纳米世界

张　巍

物理学告诉我们：物质是由原子构成的，原子排列形式的改变将改变物质的性质。

如果我们拿一块煤，将它的原子重新排列，就能得到钻石；如果抓一把沙子，再向其中加入一些微量元素，就能制成电脑芯片；如果我们将土壤、水和空气的原子“混合”并“搅拌”，就能生产出土豆……在纳米世界，这些都不是魔术，而是真实的科技。

迷你之后

如果说20世纪是微米(micro)世界，那么在21世纪继承了micro、继续辉煌的就一定是纳米(Nano)。我们现在的生活，仿佛快要被纳米所包围：纳米保温杯、纳米收音机、纳米面霜、纳米服装、纳米机器人……纳米就像是一个万能胶，跟什么都能粘到一块儿。那么，纳米到底是什么?

从科学意义上讲，纳米与厘米一样，只是一个长度单位，是比微米还要小的长度单位，1纳米等于1×10^-9米。形象地说，直径为1纳米的物体放在乒乓球上，就像1个乒乓球放在地球上一样。一个身高1米的同学，假如身高缩小千分之一(即高1毫米)，那么他就只能与一个句号比高矮了；再缩小千分之一，成为1微米，还没有头发丝粗(一根头发丝约有50微米－70微米)；再缩小千分之一，那么这个同学就小得用电子显微镜都看不见了，此时儿童的身高就是十亿分之一米——1纳米。1纳米相当于十个氢原子一个挨一个排起来的长度，20纳米约相当于1根头发丝的三千分之一。

时下最流行的纳米技术，用通俗的话来解释，就是在纳米级别内对物质进行研究或加工的技术。因为纳米已经接近原子的大小，所以在纳米级别内对物质进行加工后，会使原本普通的东西产生意想不到的特性，比如以前让人觉得易碎的陶瓷，纳米化后居然可以用来加工制造发动机零件。

神奇的碳纳米管

1991年，碳纳米管被人类发现以后，立即成为全世界科学家致力研究的一种新型纳米材料。这是一种非常奇特的材料，它是由碳原子卷曲而成的笼状“纤维”，内部是空的，外部直径只有不到几十纳米。它的密度是钢的1／6，而强度却是钢的100倍。用这样轻而柔软、又非常结实的材料做防弹背心是最好不过的了。如果用碳纳米管做绳索，是唯一可以从月球挂到地球表面，而不被自身重量所拉断的绳索。如果用它做成地球——月球乘人的电梯，人们到月球定居的交通问题就很容易解决了。

纳米的应用

在信息技术方面，一些研究机构的研究人员已经提出了大胆的目标，利用纳米技术可以让我们的电脑达到人脑的记忆水平。

如今已经研制成功的免洗衣服，则是利用了纳米材料疏水疏油的特性，使水或油无法与材料的表面直接接触，衣服上的污渍只要轻轻擦拭就能去除。

我国在纳米技术方面的研究也在紧追世界步伐。1993年，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。

刚刚落成的中国国家大剧院，其穹顶的自洁玻璃就是采用了纳米材料。

纳米不是“万能胶”

不过，再先进的技术也不是万能的，就像电也会引发火灾一样，纳米技术背后也有暗藏的危机。比如，利用纳米技术生产的化妆品，由于其分子小到纳米级，从而使营养成分能够更好地被皮肤吸收，然而，一些专家指出，如果其中不慎参有含有毒素的纳米颗粒，则比同种物质的大颗粒毒性更加严重。正如瑞士诺贝尔物理奖获得者海因里希·罗勒教授所说：“没有任何事物是只有好的或者坏的一方面的，我们有能力为所欲为，问题是，我们想做什么。”