走向未知的世界纳米

走向未知的世界——纳米解思深导语“纳米”这个词在我们的生活中越来越常见，有人预言，纳米将会带来一次技术革命，从而将引起21世纪又一次产业革命。那么，到底什么是纳米？纳米技术将会带给人类生活什么改变？让我们跟随纳米专家解思深一起走进这个神奇的未知世界——纳米。纳米作战服纳米布料纳米机器人清理肺最深处的尘土纳米技术帮助手机防水纳米芯片纳米材料耐磨实验纳米技术展览纳米：又称毫微米，是一种长度计量单位，1纳米等于十亿分之一米。纳米技术：指的是0.1纳米到几百纳米的尺度范围内对原子、分子进行观察和加工的技术。纳米科学技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。一滴水（约20滴水为一毫升）所含的水分子的个数大约有1.67×1024个，即10亿人同时一个一个地数，每分钟数100个，日夜不停地数，要数3万多年，才能数完一滴水的水分子，。假设一根头发的直径是0.5毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是1纳米。1纳米大约是0.000001毫米。1nm与1m相比，相当于玻璃弹珠跟地球相比。当一个男人把剃须刀放下那一小段时间，胡子已经长了大约1nm最小的细胞（Mycoplasma细菌）长度～200nm纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子。纳米材料的奇异特性：表面效应：随着颗粒直径变小，表面积将会显著增大。小尺寸效应随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。）特殊的光学性质所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小，颜色愈黑，银白色的铂（白金）变成铂黑，金属铬变成铬黑。由此可见，金属超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于l％，大约几微米的厚度就能完全消光。利用这个特性可以作为高效率的光热、光电等转换材料，可以高效率地将太阳能转变为热能、电能。此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等。特殊的力学性质陶瓷材料在通常情况下呈脆性，然而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性。因为纳米材料具有大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出甚佳的韧性与一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力学性质。纳米材料的用途医药使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。纳米材料粒子将使药物在人体内的传输更为方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。家电用纳米材料制成的纳米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用，可用处作电冰霜、空调外壳里的抗菌除味塑料医疗保健含有纳米粒子的薄膜可以长久保鲜食品采用聚合物基应答器芯片，进行智能包装在牙膏（已问世）中添加纳米级的磷灰石和蛋白质粒子，这些是牙齿中含有的天然成分，帮助牙齿恢复正常状态。在日霜（已问世）中含有纳米级的氧化锌粒子，可抵抗有害的紫外线辐射。由于是纳米级粒子，完全无形无色，因此日霜并非白色，而是完全透明的。配备纳米电子装置的智能镜面播放牙齿清洁课程电子计算机和电子工业可以从阅读硬盘上读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料级存储器芯片都已投入生产。计算机在普遍采用纳米材料后，可以缩小成为“掌上电脑”。譬（pì）如障碍（aì）裂（lìe）缝芯（xīn）片制（zhì）备切削（xuē）悬（xuán）浮携（xíe）带课文介绍了很多神奇的纳米材料，请仿造下面的例子，分别用一句话归纳第3～8段的内容。举例：第2段介绍了活泼好动、易燃易爆的纳米金属颗粒第3段：材料世界中的大力士——纳米金属块体第4段：刚柔并济的纳米陶瓷第5段：善变颜色的纳米氧化物材料第6段：法力无边的半导体纳米材料第7、8段：先进的纳米食物和药物文章综合运用了哪些说明方法？请找出相关语句加以体会。下定义:纳米科学是研究在千万分之一（10-7）米到十亿分之一（10-9）米内，原子、分子和其他类型物质的运动和变化的学问。下定义能准确揭示事物的本质，是科技说明文常用的方法。列数字：可以估计出在尺寸1纳米的立方体“颗粒”中，“立方颗粒”的每一边上只能排列5个原子，总体可容纳125个原子，但是其中98个原子在表面上。为了使所要说明的事物具体化，还可以采用列数据的方法，以便读者理解。引用的数字，一定要准确无误，即使是估计的数字，也要有可靠的根据，并力求近似。打比方：这主要是因为人们在认识上存在盲区，或者说人类知识的大厦上存在一个裂缝。利用两种不同事物的相似之处打比方，以增强说明的形象性和生动性。作比较：如果把金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料，它会变得十分结实，强度比一般金属高十几倍，同时又可以像橡胶一样富于弹性。说明某些抽象的或是人们比较陌生的事物，可以用具体的或者大家已经熟悉的事物跟它进行比较，使读者通过比较得到具体而鲜明的印象。事物的特征也往往在比较中显现出来。举例子：最近，用磁性纳米颗粒成功地分离了动物的癌细胞和正常细胞，特别是在治疗人的骨髓癌的临床实验上获得了成功，前途不可限量。举出实际事例来说明事物，使所要说明的事物具体化，以便读者理解。应用于社会的纳米技术适用于电脑的AMD64位处理器，拥有采用130纳米技术制造的1.06亿个晶体管目前电脑处理器所使用的晶体管技术称为CMOS从上世纪70年代起，专家们就不断预言这一技术将在10至15年间达到发展极限，他们至今仍这么说。然而，随着电子元件不断微型化，电子行业有充分理由相信这一论断将会被推翻：在微型化过程中，构成物质的实际成份—原子结构，正逐渐浮出水面。然而电子层是原子中可在正常状态下结合从而形成技术结构的最小组成部分，因此，最根本的局限也呈现在我们眼前。导体路径无论如何不可能薄于一个原子。从3D开始—芯片高度不断增加慕尼黑的英飞凌(InfineonAG)公司目前已发现实现第三维的方法，英飞凌已成功在晶片上生成碳纳米管(CNT)（晶片是指抛光硅片，用于安装电脑芯片）。碳纳米管是绝佳导体，几乎不会产生废热，可用作电(VIA)，还可用于处理芯片各级线路间的机械压力。长期来看，英飞凌研究人员认为，藉CNT可以开发出真正的3D芯片技术，尤其因为CNT卓越的导热性能，有助于发散3D芯片内部的热量。功能强大的硬盘新特性：阅读头运用巨大磁阻，其半导体元件有20多个纳米层。纳米溶液中的纳米粒子可在紫外线下发出荧光，但平常完全看不见。纳米粒子在流体中分布均匀，可与喷墨打印技术结合使用，不会改变打印对象的设计或功能。所以，纳米色素十分适用于防伪。虚拟键盘环境保护环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染。纺织工业在合成纤维树脂中添加纳米SiO2、纳米ZnO、纳米SiO2复配粉体材料，经抽丝、织布，可制成杀菌、防霉、除臭和抗紫外线辐射的内衣和服装，可用于制造抗菌内衣、用品，可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。机械工业采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。莲花效应旱金莲借助莲花效应保持叶子清洁。ESEM环境扫描电子显微镜向我们展示叶面如何不沾水滴。这是因为莲叶表面带有许多绒毛，导致水滴从上面高速滑落，并带走叶面上的灰尘。Barthlott教授及其助手在波恩大学对莲花效应进行广泛研究，此效应现已应用到一系列产品上，例如立面涂覆，水流经过时可以带走灰尘。利用莲花效应的卫生陶瓷很容易保持洁净。天花板上的纳米技术：壁虎壁虎可以在任何墙面上爬行，反贴在天花板上，甚至用一只脚倒挂在天花板上。它就依靠—纳米技术。壁虎脚上覆盖着十分纤细的茸毛，可以使壁虎以几纳米的距离大面积地贴近墙面。尽管这些绒毛很纤弱，但足以为壁虎提供数百万个的附著点，从而支撑其体重。这种附着力可通过“剥落”轻易打破，就像撕开胶带一样，因此壁虎能够穿过天花板。材料科学家们正在努力研制人造“壁虎”。“间谍草”这是一种看似小草的微型探测器，其内装有敏感的超微电子侦察仪器、照相机和感应器，可侦测出百米以外的坦克、车辆等出动时产生的震动和声音，能自动定位、定向和进行移动，绕过各种障碍物。“机器苍蝇”它既能被飞机、火炮和步兵武器投放，也可以人工放置在敌军信息系统和武器系统附近，大批“机器苍蝇”可在某地区形成高效侦察监视网，大大提高战场信息获取量。如果再在它们身上安装某种极小的弹头，“苍蝇”无疑会变成“马蜂”。“蚊子导弹”利用纳米技术制造的形如蚊子的微型导弹，可以起到神奇的战斗效能。纳米导弹直接受电波遥控，可以神不知鬼不觉地潜入目标内部，其威力足以炸毁敌方火炮．坦克、飞机、指挥部和弹药库。“麻雀卫星”质量不足10千克，各种部件全部用纳米材料制造，一枚小型火箭一次就可以发射数百颗。若在太阳同步轨道上等间隔地部署648颗功能不同的“麻雀卫星”，就可以保证在任何时刻对地球上任何一点进行连续监视，即使少数失灵，整个卫星网络的工作也不会受影响。