如何打开神奇的纳米世界
2022-05-30赵宇亮
科学中国人 2022年8期
关键词:科技

20世纪80年代,人类通过扫描隧道显微镜,第一次发现纳米世界。短短几十年,纳米世界独有的神奇特性,已经催生出大量前沿科技,悄然改变了我们的生活。纳米科技是在原子、分子尺度上,研究物质的特性和相互作用,进行知识和技术创新,并对物质进行精确加工和原子制造的科学技术。纳米技术和信息技术、生物技术一起,正在成为21世纪科技领域,推动经济和社会发展最重要的三驾马车。
纳米有何神奇之处
什么是纳米?纳米本身只是一个尺度的单位,就是10的负9次方米,相当于10亿分之一米。纳米技术真正进入科学界的视野,或者说被科学界高度重视,开始于1981年扫描隧道显微镜被发明以后。
可能迄今为止,还没有任何一个学科像纳米技术这样,引起了全世界如此高度的关注。大概全世界有60多个国家专门成立了国家层面的纳米研究计划,我们国家也不例外。中国纳米技术、纳米科技的研究大概起源于20世纪80年代后期。我们在纳米尺度下所看到的事情,跟在宏观世界理解的东西完全不同。在纳米这个尺度下,这些功能来自它的一些特殊的效应,比如1克的颗粒直径为5个纳米的氧化铝,它的比表面积有多大?相当于一个篮球场这么大。比表面积是什么?小小的1克氧化铝怎么会有这么大的比表面积?简单说來,比表面积可以这样理解:无论什么物质,它都是由大量的微粒组成的,所有这些微粒的表面积加起来就是这种物质的比表面积。……
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