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纳米技术可以直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品,如特定性质的材料或自然界不存在的生物材料和仿生材料。纳米技术的衍生产品有:纳米机器人、纳米雨衣伞、防水材料等。
纳米技术(nanotechnology),也称毫微技术,是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。1981年扫描隧道显微镜发明后,诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料,制作出生物材料和仿生材料。
纳米技术的衍生产品如下:
1、机器人
纳米机器人是根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”,也称分子机器人;而纳米机器人的研发已成为当今科技的前沿热点。
2005年,不少国家纷纷制定相关战略或者计划,投入巨资抢占纳米机器人这种新科技的战略高地。《机器人时代》月刊日前指出:纳米机器人潜在用途十分广泛,其中特别重要的就是应用于医疗和军事领域。每一种新科技的出现,似乎都包涵着无限可能。用不了多久,个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。中国著名学者周海中教授在1990年发表的《论机器人》一文中就预言:到21世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。
2、雨衣伞
纳米雨衣伞是雨伞与雨衣的结合体,纳米雨伞收伞有三折伞和直杆伞的收伞形态(简单说,收伞时有长短两种选择)。纳米雨衣可由纳米雨伞转变而成,纳米雨衣又不同于一般的雨衣,因为纳米雨衣可以保证从头到脚绝对不湿。因为纳米材料,所以这雨伞可以一甩即干,雨伞转变为雨衣后,这雨衣也只需穿着时轻轻一跳也即可全干。
3、防水材料
2014年8月4日,澳大利亚运用新发明的布料,制成一款具有开创性的T恤衫,不管人们怎样尝试着浸湿它,此T恤都能保持良好的防水性能。这件叫做“骑士”(The Cavalier)的白色T恤是百分之百棉质的。虽然表面看起来平淡无奇,但是其布料运用“疏水”纳米技术应用编织而成,使得这件T恤能够有效防止大部分液体和污渍的浸入。这种T恤可以用机器清洗,其防水功能最多可承受80次清洗。它的布料有天然自净功能,任何附着在上的污渍都能用水擦洗或冲干净。和其他含有化学物质的防水应用不同,T恤仿照的是荷叶的自然疏水特点。此布料的发明对于餐馆和咖啡厅来说可能具有革命性的影响。此外,这种布料还可以运用在医疗行业或医院等地。
所谓纳米产品,就是运用了纳米技术的产品。现在市场上宣传的绝大部分纳米产品都是忽悠人。纳米,是一种长度单位,符号为nm。1纳米=1毫微米=10埃(既十亿分之一米),约为10个原子的长度。假设一根头发的直径为0.05毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的厚度即约为1纳米。纳米结构通常是指尺寸在100nm以下的微小结构。1982年扫描隧道显微镜发明后,便诞生了一门以0.1~100nm长度为研究对象的学科,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的纳米产品。
所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。
1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。近20年来,纳米研究取得了一系列进展,许多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。
现实生活中,纳米技术的应用已经初露端倪。例如:“鸟巢”顶棚铺上了一层特殊的纳米防护涂层,这个涂层可耐700摄氏度高温,从而解决了烟花燃放时焰火掉落灼穿顶棚膜的顾虑。而北京奥运会中使用的上百万平方米奥运锦旗和国旗也使用纺织品专用纳米防护液进行了相应处理。这种防护液能有效阻止污染液体的渗透,不仅能延长锦旗和国旗的使用寿命,还能有效的保持锦旗和国旗的清洁度和鲜艳色泽。
如果说我们处在微米时代,更能获得大家的认可,因为它已经成为各个领域内的主流技术。而纳米技术在高端领域内的应用,仍处于起步阶段。虽然在传统领域内已有很多的应用,但能对生产力起到深层次变革作用的那种有震撼力和冲击力的应用还很少,大部分的作用仍是“修修补补”,这和一个时代的要求还有很大的差距。
谈到我们身边各种各样的“纳米”产品,这里面很多都是商家用微米级的产品来“忽悠”消费者,大多数人一开始并不了解纳米是什么,许多人甚至把纳米——这种和厘米、毫米一样的尺度单位——当作一种物质来看待。
国内外企业对待纳米技术有截然不同的态度,国外一些大的公司,比如拜耳、奔驰、三菱等,已经将一些纳米技术应用到产品中,但他们尽量避免给产品贴上“纳米”标签。与之相反,国内一些商家却猛炒纳米概念,而事实上,其中很多产品并没有纳米技术的真正应用。“最重要的标志是有没有充分利用纳米效应,以及纳米效应在产品性能中是否起到最关键的因素,而不仅仅是概念炒作。”
真正的纳米技术必须具备两个条件,二者缺一不可:一是纳米尺寸。纳米是一米的十亿分之一,略等于45个原子排列起来的长度,是绝对微观世界的概念。二是自然界里所没有的新物性。纳米尺度物质会出现一些特殊的物理化学性质,如巨大的表面效应、量子效应、界面效应等导致的异常吸附能力、化学反应能力、光催化性能等。正是纳米的这些特殊效应,使得它在磁性材料、电子材料、光学材料、医学与生物工程及环境保护等方面有着广阔的应用前景。“伪纳米”一般来说都沾了第一条的边,但是它的纳米尺寸没有表现出自然界里所没有的新物性——既不同于微观分子、原子,又不同于宏观物体的物理性质。
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