纳米的用处是什么?

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什么是纳米？
纳米是长度的度量单位，等于一米的十亿分之一。它大约是头发直径的万分之一，或者说，它是四倍原子大小的尺寸。在纳米尺度上，物质的性质会发生显著变化，这为新材料的研发和新技术的应用提供了可能。
纳米科技及其研究内容
纳米科技涉及在纳米尺度（千万分之一米至亿分之一米）内对物质的研究，包括原子、分子及其键合变化的理解，以及在这一尺度上对原子、分子的操纵和加工，这又被称为纳米技术。研究目标包括开发具有特定性质的新材料，设计、制备各种纳米器件和装置，以及探测和分析纳米区域的性质和现象。
纳米科技研究目标和可能的应用
材料和制备：研发更轻、更强、可设计的新材料，以及长寿命、低维修费的材料；构筑自然界不存在的材料和生物材料；能够在材料破坏过程中诊断和修复纳米级损伤的技术。
微电子和计算机技术：实现纳米级微处理器，提高效率一百万倍；开发高频网络系统，带宽提高10倍；制造存储容量提高千倍的存储器；集成纳米传感器系统。
医学与健康：开发快速、高效的基因测序和诊断技术；应用新型药物输送方法；制造持久的人工组织和器官；研发用于疾病早期诊断的纳米传感器。
航天和航空：开发低能耗、抗辐射、高性能的计算机；设计用于航天器测试、控制和电子设备的小型化器件；研发耐热、耐磨损的纳米涂层材料。
环境和能源：发展绿色能源技术和环境处理技术，减少污染，恢复被破坏的环境；利用纳米孔材料作为催化剂载体；使用纳米材料改善海水淡化过程；开发用于检测温度、湿度和大气成分变化的传感器。
生物技术和农业：在纳米尺度上制备具有生物活性的蛋白质、核糖、核酸等；将生物材料和器件集成到纳米材料和器件中，赋予其生物功能和其他功能。
纳米技术简介
纳米，源自拉丁文“nanometer”，意指“微小”。尽管纳米尺度极小，但纳米构建的世界却是神奇而宏大的。在21世纪，信息科学技术、生命科学技术和纳米科学技术是科技发展的主流。人们普遍认为，纳米技术是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础。纳米技术所带动的技术革命及其对人类的影响，远远超过电子技术。
纳米技术：在细微之处显神奇
纳米技术是在纳米尺度内，通过对物质反应、传输和转变的控制来实现创造新的材料、器件，并充分利用它们的特殊性能，同时探索在纳米尺度内物质运动的新现象和新规律。由于纳米正好处于原子、分子为代表的微观世界和以人类活动空间为代表的宏观世界的中间地带，被称为纳米世界，也是物理、化学、材料科学、生命科学以及信息科学发展的新领地。纳米材料中包含了若干个原子、分子，使得人们可以在原子层面上进行材料和器件的设计和制备。几十个原子、分子或成千个原子、分子“组合”在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质，也不同于大块物体的性质，这种“组合”被称为“超分子”或“人工分子”。
纳米的应用示例
半导体纳米材料的最大用处是可以发出各种颜色的光，可以做成超小型激光的光源。它还可以吸收太阳光中的光能，将它们直接转换为电能，这种技术一旦实现，太阳能汽车、太阳能住宅就会成为现实。利用特种半导体纳米材料使海水淡化已得到应用；半导体纳米材料做成的各种传感器，可灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化，这在汽车尾气和大气环境保护方面已得到应用。
碳纳米管材料是一种非常独特的材料，它的密度是钢的六分之一，而强度却是钢的一百倍。用这样轻而柔软，又非常结实的材料做防弹背心是最好不过的。如果用碳纳米管作绳索，是唯一可以从月球上挂到地球表面，而不被自身重量所拉断的绳索，如果用它做成地球到月球的电梯，人们到月球定居就很容易了。纳米管的细尖极易发射电子，用于做电子枪，可以做成几厘米厚的壁挂式电视屏，这是电视制造业新的方向。
纳米技术还可以以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料，制作生物材料和仿生材料，并能在材料破坏过程中进行纳米级损伤的诊断和修复。
纳米器件：给信息技术带来革命
纳米科技的另一主要研究领域是设计、制备新型纳米结构和纳米器件。就像30年前，微电子器件取代真空电子管器件给信息技术带来革命一样，纳米结构将再次给信息技术带来革命。