纳米技术(nanotechnology），也称毫微技术，是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。

1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。

因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。

纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。

这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。

纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。

其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容从迄今为止的研究来看，关于纳米技术分为三种概念：第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。

根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。

这种概念的纳米技术还未取得重大进展。

第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。

也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。

这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。

现有技术即使发展下去，从理论上讲终将会达到限度，这是因为，如果把电路的线幅逐渐变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。

此外，还有发热和晃动等问题。

为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。

第三种概念是从生物的角度出发而提出的。

本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。

DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发，成为纳米生物技术的重要内容1993年，第一届国际纳米技术大会(INTC)在美国召开，将纳米技术划分为6大分支：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学，促进了纳米技术的发展。

由于该技术的特殊性，神奇性和广泛性，吸引了世界各国的许多优秀科学家纷纷为之努力研究。

纳米技术一般指纳米级(0.1一100nm)的材料、设计、制造，测量、控制和产品的技术。

纳米技术主要包括：纳米级测量技术：纳米级表层物理力学性能的检测技术：纳米级加工技术；纳米粒子的制备技术；纳米材料；纳米生物学技术；纳米组装技术等。

关键突破1990年，IBM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排，纳米技术取得一项关键突破。

他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把35个原子移动到各自的位置，组成了IBM三个字母。

这证明费曼是正确的，二个字母加起来还没有3个纳米长。

不久，科学家不仅能够操纵单个的原子，而且还能够“喷涂原子”。

使用分子束外延长生长技术，科学家们学会了制造极薄的特殊晶体薄膜的方法，每次只造出一层分子。

目前，制造计算机硬盘读写头使用的就是这项技术。

著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德· 费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后将变成根据人类意愿，逐个地排列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想。

纳米技术包含下列四个主要方面：1、纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。

这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。

如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。

过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。

第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。

磁性材料也是如此，像铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。

80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。

为什么磁畴变成单磁畴，磁性要比原来提高1000倍呢？这是因为，磁畴中的单个原子排列的并不是很规则，而单原子中间是一个原子核，外则是电子绕其旋转的电子，这是形成磁性的原因。

但是，变成单磁畴后，单个原子排列的很规则，对外显示了强大磁性。

这一特性，主要用于制造微特电机。

如果将技术发展到一定的时候，用于制造磁悬浮，可以制造出速度更快、更稳定、更节约能源的高速度列车。

2、纳米动力学：主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。

特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。

这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。

在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。

虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。

理论上讲：可以使微电机和检测技术达到纳米数量级。

3、纳米生物学和纳米药物学：如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。

有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。

新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。

纳米生物学发展到一定技术时，可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞，并可以吸收癌细胞的生物医药，注入人体内，可以用于定向杀癌细胞。

（上面是老钱加注）4、纳米电子学：包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。

当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷，更小，是指响应速度要快。

更冷是指单个器件的功耗要小。

但是更小并非没有限度。

纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。

纳米雨衣伞是雨伞与雨衣的结合体,纳米雨伞收伞有三折伞和直杆伞的收伞形态（简单说，收伞时有长短两种选择）。

纳米雨衣可由纳米雨伞转变而成，纳米雨衣又不同于一般的雨衣，因为纳米雨衣可以保证从头到脚绝对不湿。

因为纳米材料，所以这雨伞可以一甩即干，雨伞转变为雨衣后，这雨衣也只需穿戴着轻轻一跳也即可全干。

[各种材料的极薄表层的物理、化学、力学性能和材料内部的性能常有很大差异。

而正是这极薄的表面材料在康擦磨损、物理、化学、机械行为中起着主导作用。

反映在现在“信息时代”的新型“智能型”材料的出现，如计算机磁盘、光盘等，要求表层小但有优良的电、磁、光性能，而且要求有良好的润滑性、摩擦小、耐磨损、抗化学腐蚀、组织稳定和优良的力学性能。

因此，世界各国都非常重视材料的纳米级表层的物理、化学、机械性能及其检测方法的研究。

纳米级表层物理力学性能的检测方法主要是表层微力学探针检侧法，它是用纳米压痕的原理检测其力学性能的.其基本原理是利用金刚石针尖用极小的力在试件表面压出纳米级或微米级压痕，根据压痕的大小测出试件表层的显徽力学性能，即连续记录探针针尖加载逐步压人和卸载逐步退出试件表层的全过程的压痕深度变化。

因其中包含试件表层的弹性交形，塑性变形、姗变、变形速率等多种信息，通过这些信息测出表层材料的多项力学性能。

自1991年Gleiter等人率先制得纳米材料以来，经过10年的发展纳米材料有了长足的进步。

如今纳米材料种类较多，按其材质分有：金属材料、纳米陶瓷材料、纳米半导体材料、纳米复合材料、纳米聚合材料等等。

纳米材料是超徽粒材料，被称为“21世纪新材料”，具有许多特异性能。

例如用纳米级金属微粉烧结成的材料，强度和硬度大大高于原来的金属，纳米金属居然由导电体变成绝缘体。

一般的陶瓷强度低并且很脆。

但纳米级微粉烧结成的陶瓷不但强度高并且有良好的韧性。

纳米材料的熔点会随超细粉的直径的减小而降低。

例如金的熔点为1064℃，但10nm的金粉熔点降低到940℃，snm的金粉熔点降低到830℃，因而烧结温度可以大大降低。

纳米陶瓷的烧结温度大大低于原来的陶瓷。

纳米级的催化剂加入汽油中。

可提高内燃机的效率。

加人固体燃料可使火箭的速度加快。

药物制成纳米微粉。

可以注射到血管内顺利进入微血管。

纳米机器人是根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”，也称分子机器人；而纳米机器人的研发已成为当今科技的前沿热点。

目前，不少国家纷纷制定相关战略或者计划，投入巨资抢占纳米机器人这种新科技的战略高地。

《机器人时代》月刊日前指出：纳米机器人潜在用途十分广泛，其中特别重要的就是应用于医疗和军事领域。

每一种新科技的出现，似乎都包涵着无限可能。

用不了多久，个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。

中国著名学者周海中教授在1990年发表的《论机器人》一文中就预言：到21世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。

[2纳米生物学是以纳米尺度研究细胞内部各种细胞器的结构和功能。

研究细胞内部，细胞内外之间以及整个生物体的物质、能量和信息交换。

纳米生物学的研究集中在下列方面。

仿生学的研究这是纳米生物学的热门研究内容。

近年取得不少成果。

是纳米技术中有希望获得突破性巨大成果的部分。

世界上最小的马达是一种生物马达—鞭毛马达。

能象螺旋桨那样旋转驱动鞭毛旋转。

该马达通常由10种以上的蛋白质群体组成，其构造如同人工马达。

由相当的定子、转子、轴承、万向接头等组成。

它的直径只有3onm，转速可以高达15r/min，可在1μs 内进行右转或左转的相互切换。

利用外部电场可实现加速或减速。

转动的动力源，是细菌内支撑马达的薄膜内外的氮氧离子浓度差。

实验证明。

细菌体内外的电位差也可驱动鞭毛马达。

现在人们正在探索设计一种能用电位差驭动的人工鞭毛马达驱动器。

日本三菱公司已开发出一种能模拟人眼处理视觉形象功能的视网膜芯片。

该芯片以砷化稼半导体作为片基。

每个芯片内含4096个传感元。

可望进一步用于机器人。

有人提出制作类似环和杆那样的分子机械。

把它们装配起来构成计算机的线路单元，单元尺寸仅Inm，可组装成超小型计算机，仅有数微米大小，就能达到现在常用计算机的同等性能。

在纳米结构自组装复杂徽型机电系统制造中，很大的难题是系统中各部件的组装。

系统愈先进、愈复杂，组装的问题也愈难解决。

自然界各种生物、生物体内的蛋白质、DNA、细胞等都是极为复杂的结构。

它们的生成、组装都是自动进行的。

如能了解并控制生物大分子的自组装原理，人类对自然界的认识和改造必然会上升到一个全新的更高的水平。