親愛的同學,你知道嗎?在我們所熟知的宏觀世界和微觀世界之外,還有一個神奇的世界——納米世界。那么,納米世界到底有多神奇呢?一起來探究一下吧!
主持人:雨 田
20世紀90年代初,在美國麻省理工學院的一次科技博覽會上,一個跳蚤大小的小東西引起了人們的注意。只見它在展覽廳的地板上跑來跑去,幾位科學家伸出手來,想要抓住它看個究竟,它一下子就跑開了。人們花了九牛二虎之力,才如愿以償抓住了這個小東西。科學家們發現,這能躲會跳的小家伙竟是個納米機器人。
你知道納米嗎?
納米是個長度單位。“納米”中的“納”字,原是希臘文“矮小”的意思。1納米有多長呢?
它等于十億分之一米。據測定,一根頭發絲的直徑約為7萬-10萬納米,一粒花粉的直徑約為2.5萬納米,細菌的直徑約為1000~2000納米,煙塵微粒的直徑還不到1000納米呢。根據這些你可以想象一下:1納米到底有多長。
為了幫助人們理解著微乎其微的長度單位,有人打了個比方:做一個直徑1納米的紅色塑料球,把它放在乒乓球上,就像是把一個乒乓球放在地球上一樣。
納米雖小,但比原子、分子大得多。1納米的微粒竟擁有上千個原子。于是,在我們面前便出現了三個世界:一個是桃紅柳綠、蜂飛蝶舞的宏觀世界;另一個是人的肉眼“視而不見”的微觀世界,原子和分子是這個世界的主要角色;在這兩個世界之間的,便是第三個世界——納米世界。
你知道納米材料嗎?
把一些普通的材料,制成0.1至數萬納米大小的顆粒材料后,他們的粒徑很小,但表面積很大,結構特殊,由此便產生了一些神奇、特殊的性能。這就是納米材料。任何物質一旦變成納米材料,就成了清一色的“黑小子”,也就是說納米材料都是黑色的。原材料不同,制成的納米材料的性能就不一樣。有的納米材料有吸附、凝聚功能,有的有防垢、防附著和自潔功能,有的具有半導體功能,有的韌性好,有的保溫性好,有的耐高溫、耐摩擦、耐沖擊等。
比如,陶瓷的杯子和工藝品等一不小心掉在地上,就會四分五裂,成為碎片。而納米陶瓷就不同了,它有很好的韌性,摔在地上也能完好如初。納米銅也令人刮目相看,它能屈能伸,耐折性比普通銅高50倍;在室溫下竟能延伸50多倍而“百折不撓”。
俗話說,真金不怕火煉。然而,納米金卻“一反常態”,熔點降至33攝氏度。你把納米金片放在手中,使勁捏一下,頃刻間金片便面目全非,成了一灘“湯水”。
由于顆粒微小,納米材料對光、電、機械力的反應就截然不同。它們的化學性質也大不一樣。有人發現,如果將金屬銅或鋁做成幾個納米的顆粒,一遇到空氣它們就會劇烈燃燒,放光,甚至爆炸。
你知道納米技術嗎?
納米技術就是利用納米材料的奇妙性能,制造具有特定功能的零件、部件和產品的一類技術。如今,納米技術已向我們走來,在各方面獲得廣泛的應用。它們的各類產品猶如神通廣大的小精靈,正在或將在人類社會大顯身手。化纖服裝常會產生煩人的靜電。一點也不起眼的靜電小火花,在一些特殊場合會引起爆炸和熊熊烈火。如果在制作化纖布料時,加入少量納米金屬顆粒,那么生產出來的布料就不會摩擦生電了。假如在襪子等紡織品中加入某種納米顆粒,會使這些紡織品具有除臭和殺菌功能。近來,一些工廠推出了納米洗衣機、能除異味的空調、冰箱以及無菌餐具和抗菌紗布等。
要是把納米金屬顆粒粉末制成塊狀金屬材料,它就會變得分外結實,強度比一般金屬高10多倍,同時又能像橡膠那樣富有彈性。有人預測,這種神奇的納米鋼材和納米鋁材將在21世紀問世。用這種材料制造的汽車、飛機和輪船,可以使它們的重量只有同類交通工具的十分之一。到那時,一輛摩托車的重量只不過二三十公斤,一位少女也能輕而易舉地把它扛上樓去。
納米技術將為我們開創新的生活。像跳蚤大小的納米機器人已經出現了,這種機器人可以長驅直入,在人的血管里清淤排障,適時定點送藥……
計算機將變得比灰塵大不了多少。那時,人們將進入一個時時、處處使用計算機的新時代。嵌在內衣里的計算機將告訴洗衣機,應當用什么水溫洗滌內衣;圓珠筆筆芯中的墨水即將用完時,嵌在筆中的計算機會提醒你更換筆芯;嵌在鞋里的計算機將向汽車發出信號,把車主走過來的信息通知汽車,讓汽車調整好座位和反光鏡,并打開車門。
納米技術與信息技術和基因技術一樣,成了21世紀最重要的技術之一,它對人類的影響將是巨大而深遠的。美國國家科學基金會的納米技術高級顧問米哈伊爾·羅科曾經預言:“由于納米技術的出現,在今后30年中,人類文明所要經歷的變化,將會比剛剛過去的整個20世紀都要多得多。”