納米其實是一種長度單位，1納米是1米的十億分之一，相當於十個氫原子一個挨一個排起來的長度。20納米才相當於1根頭髮絲的三千分之一；遺傳物質DNA的螺旋結構的半徑是1納米，而1個典型病毒的大小是100納米。
當物質加工到100納米以下時，往往産生既不同於微觀原子、分子，又不同於宏觀物質的超常規特性，具有這種特性的材料稱為納米材料。人們想利用的就是納米材料所具有的這種一般現有材料所不能實現的功能與用途。由於一個原子的大小約為十分之一納米，所以納米技術就是指在納米尺寸範圍內，通過直接操縱和安排原子、分子來創造新物質。用通俗的話來説就是一個原子一個原子地製造物品。
2000年10月由中科院物理、化學、材料科學、微電子、生命科學等領域從事納米科技研究的精英組成的中國最大的納米技術研究和發展中心——中科院納米科技中心成立。
看得見原子的眼睛
要與原子打交道可不是件容易的事。因為人類無法用自己的眼睛真正看到原子的模樣。直到1982年科學家發明了研究納米的重要工具——掃瞄隧道顯微鏡，才為我們揭開了一個可見的原子世界。
這是中科院自行研製的掃描隧道顯微鏡。它的探頭上有個針尖只有原子大小的探針，當探針接近所要探測的物體並進行掃描，根據量子隧道效應就能繪出物體表面原子排列的樣子。
這就是掃瞄隧道顯微鏡描畫出的物質表面原子的排列模樣。
操縱原子的手
納米技術是通過控制、設計單個原子或分子來創造新物質，那麼如何能抓住那些小得不能再小的原子呢？
這還要靠掃瞄隧道顯微鏡。它的探針就像一隻靈巧的手，能抓住原子並對原子進行搬移。人們終於可以按自己的意願搬動原子，向重新組構物質創造新物質邁出了第一步。
1993年中科院真空物理實驗室用原字寫出了“中國”兩個漢字，我國開始在國際納米科技領域佔有一席之地。
納米材料中的明星
這個像用鐵絲網卷成的空心圓柱就是納米碳管。它的質量是相同體積的鋼的六分之一，而強度卻是鋼的10倍，抗拉強度和韌性也是目前材料中最強的。納米碳管中空的結構可以存儲高密度的氫氣，為未來環保汽車提供源源不斷的清潔能源。它已成為納米家族中最耀眼的明星，並將是未來最佳纖維的首選材料。
納米材料和技術的大規模應用可望在10年內實現。現階段納米材料和納米技術正向新材料、微電子、計算機、醫學、航天航空、環境、能源、生物技術和農業等諸多領域滲透，並得到不同程度應用。在中科院創新工程的支持下，我國科學家將在“小”世界裏創造出“大”成果。
1993年，中科院北京真空物理實驗室成功寫出“中國”二字。
1998年，我國科學家用非水熱合成法製備出金剛石納米粉。
1999年，中科院物理所合成出世界上最細的碳納米管。
1999年，中科院金屬研究所合成出高質量的碳納米儲氫材料。
2000年，中科院金屬所首次發現納米金屬的超塑延展性。
|
