納米技術將會給我們帶來不可思議的震撼和變化,納米技術實實在在地走進了我們的生活,並將帶給我們一個又一個的驚喜。
納米生物學
納米生物學的近期設想是在納米尺度上應用生物學原理,發現新現象,研製可編程的分子機器人,也稱納米機器人。目前涉及的內容可歸納為以下三個方麵.(1)在納米尺度上了解生物大分子的精細結構及其與功能的聯係;(2)在納米尺度上獲得生命信息,例如,用掃描隧道顯微鏡獲取細胞膜和細胞表麵的結構信息等(3)納米機器人的研製。納米材料
新世紀的新材料——納米材料
納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體等四類。其中納米粉末開發時間最長、技術最為成熟,是生產其他三類產品的基礎。
納米材料是20世紀80年代初發展起來的新材料領域,它具有奇特的性能和廣闊的應用前景,被譽為跨世紀的新材料,引起了科學界和企業界的極大關注。
納米材料標誌著人們對材料性能的發掘達到了新的高度,這項技術大範圍地改造了傳統材料,又源源不斷地創造出新的材料。納米材料具備其它一般材料所沒有的優越性能,可廣泛應用於電子、醫藥、化工、軍事、航空航天等眾多領域,在整個新材料的研究應用方麵占據著核心的位置。
貴似黃金的碳納米管
貴比黃金、細賽人發的“超級纖維”碳納米管,實際上和金剛石、石墨同屬於一個家族。作為近年來材料碳納米管模型圖領域的研究熱點,碳納米管受到各國科學家的高度重視。
1991年被人類發現的碳納米管,是由石墨碳原子層卷曲而成的碳管,管直徑一般為幾個納米到幾十個納米,管壁厚度僅為幾個納米,像鐵絲網卷成的一個空心圓柱狀“籠形管”。它非常微小,5萬個並排起來才有人的一根頭發絲寬,實際上是長度和直徑之比很高的纖維。
作為石墨、金剛石等碳晶體家族的新成員,碳納米管韌性很高,導電性極強,場發射性能優良,兼具金屬性和半導體性,強度比鋼高100倍,比重隻有鋼的1/6。因為性能奇特,被科學家稱為未來的“超級纖維”。
碳納米管——“太空電梯”的繩索
自從1961年前蘇聯宇航員加加林第一個進入太空之後,全世界有幸經曆太空旅行的人還不到1000人。由於太空旅行的費用昂貴,即使NASA同意出售太空旅行船票,那麼除非你姓“蓋茨”,否則你也隻能望空興歎。
不過如今情況終於有了轉機,有了碳納米管這種奇特的材料,我們的太空旅行夢就有希望了。如果用碳納米管做繩索,是惟一可以從月球掛到地球表麵,而不被自身重量所拉斷的繩索。如果用它做成地球到月球乘人的電梯,人們在月球定居就很容易了。
中國的碳納米管技術
近年來,我國科學家不僅在世界上合成出最長的碳納米管,而且加緊了碳納米管的應用研究,研製出具備良好儲氫性能的碳納米管和具備初步顯示功能的碳納米管顯示器,並在利用其電子發射性能研製發光器件。1999年1月31日,中國科學院北京物理所宣布,已合成世界上最長的碳納米管,長達3毫米,國外僅100微米,而且還是最細的碳納米管。從近期美國《科學索引》核心期刊發表的碳納米管有關論文數量上看,我國排在美、日之後,位居世界第三。
納米技術的應用
納米技術與生活
碳納米管的作途
雖然成分和石墨一樣,但碳納米管的潛在用途十分誘人。它可製成極好的微細探針和導線、性能頗佳的加強材料、理想的儲氫材料。它使壁掛電視進一步成為可能,並在將來可能替代矽芯片的納米芯片和納米電子學中扮演極重要的角色,從而引發計算機行業革命。
碳納米管也是“納米世界”中的重要一員。在納米材料中,包括碳納米管、碳納米纖維在內的碳納米材料,一直是近年來國際科學的前沿領域之一。
控製基因並消滅遺傳病
納米技術不光改變著或即將改變著我們的生活,而且還將使眾多傳統產業煥發生機。在生物醫學方麵,納米科技更是潛力巨大。它甚至將超過信息技術和基因組工程,成為21世紀決定性的技術。人類控製基因的實現必須以納米技術作為支撐和依賴,納米技術可以重新排列遺傳密碼。人類可以利用基因芯片迅速查出自己基因密碼中的錯誤,並迅速利用納米技術進行修正,使人類可以消滅各種遺傳缺陷。