卫星产业三重驱动共振！火箭新打破 (卫星产业发展)

admin1 4小时前阅读数 1 #基金

周末天龙三号大型液体运载火箭海上热试车一举成功！我们的火箭技术又闯过一道大关，末尾具有“一箭多星”的批量发射才干。

说假话，在全球拼命抢位置、拼速度的背景下，这一步挺关键的——它有望补上我国在发射运力上的短板，从而减速推进超大规模卫星组网的进程。

在此提振下，今天早盘中证卫星产业指数低开后震荡上传。截至午盘，指数成分股靠近涨停、涨超12%、、等也纷繁拉涨，十分强势。ETF方面， 跟踪指数的卫星产业ETF（）收涨0. %，年内涨超2 ，目前处于整理态势中。

截至最新，中证卫星产业指数近一年曾经涨了近70%，不只跑赢了，跟大盘相比超额收益都有30%左右，资金短期获利了却再失常不过。目前市场心境偏慎重，加上卫星板块自身换手率不低，资金进进出出也加剧了坚定，所以一部分资金流向了进攻型板块，对卫星这类高弹性板块构成了肯定分流——这或许都是最近一周卫星板块窄幅震荡的要素。

不过尽管板块短期坚定，但我觉得卫星产业终年的生长逻辑并没有坚决——政策、技术、市场需求这三驾马车，依然会拉着它往中终年向好方向展开。

政策方面， 工信部曾经定下目的：2030年卫星通讯誉户打破千万，推进“不换卡不换号”直连卫星，经常经常使用门槛会大幅下降。更值得等候的是，等龙头企业或许会在往年陆续拿到卫星互联网牌照，正式拉开天地一体大幕。

技术打破也在一直落地。 比如朱雀三号可重复经常经常使用火箭成功成功了回收实验，以后发射本钱有望降到原来的1/10，低轨卫星组网会更密集、更经济。运转场景也越来越广：手机直连卫星性能的浸透率往年曾经逾越40%，车载卫星终端、卫星宽带等消费级运转正在加快普及。

从产业链外部来看， 目前卫星产业的抢先制造与发射环节，受益于组网减速拉和火箭等相关需求，、等龙头受益清楚；中游的等卫星终端厂商迎来订单放量，业绩弹性较大；下游运转服务则表现为应急通讯、智能驾驶高精定位、陆地/航空宽带等场景需求迸发，、等下游企业业绩都有或许 继续增长。

卫星产业ETF（159218）是全市场首只跟踪中证卫星产业指数的标的，片面掩盖上方细分环节和公司个股。即使在9月板块全体震荡时期，ETF也依然吸引了逾越1.54亿元的资金流入——这说明不少人正在趁着这波机遇规划，对卫星产业的终年展开依然坚持决计。

总的来说，卫星板块的终年生长空间是十分确定的。无机构预测，2025–2030年我国卫星互联网市场规模年均复合增长率会逾越30%，到2040年全球市场甚至可达万亿级别，机遇才刚刚末尾。

所以后续大家继续在整顿时期掌握机遇，潜伏下一波主升浪就行了，等着资金和市场重复拉升卫星这块即可。

作者：三好金融民工

风险提醒：文中提及的指数成份股仅作展现，个股描画不作为任何方式的投资倡议。任何在本文发生的信息（包括但不限于个股、评论、预测、图表、目的、实际、任何方式的表述等）均只作为参考，投资人须对任何自主选择的投资行为担任。基金投资有风险，基金的过往业绩并不代表其未来表现，基金控制人控制的其他基金的业绩并不构成基金业绩表现的保证，基金投资须慎重。

神舟十四号发射成功！航天科技集团迎来内生式和外延式共振

神舟十四号载人飞船经过6次自主变轨，成功对接天和中心舱，标志着我国空间站树立又迈出了坚实的一步。在神舟十四号发射之后，问天和梦天实验舱也将区分于7月和10月发射，进一步推进我国空间站的完善。随着航天发射活动的高频次启动，航天科技集团将迎来内生式和外延式两大驱动力气的共振。

一、内生式增长

内生式增长关键依赖于集团外部的技术创新、资产整合以及业务优化。在航天科技集团中，多家上市公司有望经过内生式增长成功业绩优化。

二、外延式开展

外延式开展则关键依赖于资产证券化、并购重组等外部手腕。虽然航天科技集团曾提出提高资产证券化率的方案，但受限于资产的保密性和复杂性，外延式开展的步伐或许相对缓慢。

三、其他公司剖析

四、总结

综上所述，未来航天科技集团大约率还是走内生式增长的方式，依托技术创新、资产整合以及业务优化成功业绩优化。虽然外延式开展也是一条可行的路途，但受限于资产的保密性和复杂性，其步伐或许相对缓慢。因此，在投资航天科技集团旗下的上市公司时，应重点关注其内生式增长潜力和外延式开展的或许性。

以上图片展现了航天科技集团旗下部分公司的相关技术和产品，进一步印证了公司在航天范围的抢先位置和未来开展潜力。

发射卫星的火箭用什么燃料？

答：常用的液体氧化剂有液态氧、四氧化二氮等，熄灭剂由液氢、偏二甲肼、煤油等。现代液体燃料火箭是美国人戈达德搞出来的：第一个是采用液氧-煤油。发射卫星的火箭燃料要体积小，重量轻，但收回的热量要大，这样才干减轻火箭的重量，使卫星加快地送上轨道。液体燃料放出的能量大，发生的推力也大；而且这种燃料比拟容易控制，熄灭时期较长，因此，发射卫星的火箭大都采用液体燃料。液体火箭发起机是指液体推进剂的化学火箭发起机。氧化剂和熄灭剂必需贮存在不同的储箱中。液体火箭发起机普通由推力室、推进剂供应系统、发起机控制系统组成。推力室是将液体推进剂的化学能转变成推进力的关键组件。它由推进剂喷嘴、熄灭室、喷管组件等组成。推进剂经过喷注器注入熄灭室，经雾化，蒸发，混合和熄灭等过成生成熄灭产物，以高速（25O0一5000米／秒）从喷管中冲出而发生推力。熄灭室内压力可达2O0大气压（约20OMPa）、温度300O～400O℃，故要求冷却。推进剂供应系统的功用是按要求的流量和压力向熄灭室保送推进剂。按保送方式不同，有挤压式（气压式）和泵压式两类供应系统。挤压式供应系统是应用高压气体经减压器减压后（氧化剂、熄灭剂的流量是靠减压器调定的压力控制）进入氧化剂、熄灭剂贮箱，将其区分挤压到熄灭室中。挤压式供应系统只用于小推力发起机。大推力发起机则用泵压式供应系统，这种系统是用液压泵保送推进剂。发起机控制系统的功用是对发起机的任务程序和任务参数启动调理和控制。任务程序包括发起机起动、任务。关机三个阶段，这一环节是按预定程序智能启动的。任务参数关键指推力大小、推进剂的混合比。液体火箭发起机的优势是比冲高（25O～5OO秒），推力范围大（单台推力在1克力～700吨力）、能重复起动、能控制推力大小、任务时期较长等。液体火箭的推进剂，其中比拟常用的有：四氧化二氮-肼类（偏二甲肼，一甲基肼，肼），液氧-煤油，液氢-液氧等。四氧化二氮-肼类推进剂被普遍经常使用，特点是可存储，并且四氧化二氮和肼接触后可以自燃，牢靠性高。四氧化二氮-肼类最早用于战略导弹，后来也用于航天的运载火箭。苏联的SS-7，现役的SS-18，SS-19，美国的鼎力神，中国的长征1，2，3型火箭，俄罗斯的质子火箭，阿利亚娜1，2，3，4型火箭都在上方级经常使用了四氧化二氮-肼类推进剂。四氧化二氮-肼类的比冲还可以，约230秒左右，但是推进剂和熄灭产物的毒性都很大，各国新一代的运载火箭都不再经常使用。谈先进的液氧(煤油)火箭发起机张贵田航天技术是现代迷信技术中开展最快的尖端技术之一，是一个国度迷信技术水平和国民经济实力的综合反映，是一个国度迷信技术水平的关键标志，亦是综合国力的意味。航天技术高度综合集中了许多基础迷信和新技术，如数学、近代力学、智能控制、电子计算机、真空与高温技术等，它的开展促进了一大批基础迷信和现代技术的开展，如新资料、空间物理、航天医学、生命迷信等。航天技术的开展、宇宙环境的运行造成了一系列出人预料的技术改造。当今，一些兴旺国度正在以大空间概念设计国民经济未来开展的蓝图，把航天技术产业作为未来开展的一个战略重点，以为它是开展各类高新技术产业的领头技术，它能带动一大批高新技术产业其它基础产业的开展，推进和促进新工艺、新资料、新动力等技术的提高，航天技术对国民经济的开展将起到“减速器”和“倍增器”的作用。航天科技工业的开展对推进处置我国面临的人口与资源、环境与灾祸、通讯与交通、教育与文明等严重社会疑问起到了其它任何技术和产品无法替代的作用。同时，航天技术对国度的国防树立具有极端关键的意义，这一点已失掉共识。目前战略战术导弹、卫星导航定位、军事测绘侦查、作战指挥和通讯等方面普遍运行于国防树立，并取得了清楚效果。宇宙空间是现代军事竟争的制高点，航天技术与进攻技术已很难分开，这在战略威慑和现代化抗争中表现得尤为清楚。航天技术能够发生庞大社会效益和经济效益的关键途径是经过运行卫星来成功的，而运载火箭扮演着极端关键的角色。在近40年的开展中，我国航天科技工业依托自己的力气，研制成功了长征系列运载火箭，到达了全型谱的运载才干，并已成功将我国自行研制的通讯、前往式遥感、气候等运行卫星送到运动、近地和太阳同步等不同的轨道，而且先后成功地为西德、澳大利亚、瑞典、法国、美国等国度发射卫星或其它有效载荷。我国的长征火箭成为全球发射市场的关键运载工具之一，高视阔步地启动国际商业发射市场，使中国航天在国际航天界占有一席之地，并享有较高声誉，显示了社会主义中国的综合实力(请参见图1、表1a、表1b、表1c)。虽然我国航天技术取得了庞大的成就，惹起了世人的注目，但是应该觉醒地看法到我们的缺乏。目前，我国现有的长征系列运载火箭是在战略武器的基础演出化延用而来的，其推进剂(偏二甲肼／四氧化二氮)毒性大、污染严重、多少钱高、性能低，其缺乏是很清楚的。美国、法国、前苏联等航天大国关于推进剂的毒性和污染疑问高度注重。美国从1970年就制止在外乡上消费偏二甲肼，法国阿里安火箭所用的偏二甲肼不时从苏联购置，而且不在外乡上发射(在法属圭亚那库鲁航天发射中心发射)；原苏联解体之前曾下令制止经常使用偏二甲肼。随着全全球对环境维护的日益注重，很或许在不久的未来全全球制止消费经常使用偏二甲肼作为火箭推进剂。由于偏二甲肼毒性较大，损害人体的肝脏。尤其是四氧化二氮／偏二甲肼的熄灭产物，对人体损害更大，并较为严重地污染环境。从事经常使用该种推进剂发起机实验的任务人员中60%有不同水平的肝病，普遍转氨酶高。由于组织火箭发射时, 由于N2O4走漏已惹起几次伤亡事故，结果比拟严重。长征运载火箭是当今全球牢靠性、技术稳如泰山性最好的运载火箭之一，但是近几年来，长征火箭发射时有失利，并形成了不同水平的人员伤亡，其推进剂毒性大和污染严重疑问已惹起了我国各级指导的高度注重，也参与了参试人员的恐惧感。虽然发射失利未惹起十分严重的结果，但参试人员“九死一生”、“后怕”的觉得依然十分剧烈。这给组织发射带来了一定的困难。同时，由于推进剂多少钱偏高参与发射本钱，进而使得长征火箭在国际发射市场中多少钱竞争力不甚清楚，也是一个比拟突出的疑问。如何提高运载火箭牢靠性，降低发射本钱，增强竞争力，是减速我国运载火箭产业化进程的关键所在。要想有先进的运载火箭，首先必要求有先进的动力系统——火箭发起机。火箭发起机是运载火箭的心脏，它的先进性突出表如今低本钱、无污染、高牢靠、高性能、经常使用安保、操作简易。液氧/煤油火箭发起机作为运载动力装置的优越性在于:一是煤油作为常温推进剂，经常使用极为简易，安保性好，而甲烷、丙烷、液氢为高温推进剂，不好贮存，运输、加注和操作都不简易，走漏后易起火爆炸，特别是液氢很容易走漏。二是煤油多少钱廉价，每千克煤油的多少钱只要液氢的1/100和偏二甲肼的1/30，可以较大幅度地降低发起机的研制本钱和运载火箭的发射费用。发射一颗20T低轨道的有效载荷，如用液氢/液氧和四氧化二氮/偏二甲肼组成的二级半方案推进剂费需3000万元，而用全液氧/煤油方案只需推进剂费100万元。三是液氧/煤油组合密度比冲高，是理想的上方级(助推级和芯一级)发起机，稍作改良之后亦可作为比拟理想的上方级发起机。四是我国煤油资源丰厚，贮量极大，可满足久远的要求。我国克拉玛依油田开采的煤油是低凝点环烷基中质原油，完全契合火箭推进剂用煤油规范，现已查明贮量在5亿吨以上，按每年200万吨开采量计算，可延续开采50年以上，同时我国黑虎山、辽河、胜利等油田契合要求的原油贮量也是丰厚的。经各种研讨实验和两次液氧/煤油发起机热试车的成功，充沛说明了国产煤油能完全满足经常使用要求。五是经常使用液氧/煤油发起机可完全消弭四氧化二氮/偏二甲肼有毒且污染环境的严重缺乏。六是液氧/煤油发起机可成功运载火箭模块化积木式设计，可用不同组分解功不同载荷的发射义务，能构成我国新一代运载火箭系列。上述诸优势表现了先进动力系统的要求和研制方向。经过近10年关于大型运载火箭和天地往复运输系统动力系统的技术论证、研讨及关键技术攻关，国度选择研制液氧/煤油高压补燃发起机，并已列入“863”方案。这无疑是提高我国航天技术水平的严重举措，更是减速我国运载火箭产业化进程的英明之举。近几年，我不时参与并担任大型运载火箭和天地往复运输系统动力系统的论证任务，以及“863”液氧／煤油发起机的预先研讨和关键技术攻关任务。从近几年的任务进度状况来看，液氧／煤油高压补燃发起机在技术十分先进，代表当今液体火箭发起机范围的最高水平，其先进性体如今以下几个方面: 1、先进的闭式循环系统。该系统能充沛应用燃料的化学潜能。补燃发起机也称为分级熄灭发起机，该系统先把推进剂的一组元在预燃室中启动富氧(或富燃)熄灭，生成高温大流量的燃气驱动涡轮，然后将任务过的燃气引入熄灭室启动完全熄灭。它防止了开式循环系统涡轮排气的能量损失(请见图2:开式循环系统; 图3:闭式循环系统)。闭式循环发起机可较大幅度提高熄灭室压力，进而提高熄灭效率,仅采用闭式循环系统就能提高比冲6％以上。对二级半火箭来说，当下降质量相反时，有效载荷能提高30％以上；假若有效载荷相反，运载火箭下降重量可降低20％。使发射1kg有效载荷的全寿命周期费用降低约16％。用这种发起机的实验机，于1995年12月～1996年1月启动两次全系统高压补燃发起机试车，其真空推力为85T，真空比冲为3500m/s，混合比K在2.34--2.6之间。 2、先进的熄灭室混合喷注器。在补燃循环系统中，氧化剂全部在预熄灭室气化后，再进入熄灭室启动熄灭，这样就成功了气液两组熄灭，气液熄灭大大改善了发起机的熄灭稳如泰山性。为了进一步提高熄灭稳如泰山性，用不同长度的喷咀把喷注器分隔成数个区域，气液喷咀为同轴内混合式，其长度为1/4波长，构成几百个小声腔，能够有效地衰减振荡；另内在熄灭室抢先设置了整流装置，把不规则的涡轮排气启动整流后引入熄灭室。高压补燃循环系统不只要利于处置技术关键不稳如泰山熄灭疑问，而且还较大幅度地提高了熄灭效率。我们对喷注器启动了混合雾化实验，并对发起机启动了热试车，实验结果标明: 高压补燃循环系统的熄灭效率高达0.98。 3、先进而巧妙的熄灭室冷却措施。几十年来争论不休的用煤油作为冷却剂疑问，经过少量的传热实验及计算剖析后标明:采取适当的措施是完全可以处置的。用克拉玛依煤油作燃料启动了任务时期区分为10秒、50秒的两次试车后熄灭室完整无损，光亮如初，说明用煤油作发起机冷却剂是完全可行的，效果是相当理想的。在熄灭室的冷却结构设计上采取了一系列措施: 一是在喉部以前设置了三条冷却带，其流量为推进剂总流量的2～3％，煤油进入熄灭室是贴壁向上旋转式；二是熄灭室喷管从收缩比为8的截面至圆柱段，用螺旋式冷却槽，并且喉部左近的冷却槽加工成波浪形，以便提高其冷却效果，这样可使内壁温度降低40℃左右；三是高温煤油从收敛段进入冷却槽，首先冷却热流最大的喉部区域，这一举措可失掉40℃温差的优势。除上述措施外，还在内壁上镀镍铬防热层可使气壁温降低30～40℃，以及选取热传导性能好的内壁资料等。上述措施经过热试车，证明十分有效。 4、牢靠的多样密封。发起机各部件要接受－200℃～3500℃上下温环境，压力为150～500个大气压，在剧烈的振动环境下，发起机的密封疑问是一个致命疑问。必需量体裁衣地设计相应的密封结构。过去我们采用的是法兰盘间加不同资料的垫片或“O”型圈结构，关于中、小直径的管路接头大多用球头喇叭口结构。这种落后的密封结构远远不能满足高牢靠、高性能先进发起机的要求。为此，我们启动了多种密封结构的研讨、实验。高温液氧的密封用“К” 和“Э”型环，高温燃气密封采用了碟型垫，高压的液体和气体密封采用球头加导向，并在球头上开槽，加不同资料的“O”型圈，还有适??气压也不走漏。涡轮泵的密封更关键,为顺应发起机屡次任务，防止磨擦生热增加磨损而采用了脱开式密封。涡轮不转动时，为静密封，当涡轮泵转速到达预定值时，控制压力使密封处脱开，这种先进的密封方式大大地提高了牢靠性及其寿命。 5、先进的预压涡轮泵。要使主涡轮泵正常任务，防止出现气蚀，必需保证泵的入口有一定的压力。假设泵入口压力要求高，则火箭贮箱压力必需提高，这样就会参与运载火箭的贮箱结构重量。为了降低火箭结构重量、提高运载才干，必需尽量降低泵入口压力。为此在主泵前设置了一套预压涡轮泵。从主涡轮后抽取一股富氧燃气作为氧化剂的预压涡轮泵工质驱动涡轮，然后排入氧化剂主流中，从主煤油泵后引出的一股高压煤油作为煤油预压涡轮泵的工质吹动涡轮，然后排入预压泵后的主流中。这种预压涡轮泵系统设计思绪新颖、结构巧妙，尤其是富氧的燃气任务后又进入液氧的主流中，这种设计构思十分大胆，也十分巧妙。目前，预压涡轮泵曾经启动了少量液流冷试，并且成功地启动了发起机的热试车，采用预压泵结构可提高主泵前压力6个大气压，而箱压仅为2个大气压。 6、先进的弹性支承。发起机是整个运载火箭的关键振源。任务时发起机各零部件都接受着剧烈的振动，有高频，也有低频，有些部位减速度高达几十个g甚至几百个g。因此，各零部件的衔接和固定方式是一个十分关键的疑问。如一个质量较大的阀门与直径几毫米或十几毫米的导管衔接，要接受剧烈的振动，在设计上必要求有迷信的方法。用完全紧固定支承的方法防振效果不好，而采用适当的弹性支承，不只降低了振动量级，而且还有利于处置零部件和发起机的共振疑问。另外，为抗振防松，在拧紧各紧固件时，要涂胶。尤其在天地往复运输系统及载人运载器上，由于运载器牢靠性要求极高，抗振防松疑问事关严重，必需确保万无一失。为此，我们已启动了少量研讨实验。

纳米技术的看法

通常含义

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纳米技术(nanotechnology），也称毫微技术，是研讨结构尺寸在1纳米至100纳米范围内资料的性质和运行的一种技术。 1981年扫描隧道显微镜发明后，降生了一门以1到100纳米长度为研讨分子全球，它的最终目的是直接以原子或分子来结构具有特定性能的产品[2]。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。

从迄今为止的研讨来看，关于纳米技术分为三种概念：

第一种，是1986年美国迷信家德雷克斯勒博士在《发明的机器》一书中提出的分子纳米技术。依据这一概念，可以使组合分子的机器适用化，从而可以恣意组合一切种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得严重进度。

第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是经过纳米精度的加工来人工构成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化行将到达极限。现有技术即使开展下去，从通常上讲终将会到达限制，这是由于，假设把电路的线幅逐突变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等疑问。为了处置这些疑问，研讨人员正在研讨新型的纳米技术。

第三种概念是从生物的角度动身而提出的。原本，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。 DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发，成为纳米生物技术的关键内容。

应用纳米技术将氙原子排成IBM

关键内容

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纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研讨的内容触及现代科技的宽广范围。纳米迷信与技术关键包括：

纳米体系物理学、纳米化学、纳米资料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互浸透的学科和纳米资料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研讨范围。纳米资料的制备和研讨是整个纳米科技的基础。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的通常基础，而纳米电子学是纳米技术最关键的内容。

纳米纤维

1993年，第一届国际纳米技术大会(INTC)在美国召开，将纳米技术划分为6大分支：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学，促进了纳米技术的开展。由于该技术的特殊性，神奇性和普遍性，吸引了全球各国的许多优秀迷信家纷繁为之努力研讨。纳米技术普通指纳米级(0.1一100nm)的资料、设计、制造，测量、控制和产品的技术[3]。纳米技术关键包括：纳米级测量技术：纳米级表层物理力学性能的检测技术：纳米级加工技术；纳米粒子的制备技术；纳米资料；纳米生物学技术；纳米组装技术等。

纳米技术包括下列四个关键方面：

1、纳米资料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会出现突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于微观的物质的特殊性能构成的资料，即为纳米资料。

假设仅仅是尺度到达纳米，而没有特殊性能的资料，也不能叫纳米资料。

过去，人们只留意原子、分子或许宇宙空间，经常疏忽这个两边范围，而这个范围实践上少量存在于自然界，只是以前没有看法到这个尺度范围的性能。第一个真正看法到它的性能并援用纳米概念的是日本迷信家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并经过研讨它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性资料也是如此，像铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。 80年代中期，人们就正式把这类资料命名为纳米资料。

为什么磁畴变成单磁畴，磁性要比原来提高1000倍呢？这是由于，磁畴中的单个原子陈列的并不是很规则，而单原子两边是一个原子核，外则是电子绕其旋转的电子，这是构成磁性的要素。但是，变成单磁畴后，单个原子陈列的很规则，对外显示了弱小磁性。

这一特性，关键用于制造微特电机。假设将技术开展到一定的时刻，用于制造磁悬浮，可以制造出速度更快、更稳如泰山、更浪费动力的高速度列车。

2、纳米动力学：关键是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种相似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制造三相电动机，用于超加快离心机或陀螺仪等。在研讨方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在迷信价值和经济价值。

通常上讲：可以使微电机和检测技术到达纳米数量级。

3、纳米生物学和纳米药物学：如在云母外表用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅外表的叉指形电极做生物分子间互作用的实验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的资料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。

纳米生物学开展到一定技术时，可以用纳米资料制成具有识别才干的纳米生物细胞，并可以吸收癌细胞的生物医药，注入人体内，可以用于定向杀癌细胞。（上方是老钱加注）

4、纳米电子学：包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子资料的表征，以及原子操纵和原子组装等。以后电子技术的趋向要求器件和系统更小、更快、更冷，更小，是指照应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限制。纳米技术是树立者的最后疆界，它的影响将是庞大的。

历史沿革

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纳米技术的灵感，来自于已故物理学家理查德·费曼1959年所作的一次性题为《在底部还有很大空间》的演讲。这位事先在加州理工大学任教的教授向同事们提出了一个新的想法。从石器时代末尾，人类从磨尖箭头到光刻芯片的一切技术，都与一次性性地削去或许融合数以亿计的原子以便把物质做成有用的外形有关。费曼质问道，为什么我们无法以从另外一个角度动身，从单个的分子甚至原子末尾启动组装，以到达我们的要求？他说：“至少依我看来，物理学的规律不扫除一个原子一个原子地制造东西的或许性。 ”

70年代，迷信家末尾从不同角度提出有关纳米科技的设想，1974年，迷信家谷口纪男（Norio Taniguchi）最早经常使用纳米技术一词描画精细机械加工；

1981年，迷信家发明研讨纳米的关键工具——扫描隧道显微镜，为我们提醒一个可见的原子、分子全球，对纳米科技开展发生了积极促进作用；

1990年，

理查德·费曼

IBM公司阿尔马登研讨中心的迷信家成功地对单个的原子启动了重排，纳米技术取得一项关键打破。他们经常使用一种称为扫描探针的设备渐渐地把35个原子移动到各自的位置，组成了IBM三个字母。这证明费曼是正确的，二个字母加起来还没有3个纳米长。不久，迷信家不只能够操纵单个的原子，而且还能够“喷涂原子”。经常使用分子束外延伸生长技术，迷信家们学会了制造极薄的特殊晶体薄膜的方法，每次只造出一层分子。现代制造计算机硬盘读写头经常使用的就是这项技术。著名物理学家、诺贝尔奖取得者理查德· 费曼预言，人类可以用小的机器制造更小的机器，最后将变成依据人类志愿，逐一地陈列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想[4]。

1990年7月，第一届国际纳米迷信技术会议在美国巴尔的摩举行，标志着纳米迷信技术的正式降生；

1991年，碳纳米管被人类发现，它的质量是相反体积钢的六分之一，强度却是钢的10倍，成为纳米技术研讨的热点，诺贝尔化学奖得主斯莫利教授以为，纳米碳管将是未来最佳纤维的首选资料，也将被普遍用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等；

1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文、1990年美国国际商用机器公司在镍外表用35个氙原子排出“IBM”之后，中国迷信院北京真空物理实验室自若地操纵原子成功写出“ 中国”二字，标志着中国末尾在国际纳米科技范围占有一席之地；

1997年，美国迷信家初次成功地用单电子移动单电子，应用这种技术可望在2017年后研制成功速度和存贮容量比如今提高不可胜数倍的量子计算机；

1999年，巴西和美国迷信家在启动纳米碳管实验时发明了全球上最小的“秤”，它能够称量十亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的重量；尔后不久，德国迷信家研制出能称量单个原子重量的秤，打破了美国和巴西迷信家结合发明的纪录；

到1999年，纳米技术逐渐走向市场，全年基于纳米产品的营业额到达500亿美元；

2001年，一些国度纷繁制定相关战略或许方案，投入巨资抢占纳米技术战略洼地[5]。日本设立纳米资料研讨中心，把纳米技术列入新5年科技基本方案的研发重点；德国专门树立纳米技术研讨网；美国将纳米方案视为下一次性工业反派的中心，美国政府部门将纳米科技基础研讨方面的投资从1997年的1.16亿美元参与到2001年的4.97亿美元。中国也将纳米科技列为中国的“973方案”启动鼎力的开展与其相关产业的鼎力扶持。

运行范围

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英特尔cpu

以后纳米技术的研讨和运行关键在资料和制备、微电子和计算机技术、医学与安康、航天和航空、环境和动力、生物技术和农产品等方面。用纳米资料制造的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更简易。应用纳米资料还可以制造出特定性质的资料或自然界不存在的资料，制造出生物资料和仿生资料[6]。

1、纳米是一种几何尺寸的度量单位，1纳米=百万分之一毫米。

2、纳米技术带动了技术反派。

3、应用纳米技术制造的药物可以阻断毛细血管，“饿死”癌细胞。

4、假设在卫星上用纳米集成器件，卫星将更小，更容易发射。

5、纳米技术是多迷信综合，有些目的要求长时期的努力才会成功。

6、纳米技术和信息迷信技术、生命迷信技术是以后的迷信开展主流，它们的开展将使人类社会、生活环境和迷信技术自身变得更美妙。

7、纳米技术可以观察病人身体中的癌细胞病变及状况，可让医生有的放矢。

测量技术

纳米级测量技术包括：纳米级精度的尺寸和位移的测量，纳米级外表形貌的测量。纳米级测量技术关键有两个开展方向。

一是光干预测量技术，它是应用光的干预条纹来提高测量的分辨率，其测量方法有：双频激光干预测量法、光外差干预测量法、X射线干预测量法、F一P规范工具测量法等，可用于长度和位移的准确测量，也可用于外表显微形貌的测量。

二是扫描探针显微测量技术(STM)，其基本原理是基于量子力学的隧道效应，它的原理是用极尖的探针(或相似的方法)对被测外表启动扫描(探针和被测外表实践并不接触)，借助纳米级的三维位移定位控制系统测出该外表的三维微观平面形貌。关键用于测量外表的微观形貌和尺寸。

用这原理的测量方法有：扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)等。

加工技术

纳米级加工的含义是到达纳米级精度的加工技术。

由于原子间的距离为0.1一0.3nm，纳米加工的实质就是要切断原子间的结合，成功原子或分子的去除，切断原子间结合所要求的能量，肯定要求超越该物质的原子间结合能，即所播的能量密度是很大的。用传统的切削、磨削加工方法启动纳米级加工就相当困难了。

截至2008年纳米加工有了很大的打破，如电子束光刻(UGA技术)加工超大规模集成电路时，可成功0.1μm线宽的加工：离子刻蚀可成功微米级和纳米级表层资料的去除：扫描隧道显微技术可成功单个原子的去除、扭迁、增添和原子的重组。

粒子制备

纳米粒子的制备方法很多，可分为物理方法和化学方法。

运行纳米技术制成的服装

纳米技术运行——计算机磁盘

真空冷授法：用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或构成等粒子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、位度可控，但技术设备要求高。

物理粉碎法：透过机械粉碎、电火花爆炸等方法失掉纳米粒子。其特点操作简易、本钱低，但产晶纯度低，顺粒散布不平均。

机械球磨法：采用球磨方法，控制适当的条件失掉纯元素、合金或复合资料的纳米粒子。其特点操作简易、本钱低，但产品纯度低，颗粒散布不平均。

气相堆积法：应用金属化合物蒸汽的化学反响分解纳米资料。其特点产品纯度高，粒度散布窄。

沉淀法：把沉淀剂加人到盐溶液中反响后，将沉淀热处置失掉纳米资料.其特点简易易行，但纯度低，颗粒半径大，适宜制备载化物。

运行纳米技术制成的服装

水热分解法：高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中分解，再经分别和热处置得纳米粒子。其特点纯度高，分散性好、粒度易控制。

溶胶凝胶法：金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低沮热处置而生成纳米粒子。其特点反响物种多，产物颗粒均一，环节易控制，适于氧化物和11一VI族化合物的制备。

徽乳液法：两：互不相溶的溶剂在外表活性剂的作用下构成乳液，在徽泡中经成核，聚结、聚会、热处置后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和接口性好，11一VI族半导体纳米粒子多用此法制备。

水热分解法——高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中分解，再经分别和热处置失掉纳米粒子。其特点是纯度高，分散性好，粒度易控制。

资料分解

自1991年Gleiter等人率先制得纳米资料以来，经过10年的开展纳米资料有了长足的提高。如今纳米资料种类较多，按其材质分有：金属资料、纳米陶瓷资料、纳米半导体资料、纳米复合资料、纳米聚合资料等等。纳米资料是超徽粒资料，被称为“21世纪新资料”，具有许多特异性能。

例如用纳米级金属微粉烧结成的资料，强度和硬度大大高于原来的金属，纳米金属居然由导电体变成绝缘体。普通的陶瓷强度低并且很脆。但纳米级微粉烧结成的陶瓷不但强度高并且有良好的韧性。纳米资料的熔点会随超细粉的直径的减小而降低。例如金的熔点为1064℃，但10nm的金粉熔点降低到940℃，snm的金粉熔点降低到830℃，因此烧结温度可以大大降低。纳米陶瓷的烧结温度大大低于原来的陶瓷。纳米级的催化剂参与汽油中。可提高内燃机的效率。

参与固体燃料可使火箭的速度放慢。药物制成纳米微粉。可以注射到血管内顺利进入微血管。

疾病诊断

以后惯例的成像技术只能检测到癌症在组织上形成的可见的变化，而这个时刻曾经有数千的癌细胞生成并且或许会转移。而且，即使是曾经可以看到肿瘤了，由于肿瘤自身的类别（恶性还是良性）和特征，要确定有效的治疗方法也还必需经过活组织审核。假设对癌性细胞或许癌变前细胞以某种方式启动标志，经常使用传统设备即可检测出来则更有利于癌症的诊断。

要成功这一目的有两个必要条件：某技术能够特定识别癌性细胞且能够让被识别的癌性细胞可见。纳米技术能够满足这两点。例如，在金属氧化物外表涂覆可特异识别癌性细胞外表超表达的受体的抗体。

由于金属氧化物在核磁共振成像（MRI）或计算机断层扫描（CT）下收回高对比度信号，因此一旦进入体内后，这些金属氧化物纳米颗粒外表的抗体选择性地与癌性细胞结合，使检测仪器可以有效地识别出癌性细胞。相同地，金纳米粒也可以用于增强在内窥镜技术中的光散射。纳米技术能够将识别癌症类别及不同开展阶段的分子标志可视化，让医生能够经过传统的成像技术看到原本检测不到的细胞和分子。

在人类与癌症的妥协中，有一半的胜利是得益于早期的检测。纳米技术使得癌症的诊断更早更准确，并可用于治疗监测。纳米技术也可以增强甚至完全革新对组织和体液中生物标志物的筛查。癌症与癌症之间，以及癌细胞与正常细胞之间由于各种分子在表达和散布上的差异而各不相反。随着治疗技术的提高，对癌症的多个生物标志物启动同时检测是确定治疗方案时所必需的。

纳米颗粒——例如能够依据它们自身大小收回不同颜色光的量子点——可以成功同时检测多种标志物的目的。包被有抗体的量子点收回的激起光信号可用于筛查某些类型的癌症。不同颜色的量子点可与各种癌症生物标志物抗体结合，简易肿瘤学家经过所看到的光谱区分癌细胞与安康细胞。

组装技术

由于在纳米尺度下刻蚀技术已到达极限，组装技术将成为纳米科技的关键手腕，遭到人们很大的注重。

纳米组装技术就是经过机械、物理、化学或生物的方法，把原子、分子或许分子聚群体启动组装，构成有性能的结构单元。组装技术包括分子有序组装技术，扫描探针原子、分子搬迁技术以及生物组装技术。分子有序组装是经过火子之间的物理或化学相互作用，构成有序的二维或三维分子体系。如今，分子有序组装技术及其运行研讨方面取得的最新进度关键是LB膜研讨及有关特性的发现。生物大分子走向识别组装。蛋白质、核酸等生物活性大分子的组装要求商密度定取向，这关于制备高性能生物微感膜、开展生物分子器件，以及研讨生物大分子之间相互作用是十分关键的。在启动lgG归生物大分子的组装环节中，初次应用抗体活性片断的识别性能启动活性生物大分子的组装。这一关键的进度使得生物分子的定向组装发生了新的打破。

除以上几种组装外，在长链聚合物分子上的有序组装、桥连自组装技术、有序分子薄膜的运行研讨等技术也有进度。采用纳米加工技术还可以对资料启动原子量级加工，使加工技术进人一个愈加徽细的深度。纳米结构自组装技术的开展，将会使纳米机械、纳米机电系统和纳米生物学发生打破性的飞跃。

中国在纳米范围的迷信发现和产业化研讨有一定的优势。现代同美、日、德等国位于国际第一梯队的前列。虽然现代中国己经树立了一定数量的纳米资料消费基地，纳米技术的开发运行也曾经兴起，并初步成功了产业化。纳米要成功大规模、低本钱的产业化消费，还有许多的任务要做，只要依赖少量的资金和高科技投人才干换取高额的利润报答。

生物技术

纳米生物学是以纳米尺度研讨细胞外部各种细胞器的结构和性能。研讨细胞外部，细胞内外之间以及整个生物体的物质、能量和信息交流。纳米生物学的研讨集中在下列方面。

DNA研讨在形貌观察、特性研讨和基因改造三个方面有不少进度。

脑性能的研讨

任务目的是弄清人类的记忆、思想，言语和学习这些初级神经性能和人脑的信息处置性能。

仿生学的研讨

这是纳米生物学的抢手研讨内容。如今取得不少效果。是纳米技术中有希望取得打破性庞大效果的部分。

全球上最小的马达是一种生物马达—鞭毛马达。能象螺旋桨那样旋转驱动鞭毛旋转

纳米陶瓷

。该马达通常由10种以上的蛋白质群体组成，其结构似乎人工马达。由相当的定子、转子、轴承、万向接头号组成。它的直径只要3onm，转速可以高达15r/min，可在1μs内启动右转或左转的相互切换。应用外部电场可成功减速或减速。转动的动力源，是细菌内支撑马达的薄膜内外的氮氧离子浓度差。实验证明。细菌体内外的电位差也可驱动鞭毛马达。现代人们正在探求设计一种能用电位差驭动的人工鞭毛马达驱动器。

日本三菱公司已开收回一种能模拟人眼处置视觉笼统性能的视网膜芯片。该芯片以砷化稼半导体作为片基。每个芯片内含4096个传感元。可望进一步用于机器人。

有人提出制造相似环和杆那样的分子机械。把它们装配起来构成计算机的线路单元，单元尺寸仅Inm，可组装成超小型计算机，仅有数微米大小，就能到达现代常用计算机的同等性能。

在纳米结构自组装复杂徽型机电系统制造中，很大的难题是系统中各部件的组装。系统愈先进、愈复杂，组装的疑问也愈难处置。自然界各种生物、生物体内的蛋白质、DNA、细胞等都是极为复杂的结构。它们的生成、组装都是智能启动的。如能了解并控制生物大分子的自组装原理，人类对自然界的看法和改造肯定会上升到一个全新的更高的水平。

衍消费品

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机器人

纳米机器人是依据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间启动操作的“性能分子器件”，也称分子机器人；而纳米机器人的研发已成为当今科技的前沿热点。

2005年，不少国度纷繁制定相关战略或许方案，投入巨资抢占纳米机器人这种新科技的战略洼地。《机器人时代》月刊日前指出：纳米机器人潜在用途十分普遍，其中特别关键的就是运行于医疗和军事范围。

每一种新科技的出现，似乎都包涵着有限或许。用不了多久，个头只要分子大小的神奇纳米机器人将源源不时地进入人类的日常生活。中国著名学者周海中教授在1990年宣布的《论机器人》一文中就预言：到21世纪中叶，纳米机器人将彻底改动人类的休息和生活方式。

雨衣伞

纳米雨衣伞是雨伞与雨衣的结合体，纳米雨伞收伞有三折伞和直杆伞的收伞外形（简易说，收伞时有长短两种选择）。纳米雨衣可由纳米雨伞转变而成，纳米雨衣又不同于普通的雨衣，由于纳米雨衣可以保证从头到脚相对不湿。由于纳米资料，所以这雨伞可以一甩即干，雨伞转变为雨衣后，这雨衣也只需穿着时悄然一跳也即可全干。

防水资料

2014年8月4日，澳大利亚运用新发明的布料，制成一款具有开创性的T恤衫，不论人们怎样尝试着浸湿它，此T恤都能坚持良好的防水性能。

这件叫做“骑士”(The Cavalier)的白色T恤是百分之百棉质的。虽然外表看起来平铺直叙，但是其布料运用“疏水”纳米技术运行编织而成，使得这件T恤能够有效防止大部分液体和污渍的浸入。这种T恤可以用机器清洗，其防水性能最多可接受80次清洗。它的布料有自然自净性能，任何附着在上的污渍都能用水擦洗或冲洁净。

和其他含有化学物质的防水运行不同，T恤仿照的是荷叶的自然疏水特点。此布料的发明关于餐馆和咖啡厅来说或许具有反派性的影响。此外，这种布料还可以运用在医疗行业或医院等地。

潜在危害

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和生物技术一样，纳米科技也有很多环境和安保疑问（比如尺寸小能否会避开生物的自然进攻系统，还有能否能生物降解、毒性反作用如何等等）。

社会危害

纳米颗粒的危害

纳米资料（包括有纳米颗粒的资料）自身的存在并不是一种危害。只要它的一些方面具有危害性，特别是他们的移动性和增强的反响性。只要某些纳米粒子的某些方面对生物或环境有害，我们才面临一个真的危害[7]。

要讨论纳米资料对安康和环境的影响，我们必需区分两类纳米结构：

纳米尺寸的粒子被组装在一个基体、资料或器件上的纳米分解物、纳米外表结构或纳米组份（电子，光学传感器等），又称为固定纳米粒子。

“自在”纳米粒子，不论在消费的某些步骤中存还是直接经常使用独自的纳米粒子。

这些自在纳米粒子或许是纳米尺寸的单元素，化合物，或是复杂的混合物，比如在一种元素上镀上另外一张物质的“镀膜”纳米粒子或叫做“核壳”纳米粒子。

现代，公认的观念是，虽然我们要求关注有固定纳米粒子的资料，自在纳米粒子是最紧迫关心的。

由于，纳米粒子同它们日常的对应物真实是区别太大了，它们的有害效应不能从已知毒性推演而来。这样讨论自在纳米粒子的安康和环境影响具有很关键的意义。

愈加复杂的是，当我们讨论纳米粒子的时刻，我们必需知道含有的纳米粒子的粉末或液体简直历来不会单分散化，而是具有一定范围内许多不同尺寸。这会使实验剖析愈加复杂，由于大的纳米粒子或许和小的有不同的性质。而且，纳米粒子具有聚合的趋向，而聚合的纳米粒子具有同单个纳米粒子不同的行为。

安康疑问

纳米颗粒进入人体有四种途径：吸入，吞咽，从皮肤吸收或在医疗环节中被有意的注入（或由植入体释放）。一旦进入人体，它们具有高度的可移动性。在一些个例中，它们甚至能穿越血脑屏障。

纳米粒子在器官中的行为依然是要求研讨的一个大课题。基本上，纳米颗粒的行为取决于它们的大小，外形和同周围组织的相互作用活动性。它们或许惹起噬菌细胞（吞咽并消灭外来物质的细胞）的“过载”，从而引发进攻性的发烧和降低机体免疫力。它们或许由于无法降解或降解缓慢，而在器官里集聚。还有一个顾忌是它们同人体中一些生物环节出现反响的潜在风险。由于极大的外表积，暴露在组织和液体中的纳米粒子会立刻吸附他们遇到的大分子。这样会影响到例如酶和其他蛋白的调零件制。

环境疑问

关键担忧纳米颗粒或许会形成未知的危害。

社会风险

纳米技术的经常使用也存在社会学风险。在仪器的层面，也包括在军事范围经常使用纳米技术的或许性。（例如，在MIT战士纳米技术研讨所[1]研讨的装备战士的植入体或其他手腕，同时还有经过纳米探测器增强的监视手腕。

在结构层面，纳米技术的批判家们指出纳米技术翻开了一个由产权和公司控制的新全球。他们指出，就象生物技术的操控基因的才干随同着生命的专利化一样，纳米技术操控分子的技术带来的是物质的专利化。过去的几年里，取得纳米尺度的专利像一股淘金热。 2003年，超越800纳米相关的专利权取得同意，这个数字每年都在增长。大公司曾经垄断了纳米尺度发明与发现的普遍的专利。例如，NEC和IBM这两家大公司持有碳纳米管这一纳米科技基石之一的基础专利。碳纳米管具有普遍的运用，并被看好对从电子和计算机、到强化资料、到药物释放和诊断的许多工业范围都有关键的作用。碳纳米管很或许成为取代传统原资料的关键工业买卖资料。但是，当它们的用途扩张时，任何想要制造或出售碳纳米管的人，不论运行是什么，都要先向NEC或许IBM购置容许证。