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纳米技术/术语表

来自维基教科书,开放世界中的开放书籍

可以在这里找到纳米技术中使用的常见缩略词列表。

如果我们将维基教科书中的此类条目定义为“定义”,那么我们可能应该定义它,或者至少说明我们不会定义“定义”。幸运的是,维基是开放式的,因此所有定义都是暂时的。鉴于所有“定义”定义的集合本身是未知的,但仍然可能存在一个我们能定义为“对维基教科书有用”的定义子集。

就我们在本维基教科书中的目的而言,目标不是得出正确、明确的定义 - 在一个转型领域,这怎么可能呢?纳米技术的词汇必须具有足够的凝聚力,以使关于结果的沟通有效,但也必须动态发展,以捕捉对结果的新方面和理解。因此,在本维基教科书中,一个好的定义是一个明智的定义。了解纳米技术的其中一部分是知道它意味着很多不同的东西

纳米技术话语中持续存在的含糊不清可能是其快速发展的一个讽刺症状。理解纳米技术社会影响的有用定义集不应局限于正确用法。即使是虚构纳米技术的社会影响,如以下的纳米炒作,也成为纳米技术作为“模因”影响的有趣标志。像纳米技术这样的概念的语义场,对于它能承载的含义范围来说,与其字面内容一样有趣 - 这个语义场是我们关于纳米技术对我们行为影响的最容易获取的数据之一 - 在这种情况下,就是语言的使用。




自生是生物体在无机介质中自发产生的现象 [1]。在科学界,自生指的是科学领域或工作领域的产生,这些领域是自身产生的。它的设计不是为了促进其他技术,而是只为自身而存在。作家乔希·霍尔给出的例子是人工智能,它最初是用来创造一个学习的计算机实体。在没有应用的情况下,人工智能研究只是为了促进人工智能,而不是创造应用。

化学气相沉积 (CVD)

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化学气相沉积是通过在加热的表面上化学反应气相或液相反应物来生产微观固体材料结构的过程。当今许多最重要、最常见的技术都利用了非常薄的电活性材料薄膜。化学气相沉积 (CVD) 是一种广泛使用的制造技术,用于生产诸如电路和处理器之类的产品。

苏珊·克伦迪克,“化学气相沉积”,在 AccessScience@McGraw-Hill,http://www.accessscience.com,DOI 10.1036/1097-8542.800560

颠覆性技术

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颠覆性技术和颠覆性创新是商业和技术文献中使用的术语,用来描述以市场无法预料的方式改进产品或服务的创新,通常通过降低价格或设计面向不同的消费者群体来实现。

颠覆性创新可以广泛地分为低端颠覆性创新和新市场颠覆性创新。新市场颠覆性创新通常针对非消费群体(即那些不会使用市场上现有产品的消费者),而低端颠覆性创新则针对那些对价格比质量更重要的主流客户。

颠覆性技术对现有市场的领导者来说尤其具有威胁性,因为它们是来自意想不到方向的竞争。颠覆性技术可以通过以下两种方式来主导现有市场:要么填补新市场中旧技术无法填补的角色(例如,更便宜、容量更低但尺寸更小的闪存正取代 2000 年代的个人数据存储),要么通过不断提高性能逐步向上游市场移动,最终取代市场中的现有企业(例如,数码摄影已在很大程度上取代了胶片摄影)。

静电纺丝

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这是一种工艺,在该工艺中,将高电压(10kV-30kV)施加到位于玻璃移液管中的粘性聚合物溶液。高电压迫使溶液从移液管中流出,形成所谓的泰勒锥。这种现象被称为“鞭打”,它将液体拉伸成纤维,并继续拉伸,直到纤维的直径达到微米和纳米范围。然后将纤维收集在接地的板上。

根据牛津英语词典,“伦理”被定义为“控制或影响一个人行为的道德原则”。“伦理”可以理解为我们日常生活中遵循的系统和原则。德国哲学家伊曼努尔·康德的绝对命令表明,我们可以通过问自己“如果每个人都这样做,世界会怎样?”来判断某件事是否合乎道德。可以说,伦理是不同文化中文化礼仪和尊重的基础。有许多类型的伦理问题。将伦理问题划分为类型可能会有用。

  • 道德问题:使用道德原则解决的问题。“应该怎样”或“怎样做”。
  • 事实问题:需要更多数据来确定问题的伦理问题。“我射杀了警长,但我没有射杀副警长。”
  • 应用问题:当不清楚如何应用关键概念时。“作为上传,意味着什么?”

请注意,所有四种类型都关注有限性——它们在极限处起作用——未知。现象学家埃曼努埃尔·莱维纳斯的工作启发的伦理思考表明,伦理产生于这种有限性的体验以及我们对其他人的义务感。莱维纳斯的调查表明,因此,不可能存在“伦理准则”,因为它建立在我们对其他存在和生活方式的不可知的奥秘之上,这些方式被我们自己的经验所挤出。

一个含义——有很多!——我们可能同意尝试一下“伦理”是,它涉及在不确定和未知因素的情况下,共同努力找到解决相互竞争利益的最佳方法。适应未知是一个古老的技能,适合像我们这样的发展和进化生物。前进吧,实验人!让我们尝试我们不断发展的维基教科书的“伦理定义”。

芯片实验室 (LOCs)

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实验室程序的缩小版本,或多个程序的组合。例如,大多数微流体装置被嵌入到用于粒子过滤的 LOC 中。也可以与 MEMS 或 NEMS 相结合。

光刻是一个通用术语,字面意思是“岩石刻写”。重要的是要记住,纳米技术通常本质上是一种刻写。光刻是指一种印刷方法,通过该方法,光滑的表面被改变以允许或不允许所需的“油墨”。放置一层或一层所需材料就像油墨一样,因此,光刻是几种薄膜制造方法中常见的术语。光刻是逐层生长薄膜的一种方法,通常涉及光刻掩模,该掩模用于图案化薄膜并允许在蚀刻后去除特定几何形状并保留其他几何形状。目前,光刻使用步进机来创建更小的图像。称为掩模板的大型掩模以类似于常规光刻的方式照射光,但是,在光线离开掩模板后,它会穿过一系列透镜来缩小图案。然后,这种小图案在芯片制造中的整个晶圆上重复。这使得可以将大型设计缩小。

MEMS 和 NEMS

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微机电系统和纳米机电系统。也称为微型机器,MEMS 和 NEMS 将纳米技术的许多方面结合到一个设备中。由于表面积与体积之比非常小,许多物理原理在这些尺度上不适用。设备影响从等离子体到微流体以及光电子学到光流体的范围。通常,NEMS/MEMS 涉及将宏观设备缩小到纳米尺度,例如纳米电机纳米阀。在流体动力学中,创新的流量控制允许创建具有分层物质的层流,甚至使用流体来聚焦或引导光。MEMS 和 NEMS 设备未来的目标之一是芯片实验室的概念。

超材料

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超材料是人工材料,经过精心设计以提供“在自然界中可能不容易获得”的特性。[1] 这些材料通常从结构而不是成分中获得其特性,使用小的不均匀性来实现有效的宏观行为。[1][2]

超材料的主要研究是研究具有负折射率的材料。[3][4][5] 负折射率材料似乎允许创建“超透镜”,其空间分辨率低于波长,并且至少在一个狭窄的波段内已证明了一种“隐身”。虽然第一个超材料是电磁的,[3] 声学[6] 和地震超材料[7] 也是活跃的研究领域。

超材料的潜在应用多种多样[8],包括远程航空航天应用、传感器检测[9]基础设施监控、智能太阳能管理、公共安全[9] 雷达罩[10] 高频战场通信以及用于高增益天线的透镜、[8] 改进超声波传感器,甚至保护结构免受地震影响[7]

超材料的研究是跨学科的,涉及电子工程、电磁学、固体物理、微波和天线工程、光电子学、经典光学、材料科学、半导体工程、纳米科学等领域。

纳米技术

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“纳米技术”由前缀“纳米”和词根“技术”组成。英文前缀“纳米”源自拉丁语单词“nanus”,意思是“矮人”。“Nanus”是希腊语词“nanos”的晚期形式,意思相似。英语词根“技术”源自希腊语单词“technologia”。希腊语前缀“techno”源自希腊语单词“techne”,意思是“一种艺术、手艺或技能”。希腊语后缀“logia”可以翻译成“贡献”。“Logia”来自古希腊语词“logos”,代表着宇宙内在的终极推理,大致意思是“言语”和“理性”,是宇宙固有的秩序。

  • 研究原子和分子尺度上物质的控制或有目的的操作,通常描述尺寸为 100 纳米或更小的结构。

许多科学家将从 1 纳米到包括 999 纳米的结构都纳入纳米技术。

  • 《自然纳米技术》2006 年的第一期刊登了一篇题为“nan'o - tech - tnol'o - gy n.”的介绍文章。“nan'o - tech - tnol'o - gy n.” 本期文章讨论了纳米技术的定义。他们说,纳米技术处理任何小于 100 纳米的东西,通常与人类头发进行比较,人类头发厚 80,000 纳米。这篇文章的主要内容是采访了科学家,让他们对纳米技术给出自己的独特定义。

Google Trend 数据表明,自 2004 年以来,关于“纳米技术”的查询实际上有所下降。请注意,在最后一次编辑时,关于纳米技术的查询的主要语言是韩语。了解更多关于Google Trend 数据的信息

纳米复合材料

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纳米复合材料是指将纳米粒子混合到基体中的复合材料。基体必须由与颗粒不同的材料组成。常见的纳米复合材料由聚合物基体和陶瓷纳米粒子组成。添加的颗粒比基体材料具有更高的模量。这些粒子导致整个复合材料的强度增加。


纳米技术赋能

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这是最近出现的一个新术语。“纳米技术赋能”用于指利用纳米技术的某些方面来增强其功能的设备或系统。仅在宏观尺度上起作用但由于纳米技术而得到增强的产品被出售为纳米技术赋能产品。该术语也被用来描述纳米技术的未来以及它如何改变我们的生活:在纳米技术赋能的世界中……

  • 示例

制造精确排列的纳米级结构对于纳米技术至关重要。文章

纳米词

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一个创造出来的词,用来标记纳米技术的某些方面。另见纳米技术中的“首字母缩略词”

纳米粒子

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直径小于 100 纳米的粒子。由于电子的量子限制,纳米粒子的特性不同于相同材料的块状量。半导体纳米粒子被称为量子点。维基百科上的纳米粒子

根据洛伦兹力定律,一个带1库仑电荷的粒子以每秒1米的速度穿过1特斯拉的磁场,会受到1牛顿的力。作为SI 导出单位,特斯拉也可以表示为

(以SI 基本单位表示)

使用的单位

本体论

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希腊语前缀ὄν表示存在,或者引用莎士比亚的话“存在”。后缀λογικός与逻辑、科学或研究有关。因此,它字面意思为“与存在的研究有关”。

参见马丁·海德格尔,《“关于技术的思考”》。

本体论技术

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关于人类克隆的生物伦理讨论集中在克隆的本体论效应上,认为人类克隆会在某种程度上改变我们作为物种的本质或“存在”。这个论点的隐含意思是,在某个阈值上,转化或“增强”不再是程度上的改变,而是本质上的改变。因此,例如,很少有人会反对矫正镜片对人类存在的本体论挑战,但许多人可能会质疑,通过皮下纳米传感器将我的整个表皮变成红外线眼睛领域是否会让我不再是人类。不同的参与者认为,人类属性改变的某些隐含的或实际的阈值对于人类来说是“关键的”。不用说,这个关键阈值的位置在历史上和文化上都在变化,因为具有不同表型特征的人类在不同的历史时期和地点被冠以“人类”——本身是一个相对最近的称呼——就像美国奴隶制的历史一样。例如,关于动物嵌合体的讨论探讨了成为“羊 goat”的本体论含义,即山羊和绵羊的嵌合体生物。

开源是一种软件设计、开发和分发的方法,为软件的源代码提供实际的访问权限。这些原则和实践通常应用于软件源代码的同行生产开发,这些软件可供公众协作。这种基于同行的协作的结果通常作为开源软件发布,但是,开源方法越来越多地应用于其他领域,例如生物技术。

等离子体

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等离子体的研究。在物理学中,等离子体是量子等离子体振荡。等离子体是准粒子,它是由量子化等离子体振荡产生的,就像光子声子分别是光和声波的量子化。因此,等离子体是自由电子气密度的集体振荡,通常在光学频率下。它们还可以与光子耦合,形成第三种称为等离子体极化子的准粒子。

由于等离子体是经典等离子体振荡的量子化,它们的大多数性质可以直接从麦克斯韦方程推导出。

“新兴纳米技术项目于2005年4月成立,是伍德罗·威尔逊国际学者中心与皮尤慈善信托基金的合作项目。该项目致力于确保纳米技术发展过程中,将可能的风险降至最低,公众和消费者参与保持强劲,并实现这些新技术的潜在益处”(PEN 使命页面)。PEN 作为纳米技术行业的公众可见的监控器和预测器,与各种政府和私人实体合作,帮助监管纳米技术,制定公共政策,开展公众讨论,并让每个人了解情况。

量子点

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该术语通常指的是任何经历激子量子限制效应的纳米级半导体粒子。通常在谈论半导体纳米粒子时使用该术语,而不是纳米粒子。维基百科关于量子点

修辞分析

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随机过程是指其行为是非确定性的过程,即系统的后续状态既由过程的可预测行为决定,也由随机元素决定。

在生物系统中,引入随机“噪声”已被发现有助于提高内部反馈回路的信号强度,从而实现平衡和其他前庭交流。已被发现有助于糖尿病和中风患者的平衡控制。[11]

参见维基百科条目“随机”,了解不同学科对随机的更深入和多样化的含义。对于思考纳米技术和其他新兴技术的含义,随机系统可能比确定性系统更好的模型。 http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stochastic

张拉整体

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最简单的张拉整体结构。三个压缩构件中的每一个都与另外两个对称,并且从端到端对称。每个端部连接到三个电缆,这些电缆提供压缩,并以与天空塔中三个电缆定义该立柱底部端部相同的方式精确地定义该端部的位置。

张拉整体结构是一种基于几种简单但微妙和深刻的设计模式组合的结构。

  • 加载构件仅在纯压缩或纯张力下工作,这意味着结构只会因缆索屈服或杆件屈曲而失效(杆件必须是强度极低的材料,且直径极大,才能在屈曲之前屈服,或缆索屈服)。
  • 预加载,使缆索在压缩下变硬。
  • 最小过约束,减少应力局部化。
  • 机械稳定性,使构件在结构应力增加时保持张力/压缩状态。

由于这些模式,没有构件经历弯矩。这使得结构对于其质量和截面尺寸而言异常坚固。

张拉整体结构的一个概念性构建块可以在 1951 年的Skylon 塔中看到。这座高塔在一端仅由三根钢缆固定。在底部,只要尖顶承受压缩载荷,则需要正好三根钢缆才能完全确定尖顶底部的位置。两根钢缆将不稳定,就像一个人站在松弛的绳索上;一根钢缆只是两根钢缆锚定在同一位置时的极限情况。

这一概念在生物学中也有应用。生物结构,如肌肉骨骼,或刚性和弹性细胞膜,通过张紧和压缩部分的协同作用而变得坚固。肌肉骨骼系统是肌肉和骨骼的协同作用,肌肉提供持续拉力,骨骼提供不连续的推力。

唐纳德·英伯在分子生物学领域发展了张拉整体理论。[12]

薄膜

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薄膜是薄材料层,厚度范围从纳米级的几分之一到几微米不等。电子半导体器件和光学涂层是得益于薄膜结构的主要应用。

"Thin film."Wikipedia, The Free Encyclopedia. 16 Apr 2009, 06:51 UTC. 21 Apr 2009 <http://en.wikipedia.or /w/index.php?title=Thin_filmoldid=284160839>.

自上而下和自下而上的纳米制造

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自上而下的纳米制造涉及逐层构建或组织分子。自下而上的纳米制造与逐层向上构建相反。在这种方法中,一个大的(相对而言)薄膜被蚀刻或切割,以形成所需几何形状。

超人类主义

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朱利安·赫胥黎在 1957 年使用的一个术语,他将其定义为“人仍然是人,但通过认识到人类本性的新可能性,超越了自我”。[2]


参考文献

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  1. a b Nader, Engheta (2006-06). Metamaterials: physics and engineering explorations. Wiley & Sons. pp. xv, 3–30, 37, 215–233, 240, 241. ISBN 9780471761020. {{cite book}}: Check date values in: |date= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
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  3. a b Shelby, R. A.; Smith, DR; Schultz, S (2001). "Experimental Verification of a Negative Index of Refraction". Science. 292 (5514): 77. doi:10.1126/science.1058847. PMID 11292865. {{cite journal}}: More than one of |first1= and |first= specified (help); More than one of |last1= and |last= specified (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
  4. Pendry, John B. (2004). "Negative Refraction" (PDF). Contemporary Physics. Princeton University Press. 45 (3): 191–202. doi:10.1080/00107510410001667434. ISBN 0691123470. Retrieved 2009-08-26.
  5. Veselago, V. G. (1968). "The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of [permittivity] and [permeability]". Soviet Physics Uspekhi. 10 (4): 509–514. doi:10.1070/PU1968v010n04ABEH003699.
  6. Guenneau, Sébastien (2007). “声学超材料在声聚焦和约束方面的应用”. 新物理学杂志 (免费下载 pdf). 9 (399): 1367–2630. doi:10.1088/1367-2630/9/11/399. {{cite journal}}: |format= requires |url= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
  7. a b Brun, M. (2009-02-09). “实现平面弹性波的控制” (PDF). Appl. Phys. Lett. 94 (061903): 1–7. doi:10.1063/1.3068491+accessdate+=2009-09-09. {{cite journal}}: Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
  8. a b Smith, David R; Research group (2005-01-16). “新型电磁材料计划”. Retrieved 2009-08-17.
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  10. Cotton, Micheal G. (2003-12). “应用电磁学” (PDF). 2003 年技术进展报告 (NITA – ITS). 科罗拉多州博尔德,美国: NITA – 电信科学研究所. 电信理论 (3): 4–5. Retrieved 2009-09-14. {{cite journal}}: Check date values in: |date= (help)
  11. Priplata A. 等人. 糖尿病和中风患者的噪声增强平衡控制. Ann Neurol 2006;59:4–12. PMID 16287079.
  12. Donald E. Ingber, “生命架构”,科学美国人杂志,1998 年 1 月。
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