为什么纳米技术是革命性的？

为什么纳米技术是革命性的？


什么是纳米技术？

“纳米”是一种度量单位，一纳米为百万分之一毫米，也就是10亿分之一米，约相当于45个原子串在一起的长度，形象地讲，1纳米的物体放到乒乓球上，就像一个乒乓球放在地球上一般。这是纳米长度的概念。1982年扫描隧道显微镜发明后，学术界便诞生了一门以0.1纳米〜100纳米长度为研究对象的前沿科学，这就是纳米科技。


为什么纳米技术是革命性的？

纳米技术以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、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。纳米技术之所以重要，是因为当金属或非金属被制成相当于100纳米的物质时，其物理性能和化学性质会发生出乎意料的变化，主要表现在强度、韧度、比热、导电率、扩散率、磁化率以及对电磁吸收的性能上发生巨大变化等。
因此，利用纳水技术选定原子构成分子，就可以制造出各种各样具有“特异功能”的新材料，将这些功能特异的新材料添加到产品中，从而使产品表现出意想不到的新性能。现在，纳米材料已经在电子、化工、通信、环保、医药等领域得到广泛应用。科学家们普遍认为，纳米技术是一项划时代和革命性的技术，在未来将会发挥出神奇的力量。


纳米材料有哪些？

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。
1、纳米陶瓷
利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是利用纳米粉体对现有陶瓷进行改性，通过往陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维等，使晶粒、晶界以及他们之间的结合都达到纳米水平，使材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高。
2、纳米粉末
又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。
3、纳米纤维
指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）材料；新型激光或发光二极管材料等。
4、纳米膜
纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。
5、纳米块体
纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。


纳米技术五大应用前景

人体内的“医生”
人们现在可以将健康监测装置佩戴在身上，随时了解自身的状况。如果进一步将这种技术微缩，那么，借助于纳米技术就可以把微型传感器植入或注射入人体内，捕捉到患者更详尽的信息，从而更有利于医生进行诊治。
此外还有其他可能，比如监测人体炎症的发展、术后恢复等，甚至还能诞生一种干预人体信号的电子装置，具有控制器官的功能。这虽然听起来有些不可思议，但是葛兰素史克这样的医药业巨头，现在已经开始着手研发这类电子医药产品了。
随处可见的传感器
有赖于最新的纳米材料和制造工艺，传感器变得越来越小、越来越复杂，并且越来越节能。目前，以较低成本就可以用柔性塑料辊批量生产出性能优良的传感器。如此一来再发展下去，便可以在重要基础设施的必要位置上安装多个传感器，如安装在桥梁、飞机和核电厂，用于监控设施的安全运作。
自我修复结构
改变材料的纳米级结构，会使它们具备某种神奇的特性，如防水功能。在将来的某一天，纳米科技涂层或添加物还有可能赋予材料自我修复的功能。
假设材料上遍布纳米颗粒，那么在其表面有裂痕出现时，这些颗粒就可以自行移动继而让裂痕弥合。这种技术可以应用于从飞机驾驶舱到微电子学的各个领域，防止细微的破裂变成危害更大的裂痕。
让大数据作用更大
传感器的应用会产生前所未有的庞大信息数据，因此需要对它们进行处理，用于改善交通拥堵和防止事故发生，或将统计数据用于调配警力资源，降低犯罪率。
纳米技术在这方面的应用，创造的是一种超密集记忆体，帮助储存极其庞大的数据，同时也可促进高度有效的运算法则发展，在确保可靠性的前提下处理、加密和传达数据。
应对全球变暖
如今，电池能可以为电动汽车储存更多的能源，太阳能板也将更多的阳光转换成了电力。这两种应用均采用了纳米纹理或纳米材料，将平面变为面积更大的三维立体表面，从而储存和产生更多的能量，因此设备效率也更高。
而在未来，纳米技术还可以让物体从周围环境中吸收能量。新型的纳米材料和概念正在研究当中，有望从物体的移动、光线、温度变化、葡萄糖和其他来源高效地产生能源。
“纳米”不是普通的“米”，它是人们在长期的科学探索过程中发现的一类新型的微观物质尺寸的数量级，经过人们的多次反复研究，如今用纳米级的材料所做成的各类物品已经走进普通百姓的家庭，我们相信，在不久的将来，纳米还会继续给人们带来更多更大的惊喜，带来更多更好的生产生活条件，给人们一个现代人难以想象的舒适的生活空间。