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　　納米技術(shù)

　　納米是長度單位，原稱毫微米，就是10的-9次方米（10億分之一米）。納米科學(xué)與技術(shù)，有時簡稱為納米技術(shù)，是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范疇內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。從具體的物資說來，人們往往用細如發(fā)絲來形容纖細的東西，實在人的頭發(fā)一般直徑為20-50微米，并不細。單個細菌用肉眼看不出來，用顯微鏡測出直徑為5微米，也不算細。極而言之，1納米大體上相當(dāng)于4個原子的直徑。 納米技術(shù)包括下列四個重要方面：

　　⒈納米材料：當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在1—100納米這個規(guī)?？臻g，物質(zhì)的性能就會產(chǎn)生突變，呈現(xiàn)特殊性能。這種既具不同于本來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特別性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。假如僅僅是尺度到達納米，而沒有特別性能的材料，也不能叫納米材料。過往，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，經(jīng)常疏忽這個中間領(lǐng)域，而這個領(lǐng)域?qū)嶋H上大批存在于自然界，只是以前沒有認識到這個尺度范疇的性能。第一個真正認識到它的性能并引用納米概念的是日本科學(xué)家，他們在20世紀70年代用蒸發(fā)法制備超微離子，并通過研究它的性能發(fā)明：一個導(dǎo)電、導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失往原來的性質(zhì)，表示出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此，象鐵鈷合金，把它做成大約20—30納米大小，磁疇就變成單磁疇，它的磁性要比原來高1000倍。80年代中期，人們就正式把這類材料命名為納米材料。

　?、布{米動力學(xué)，重要是微機械和微電機，或總稱為微型電動機械系統(tǒng),用于有傳動機械的微型傳感器和履行器、光纖通信系統(tǒng)，特種電子裝備、醫(yī)療和診斷儀器等.用的是一種相似于集成電器設(shè)計和制造的新工藝。特色是部件很小，刻蝕的深度往往請求數(shù)十至數(shù)百微米，而寬度誤差很小。這種工藝還可用于制造三相電動機，用于超快速離心機或陀螺儀等。在研究方面還要相應(yīng)地檢測準原子尺度的微變形和微摩擦等。固然它們目前尚未真正進入納米尺度，但有很大的潛在科學(xué)價值和經(jīng)濟價值。

　?、臣{米生物學(xué)和納米藥物學(xué)，如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的實驗，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜，dna的精致結(jié)構(gòu)等。有了納米技術(shù)，還可用自組裝方式在細胞內(nèi)放入零件或組件使構(gòu)成新的材料。新的藥物，即使是微米粒子的細粉，也大約有半數(shù)不溶于水；但如粒子為納米尺度（即超微粒子），則可溶于水。

　　⒋納米電子學(xué)，包含基于量子效應(yīng)的納米電子器件、納米結(jié)構(gòu)的光/電性質(zhì)、納米電子材料的表征，以及原子把持和原子組裝等。當(dāng)前電子技術(shù)的趨勢請求器件和體系更小、更快、更冷,更小,是指響應(yīng)速度要快。更冷是指單個器件的功耗要小。但是更小并非沒有限度。 納米技術(shù)是建設(shè)者的Zui后疆界，它的影響將是宏大的。

　　在1998年的四月，總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)參謀，Neal Lane 博士評論到，如果有人問我哪個科學(xué)和工程領(lǐng)域?qū)ξ磥懋a(chǎn)生突破性的影響，我會說該個啟動打算樹立一個名為納米科技大挑釁機構(gòu)，贊助進行跨學(xué)科研究和教導(dǎo)的隊伍，包括為長遠目的而建立的中心和網(wǎng)絡(luò)。一些潛在的可能實現(xiàn)的突破包括：

　　把全部美國國會圖書館的材料緊縮到一塊像方糖一樣大小的設(shè)備中，這通過提高單位表面儲存才能1000倍使大存儲電子設(shè)備儲存才能擴展到幾兆兆字節(jié)的程度來實現(xiàn)。由自小到大的方式制造材料和產(chǎn)品，即從一個原子、一個分子開端制造它們。這種辦法將節(jié)儉原材料和下降污染。生產(chǎn)出比鋼強度大10倍，而重量只有其幾分之一的材料來制造各種更輕便，更省燃料的陸上、水上和航空用的交通工具。通過極小的晶體管和記憶芯片幾百萬倍的提高電腦速度和效力，使今天的奔跑?處置器已經(jīng)顯得十分慢了。運用基因和藥物傳送納米級的mri對比劑來發(fā)明癌細胞或定位人體組織器官去除在水和空氣中Zui細微的污染物，得到更干凈的環(huán)境和可以飲用的水。提高太陽能電池能量效力兩倍。

　　納米技術(shù)（納米科技nanotechnology）

　　納米技術(shù)實在就是一種用單個原子、分子制作物資的技術(shù)。

　　從迄今為止的研討狀態(tài)看，關(guān)于納米技術(shù)分為三種概念。第一種，是1986年美國科學(xué)家德雷克斯勒博士在《發(fā)明的機器》一書中提出的分子納米技巧。依據(jù)這一概念，可以使組合分子的機器適用化，從而可以任意組合所有種類的分子，可以制作出任何種類的分子構(gòu)造。這種概念的納米技術(shù)未取得重大進展。

　　第二種概念把納米技術(shù)定位為微加工技術(shù)的極限。也就是通過納米精度的“加工”來人工形成納米大小的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種納米級的加工技術(shù)，也使半導(dǎo)體微型化即將達到極限。現(xiàn)有技術(shù)即便發(fā)展下去，從理論上講終將會達到限度。這是由于，如果把電路的線幅變小，將使構(gòu)成電路的盡緣膜的為得極薄，這樣將損壞盡緣后果。此外，還有發(fā)熱和晃動等問題。為懂得決這些問題，研究職員正在研究新型的納米技術(shù)。

　　第三種概念是從生物的角度動身而提出的。原來，生物在細胞和生物膜內(nèi)就存在納米級的結(jié)構(gòu)。

　　所謂納米技術(shù)，是指在0.1~100納米的尺度里，研究電子、原子和分子內(nèi)的活動規(guī)律和特性的一項嶄新技術(shù)?？茖W(xué)家們在研究物質(zhì)構(gòu)成的過程中，發(fā)現(xiàn)在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數(shù)原子或分子，明顯地表示出許多新的特性，而利用這些特性制造具有特定功能設(shè)備的技術(shù)，就稱為納米技術(shù)。

　　納米技術(shù)是一門交叉性很強的綜合學(xué)科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的遼闊領(lǐng)域。

　　納米科技現(xiàn)在已經(jīng)包括納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米材料學(xué)、納米機械學(xué)、納米化學(xué)等學(xué)科。從包含微電子等在內(nèi)的微米科技到納米科技，人類正越來越向微觀世界深刻，人們認識、改革微觀世界的程度提高到前所未有的高度。我國有名科學(xué)家錢學(xué)森也曾指出，納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)是下一階段科技發(fā)展的一個重點，會是一次技術(shù)革命，從而將引起21世紀又一次產(chǎn)業(yè)革命。

　　固然間隔應(yīng)用階段還有較長的間隔要走，但是由于納米科技所孕育的極為遼闊的應(yīng)用遠景，美國、日本、英國等發(fā)達國家都對納米科技給予高度器重，紛紜制訂研究打算，進行相干研究。

　　米技術(shù)是20世紀90年代呈現(xiàn)的一門新興技術(shù)。它是在0.10至100納米(即十億分之一米)尺度的空間內(nèi)，研究電子、原子和分子活動規(guī)律和特性的嶄新技術(shù)。

　　當(dāng)空間尺度足夠小的時候，以分子或者更小的單位排列的時候，就會發(fā)明很多比現(xiàn)實世界更為奇怪的事情。 這是由于運用納米技術(shù)之后，分子或者原子等粒子的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)變，當(dāng)然也就會發(fā)生更多的本來不具備的特征。

　　比如說 應(yīng)用納米技術(shù)之后，衣服臟了只須要用凈水洗一下就清潔了， 比如玻璃杯摔不壞， 當(dāng)然這是普通的日常生涯的運用。

　　對于高真?zhèn)€技術(shù)來講，納米技術(shù)更為主要。納米技術(shù)在 超導(dǎo)的運用方面，集成電路的發(fā)展方面都具有重要的位置。 例如后者，大家都知道CPU是一種超大范圍的集成電路，現(xiàn)在很廣泛的P4技術(shù)是應(yīng)用 0.09微米的工藝來書寫的；當(dāng)然CPU的集成度還需要進步，運算速度還需要提高級等，這就請求在電路已經(jīng)到達極限的情形下更注意電路的寬度的提高了。未來CPU的發(fā)展還須要依附納米技術(shù)來改良和提高了。

　　納米技術(shù)是一種新型技術(shù)，它是樹立在微觀的技術(shù)基本之上的，所以須要投入的資金和技術(shù)都是非常大的，但是一旦達到產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)之后它所發(fā)明的產(chǎn)值往往是異常豐盛的。

　　納米科技及其發(fā)展前景 　宣布人：admin 宣布時光：2005-05-10 作者： 　　　納米科技是在20世紀80年代末、90年代初逐步發(fā)展起來的前沿、交叉性新興學(xué)科領(lǐng)域，它的迅猛發(fā)展將在21世紀促使幾乎所有產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)生一場革命性的變更。目前所有發(fā)達國家的政府和企業(yè)都在對納米科技的研發(fā)進行大批投入，試圖搶占這一21世紀科技戰(zhàn)略制高點。關(guān)注納米科技的進展，盡快組織和安排我國納米科技的發(fā)展計劃，對我國新世紀的發(fā)展影響深遠。

　　納米科技的意義與發(fā)展進程

　　納米科技的定義

　　　　假如將人類所研究的物質(zhì)世界對象用長度單位加以描寫，我們可以得到人類智力所延長到的物質(zhì)世界的范疇。目前人類能夠加以研究的物質(zhì)世界的Zui大尺度是1025米（約10億光年），這是我們觀測到的宇宙大致規(guī)模。人類所研究的物質(zhì)世界的Zui小尺度為10-19（10萬阿米）。

　　　　納米是毫米的1/1000000。原子的直徑在0.1-0.3個納米之間。研討小于10-10米以下的原子內(nèi)部構(gòu)造屬于原子核物理、粒子物理的范圍。

　　　　納米科技是指在納米標準（1納米到100納米之間）上研究物資的特性和相互作用，以及應(yīng)用這些特征的多學(xué)科交叉的科學(xué)和技術(shù)。

　　　　當(dāng)物質(zhì)小到1至100納米（10-9-10-7米）時，由于其量子效應(yīng)、物質(zhì)的局域性及宏大的表面及界面效應(yīng)，使物質(zhì)的很多性能產(chǎn)生質(zhì)變，浮現(xiàn)出很多既不同于宏觀物體，也不同于單個孤立原子的奇怪現(xiàn)象。納米科技的終極目的是直接以原子、分子及物質(zhì)在納米尺度上表示出來的新鮮的物理、化學(xué)和生物學(xué)特征制造出具有特定功效的產(chǎn)品。

　　納米科技概念的提出與發(fā)展

　　　　Zui早提出納米尺度上科學(xué)和技術(shù)問題的是有名物理學(xué) 家、諾貝爾獎獲得者查德.費曼。1959年他在一次有名的演講中提出：假如人類能夠在原子/分子的尺度上來加工材料、制備裝置，我們將有很多激動聽心的新發(fā)現(xiàn)。他指出，我們需要新型的微型化儀器來把持納米結(jié)構(gòu)并測定其性質(zhì)。那時，化學(xué)將變成根據(jù)人們的意愿逐個地正確放置原子的問題。

　　　　taniguchiZui早應(yīng)用納米技術(shù)（Nanotechnology）一詞描寫精致機械加工是在1974年。70年代后期，麻省理工學(xué)院德雷克斯勒教授倡導(dǎo)納米科技的研究，但當(dāng)時多數(shù)主流科學(xué)家對此持猜忌態(tài)度。

　　　　納米科技的敏捷發(fā)展是在80年代末、90年代初。80年 代初發(fā)現(xiàn)了費曼期看的納米科技研究的重要儀器-掃描隧道顯微鏡（STM）、原子力顯微鏡（afm）等微觀表征和把持技術(shù)，它們對納米科技的發(fā)展起到了積極的增進作用。與此同時，納米尺度上的多學(xué)科交叉展示了偉大的性命力，敏捷形成為一個廣泛學(xué)科內(nèi)容和潛在應(yīng)用前景的研究領(lǐng)域。1990年7月，第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)會議在美爾巴爾的摩與第五屆國際掃描隧道顯微學(xué)會議同時召開，《納米技術(shù)》與《納米生物學(xué)》這兩種國際性專業(yè)期刊也相繼問世。一門嶄新的科學(xué)技術(shù)--納米科技從此得到科技界的普遍關(guān)注。

　　為什么會出“納米熱”？

　　　　德國科學(xué)技術(shù)部早在1996年就對納米技術(shù)市場做了預(yù) 測，估量到期2010年能到達14400億美元。美國《貿(mào)易周刊》將納米科技列為21世紀可能取得主要突破的3個范疇之一（其它兩個為性命科學(xué)和生物技術(shù)、從外星球獲得能源）。從 來1999年開端，美國政府決議把納米科技研究列進21世紀 前10年11個要害領(lǐng)域之一。

　　　　納米科技的陡然升溫不僅僅是標準的縮小問題，本質(zhì)是 由于納米科技在推動聽類社會發(fā)生宏大變更方面所具有的重 要意義所決議的。

　　　　納米科技將促使人類認知的革命。納米科技是多學(xué)科交叉融會性質(zhì)的集中體現(xiàn)，我們已不能將納米科技回為任何一門傳統(tǒng)的學(xué)科領(lǐng)域。對于還比擬生疏的納米世界中的尚待揭示的科學(xué)問題，科學(xué)家有著極大的好奇心和摸索愿望。而一旦在這一領(lǐng)域摸索進程中形成的理論和概念在我們的生產(chǎn)生涯中得到廣泛的應(yīng)用，那么，它將極大地豐盛我們的認知世界并給人類社會帶來觀念上的變革。同時納米科技推進產(chǎn)品的微型化、高性能化和與環(huán)境友愛化，將極大地節(jié)儉資源和能源，減少人類對它們的過火依附，并增進生態(tài)環(huán)境的改良。這將在新的層次上為人類可連續(xù)發(fā)展供給物質(zhì)和技術(shù)保證。

　　　　納米科技將引發(fā)一場新的產(chǎn)業(yè)革命。由于量子效應(yīng)，微電子器件的極限線寬一般以為0.07微米(70納米)。依據(jù)美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會預(yù)計，到2010年半導(dǎo)體器件的尺寸將達到點0.1微米(100納米),這正好是納米結(jié)構(gòu)器件的Zui大長度。小于這一尺寸，所有的芯片需要依照新的原理來設(shè)計。為了突破信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，必需研究納米尺度中的理論問題和技術(shù)問題，樹立適應(yīng)納米尺度的新的集成方式和技術(shù)尺度。在這一尺度上制造出的計算機的運算和存儲才能將比目前微米技術(shù)下的盤算機性能呈指數(shù)倍的提高，這將是對信息產(chǎn)業(yè)和其它相干產(chǎn)業(yè)的一場深入的革命。同樣，性命科技也面臨著在納米科技影響下的變更。所以，人們以為納米科技是末來信息科技與生命科技進一步發(fā)展的共同基本。正如美國《新技術(shù)周刊》指出：納米技術(shù)是21世紀經(jīng)濟增加的一個重要的動員機，其作用可使微電子學(xué)在20世紀后半葉對世界的影響相形見絀。

　　　　納米科技也將促使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的“舊貌換新顏”。比如納 米資料的研討，在化纖制品中參加納米微粒，可以除味、殺 菌。通過納米技術(shù)的應(yīng)用，使建筑物外墻涂料的耐洗刷性由 本來的1000次進步到10000多次，老化時光也延伸了兩倍多。這種對傳統(tǒng)資料進行納米改性的技巧，企業(yè)利用的投進不大，而且市場遠景遼闊。

　　　　但是我們也應(yīng)當(dāng)看到，納米科技作為國際剛剛興起的一 門新興的學(xué)科領(lǐng)域，有很多重大的基本問題還未解決，其全 面走向應(yīng)用尚需時日。因此，對于“納米熱”應(yīng)予準確領(lǐng)導(dǎo)， 防止將納米科技的概念俗氣化。

　　納米科技的研究領(lǐng)域

　　　　由于納米科技的多學(xué)科交叉性質(zhì)，它的研究對象涉及諸多領(lǐng)域，它的基礎(chǔ)研究問題又往往與應(yīng)用密不可分。我們可以依據(jù)納米科技與傳統(tǒng)學(xué)科領(lǐng)域的聯(lián)合而細分為納材料學(xué)、納電子學(xué)、納生物學(xué)、納化學(xué)、納機械學(xué)與納加工等，但這種與學(xué)科緊密接洽的分類方法，無法簡略便捷地勾畫納米科技的大致輪廓，各類之間又有交叉和重疊。為了對納米科技有直觀的懂得，在此先容納米科技中有代表性的納米材料、納米器件、納米檢測與表征這三類功用性很強的研究領(lǐng)域。

　　納米材料

　　　　納米材料是納米科技發(fā)展的重要基礎(chǔ)。它是指材料的幾何尺寸達到納米級尺度水平，并且具有特殊性能的材料。其主要類型為：納米顆粒與粉體、納米碳管和一維納米材料、納米塊材、納米薄膜、納米塊材。納米材料由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，決議了納米材料涌現(xiàn)許多不同于傳統(tǒng)材料的奇特性能，進一步優(yōu)化了材料的電學(xué)、熱學(xué)及光學(xué)性能。

　　納米器件

　　　　納米科技的終極目標是以原子、分子為出發(fā)點，往制作具有特別功效的產(chǎn)品。因此，納米器件的研制和利用程度是進進納米時期的主要標記。

　　　　納電子學(xué)的目的是集成電路的幾何結(jié)構(gòu)進一步縮小，超出目前發(fā)展中碰到的極限，因而使得功能密度和數(shù)據(jù)通過量率達到新的水平。

　　　　科學(xué)家盼望通過生物學(xué)的研究，進一步控制在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理制造生物分子器件，目前，在納米化工廠、生物傳感器、生物分子盤算機、納米分子馬達等方面，科學(xué)家都做了重要的嘗試。

　　納米結(jié)構(gòu)的檢測與表征

　　　　為在納米尺度上研究材料和器件的結(jié)構(gòu)及性能，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，發(fā)展新辦法，發(fā)明新技術(shù)，必需建立納米尺度的檢測與表征手腕。這包括在納米尺度上原位研究各種納米結(jié)構(gòu)的電、力、磁、光學(xué)特性，納米空間的化學(xué)反映過程，物理傳輸過程，以及研究原子和分子的排列、組裝與奇怪物性的關(guān)系。

　　　　掃描探針顯微鏡（SPM）的呈現(xiàn)，標記著人類在對微觀尺度的摸索方面進入到一個全新的領(lǐng)域。作為納米科技重要研究手腕的SPM也被形象地稱為納米科技的“眼”和“手”。

　　　　所謂“眼睛”，即可應(yīng)用SPM直接察看原子和分子以及納米粒子的相互作用與特性。

　　　　所謂“手”，是指SPM可用于移動原子和結(jié)構(gòu)納米結(jié)構(gòu)，同時為科學(xué)家供給在納米尺度下研究新現(xiàn)象、提出新理論的渺小試驗室。

　　納米科技遠景的展看

　　材料和制備

　　　　在納米標準上，通過準確地把持尺寸和成份來合成材料單元，制備更輕、更強和可設(shè)計的材料，同時具有長壽命和低維修用度的特色；以新原理和新構(gòu)造在納米層次上構(gòu)筑特定性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料，生物材料和仿生材料，實現(xiàn)材料損壞進程中納米級損傷的診斷和修復(fù)。

　　微電子和計算機技術(shù)

　　　　納米結(jié)構(gòu)的微處置器的效力將提高100萬倍，并實現(xiàn)兆兆比特的存儲器（提高1000倍）；研究集成納米傳感器系統(tǒng)。

　　環(huán)境和能源

　　　　發(fā)展綠色能源和環(huán)境處置技術(shù)，減小污染和恢復(fù)被損壞的環(huán)境；制備孔徑1納米的納孔材料作為催化劑的載體，有序納孔材料和納米膜材料（孔徑10-100納米）用來打消水和空氣中污染；成倍的提高太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率。

　　醫(yī)學(xué)和健康

　　　　納米技術(shù)將給醫(yī)學(xué)帶來變更，納米級粒子將使藥物在人 體內(nèi)的傳輸更為便利，用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進入 人體后，可自動搜索并攻擊癌細胞或修補損傷組織；在人 工器官外面涂上納米粒子可預(yù)防移植后的排擠反映；研究耐 用的與人體友愛的人工組織、器官復(fù)明和復(fù)聰器件；疾病早 期診斷的納米傳感器系統(tǒng)。

　　生物技術(shù)

　　　　在納米尺度上依照預(yù)定的對稱性和排列制備具有生物活 性的蛋白質(zhì)、核糖核酸等，在納米材料和器件中植入生物材 料使其兼具生物功效和其它功能，生物仿生化學(xué)藥品和生物 可降解材料；動植物的基因改良和治療，測定DNA的基因芯 片等。

　　航天和航空

　　　　納米器件在航天范疇的應(yīng)用，不僅增添有效載荷，更要 的是使耗能指標成指數(shù)倍的下降。這方面的研究內(nèi)容還包含：研制低能耗、抗輻照、高性能盤算機，微型航天器用納米集成的測試、把持儀器和電子裝備，抗熱障、耐磨損的納米結(jié)構(gòu)涂層材料。

　　國度安全

　　　　由于納米技術(shù)對經(jīng)濟社會的普遍滲透性，擁有納米技 術(shù)知識產(chǎn)權(quán)和普遍利用這些技術(shù)的國家，將在國度經(jīng)濟安 全和國防安全方面處于有利位置。通過先進的納米電子器 件在信息把持方面的運用，將使部隊在預(yù)警、導(dǎo)彈攔阻等 范疇快速反映；通過納米機械學(xué)，渺小機器人的應(yīng)用，將 提高軍隊的機動性和加強戰(zhàn)役的有效性；用納米和微米機 械裝備節(jié)制，國家核心防衛(wèi)體系的性能將大幅度進步；通 過納米資料技巧的應(yīng)用，可使兵器設(shè)備的耐腐化性、吸波 性和隱藏性大大提高，可用于艦船、潛艇和戰(zhàn)役機等，spm。

　　　　附： 白春禮，1953年9月誕生。現(xiàn)任中國科學(xué)院副院長。中國科學(xué)院院士、第三世界科學(xué)院院士。

　　　　1978年北京化學(xué)系畢業(yè)，1985年獲中國科學(xué)院博士學(xué) 位，1985-1987年在美國加州理工學(xué)院作博士后和拜訪學(xué) 者，1991-1992年任日本東北大學(xué)客座教授。先后從事過高分子催化劑的結(jié)構(gòu)與物性、有機化合物的X-射線晶體結(jié)構(gòu)、分子力學(xué)和導(dǎo)電高聚物的EXAFS等研究。從80年代中期開端轉(zhuǎn)入到新興的前沿領(lǐng)域-掃描隧道顯微學(xué)的研究。研制勝利掃描探針顯微鏡（SPM）系列。率領(lǐng)科研職員應(yīng)用SPM體系地研究了一些有機和生物材料的表面結(jié)構(gòu)和性能，并在納米科技方面有首創(chuàng)性的工作。多次獲國度科技提高獎，中國科學(xué)院科技提高獎和自然科學(xué)獎。所著《掃描隧道顯微術(shù)及其應(yīng)用》獲1993年中國圖書獎和1995年優(yōu)良科技圖一等獎。被授予國家級有突出貢獻的中青年專家、中國十大出色青年等聲譽稱號。


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