德雷克斯勒講的納米技術(shù)的故事-103

前言

　　為夢(mèng)想成為德雷克靳勤那樣偉大的科學(xué)家的青少年講述的”納術(shù)技術(shù)”的故事　　美國(guó)著名的物理學(xué)家費(fèi)曼曾經(jīng)預(yù)言小分子的世界能夠成為容納極小結(jié)構(gòu)的場(chǎng)所。然而，當(dāng)時(shí)大部分的人們認(rèn)為這是不可能的事情。直到進(jìn)入20世紀(jì)后期，科學(xué)家們才開始對(duì)這一微小的世界產(chǎn)生了興趣。這個(gè)微小的世界就是納米的世界?！　?duì)于納米世界，我們只是剛剛有了初步的認(rèn)識(shí)。納米世界并不僅僅單純指微小的世界。在納米世界中發(fā)生著我們的世界里完全無法經(jīng)歷的事情，而這些事情又會(huì)對(duì)我們的日常生活產(chǎn)生很多的影響。這就是為什么我們要研究納米世界的原因所在。　　本書介紹的是納米技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。然而，納米技術(shù)涉及到科學(xué)的很多方面，內(nèi)容非常龐雜，這本小冊(cè)子無法將所有的領(lǐng)域都包含在內(nèi)。因此，本書僅以與納米技術(shù)相關(guān)的核心技術(shù)和納米技術(shù)中經(jīng)常出現(xiàn)的內(nèi)容和概念為中心展開介紹，包括半導(dǎo)體技術(shù)、碳納米管、生命科學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。將來，隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，納米技術(shù)將進(jìn)一步擴(kuò)展到科學(xué)和技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域?！　”緯允辜{米技術(shù)廣為人知的德雷克斯勒博士直接授課的方式呈現(xiàn)給讀者。通過閱讀本書，希望讀者們能夠了解納米技術(shù)這一用語被廣泛使用的過程、納米技術(shù)被應(yīng)用的領(lǐng)域以及納米技術(shù)的前景等?！　「兄x對(duì)本書的出版給予幫助的人們，并對(duì)閱讀此書的讀者們表示誠(chéng)摯的謝意。　　郭泳植

內(nèi)容概要

納米技術(shù)是20世紀(jì)90年代初迅速發(fā)展起來的新興科技。這一概念最早來源于美國(guó)科學(xué)家德雷克斯勒博士《創(chuàng)造的發(fā)動(dòng)機(jī)——即將到來的納米技術(shù)時(shí)代》一書中提出的分子納米技術(shù)。經(jīng)過幾十年的研究，納米技術(shù)已經(jīng)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。全世界的科學(xué)家都知道納米技術(shù)對(duì)科技發(fā)展的重要性，所以世界各國(guó)都不惜重金發(fā)展納米技術(shù)，力圖搶占納米科技領(lǐng)域的戰(zhàn)略高地。
同學(xué)們，大家想了解神奇的納米技術(shù)嗎？快快跟隨德雷克斯勒博士走進(jìn)納米世界吧！
郭泳稙編著的《德雷克斯勒講的納米技術(shù)的故事》以使納米技術(shù)廣為人知的德雷克斯勒博士直接授課的方式呈現(xiàn)給讀者。通過閱讀《德雷克斯勒講的納米技術(shù)的故事》，希望讀者們能夠了解納米技術(shù)這一用語被廣泛使用的過程、納米技術(shù)被應(yīng)用的領(lǐng)域以及納米技術(shù)的前景等。

作者簡(jiǎn)介

郭泳稙
畢業(yè)于首爾大學(xué)自然科學(xué)系物理學(xué)專業(yè)，并獲得美國(guó)肯塔基大學(xué)博士學(xué)位。從1985年起至今，在水原大學(xué)物理專業(yè)任教。著有多部科普類書籍。

書籍目錄

第一課  納米技術(shù)的定義
第二課  長(zhǎng)度和質(zhì)量的單位
第三課  原子和分子
第四課  觀察分子的顯微鏡
第五課  納米結(jié)構(gòu)的制造
第六課  改變世界的半導(dǎo)體技術(shù)
第七課  新型納米材料
第八課  醫(yī)學(xué)與納米技術(shù)
附錄
  科學(xué)家簡(jiǎn)介
  科學(xué)年代表
  核心內(nèi)容測(cè)試
  現(xiàn)代科學(xué)辭典

章節(jié)摘錄

　　德雷克斯勒　　同學(xué)對(duì)于即將開設(shè)的新課程充滿了期待。從今天開始的八天時(shí)間里，同學(xué)們將從美國(guó)物理學(xué)家德雷克斯勒那里學(xué)習(xí)納米技術(shù)的知識(shí)。德雷克斯勒是最早強(qiáng)調(diào)納米技術(shù)的重要性并使人們對(duì)納米技術(shù)產(chǎn)生興趣的著名科學(xué)家。過了一會(huì)兒，身著黑色長(zhǎng)褲、紅色外套的德雷克斯勒走進(jìn)了教室?！　「魑煌瑢W(xué)，大家好！很高興來到韓國(guó)給大家授課?！　〗裉焓堑谝还?jié)課，我先自我介紹一下，然后再解釋什么是納米技術(shù)。講課過程中如果大家有問題，請(qǐng)隨時(shí)舉手提問?！　≈T位可能已經(jīng)知道了，我的名字叫德雷克斯勒?！　?955年，我出生在美國(guó)加利福尼亞州一個(gè)叫做奧克蘭的城市。因此我算是“科學(xué)家講的科學(xué)故事”這一系列叢書中年紀(jì)最輕的科學(xué)家了。大家看我胡子那么多，看上去都像個(gè)爺爺了，還說自己年輕，是不是覺得奇怪呢？然而，科學(xué)家系列中有牛頓、伽利略、愛因斯坦這樣偉大的科學(xué)家，和他們相比我就算是年輕的了。能夠和這些大家一起講授科學(xué)知識(shí)，對(duì)我來說是莫大的榮幸?！　∪绻型瑢W(xué)曾經(jīng)讀過納米技術(shù)的書籍，就應(yīng)該聽說過我的名字。講到納米技術(shù)也一定會(huì)講到德雷克斯勒這個(gè)名字。每到這個(gè)時(shí)候，我一方面感到無比的榮幸；另一方面，這是我對(duì)于納米技術(shù)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)的一個(gè)佐證，感到十分欣慰?！　≡谡介_講之前，我向大家提出一個(gè)問題。對(duì)于想要開發(fā)一門新科學(xué)的人來說最重要的是什么？也就是說，想要探索別人未曾研究過的領(lǐng)域的人是怎樣的人呢？　　同學(xué)們議論紛紛。有的同學(xué)認(rèn)為要學(xué)習(xí)成績(jī)好，有的同學(xué)認(rèn)為應(yīng)當(dāng)有冒險(xiǎn)的精神，有的同學(xué)認(rèn)為應(yīng)當(dāng)具備聰明的頭腦。聽著同學(xué)的討論，德雷克斯勒微笑著開了口：　　大家剛才說了很多，說得都很對(duì)。要研究別人未曾研究過的新事物，要學(xué)習(xí)好，要有冒險(xiǎn)精神，也要有聰明的頭腦。但是，最重要的是要具備挑戰(zhàn)的精神。就算知道很多的知識(shí)，非常努力地工作，有很多好的主意，但如果沒有那種想要去做別人未曾做過的事情的挑戰(zhàn)精神，就什么也做不成?！　∈聦?shí)上，我自己在學(xué)習(xí)方面并沒有像大家那樣用功，而且，我也沒有比各位聰明的地方?！　∥医裉熘阅軌蛘驹谶@里給大家講授納米技術(shù)的故事，我認(rèn)為，那是因?yàn)楹蛣e人相比，我有更強(qiáng)的挑戰(zhàn)精神。　　我并不是一開始就對(duì)納米技術(shù)產(chǎn)生興趣并對(duì)納米技術(shù)進(jìn)行研究的。我從小就喜歡挑戰(zhàn)那些人們認(rèn)為無法做到的事情。高中畢業(yè)進(jìn)入麻省理工學(xué)院（MIT）學(xué)習(xí)的時(shí)候，我對(duì)外星人方面的研究頗感興趣，那也可以說是因?yàn)榫哂刑魬?zhàn)性。后來，對(duì)于外星人的興趣漸漸地轉(zhuǎn)向了尋求宇宙空間中人們可以生存的場(chǎng)所，即尋找宇宙殖民地的方向。在我二十歲那年的夏天，我還參加了美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）設(shè)立的與宇宙工學(xué)相關(guān)的暑期學(xué)校?！　≡诼槭±砉W(xué)院，我取得了學(xué)士學(xué)位、碩士學(xué)位和博士學(xué)位。1977年我取得了理科基礎(chǔ)的學(xué)士學(xué)位。理科基礎(chǔ)的學(xué)士學(xué)位并不是授予給在物理或者化學(xué)單一領(lǐng)域研究的學(xué)生的學(xué)位，而是授予同時(shí)在諸多科學(xué)領(lǐng)域研究的學(xué)生的學(xué)位。1979年，我獲得了碩士學(xué)位，碩士學(xué)位論文的題目是《高性能太陽系航行體系設(shè)計(jì)》。當(dāng)時(shí)我認(rèn)為挑戰(zhàn)人們至今尚未開拓的、無限的宇宙空間是最具有價(jià)值的，因此，對(duì)宇宙旅行、宇宙殖民地的開發(fā)等非常感興趣，所以我加入了L5協(xié)會(huì)。 L5協(xié)會(huì)雖然和納米技術(shù)沒有什么關(guān)系，但卻是在介紹我本人時(shí)不可遺漏的一個(gè)團(tuán)體。L5協(xié)會(huì)中的L是法國(guó)物理學(xué)家約瑟夫·拉格朗日（Joseph Lagrange，1736一1813）姓名的首字母。我在大學(xué)學(xué)習(xí)的時(shí)期，很多科學(xué)家都對(duì)宇宙人工殖民地很感興趣。L5協(xié)會(huì)正是匯聚了這些科學(xué)家的團(tuán)體?！　∵@些人研究的是如果我們能夠在宇宙建立殖民地，那么應(yīng)該在何處建立，又如何建立。我加入這一團(tuán)體的原因就在于地球的空間是有限的，而我相信人類遲早要進(jìn)軍宇宙?！　5協(xié)會(huì)通過許多研究活動(dòng)拓展了人們對(duì)于宇宙的知識(shí)，對(duì)于人類進(jìn)軍宇宙生活時(shí)需要哪些東西進(jìn)行了很多的研究。然而，與我們之前設(shè)想的相比，建設(shè)宇宙殖民地不論在技術(shù)層面，還是在經(jīng)濟(jì)層面都是非常困難的。一開始，人們以為在不久的將來，人類就可以進(jìn)入宇宙空間生活，慢慢地人們意識(shí)到，這不是輕易能夠?qū)崿F(xiàn)的。這樣一來，人們對(duì)于宇宙殖民地建設(shè)問題的興趣也就逐漸減退了?！　〉?，人類最終還是會(huì)進(jìn)入到宇宙空間中。在過去的三百年里，人類取得了很多之前從來未曾想象過的成就。同時(shí)，科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的速度也越來越快。因此，千萬年以后，人類將發(fā)展出我們現(xiàn)在無法想象的先進(jìn)科技。到那時(shí)，人類進(jìn)入宇宙建設(shè)殖民地將不再困難?！　挠钪娴椒肿印　∥业呐d趣從人類在宇宙空間中建立殖民地方面轉(zhuǎn)向分子單位是在20世紀(jì)70年代中期，讀了理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman，1918—1988）的文章以后?！　』趯?duì)量子電動(dòng)力學(xué)的重要貢獻(xiàn)，獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)曼，1959年在一次演講中強(qiáng)調(diào)了“微小的世界里存在著寬廣的領(lǐng)域”。認(rèn)為宇宙中還存在著未曾被開發(fā)的領(lǐng)域的我聽到他所說的這句話后，得到了新的啟發(fā)?！　≡谟钪嬷虚_發(fā)人類能夠生存的殖民地與利用原子或分子制造非常微小的器械，這兩者看上去完全風(fēng)馬牛不相及，但我認(rèn)為，從擴(kuò)展人類的界限來看意義是相同的。誰都未曾進(jìn)入的世界不僅包括宇宙這樣廣闊的世界，還有原子或分子這樣微小的世界。一旦產(chǎn)生了這樣的想法，我決定不再研究宇宙殖民地的建設(shè)，而是轉(zhuǎn)向分子納米技術(shù)（MNT，Molecular Nano—Techn010gy）的研究，這是對(duì)別人未曾留意的領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。　　然而，最早使用納米技術(shù)這一用語的并非本人。1974年，日本東京大學(xué)的谷口紀(jì)男博士（N0rio Taniguchi，1912—1999）在解釋制造半導(dǎo)體零部件中所使用的薄膜時(shí)，首次使用了納米技術(shù)這一用語。我將納米技術(shù)定義為在原子及分子單位中制造物質(zhì)的過程。谷口紀(jì)男利用電、超短波、電子束、激光等研究制造了精巧的零部件。所以，如果說是費(fèi)曼讓人領(lǐng)悟了納米技術(shù)的可能性，谷口紀(jì)男則使納米技術(shù)開始了發(fā)展?！　”M管如此，關(guān)于納米技術(shù)，比起費(fèi)曼和谷口紀(jì)男，人們對(duì)于我的名字更為熟悉。因?yàn)槭辜{米技術(shù)這一用語廣為人知的正是我。1986年，我寫的《創(chuàng)造的發(fā)動(dòng)機(jī)——即將到來的納米技術(shù)時(shí)代》一書出版，從此，納米技術(shù)這一用語開始為人們所熟悉?！　∧菚r(shí)，我是在并不知道谷口紀(jì)男早已使用了納米技術(shù)這一用語的情況下使用該詞的。所以說，雖然最早使用這一用語的并非本人，可我卻是使納米技術(shù)這一用語廣為人知的人。由于我著作的出版，全世界的人們都開始使用納米技術(shù)一詞，這還是頗為值得自豪的吧？ 　　……

媒體關(guān)注與評(píng)論

　　這是一套優(yōu)秀的科普讀物，對(duì)培養(yǎng)中小學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的濃厚興趣和好奇心，使他們熱愛科學(xué)，積極探索科學(xué)真理，能起到引領(lǐng)的作用?！　　跄藦ㄖ锌圃涸菏浚宋锢韺W(xué)家）　　　　對(duì)于中小學(xué)生掌握自然科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，這套書具有啟發(fā)意義，而且深入淺出這套書的寫法給我們很好的啟示，對(duì)我國(guó)的科學(xué)推廣有現(xiàn)實(shí)意義。　　——肖培根（中國(guó)工程院院士，著名藥用植物學(xué)家）

編輯推薦

　　最經(jīng)典的科學(xué)，最前沿的技術(shù)加最通俗、最權(quán)威的解讀，兩院院士+知名學(xué)者+特級(jí)教師重磅推薦，讓孩子受益一生的“科學(xué)家講的科學(xué)故事”！　　郭泳稙編著的《科學(xué)家講的科學(xué)故事：德雷克斯勒講的納米技術(shù)的故事》介紹的是納米技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。然而，納米技術(shù)涉及到科學(xué)的很多方面，內(nèi)容非常龐雜，這本小冊(cè)子無法將所有的領(lǐng)域都包含在內(nèi)。因此，本書僅以與納米技術(shù)相關(guān)的核心技術(shù)和納米技術(shù)中經(jīng)常出現(xiàn)的內(nèi)容和概念為中心展開介紹，包括半導(dǎo)體技術(shù)、碳納米管、生命科學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。將來，隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，納米技術(shù)將進(jìn)一步擴(kuò)展到科學(xué)和技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。

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