納米技術舉十個例子

近年來，隨著科技的進步，納米技術的運用變的越來越廣泛。在物理領域，納米半導體、納米磁性、納米非線性光學、納米鐵電體等都已經(jīng)成為非常重要的材料。其實納米技術早已融入我們的生活，只是大家還沒注意到它而已。

1、3D打印

3D打印最核心的是材料，打印的東西如果強度不夠，再復雜的結(jié)構(gòu)也沒有用。因此，添加金屬納米的材料可以保證核心構(gòu)件的強度和硬度達到設計要求。

2、車輛潤滑油

車輛設備上用的潤滑油，加入顆粒直徑為50—100nm的球形納米金屬粉后，這些金屬粉顆粒與固體表面相結(jié)合，形成超光滑的保護層，同時填塞微劃痕，可以大幅度降低摩擦和磨損。

3、電磁波吸收材料

還比如，納米鎳粉、鐵粉、鐵氧體粉以及鐵鎳合金粉等都是優(yōu)良的電磁波吸收材料，不僅能吸收雷達波，而且能很好地吸收可見光和紅外線。用其配制的吸波涂料和結(jié)構(gòu)吸波材料，可顯著改善飛機、坦克、艦船、導彈、魚雷等武器裝備的隱身性能。

4、吸入式納米噴霧

去年，天津大學醫(yī)學工程與轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究院研發(fā)了一種可激發(fā)呼吸道黏膜免疫保護的吸入式納米噴霧技術，以阻斷病毒通過呼吸道途徑侵入機體。實驗對比數(shù)據(jù)顯示，這種可吸入納米噴霧接種方式與肌肉注射相比，能誘導相同水平的免疫球蛋白(IgG)抗體產(chǎn)生，更加重要的是能特異性激活呼吸道黏膜免疫，產(chǎn)生更高滴度的分泌型免疫球蛋白(SIgA)，使呼吸道黏膜具有更強的保護作用，有望為預防呼吸道病毒提供新的借鑒。

5、高分辨率顯示

牛津大學的科學家們發(fā)明了一種制備像素的方法，只有數(shù)百納米大小。這種方法利用了一種叫做GST(熱管理產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)的一種材料)的相變材料。實驗過程中，科學家將7 nm厚的GST層夾在兩片透明電極之間。每一層(只有300*300 nm)作為一個像素，可通過電開閉控制。利用電流，科學家能夠產(chǎn)生具有良好質(zhì)量和對比度的圖像。

這種納米像素將用于各種用途，這些用途是對常規(guī)像素來說不切實際的。例如，其微小的尺寸和厚度使其具有很好的選擇，如智能眼鏡、曲面屏幕、合成視網(wǎng)膜。納米像素顯示器的另一個優(yōu)點在于能耗低。不同于當前不斷刷新所有像素來形成圖像的顯示器，GST顯示器只刷新那些有變化的部分，從而降低能耗。

6、變色涂料

加州大學科學家在做金納米顆粒成串實驗時發(fā)現(xiàn)了一個令人吃驚的現(xiàn)象。他們注意到當顆粒被拉伸或收縮時，金的顏色發(fā)生變化，按照科學家的描述就是由一個漂亮明亮的藍色變成了紫色，又變成了紅色。這一發(fā)現(xiàn)激發(fā)了科學家利用金納米顆粒制作傳感器的想法，對其施加壓力，顏色也會隨之改變。

要制得這樣的傳感器，金納米顆粒必須被添加到柔性的聚合物薄膜當中。按下薄膜，薄膜被拉伸，使納米顆粒分開，從而改變顏色。較輕的按壓，傳感器顯示出紫色;而按壓力度較大時傳感器顯示出紅色?？茖W家們注意到這個有趣的特性不僅發(fā)生在金顆粒上，銀顆粒被拉伸時也發(fā)生顏色的變化，會變成黃色。

這種傳感器可以提供各種用途。比如說，可以將其置入家具(沙發(fā)或床)中，來評估坐或者睡覺的姿勢。雖然這種傳感器是有金制成的，但它足夠小，成本不成問題。

7、手機充電

不論是iPhone、三星還是其他什么款式的手機，每個手機在出廠時都帶著兩個臭名昭著的缺點：電池壽命和充電時間。雖然靠前個仍然是一個普遍的問題，但以色列拉馬特甘市的科學家已經(jīng)解決了第二個問題，他們制得了一個充電只需30秒的電池。

這一突破得益于一個與阿爾茨海默氏癥相關的項目，該項目由特拉維夫大學研究人員所進行。研究人員發(fā)現(xiàn)，縮短腦神經(jīng)元和引起疾病的肽分子具有很高的電容(即，保護電荷的能力)。這一發(fā)現(xiàn)有助于StoreDot，這是一家專注于納米技術的公司。在研究人員的幫助下，StoreDot開發(fā)納米點——利用肽的特性提高智能手機電池壽命。該公司展示了微軟ThinkNext事件中的電池原型。采用三星Galaxy S3手機，這款電池在不到1分鐘的時間內(nèi)就充滿電了。

8、分子通信

全球電信業(yè)的靈魂電磁波在某些情況下將完全無用。設想一下一個可以渲染通信衛(wèi)星的電磁脈沖，以及每一種依賴于其的技術無法使用。我們非常熟悉的末日電影中可怕場景。此外，英國華威大學和加拿大約克大學研究人員思考這個問題已經(jīng)很多年了，最終提出了一個意想不到的解決方案。

研究人員觀察了某些動物，尤其是昆蟲利用信息素進行跨距離交流的方式。收集到數(shù)據(jù)后，他們能夠開發(fā)出一種通信方法，這種方法中信息以蒸發(fā)乙醇分子的形式編碼。研究人員成功的展示了這一新技術，采用摩擦乙醇作為信號化學劑，“O Canada”是靠前條信息內(nèi)容。

這種方法需要兩個裝置，一個用以編碼和發(fā)送信息的發(fā)射機、一個解碼和顯示的接收器。這種方法采用帶有LCD顯示器和按鈕的Arduino Uno(開源的微控制器)輸入要發(fā)送的文本信息。然后控制器將輸入的文本轉(zhuǎn)化成二進制序列，通過含有乙醇的電子噴霧器讀取。一旦二進制信息被讀取，噴霧器將其轉(zhuǎn)換金成一個噴霧控制組，其中“1”代表噴霧，“0”代表沒有噴霧。然后含有化學傳感器和微控制器的接收器檢測空氣中的乙醇。接收器讀取并將二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為文本，然后再屏幕上顯示出來。

研究人員能夠在數(shù)英尺的開闊地上發(fā)送和接收“OCanada”信息。所以一些科學家對這種方法表示出了信心。他們認為在地下隧道或管道等環(huán)境中，電磁波變得沒什么用，這種方法或許會有幫助。

9、計算機存儲

過去的幾十年時間里，計算機處理能力和存儲容量都有了成倍的增長。這個現(xiàn)象在大約50年前就已準確的預測到了，后來被稱作摩爾定律。然而，許多科學家，包括物理學家MichioKaku在內(nèi)，都認為摩爾定律正在失效。這是因為計算機電源無法跟上現(xiàn)有的以指數(shù)形式上升的制造技術。

雖然Kaku強調(diào)處理能力，但同樣的概念也適用于存儲容量。幸運的是，這并不是盡頭。墨爾本RMIT大學的研究人員現(xiàn)在正在探索替代方案。該小組由SharathSriram博士領銜，模仿人類大腦儲存信息的方式開發(fā)存儲設備。研究人員邁出了靠前步，制得了一種保護開關狀態(tài)下保護電荷的納米薄膜。這種薄膜比人類頭發(fā)絲還要薄上10000倍，有望發(fā)展成記憶裝置，復制大腦神經(jīng)網(wǎng)絡。

10、開采石油

過去的十年間，全球石油勘探開支已成倍增長。然而，石油開采效率仍然是個大問題。當石油公司關閉油井時，通常只有不到一半的石油被提取。剩下的部分因被隱藏在巖石里，需要的花費太高而未被開采。幸運的是，得益于納米技術，中國科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種解決途徑。

該方案是提高現(xiàn)有的鉆井技術。原來的技術需要將水注入到石油所在的巖石孔隙中。水占據(jù)石油所在的位置，并將其逼出。然而，這種方法顯示出了一定的局限性，那些能夠輕易到達位置的石油已經(jīng)被提取了。到那時，從油井里出來的就不是石油，而是水了。

為了防止這種情況發(fā)生，中國研究人員想出了一個方法，注入含有納米顆粒的水，其中納米顆?？梢圆迦氲綆r石的孔隙之間。這種方法的目的在于使水以更窄的路徑進入含油的孔隙當中，將其逼出。在中國進行的實地研究非常成功，這種方法證明了非常高效(50%)的黑金開采。