生活中的纳米技术——《物理学前沿与现代科学技术》

生活中的纳米科技

纳米，10-9米，毫米的千分之一再千分之一，如千米、米、分米、厘米、毫米般是长度单位。这是中学时就知道的纳米，如千米、米等用来衡量宏观世界的尺度，对于人无法凭肉眼直接观测的微观世界，用纳米来衡量。

之前对纳米的概念大概就这些了，而今通过学习，又粗略了解了纳米相关的新领域——纳米技术。纳米技术（nanotechnology）是指在0.1~100nm空间尺度上操纵原子和分子，对材料进行加工，制造具有特定功能的产品或对物质及其结构进行研究的一门综合性的高新技术学科。其实通俗的讲就是“use little things to finish the big work”。我们在分子原子这样的微小尺度上加工材料，得到一些新型的功能性的高科技产品，他们往往具有相比于一般材料更优良的性能，具有很高的实用价值和研究价值。

由于纳米技术材料的特殊性质，纳米技术目前已成功用于许多领域，包括新材料、微电子、电力、制造业、生物、医药学、化学、环境监测、能源、交通、农业及日常生活等领域中。纳米技术虽是一新兴技术，但随着纳米技术研究开发的深入，现在纳米技术已在不知不觉中进入我们的生活。无论是衣、食、住、行、用，都有纳米技术的踪影。

衣。通常服装都会沾染汗液、皮脂及其他分泌物，同时也粘附环境中的污物。这些污物是各种微生物的营养源，病菌在服装上不断繁殖，使污物产生臭味，导致皮炎及其他疾病。把纳米材料加到色浆中，通过织物与染料的结合，使抗菌剂牢固附着在织物上，得到抗菌服装、抗菌毛巾、棉被、枕巾等织物。纳米毛巾纤维细度仅为头发丝的1/200，超细、超柔软，是纳米级的高科技产品，时尚的更新换代性清洁日用品。它具有比普通毛巾多吸水30%的高吸水性；且去污能力强，能清洁皮肤毛孔，可代替洗面奶产品。此外它易洗涤、不脱色、不落毛、长寿命。

食。胆固醇含量过高会导致人体动脉硬化；在食品中加入植物固醇，如果能在大肠中被吸收，胆固醇吸收量便会减少。但是植物固醇难以溶解，很难吸收。纳米技术就可解决这一问题。用纳米技术将植物固醇制成微粒，在一定的温度下将微粒均匀分散于植物脂肪中，可大大增强人体对植物固醇的吸收和利用。如此，纳米技术给人们带来健康食品。

住。新装修的房间内空气中有机物浓度很高，从中可检测出几百种有机物，最主要的是甲醛、甲苯等对人体有害和致癌物。而纳米材料可降解空气中的有害有机物，在光照条件下将这些有害物质转化为二氧化碳、水和有机酸。传统涂料由于耐洗刷性差，时间不长，墙壁就变得斑驳陆离。纳米技术的应用，使涂料的许多指标都大幅度提高。外墙涂料的耐洗刷性

就可以由原来的一千多次提高到一万多次，寿命也延长了两倍多。玻璃和瓷砖表面图上纳米薄层，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，任何粘在表面上的物质，包括油污、细菌等，在光的照射下，由于纳米的催化作用，可以变成气体或很容易被擦掉的物质。

行。防火阻燃防滑纳米材料可应用与公路，形成多色路面。应用纳米材料的路面具有多种优良性能：极佳的防水性能、良好的抗腐蚀性能、阻燃性佳、粗糙表层有效降低水雾以及溅水、防滑抵抗性大等。这样的路面，行车安全指数大大增加。此外，还可减少车辆噪音的分贝，由于其吸水率为零，粘着力非常好，也易清洗。

用。通常洗衣机内部的环境非常潮湿，闲置几天就会滋生大量细菌。使用时间越长，细菌滋生越多，对衣物污染就越严重。长期使用这种洗衣机洗衣服，就有可能产生交叉感染，引发各种皮肤病。而纳米银复合材料洗衣机外筒，能增加韧性，具有耐摩擦、耐冲击的特点，还有很强的防垢能力，阻止污垢在桶壁沉积，保持洗衣机自身清洁。纳米冰箱是将其经常与人体和食物接触的部件都加入纳米抗菌成分(如托盘、搁物架、抽屉、蛋盒、门把手等)，可有效预防和杜绝细菌在冰箱表面存留，而且不沾染污垢。我们平时喝的水，一半都是大分子团水，活性较差。而经过生物波纳米技术处理的水杯，可以促使水分子之间的缔结断裂，形成小分子团水，使水具有强渗透力、强溶解力，增强含氧量，更容易被人体细胞吸收，有“活水”之称。而长期饮用这种水可以改善血液循环和微循环，促进新陈代谢，在一定程度上有利于调节肠胃功能、缓解便秘。若往生物波纳米杯倒入牛奶则可以分解乳糖，倒入茶水可减少茶的涩味。瑞士发现手机等移动通信装置产生的电磁场对人的脑电流有明显的干扰，手机电磁场还有可能引发使用者一系列健康问题或疾病，如疲劳、晕眩、呕吐、头疼，甚至导致老年痴呆症、脑癌及其他癌症。香港科技大学研制成功一种的纳米薄膜无疑给手机的制造商和使用者都带来福音。这种纳米薄膜对手机发出的微波有50％以上吸收率，而且电磁辐射的频率越高，薄膜的吸收能力越强。在手机等被普遍使用的高科技更新换代周期越来越短的时代，Nokia和剑桥大学联合推出了一款具有纳米技术的概念手机Morph。Morph极具柔韧性，可以任意弯曲变形，还具有表面自动清洁以及完全透明的电路设计，采用全屏幕显示，可以折叠，也可以弯曲成为一个手镯当饰品佩戴，同时无线耳机佩戴在衣服上便于行动中接听电话。Nokia Morph 纳米概念机探索的是未来纳米技术给个人移动终端带来的潜在创新。

相信在不久的将来，随着纳米技术研究开发的不断深入，纳米技术将会更广泛地应用到我们生活中的各个领域，给我们带来健康便利的生活和新奇的生活体验。