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纳米??看不见的世界

来源:新能源网
时间:2024-08-17 10:49:42
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纳米??看不见的世界【专家解说】: 自1990年以来,纳米科学技术开始迅猛发展,目前已逐步进入产业化应用阶段。纳米,实际上是一个长度单位,一个非常小的长度单位。它有多小呢?一纳米,

【专家解说】:

自1990年以来,纳米科学技术开始迅猛发展,目前已逐步进入产业化应用阶段。纳米,实际上是一个长度单位,一个非常小的长度单位。它有多小呢?一纳米,仅仅相当于人的头发直径的五万分之一,相当于十个氢原子排起来的长度。那么什么是纳米材料呢?三维空间中,至少有一个维度处于纳米尺度或者以其为基本单元而构成的材料,就是纳米材料,它具有诸多神奇的性能。



可能不禁要问:只是长度变短了,为什么会有如此与众不同的性能呢?在漫长的科学史中,人们逐渐发现,微观的世界和宏观的世界有本质的区别。在微观的世界下,能量不再是连续的,而是被分成一个个的量子,而当材料的尺度进入纳米量级的时候,其尺寸与光、电子等的波长相近,这样,材料在宏观世界所表现出来的性质就完全变了,出现各种特殊的效应。举个例子,当你把一个大正方体分成四个小正方体,那么它们总的表面积将增加;再分成十六个更小的正方体,总表面积将继续增加如此下去,我们可以想到,当材料的晶粒尺度非常小的时候,比如达到纳米级别,总的表面积将大大增加,而这将带来很多神奇的效果。我们都知道,常态下的铁具有银白色金属光泽,是导体,有磁性。而当将普通的铁晶体尺寸缩小到几十纳米的时候,铁将变成黑色且失去金属光泽;继续缩小到一纳米,铁甚至变成了绝缘体,磁性也将消失!



纳米材料有这么多神奇的性能,那么它能为我们的生活带来什么呢?



纳米技术在医学中具有极其广阔的应用前景。人们可以制作纳米生物导弹,它的尺寸非常小,可以进入人体内而无损伤无疼痛,通过纳米粒子将药物直接送到人体的各个部位,通过纳米机器人来检查病变、清扫血管、修复器官,甚至可能用其摧毁癌细胞等。纳米材料有很好的生物活性,可以用来制作生物芯片、生物传感器、纳米生物探针等,成为人类将来对抗各种疾病的一道利器。



纳米技术在汽车行业中具有广阔的应用前景。使用纳米材料制造的汽车,将比现在的汽车更轻质,获得更高的强度、更高的安全性、更长的寿命等等。开车的时候,我们最怕不小心刮到车,为此需要花费数百至数千元来维修、保养我们的爱车,而有了纳米油漆,将几乎可以完全免除我们的这一烦恼。纳米油漆可以在汽车表面形成一层非常致密的网状结构,有效阻止其刮擦。此外,由于纳米材料的比表面积大、催化效率高,用纳米材料制成的净化器将效果更好,能够有效解决汽车尾气排放问题,还我们一片蔚蓝的天空。



纳米技术在建筑行业中具有广阔的应用前景。未来,我们住的房屋或许将发生翻天覆地的变化。现在,我们流行房车,但在未来,有了纳米技术,或许我们的房屋都可以整体移动!纳米材料将使建筑变的更轻却又更坚固,而纳米太阳能电池能够满足我们的供电、供暖系统,实现自给自足。此外,特殊制作的纳米材料具有自清洁、抗菌等功能,或许未来我们的房屋及家具、衣物等都可以永远保持焕然一新,从而免除许多繁杂的日常劳务。



纳米技术经过几十年的研究,已经有了一些初步的应用,并不知不觉地进入了我们的生活。未来,纳米技术将会有更广阔的应用前景,使我们的生活更加美好,让我们共同期待那一天的到来。