纳米科技 “以小搏大”

纳米尺度——

释放物质奇异特性

纳米科技正获得科研界和产业界的高度关注，相关研究指出，进入21世纪后，全球范围内最突出的960个科研领域中，高达89%的项目都与纳米科技领域相关联。纳米科学是一门融合多种学科知识的新兴学科，兼具探索性和奠基性，同时也是重要的科研平台，它为物理学、材料学、化学、能源科学、生命科学、药物与毒物学、工程学这七大基础学科注入了新的活力，是当前最具创新潜力的科研方向之一，也为革命性的产业制造技术提供了关键支撑。

纳米科技指的是什么？要明白纳米的概念。纳米是一种计量长度的单位。一纳米的尺寸，大约是四个原子并排起来的长度。这个尺度比细菌的体积小得多。科研人员发现，当物质处在纳米级别时，它的物理性质、化学性质以及生物学行为，都会和我们在正常尺度下观察到的截然不同。例如，一些韧性不足的金属材料能造就出兼具极高硬度和良好柔韧性的性能，化学性质稳定的某些物质会转变为作用显著的促进剂，那些原本对光不敏感的半导体材料能转化为发光能力极强的设备……总而言之，当物质尺寸减小到纳米级别时，它们会展现出既与常规物体不同也与单个原子特性相异的非凡表现，似乎被赋予了某种特殊能力。

基于这一科学成就，人类开创了纳米科学和纳米技术领域。纳米科学专注于研究尺寸介于0.1至100纳米的物质，揭示其独特的物理现象、化学特性、生物行为以及各种功能表现；纳米技术则是在这个极小空间尺度上，实施对原子和分子的精准操控，开展材料处理工作，开发出具备特定用途的装置。科技领域的重大突破提供了先进手段，从根本上重塑了人类与自然界之间的互动模式。纳米科技借助微观层面的精细加工，改变材料的原有特性，让纳米材料具备优越的力学、化学、电气、磁性、热能或光能表现，促使这些创新纳米材料在常规和前沿工业生产中得到普遍应用。

纳米材料——

提高生产生活质量

纳米材料在工业生产中应用十分普遍。机械加工行业，它常被涂覆在设备部件上，或充当润滑介质，目的在于降低摩擦，提高设备耐用性。航空制造领域，它具备重量轻、硬度大的特性，是制造飞行器主体以及用于过滤、减震、防火部件的优选材料。纳米技术在电子信息领域的运用，能够突破强电场作用、量子穿壁现象这类物理层面的障碍，也能解决能耗过高、热量难以散发、信息传递速度慢等技术难题，从而开发出具备量子特性的微型装置，进而促进高效率低成本制作方法的研究。日常生活中，人们涂抹的防晒膏，其核心物质为纳米级二氧化钛或者氧化锌，纳米纤维则被用来制作抗折痕、防附着、能杀菌的服装，还有网球拍、自行车等运动装备。

生态保护工作中，纳米科技凭借其跨学科特性，对新能源开发起到关键作用，同时有助于能源利用率的提升。石油加工过程中，金属、氧化物、碳类纳米材料作为高效催化剂，在炼油、生物能源生产等方面用途广泛，能大幅增强燃料燃烧效能，降低环境污染和能源消耗。纳米材料在清洁能源方面，可用于开发价格低廉的固态太阳能电池，制作效率高的可充电电池组，包括超级电容器，同时也能应用于温差电池和燃料电池等装置上；高效能的纳米级储能物质，以及热能转化为电能的先进材料，构成了新型能源材料研究的关键方向，它们对于应对能源日益严峻的挑战具有关键性作用。

纳米技术手段有助于大幅降低传统大型污染源对生态系统的损害，有助于改善人类生活的自然环境，有助于达成物质、水以及大气的健康循环状态。纳米颗粒借助化学反应能够有效分解印染、电镀等工业废水中的有害成分，纳米纤维可以强力捕捉空气中的污染微粒，有助于减轻汽车尾气、工业排放、家庭装修引发的大气污染问题，二硫化钼薄膜能够出色完成海水脱盐任务，多孔纳米材料类似海绵般能吸附水里的重金属和浮油等有毒物质。

纳米医学——

增进生命健康福祉

纳米科技是医学与健康成果转化中的关键领域，在生物医学、药学等生命科学方面展现出重要价值，它深刻改变了疾病的检测和干预方式，并且拥有广阔的社会经济效益。

目前，纳米学在医疗健康领域已取得诸多令人注目的成果，并展现出广阔的发展前景。纳米通道基因分析技术，通过电场促使DNA分子链穿过薄膜上的微小孔洞，同时监测孔洞处电流的波动情况，借此辨别分子链上的基因排列顺序。这种技术有望显著降低基因分析的费用，并加快分析进程。纳米药物传递方法，比常规用药展现出明显长处，它能够帮助药剂克服化学层面、解剖结构以及生理机能的阻碍，到达患处，增加药物在病灶点的富集程度，降低对正常组织的伤害。比如，通过精心制作的纳米药物能够借助血管渗漏处进入肿瘤区域，并在目标部位累积，提升癌症精准治疗的成效。近些年，这个范畴一项重大创新是药物迟释微型装置的研制。此类创新型智能施药方式把药剂置入经过设定并卷曲的基因链，使其借助血液流动传送。当它到达目标肿瘤部位时，基因链会展开并释放一种能促成血管阻塞的活性物质，致使癌细胞消亡。这种办法在小白鼠身上完成了验证，对于诊治乳腺肿瘤展现出显著成效，有望开启纳米医疗崭新的篇章。

面对突然爆发的病毒感染，我国科研人员借助微粒科技，在病毒防控的多个环节提供了支持，包括预防措施、诊断手段和治疗方案，取得了显著成效。

医疗防护工作中，静电纺丝技术生成的纳米级直径聚合物纤维，展现出滤材孔隙微细、纤维分布均匀等优势，采用该材料制成的纳米面罩，即便清洗100次，依然能维持99%以上的病毒阻隔能力开元棋官方正版下载，此外，这种材料也适用于生产防护服、手套等医疗防护器具，纳米科技同时应用于病毒检测领域当前，新冠病毒的确诊主要借助酶联免疫法、化学发光法以及纳米胶体金法进行。酶联免疫法与化学发光法虽能实现定量分析，不过它们的检测周期相对较长。纳米胶体金检测法则是一种即时检测手段，与另外两种检测方式对比，它具备结果产出迅速、检测环境无严格限制、对操作人员技能要求不高等优势，因此更适合在疫情缓和阶段使用。药物在治疗应用中存在不足，普通抗病毒药质不稳定，吸收效果不佳，还容易产生抗药性，而通过纳米技术改进的抗病毒药，显著增强了药物的品质，实现了精准定位，并提高了吸收效率，预计未来纳米抗病毒药将在公共卫生领域发挥重要作用。

纳米科技在全世界备受关注，被看作是推动科技前进、促成全新产业变革的关键领域。21世纪以来kaiyun全站登录网页入口，各国经济体系相继出台纳米科技发展蓝图，持续加大资源投入，促使纳米科技迅猛进步。我国向来非常看重纳米科技的研究和技术创新，已经成为国际上促进纳米科技发展的核心力量之一。纳米科技在我国的众多领域得到普及，包括信息技术、人工智能、量子技术、新能源、新材料、化工催化与绿色制造、大健康与新医学、类脑科学、深海探索和深空探测等，它已经成为推动我国科学进步和产业升级的关键动力，对于促进经济社会发展、提升人民生活品质具有日益显著的影响。

必须把握尖端科技实现飞跃的历史契机，一方面要深化纳米科技的基础性探索，力求获取更多科研成就kaiyun官方网站登录入口，另一方面要增强纳米科技对产业革新的促进作用，打造纳米技术经济创新体系，健全利益分配机制，为整体社会发展注入强大动能，促进人类文明迈向更高阶段。