纳米技术再次引发工业革命
郑砾　2001-03-14 15:43:07

　　
　　生活中的“纳米”

　　 对普通百姓来说，纳米是一个远比网络、基因更为陌生的科技新名词，似乎既不可望更不可及。其实纳米离我们的生活并不遥远。

　　 的确，一纳米仅为十亿分之一米，是一个肉眼无法感知的微观世界，似乎比梦想更为遥远。但事实上，生活中的化妆品、涂料、食品……都可能应用了纳米技术的产物。由于纳米微粒体积非常之小，我们就可以根据需要在各种产品、工艺中加入不同的纳米微粒，改变传统产品的性能、颜色等等。

　　 于细微处显神奇

　　 科学家告诉我们，于细微处显神奇的纳米技术“润物细无声”，已经悄然进入寻常百姓的生活。让我们首先从自己身边的衣、食、住、行说起。

　　 衣：在人们格外追求美的今天，工业化布料带给我们许多的烦恼，像衣服的静电现象，我们每个人在脱衣服时都曾有过被静电所扰的经历。而应用纳米技术，在化纤布料中加入少量的金属纳米微粒就可以使这一问题迎刃而解。

　　 食：在食物中添加纳米微粒，可以除味杀菌。聪明的厂家利用这一技术生产出可以抗菌的冰箱，放在里面的食品延长了食用期，居民不用过于担心食品腐烂。在食品制造中采用纳米技术，可以帮助我们提高肠胃吸收能力。

　　 住：把纳米技术运用到涂料中，使外墙涂料的耐洗刷性由原来的1000多次提高到了1万多次，老化时间也延长了两倍多。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，任何黏在表面上的脏物，包括油污、细菌，在光的照射下，由于纳米的催化作用，可以变成气体或者容易被擦掉的物质。

　　 行：过去轮胎通常是“一统天下”的黑色，原因是生产橡胶制品过程中需要加入碳黑来提高强度、耐磨性和抗老化性。但运用纳米材料生产的轮胎不仅色彩鲜艳，性能上也大大提高，轮胎侧面胶的抗折性能将由10万次提高到50万次。

　　 用：目前已有许多防晒油、化妆品因为加入了纳米微粒而具备了防紫外线的功能。用纳米微粒衬在灯泡里，不但不影响透光，而且还可以节电。这种纳米灯泡八十年代就已出现。

　　 控制基因消灭遗传病

　　 纳米技术不光改变着或即将改变着我们的生活，而且还将使众多传统产业焕发生机。在生物医学方面，纳米科技更是潜力巨大。它甚至将超过信息技术和基因组工程，成为21世纪决定性的技术。人类控制基因的实现必须以纳米技术作为支撑和依赖，纳米技术可以重新排列遗传密码。人类可以利用基因芯片迅速查出自己基因密码中的错误，并迅速利用纳米技术进行修正，使人类可以消灭各种遗传缺陷。

　　 什么是纳米科技

　　 一纳米是一米的十亿分之一。自从扫描隧道显微镜发明后，世界上便诞生了一门以0．1至100纳米这样的尺度为研究对象的新学科，这就是纳米科技。纳米技术通过操纵原子、分子或原子团和分子团使其重新排列组合，形成新的物质，制造出具有新功能的机器。

　　 纳米技术具有广阔的应用前景，它对信息、生物工程、医学、光学、材料科学等领域都将产生深远的影响。

　　 科学家对未来科技发展的一个共识是，生物、信息、航天和纳米技术将在新世纪的科技发展进程中唱主角。未来的某一天，现在像“银河”那样的巨型计算机小到可以被随手放进口袋；而美国国会图书馆的全部信息，将会被压缩到一个糖块大小的设备中。甚至星际旅行也将因为纳米技术变成现实，宇宙的奥秘将在纳米技术的推动下迅速被人类揭晓。

　　 著名物理学家、诺贝尔奖获得者费曼教授在1955年提出一种设想，即人类能够用宏观的机器制造比其体积更小的机器，而这个较小的机器可以制作更小的机器，这样一步步进行可以达到分子状态，最后可以直接按意愿排列原子并制造产品。


　　 但由于科学技术水平的限制，费曼的设想并没有实现。直到七十年代，科学家才开始从不同的角度，提出许多关于纳米科技的构想，比如能否将一套大百科全书的内容记录到一个大头针大小的地方。

　　 用原子制造产品

　　 正如爱因斯坦所预言：“未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世界进军。”洞察微观世界的秘密，需要借助仪器来开拓视野、延伸双手。纳米科技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和分子来制造具有特定功能的产品。科学家预言，“与原子共舞”的纳米时代即将到来，它在未来的应用将远远超过电脑工业。

　　 各国抢占制高点

　　 目前，纳米技术广泛应用于光学、医药、半导体、信息通讯，一年的营业额已经达到500亿美元。有预测说，到2010年，纳米技术的市场容量将达14400亿美元。纳米科技孕育着巨大的商机。

　　 从大西洋到太平洋，从日本到欧洲，一些国家纷纷制定相关战略或者计划，投入巨资抢占纳米技术战略高地。美国更是将纳米计划视为下一次工业革命的核心，仅美国政府部门在纳米科技基础研究方面的投资，就将从1997年的1亿多美元增加到2001年的近5亿美元，试图像微电子技术那样在这一领域独占老大地位。

　　 很多跨国公司、企业和财团一直在对纳米技术的研究进行密切跟踪，杜邦、柯达、惠普等大公司还建立了专门的研究队伍。

　　 目前仍处基础研究阶段

　　 科学家为我们勾勒了一幅若干年后的蓝图：纳米电子学将使量子元件代替微电子器件，巨型计算机能装入口袋里；通过纳米化，易碎的陶瓷可以变成富有韧性的特殊材料；世界上还将出现一微米以下的机器甚至机器人；纳米技术还能给药物的传输提供新的方式和途径，对基因进行定点等。

　　 一份报告分析，目前在纳米研究中，美国在合成、化学品和生物方面处于领先地位，但是在纳米装置、纳米设备的生产、陶瓷和其他结构材料方面落后于其他国家。日本在纳米设备和强化纳米结构领域具有优势。欧洲在分散、涂层和新仪器应用方面处于领先地位。

　　 但科学家同时指出，无论国内还是国际，纳米是一门前瞻性、战略性、基础性的科技，目前仍集中在基础研究方面。科学家认为，虽然九十年代初科学家已经成功搬动原子，但离自如操纵原子还很远。纳米科技要像信息技术一样产生广泛而又深刻的影响，那将是二三十年以后的事情。但有一点可以肯定地说：纳米的未来不是梦。

　　 《人民日报 . 华南新闻》 (2000年12月25日第二版)