国纳科技酱曾经在纳米技术及应用国家工程研究中心工作多年，身边的朋友常常会问我一个问题，“什么是纳米科技？”。

 

简单来说，纳米科技就是在纳米尺度（1到100纳米）上进行的科学、工程和技术。显然，纳米科学和纳米技术是对极小事物的研究和应用，可以应用的科学领域非常广，包括化学、生物学、物理学、材料科学和工程学，也包括现在“卡脖子”领域——芯片。下面我们就来一起简单了解一下什么是纳米科技。

纳米科技的起源

纳米科技这一个概念起源于一位名叫理查德·费曼（Richard Feynman）的物理学家，早在1959年12月29日，在加利福尼亚理工学院举行的美国物理学会会议上，他发表了一篇题为“There’s Plenty of Room at the Bottom”的著名演讲，在这篇演讲中，费曼描述了一个科学家能够操纵和控制单个原子和分子的过程，并提到了纳米科学和纳米技术背后的思想和概念。

 

在费曼演讲之后十多年，在对超精密加工的探索中，谷口教授正式创造了纳米科技这一术语。直到1981年，随着能够“看到”单个原子的扫描隧道显微镜（STM）的发展，现代纳米科技才开始出现。

纳米科技的基本概念

很难想象纳米到底有多小，一纳米是十亿分之一米，这里举几个例子：

• 一英寸有2540000纳米
• 一张报纸的厚度大约有100000纳米
• 一根头发均匀等分成50000根后，每一根的厚度大约就是1纳米

 

在纳米世界，我们可以观察和控制单个原子和分子。要知道，地球上的一切都是由原子组成的——我们吃的食物，穿的衣服，住的房子和房子，也包括我们自己的身体。原子这样小的东西用肉眼是看不见的，即使借助中学科学课上常用的显微镜也看不见，只能用扫描隧道显微镜或原子力显微镜（AFM）才可以。

纳米科技的应用

虽然现代纳米科技还是新生技术，但纳米材料我们已经使用了数千年了。早在1600年前的古罗马人制作的一只高脚杯，当光线从前方照射时杯子呈现绿色，当光线从后方照射时呈现红色，人们一直不知道其中原因。直到最近科学家将高脚杯的玻璃碎片放在高倍显微镜下观察，发现玻璃中溶入了金和银颗粒，其直径大约50纳米，这只有盐粒直径的千分之一。这说明高脚杯的制造过程中使用了类似现代的纳米工艺，能够将物质分解成原子和分子等级。

 

如今，科学家和工程师们可以利用全新的科技手段和工具，寻找各种各样的方法来有意地在纳米尺度上制造材料，以利用相比大尺度材料而言增强的特性，例如更高的强度、更轻的重量、更好的光谱控制以及更大的化学反应性等。

 

纳米科技应用范围很广，包括衣、食、住、行、医等方方面面，不过大家听得最多的或许就是芯片了，芯片为什么人家能卡我们脖子，原因就在于芯片就是纳米尺度上进行制造的，涉及高精度设备，如光刻机。

纳米科技未来展望

对于未来纳米科技的发展，2017年上海市科技启明星卢静副研究员（@国纳科技酱前同事）给出了自己的意见：“随着纳米制造设备和表征技术的发展，纳米材料的应用将会更加广泛与便捷。例如：原子层沉积设备原都由国外垄断，现在国内已经有成熟的设备生产商，这降低了纳米科技的应用成本；早期废水治理仅针对工业废水等，现在我们已经开始注意原生态的水域环境保护；拉曼检测之前只有实验室才能进行，现在已经有手持拉曼检测仪可以现场快速操作了。总之，无论是认识和技术的改变，都给纳米材料的研究带来了新的机会和挑战。”

 

国纳科技酱认为，纳米科技是一个既古老又崭新的学科，涉及各行各业，也关乎民生，这是一个我们必须占领的科研高地。我们有理由相信，随着大家对这个领域基础研究和应用研究的重视，我们会迎头赶上，推动更多的原始创新、构筑纳米科技和产业发展“高楼”的基石。