纳米是什么？
　　“纳米是什么？”很多人会这么问。纳米其实是一种长度单位，1纳米是1米的十亿分之一,相当于十个氢原子一个挨一个排起来的长度。20纳米相当于1根头发丝的三千分之一。而纳米技术则是指在纳米尺寸范围内，通过直接操纵和安排原子、分子来创造新物质。简单说，纳米世界就是一个微观世界, 纳米技术是我们操纵微观世界要使用的技术。
　　从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下(注1米＝100厘米，1厘米＝10000微米，1微米＝1000纳米，1纳米＝10埃)。即100纳米以下，因此定义：颗粒尺寸在1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。
　　纳米是一种几何尺寸的度量单位，1纳米为百万分之一毫米，即1毫微米，也就是十亿分之一米。略等于四十五个原子排列起来的长度。纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下的微小结构。

　　当Eric Drexler于1980年代首创“纳米科技”（Nanotechnology）这个名词时，他指的是在仅有几个纳米（1个纳米（nanometer）等于1/1,000,000,000米）宽的分子尺度上来制造比一个细胞还要小很多的马达、机械手臂、甚至于整台计算机，现在纳米科技还含括在分子尺度建造小结构体的相关技术。

　　纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的，后来相继问世的有纳米半导体薄膜，纳米陶瓷、纳米瓷性材料、纳米生物医学材料等。想象一下，我们可以制造出微型机器人钻进人的血管里去杀灭病菌，可以生产出能在原子上写字的纳米笔，可以创造出能弯曲的陶瓷……纳米的世界丰富多彩，离我们却并不遥远。
　　材料是一切事物的物质基础。从科学技术发展的历史看，一种崭新技术的实现，往往需要崭新材料的支持。如果没有1970年制成的使光强度几乎不衰减的光导纤维，也不会有现代的光通信；如果不制成高纯度大直径的硅单晶，就不会有高度发展的集成电路，也不会有今天如此先进的计算机和电子设备。

　　纳米材料分类
　　纳米材料就是具有纳米尺度的粉末、纤维、膜或块体。科学实验证实，当常态物质被加工到极其微细的纳米尺度时，会出现特异的表面效应、体积效应和量子效应，其光学、热学、电学、磁学、力学乃至化学性质也就相应地发生十分显著的变化。因此纳米材料具备其它一般材料所没有的优越性能，可广泛应用于电子、医药、化工、军事、航空航天等众多领域，在整个新材料的研究应用方面占据着核心的位置。
　　纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。
　　纳米粉末：又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料；吸波隐身材料；磁流体材料；防辐射材料；单晶硅和精密光学器件抛光材料；微芯片导热基片与布线材料；微电子封装材料；光电子材料；先进的电池电极材料；太阳能电池材料；高效催化剂；高效助燃剂；敏感元件；高韧性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。
　　纳米纤维：指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）材料；新型激光或发光二极管材料等。
　　纳米膜：纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。
　　纳米块体：是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。
　　专家指出，对纳米材料的认识才刚刚开始，目前还知之甚少。从个别实验中所看到的种种奇异性能，说明这是一个非常诱人的领域，对纳米材料的开发，将会为人类提供前所未有的有用材料。 　　

　　自从扫描隧道显微镜发明后，世界上便诞生了一门以0. 1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿学科，这就是纳米科技，其实就是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术。
　　纳米科技以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界，它的最终目标是直接以原子和分子来构造具有特定功能的产品。
　　从90年代初起，纳米科技得到迅速发展，新名词、新概念不断涌现，像纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学等等。纳米科技是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础，将对人类未来产生深远影响。

　　纳米科技大事记
　　1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后将变成根据人类意愿，逐个地排列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想。
　　七十年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想，1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。
　　1982年，科学家发明研究纳米的重要工具－－扫描隧道显微镜，为我们揭示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极促进作用。
　　1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。
　　1991年，碳纳米管被人类发现，它的质量是相同体积钢的六分之一，强度却是钢的10倍，成为纳米技术研究的热点。诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。
　　1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。
　　1997年，美国科学家首次成功地用单电子移动单电子，利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。
　　1999年，巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”，它能够称量十亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的重量；此后不久，德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤，打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。
　　到1999年，纳米技术逐步走向市场，全年纳米产品的营业额达到500亿美元。
　　近年来，一些国家纷纷制定相关战略或者计划，投入巨资抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米材料研究中心，把纳米技术列入新５年科技基本计划的研发重点；德国专门建立纳米技术研究网；美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心，美国政府部门将纳米科技基础研究方面的投资从1997年的1.16亿美元增加到2001年的4.97亿美元。（新华网）

　　展望“纳米新生活”
　　纳米技术的发展，将给我们的生活带来极大的变化。
　　“纳米技术”就是通过物理或化学方法，将物质粉碎成“纳米级”微粒。这种微粒比头发丝的十万分之一还要细，要在20万倍以上的电子显微镜下才能看得清楚。
　　自九十年代初开始兴起的纳米技术，可以带来信息、能源、交通、医药、食品、纺织、环保等诸多领域的新变革，大大提升我们的生活质量。如目前日本出现许多抗菌的日常用品，就是将抗菌物质进行纳米化处理，在生产过程中加进去，抗菌内衣、抗菌茶杯等便生产出来了；如果在玻璃表面涂一层渗有纳米化氧化钛的涂料，那么普通玻璃马上变成具有自己清洁功能的“自净玻璃”，不用人工擦洗了；而电池使用纳米化材料制作，则可以使很小的体积容纳极大的能量，届时汽车就可以像目前的玩具汽车一样，以电池为动力在大街上奔驰了；计算机在普遍采用纳米化材料后，可以缩小成为“掌上电脑”，体积将比现在的笔记本式电脑还要小得多。
　　普通的材料，通过纳米化处理，更能增添许多神奇特性。如陶瓷经过纳米化加工，可制成陶瓷弹簧、刀具等；而一些固体变成纳米化微粒后，不仅粘附力增强，还新添了对紫外线光的吸收性质，除了可制成抗掉色的口红，还可开发出防灼的高级化妆品。此外，利用纳米化材料特殊的磁、光、电等性质，还可以开发出难以计数的新的元器件，在信息工程、生物工程等方面发挥重要作用，从而衍生出新兴的高科技产业群。
　　纳米技术给我们生活带来的变革，将不亚于电力代替蒸气的变革。我国的纳米科技研究在国际上居于领先地位，有些成果还开始进入了开发阶段，如目前国内一些厂家已研制出纳米抗菌洗衣机之类的“纳米家电”，“纳米新生活”离我们越来越近。

　　纳米技术应用领域
　　纳米技术在新世纪将推动信息技术、医学、环境科学、自动化技术及能源科学的发展，像抗生素、集成电路和人造聚合物在二十世纪发挥了重要作用一样，纳米技术在新世纪将人类的生活带来深远影响。
　　纳米技术将给医学带来变革：纳米级粒子将使药物在人体内的传输更为方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应；使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA（脱氧核糖核酸）诊断出各种疾病。
　　在电子领域，可以从阅读硬盘上读取信息的纳米级磁读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米级存储器芯片都已投入生产。可以预见，未来以纳米技术为核心的计算机处理信息的速度将更快，效率将更高。
　　环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染。
　　尽管纳米技术前景诱人，但是在科学家真正掌握纳米技术之前，还有许多工作要做。
　　目前世界上许多实验室仍在研究如何自由地操纵原子和分子问题，这对於进一步探究如何将一个个原子重新组合成新的物质来说非常重要。
　　科学家认为，细胞本身就是“纳米技术大师”，细胞中所有的酶都是能完成独特任务的“纳米机器”。它们在微观世界里能极其精确地制造物质，而这正是科学家希望通过纳米技术实现的梦想。科学家希望通过对细胞的研究来进一步掌握纳米技术。
　　纽约大学一实验室最近研制出了一个纳米级机器人，机器人有两个用DNA制作的手臂，能在固定的位置间旋转。研究人员认为，这一成果预示着，科学家有朝一日能够研制出在纳米级工厂里制造分子的纳米机器人。

　　我国纳米科技成果一览
　　近年来，我国科学家在纳米科技领域屡创佳绩，世界权威科学刊物或者相关国际会议上，中国人频频在纳米领域“露脸”，让世界为之瞩目。
　　1993年，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地，并居于国际科技前沿。
　　0998年，清华大学范守善小组成功地制备出直径为3-50纳米、长度达微米量级的氮化镓半导体一维纳米棒，使我国在国际上首次把氮化镓制备成一维纳米晶体。
　　1998年，美国《科学》杂志上刊登了我国科学家的论文。我国科学家用非水热合成法，制备出金刚石纳米粉，被国际刊物誉为“稻草变黄金——从四氯化碳制成金刚石。”
　　近年，中国科学院物理研究所解思深研究员率领的科研小组，不仅合成了世界上最长的“超级纤维”碳纳米管，创造了一项“3毫米的世界之最”，而且合成出世界上最细的碳纳米管。
　　1999年上半年，北京大学纳米技术研究取得重大突破，电子学系教授薛增泉领导的研究组在世界上首次将单壁碳纳米管组装竖立在金属表面，并组装出世界上最细且性能良好的扫描隧道显微镜用探针。
　　1999年，中科院金属研究所成会明博士合成出高质量的碳纳米材料，使我国新型储氢材料研究一举跃上世界先进水平。这种新材料能储存和凝聚大量的氢气，并可能做成燃料电池驱动汽车。
　　不久前，中科院金属研究所卢柯博士率领的小组，在世界上首次直接发现纳米金属的“奇异”性能——超塑延展性，纳米铜在室温下竟可延伸50多倍而“不折不挠”，被誉为“本领域的一次突破，它第一次向人们展示了无空隙纳米材料是如何变形的”。（新华网）

　　纳米世界创意多　　

　　纳米鼻子:嗅觉灵
　　美国NANOMIX公司和加州大学伯克利分校将合作研发一种新型的纳米电子鼻诊断设备，可直接应用于临床，进行现场即时诊断。与传统实验室技术不同的是，这种电子嗅觉传感器系统基于探测阵列，不仅使用方便，诊断速度快，还降低了成本。

　　纳米汽车:装上心脏　
  　美国科学家最近为一辆纳米汽车上装上了分子发动力。这辆汽车宽3纳米，长4纳米，大约要两万辆这样的纳米汽车才能停满人的一根头发尖。
　　据英国《新科学家》杂志网站报道，美国赖斯大学的研究人员曾在2005年底为一辆用有机分子制成的纳米汽车装上了底盘和轮子。由于没有发动机，汽车只能“遥控驱动”，受电磁场的作用在加热的金属表面上行驶。最近这个研究小组为纳米汽车装上了发动机，使它能以光为燃料开动。

　　纳米绝缘:电子元件更小
　　加拿大多伦多大学材料科学与工程系博士后本杰明·汉顿领导的研究小组日前制成了一种新的纳米材料，经测试该材料绝缘性能良好，有助于制造出体积更小的电子元器件，甚至可应用于医学上的皮肤给药技术。
　　研究人员将新的纳米绝缘材料称为中孔有机硅（PMO）材料，是一种优秀的绝缘材料，可以用来隔离微电子元器件中的细小电路。
　　目前芯片制造商常规的方法是使用硅玻璃作为电线间的绝缘材料，以阻止电线接触和相互干扰。但该研究中制成的多孔有机硅薄膜表现出了更好的绝缘性能，而且其所占空间体积更小，这样可使电子元器件做得更小。

　　纳米发电机：运动就发电
　　最近，美国乔治亚州技术研究所的华裔研究生王仲林和宋锦辉发明出一种纳米发电机，能把身体运动产生的机械能转化成电能，随时随地为我们的手机、手提电脑等电子产品充电。
　　这种纳米发电机通过氧化锌纳米金属丝的弯曲或者松弛释放出电压，在机械应力作用下，就可以产生电流。由于氧化锌本身无毒，这种纳米发电机可以被安全地移植到人体上。
　　王仲林说：“你可以想象，将这些纳米发电机安装在你的鞋子里，当你走路的时候你就开始发电。这对于野外行军的士兵来说十分好用，他们携带的装备可以随时随地得到能源补充”。（解放日报）

　　倾听细菌游弋
　　美国加利福尼亚州Pasadena市的喷气飞机推进器实验室目前正在研制一种被称为“纳米麦克风”的微型扩音器，据《商业周刊》报道，这种微型传感器可以使科学家倾听到正在游弋的单个细菌的声音，以及细胞体液流动的声音。这种人造纳米麦克风由细微的碳管制成，正是因为构成物体积细小和灵敏度极高，这种麦克风才能够在受到非常小的压力作用下作出反应，使得对其进行监测的研究人员获得相关的声音信息。
　　利用这种新产品，科学家将可以对其他星球上是否存在生命进行探测，可以探测到生物体内单个细胞的生长发育。这一仪器研制项目已获得美国航空航天局（NASA）的批准，而且NASA还向上述实验室提供了必要的技术支持。

　　纳米花边

　　“纳米水”防强暴
　　据《人民日报》报道，最近，广州一家公司宣称生产出一种用麦饭石和纳米特殊材料制作而成的“纳米珠”，只要把它放在水里，多脏的水也能喝。长期饮用“纳米水”，可抗疲劳，耐缺氧，甚至“增强女士防匪徒强暴的能力”。据了解，每盒纳米珠要300元，买齐整套设备（一台饮水机、一桶水和十盒纳米珠）则需3800元。76岁的何姓老人在推销员的百般说服下，不但相信纳米水的神奇疗效，还看中了纳米水的销售方式。老人背着家里人一共拿出22万元，买下75套纳米水机套装产品，然后等着每月2万元钱的分红。
　　广州市工商局东山分局经济检察中队在4月3日查处了该公司，其准备创造科技神话的纳米水根本没有科技鉴定说明，该公司的纳米水套装产品既无生产许可证，也没有产品合格证。

　　纳米
　　媒体把“纳米”炒得热火朝天。一个种植专业户老农也听说了，向村里“专家”打听：“电视报纸整天说现在纳米可吃香了，好多科学家也在研究。连股市都有什么纳米板块。可我不知道哪儿有纳米种子卖，一年种上它两季，说不定能卖个好价钱吧。”那“专家”悄悄地耳语道：“我刚从县城买了10斤纳米回来，做了一顿饭，味道好极了，医生还说纳米能强身健体呢。你想知道在哪儿卖得到种子？给点信息咨询费吧。” （天缘笑话）

一个纳米 一个世界
　　美国材料研究学会最近发布了一些由显微镜拍摄的最漂亮的科学艺术图像（2007 MRS春季会议“科学的艺术”得奖照片）。这些作品都是微米级或者纳米级的，是通过扫描电子显微镜(SEM)和扫描隧道显微镜(STM)拍摄的。
“从古典到量子艺术”_EeJinTeo_并列第一名
　　图1：在纳米晶体上画世界名画
　　利用高分辨率的聚焦离子束写入技术，科学家把十九世纪英国画家威廉·布莱克（William Blake）的经典名画转移到了可以精细调节的纳米晶体上。科学家称之为“量子艺术”。
　　这张由新加坡国立大学提供的名为“上古时代”的光致荧光照片其实就是多孔硅，精度为100微米。科学家先用聚焦氦离子束对多孔硅进行处理，然后在氢氟酸里用电化学腐蚀而成。由于量子限制效应，腐蚀后剩下的硅的骨架能发出可见光。
　　在这个图里，我们看到橙红色勾勒处的男人。他的脸和须发是用黑色完成的。这些黑色区域其实是用高的氦束剂量来达到的。他正伸出左手去拿红色球上的一副橙黄的圆规。
Anthradithiophene的花束_MatthewLloyd_并列第一名
　　 图2：显示屏就像向日葵
　　这幅看上去像很多幅梵高名画《向日葵》的图片，其实是由美国科内尔大学提供的双噻吩蒽（Anthradithiophene）分子的显微图像。这种分子由五环组成，看起来像五朵向日葵花。虽然名称听上去很专业，但其实就是有机薄膜电晶体，可以用于显示屏，如OLED显示屏。
纳米黄金金字塔_JoelHenzie_第一名
　　 图3：微观黄金金字塔
　　这是由美国西北大学提供的位于硅基座上的纳米金字塔的高分辨扫描电子显微镜照片。这种纳米颗粒阵列具有定向的光学性能。这种特性使得人们对于纳米尺度里的光和物质的相互作用具有了更深的理解。
　　科学家正在探索这种结构在化学、生物传感和纳米光子学等方面的应用。
砷化镓海底生物_CandaceLynch_并列第二名
　　 图4：瑕疵之美造就海底生物
　　此名为“砷化镓海底生物”的照片其实是显微镜拍下的砷化镓表面的瑕疵。它是美国空军研究实验室利用诺马斯基（Nomarski ）相衬（微分干涉相衬）技术拍成的。拍摄时，有氢化物气体流过其表面。
纳米金表面的水滴_PhilBartlett_并列第二名
　　 图5：纳米金表面上的水滴
　　这张图是纳米结构的金表面上的一滴水，这是由英国南汉普顿大学拍摄的，是通过电铸成模方法制备的纳米金。这些颜色是由白光反射和纳米金表面上的等离子体激元所形成的。
花粉上的黄昏_SamualShian_并列第二名
　　 图6：花粉上的黄昏
　　这是一个二氧化钛花粉表面的扫描电子显微镜照片。此花粉是通过形状不变的“气-固”替换反应被转化成了氧化钛。其外观上的粒状表面是纳米晶体锐钛矿。此图经后续图片加工，增加了颜色和照明效果。（北京科技报 王金元编译）

氧化锡纳米线的扫描电镜照片_SureshDonthu_并列第一名
　　清晨林中漫步：Suresh Donthu, Northwestern University
　　氧化锡纳米线的扫描电镜照片
纳米棒棒糖_SarangIngole_第二名
　　这是一个侧面图，现实了搭在两个镍电极间的一根硅纳米线。在右边的那一头，纳米线连着一个小的纳米镍金属球，看起来就象是个棒棒糖。所以偶们叫它"纳米棒棒糖"。此图由日立S-4700场发射扫描电镜拍摄。样品法线跟电子束成85度角。

　　注：图片来源http://www.mrs.org/