将物质操控到原子、分子乃至超分子层面的科学技术,就是纳米技术。
每项新技术诞生之初,都会引发各种令人不安的观点和预测。
因此,我们需要明白,技术一直是并将继续是人类社会发展中最重要的组成部分,而且不可或缺。我们真正能够避免的是技术的滥用及其带来的危险。
我们已经进入了纳米技术时代。
纳米技术的应用和创新正在缓慢但稳步地大幅扩展。纳米技术目前已应用于以下领域:
绿色纳米技术
- 太阳能电池
- 生物修复
- 清洁技术
- 环境微生物学
- 绿色化学
- 工业微生物学
纳米生物技术
- 纳米医学
- DNA纳米技术、脂质纳米技术
- 农业
- 纳米生物力学
工业应用
- 纳米食品、消费品(体育用品、纺织品、化妆品等)
- 航空航天与车辆
- 军事(生物传感器、制服材料、通信和武器)
- 建筑(水泥、玻璃及其他资源)
纳米技术未来最受瞩目的两个应用领域分别是人体和武器。
纳米技术拥有快速增长且规模庞大的未来市场。纳米技术如今的应用已相当广泛,其未来潜力同样巨大。
2019年及以后的一些值得关注的纳米技术发明和预测:
造福人类健康和福祉的发明
纳米技术有望为各种慢性病和致命疾病提供解决方案,例如癌症、帕金森病、阿尔茨海默病、糖尿病、骨科疾病以及与血液、肺部、神经系统和心血管系统相关的疾病。
此外,一份报告显示,2018年全球医疗保健纳米技术市场规模为1608亿美元,预计到2025年底将达到3061亿美元。
在健康监测方面,科学家们正在开展以下研究:
- 种纳米芯片;可作为可穿戴设备植入人体。此外,他们还在测试和实验纳米传感器,以使其能够成功注入人体并在体内稳定运行。
- 种名为“黑硅”的材料已被证明能够有效对抗多种革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌以及内孢子。
此外,卡内基梅隆大学的克里斯·贝廷格和杰伊·惠特克发现,墨鱼墨汁具有恰到好处的化学成分和纳米结构,可以驱动微型可吞咽电子设备。
虚拟画布
笨重的头戴式显示器最终可能会被扔进垃圾桶。
纳米技术或许能通过隐形眼镜解决设备体积庞大的问题。位于华盛顿州贝尔维尤的 Innovega 公司开发了一种名为 Optik 的平台,该平台将中心滤光片和显示透镜嵌入到隐形眼镜的中心。
据说这些光学元件比瞳孔还要小,不会影响正常视力。
该公司表示,它可以提供真正身临其境的游戏和图像体验,并“媲美 IMAX 的效果”。
纳米吸收与自修复
俄亥俄州伍斯特学院的化学教授保罗·埃德米斯顿和一些研究生正在尝试设计纳米结构的二氧化硅玻璃,使其在遇到蒸汽时能够改变颜色。
但他们意外地创造出了“Osorb”——一种可膨胀的玻璃材料。保罗·埃德米斯顿解释说:“它不像普通固体那样坚硬,而是具有膨胀的能力。”“它的颜色确实发生了变化,但它也吸收了所有的测试溶液。”
他们又添加了更多的溶液,它也全部吸收了,同时产生了惊人的膨胀力。
目前,已经有一些用于检测磨损的纳米传感器和用于缩小材料尺寸的纳米技术。
现在,研究人员正在着力研发更节能的自修复材料。
这项技术几乎可以应用于所有领域,从飞机到电子产品,能够修复微小裂纹等等。
新能源
通过利用纳米纹理、纳米管和其他纳米技术,纳米技术已开始在可再生能源的生产和开发中发挥重要作用,例如制造小型高效电池,以及提高太阳能电池板将阳光转化为电能的效率。
纳米技术还有可能将微型设备部署到环境中,从空气、光照、温度变化、水流和其他潜在来源中收集能量。
未来一代或许能够摆脱电子设备中的许多组件。
据伊利诺伊大学等众多研究人员称,借助银纳米粒子制成的导电墨水,电路板已经可以非常流畅地绘制出来。
用这种墨水绘制的线条就像导线一样,能够传输电流,足以满足LED灯或天线所需的能量。
麻省理工学院的科学家发现了一种以前未知的现象,这种现象可以使强大的能量波穿过被称为“碳纳米管”的微小导线。
这项关于碳纳米管的发现为创造和探索许多新的电力来源和传输方式提供了重要途径。
而这仅仅是纳米技术冰山的一角。
显而易见,纳米技术将在各个领域发挥重要作用。与其他先进技术,例如人工智能、机器学习、物联网、大数据、虚拟现实和增强现实以及云计算一样,纳米技术在创新和突破方面展现出非凡的潜力。




