纳米时代的来临

“纳米”对于我们来说应该很熟悉，我们已经了解过它。它实际上就是一种几何尺寸的计量单位，就好像厘米、分米和米一样，1纳米等于十亿分之一米，它的长度约为四五十个原子排到一起，还不到头发丝粗细的十万分之一。作个形象的比喻，假如把一个纳米的物体放到乒兵球上，那就如同一个乒乓球放在地球上。随着1982年STM（扫描隧道显微镜）出现后，就诞生了一门以0.1～100纳米长度为研究对象，在这一水平上对物质和材料进行研究和处理的技术，这门技术就是纳米技术。21世纪是一个科技不断发展的时代，21世纪也将是一个决战纳米技术的时代。

中国的科学家在世界上第一次直接发现纳米金属的“奇异”功能——室温下的超塑性：纳米铜“能屈能伸”达50多倍而“不折不挠”，因此在各国同行中脱颖而出。伴随着21世纪的来临，一场悄然无声的“战争”早就在纳米领域拉开序幕。

自从扫描隧道显微镜发明后，世界上就出现了一门以0.1～100纳米这样的尺为研究对象的前沿学科，它就是纳米科技。纳米科技以它空前绝后的分辨率为人类展现了一个可见的原子、分子世界，这项科技的最后目标是直接以原子和分子来构造具有一定功能的产品。

其实从20世纪90年代初起，纳米技术就已经得到高速的发展，新名词、新概念不断地出现，例如纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学等一些字眼。那时有科学家预测纳米时代马上就要来临，而且它未来的应用将远远超过计算机工业，并且还将会成为未来信息时代的核心。就如同中国著名科学家钱学森所说，纳米将会带来一次技术革命，从而引发21世纪又一次产业革命。

纳米技术基于这样一个原理：当材料被加工到纳米一级的技术状态时，这种材料的物理性能和化学性质就会发生意想不到的变化，主要表现在强度、韧度、比热、导电率、扩散率、磁化率以及对电磁吸收性发生巨大改变等。利用纳米技术创造出各种各样具有“特异功能”的新材料，将这种新型材料添加到产品中，可以让产品展现出意想不到的新性能。科学家将一幅若干年后的蓝图呈现在我们面前：纳米电子学将使量子元件代替微电子器件，巨型计算机也可以装入口袋里；通过纳米技术，生活中易碎的陶瓷也可以变成韧性的，成为一种重要原料；庞大的机器或机器人都将会变成1微米以下；纳米技术还与药物的传输提供新的方法和途径，对基因进行定点；等等。

以微电子技术为代表的微米科技，曾经不仅是现在也正在对世界产生深远的影响。比微米更深入微观世界的纳米将会带领人们进一步了解物质的规律，掌握改造微观世界的武器。

当前纳米技术广泛于光学、医药、半导体、信息通讯等方面应用，而仅这几方面下来一年的营业额就达到500亿美元。知微见著的纳米科技将改变现在的产业结构，其中孕育着巨大的经济商机。

因为纳米技术的出现，从大西洋到太平洋，从日本到欧洲，一些国家纷纷的开始制定有关的战略和计划，都在准备着投巨资争抢纳米技术战略高地。比如日本设立纳米材料研究中心，还把纳米技术列入新5年科技基本计划的研究开发重点项目；德国把纳米技术作为21世纪科研创新的战略领域，设立了几十家研究机构专门研究纳米技术；美国更是将纳米计划作为下一次工业革命的核心，仅在资金方面，美国政府部门在纳米科技研究方面的投资，就从1997年的1亿多美元提高到2001年的近5亿美元，试图像微电子那样在这一领域独占老大地位。“纳米热”一下子遍及全球。

当然，我们中国对纳米技术也是极其重视的。钱学森很早就指出：“我认为纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科学发展的重点，这将会是一次技术革命，也将会是21世纪又一次产业革命。”纳米技术列入中国863计划，并且取得了突破性的成绩，从在国际上第一次把氮化镓制备成一维纳米晶体，到合成了世界上最长的“超级纤维”碳纳米管；从组装出世界上最细且性能最高的扫描隧道显微镜用探针到制备世界上最小的直径只有0.5纳米的碳纳米管；从合成高质量的储氢碳纳米材料到得到点直径为1.3纳米的超高密度信息存储材料……中国在这一最活跃的前沿科学领域里获得了一系列令世界瞩目的成就，从而也奠定了中国在这一领域的世界领先地位。

为了进一步扩大在纳米领域的竞争力，中国科学院在知识创新试点工程中将纳米材料的研究和开发列入首批20个重大项目之一，并且成立了纳米研究的专门机构——中国科学院纳米科技研究与发展中心。

到目前为止，中国已经建立了多条纳米材料和技术的生产线，如纳米复合塑料、橡胶和纤维的改性、纳米功能涂层材料的设计和运用、纳米材料在能源和环保等方面的应用也早已在中国兴起。用纳米材料和纳米技术注册的公司达到几百个，企业家对纳米材料和技术的普遍关注，为纳米技术产业的形成增加了新的活力。

当然，在纳米热中也有冷思考。中科院副院长白春礼就曾指出：“虽然中国科学家在纳米碳管、纳米材料的若干领域已取得一些很出色的研究成绩，但中国在纳米科技领域的总体水平与美、日、欧相比，差距还是相当大的。”所以，面对未来，中国科学家肩负使命感和紧迫感。

我们对于纳米的认识还远远不够，但是科学家们相信，随着对纳米科技的进一步了解，人类的生活将发生巨大的变化。科学家们坚信：纳米的未来不是梦。

21世纪被称为是“光的时代”、“高度信息化时代”和“生物工程时代”，但是不管是哪一个，它的技术的关键都是量子结果。所以纳米技术有可能引起计算机革命、光革命甚至生物工程革命，它的影响力将不低于电力代替蒸汽的革命。21世纪，一个纳米决战的时代。