挺进“后纳米时代”

马寿春编译

随着纳米应用技术的飞速发展，中国已追上美国和日本的脚步，进入“后纳米时代”，即皮米时代。皮米技术是比纳米技术更微观的技术。目前，美国精于微观生物技术，日本擅长微型元件制造，而中国的研发工作相对全面，已取得多项重大成果。

双管齐下缓解食品短缺

中国正在大力研发的皮米技术有助于大大延长食品的保存时间，也能促进农作物生长，可以双管齐下缓解全球食品短缺。

中国科学家已利用皮米技术开发出新的生物分子制剂来锁住食品中的营养成分，防止维生素流失。皮米技术还可用于研制一种更为严密的真空包装材料，它可以阻止细菌与食品或饮料接触，从而延长食品的保质期。基于皮米技术开发的微型装置还可用于农业生产，缓慢地向农作物施肥，从而使肥料的肥效达到最佳。转基因食品的安全性长期受到质疑，各国都开始寻找新技术替代转基因技术。其中，美国和中国都已把目光投向皮米生物技术。中国的研究成果表明，皮米生物技术完全可能成为转基因技术的“接班人”，为缓解全球食品短缺开辟一条新的道路。

给纳米机器人制造更小的零件

中国国家纳米科学中心已开始在皮米尺度范围内进行机械开发。此前中国已紧跟日本的脚步，开发出世界上最小的机器人——纳米机器人。美国哈佛大学纳米技术专家赖勃教授指出，中国科研人员下一步的工作将令人极其振奋——解决纳米机械无法更换配件的问题，为纳米机器人开发零部件。

赖勃称，纳米机械具有尺寸小、能耗低、反应灵敏等独特优势。但目前各国的研究只集中于纳米机械本身，开发出的纳米机器人为一体化设计，结构单一，应用范围有限。皮米元件位于微观机械技术的最前沿。中国率先在这一领域开展研究，预计3年后就可开发出由皮米元件构成的微型机器人。

中国研究人员尝试用氧化锌分子颗粒制造比纳米机械更小的皮米零件，属于业内首创。一旦研发成功，这种皮米级别的机械将给微观医疗技术带来一场革命。举例来说，目前纳米机器人在医学上已得到应用，它被植入人体进行微观手术。但这种机器人只能通过特定的装置充电，进入人体后就无法继续获得电能。装上皮米级别的零件后，机器人就可以将人在走路、呼吸时产生的热量直接转化成电能，作为在人体内长期“值班”的动力。

储存太阳能的新方法

中国科学家已经开发出一种为燃料电池提供电力的新方法，可以用来储存太阳能。在晚上为电灯等家用电器提供电力。

这种新方法基于皮米技术：用皮米微粒制造一种催化剂，再利用太阳能通过这种催化剂分解空气，生成氧和氢，为燃料电池提供燃料。美国麻省理工学院的能源专家诺塞拉表示，这一能源转化过程虽然复杂，但完全可行。用户可以将白天的太阳能通过氢氧燃料电池储存起来，供晚上使用。这一技术可以实现24小8寸不间断地利用太阳能。

诺塞拉指出，中美两国在太阳能应用领域存在一定的竞争。中国率先将皮米技术与太阳能转化技术相结合，已经占得先机。

2008年，美国太阳能发电总量达到750兆瓦。但太阳能的使用仍不够普及，只能为60万个家庭提供能源，而且只在白天有日光照射时才能发电。全球其他大力发展太阳能的国家也面临这一问题。中国取得的皮米技术突破实际上是用氢氧电池储存太阳能，对于太阳能的开发和应用具有非常重要意义。