手机、防晒霜、太阳镜……纳米科技你已使用多少?
新华社北京8月30日报道,记者喻菲和申安妮指出,纳米科技,这一在肉眼难以察觉的微观领域中的技术,正逐步深刻地影响着人类的电子信息、制造业、能源、环境以及医疗等领域。从手机到电脑开yun体育官网入口登录app,从化妆品到太阳镜,再到网球拍和自行车,许多我们日常使用的物品中,都可能已经融入了纳米科技的元素。
在北京举办的第七届中国国际纳米科学技术会议上,来自全球的科学家与工程师们正深入微观领域进行创新研究,他们把科研成果转化为新型产品和技术,从而推动了一系列产业的变革。
专家指出,纳米科学是一门专注于纳米尺度(介于原子、分子与亚微米尺度之间)的物质研究科学,它探讨物质的相互作用、构成、特性以及制造技术。在这一微小尺度上,材料的物理、化学和生物学特性与宏观物体相比,展现出显著的不同。

8月29日,第七届中国国际纳米科学技术会议在北京国际会议中心举行,众多与会嘉宾在此合影,留下了珍贵的瞬间。新华社摄影记者金立旺捕捉了这一幕。
施普林格·自然集团、国家纳米科学中心以及中国科学院文献情报中心共同编制的报告中指出,纳米科技的兴起推动了多学科领域的交汇融合,催生了大量科技创新的机遇和原始性创新的可能。此外,纳米科技的发展还将对高科技领域的诞生以及人们的生产与生活带来深远的影响。
上千种纳米产品进入消费市场
新型纳米材料因其优异的机械、化学、电学、热学或光学特性,得以广泛应用于日常生活中的各类产品以及工业生产的各个领域。
据估算,目前市面上已有超过1600款采用纳米技术的消费品,这些产品涵盖了轻便耐用的网球拍、坚固的自行车、时尚的箱包,以及汽车零部件和可充电电池等多种类型。
日常使用的电吹风和直发器可能采用纳米技术减轻自重或提升耐用性。防晒产品中已经融入了肉眼难以察觉的纳米级二氧化钛或氧化锌等防晒成分。通过纳米工程技术生产的纤维,被用于制作既轻便又具有防皱、防污功能的服装,同时还能有效抑制细菌生长。
在制造业领域开元ky888棋牌官方版,纳米结构的材料被广泛应用于机器零件的表面涂层以及润滑剂之中,目的在于降低磨损并延长机器的使用寿命。此外,那些具有纳米结构的合金因其高强度、耐用性和轻质特性,成为了制造飞机以及航天航空零部件的理想之选。这些合金材料被用于生产机身、过滤元件以及其他关键部件,从而显著提升了产品的耐腐蚀性、抗震性和防火性能。
纳米级的金属、氧化物、碳等化合物颗粒,同样具备优良的催化性能,它们在石油提炼、生物能源等多个工业领域发挥着关键作用。

于北京国际会议中心举办的第七届中国国际纳米科学技术会议之上,享有诺贝尔荣誉的石墨烯发现者之一,康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授正进行着大会的特邀演讲。新华社摄影记者金立旺进行了拍摄。
小巧、节能、可弯曲屏幕的数码产品成为可能
该报告指出,纳米技术是推动信息技术及数码电子产业进步的核心动力,它显著增强了包括电脑、手机、电视在内的众多电子产品的功能。
随着纳米技术的不断突破,集成芯片与晶体管的尺寸不断缩小开yunapp体育官网入口下载手机版,同时计算效率也在不断提升。2016年,全球迎来了首个1纳米级别的晶体管问世。这款晶体管采用碳纳米管与二硫化钼材料制造,而非传统的硅,这为电子器件尺寸的进一步缩小提供了可能。
科学家对纳米材料物理特性的深入研究促进了量子器件的进步,使得在更低的能耗下实现了高速数据传输,同时也增强了信息系统的性能与安全防护能力。
朱星,国家纳米科学中心的首席科学家,指出量子点与无机半导体纳米晶体在显示屏产业中具有广泛应用前景。依托纳米技术,电视、电脑以及移动设备的屏幕能够实现超高清画质、节能效果,甚至具备可弯曲性,并能呈现出更为逼真的图像效果。在设计新型透明导电材料时,人们选用了碳纳米管或银纳米线,这一举措为各种采用柔性屏幕的电子设备的开发打开了新的可能性。
节能环保大有可为
专家指出,纳米技术的应用能够推动替代能源的进步,增强能源的利用效率,同时为环境整治带来创新的解决途径。
纳米技术或新型催化剂的应用,使得石油与天然气的开采以及燃料的燃烧过程显著提升效率,从而降低了发电厂、交通工具和其他重型设备的污染排放与能源消耗。

澳大利亚国立大学携手我国南开大学成功研制了一种新型的温控纳米材料,该材料在节能领域展现出巨大的应用前景。这一成果由新华社发布,图片由澳大利亚国立大学提供。
研究人员利用纳米技术提升了太阳能电池板的效能并减少了其制造成本。此外,纳米材料还能被应用于废热能的转换,例如将汽车排放的废气转化为可利用的能源。
科学家们研制出了一种纳米颗粒,这种颗粒能够将二氧化碳转化为洁净的燃料甲烷;同时,他们还发明了一种纳米光催化剂,这种催化剂能够显著提升氢气的制备效率。这些成果都为探索新的可再生能源开辟了广阔的前景。
纳米电极材料在提升可充电电池的存储能力和工作性能方面具有显著作用,同时还能有效减轻电池的整体重量,进而增强电动汽车等交通工具的运行效率和行驶里程。
除此之外,纳米技术在水净化和有害物质清除方面亦有着广泛应用。比如,二硫化钼等纳米薄膜材料因其卓越的过滤性能,能够有效推动海水淡化进程;同时,多孔纳米材料具备类似海绵的吸附能力,能捕捉水中的有害重金属及浮油等污染物。再者,纳米纤维对空气中细微颗粒有良好的吸附效果,因而可充当空气净化器的过滤元件。
纳米技术在环境治理领域的应用涵盖了空气、水和土壤污染物的检测工作。得益于其特有的化学及物理属性,纳米粒子对化学和生物试剂的检测能力更为敏锐,这使得它们在传感器中识别有害物质时更为高效。相较于传统手段,纳米技术不仅操作简便、速度快捷,还能在检测过程中实现污染物的去除。
更快的基因测序,更精准的癌症诊治
专家指出,纳米技术在医疗及健康领域的作用日益凸显,且在药物递送、生物材料应用、影像学、疾病检测以及活性植入体等多个医疗领域均实现了持续进步。
研究报告指出,在生物医学领域,纳米技术的一项备受关注的运用可能就是所谓的纳米孔基因测序技术。这项技术的运作机制是通过电场促使DNA的单链依次穿过薄膜上纳米级的孔洞,也就是纳米孔。在DNA单链穿越纳米孔的过程中,可以记录下孔洞上电流的波动变化,进而识别出单链上的基因编码信息。此技术有望显著减少基因测序的费用,并加快测序的进程。
纳米技术在医学领域的另一项极具潜力的应用是药物输送系统。它能够帮助药物克服化学、解剖以及生理学的障碍,直接到达病变部位。这样一来,药物在病灶区域的浓度得以提升,而对正常组织的伤害则相应减少。以精心设计的纳米药物为例,它们能够通过血管的渗漏点进入癌变组织,并在目标位置形成高浓度聚集,显著增强了癌症靶向治疗的精确性。

河北唐山建华实业集团的技术人员正在向人们展示石墨烯产品。这种纳米材料基础性强,正逐渐在国际新材料市场中崭露头角,成为一颗璀璨的明星。它能够被广泛用于电子信息、航空航天、新能源汽车、生物医药以及日常生活的多个领域。新华社记者郑勇拍摄了这一幕。
在医学影像领域,纳米粒子凭借其微小的尺寸和独特的化学特性,能够在特定的组织和肿瘤部位形成聚集,这使得诊断过程变得更加简便和精确,同时也增强了治疗的效果。
纳米技术在生物组织工程领域同样具有广泛应用前景。诸如石墨烯、纳米管、二硫化钼等纳米材料,能够被用于制作支架,从而辅助对受损组织的修复与重塑。这些纳米结构支架能够模拟组织特有的微观环境,进而促进细胞的附着、增殖以及生长,同时还能激发正常细胞的功能和组织生长。
警惕风险
纳米技术虽具显著优势,却如同双刃剑一般,既可创造巨大利益,亦可能潜藏风险。在人们为它的迅猛进步欢呼雀跃之时,亦需警惕其可能引发的环境、健康及社会层面的负面影响。
当前公众最担忧的是纳米颗粒对健康的潜在危害,这主要是因为纳米颗粒能够轻易通过肺部或皮肤途径进入人体内部。以碳纳米管中的金属污染物和柴油纳米颗粒为例,它们已被证实对健康产生不利影响。在生产过程中,那些暴露于纳米污染物中的工人面临着更高的健康风险。
此外,在纳米材料的制造环节中,产生的工业废气排放存在造成环境污染的潜在风险。这些纳米颗粒因其活性强、体积微小,可能对生态系统造成负面影响,对动植物的生存环境构成威胁。
纳米药物虽然展望广阔,然而由于目前对其在人体内的代谢过程及其机理尚无确切认知,因此存在引发未曾预见的负面影响的可能。此外,纳米药物长期应用后的具体效果也尚未得到充分证实。
朱星指出,为了解决这些顾虑,我国自2001年起便开始投入资金进行纳米安全领域的研究。其中,大约有7%的纳米技术研究经费被用于针对纳米技术可能引发的环境、健康和安全问题的科学研究。这些研究成果不仅有助于制定相关标准,还能对环境及健康风险进行量化评估,并且对建立监控和管理纳米污染的指导原则起到积极作用。