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納米科學和技術范文1
NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution
Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.
Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor
I.引言
納米科學和技術所涉及的是具有尺寸在1-100納米范圍的結構的制備和表征。在這個領域的研究舉世矚目。例如，美國政府2001財政年度在納米尺度科學上的投入要比2000財政年增長83%，達到5億美金。有兩個主要的理由導致人們對納米尺度結構和器件的興趣的增加。第一個理由是，納米結構（尺度小于20納米）足夠小以至于量子力學效應占主導地位，這導致非經典的行為，譬如，量子限制效應和分立化的能態、庫侖阻塞以及單電子邃穿等。這些現象除引起人們對基礎物理的興趣外，亦給我們帶來全新的器件制備和功能實現的想法和觀念，例如，單電子輸運器件和量子點激光器等。第二個理由是，在半導體工業有器件持續微型化的趨勢。根據“國際半導體技術路向（2001）“雜志，2005年前動態隨機存取存儲器（DRAM）和微處理器（MPU）的特征尺寸預期降到80納米，而MPU中器件的柵長更是預期降到45納米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的問題預期就會出現。到2005年類似的問題將預期出現在DRAM的制造過程中。半導體器件特征尺寸的深度縮小不僅要求新型光刻技術保證能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件設計和制造方案，因為當MOS器件的尺寸縮小到一定程度時基礎物理極限就會達到。隨著傳統器件尺寸的進一步縮小，量子效應比如載流子邃穿會造成器件漏電流的增加，這是我們不想要的但卻是不可避免的。因此，解決方案將會是制造基于量子效應操作機制的新型器件，以便小物理尺寸對器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我們能夠制造納米尺度的器件，我們肯定會獲益良多。譬如，在電子學上，單電子輸運器件如單電子晶體管、旋轉柵門管以及電子泵給我們帶來諸多的微尺度好處，他們僅僅通過數個而非以往的成千上萬的電子來運作，這導致超低的能量消耗，在功率耗散上也顯著減弱，以及帶來快得多的開關速度。在光電子學上，量子點激光器展現出低閾值電流密度、弱閾值電流溫度依賴以及大的微分增益等優點，其中大微分增益可以產生大的調制帶寬。在傳感器件應用上，納米傳感器和納米探測器能夠測量極其微量的化學和生物分子，而且開啟了細胞內探測的可能性，這將導致生物醫學上迷你型的侵入診斷技術出現。納米尺度量子點的其他器件應用，比如，鐵磁量子點磁記憶器件、量子點自旋過濾器及自旋記憶器等，也已經被提出，可以肯定這些應用會給我們帶來許多潛在的好處。總而言之，無論是從基礎研究（探索基于非經典效應的新物理現象）的觀念出發，還是從應用（受因結構減少空間維度而帶來的優點以及因應半導體器件特征尺寸持續減小而需要這兩個方面的因素驅使）的角度來看，納米結構都是令人極其感興趣的。
II.納米結構的制備———首次浪潮
有兩種制備納米結構的基本方法：build-up和build-down。所謂build-up方法就是將已預制好的納米部件（納米團簇、納米線以及納米管）組裝起來；而build-down方法就是將納米結構直接地淀積在襯底上。前一種方法包含有三個基本步驟：1）納米部件的制備；2）納米部件的整理和篩選；3）納米部件組裝成器件（這可以包括不同的步驟如固定在襯底及電接觸的淀積等等）?！癰uild-up“的優點是個體納米部件的制備成本低以及工藝簡單快捷。有多種方法如氣相合成以及膠體化學合成可以用來制備納米元件。目前，在國內、在香港以及在世界上許多的實驗室里這些方法正在被用來合成不同材料的納米線、納米管以及納米團簇。這些努力已經證明了這些方法的有效性。這些合成方法的主要缺點是材料純潔度較差、材料成份難以控制以及相當大的尺寸和形狀的分布。此外，這些納米結構的合成后工藝再加工相當困難。特別是，如何整理和篩選有著窄尺寸分布的納米元件是一個至關重要的問題，這一問題迄今仍未有解決。盡管存在如上的困難和問題，“build-up“依然是一種能合成大量納米團簇以及納米線、納米管的有效且簡單的方法?？墒沁@些合成的納米結構直到目前為止仍然難以有什么實際應用，這是因為它們缺乏實用所苛求的尺寸、組份以及材料純度方面的要求。而且，因為同樣的原因用這種方法合成的納米結構的功能性質相當差。不過上述方法似乎適宜用來制造傳感器件以及生物和化學探測器，原因是垂直于襯底生長的納米結構適合此類的應用要求。
“Build-down”方法提供了杰出的材料純度控制，而且它的制造機理與現代工業裝置相匹配，換句話說，它是利用廣泛已知的各種外延技術如分子束外延(MBE)、化學氣相淀積（MOVCD）等來進行器件制造的傳統方法?！癇uild-down”方法的缺點是較高的成本。在“build-down”方法中有幾條不同的技術路徑來制造納米結構。最簡單的一種，也是最早使用的一種是直接在襯底上刻蝕結構來得到量子點或者量子線。另外一種是包括用離子注入來形成納米結構。這兩種技術都要求使用開有小尺寸窗口的光刻版。第三種技術是通過自組裝機制來制造量子點結構。自組裝方法是在晶格失配的材料中自然生長納米尺度的島。在Stranski-Krastanov生長模式中，當材料生長到一定厚度后，二維的逐層生長將轉換成三維的島狀生長，這時量子點就會生成。業已證明基于自組裝量子點的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子點器件的飽和材料增益要比相應的量子阱器件大50倍，微分增益也要高3個量級。閾值電流密度低于100A/cm2、室溫輸出功率在瓦特量級（典型的量子阱基激光器的輸出功率是5-50mW）的連續波量子點激光器也已經報道。無論是何種材料系統，量子點激光器件都預期具有低閾值電流密度，這預示目前還要求在大閾值電流條件下才能激射的寬帶系材料如III組氮化物基激光器還有很大的顯著改善其性能的空間。目前這類器件的性能已經接近或達到商業化器件所要求的指標，預期量子點基的此類材料激光器將很快在市場上出現。量子點基光電子器件的進一步改善主要取決于量子點幾何結構的優化。雖然在生長條件上如襯底溫度、生長元素的分氣壓等的變化能夠在一定程度上控制點的尺寸和密度，自組裝量子點還是典型底表現出在大小、密度及位置上的隨機變化，其中僅僅是密度可以粗糙地控制。自組裝量子點在尺寸上的漲落導致它們的光發射的非均勻展寬，因此減弱了使用零維體系制作器件所期望的優點。由于量子點尺寸的統計漲落和位置的隨機變化，一層含有自組裝量子點材料的光致發光譜典型地很寬。在豎直疊立的多層量子點結構中這種譜展寬效應可以被減弱。如果隔離層足夠薄，豎直疊立的多層量子點可典型地展現出豎直對準排列，這可以有效地改善量子點的均勻性。然而，當隔離層薄的時候，在一列量子點中存在載流子的耦合，這將失去因使用零維系統而帶來的優點。怎樣優化量子點的尺寸和隔離層的厚度以便既能獲得好均勻性的量子點又同時保持載流子能夠限制在量子點的個體中對于獲得器件的良好性能是至關重要的。
很清楚納米科學的首次浪潮發生在過去的十年中。在這段時期，研究者已經證明了納米結構的許多嶄新的性質。學者們更進一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法來進行納米結構制造。這些成果向我們展示，如果納米結構能夠大量且廉價地被制造出來，我們必將收獲更多的成果。
在未來的十年中，納米科學和技術的第二次浪潮很可能發生。在這個新的時期，科學家和工程師需要征明納米結構的潛能以及期望功能能夠得到兌現。只有獲得在尺寸、成份、位序以及材料純度上良好可控能力并成功地制造出實用器件才能實現人們對納米器件所期望的功能。因此，納米科學的下次浪潮的關鍵點是納米結構的人為可控性。
III.納米結構尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮
為了充分發揮量子點的優勢之處，我們必須能夠控制量子點的位置、大小、成份已及密度。其中一個可行的方法是將量子點生長在已經預刻有圖形的襯底上。由于量子點的橫向尺寸要處在10-20納米范圍（或者更小才能避免高激發態子能級效應，如對于GaN材料量子點的橫向尺寸要小于8納米）才能實現室溫工作的光電子器件，在襯底上刻蝕如此小的圖形是一項挑戰性的技術難題。對于單電子晶體管來說，如果它們能在室溫下工作，則要求量子點的直徑要小至1-5納米的范圍。這些微小尺度要求已超過了傳統光刻所能達到的精度極限。有幾項技術可望用于如此的襯底圖形制作。
—電子束光刻通?？梢杂脕碇谱魈卣鞒叨刃≈?0納米的圖形。如果特殊薄膜能夠用作襯底來最小化電子散射問題，那特征尺寸小至2納米的圖形可以制作出來。在電子束光刻中的電子散射因為所謂近鄰干擾效應（proximityeffect）而嚴重影響了光刻的極限精度，這個效應造成制備空間上緊鄰的納米結構的困難。這項技術的主要缺點是相當費時。例如，刻寫一張4英寸的硅片需要時間1小時，這不適宜于大規模工業生產。電子束投影系統如SCALPEL（scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography）正在發展之中以便使這項技術較適于用于規模生產。目前，耗時和近鄰干擾效應這兩個問題還沒有得到解決。
—聚焦離子束光刻是一種機制上類似于電子束光刻的技術。但不同于電子束光刻的是這種技術并不受在光刻膠中的離子散射以及從襯底來的離子背散射影響。它能刻出特征尺寸細到6納米的圖形，但它也是一種耗時的技術，而且高能離子束可能造成襯底損傷。
—掃描微探針術可以用來劃刻或者氧化襯底表面，甚至可以用來操縱單個原子和分子。最常用的方法是基于材料在探針作用下引入的高度局域化增強的氧化機制的。此項技術已經用來刻劃金屬（Ti和Cr）、半導體（Si和GaAs）以及絕緣材料（Si3N4和silohexanes），還用在LB膜和自聚集分子單膜上。此種方法具有可逆和簡單易行等優點。引入的氧化圖形依賴于實驗條件如掃描速度、樣片偏壓以及環境濕度等?？臻g分辨率受限于針尖尺寸和形狀（雖然氧化區域典型地小于針尖尺寸）。這項技術已用于制造有序的量子點陣列和單電子晶體管。這項技術的主要缺點是處理速度慢（典型的刻寫速度為1mm/s量級）。然而，最近在原子力顯微術上的技術進展—使用懸臂樑陣列已將掃描速度提高到4mm/s。此項技術的顯著優點是它的杰出的分辨率和能產生任意幾何形狀的圖形能力。但是，是否在刻寫速度上的改善能使它適用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的還有待于觀察。直到目前為止，它是一項能操控單個原子和分子的唯一技術。
—多孔膜作為淀積掩版的技術。多孔膜能用多種光刻術再加腐蝕來制備，它也可以用簡單的陽極氧化方法來制備。鋁膜在酸性腐蝕液中陽極氧化就可以在鋁膜上產生六角密堆的空洞，空洞的尺寸可以控制在5-200nm范圍。制備多孔膜的其他方法是從納米溝道玻璃膜復制。用這項技術已制造出含有細至40nm的空洞的鎢、鉬、鉑以及金膜。
—倍塞（diblock）共聚物圖形制作術是一種基于不同聚合物的混合物能夠產生可控及可重復的相分離機制的技術。目前，經過反應離子刻蝕后，在旋轉涂敷的倍塞共聚物層中產生的圖形已被成功地轉移到Si3N4膜上，圖形中空洞直徑20nm，空洞之間間距40nm。在聚苯乙烯基體中的自組織形成的聚異戊二烯（polyisoprene）或聚丁二烯（polybutadiene）球（或者柱體）可以被臭氧去掉或者通過鋨染色而保留下來。在第一種情況，空洞能夠在氮化硅上產生；在第二種情況，島狀結構能夠產生。目前利用倍塞共聚物光刻技術已制造出GaAs納米結構，結構的側向特征尺寸約為23nm,密度高達1011/cm2。
—與倍塞共聚物圖形制作術緊密相關的一項技術是納米球珠光刻術。此項技術的基本思路是將在旋轉涂敷的球珠膜中形成的圖形轉移到襯底上。各種尺寸的聚合物球珠是商業化的產品。然而，要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比較困難的。用球珠單層膜已能制備出特征尺寸約為球珠直徑1/5的三角形圖形。雙層膜納米球珠掩膜版也已被制作出。能夠在金屬、半導體以及絕緣體襯底上使用納米球珠光刻術的能力已得到確認。納米球珠光刻術（納米球珠膜的旋轉涂敷結合反應離子刻蝕）已被用來在一些半導體表面上制造空洞和柱狀體納米結構。
—將圖形從母體版轉移到襯底上的其他光刻技術。幾種所謂“軟光刻“方法，比如復制鑄模法、微接觸印刷法、溶劑輔助鑄模法以及用硬模版浮雕法等已被探索開發。其中微接觸印刷法已被證明只能用來刻制特征尺寸大于100nm的圖形。復制鑄模法的可能優點是ellastometric聚合物可被用來制作成一個戳子，以便可用同一個戳子通過對戳子的機械加壓能夠制作不同側向尺寸的圖形。在溶劑輔助鑄模法和用硬模版浮雕法（或通常稱之為納米壓印術）之間的主要差異是，前者中溶劑被用于軟化聚合物，而后者中軟化聚合物依靠的是溫度變化。溶劑輔助鑄模法的可能優點是不需要加熱。納米壓印術已被證明可用來制作具有容量達400Gb/in2的納米激光光盤，在6英寸硅片上刻制亞100nm分辨的圖形，刻制10nmX40nm面積的長方形，以及在4英寸硅片上進行圖形刻制。除傳統的平面納米壓印光刻法之外，滾軸型納米壓印光刻法也已被提出。在此類技術中溫度被發現是一個關鍵因素。此外，應該選用具有較低的玻璃化轉變溫度的聚合物。為了取得高產，下列因素要解決：
1）大的戳子尺寸
2）高圖形密度戳子
3）低穿刺（lowsticking）
4）壓印溫度和壓力的優化
5）長戳子壽命。
具有低穿刺率的大尺寸戳子已經被制作出來。已有少量研究工作在試圖優化壓印溫度和壓力，但顯然需要進行更多的研究工作才能得到溫度和壓力的優化參數。高圖形密度戳子的制作依然在發展之中。還沒有足夠量的工作來研究戳子的壽命問題。曾有研究報告報道，覆蓋有超薄的特氟隆類薄膜的模板可以用來進行50次的浮刻而不需要中間清洗。報告指出最大的性能退化來自于嵌在戳子和聚合物之間的灰塵顆粒。如果戳子是從ellastometric母版制作出來的，抗穿刺層可能需要使用，而且進行大約5次壓印后需要更換。值得關心的其他可能問題包括鑲嵌的灰塵顆引起的戳子損傷或聚合物中圖形損傷，以及連續壓印之間戳子的清洗需要等。盡管進一步的優化和改良是必需的，但此項技術似乎有希望獲得高生產率。壓印過程包括對準、加熱及冷卻循環等，整個過程所需時間大約20分鐘。使用具有較低玻璃化轉換溫度的聚合物可以縮短加熱和冷卻循環所需時間，因此可以縮短整個壓印過程時間。
IV．納米制造所面對的困難和挑戰
上述每一種用于在襯底上圖形刻制的技術都有其優點和缺點。目前，似乎沒有哪個單一種技術可以用來高產量地刻制納米尺度且任意形狀的圖形。我們可以將圖形刻制的全過程分成下列步驟：
1．在一塊模版上刻寫圖形
2．在過渡性或者功能性材料上復制模版上的圖形
3．轉移在過渡性或者功能性材料上復制的圖形。
很顯然第二步是最具挑戰性的一步。先前描述的各項技術，例如電子束光刻或者掃描微探針光刻技術，已經能夠刻寫非常細小的圖形。然而，這些技術都因相當費時而不適于規模生產。納米壓印術則因可作多片并行處理而可能解決規模生產問題。此項技術似乎很有希望，但是在它能被廣泛應用之前現存的嚴重的材料問題必須加以解決。納米球珠和倍塞共聚物光刻術則提供了將第一步和第二步整合的解決方案。在這些技術中，圖形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分來確定。然而，用這兩種光刻術刻寫的納米結構的形狀非常有限。當這些技術被人們看好有很大的希望用來刻寫圖形以便生長出有序的納米量子點陣列時，它們卻完全不適于用來刻制任意形狀和復雜結構的圖形。為了能夠制造出高質量的納米器件，不但必須能夠可靠地將圖形轉移到功能材料上，還必須保證在刻蝕過程中引入最小的損傷。濕法腐蝕技術典型地不產生或者產生最小的損傷，可是濕法腐蝕并不十分適于制備需要陡峭側墻的結構，這是因為在掩模版下一定程度的鉆蝕是不可避免的，而這個鉆蝕決定性地影響微小結構的刻制。另一方面，用干法刻蝕技術，譬如，反應離子刻蝕(RIE)或者電子回旋共振（ECR）刻蝕，在優化條件下可以獲得陡峭的側墻。直到今天大多數刻蝕研究都集中于刻蝕速度以及刻蝕出垂直墻的能力，而關于刻蝕引入損傷的研究嚴重不足。已有研究表明，能在表面下100nm深處探測到刻蝕引入的損傷。當器件中的個別有源區尺寸小于100nm時，如此大的損傷是不能接受的。還有就是因為所有的納米結構都有大的表面-體積比，必須盡可能地減少在納米結構表面或者靠近的任何缺陷。
隨著器件持續微型化的趨勢的發展，普通光刻技術的精度將很快達到它的由光的衍射定律以及材料物理性質所確定的基本物理極限。通過采用深紫外光和相移版，以及修正光學近鄰干擾效應等措施，特征尺寸小至80nm的圖形已能用普通光刻技術制備出。然而不大可能用普通光刻技術再進一步顯著縮小尺寸。采用X光和EUV的光刻技術仍在研發之中，可是發展這些技術遇到在光刻膠以及模版制備上的諸多困難。目前來看，雖然也有一些具挑戰性的問題需要解決，特別是需要克服電子束散射以及相關聯的近鄰干擾效應問題，但投影式電子束光刻似乎是有希望的一種技術。掃描微探針技術提供了能分辨單個原子或分子的無可匹敵的精度，可是此項技術卻有固有的慢速度，目前還不清楚通過給它加裝陣列懸臂樑能否使它達到可以接受的刻寫速度。利用轉移在自組裝薄膜中形成的圖形的技術，例如倍塞共聚物以及納米球珠刻寫技術則提供了實現成本不是那么昂貴的大面積圖形刻寫的一種可能途徑。然而，在這種方式下形成的圖形僅局限于點狀或者柱狀圖形。對于制造相對簡單的器件而言，此類技術是足夠用的，但并不能解決微電子工業所面對的問題。需要將圖形從一張模版復制到聚合物膜上的各種所謂“軟光刻“方法提供了一種并行刻寫的技術途徑。模版可以用其他慢寫技術來刻制，然后在模版上的圖形可以通過要么熱輔助要么溶液輔助的壓印法來復制。同一塊模版可以用來刻寫多塊襯底，而且不像那些依賴化學自組裝圖形形成機制的方法，它可以用來刻制任意形狀的圖形。然而，要想獲得高生產率，某些技術問題如穿刺及因灰塵導致的損傷等問題需要加以解決。對一個理想的納米刻寫技術而言，它的運行和維修成本應該低，它應具備可靠地制備尺寸小但密度高的納米結構的能力，還應有在非平面上刻制圖形的能力以及制備三維結構的功能。此外，它也應能夠做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而時至今日，仍然沒有任何一項能制作亞100nm圖形的單項技術能同時滿足上述所有條件?，F在還難說是否上述技術中的一種或者它們的某種組合會取代傳統的光刻技術。究竟是現有刻寫技術的組合還是一種全新的技術會成為最終的納米刻寫技術還有待于觀察。
另一項挑戰是，為了更新我們關于納米結構的認識和知識，有必要改善現有的表征技術或者發展一種新技術能夠用來表征單個納米尺度物體。由于自組裝量子點在尺寸上的自然漲落，可信地表征單個納米結構的能力對于研究這些結構的物理性質是絕對至關重要的。目前表征單個納米結構的能力非常有限。譬如，沒有一種結構表征工具能夠用來確定一個納米結構的表面結構到0.1À的精度或者更佳。透射電子顯微術(TEM)能夠用來研究一個晶體結構的內部情況，但是它不能提供有關表面以及靠近表面的原子排列情況的信息。掃描隧道顯微術（STM）和原子力顯微術（AFM）能夠給出表面某區域的形貌，但它們并不能提供定量結構信息好到能仔細理解表面性質所要求的精度。當近場光學方法能夠給出局部區域光譜信息時，它們能給出的關于局部雜質濃度的信息則很有限。除非目前用來表征表面和體材料的技術能夠擴展到能夠用來研究單個納米體的表面和內部情況，否則能夠得到的有關納米結構的所有重要結構和組份的定量信息非常有限。
納米科學和技術范文2
納米。微米是長度單位。1微米相當于1米的一百萬分之一。納米也是長度單位，原稱毫微米。1納米相當于10的負九次方米（10億分之一米），即10的負六次方毫米（100萬分之一毫米）。相當于4倍原子大小，比單個細菌的長度還要小的多。
納米技術：
是用單個原子、分子制造物質的科學技術，研究結構尺寸在1至100納米范圍內材料的性質和應用。納米科學技術是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術，它是動態科學（動態力學）和現代科學（混沌物理、智能量子、量子力學、介觀物理、分子生物學）和現代技術（計算機技術、微電子和掃描隧道顯微鏡技術、核分析技術）結合的產物，納米科學技術又將引發一系列新的科學技術，例如：納米物理學、納米生物學、納米化學、納米電子學、納米加工技術和納米計量學等。
（來源：文章屋網 ）
納米科學和技術范文3
【關鍵詞】 納米、納米技術、納米材料、納米結構
1 引言
著名科學家費曼于1959年所作的《在底部還有很大空間》的演講中，以“由下而上的方法”出發，提出從單個分子甚至原子開始進行組裝，以達到設計要求。他說道，“至少依我看來，物理學的規律不排除一個原子一個原子地制造物品的可能性。”并預言，“當我們對細微尺寸的物體加以控制的話，將極大得擴充我們獲得物性的范圍。”[1]
1974年，科學家唐尼古奇最早使用納米技術一詞描述精密機械加工。1982年，科學家發明研究納米的重要工具――掃描隧道顯微鏡，使人類首次在大氣和常溫下看見原子，為我們揭示一個可見的原子、分子世界，對納米科技發展產生了積極促進作用。1990年7月，第一屆國際納米科學技術會議在美國巴爾的摩舉辦，標志著納米科學技術的正式誕生。[2]
2 納米技術
納米技術是在單個原子、分子層次上對物質的種類、數量和結構形態進行精確的觀測、識別和控制的技術，是在納米尺度范圍內研究物質的特性和相互作用，并利用這些特性制造具有特定功能產品的多學科交叉的高新技術。其最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子、分子，制造出具有特定功能的產品。
3 納米材料
3.1納米材料的概念
納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍（1-100nm）或由它們作為基本單元構成的材料，這大約相當于10～100個原子緊密排列在一起的尺度。從尺寸大小來說，通常產生物理化學性質顯著變化的細小微粒的尺寸在0.1微米以下，即100納米以下。因此，顆粒尺寸在1～100納米的微粒稱為超微粒材料，也是一種納米材料。
納米材料具有一定的獨特性，當物質尺度小到一定程度時，則必須改用量子力學取代傳統力學的觀點來描述它的行為，當粉末粒子尺寸由10微米降至10納米時，其粒徑雖改變為1000倍，但換算成體積時則將有10的9次方倍之巨，所以二者行為上將產生明顯的差異。
3.2納米材料的分類
納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體等四類。其中納米粉末開發時間最長、技術最為成熟，是生產其他三類產品的基礎。
（1）納米粉末
納米粉末又稱為超微粉或超細粉，一般指粒度在100納米以下的粉末或顆粒，是一種介于原子、分子與宏觀物體之間處于中間物態的固體顆粒材料。可用于：高密度磁記錄材料；吸波隱身材料；磁流體材料；防輻射材料；單晶硅和精密光學器件拋光材料；微芯片導熱基片與布線材料；微電子封裝材料；光電子材料；先進的電池電極材料；太陽能電池材料；高效催化劑；高效助燃劑；敏感元件；高韌性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷發動機等）；人體修復材料；抗癌制劑等。
（2）納米纖維
納米纖維指直徑為納米尺度而長度較大的線狀材料?？捎糜冢何Ь€、微光纖（未來量子計算機與光子計算機的重要元件）材料；新型激光或發光二極管材料等。靜電紡絲法是目前制備無機物納米纖維的一種簡單易行的方法。
（3）納米膜
納米膜分為顆粒膜與致密膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起，中間有極為細小的間隙的薄膜。致密膜指膜層致密但晶粒尺寸為納米級的薄膜?？捎糜冢簹怏w催化（如汽車尾氣處理）材料；過濾器材料；高密度磁記錄材料；光敏材料；平面顯示器材料；超導材料等。
（4）納米塊體
納米塊體是將納米粉末高壓成型或控制金屬液體結晶而得到的納米晶粒材料。主要用途為：超高強度材料；智能金屬材料等。
4 納米材料的應用
由于納米材料是由相當于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小單元組成，也正因為這樣，納米材料具有了一些區別于相同化學元素形成的其他物質材料特殊的物理或是化學特性例如：其力學特性、電學特性、磁學特性[8]、熱學特性等，這些特性在當前飛速發展的各個科技領域內得到了應用。
5 納米材料的前景
納米科學是一門將基礎科學和應用科學集于一體的新興科學，主要包括納米電子學、納米材料學和納米生物學等。納米材料的應用涉及到各個領域，21世紀將是納米技術的時代。納米科學技術的誕生，將對人類社會產生深遠的影響，并有可能從根本上解決人類面臨的許多問題，特別是能源、人類健康和環境保護等重大問題。
21世紀初的主要任務是依據納米材料各種新穎的物理和化學特性，設計出各種新型的材料和器件。通過納米材料科學技術對傳統產品的改性，增加其高科技含量以及發展納米結構的新型產品，目前已出現可喜的苗頭，具備了形成21世紀經濟新增長點的基礎。納米材料將成為材料科學領域一個大放異彩的明星展現在新材料、能源、信息等各個領域，發揮舉足輕重的作用。隨著其制備和改性技術的不斷發展，納米材料在精細化工和醫藥生產等諸多領域會得到日益廣泛的應用。
6 結束語
納米材料在21世紀高科技發展中占有重要地位。納米材料由于其無可挑剔的優越性，已成為世界各國研究的熱點。其應用已滲透到人類生活和生產的各個領域，促使許多傳統產業得到改進。世界發達國家的政府都在部署未來10～15年有關納米科技研究規劃。我國對納米材料的研究也取得了令世界矚目的、具有前沿性的科技成果。納米技術的開發，納米材料的應用，推動了整個人類社會的發展，也給市場帶來了巨大的商業機遇。
參考文獻
[1]孫紅慶.科技天地―計劃與市場探索[M]，2001/05
納米科學和技術范文4
【關鍵詞】納米材料 微納米技術 汽車工業 應用 發展
1 納米材料與微納米技術
納米（nanometer）并不是一種物質，它是一個尺寸的度量，與米、厘米、毫米一樣，1個納米等于百萬分之一毫米，本身沒有物理內涵。20世紀80年代，納米級顆粒的出現，產生了納米材料以及后來的微納米科技。
1.1 納米材料
以“納米”命名的顆粒，其尺寸在1nm-100nm范圍內。最早的納米材料是由納米顆粒、納米膜以及固體組成，它是一種單元物質。廣義上說，納米材料指在三維立體空間中其有一維或多維處于納米尺度范圍作為基本構成的單元物質。大多數納米粒子為理想單晶態，與原子和結晶體都不同。
1.2 微納米技術
納米技術指研究納米尺度范圍物質的結構、特性和相互作用，以及利用這些特性制造具有特定功能產品的技術[2]。最早提出納米技術概念是在1959年，由美國著名物理學家理查德?費曼在題為《空間之盡頭仍然很大》的開創性發言中提出的，發展的源動力來自20世紀80、90年代儀器設備領域的關鍵發明。
2 納米材料與技術在汽車工業上的應用
任何一門科技決不是一種孤立的科學技術，納米科技不僅如此，較其他科技而言，它涉足的領域更為寬廣。近幾年來，電子學、生物學、材料學、生物科學、醫學、機械工業、環保、汽車、國防都有它的足跡，并且成果累累。尤其在汽車工業領域，納米科技正日益成為舊科技的匯合點和新科技的孵化器。
2.1 納米材料與汽車的發展
納米材料在汽車生產制造上的使用廣泛，幾乎可應用在汽車的任何部位，內部的內裝，外部的車身，動力系統，傳動系統，行駛系統。材料種類繁多，有納米塑料、納米陶瓷、納米劑、納米催化劑、納米涂料、納米液體膜、納米橡膠等幾乎包羅了汽車的所有零部件。比如納米材料科可強化車身鋼板結構；納米涂料可以讓車漆色澤光亮、耐蝕以及耐磨；納米粒子可以使內裝更清潔、健康；納米金屬作為排氣系統的觸媒，可以獲得剛好的轉換效果。以上材料具備超強的物理性能，對于汽車的安全、輕質、環保等有很大的幫助。同時，對輕量化車身，減少使用成本，凈化尾氣排放，降低燃油消耗，延長使用壽命具有十分重要的意義。
2.2 減小汽車零部件損耗
機械零部件使用時間長，容易出現磨損、疲勞和腐蝕，磨損造成的經濟損失十分巨大。納米劑利用納米離子的良好摩擦性，將粒子采取恰當的方式與油液混合，形成懸浮液后通過吸附、游離和擴散等形式產生保護膜。它不對其他車用油劑產生不良作用，是純石油產品。
納米劑與高級油或固定添加劑相比，在重載和高溫條件下，可以最大可能地減小金屬與金屬間微孔的摩擦，使機械轉速加快、質量減小、穩定性增強，使用壽命延長，從而大幅度地降低摩擦和磨損?，F代汽車在發動機曲軸軸承和氣缸壁等部位應用較多。
2.3 降低尾氣污染，凈化空氣
大氣污染是當今世界各國共同面臨的重點議題，超標的二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物在大氣中擴散蔓延，嚴重影響人類身體健康。碳納米管、納米汽油等新納米材料和納米技術的應用能有效緩解并解決產生有害氣體的污染問題。
納米汽油是一種將納米微粒通過納米技術制備的一種汽油微乳化劑，用它來替代工業生產中使用的汽油、柴油，能夠改善燃料品質，促進油液燃燒。此外，通過活性炭為載體、納米粉體為催化活性體的汽車尾氣凈化催化劑，具有極強的電子得失能力和氧化還原性，所以它能夠氧化一氧化碳并且還原氮氧化物，最終轉化為一二氧化碳和氮氣，對人體沒有任何傷害。因此，降低了汽車尾氣污染，同時凈化了空氣。
結語
“十二五規劃”對于我國未來汽車工業和汽車技術指明了發展方向，我國汽車工業與國外的競爭，核心和本質是技術水平的競爭。充分利用高新技術，使新型汽車向輕量化、低能耗、低排放、高效能的方向發展，優化汽車產品設計、制造工藝、拓展營銷等。同時建立以納米技術為主導的新興產業基地，并形成自主知識產權，樹立發展以納米技術促進產業結構調整，推進產業升級的主要指導思想，從而有序推動我國汽車工業健康、快速、高效發展。
參考文獻
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納米科學和技術范文5
關鍵詞：納米 環境 健康 公正分配
中圖分類號：X9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2012）002-185-02
在電影《食破天驚》中，男主角弗林特為自己只有沙丁魚吃的家鄉發明了一款依據水分子變異便什么食物都能產出的機器。該電影的導演或者編劇也許并不知道有了納米技術，這樣的機器可能會以另外的形式成為現實。后來機器的失控給小鎮帶去了一些麻煩，在這幻想里，我們看到了納米技術可能帶來的巨大利益和巨大災難。作為一門交叉學科，納米技術涉及的范圍十分廣泛，在軍事、生物、醫學、化學、環境、電子、信息、分子組裝等領域都有聽到過關于納米的發展。世界主要發達國家，英、美、日、德等都將發展納米科技作為自己新世紀的戰略項目。在納米技術還沒有引起如工業革命那般的巨大影響時，人們吸取了工業革命的教訓，對納米技術的可行性進行了各種考察，近年來也越來越關注納米技術的倫理問題了。下面我們將探討納米技術帶來的兩大倫理問題。
1 人類健康和環境問題
根據美國國家納米技術行動計劃，納米技術的社會和倫理問題主要包括三個問題，其中一個便是納米技術的環境、健康和安全議題。納米技術對人類健康和環境的毒性及風險，主要包括納米微粒的危害和暴露風險的兩個焦點。納米技術作為一個全新的領域在給人類帶來巨大機遇的同時，也帶來了巨大的潛在風險。納米新材料具有了全新的特性，并且可以做到無孔不入，特別是對人和動物這樣的有機組織，不可回收的納米粒子可以穿越自然的屏障排放到包括有機體在內的環境中，還可能對包括人自身的有機體造成實質改變。2002年，Erosion technology and Concentration行動小組（ETC）呼吁政府頒布法令禁止納米材料以及納米材料的商業生產。面對ETC的禁止呼聲，擔心納米技術的發展受到阻礙的專家們，旨在縮小納米技術與倫理之間的差距。王國豫教授等指出，納米倫理的興起首先是因為納米材料的安全問題。安全是人們自由生活的保障，是社會人人都應享有，不應被侵犯的權利，是“正義的最低限度要求。”而我們要鑒定的安全，首先便是人的自身安全。山西大學科技哲學研究中心的費多益認為材料變成納米級后，活性、毒性都更加的大。如果這材料暴露在空氣中，無疑對可能接觸的人和環境都會帶去破壞。納米技術的發展，使得接觸納米材料的人群從研發人員擴大到了產業勞動者和消費者。2009年北京朝陽醫院宋玉果課題組對一起職業中毒死亡事故進行調查，發現死去的兩名女工肺部及肺盥洗液中均檢出了30nm尺寸的顆粒物，課題組認為女工的死亡與納米顆粒有關。工人是在原材料生產場地長時間接觸高濃度納米材料的人群，在生產場地的呼吸與皮膚接觸都使他們暴露在可能的危險中。緊接著在加工的過程中，工人們也可能以同樣的方式接觸到納米材料，并且無論是原材料生產還是產品加工生產，工廠都有可能將生產的廢氣、廢料排入環境中。最后，消費者通過使用納米材料化妝品和體育用品進行皮膚接觸，使用過后的產品也會隨生活垃圾進入環境。
當然，上述的風險只有在納米顆粒具有毒性并且有暴露發生時才會存在。那么，納米微粒是否存在毒性？盡管關于工程納米材料的人體健康以及環境風險的研究正在進行，但是研究成果很少公布，在波蘭華沙的某研究小組稱“在含有碳納米管的塵埃中工作不會產生太大的健康問題”。NASA的研究人員卻發現，與同等質量的炭黑或石英相比，“碳納米管如果被吸入肺部，會表現出更強的毒性”。杜邦公司則發現，當暴露于高濃度的單臂納米管的環境中時，有一部分小老鼠會死亡，但是存活下來的老鼠并沒有顯示出任何炎癥反應。研究發現，納米材料的毒性是極其不穩定不確定的因素。種種不確定因素聚集起來，就形成了“評估人體健康風險時幾個數量級的不確定性”。許多毒理學家都承認毒性評估“非常不準確”。Rice大學生物及環境納米技術中心主任Vicki Colivin博士在2003年向國會的陳述中概括了這一領域的不確定性：“近年來，如果你曾使用過防曬霜，那么你的皮膚就有可能接觸過納米級陶瓷材料。該不該為此而擔心呢？沒有人知道……納米材料是十分有價值的材料……然而，諸如研究人員、在工廠上班的工人甚至普通大眾如果不小心接觸某些納米級物質，則有可能產生非常可怕的后果，遠比讓皮膚變藍可怕得多。當然結果也有可能是良性的。只是我們不知道罷了?！?/p>
筆者認為，人類健康和環境問題是納米倫理學中最關鍵的問題，納米科技的安全由于其材料本身毒性風險的不確定性，給參與其中的人員埋下了一塊定時炸彈?？茖W家應在國家安全前提下及時將納米的毒性研究公之于眾，并致力于納米毒性的檢測。在研究過程中采取必要安全措施，保證自身安全，從事相關工作的人員亦是如此，否則可能會對人員與環境造成無法挽救的傷害。
2 公正分配問題
從一個國家內部來說，以納米技術為支撐的任何生物技術都需要大量的資金支持，用于醫學時更是只有富貴的階層才負擔得起，結果只有社會的小部分人能夠從納米技術中獲益。沒有公正的分配制度，巨大的經濟效益將會變成巨大的社會問題。而最重要的問題是風險與利益分配的不公正，即少數人享受了納米技術帶來的巨大利益，而大多數人卻要為之付出健康與環境的代價。這樣最終也影響到納米技術的健康、可持續發展。從國與國之間來看，國內的加劇不公也會同理沿用到各國之間，在有些發展中國家還在解決糧食問題，醫療問題，維護國內和平的時候，發達國家卻有時間和精力去研發納米技術，這將加劇各國之間的不平等。南京大學哲學系的沈驪天教授談到，納米技術在被認為擁有緩解人們爭奪能源大戰，大幅度削減物質能量消耗的正面能量時，納米時代也被人們設想為了納米武器的戰爭年代。而納米在軍事上的強大應用的可能性，會掀起新一輪的軍備競賽，結果還可能使新的霸權主義誕生。
納米技術用于治療疾病之外，還被考慮用在健康的人身上使人變得更滿意自己或更被別人滿意?，F在在人們思考范圍內的納米技術用于人類增強引發的生命倫理思考大概有用于延長壽命、基因優先和人類復制。長生不老的靈丹妙藥是古代道士帝王的不舍追求，如果納米技術讓他那變成了現實，也許并不是什么好事。當延長壽命普及到社會的時候，生命的質量和生命的價值都將受到影響，更不利于社會的發展。誰有生命無限的權利？少數人或每個人？科學家會成為控制個人生死的實施者嗎？額外獲得的壽命也許使人的價值觀整個顛覆，漫長甚至無期的人生路人們能否依然保持該有的動力？人們能否依然只有唯一的伴侶？人們能否依然致力于保持家庭的穩定？甚至只來但久久不去的人會給早已超重負荷的地球更添壓力，為了搶奪資源，將上演怎么樣的大戰。
基因工程剛剛被提出能幫助治愈如亨廷頓舞蹈這類家族遺傳“絕癥”時，本應獲得來自社會受其迫害和善良的人們的歡呼，但當人們同時想到基因工程也能用來做點其他的改變，使人更完美或更如父母社會所期待的那樣時，倫理學家們指出了其中的問題。神學論證認為人類不能代替上帝。但也有神學家認為上帝與人都有義務利用基因工程改善人類生物學。世俗論證主要反對改變人類胚胎基因和設計嬰兒，強調生物復制性和不可預測性。生物學家紐曼引用動物克隆的教訓，指出克隆和生殖細胞基因工程往往出現差錯，破壞胚胎的正常發育，給人類胚胎帶來不可接受的風險。但也有人認為現今的國際協議并沒有妨礙父母利用生殖細胞和胚胎選擇技術來改良他們的后代。在筆者看來，我們也許輕易地發現將納米技術用于基因優生給人類帶來的影響。首先，人們可以根據自己的意愿選擇擁有一個兒子還是女兒。在傳統的中國，我們將面臨更嚴峻的男女比例嚴重不平衡狀態，因為即使在文明程度達到如此境地的今天，重男輕女的思想依然存在。其次，貧富差距和社會不公愈演愈烈。有機會并有能力選擇的父母將為自己的孩子選擇盡可能好的未來嗎，更好的外表、更強的記憶，更高的智商，將人生的比賽起點提前了很多，這些“優生” 的孩子將在未來處于更有利的地位，并“惡性循環”。
納米技術引發的倫理問題歸納起來最引人擔憂的還是安全問題，雖然納米技術完全發揮科學家預想的功能還需要無法估量的時間，但是未雨綢繆，總可以避免毀滅性的災難，以免“弗萊肯斯坦”的故成現實。一步步探索，一步步求證，納米倫理與納米技術同步發展，將為納米技術保駕護航。盡管我國政府也重視發展納米技術，也強調發展納米倫理，但是我國納米技術的倫理研究遠遠滯后于納米技術的發展。首先，目前我國倫理問題的提出沒有得到解決的辦法，也沒有國際的認可。其次，我國公眾參與納米倫理的意識薄弱。再者，文理分界明顯阻礙發展。美國曾預言，納米技術將帶來與工業革命一樣的影響，在可持續發展發面，工業革命留給世界很多的遺憾，人們希望這一次可以在還沒有給環境給人類帶來不能挽救的傷害時就采取對策引導其發展，我國納米倫理的研究可以說才剛剛起步，完善納米倫理研究方式為人類造福是所有納米倫理研究人員的目標。
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納米科學和技術范文6
[關鍵詞] 納米技術 體育 應用 思考
隨著科學技術的發展，如何將納米科技真正應用于體育運動，使運動訓練更加科學化，使運動員的運動能力和運動技術水平得到更充分的發揮，運動成績的提高更加有保證已經成為研究重點。
一、體育與納米技術
1.利用納米技術進行運動員的科學選材。由于納米科技推動了微觀生物學的發展進程，運用人類基因組計劃和納米技術，有助于我們對人類基因組中與運動成績密切相關的基因加以認識和了解。有研究表明，人類基因組中有某些與人類運動能力密切相關的基因，其多態性的差異，有可能是造成人們運動能力和訓練效果巨大個體差異的最終原因。該領域的研究，為人們進行有效的基因選材提供了理論基礎，也為提高運動成績提供事半功倍的方法。例如在運動員的選材方面，利用納米加工技術進行DNA的分離和提取，可以快速有效地決定其基因序列，在分子水平上對其遺傳、發育進行研究，實現更高層次的基因選材。
2.利用納米科技揭示人體對各項運動能力的適應度和對各項運動能力的遺傳度，找到運動訓練在人體生長發育過程中的關鍵階段(如青春期)的影響及作用機制。通過開發一種可以植入皮下微型生物芯片，模擬健康人體內的葡萄糖檢測系統監測機體在運動過程中血糖水平，然后根據人體需要，適時釋放糖等物質，維持機體在運動過程中的血糖水平，有效地提高機體的運動能力。
3.利用納米技術進行體育運動與健康關系的研究。利用納米微粒技術，可以靈敏地檢測各種組織的特異性蛋白，探討某些運動性疾病的發病機制，有效地對運動員進行醫務監督，維護運動員的健康。通過納米級敏感器可以監視運動訓練導致的細胞內結構的形態與數目的變化，以及這些變化所反映各器官功能結構的功能狀態。納米科技在中國傳統醫學中的應用，使傳統中醫藥對運動損傷與運動性疾病的預防和治療具有更好的效果。
4.利用納米技術防止運動性疲勞和加快其恢復過程。關于運動性疲勞發生的機制，目前雖然有許多假說，但確切的疲勞機制還有待于進一步研究。由于納米科技在醫學上的突破，將對運動疲勞機制尤其是在中樞神經系統方面及其靶器官和靶細胞的研究將更加深入，人們可以利用納米生物芯片直接研究機體在運動過程中骨骼肌、心肌、肝臟和神經等組織的代謝過程，探討中樞和外周運動性疲勞及其恢復的生物學機制，并且可以通過某些手段(如納米藥物)抑制導致運動性疲勞的基因表達或誘導加速恢復的基因表達。
5.利用納米技術防止運動損傷與運動性疾病的臨床診斷與治療。納米醫學材料的研制，對于人造器官、人造肌肉、骨骼、關節皮膚等成為永久性的非排斥性。用納米機械潛入人體的血管和器官，對人體進行檢查和治療，并且可以進入毛細血管以及器官的細胞內，對損傷的細胞進行治療和處理，甚至可以從細胞基因組中除掉“有害”的DNA，或把正常的DNA安裝到細胞基因組中。
6.利用納米技術對運動員進行機能評定。在人們全面了解運動引起機體產生適應性變化的基因調節機制后，人們可以通過基因工程技術和納米技術對運動員的疲勞狀態、運動訓練的適應性及其免疫功能等進行基因診斷。這種診斷一般是在基因的轉錄水平上進行評定，可以較早地發現運動員在運動工程中的機能變化,具有較好的應用價值。
7.利用納米技術了解控制運動營養水平，使運動員的營養代謝趨于更加合理和平衡。通過納米級敏感器使運動員的營養代謝處于一個精細、準確、嚴密的監控中。運動員所需的營養素完全按照運動項目特點和個人的生理特點進行補充和調配，使運動員的營養變得合理化、科學化。
8.利用納米技術對體育運動進行精確客觀的定量分析。利用納米技術對運動時人體的骨骼、肌肉、血液組織以及心血管系統、呼吸系統、消化系統等各器官系統對運動訓練的適應性進行客觀的精確的定量分析，不僅使運動訓練更具有科學性，也大大地提高運動員訓練的成材率。
二、納米技術在競技體育中的作用
1.納米相材料技術。這是一種通過控制結構納米顆粒的大小而制造出強度、顏色和可塑性都能滿足人們需要的相材料，這種納米相材料除微觀結構與普通材料完全不同外，在宏觀上也表現出許多奇妙特征，如納米相銅強度比普通銅高5倍，納米陶瓷摔不碎等。這種納米相材料技術已應用在體育器械、場地和服裝的改進方面。就拿撐桿跳運動員使用的撐桿來講，撐桿跳高最早使用的撐竿是竹竿，1942年美國運動員達姆首次在國際比賽中使用了輕合金撐竿而創下了4.77米世界記錄?？梢韵胂髴眉{米相技術，將會生產出具有“個性化”(根據撐竿跳項目的特點和競賽規則的要求及運動員自身的生理和技能特征的)撐竿，使該項目的世界記錄再有突破。
2.納米復合改進技術。少量納米材料可以綜合改善傳統材料的性能。例如美國把AL2O3納米顆粒加入到橡膠中提高了橡膠的耐磨性和介電特性。
3.納米器件技術。利用納米器件技術生產的分子自組織結構可用于電子記憶、數據接收、存儲器和傳遞等，這種器件運用于體育訓練將大大增加訓練的效率和成績。
三、納米技術應用于競技體育所引起的思考
綜上所述，隨著科學技術的發展，納米技術在體育運動中的應用顯得日益重要，同時，也會引起一些體育道德和倫理道德問題。同時我們要思考的是：器材的高科技化是否會削弱運動員在競技體育中的主體地位，從而變相剝奪運動員的競賽權利？若運動成績的提高在較大程度上依賴于器械和服裝的高科技化，這是否會帶來一些新的不公平？器材作弊是否會成為興奮劑的另一種表現形式？這些是我們必須考慮的?？梢酝ㄟ^修改某些項目的器械的設計規則，加強一些項目的器械、服裝的申報和檢測程序，國際奧委會和各國際單項體育聯合會要針對納米技術等高科技的新成就加強新的檢測手段，來杜絕運用器械作弊;通過對運動員、教練員、裁判員和科技工作者等進行個體道德教育，以保證競技體育更好地弘揚奧林匹克精神。
參考文獻:
[1]蕓世紀之交的我國運動形態學研究.中國運動醫學,2000,19(4):340～341
