湖南日報(bào)·新湖南客戶端采訪人員 王銘俊 音頻 周陽樂 通訊員 鄧思嘉
引子
經(jīng)過近5年的研究,中國—丹麥科學(xué)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)對納米材料界面的原位精準(zhǔn)原子級調(diào)控 。這一成果對如何從機(jī)制出發(fā),自下而上地實(shí)現(xiàn)材料、器件結(jié)構(gòu)和功能的精準(zhǔn)調(diào)控和設(shè)計(jì)有著重要意義 。該項(xiàng)研究也于1月29日被國際頂級期刊《科學(xué)》在線刊登 。
?新型“超級材料”碳納米管,它的強(qiáng)度可以達(dá)到鋼材的300倍
1959年,著名物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者理查德·費(fèi)曼預(yù)言,人類可以用小的機(jī)器制做更小的機(jī)器,最后能根據(jù)人類意愿,逐個(gè)地排列原子,制造產(chǎn)品 。這是關(guān)于納米技術(shù)最早的夢想 。
納米,如同毫米、厘米和米一樣,是一種長度單位 。不過1納米真的很短,只相當(dāng)于1米的1/10億,差不多是頭發(fā)絲直徑的1/10萬 。若把直徑為1納米的小球與一個(gè)乒乓球?qū)Ρ鹊脑?,就像是把一個(gè)兵兵球與地球作比較 。因此,納米科技是在與肉眼不可見的微觀世界打交道 。
納米的“小”帶來的不僅僅是無限的空間,同時(shí)也帶來了奇特的性能 。如金塊的熔點(diǎn)是1064℃,而直徑2納米的金納米顆粒不到327℃就可以熔化;陶瓷脆弱易碎,而納米級的陶瓷卻具有很好的韌性和延展性;低溫下,原本具有良好導(dǎo)電性的銀,在粒徑小于20納米時(shí)卻變成了絕緣體……
隨著納米研究的不斷深入,一種具有劃時(shí)代意義的科學(xué)技術(shù)——納米科技就此誕生 。
納米科技為現(xiàn)代工業(yè)帶來巨大變革 。超高速運(yùn)行的處理器和超大容量的存儲器是納米技術(shù)在電子信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用的結(jié)果,采用碳納米管和石墨烯制成的晶體管,具有高效率、低能耗的特點(diǎn);美國科學(xué)家研發(fā)的預(yù)防感冒的服裝布料里添加了一種納米微粒,能夠偵測并且“抓住”飄浮在空氣中的病毒和細(xì)菌;基因療法和分子級納米藥物載體等納米技術(shù),為生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)開拓了廣闊前景;納米濾膜、納米殺菌粒子、納米自清潔材料等,已經(jīng)在環(huán)保和日用品行業(yè)得到應(yīng)用 。
此外,納米技術(shù)還具有微型化、高效化等特點(diǎn),能大大減少能源的消耗,降低環(huán)境污染,為解決人類目前面臨的日益嚴(yán)峻的環(huán)境、人口、健康等問題帶來新希望 。未來世界里,納米機(jī)器人甚至可以進(jìn)入人體血管,清理“垃圾”,防止高血脂、腦血栓等疾病 。
伴隨著人類在納米和微米尺度操控物質(zhì)能力的提高以及圖像化技術(shù)的進(jìn)步,人們對微觀物質(zhì)表面的操控已是游刃有余,網(wǎng)絡(luò)上精美的電鏡照片也令人目不暇接,一種被稱為“納米藝術(shù)”的新的藝術(shù)形式隨之發(fā)展出來 。作為一種非主流的納米學(xué)科分支,這種藝術(shù)近年來異軍突起,甚至形成了一門獨(dú)立的科學(xué)藝術(shù)流派 。它的發(fā)展正在成為一種獨(dú)特的催化劑,激發(fā)科技信息的傳播以及大眾與科學(xué)界的溝通交流 。
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