纳米技术举十个例子

　　近年来，随着科技的进步，纳米技术的运用变的越来越广泛。在物理领域，纳米半导体、纳米磁性、纳米非线性光学、纳米铁电体等都已经成为非常重要的材料。其实纳米技术早已融入我们的生活，只是大家还没注意到它而已。

 

　　1、3D打印

 

　　3D打印最核心的是材料，打印的东西如果强度不够，再复杂的结构也没有用。因此，添加金属纳米的材料可以保证核心构件的强度和硬度达到设计要求。

 

　　2、车辆润滑油

 

　　车辆设备上用的润滑油，加入颗粒直径为50—100nm的球形纳米金属粉后，这些金属粉颗粒与固体表面相结合，形成超光滑的保护层，同时填塞微划痕，可以大幅度降低摩擦和磨损。

 

　　3、电磁波吸收材料

 

　　还比如，纳米镍粉、铁粉、铁氧体粉以及铁镍合金粉等都是优良的电磁波吸收材料，不仅能吸收雷达波，而且能很好地吸收可见光和红外线。用其配制的吸波涂料和结构吸波材料，可显著改善飞机、坦克、舰船、导弹、鱼雷等武器装备的隐身性能。

 

　　4、吸入式纳米喷雾

 

　　去年，天津大学医学工程与转化医学研究院研发了一种可激发呼吸道黏膜免疫保护的吸入式纳米喷雾技术，以阻断病毒通过呼吸道途径侵入机体。实验对比数据显示，这种可吸入纳米喷雾接种方式与肌肉注射相比，能诱导相同水平的免疫球蛋白(IgG)抗体产生，更加重要的是能特异性激活呼吸道黏膜免疫，产生更高滴度的分泌型免疫球蛋白(SIgA)，使呼吸道黏膜具有更强的保护作用，有望为预防呼吸道病毒提供新的借鉴。

 

　　5、高分辨率显示

 

　　牛津大学的科学家们发明了一种制备像素的方法，只有数百纳米大小。这种方法利用了一种叫做GST(热管理产品中发现的一种材料)的相变材料。实验过程中，科学家将7nm厚的GST层夹在两片透明电极之间。每一层(只有300*300nm)作为一个像素，可通过电开闭控制。利用电流，科学家能够产生具有良好质量和对比度的图像。

 

　　这种纳米像素将用于各种用途，这些用途是对常规像素来说不切实际的。例如，其微小的尺寸和厚度使其具有很好的选择，如智能眼镜、曲面屏幕、合成视网膜。纳米像素显示器的另一个优点在于能耗低。不同于当前不断刷新所有像素来形成图像的显示器，GST显示器只刷新那些有变化的部分，从而降低能耗。

 

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　　6、变色涂料

 

　　加州大学科学家在做金纳米颗粒成串实验时发现了一个令人吃惊的现象。他们注意到当颗粒被拉伸或收缩时，金的颜色发生变化，按照科学家的描述就是由一个漂亮明亮的蓝色变成了紫色，又变成了红色。这一发现激发了科学家利用金纳米颗粒制作传感器的想法，对其施加压力，颜色也会随之改变。

 

　　要制得这样的传感器，金纳米颗粒必须被添加到柔性的聚合物薄膜当中。按下薄膜，薄膜被拉伸，使纳米颗粒分开，从而改变颜色。较轻的按压，传感器显示出紫色;而按压力度较大时传感器显示出红色。科学家们注意到这个有趣的特性不仅发生在金颗粒上，银颗粒被拉伸时也发生颜色的变化，会变成黄色。

 

　　这种传感器可以提供各种用途。比如说，可以将其置入家具(沙发或床)中，来评估坐或者睡觉的姿势。虽然这种传感器是有金制成的，但它足够小，成本不成问题。

 

　　7、手机充电

 

　　不论是iPhone、三星还是其他什么款式的手机，每个手机在出厂时都带着两个臭名昭著的缺点：电池寿命和充电时间。虽然第一个仍然是一个普遍的问题，但以色列拉马特甘市的科学家已经解决了第二个问题，他们制得了一个充电只需30秒的电池。

 

　　这一突破得益于一个与阿尔茨海默氏症相关的项目，该项目由特拉维夫大学研究人员所进行。研究人员发现，缩短脑神经元和引起疾病的肽分子具有很高的电容(即，保护电荷的能力)。这一发现有助于StoreDot，这是一家专注于纳米技术的公司。在研究人员的帮助下，StoreDot开发纳米点——利用肽的特性提高智能手机电池寿命。该公司展示了微软ThinkNext事件中的电池原型。采用三星GalaxyS3手机，这款电池在不到1分钟的时间内就充满电了。

 

　　8、分子通信

 

　　全球电信业的灵魂电磁波在某些情况下将完全无用。设想一下一个可以渲染通信卫星的电磁脉冲，以及每一种依赖于其的技术无法使用。我们非常熟悉的末日电影中可怕场景。此外，英国华威大学和加拿大约克大学研究人员思考这个问题已经很多年了，最终提出了一个意想不到的解决方案。

 

　　研究人员观察了某些动物，尤其是昆虫利用信息素进行跨距离交流的方式。收集到数据后，他们能够开发出一种通信方法，这种方法中信息以蒸发乙醇分子的形式编码。研究人员成功的展示了这一新技术，采用摩擦乙醇作为信号化学剂，“OCanada”是第一条信息内容。

 

　　这种方法需要两个装置，一个用以编码和发送信息的发射机、一个解码和显示的接收器。这种方法采用带有LCD显示器和按钮的ArduinoUno(开源的微控制器)输入要发送的文本信息。然后控制器将输入的文本转化成二进制序列，通过含有乙醇的电子喷雾器读取。一旦二进制信息被读取，喷雾器将其转换金成一个喷雾控制组，其中“1”代表喷雾，“0”代表没有喷雾。然后含有化学传感器和微控制器的接收器检测空气中的乙醇。接收器读取并将二进制数据转换为文本，然后再屏幕上显示出来。

 

　　研究人员能够在数英尺的开阔地上发送和接收“OCanada”信息。所以一些科学家对这种方法表示出了信心。他们认为在地下隧道或管道等环境中，电磁波变得没什么用，这种方法或许会有帮助。

 

　　9、计算机存储

 

　　过去的几十年时间里，计算机处理能力和存储容量都有了成倍的增长。这个现象在大约50年前就已准确的预测到了，后来被称作摩尔定律。然而，许多科学家，包括物理学家MichioKaku在内，都认为摩尔定律正在失效。这是因为计算机电源无法跟上现有的以指数形式上升的制造技术。

 

　　虽然Kaku强调处理能力，但同样的概念也适用于存储容量。幸运的是，这并不是尽头。墨尔本RMIT大学的研究人员现在正在探索替代方案。该小组由SharathSriram博士领衔，模仿人类大脑储存信息的方式开发存储设备。研究人员迈出了第一步，制得了一种保护开关状态下保护电荷的纳米薄膜。这种薄膜比人类头发丝还要薄上10000倍，有望发展成记忆装置，复制大脑神经网络。

 

　　10、开采石油

 

　　过去的十年间，全球石油勘探开支已成倍增长。然而，石油开采效率仍然是个大问题。当石油公司关闭油井时，通常只有不到一半的石油被提取。剩下的部分因被隐藏在岩石里，需要的花费太高而未被开采。幸运的是，得益于纳米技术，中国科学家已经发现了一种解决途径。

 

　　该方案是提高现有的钻井技术。原来的技术需要将水注入到石油所在的岩石孔隙中。水占据石油所在的位置，并将其逼出。然而，这种方法显示出了一定的局限性，那些能够轻易到达位置的石油已经被提取了。到那时，从油井里出来的就不是石油，而是水了。

 

　　为了防止这种情况发生，中国研究人员想出了一个方法，注入含有纳米颗粒的水，其中纳米颗粒可以插入到岩石的孔隙之间。这种方法的目的在于使水以更窄的路径进入含油的孔隙当中，将其逼出。在中国进行的实地研究非常成功，这种方法证明了非常高效(50%)的黑金开采。