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【科拷荟原创】小尺寸,大应用!

  提到米,同学们一定不陌生,日常生活中,我们经常吃大米、小米、玉米等等,那么,我们今天所说的纳米是什么呢?它是新品种水稻吗?它能吃吗?

  实际上,纳米是一个长度计量单位,1m=10^9nm,1um=10^3nm,这是个非常小的长 度单位,我们认识世界是从感官开始的,我们习惯于用眼睛来看,但是人的感知能力是有极限的,肉眼可见的结构在毫米、厘米、分米、米及以上的范围,人的一根头发直径大约为0.08mm,是1nm的80000倍,可见纳米是一个十分微小的单位,是肉眼不可见的。纳米世界是一个远离我们感官的小尺寸世界。

  那我们研究这样小尺寸的材料用来做什么呢?其实许多生命体中存在特殊的微米-纳米结构,这样排布的结构会产生许多优异的性能,我们可以利用这种优异性方便我们的生活。

  我们都知道这样一句话:“莲出淤泥而不染”,意思是莲花从积存的淤泥中长出却不被污染,那这是为什么呢?莲花有什么特殊的能力吗?实际上,这是一种表面自清洁性,自然界 中一些植物的叶子,昆虫翅膀(如蝉、蝴蝶、蜻蜓等)都有这种特性,我们可以仿照荷叶的 表面微结构做出自清洁界面材料,如果将这种材料涂在汽车表面,那么汽车在经过水坑,泥 坑时所溅起的污渍就不会附着在车身上,这样是不是就省去了洗车这一项麻烦事呢。同样的 道理,可以制作可自清洁的防水防雾玻璃,可以将自清洁涂料涂在建筑物上等一系列应用。

 

  鲨鱼,是一种海洋生物。作为最凶猛的鱼类,它能在水中快速前进的秘密就是其皮肤表 面有排列有序的微小鳞状突起,这种微纳米结构能够减小水的阻力,使鲨鱼成为海洋游泳项目中的佼佼者。我们可以仿照鲨鱼皮这种结构,给飞机穿上“鲨鱼皮”,可以减小空气阻力,节约燃料;同样给船舰穿上“鲨鱼皮”,可以克服附着在船体上的海洋生物造成的阻力,提高航速,节约能源。现在更是有鲨鱼皮泳衣的出现,备受人们青睐。

   

 

    除了在仿生学上的应用,纳米材料还可以应用于许多学科,例如医药学方面,可以作为药物的载体(包裹或附着在纳米颗粒表面),进入血液循环中甚至进入骨髓,将药物释放在患部。可以制造 “纳米机器人”,令其进入血管中,清除过多脂肪及有害物质,完成医生不能完成的血管修补工作。纳米技术还可以用来制作医用仪器,目前已经上市的纳米无创注射 器,由于进入人体的事纳米管,十分细小,不会造成伤口,没有疼痛。

  目前,纳米材料已经渗透到许多领域,但还存在许多我们没有解决的疑惑,期待未来的 你们去发现和创造。

  作者:王瑞秋

本文来自:中国数字科技馆
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