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第31章 纳米技术

著名的诺贝尔化学奖获得者Feyneman在20世纪60年代曾预言:如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是现在的纳米材料。

纳米是一种度量单位,一纳米等于十亿分之一米,将一纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一般。纳米科技就是一门以0.1~100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学。

能想象像”银河“那样的巨型计算机小到可以被随手放进口袋,而国家图书馆的全部信息,都可以压缩到一块糖大小的设备中,易碎的陶瓷变得富有韧性,微米以下大小的机器人可以啃噬任何难以分解的垃圾……这一切都有可能通过纳米技术来实现。

纳米材料的广泛应用经过科学界的努力,使”纳米“不再是冷冰冰的科学词语,它走出实验室,渗透到百姓的衣、食、住、行中。纳米技术几乎覆盖了所有人类日常生活应用领域。从建筑材料、衣服领带的新面料,到微电子元件、光电设备元件,再到废弃物分解,纳米的应用可能无所不包。

居室环境日益讲究环保。传统的涂料耐洗刷性差,时间不长,墙壁就会变得斑驳。现在有了加入纳米技术的新型油漆,不但耐洗刷性提高了十多倍,而且有机挥发物极低,无毒无害无异味,有效解决了建筑物密封性增强所带来的有害气体不能尽快排出的问题。

人体长期受电磁波、紫外线照射,会导致各种发病率增多或影响正常生育。现在,加入纳米技术的高效防辐射服装--高科技电脑工作装和孕妇装问世了。科技人员将纳米大小的抗辐射物质掺入到纤维中,制成了可阻隔95%以上紫外线或电磁波辐射的”纳米服装“,而且不挥发、不溶水,持久保持防辐射能力。

同样,化纤布料制成的衣服因摩擦容易产生静电,在生产时加入少量的金属纳米微粒,就可以摆脱恼人的静电现象。

白色污染也遭遇到”纳米“的有力挑战。科学家将可降解的淀粉和不可降解的塑料通过特殊研制的设备粉碎至”纳米级“后,进行物理结合。用这种新型原料,可生产出100%降解的农用地膜、一次性餐具、各种包装袋等类似产品。农用地膜经4~5年的大田实验表明:70~90天内,淀粉完全降解为水和二氧化碳,塑料则变成对土壤和空气无害的细小颗粒,并在17个月内同样完全降解为水和二氧化碳。这是彻底解决白色污染的实质性突破。

汽车的汽油燃烧装置,它是应用纳米技术将汽油分子分割成纳米为单位的质子,保证充分燃烧,这样应用的后果是,气体燃烧完全有助于动力提升,节约能源等等。

现在流行纳米洗涤,譬如说用纳米分子制造的肥皂可以充分溶解于液体,有助于衣服污渍的分解,彻底洗净衣物现在医学上纳米手术已经达到比较成熟的状态,科学家运用纳米为单位的手术刀,可以进行最小的最精确的手术伤口的切割,保证血液的最少流动还有过滤纯净水的过滤装置,炒菜用的不粘锅,纳米技术摄像头,纳米概念手机,直径仅是发丝二万分之一的纳米电池等等。

碳纳米管有着不可思议的强度与韧性,重量却极轻,导电性极强,兼有金属和半导体的性能。如果用碳纳米管做绳索,是唯一可以从月球挂到地球表面,而不会被自身重量所拉断的绳索。