湖南日報·新湖南客戶端記者 王銘俊 音頻 周陽樂 通訊員 鄧思嘉
引子
經過近5年的研究,中國—丹麥科學團隊實現對納米材料界面的原位精準原子級調控。這一成果對如何從機制出發,自下而上地實現材料、器件結構和功能的精準調控和設計有着重要意義。該項研究也于1月29日被國際頂級期刊《科學》在線刊登。
ㅿ新型“超級材料”碳納米管,它的強度可以達到鋼材的300倍
1959年,著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德·費曼預言,人類可以用小的機器制做更小的機器,最後能根據人類意願,逐個地排列原子,制造産品。這是關于納米技術最早的夢想。
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,隻相當于1米的1/10億,差不多是頭發絲直徑的1/10萬。若把直徑為1納米的小球與一個乒乓球對比的話,就像是把一個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,同時也帶來了奇特的性能。如金塊的熔點是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,原本具有良好導電性的銀,在粒徑小于20納米時卻變成了絕緣體……
随着納米研究的不斷深入,一種具有劃時代意義的科學技術——納米科技就此誕生。
納米科技為現代工業帶來巨大變革。超高速運行的處理器和超大容量的存儲器是納米技術在電子信息産業中應用的結果,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;美國科學家研發的預防感冒的服裝布料裡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菌;基因療法和分子級納米藥物載體等納米技術,為生物醫藥産業開拓了廣闊前景;納米濾膜、納米殺菌粒子、納米自清潔材料等,已經在環保和日用品行業得到應用。
此外,納米技術還具有微型化、高效化等特點,能大大減少能源的消耗,降低環境污染,為解決人類目前面臨的日益嚴峻的環境、人口、健康等問題帶來新希望。未來世界裡,納米機器人甚至可以進入人體血管,清理“垃圾”,防止高血脂、腦血栓等疾病。
伴随着人類在納米和微米尺度操控物質能力的提高以及圖像化技術的進步,人們對微觀物質表面的操控已是遊刃有餘,網絡上精美的電鏡照片也令人目不暇接,一種被稱為“納米藝術”的新的藝術形式随之發展出來。作為一種非主流的納米學科分支,這種藝術近年來異軍突起,甚至形成了一門獨立的科學藝術流派。它的發展正在成為一種獨特的催化劑,激發科技信息的傳播以及大衆與科學界的溝通交流。
ㅿ國外研究人員利用電子束微影系統将三個直徑隻有0.9微米的矽土球拿來當“雪球”,堆疊成小雪人
(科學指導:湖南大學科學技術研究院 劉一铮)
[責編:王銘俊]
[來源:湖南日報·新湖南客戶端]
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