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昊青气体装备技术（江苏）有限公司 
2020-12-03
人类自从青铜器时代的中期以来，就开始使用一种铜、铁或钢制成的金属细线。在形式和名称上纳米线与之相似。除了金属之外，纳米线还可以由半金属或纯碳材质通过合成在制造，而不是通过我们常见的拉伸固体原料来得到的。它们之间的主要区别在于尺寸：纳米线只有几微米长，直径在5到100纳米之间。人的头发直径为50,000纳米，两相对比，头发就如图一条粗大的船绳。
多功能和高性能的组成部分
这种长结构是在1990年代初期被发现的。研究人员和材料科学家很快意识到了这种长度的材料的巨大潜力。比如这些微小的碎片被认为在电子产品的微型化的进程中特别有用，可以从微观级提升到纳米级。
纳米世界的微小尺寸遵循着异于常规世界的物理定律。由于电子运动的速度更快，因此与传统材料相比，纳米线中的电流更易于控制，这是制造新型的微芯片或纳米芯片的一个重要因素。在不远的将来，纳米线还可以被用于制造功能强大的计算机和高精度的传感器，这些都是未来的医疗诊断设备不可或缺。
光伏技术是一个非常有前途的应用领域。传统的太阳能电池可以吸收和转换约60％的太阳能，而并排封装的纳米线对太阳能的吸收转化效率超过90％。这种微型结构也可以被用来聚集和发射光线，如果安装在芯片上，就可以用作小型的半导体激光器。
真空泵为纳米线创造纯净的生长环境
为了彰显其独特性，纳米线需要用到超纯材料来生产，必须杜绝任何的污染。因此必须借助于真空泵在超高真空下制造。
首先，各种原子或小分子在硅载体基板上发射。然后，半导体晶体将自组织向上生长，以形成期望的线性结构。该工艺甚至可以用于制造用于特定用途的多层定制半导体纳米线，每层都可以处理不同的任务，并扩展技术可能性。这项研究正在实验室火热地进行中。
经典物理学的定律绝不像我们长期想象的那样普遍。当研究人员深入到纳米级的微观世界时，他们惊讶地发现，物质缩小到50纳米时会越过临界点，若继续缩小，物质遵循的将是量子物理学定律。
由于纳米颗粒的尺寸非常小，因此表面积比体积大得多。这些相对较大的表面使纳米颗粒更容易发生化学反应，惯性力将失去作用，而表面力（如范德华力）的影响将增加，表面电荷和布朗运动等热力学效应也起着重要作用，颗粒越小，这类效应就越强。
这使得纳米颗粒的光学、磁学和电学特性与大颗粒或固体颗粒具有明显的差异。例如，在纳米世界中，黄金会发出红色至深红色的光泽；纳米水滴可以保持稳定达几个小时，甚至还可以悬浮在空气中而不会挥发；碳纳米管具有极强的弹性和抗撕裂性，它们可以传导热量，并且可以根据不同的结构以最小的损耗传导电流。
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