改变人类生活的纳米科技 教师用书 试验本PDF电子书下载

第1章 纳米革命 1

1.1 “纳米”朋友就在身边 1

1.1.1 荷花为什么出污泥而不染 2

1.1.2 你听说过观音土吗 3

1.1.3 用徽墨写出的毛笔字为什么光泽好 4

1.1.4 壁虎飞檐走壁的奥秘 5

1.2 我们生活在新时代 7

1.3 21世纪科技三剑客 8

1.4 改造自然界的全新理念 9

1.5 用纳米科技改造世界 10

第2章 纳米科技从幻想到现实 13

2.1 纳米技术溯源 14

2.2 费曼的幻想点燃纳米科技之火 15

2.3 比尼格与罗勒尔发明了看得见原子的显微镜 16

2.4 埃格勒实现了单原子的操纵 18

2.5 第一届国际纳米科技会议 20

2.6 科学巫师德雷克斯勒的奇思怪想 21

2.7 格莱特的逆向思维 23

2.8 敞开希望的大门 23

2.8.1 逐个控制原子不违反任何物理学规律 24

2.8.2 人类应拜大自然为师 24

2.8.3 新创意的思想精华是什么？ 25

2.9 纳米科技对未来军事发展的影响 26

2.8.4 欧姆定律失灵了？ 26

2.10 纳米科技是双刃剑吗？ 29

第3章 纳米世界的“眼”和“手” 32

3.1 探索纳米世界的“眼”和“手” 32

3.2 扫描隧道显微镜（STM）是如何工作的 35

3.2.1 隧道效应与STM 35

3.2.2 STM的结构原理 35

3.3 中国第一批扫描隧道显微镜诞生记 37

3.4 全天候的原子力显微镜（AFM） 38

3.5 用STM操纵单个原子 41

3.5.1 IBM公司初战告捷 41

3.6 中国科学家对DNA的直接成像研究 42

3.5.2 不甘落后的中国人 42

3.7 单个分子的操纵 44

3.7.1 小分子的操纵 44

3.7.2 单个DNA分子的操纵 44

3.8 纳米水和纳米气泡 45

3.9 “足球分子”C60的庐山真面貌 47

3.10 纳米“超级开关”材料 48

3.11 神奇的纳米团簇阵列 49

第4章 纳米科技与人类生活 50

4.1 21世纪的期盼 50

4.2 纳米材料 51

4.2.1 “差之毫厘，谬之千里”的纳米粉材 52

4.2.2 纳米材料学的内涵 53

4.2.3 碳纳米管 54

4.2.4 超坚韧的碳纳米管（CNT）纤维 55

4.2.5 自清洁、自消毒的纳米表面材料 55

4.3 纳米生物学 58

4.3.1 为何要重视纳米生物学 58

4.3.2 什么是纳米生物学 58

4.3.3 纳米生物学中的新方法 59

4.3.4 研究领域和应用 59

4.3.5 应用广泛的DNA芯片 61

4.3.6 纳米生物传感器 64

4.4.1 纳米电子器件 65

4.4 纳米电子学 65

4.4.2 DNA计算机 67

4.5 纳米机械与纳米制造 69

4.6 纳米医学 70

4.7 纳米组装机 72

4.7.1 第一步的纳米组装机 72

4.7.2 量子点的组装 73

4.7.3 真正意义上的纳米组装机 74

4.8 网络生产的新纪元 74

第5章 纳米科技实验选集 77

5.1 单个原子的扫描隧道显微镜（STM）观察 77

5.1.2 实验原理和步骤 78

5.1.1 实验目的 78

5.1.3 样品表面的形貌观察 79

5.2 DNA分子的原子力显微镜（AFM）成像 80

5.2.1 AFM简介 80

5.2.2 AFM的操作流程 82

5.2.3 DNA分子的直观图像 82

5.3 测定单个分子的大小 83

5.3.1 利用油膜法粗略测定分子的大小 83

5.3.2 利用纳米显微镜（STM或AFM）测定分子的大小 85

5.4 纳米孔材料——硅藻土的水处理应用 86

5.5 Ni-P球形纳米粒子的化学制备及观察 87

5.6.1 移动C60 89

5.6 纳米制造的示意实验介绍 89

5.6.2 移动纳米颗粒 90

5.6.3 提取和放置纳米颗粒 90

5.6.4 DNA单分子操纵 91

5.6.5 书写集成电路的布线 92

5.6.6 蛋白质纳米阵列（Protein Nanoamay） 93

附录Ⅰ 纳米科技发展大事记 94

附录Ⅱ 参考资料 96

参考文献 96

纳米科技国内网站 97

纳米科技国外网站 97

附录Ⅲ 专用名词中英文对照 100