纳米：一场科技尺度革命 | ||
|---|---|---|
| http://www.sina.com.cn 2006年09月18日 16:07 新京报 | ||
 纳米的结构千姿百态，这是由电子显微镜拍摄的各式纳米结构图片，它们有的“长”得像青草或者蜂巢，有的甚至像针管般有着惟妙惟肖的针头。 点击此处查看全部科技图片  纳米微小的程度超出我们想象，一根普通头发的直径约等于8万纳米；一个五号字体下的逗号，在纸上的跨度大约是50万纳米。 点击此处查看全部科技图片 纳米正在深刻改变人类生活，中国纳米研究居世界前四 能想象吗？像“银河”那样的巨型计算机小到可以被随手放进口袋，而国家图书馆的全部信息，都可以压缩到一块糖大小的设备中，易碎的陶瓷变得富有韧性，微米以下大小的机器人可以啃噬任何难以分解的垃圾……这一切都有可能通过纳米技术来实现。 中国在纳米方面的研究已经成为仅次于美日德三国的第四个大国。在这场关于纳米的创新和变革中，中国的前景无比广阔。 纳米将改变一切 “我的孩子特别喜欢看好莱坞的科幻电影。”中山大学纳米技术研究中心的杨国伟教授说，“我记得有一次陪她看一部描写纳米 机器人的影片，电影中描述的几个细节非常形象，那就是未来的纳米世界。影片中的纳米机器人可以被放在某种溶液里作为催化剂或分解剂，比如要分解废气钢材，无论多么厚的钢板，只要滴一滴含有无数纳米机器人的溶液，顷刻间就能看到钢板被蚀穿。”杨国伟解释称，溶液中小得无法看见的这些元件，就像小型的机构机器人，不断地与钢板发生反应。根据杨国伟的介绍，纳米技术的影响将波及一切，几乎覆盖了所有人类日常生活应用领域。从建筑材料、衣服领带的新面料，到微电子元件、光电设备元件，再到废弃物分解，纳米的应用可能无所不包。 猫如何变成一只狗 杨国伟表示，在纳米这个概念正式出现于商业产品之前，这些产品均把这种纳米尺度的微粒称为超细微粒。“但是，我认为这些达到纳米尺度的微粒，还不能成为真正的纳米材料，因为他们只是纯粹在尺度上缩小而已，并没有改变已有材料的物理化学特性，也就是说，没有产生新的特性。”的确，并非所有材料在纳米化以后都会产生用途巨大的性质改变，但其中有一部分如此就已经可以造就一大批奇异的新材料，而这部分物质在纳米水平上可以产生魔术般的反应。 正如美国国家地理杂志曾经撰文描述的那样，“纳米技术之所以重要，是因为寻常的材料会在纳米尺度上产生奇妙的特性，就像你在不断地缩小一只猫，当它被缩小到一定程度时，突然之间就变成了一条狗。” 在中山大学纳米技术研究中心的电脑上，本报记者看到了由电子显微镜拍摄的各式纳米结构图片，它们有的“长”得像青草或者蜂巢，有的甚至像针管般有着惟妙惟肖的针头。和众多纳米科学家一样，杨国伟教授对这些纳米结构情有独钟，透过电子显微镜看到千姿百态的纳米形态是日常研究工作中的极大乐趣。 “这就是一种很有趣的纳米结构”，杨国伟指着一种看起来像管道，有着怪异的中空结构的纳米材料图片说，“这样的结构是前所未见的，因为以往的材料都是实心的。”据悉，这就是目前在纳米科学界中热度最高的研究对象之一———碳纳米管。 “纳米通天电梯”难题 碳纳米管有着不可思议的强度与韧性，重量却极轻，导电性极强，兼有金属和半导体的性能。与众多拥有前所未见的特殊结构的纳米材料一样，碳纳米管的用途很大。用这样轻而柔软、但又非常结实的材料做防弹背心是最好不过了；而如果用碳纳米管做绳索，是惟一可以从月球挂到地球表面，而不会被自身重量所拉断的绳索。本文开头提到的纳米通天电梯也是科学家们由此产生的设想。 但究竟如何才能大规模地生成碳纳米管，再派上用场，至今成谜。按照杨国伟的说法，这就是目前国内在纳米应用研究上必须面对的难题之一。“你每找到一样新东西，就有更多的问题有待解答。”其中，纳米通天电梯之所以仍然停留在设想阶段，就与此有关。据了解，要建造纳米通天电梯，就必须大量制造纳米导管，也就是碳纳米管，但这种材料仍难以在实验室内大量制造。“目前我们能做到的，只是在实验室里抽取一根碳纳米管，然后用一个圆珠笔尖般细小的‘纺锤’，‘纺织’出一小团碳纳米管线。”杨国伟说。“而这根纺出来的线，远远不够从地表到外太空的长度。” 此外，还有高昂的制造成本。与纳米科学所需的较低的研究经费相反，纳米技术研究需要巨额资金投入。 但在我国，目前仍缺乏针对纳米研究而投放的风险投资。“中国企业往往倾向于使用低风险的成熟技术。” 有纳米科学家这样表态。 而白春礼则对纳米的不当商业炒作感到忧虑。“正当中国与许多国家一道发展纳米科学与纳米技术之时，有部分人却利用这种科技的新奇性与公众的无知来钻空子。”“我们听过的什么纳米气、纳米杯、纳米牙刷、纳米啤酒……” -权威观点 国内纳米学术地位不断上升 专访中科院常务副院长、中国纳米“第一人”白春礼院士 上世纪80年代，纳米科学与纳米技术的概念首次被引入中国，并迅速受到精英阶层的欢迎。开始时，大家的兴趣集中在用新技术和新工具对物质展开纳米层面的观察，特别是对扫描式探针显微镜的研究。 很快，纳米的概念就随着其科研地位的上升而在国内进一步发展。此后，观察物质表面的原子与分子结构影像的重大技术突破、纳米材料研究等都受惠于相关的资助计划。 整个90年代，对纳米科技发展的支持大大增加，大部分都归功于数个重大项目的启动。这些项目包括国家科技委员会改组为科技部之后发起的“纳米科学与纳米结构”项目，而包括纳米管在内的纳米材料基础研究从此也获得了资助。我国的国家高技术研究发展计划(863计划)就包含了众多关于纳米材料应用的项目。 从1990年到2002年，总资助额达2700万美元的接近1000项类似项目得到实施。 由于对整合了学术与产业联系的跨学科研究平台的需要近年迅猛增加，有不完全统计显示，国内包括50多所大学与中科院下属的20个研究所，以及超过300家的工业企业都开展着纳米科技研发。这吸引了全国各个研究机构、大学与企业及超过3000名研究人员的参与。 -新知补丁 什么是纳米？ 纳米是尺度单位。尽管 苹果最新一代的iPod以Nano(纳米的英文名nanometer的缩写)命名，但其实轻薄的iPodNano在体积上远远没有达到真正的纳米尺度。如果要换算尺度单位，1纳米= 0.001微米=0.000001毫米=0.0000001厘米=0.00000001分米= 0.000000001米。一根普通头发的直径约等于8万纳米；一个五号字体下的逗号，在纸上的跨度大约是50万纳米。专题撰文 南方都市报记者覃羿彬林峥国家纳米科学中心对本文亦有贡献 |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 | 新浪首页 > 科技时代 > 科学探索 > 正文 |  |
 |
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
