微纳大世界

讲师风采
张海霞
北京大学教授
讲师简介:
张海霞,北京大学教授。
视频简介:
本期讲座要讲的题目是微纳大世界,它对我们的生活有很大的帮助,它实际上是一个非常大的世界。张海霞讲述了微纳技术为日常生活带来的改变和未来的发展空间。目前,由中国发起的国际微纳技术应用大赛已发展成20多个国家参加的全球赛事,涌现出智能婴儿床、多维空间控制器、音乐手套等大批创新成果。
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我给大家拿的这一款叫奥运加油棒。这里边是什么,就是用美新的加速度传感器,加上视觉暂留技术,它可以显示各种各样不同的字样,为运动员加油,为球队加油,在这个上面有哪些微纳的技术,去做了这些真实的贡献呢?今天要讲的题目是微纳大世界,它对我们的生活有很大的帮助,它实际上是一个非常大的世界。 首先来看看它怎么样大,大家看是不是非常美,是跟我头发丝这样大的一个结构,它们抓这一个小球,任意地进行操作,那这一个是一个飞蛾的眼睛,把它的头部放大了几千倍,几万倍以后你来看,它的眼睛上面有非常非常微笑的复眼的结构,在它的鼻子纤毛这一块,有非常好的纳米的结构,纤毛用来感知周围的世界,就是在我们身边,所存在的微纳世界,实际上我们身边这种例子太多了,我们的头发丝是多少?是一百个微米,那是多少纳米呢?是十万个纳米,我们经常看到春天来了,花粉在满天飞,把春天带给全世界,到处开了花是什么,是我们这些微笑的花粉的颗粒,这个花粉的颗粒是多少,是几个微米、几十个微米不等的,而且它具有非常完美的结构。 最后这个像花朵一样的结构,实际上是大家最不喜欢的,因为它像癌细胞,它实际上只有一个微米大小,就比我们头发丝还要小一百分之一这样一个结构,但是它也长的非常的完美,所以它的生命力才很强,大家想你做这些,看不着、模不着的东西,那它能干什么呢?大家来看,实际上它可以感的事非常多,第一个来看,这个小蚂蚁它的脑袋,脑袋是什么?就是我们经常用的微处理器芯片,我们电脑是不是需要微处理器,我们的手机上,是不是也是各种处理的芯片,就是因为它里边用了,新型的集成电路处理技术,让它在纳米的点和线上,去制作这些处理储存的单元,再来看另外一个,你看触觉信息获取,这个小蚂蚁有一个非常美好的触觉传感器,还有它的眼睛传感器,还有它的气味传感器,所以它身上充满了感知器官,还有一个腿和脚它执行功能,微纳技术里边有很大一部分在做这样的执行功能,这个执行的功能做的时候,就让你更加地灵敏,更加地能够去执行那个动作,我想今天所有的人,可能几乎都看过《阿凡达》,《阿凡达》最完美的是实现了一个现实和虚拟的完美的链接,当你看到这些纳威人,在上面奔跑的时候,你感觉像人的动作一样,你在奔跑,你在行走,它有几个很了不起的技术,表演的铺捉技术,计算机图形处理技术,和一个多台投影仪来形成的这样一个效果,演员需要穿上一种特殊的衣服,在这个特殊的衣服上面,装满了各种各样的小型的传感器,非常非常小的传感器,它就贴在你的衣服上面,它可以感受你的各种各样的动作,你的力度,你的哪一块肌肉,你的什么样的线条,你走的是什么样的轨迹,它都可以给你恢复出来,跟它虚拟的这个人进行合成,所以你看到纳威人,才那么动人、才那么感动。再来看我们自己,已经被微了,你说用不用电脑,电脑里微处理器是不是微纳的技术做的,它防振动的各种各样的新的功能是谁加上去的,也是微纳技术做出来的,那在看手机,刚才已经说到了,我们的手机现在越来越了不起,就像一个小电脑,就是因为里面装了,各种各样新的技术,新的传感器,让它集成了。 再一个看大家戴的手表,手表有什么关系,手表很有关系,因为机械表的齿轮是纳米结构的齿轮,所以非常精准、而且非常轻,非常好,电子表大家想到很多人用石英的谐振器,现在实际上是在用硅的谐振器,它的精度更高,甚至可以达到军用量级,还有一个,很多人都开车对不对,现在没有导航的车,可能也比较少了,当然更没有另外一个是可能的,有没有气囊,绝对有,因为这是安全配件最基本的一个,为什么可以做到我们五万块钱的车,甚至比它更便宜的车,都有安全气囊呢?就是因为上面用了这样的传感器,几毛钱的传感器,来保证你高精度地测到你的运动,来高精度地保护你,在之前只有宝马、奔驰,很好的车上才可以装备,到今天已经到处都可以装备了,那对军事上有没有用,非常非常地有用,而且是它最初的驱动力,以前的导弹是不长眼睛的,随便打美国打越战的时候,为了炸胡志明小道上的一个小桥,扔了几百吨的炸药,都没有炸掉那个桥,为什么?因为炮弹不长眼,就是不能落到那个位置上,它就炸不掉它,那么到今天,炮弹绝对长了眼了,都是定点清楚,为什么可以这样,因为这里面就大量地往北了这些微小型的传感器,所以这就是它在我们武器上的应用。那我们有没有更多的发展的空间,当然有,大家来看捏在手上的,这样一个小小的智能灰尘,可以飞到各个角落去,去采集信息,所以大家想,未来战场上,我们还需要派侦察兵去做吗?不需要了,对不对,它可以去在那里自己组成网络,来采集各种各样的信息,返回给我们,可以做到。 那在看列外一个,这样四只小昆虫、飞蛾体内,在它变态的过程中,植入了电脑的芯片,所以可以指挥它向哪里飞,指挥它去带回来什么样的信息,所以大家来看,以后飞在空气中的苍蝇、蚊子还可信吗?真的,可能它就是间谍,可能它就是

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