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纳米技术

纳米是什么?
   “纳米”是英文namometer的译名,是一种度量单位,1纳米为百万分之一毫米,即1毫微米,也就是十亿分之一米,约相当于45个原子串起来那么长。纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下的微小结构。1982年扫描隧道显微镜发明后,便诞生了一门以0.1至100纳米长度为研究分子世界,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。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。

   从迄今为止的研究状况看,关于纳米技术分为三种概念。第一种,是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念,可以使组合分子的机器实用化,从而可以任意组合所有种类的分子,可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术未取得重大进展。第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即便发展下去,从理论上讲终将会达到限度。这是因为,如果把电路的线幅变小,将使构成电路的绝缘膜的为得极薄,这样将破坏绝缘效果。此外,还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新型的纳米技术。第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。

    纳米,离我们并不遥远.继互联网、基因等名词成为人们关注的热点后,作为一种尺度单位,“纳米”一词也越来越多地跃入人们的眼帘。然而,一纳米仅为十亿分之一米,对普通百姓来说,这似乎既不可“望”也不可及,仿佛是一个距离我们十分遥远的梦。其实这是一种错觉。事实上,生活中的化妆品、涂料、食品……都可能是应用了纳米技术的产物。科学家告诉我们,于细微处显神奇的纳米技术“润物细无声”,已经悄然进入寻常百姓的生活,渗透到了衣、食、住、行等领域。

    纳米技术可使许多传统产品“旧貌换新颜”,把纳米颗粒或者纳米材料添加到传统材料中,可改进或获得一系列的功能。这种改进并不见得昂贵,但却使产品更具市场竞争力。在市场前景的巨大诱惑下,一些敏感的企业已将一些纳米技术产品推向市场。比如说,在化纤制品和纺织品中添加纳米微粒,可以除味杀菌。冰箱、洗衣机可以抗菌,也是因为用了纳米材料。无菌餐具、无菌扑克牌、无菌纱布等产品也已面世。

    化纤布料应用纳米技术,加入少量的金属纳米微粒就可以摆脱因摩擦而引起烦人的静电现象。食品制造采用纳米技术,可以帮助我们提高肠胃吸收能力,安徽有一家公司就已经生产出了纳米硒食品。

    涂料可以美化居室,但是传统涂料由于耐洗刷性差,时间不长,墙壁就可能变得斑驳陆离。纳米技术的运用,使涂料的许多指标都大幅度提高,外墙涂料的耐洗刷性由原来的1000多次提高到了1万多次,老化时间也延长了两倍多。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,任何粘污在表面上的物质,包括油污、细菌在光的照射下,由纳米的催化作用,可以变成气体或者容易被擦掉的物质。

    大气和太阳光中存在对人体有害的紫外线,而有的纳米微粒就有吸收对人体有害的紫外线的特征和性能。因此,目前已有许多防晒油、化妆品因为加入了纳米微粒而具备了防紫外线的功能。用纳米微粒衬在灯泡里,不但不影响透光,而且还可以提高发光效率,节省15%以上的电。这种纳米灯泡80年代就已出现,在它的照射下,你不会有像摄影棚里强灯光下温度骤升的感觉。

    彩电等家电一般都是黑色,被称为黑色家电,这是因材料中需加入碳黑进行静电屏蔽。而利用纳米技术,人们已研制出可静电屏蔽的纳米涂料,通过控制纳米微粒的种类,人们可进而控制涂料颜色,黑色家电将变成彩色家电。

    轮胎通常也是黑的,但运用纳米材料生产的轮胎不仅色彩鲜艳,性能上也大大提高,轮胎侧面胶的抗折性能由10万次提高到50万次;陶瓷是我国一个古老行业,近年来国际陶瓷市场一片兴旺,仅建筑陶瓷一年贸易额就达50亿美元,但我国陶瓷行业因为技术含量低在市场上受到冷遇。专家认为,把纳米技术应用到陶瓷工艺中去,生产纳米复合或纳米改性的高科技陶瓷,将有巨大的市场前景,为我国陶瓷业的复苏带来了新的机遇。利用纳米粉末,甚至可以使废水彻底变成清水,在环保方面应用前景极为广阔。

    据统计,全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元,我国虽然没有具体统计,但是以纳米技术为基础的企业已有100家,7条纳米材料的生产线已投入生产或正在开发之中。

    近年来科技的突飞猛进,正使梦幻一般的纳米时代提前到来,空中楼阁变成了真实的世界。很多未来学家甚至乐观地预计,纳米技术在今后二三十年内将从根本上改变人类的处境。

    预测表明,到2010年,全球纳米技术创造的年产值将达到14400亿美元,相当于目前法国一年的GDP。这无疑是一个诱人的“超级蛋糕”。

    纳米技术已经悄悄给人类生活带来了种种变化,而对原子和分子的进一步驾驭,将引发一场比微米技术更为深远的大规模变革。在医药保健、计算机、化学和航天等性质迥异的领域,纳米技术更是将成为一种革命性技术。