20世紀肋年代,在材料王國裡誕生了一位“神奇小子”,它一出世,風頭就一下子蓋過了材料王國裡所有的大明星。但它的個子太小了,小到什麼程度呢?打個比方說吧,1萬個“神奇小子”肩並肩排成一行,也只有一根頭髮絲那麼粗,人們只有藉助高倍電子顯微鏡才能一睹它的尊容。這就是奈米材料,是奈米(10-9米)量級的超細顆粒構成的材料。
在奈米材料出現之前,科學家一直在著急,也一直懷著一種極大的好奇心,因為按照摩爾定律,到了2010年,肉眼還能看得見的微米(10-6米)量級資訊科技就會走到盡頭,各種物質不能再細小了,科學的各項發展會受到物理的侷限,那人類豈不是從此就駐足不前了?
所幸的是,一個全新的天地已經初露端倪,這個新天地就是奈米技術。當以奈米材料為基礎的奈米技術的魔門被開啟以後,對科學家們來說,就好比是哥倫布發現新大陸,讓人忍不住叫起來:“哦,原來世界還可以小到這個樣子的!”除了發現一個與以往微米級的世界完全不同的天地外,更主要的是小小的奈米材料給我們創造了一個全新的世界。
別看“神奇小子”的身子細小,能耐可大著呢!奈米材料至少有四大效應:小尺寸效應、量子效應、表面效應和介面效應。在0.1~100奈米這個區間上,科學家們發現,當物質小到奈米量級後,奈米材料具有一些意想不到的與常規材料截然不同的奇異的物理化學效能,有許多新的物理化學現象和新的效應出現。例如,金屬銅是良導體,而奈米銅是絕緣體;矽是半導體,而奈米矽是良導體;陶瓷是易碎品,而奈米陶瓷材料可在室溫下任意彎曲;奈米碳管的強度是鋼的100倍;奈米磁性材料的磁記錄密度比普通磁性材料高10倍以上;奈米複合材料對光的反射率低,能吸收電磁波,可用作隱形飛機塗層;氣體透過奈米材料的擴散速度比透過一般材料的擴散速度快幾千倍,等等。可以說,有了奈米材料,這個世界上許多事情“全亂了套”,奈米材料也成為材料製造從宏觀世界向微觀世界進軍的重要里程碑。
目前,一個以研究0.1~100奈米這樣極微小尺度的新科學——奈米科技正在各國蓬勃興起。繼資訊科技、基因工程之後,奈米技術現在成為一顆最當紅的科技明星。奈米材料和奈米技術問世以來的凹年中,大致完成了材料創制、效能開發階段,現在正步人完善工藝和全面應用階段。預計它將在資訊、逼信、微電子、環境、醫藥等領域獲得廣泛應用。
正因為奈米技術給人們帶來許多奇蹟,科學家們“理直氣壯”地為我們描繪了納米時代的生活;當我們人類一旦由微米時代進入奈米時代,我們的生活將會發生翻天覆地的變化。現在像“銀河”那樣的巨型計算機小到可以當作手機一樣,被隨手放進口袋;美國國會圖書館的全部資訊,將會被壓縮到一個糖塊大小的裝置中;有了成熟的奈米技術,遙不可及的星際旅行將變成現實,成為人們度假的新時尚,宇宙在地球人類面前將不再神秘。
20世紀肋年代,在材料王國裡誕生了一位“神奇小子”,它一出世,風頭就一下子蓋過了材料王國裡所有的大明星。但它的個子太小了,小到什麼程度呢?打個比方說吧,1萬個“神奇小子”肩並肩排成一行,也只有一根頭髮絲那麼粗,人們只有藉助高倍電子顯微鏡才能一睹它的尊容。這就是奈米材料,是奈米(10-9米)量級的超細顆粒構成的材料。
在奈米材料出現之前,科學家一直在著急,也一直懷著一種極大的好奇心,因為按照摩爾定律,到了2010年,肉眼還能看得見的微米(10-6米)量級資訊科技就會走到盡頭,各種物質不能再細小了,科學的各項發展會受到物理的侷限,那人類豈不是從此就駐足不前了?
所幸的是,一個全新的天地已經初露端倪,這個新天地就是奈米技術。當以奈米材料為基礎的奈米技術的魔門被開啟以後,對科學家們來說,就好比是哥倫布發現新大陸,讓人忍不住叫起來:“哦,原來世界還可以小到這個樣子的!”除了發現一個與以往微米級的世界完全不同的天地外,更主要的是小小的奈米材料給我們創造了一個全新的世界。
別看“神奇小子”的身子細小,能耐可大著呢!奈米材料至少有四大效應:小尺寸效應、量子效應、表面效應和介面效應。在0.1~100奈米這個區間上,科學家們發現,當物質小到奈米量級後,奈米材料具有一些意想不到的與常規材料截然不同的奇異的物理化學效能,有許多新的物理化學現象和新的效應出現。例如,金屬銅是良導體,而奈米銅是絕緣體;矽是半導體,而奈米矽是良導體;陶瓷是易碎品,而奈米陶瓷材料可在室溫下任意彎曲;奈米碳管的強度是鋼的100倍;奈米磁性材料的磁記錄密度比普通磁性材料高10倍以上;奈米複合材料對光的反射率低,能吸收電磁波,可用作隱形飛機塗層;氣體透過奈米材料的擴散速度比透過一般材料的擴散速度快幾千倍,等等。可以說,有了奈米材料,這個世界上許多事情“全亂了套”,奈米材料也成為材料製造從宏觀世界向微觀世界進軍的重要里程碑。
目前,一個以研究0.1~100奈米這樣極微小尺度的新科學——奈米科技正在各國蓬勃興起。繼資訊科技、基因工程之後,奈米技術現在成為一顆最當紅的科技明星。奈米材料和奈米技術問世以來的凹年中,大致完成了材料創制、效能開發階段,現在正步人完善工藝和全面應用階段。預計它將在資訊、逼信、微電子、環境、醫藥等領域獲得廣泛應用。
正因為奈米技術給人們帶來許多奇蹟,科學家們“理直氣壯”地為我們描繪了納米時代的生活;當我們人類一旦由微米時代進入奈米時代,我們的生活將會發生翻天覆地的變化。現在像“銀河”那樣的巨型計算機小到可以當作手機一樣,被隨手放進口袋;美國國會圖書館的全部資訊,將會被壓縮到一個糖塊大小的裝置中;有了成熟的奈米技術,遙不可及的星際旅行將變成現實,成為人們度假的新時尚,宇宙在地球人類面前將不再神秘。