納米技術(shù)及其有人前景介紹的對象是什么

納米技術(shù)是一門高新技術(shù)，它對21世紀材料科學和微行器件技術(shù)的發(fā)展具有重要影響。為了解納米技術(shù)的發(fā)展狀況，記者走訪了英國牛津大學材料系納米材料專家保爾·華倫博士。
   華倫說，納米技術(shù)是當前全球都在談?wù)摰臒衢T話題。所謂納米技術(shù)，是指用數(shù)千個分子或原子制造新型材料或微型器件的科學技術(shù)。納米技術(shù)涉及的范圍很廣，納米材料只是其中的一部分，但它卻是納米技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。牛津大學材料系目前研究的納米技術(shù)項目有40多個，其中主要的有超細薄膜、碳納米管、納米陶瓷、金屬納米晶體和量子點線等。
   超細薄膜的厚度通常只有1納米－5納米，甚至會做成1個分子或1個原子的厚度。超細薄膜可以是有機物也可以是無機物，具有廣泛的用途。如沉淀在半導體上的納米單層，可用來制造太陽能電池，對開發(fā)新型清潔能源有重要意義；將幾層薄膜沉淀在不同材料上，可形成具有特殊磁特性的多層薄膜，是制造高密度磁盤的基本材料。碳納米管是由碳60分子經(jīng)加工形成的一種直徑只有幾納米的微型管，是納米材料研究的重點之一。與其它材料相比，碳納米管具有特殊的機械、電子和化學性能，可制成具有導體、半導體或絕緣體特性的高強度纖維，在傳感器、鋰離子電池、場發(fā)射顯示、增強復合材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景，因而受到工業(yè)界的普遍重視。目前，碳納米管雖仍處于研究階段，但許多研究成果已顯示出良好的應(yīng)用前景。陶瓷材料在通常情況下具有堅硬、易碎的特點，但由納米超微顆粒壓制成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性，有的可大幅度彎曲而不斷裂，表現(xiàn)出金屬般的柔韌性和可加工性。
   納米技術(shù)在現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。比如，在信息技術(shù)領(lǐng)域，據(jù)估計，再有10年左右的時間，現(xiàn)在普遍使用的數(shù)據(jù)處理和存儲技術(shù)將達到最終極限。為獲得更強大的信息處理能力，人們正在開發(fā)DNA計算機和量子計算機，而制造這兩種計算機都需要有控制單個分子和原子的技術(shù)能力。
   傳感器是納米技術(shù)應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。隨著納米技術(shù)的進步，造價更低、功能更強的微型傳感器將廣泛應(yīng)用在社會生活的各個方面。比如，將微型傳感器裝在包裝箱內(nèi)，可通過全球定位系統(tǒng)，可對貴重物品的運輸過程實施跟蹤監(jiān)督；將微型傳感器裝在汽車輪胎中，可制造出智能輪胎，這種輪胎會告訴司機輪胎何時需要更換或充氣；還有些可承受惡劣環(huán)境的微型傳感器可放在發(fā)動機汽缸內(nèi)，對發(fā)動機的工作性能進行監(jiān)視。在食品工業(yè)領(lǐng)域，這種微型傳感器可用來監(jiān)測食物是否變質(zhì)，比如把它安裝在酒瓶蓋上就可判斷酒的狀況等。
   在醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，納米技術(shù)也有著廣泛的應(yīng)用前景。如用納米技術(shù)制造的微型機器人，可讓它安全地進入人體內(nèi)對健康狀況進行檢測，必要時還可用它直接進行治療；用納米技術(shù)制造的"芯片實驗室"可對血液和病毒進行檢測，幾分鐘即可獲得檢測結(jié)果；科學家還可以用納米材料開發(fā)出一種新型藥物輸送系統(tǒng)，這種輸送系統(tǒng)是由一種內(nèi)含藥物的納米球組成的，這種納米球外面有一種保護性涂層，可在血液中循環(huán)而不會受到人體免疫系統(tǒng)的攻擊，如果使其具備識別癌細胞的能力，它就可直接將藥物送到癌變部位，而不會對健康組織造成損害。
   除此之外，納米技術(shù)在工業(yè)制造、國防建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測、光學器件和平面顯示系統(tǒng)等領(lǐng)域也有廣泛的用途，對21世紀的科技發(fā)展具有重要作用。
   為了對納米技術(shù)有一個較全面的印象，華倫博士帶記者參觀了納米材料實驗室。由于納米材料的結(jié)構(gòu)很小，在自然光下肉眼無法看到，所以需要借助顯微鏡來觀察和操作。走進實驗室，首先看到的是一臺被稱作"納米刀"的儀器。參觀時，研究人員正在用它在一個電子器件材料表面上切削亞微米方型小孔，以便對該器件的材料構(gòu)成進行分析。在另一個室驗室擺放著多臺透射電子顯微鏡，一位研究人員正在用它研究磁性薄膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。接下來參觀的是一臺原子探針場離子顯微鏡，利用這臺儀器，可通過移動一個個原子并形成三維圖像，對材料結(jié)構(gòu)進行分析。在另一個實驗室，研究人員正在用一臺掃描探針顯微鏡在一個平面上觀察和操作單個原子，并直接測量原子間的作用力。特別值得一提的是，牛津大學不僅科研基礎(chǔ)雄厚，在儀器制造上也有很強的實力。這里的許多儀器，都是他們自己研制的，有些處于世界領(lǐng)先水平。
   近年來，為實現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，牛津大學在加強基礎(chǔ)研究的同時，還十分重視科研成果的轉(zhuǎn)化工作。今年6月，他們新建了一個以材料科學為主的科學園。在科學園內(nèi)，科研人員與企業(yè)界密切合作，一方面對大學的科研成果進行開發(fā)，另一方面根據(jù)企業(yè)和市場需要研發(fā)新的項目。目前，這里的研究涉及生物醫(yī)學、包裝、電信、發(fā)電、航空航天、汽車、計算機等許多領(lǐng)域，其中有些項目很有發(fā)展?jié)摿ΑＨ绮牧舷党闪⒌囊患夜?，現(xiàn)在正從事納粒子發(fā)光劑的商品化研究，這種納粒子發(fā)光劑主要用于平面顯示系統(tǒng)，他比傳統(tǒng)發(fā)光劑性能先進，有很好的應(yīng)用前景。
   據(jù)研究到2010年，納米技術(shù)將成為僅次于芯片制造的世界第二大產(chǎn)業(yè)，擁有數(shù)百億英鎊的市場份額。為此，今年7月，英國貿(mào)工部在新發(fā)表的科技與創(chuàng)新白皮書中，已將納米技術(shù)列為21世紀科技發(fā)展的重點，加速該領(lǐng)域的發(fā)展。正如科學家預測：納米技術(shù)這一新興的高科技領(lǐng)域，將成為21世紀一顆新的科技明星.