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1.12 神奇的纳米

与长度计量的其他单位相比,纳米是一个很特殊的存在,在生活中经常可以听到“纳米技术”“纳米材料”这样的宣传,那么纳米究竟有什么特殊之处呢?1 nm等于10 -9 m,这个尺度与原子的大小相当,在扫描隧道电子显微镜发明之后,科学家可以操纵原子大小的物体,并很快在研究中发现,当一些物质的尺度大约在1~100 nm时,会出现一些与宏观体积的材料截然不同的电学、力学、磁学、光学、热学等特性。这引起了各国科学家的广泛关注,并开始研究这些特性,尝试制造一种新型的材料应用到生产生活中去,这种材料被统称为纳米材料。在1~100 nm的范围内,研究物质的特性和相互作用规律,包括对原子分子的操控,进而制造纳米材料实现一些新的功能和应用,这种技术被称为纳米技术。

在纳米技术出现之前,材料的种类是有限的,原本普通的材料通过纳米技术实现与纳米材料的融合,就可以得到不同特性的特殊材料,因此纳米技术极大地拓宽了材料研究和应用的范围。纳米材料往往具有“更轻、更高、更强”的特点,利用纳米技术可以制备具有相同功能或更强功能但是体积和重量大大缩小的器件。计算机从20世纪中期的庞然大物逐渐进化为现在的桌面设备,这里就有纳米技术的推动。我们常谈论到的电脑、手机芯片的制程为28 nm或14 nm,就是纳米技术在微电子领域的应用。把纳米颗粒放入常规的陶瓷中,陶瓷不仅硬度高,还具备与金属相似的强韧性,在室温下可以弯曲,但不脆裂。由石墨原子层卷曲制成的碳纳米管,韧度高,强度高,而密度仅仅是钢的六分之一。中国科学院化学所曾利用纳米技术研制成功一种超双疏性界面材料,它最大的特点就是超疏水性和超疏油性。这种材料,如果用来做成衣服,耐脏耐油,不需要洗涤;如果用在玻璃表面,则可以达到不结霜不起雾的效果。在医学方面,利用纳米技术可以制造纳米“潜水艇”或纳米机器人,这样的机器人可以潜入人体的血管中,随血液流到全身后,针对病灶如脂肪堆积、血栓等进行瞄靶式的针对处理。利用纳米技术还可以制造一些微型机器人、飞行器或卫星,根据需要它可以具备拍照、感知、攻击等能力,在通信、探测、军事等方面有着广阔的应用前景。

纳米技术已经改变了我们的生活,未来随着技术的进步,纳米科技将渗透我们生活的衣、食、住、行、医疗等方方面面,纳米技术将使我们的生活更美好! VKVLh8Y51gXD9RNc3dmZC48cczjzDrifloXYY9jlfBLBtZUMC34Ctg0i5gIVGIqv

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