從(cong) 古至今，人類一直都在不斷地探索鑽研自身所處的世界。為(wei) 了離開地麵，人類發明了飛機在藍天下翱翔；為(wei) 探索宇宙的奧秘，人類發射了宇宙飛船在星際中穿行。 

　　但很少有人注意到，在探索浩瀚宇宙的同時，人類也在悄悄地進行著另外一場“奇妙旅行”，這是一次深入物質內(nei) 部的探險。在這個(ge) 旅行中，人類希望通過控製分子與(yu) 原子，在微小的空間內(nei) 營造出一個(ge) 嶄新的“王國”——納米技術的王國。 

　　今天，就讓我們(men) 共同走進這個(ge) “王國”，去探尋納米技術背後的故事。 

　　納米，也可以被叫作毫微米，和我們(men) 日常使用到的厘米、分米、米一樣，都是長度的度量單位。而我們(men) 節目開始所提到的納米技術則是指用單個(ge) 原子、分子製造物質的科學技術，研究結構尺寸在1納米到100納米範圍內(nei) 材料的性質和應用。 

　　關(guan) 於(yu) 納米技術的構想，可以追溯到20世紀60年代。在1959年，著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德·費曼做了一場著名演講。他以“由下而上”的方法出發，從(cong) 單個(ge) 分子甚至原子開始進行組裝，以達到設計要求。在費曼的設想中，他認為(wei) 物理學的規律不排除一個(ge) 原子、一個(ge) 原子地製造物品的可能性。當人們(men) 對細微尺寸的物體(ti) 加以控製的話，就會(hui) 極大地擴充人類獲得物性的範圍。 

　　費曼是第一位提出納米概念的人，也正是從(cong) 那個(ge) 時期，人們(men) 慢慢開始了對納米相關(guan) 的研究。到了20世紀80年代初，科學家們(men) 發明了納米科技研究的重要儀(yi) 器——掃描隧道顯微鏡，這對納米科技的發展起到了積極的促進作用，使得世界各國在納米方麵的研究又向前邁了一大步。 

　　掃描隧道顯微鏡，也被稱為(wei) 掃描穿隧式顯微鏡，是一種利用量子理論中的隧道效應探測物質表麵結構的儀(yi) 器。它作為(wei) 一種掃描探針顯微術工具，掃描隧道顯微鏡可以讓科學家觀察和定位單個(ge) 原子，具有非常高的分辨率。此外，這台設備還可以在低溫下利用探針尖端精確操縱原子，因此它在納米研究方麵是重要的測量工具和加工工具。 

　　掃描隧道顯微鏡的工作原理，其實並不難理解。就如同以前黑膠唱片機的唱針掃過唱片一樣，掃描隧道顯微鏡的一根探針也會(hui) 慢慢地通過要被分析的材料，當遇到單個(ge) 的原子時，流過探針的電流量便會(hui) 有所不同，同時這些變化會(hui) 被記錄下來。電流在流過一個(ge) 原子的時候有漲有落，如此便可以細致地探測出它的輪廓。在多次試驗後，通過繪出電流量的波動，人們(men) 就可以得到組成一個(ge) 網格結構的單個(ge) 原子的美麗(li) 圖片了。 

　　前麵我們(men) 說過，納米技術是通過控製單個(ge) 原子或分子來創造新物質，那麽(me) 如何能抓住那些小得不能再小的原子呢？這同樣需要依靠掃瞄隧道顯微鏡的幫助。它的探針就像一隻靈巧的手，能抓住原子並對原子進行搬移。 

　　隨著掃描隧道顯微鏡的應用，人們(men) 終於(yu) 可以按自己的意願“搬動”原子，向重新構建物質、創造新物質邁出了第一步。同樣，我國在這一方麵取得了實驗性的成功。在1993年，中國科學院北京真空物理實驗室裏的研究人員操縱原子成功寫(xie) 出“中國”兩(liang) 個(ge) 字，這標誌著我國開始在國際納米科技領域占有一席之地。而且，在隨後的幾年裏，我國納米技術的發展更是突飛猛進。 

　　1996年，中國科技大學謝毅博士利用苯熱合成法製備出出產(chan) 率很高、平均粒度為(wei) 30納米的氮化镓粉體(ti) ；一年後，清華大學範守善教授製備出直徑為(wei) 3納米到50納米、長度達到微米量級的氮化镓納米棒，首次把氮化镓製備成一維納米晶體(ti) ，提出碳納米管限製反應的概念。 

　　到了1999年，北京大學電子係薛增泉教授研究組在將單壁碳納米管組裝豎立在金屬表麵，組裝出性能良好的掃描隧道顯微鏡用探針。同年，中科院金屬所成會(hui) 明博士合成出高質量的碳納米材料，使中國新型儲(chu) 氫材料研究躍上世界先進水平。 

　　回想世界各國的科研突破，我們(men) 會(hui) 發現每當在科學技術上取得重大突破之後總會(hui) 引發新的產(chan) 業(ye) 革命，迎來一個(ge) 經濟高速發展的時期。就像蒸汽機的出現、電的應用、微電子技術的突破以及互聯網經濟橫空出世一樣，如今納米技術也成為(wei) 了各個(ge) 國家關(guan) 注的熱點，世界上許多國家把納米科技當作最有可能取得突破的科學和工程領域。 

　　2004年，德國發布了納米技術創新計劃，促進納米技術應用潛力的開發；隨後還頒布了一係列“納米技術行動計劃”，希望利用納米技術解決(jue) 其製定的高新技術計劃中能源、交通、健康等領域的關(guan) 鍵問題，提高德國企業(ye) 的競爭(zheng) 力，擴大自己在歐洲的領先地位。 

　　事實上，不隻是德國製定了納米研究計劃，中國其實也早早實施了納米技術發展的相關(guan) 計劃。為(wei) 了避免重蹈我國在半導體(ti) 、激光、計算機等技術領域起步早，轉化難的覆轍，我國對納米技術的研究非常重視。於(yu) 是早在1997年9月27號，北京大學就成立了納米科技研究中心；到了2000年底，中國科學院納米科學技術中心宣告成立，科技部正式批準在天津開發區建立“國家納米技術產(chan) 業(ye) 化基地”，由此拉開了我國納米技術快速發展的序幕。 

　　伴隨著國家政策對納米技術的大力支持，中國科學院在2013年啟動了“納米先導專(zhuan) 項”計劃，希望利用納米技術促進長續航動力鋰電池和納米綠色印刷等產(chan) 業(ye) 技術的變革性創新，同時培育和推動一批納米核心技術在特定能源、環境與(yu) 健康領域中的應用，解決(jue) 製約國家行業(ye) 發展的關(guan) 鍵性技術問題，帶動新興(xing) 產(chan) 業(ye) 的發展。 

　　正是在各類項目和計劃的支持下，我國納米技術的發展態勢良好，已經成為(wei) 了世界納米技術研發大國，貢獻的納米科技論文超過了全球的三分之一，納米專(zhuan) 利申請也大約占了全球的一半。而且，我國科學家在國際上取得了一係列令人矚目的成果，各個(ge) 領域都有所收獲。 

　　首先，在電子科技方麵，中國第一次化學合成了具有自主星空体育官网入口网站產(chan) 權的新型納米材料石墨炔，這種納米材料不僅(jin) 在能源、光電子器件等領域展示出了巨大的應用潛力，在國際上也產(chan) 生了重要影響，並且正在全球範圍內(nei) 形成新的研究方向；其次是在生物醫學方麵，研究者們(men) 成功研發出新型的“腫瘤捕手”——多肽納米材料，實現了對循環腫瘤細胞的高效富集和檢測，性能也顯著高於(yu) 國內(nei) 外同類型材料；還有是在化纖紡織方麵，我國首次合成了接近單根碳納米管理論強度的超長碳納米管管束，它的拉伸強度超越了目前全世界範圍內(nei) 發現的所有其他纖維材料。 

　　從(cong) 越來越多的研究中可以發現，我國在納米技術基礎研究領域正在逐步提升，甚至在某些領域還處於(yu) 國際領先地位。實際上，除了在納米技術研發方麵取得突破，我國在納米技術的應用和成果轉化也初具規模，已經建成了世界上第一條真正實現規模化、低成本製備高品質石墨烯的生產(chan) 線，同時還啟動了首條全自動量產(chan) 石墨烯有機太陽能光電子器件的生產(chan) 線。 

　　在科技迅速發展的今天，納米技術對人類的健康、財富和生活的影響至少等同於(yu) 在20世紀開發的微電子學、醫學成像、計算機輔助工程以及合成聚合物影響的總和。 

　　因此，在納米技術領域的科學家們(men) 看來，納米器件的研製和集成是納米技術的核心，納米材料的製備和研究是納米技術的重點工作，用自主創新推動技術創新，使納米技術的產(chan) 業(ye) 化得到健康發展。相信通過中國科技人員敢於(yu) 創新、刻苦鑽研的科學精神，我國一定會(hui) 在未來的納米科技全球競爭(zheng) 中，贏得令人矚目的領先地位。 



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