纳米科技与人类生活

纳米科技与人类生活

纳米,是一个十亿分之一米的长度单位。纳米技术是人类首次用单个原子、分子自由排列物质的科学技术。

在20世纪发展改变了人类的生活方式,现代信息技术对人们的生活影响巨大,而纳米技术将在21世纪极大地影响人类的生活,继电子技术、现代信息技术等名词成为人们关注的热点后,“纳米”一词逐渐成为新世纪中人们关注的焦点,而且其影响力将大大高于计算机技术对我们的影响,这将会是一种让人意想不到的效果。本文将概述纳米技术在日常生活、医疗保健、能源环保、工业生产、国防建设、百姓的衣食住行等各个领域所取得的应用以及发展前景。

一、在日常生活方面，不久的未来，有了防水防油的纳米材料做成的衣服，人们就不用洗衣服了，而且这种衣服穿着很舒服，不是像雨衣那样；用这种材料做成的红旗，即使下雨在室外也依然会高高飘扬。往各种塑料、金属、漆器甚至磨光的大理石、大楼的玻璃墙、电视机的荧光屏上涂上纳米涂料，都会具有防污、防尘的效果，而且耐刮、耐磨、防火，戴上涂有纳米涂料的眼镜，在寒冷的冬季，人们从室外进入室内，就能避免眼镜上蒙上一层水气。用纳米材料制成的茶杯等餐饮具将不易摔碎，若将抗菌物质进行纳米处理，在生产过程中加进去就能制成抗菌的日常用品，如现在市场上已出现的抗菌内衣和抗菌茶杯等，把纳米技术应用到化妆品中，护肤、美容的效果就会更佳，如何制成抗掉色的口红，可开发出防灼的高级化妆品等。

二、在电子信息领域，纳米技术将更会大显身手。纳米技术会将超大规模集成电路的容量、速度提高1000倍而体积缩小1000倍，可以预见，计算机在普遍采用纳米材料后，计算机处理信息的速度将更快、效率将更高，而且将成为真正的“掌上电脑”；二三十年后，纳米让图书馆只有糖块大小；纳米技术将发展出个人随身办公室系统，我们就不必每天上下班了。

三、在能源、交通、环保等方面也将大有作为。用纳米材料做成的电池，体积很小却可容纳极大的能量，届时汽车就可像目前的玩具汽车一样，以电池动力在大街上奔驰了。用纳米材料做成的轮胎，将更耐磨、防滑，可减少交通事故，用纳米材料制造出的小型飞机，将使飞机像汽车一样进入家庭，交通阻塞可能成为往事。在环境科学领域将出现功能奇特的纳米膜，这种纳米膜能够探测到由化学和生物制

剂造成的污染，并能经过滤而消除污染。

四、在医疗方面，纳米级粒子将使药物在人体内传输更加方便，用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应；使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病；有了通过血管进入人体的纳米级医疗机器人，将大大减轻病人手术的痛苦。

1.对老人和残疾人的益处

高精密和超微型技术已经成功地运用于提高残疾人生活的质量和成功的提高了老年人寿命，许多这些知识技术要归功于军事研究的存在，和成本低廉的大规模生产技术。其中的一些进步如下所述：外部帮助

不能用他们双手打字的人，受益于改良的眼睛跟踪技术，这是有航天技术发展而来的，红外线光束用来照射到使用者脸上，然后一个小视频照像机记录了眼睛的位置，眼睛移动引导一个在屏幕上的键盘，在一个特殊字上盯半秒钟，能使其打字。命令如保存和打印文件由看屏幕上的特殊的地方来实现，而且系统能控制家务用具部分，取暖器，开关半导体和电视。

另一种系统是一个头罩，包括一个传感器，能测量脑电讯号和轻微的肌肉运动，是由飞行员发展而来的，这些信号转化为数字信号传入计算机，分为大约十二个在屏幕上显示的读数，使用者知道怎样引导他们的脑波和做出轻微的肌肉运动来控制在屏幕上的读数。

失明者也从传感器到帮助，而且传感器越来越小和可靠，一个研究计划是用传感器测量离人最靠近物体的距离的超级拐杖（还在雏形中），拐杖有一个马达和驾驶的多方位的超声传感器。使用者能控制"快乐拐杖"的手柄，告诉拐杖他往那边走，拐杖会顺从带领使用者绕过障碍。

一个空中交通控制规化系统是基于航天技术来发展一个能在人群中自动驾驶的轮椅。它用声纳传感器和激光来计算周围事物的位置和速度。每一秒周围的环境被画出用于引导轮椅。坐轮椅的人选择方向和速度其它由轮椅完成。

2.移植

纳米技术的一些特殊的用途是用多学科方法来提高移植中的破坏性疾病痛苦的减轻，纳米技术据称能有使老人和病人完全恢复的领域--一个智能的修复工具的领域，一些设备现在正在被研究：包括角网膜移植；一些人随着年龄的增大视网

膜被破坏。研究正在寻找一种方法，连接一个信号处理的光传感器列，监视光线的进入。想象中，这种模型将存在于眼睛外面，或许是一副眼镜。它能把信号传递到移植的视网膜表面的接收器，接收器是通过微接触和视神经链接（中枢神经）这还有许多问题如生物适应性信号传输和微接触的行式。

听觉移植

今天所用的听觉移植和能达到的可能被认为是最初的和技术含量最低的设备现在的耳蜗移植，电子系统包括超过22电级（和视网膜几千甚至更多的移植完全的相反），不和耳神经直接连接，关键是如何提高电级--神经中枢的连接。

骨髓移植

在美国和欧洲，大量的研究已经取得初步成功。

脑骨移植

现在有一些设计来提高与脑相关的疾病的情况，主要通过供应生化物和监视效果。比如在帕金生氏症中病兆的减轻。

可持续性

纳米技术被认为是一个社会可持续发展的重要技术（SMALLEY，1995）比如超轻物质的发明会导致能量，燃料和材料节约。太阳电池提高会导致可循环能量的更好的部署。新的电池和燃料细胞技术将提供更有效的能量储存。绝缘材料的提高也会导致高节能

3.对环境的好处

小的数量：大规模的纳米生产技术→越小的产品→每件产品花费更小的材料的能量带来更少的污染.更少资源。产品所含资源的减少，以近些年已提上社会日程，纳米技术将是实现这个目标的关键技术，纳米结晶微粒能在肉眼可眼部分产生，更加牢固和机械承压，耐高热，而且只需一小部分资源，新的处理技术，运用超低温度，在元件制造过程中使能量消耗最小。这种材料和处理过程今天已运用于碳硅氧化等式在热电厂电导陶瓷灯丝。

更少的污染。纳米技术的趋势会对更清洁的工业生产产品做贡献，主要是通过减少产品的原料和能量的使用。这些趋势包括在电子和精密技术的小型化和设计出在纳米基础上的新型的催化方法。催化提高了化反应的效率和特性。新型高强度的材料的设计能节省原材料和能量，特别在交通部分。同时，新型的纳米材料致力于太阳能电池的运用。更值得考虑的是分子设计材料的前景，它能最终能产生通过