納米世界

張　巍

物理學(xué)告訴我們：物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子排列形式的改變將改變物質(zhì)的性質(zhì)。

如果我們拿一塊煤，將它的原子重新排列，就能得到鉆石；如果抓一把沙子，再向其中加入一些微量元素，就能制成電腦芯片；如果我們將土壤、水和空氣的原子“混合”并“攪拌”，就能生產(chǎn)出土豆……在納米世界，這些都不是魔術(shù)，而是真實(shí)的科技。

迷你之后

如果說20世紀(jì)是微米(micro)世界，那么在21世紀(jì)繼承了micro、繼續(xù)輝煌的就一定是納米(Nano)。我們現(xiàn)在的生活，仿佛快要被納米所包圍：納米保溫杯、納米收音機(jī)、納米面霜、納米服裝、納米機(jī)器人……納米就像是一個(gè)萬能膠，跟什么都能粘到一塊兒。那么，納米到底是什么?

從科學(xué)意義上講，納米與厘米一樣，只是一個(gè)長度單位，是比微米還要小的長度單位，1納米等于1×10^-9米。形象地說，直徑為1納米的物體放在乒乓球上，就像1個(gè)乒乓球放在地球上一樣。一個(gè)身高1米的同學(xué)，假如身高縮小千分之一(即高1毫米)，那么他就只能與一個(gè)句號比高矮了；再縮小千分之一，成為1微米，還沒有頭發(fā)絲粗(一根頭發(fā)絲約有50微米－70微米)；再縮小千分之一，那么這個(gè)同學(xué)就小得用電子顯微鏡都看不見了，此時(shí)兒童的身高就是十億分之一米——1納米。1納米相當(dāng)于十個(gè)氫原子一個(gè)挨一個(gè)排起來的長度，20納米約相當(dāng)于1根頭發(fā)絲的三千分之一。

時(shí)下最流行的納米技術(shù)，用通俗的話來解釋，就是在納米級別內(nèi)對物質(zhì)進(jìn)行研究或加工的技術(shù)。因?yàn)榧{米已經(jīng)接近原子的大小，所以在納米級別內(nèi)對物質(zhì)進(jìn)行加工后，會(huì)使原本普通的東西產(chǎn)生意想不到的特性，比如以前讓人覺得易碎的陶瓷，納米化后居然可以用來加工制造發(fā)動(dòng)機(jī)零件。

神奇的碳納米管

1991年，碳納米管被人類發(fā)現(xiàn)以后，立即成為全世界科學(xué)家致力研究的一種新型納米材料。這是一種非常奇特的材料，它是由碳原子卷曲而成的籠狀“纖維”，內(nèi)部是空的，外部直徑只有不到幾十納米。它的密度是鋼的1／6，而強(qiáng)度卻是鋼的100倍。用這樣輕而柔軟、又非常結(jié)實(shí)的材料做防彈背心是最好不過的了。如果用碳納米管做繩索，是唯一可以從月球掛到地球表面，而不被自身重量所拉斷的繩索。如果用它做成地球——月球乘人的電梯，人們到月球定居的交通問題就很容易解決了。

納米的應(yīng)用

在信息技術(shù)方面，一些研究機(jī)構(gòu)的研究人員已經(jīng)提出了大膽的目標(biāo)，利用納米技術(shù)可以讓我們的電腦達(dá)到人腦的記憶水平。

如今已經(jīng)研制成功的免洗衣服，則是利用了納米材料疏水疏油的特性，使水或油無法與材料的表面直接接觸，衣服上的污漬只要輕輕擦拭就能去除。

我國在納米技術(shù)方面的研究也在緊追世界步伐。1993年，中國科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子成功寫出“中國”二字，標(biāo)志著我國開始在國際納米科技領(lǐng)域占有一席之地。

剛剛落成的中國國家大劇院，其穹頂?shù)淖詽嵅ＡЬ褪遣捎昧思{米材料。

納米不是“萬能膠”

不過，再先進(jìn)的技術(shù)也不是萬能的，就像電也會(huì)引發(fā)火災(zāi)一樣，納米技術(shù)背后也有暗藏的危機(jī)。比如，利用納米技術(shù)生產(chǎn)的化妝品，由于其分子小到納米級，從而使?fàn)I養(yǎng)成分能夠更好地被皮膚吸收，然而，一些專家指出，如果其中不慎參有含有毒素的納米顆粒，則比同種物質(zhì)的大顆粒毒性更加嚴(yán)重。正如瑞士諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者海因里?！ち_勒教授所說：“沒有任何事物是只有好的或者壞的一方面的，我們有能力為所欲為，問題是，我們想做什么?！?/p>