纳米材料研究曙光初现
　2001-03-14 16:17:53

　　 新华网洛杉矶３月８日专电
　　新华网记者 张小军
　　
　　２０世纪９０年代中期以来，全球掀起了纳米材料研究热。先是纳米管，接着是纳米线。然而，由于纳米管等材料不能在大规模生产时保持稳定性，纳米研究遇到困难。３月８日，留美中国科学家宣布为纳米世界迎来一位新主人——“纳米带”，它为纳米材料研究带来新的希望。
　　
　　在接受本社记者电话采访时，美国亚特兰大佐治亚理工学院纳米科学和技术中心主任王中林教授透露，他的研究小组利用高温固体气相法，在世界上首次发现并合成了半导体氧化物纳米带状结构。
　　
　　纳米是一个长度计量单位，一纳米相当于十亿分之一米，大约是１０个原子并列的宽度。当物质颗粒小到纳米量级后，这种物质就可被称为纳米材料。由于纳米颗粒在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性，因此在陶瓷增韧、磁性材料、电子材料和光学材料等领域有广阔的应用前景。我国著名科学家钱学森曾指出，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起２１世纪又一次产业革命。
　　
　　纳米管比钢硬，有惊人的导电能力，使它一度成为纳米科学研究的宠儿。但它在批量生产时会出现缺陷。材料有缺陷的电子元件在通过电流时，温度可能会异常上高。当今电子设备越变越小，功能越来越强大，这就要求电子元件能够以非常高的密度放入微小的设备中，如果电子元件过热，将会导致整个设备失控。
　　
　　此次合成的半导体氧化物纳米带不存在碳纳米管的稳定性问题。这些带状结构材料纯度可高达９５％以上，而且产量大、结构完美、表面干净，并且内部无缺陷、无位错。相比较下，碳纳米管的纯度仅能达到７０％左右。纳米带的优点有可能使它更早地被投入工业生产。
　　
　　半导体氧化物早已是一种重要的工业原料，每年全球的半导体氧化物的商业销售额高达２００亿美元。此次发现的半导体氧化物带状结构可以使科学家用单根氧化物纳米带做成纳米级的气相和液相传感器，或纳米级的光电元件。
　　
　　“纳米带”还为纳米科学研究提供了一种新的材料。 “纳米带”的横截面是一个窄矩型结构，带宽为３０至３００纳米，厚５至１０纳米，而长度可达几毫米。它是迄今发现的唯一具有结构可控且无缺陷的宽带半导体准一维带状结构。研究人员还发现，半导体氧化物表现出有趣的“家族现象”。虽然现在只成功合成了氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化镓和氧化铅等材料纳米带，但王中林预测，半导体氧化物家族可能都可以制造纳米带。
　　
　　中国科学家取得的纳米带成果得到国际学术权威的积极评价。为美国《科学》杂志审稿的两位专家在评价纳米带材料的论文时称，“该文章报道了振奋人心的纳米材料。我们从来没在科学文献中看到这种独特结构”。其中哈佛大学的查尔斯·李玻尔教授特别评价说：“该文章报道了崭新而独特的研究结果，其重大意义在于发现了一种新的具有独特形态而无缺陷的半导体氧化物体系。这在纳米物理研究和纳米器件应用中是非常重要的。”
　　
　　面对纳米带的突破性成就，王中林冷静地指出，纳米研究目前还处于科学探讨阶段，还没有进入大规模工业生产阶段，因此纳米研究不能过热，应该循序渐进。