纳米技术对咱们老百姓有什么影响？

【专家解说】：复旦大学原校长、材料科学系教授华中一认为，纳米时代即将到来这句话是可以说的。理由是：第一，越来越多的人注意到纳米技术的重要性；第二，纳米技术并不是无本之木，它的不少思路并不都是新的，很多相关技术已经存在了。因此，纳米技术绝不是像科幻小说中凭空想象的东西。 　　纳米技术将在多大程度上改变人类生活，难以估量。譬如说，汽车工业方面，就有轻质耐热的高强度材料、超硬但不脆性的切削工具、耐磨性能好的轮胎、不沾雨水的前窗玻璃等。在军事工业方面，有隐形飞机的涂料、高能炸药等。在医药工业方面，有人体器官和骨骼的修复剂、人血代用品、癌症早期诊断等。还要指出的是，很多不溶于水的物质成为纳米粒子后可溶于水，这对发展我们中药这个宝库特别有用。比如人参，多少年来人们都是喝人参浸泡出的汤，许多医生建议连人参一起吃，但这样吃下去，经过胃肠胃酸分解，有效成分还是有所损失。最好的方法是把人参的有效成分变成纳米粒子，溶于水后以注射形式进入人体。 　　但是，纳米时代的到来并非易事。美国政府的报告中估计还要20年左右。以纳米电子器件为例，现有硅集成电路的工艺难以应用。 　　目前，社会上有商业炒作的不良倾向：一是有些公司乘大众对纳米技术的内涵还不太清楚之时，胡乱标榜自己的产品出自“纳米技术”；二是做了一点点皮毛的工作（例如涂料里加些粒子、织物里加点微粉等）就自称对纳米技术的发展有了“突破”；有的还通过有偿新闻传虚假预测，企图使股民买他们的股票。掌握纳米技术决不是少数企业、学校的行为，这应该是国家行为，或至少是几个大城市的整体行为。 内容: 纳米技术在0581上涨的带动下来到我们中间，但究竟什么是纳米技术，它有什么应用前景呢？ 纳米是一个微观物理世界的长度单位，相当于10亿分之一米，由于这个长度已经远离日常生活能够理解的程度，因而不被人们认识，但是就在这种长度的微小发生到极致时，就由量变转为质变，从而带来物质材料的质变。 还是让我们看看中国科学院院士、中国科学院副院长白春礼的解释吧：材料和制造 　　纳米技术将从根本上改变材料和器件的生产方式。在纳米尺度上，通过精确地控制尺寸和成分来合成材料单元，进而将它们组装成具有独特性质和功能的更大结构，这将给材料制造工业带来革命。纳米构造技术(nanostructuring)可望给人们带来更轻、更强和可设计的材料；根据要求，在纳米尺度的水平上进行分子／分子簇的组装与生产，从而开发出自然界中观察不到的物质结构。 　　纳米技术在材料和制造方面的应用包括：(1)不需加工就可生产出具有精确形状的纳米结构的金属、陶瓷制品和聚合物；(2)使用同时具有染料和颜料最好性能的纳米粒子，提高彩色印刷水平；(3)将纳米尺度粘接和涂覆的碳化物材料和纳米涂层用于切割工具及电子、化工等方面；(4)纳米测量新标准；(5)在芯片上进行具有较高复杂性和功能化的纳米加工。 　　纳米电子器件计算机技术 就像30年前，微电子器件取代真空电子管器件给信息技术带来革命一样，纳米结构将再次给信息技术的硬件带来革命。极小的晶体管和存储芯片将成百万倍地提高计算机的计算速度和效率；将海量存储电子器件的存储能力扩展到多太位存储的水平，这将成千倍地增加单位面积的存储量，并上万倍地降低能量的消耗；随着成百倍的带宽拓宽和更亮的可折叠平板显示的开发成功，通讯方式将因此而发生改变；根据新的原理生产新一代的传感器、处理器和纳米器件。 该领域的发展方向 　　(1)发展可商业化的纳米结构的合成、处理和制造方法，比如新的表面处理方法，受控晶核形成，定向生长和定向刻蚀等。其它方法有单个原于和分子操纵，纳米结构前体的批量制备(粉末、团簇、胶体、纳米线、纳米点、富勒烯或纳米管)，通过单个纳米结构的聚集进行定向自组装等；(2)加速提高对纳米结构及其性质的分析和测量能力；(3)要建立新器件概念，比如单电子器件、自旋电子器件、共振隧道器件、量子点、分子电子器件和垂直腔激光器等；(4)对信息系统结构开展创新性研究。例如要开发网络自动控制(cellular automata)，量子计算机，网络并行计算机，神经网络，光子晶体，利用DNA进行计算等。 医学和健康 　　纳米技术将促进保健业的重大发展。生物传感器和新的成像技术的发展将使我们能对癌症和其它疾病进行早期检测和预警；使用在体疾病检测系统，最终将人们对疾病的关注点从“治病”转移到对疾病的早期检测和预防；新型纳米分析工具的发展，将会促进细胞生物学和病理学的基础研究，例如我们将能够测量细胞的化学和机械性能(包括细胞分裂和运动)以及单分子性质；通过控制材料的纳米结构得到新型高性能的生物相容材料，从而延长人造器官的使用寿命；为促进药品的最佳使用，纳米技术将能给药物的传输提供新的方式和路径(定点基因和药物传送系统)，从而极大地提高其疗效；使用小型“智能”医疗设备将降低对人体器官的直接和间接损坏。 航空学和空间探索 　　纳米制造技术将使我们能设计和制造可用于飞机、火箭、空间站、行星／太阳探测平台的轻质、高强度、热稳定的材料。另外，低引力、高真空空间环境可以帮助我们开发在地球上不能制造的纳米结构和纳米系统。 纳米技术在此领域的应用很广，与其它领域相比，相对重要的应用可能有：(1)低能耗、抗辐射的高性能计算机；(2)用于小型太空船的纳米仪器；(3)通过使用纳米结构传感器和纳米电子器件，从而进一步发展航空电子学；(4)阻热和耐用的纳米结构涂层。 环境和能量 　　纳米科学和工程学会极大地加深我们在分子水平上对环境中所发生的纳米尺度过程的理解，对环境问题的产生和解决办法的理解，以及新的“绿色”技术的理解。我们将能够清除自来水和污染空气中最小的污染物(水中：<200nm；空气中：<20nm)，能连续地测量和缓解大面积的环境污染。 在能源方面，纳米技术将会对能量功效、能量存储以及能量生产有显著影响。利用纳米合成和组装方法，可能开发出更加节能的照明技术，开发出强度更大的的轻质材料以提高运输的效率，使用低能的化学过程来破坏有毒物质从而保护环境。另外，太阳能转换效率和燃料电池的效率可望提高一倍。 研究方向有 　　(1)纳米晶体和层状结构在制造具有光学、磁学、电学、力学和化学性质的材料方面的应用。 　　(2)纳米结构材料中声子传输物理性质的研究。可望开发出实用和环境友好的全固态热电能转换器件。 　　(3)碳纳米管作为潜在的贮氢介质的研究。 　　(4)“纳米流体”的特性研究。通过在流体中悬浮纳晶粒子有可能增加传热速率。最近的实验表明，与不含悬浮粒子的流体相比，这种“纳米流体”可以大幅度地增加热导和传热速率。然而，纳米粒子在流体中影响热传导的机理还不清楚。如果研究人员能改进这些流体，那么它将会大大改进那些通过流体进行传热的热交换器，从而会对使用这类热交换器的许多工业部门带来重大影响。 　　(5)纳米结构材料和传统的金属合金相比，可能会有大大改进的结构性能。比如：理论和实验都表明，一小束单壁碳纳米管与传统的材料相比，具有最大的强度／重量比，强度是钢的一百倍而重量只有钢的1/6。如果我们能通过经济可行的过程来生产这种材料，那么它将能降低汽车的重量，并且提高这种燃料的经济性。 未来潜在的突破包括为处理环境污染和核污染使用纳米机器人和智能系统；在核燃料处理过程中，使用纳米过滤器来分离同位素；在核反应器中使用纳米流体来增加冷却效率；使用纳米粒子去除污染；以及为核安全在纳米尺度进行计算机模拟。 生物技术和农业 　　生命体系中的分子单元——蛋白质、核酸、脂肪、糖类都是具有独特功能的材料，其功能受它们的大小、折叠方式、在纳米尺度上的形态等因素决定。生物合成和生物过程给我们制造新化学品和药品提供了全新的方法。通过将生物分子单元集成到合成材料和器件中，我们可能把某种生物学功能和其它希望的材料性质结合到一起。 纳米技术将会在很多方面直接对农业的进步作出贡献。基于分子工程的生物降解化学品可以用于给植物提供营养和保护植物免遭虫害；改良动物和植物基因；将基因和药物导人动物体中；基于纳米排列的测试技术用于DNA测试等。 我国现状： 　　我国的研究力量主要集中在纳米材料的合成和制备，扫描探针显微学，分子电子学以及极少数纳米技术的应用等方面。但由于条件所限，研究工作只能集中在硬件条件要求不太高的基础研究领域。由于国力所限，我国不可能在纳米科技的所有领域同时开展研究。必须坚持“有所为，有所不为”的方针，发挥优势，突出重点，强化支持。目前的研究应主要集中在探测和分析纳米区域的性质和现象，创造和制备优异性能的纳米材料，设计制备各种纳米器件和装置等。 　　我国科学家在纳米碳管、纳米材料的若干领域已取得一些很出色的研究成果。