陈根：以小博大的纳米技术，正在多领域蔚然成风

陈根

知名科技作家为你解读科技与生活的方方面面。1小时前

文/陈根

当前，纳米技术经过数十年的发展，已经蔚然成风。纳米技术为物理、材料、化学、能源科学、生命科学、药理学与毒理学、工程学等七大基础学科提供了创新推动力，成为变革性产业制造技术的重要源泉。

医学领域，纳米技术为医护人员提供了新的非侵入性纳米药物，使得一些最难攻克的疾病的治疗取得了重大进展。纳米技术为药物传输和疾病治疗提供了新的方式和途径。

借助纳米载体，药物可以克服人体的生物屏障，通过人为操控直接到达病灶区，在提高局部药物浓度增强治疗效果的同时减少了对其他组织的损害，其优势在癌症治疗中已然显露。

建筑领域，含有纳米成分的建筑复合材料将产生积极的影响。混凝土和水泥等建筑物粘合材料中也可使用不同类型的纳米材料以提高其性能。因为许多纳米材料都具有很高的抗拉强度，可以在施工期间和施工后作为传感器用作压力表和应变计，以确保建筑物结构合理，由此解决极端温度下建筑物的承重及老化等问题，使城市发展更具可持续性。

纳米材料在工业制造领域的应用更是对现在以及未来产生着广泛而深远的影响。比如，在新能源领域，纳米技术为锂电池的发展带来了新机遇。利用纳米技术，传统锂电池领域充放电过程中的安全性（利用硅纳米线或者具有空心壳层结构的S/纳米TiO2等）及速度慢（应用碳纳米管等）、电池不稳定（使用超薄二维BN/石墨烯复合材料等）等重大问题得以妥善解决。

纳米摩擦发电机是纳米技术在机械能发电领域的新应用。利用它可以收集传统发电机不容易获取的机械能，比如摩擦能、风能、海浪能、机械振动等。目前，已有部分利用纳米摩擦发电机的产品问世，如，自供电智能鞋、摩擦电空气净化器等。

作为一种全新的绿色能源供给技术，纳米摩擦发电机将为物联网发展中微能源供应问题提供全新的解决方案，可以为大尺度的“蓝色能源”（海洋能）提供一种全新的技术方案，在普适化便携式电子产品的电源供应方面有广泛的应用前景。利用了纳米技术的纳米摩擦发电机有可能引领技术革新并深刻改变人类社会。

在电子信息产业中，纳米技术的应用将有助于克服以强场效应、量子隧穿效应为代表的物理限制和以功耗、散热、传输延迟为代表的技术限制，制造出基于量子效应的新型纳米器件，推动高性价比制备工艺的发展。

而在轻工业领域，人们日常使用的防晒霜，其主要成分是纳米二氧化钛或氧化锌，而纳米纤维则用于制造防皱、防沾污、抗菌的衣物，以及各类体育用品如网球拍、自行车等。

尽管纳米技术是以新兴的前沿技术出现，但纳米技术离人们的生活却并不遥远，可以说，纳米技术已经实现，只不过是以人们不易察觉的方式。比如，防晒霜通常含有二氧化钛（TiO2）和氧化锌（ZnO）的纳米颗粒，两者都是高度紫外线吸收剂。

显然，纳米技术可以在微纳尺度上进行创新，以制造出具有高度柔韧性、导电性、耐用性的新材料，所使用的纳米仪器和制备的纳米颗粒使科学、工业和日常生活的各领域都发生了显著改变。在日益发展的科技时代中，纳米技术对人们生产和生活的影响还远未止步。