纳米世界

三次科技革命 蒸汽机时代：产业的机械化 电力时代：产业的电气化 电子计算机时代：产业的信息化和网络化

（一）蒸汽机时代：产业的机械化

1.蒸汽机时代开端的直接动因：纺织机的发明与改进需要新的动力机械：飞梭、珍妮纺机、水力纺纱机、骡机、水力织布机。 英国采煤业的发展急需新的动力机械：矿井排水用马力 自然科学的新成就和生产技术的提高是蒸汽机发明的必要条件

（二）电力时代：产业的电气化 1.电、电流、电磁感应和电磁波2.电报、电话、电视和无线电通讯技术3.蒸汽机时代的技术革命

炼钢技术的改进和发展：1713-1735年，英国达比发明用焦炭代替木炭；英国考尔特发明用煤炭冶炼熟铁，采用它蒸汽鼓风。19世纪中叶，新的炼钢技术相继发明和推广。

机械制造技术的发展：用机器生产机器代替手工工具制造机器。

交通运输业的巨变：汽船、铁路与火车

2.蒸气机的发明和完善：1世纪，古希腊罗马时代--赫伦—蒸汽反冲球。1690年，法国—巴本—活塞式蒸汽机。1698年，英国—塞维利—塞维利机1712年，英国—纽可门—大气机 。 1781年—1790年，英国—瓦特—行星式齿轮、双作用蒸汽机、离心调速器、压力表。被称为“蒸汽大王”

3.蒸汽机时代的技术革命：炼钢技术的改进和发展：1713-1735年，英国达比发明用焦炭代替木炭；英国考尔特发明用煤炭冶炼熟铁，采用它蒸汽鼓风。19世纪中叶，新的炼钢技术相继发明和推广。机械制造技术的发展：用机器生产机器代替手工工具制造机器。交通运输业的巨变：汽船、铁路与火车

（二）电力时代：产业的电气化 1.电、电流、电磁感应和电磁波 2.电报、电话、电视和无线电通讯技术

（三）电子计算机时代：产业的信息化和网络化 1.电子计算机的发展历程和发展方向 2.计算机时代的产业信息化和网络化

纳米技术---这个21世纪最具前景的技术，扑面而来。有纳米人造纤维、纳米建材、纳米包装材料等正在逐步走进我们的生活。

纳米技术渗透到医疗、药物、能源、环境、宇航、交通、生物、农业、国防等各个领域。涉及到物理学、化学、生物学、电子学、力学等学科，毫不夸张的说，纳米技术将席卷整个自然科学界，并对社会科学、人类文明产生深远影响。

20世纪最大的科学家爱因斯坦早就预言：未来科学的发展将是继续向宏观世界和微观世界挺进。

宏观世界：飞向太空、发射卫星、建造空间站、登上月球、探索火星，凭借太空望远镜，观测到几百亿光年以外的物质。 中国，2003年神州五号；2008年神州六号

微观世界：深入物质内部的探索。 人类希望通过控制原子、分子，在微小的空间营造出一个崭新的王国。 这就是20世纪90年代开始兴起的纳米技术的王国。

纳米是个音译词，英文“nanometer”。纳米技术中的“纳”（nano）来自于希腊文，本意是“矮子”或者“侏儒”的意思。 其本身仅为一个长度单位，即1米的十亿分之一（10-9米）。 1纳米大概是10个氢原子紧密排列的长度。比头发的宽度要小8万倍。

纳米技术是20世纪90年代兴起的新技术，其基本含义是在纳米尺寸（1～100纳米）范围内认识和改造自然，通过直接操纵和安排原子、分子而达到创新的目的。

理查德.费曼是1965年诺贝尔物理学奖的获得者。现代纳米技术就起源于他的一个重要的预言：用大工具制造出合适制造更小工具的小工具，直到得到正好能够直接操纵原子和分子的工具。 纳米秤、纳米镊子 意味着你可以按照你的意愿去排列原子。

钻石和石墨可谓亲兄弟，都是碳元素组成。钻石非常坚硬、晶莹，而石墨漆黑一身，松软如土。 纳米思想：古希腊哲学家德谟克利特提出“原子”的概念。中国古代哲学家惠施提出“至小无内，谓之小一”。中国古代一些哲学家认为“一尺之锤，日取其半，万世不竭”。

例四：中国古代的纳米技术 1000多年前，利用燃烧蜡烛的烟雾制成炭黑的原料以及用于着色的染料 古代铜镜，采用“水银渗”的工艺，历经千年而光亮如新，由纳米颗粒氧化锡（SnO2）构成的一层薄膜。

宇观：光年、亿光年度量，星系 宏观：微米、米、千米度量 介观：1—100纳米，量子力学

微观：0.1纳米以下，分子→原子→电子、原子核→质子、中子→夸克→？

场景一：某教授需要查阅一些资料，他就拿出一块糖大小的物体，插入计算机，结果整个国家图书馆的资料全都一览无遗。：这是因为纳米技术将使目前的计算机硬盘和软盘的存储密度大大提高，芯片的存储能力还将提高10万倍到100万倍，单位面积的存储密度将达到1011～1012比特，这样就能把国家图书馆的所有资料缩进一块糖大小的装置。 场景二：无论你走到哪里，都会看到蓝天上飘着朵朵白云，河水清澈见底；捧一捧送入口中，是那么甘甜。 这是由于利用纳米技术构筑新的器件、制造新的物质。这样做的好处是可以利用正好的原料制造出需要的东西，一个原子都不会浪费。这样能节省原材料、减少污染、节省能源，彻底治理环境污染。 场景三：大吊车用一根毛线样子的细线就吊起了一辆大卡车。 纳米技术将开发强度为钢的几十倍而重量只有钢的几分之一的轻质高强纳米结构材料 场景四：比奔腾4强大1000倍的计算机被送入垃圾站，因为大家都在使用比它还强大1000倍的计算机。 纳米技术可以使计算机的速度再提高1000倍到100万倍，能耗再降低10万倍到100万倍。晶体管和芯片的尺度进一步缩小。

场景五：你购买了一件薄薄衣服，这件衣服不用清洗，保暖抗菌防紫外线。 自清洁织物 防紫外线纤维 抗菌纤维 保暖纤维 场景六：在一次体检中，某人被发现体内有3个癌细胞，大夫为他开了一片口服药；3天后，他又去医院复查，发现癌细胞已经消失。 基因芯片和靶向治疗技术都将为医疗诊断产生变革。 纳米机器人----细胞与基因的修复、清理体内垃圾、养护血管。

场景七：石油变得几乎毫无用处，因为大家都在使用太阳能电池。 利用纳米材料和技术设计新型太阳能电池，可以使太阳能转换电能的效率提高一倍，并且大大降低其成本。

场景八：钻石已经一钱不值，黄金也失去了货币作用，工厂全部关门，每个人都有一台万能制造机，可以利用泥土、空气、水来制造他想要的任何东西。每个人的寿命都大大延长，家庭、社会、国家都改变了原有的意义，人类的思想观念受到极大挑战。 以上的这些猜测可能会出现，也可能不会出现，但纳米技术对人文科学和社会科学各个领域将产生很大影响却是必然的事情。 中国古代神话中的“天梯”，《淮南子》把昆仑山描述成“天梯”，《山海经》以树作为“天梯”。 国外，《圣经旧约.创世纪》 科幻作品中，人工架设天梯，到达太空

“天梯”优点：运输成本低 不会破坏生态环境 危险性低 “定居”月球易如反掌

分析仪器—纳米技术得以发展的“利刃”。“欲工其事，必先利其器”。

（1） 电子显微镜---分辨率达到0.1纳米 碳

纳米管的发现 分辨率：平行方向0.04纳米，垂直方向0.01纳米。原理：隧道电流，隧道效应 不足之处：只能对导体和半导体进行研究，对绝缘体无能为力。

扫描隧道显微镜 分辨率：比扫描隧道显微镜稍低 原理：利用对微弱作用力及其敏感的探针来工作的

原子力显微镜 对扫描隧道显微镜和原子力显微镜的研究 1990年，美国商用机器公司（IBM）的科学家用扫

描隧道显微镜将35个氙原子排成IBM字样。我国北京大学利用扫描隧道显微镜开展了热化学烧孔存储技术。

材料应用简史 石器时代---青铜器时代---铁器时代---钢的时代---计算机时代---纳米材料 纳米材料的两个特点： 构成纳米材料的基本单元的三维尺度中至少有一维处于纳米尺度范围；纳米材料具有不同于常规材料的性能

只有同时具备这两个特点，一种材料才能被称为纳米材料。量子力学 小尺寸效应 表面效应量子尺寸效应 宏观量子隧道效应

导致纳米材料力学、光学、热学、电磁学、化学方面性质与普通材料有很大不同。 按维数分：零维纳米材料 一维纳米材料 二维纳米材料

零维纳米材料定义：是由空间三维尺度均在纳米尺度的纳米颗粒、原子团簇组成的纳米粉体。

用途：高韧性的陶瓷、高效催化剂、隐形飞机的吸波材料、高密度磁性记录材料、抗菌材料、微电子封装材料、太阳能电池材料、传感材料、药物等等 一维纳米材料定义：是在空间有两维处于纳米尺度的纳米丝、纳米棒、纳米管等。

用途：高强度材料、微型导线、电子探针、微型光纤、场发射、储氢材料等等

二维纳米材料定义：是在三空间中有一维在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。

用途：过滤器材料、气体催化材料、光敏材料等等

碳纳米管：强度为钢100倍，密度只有其1/6。 应用：汽车—特殊塑料 电子领域—集成电路、电池、平板显示器 宇航领域—轻质高强材料燃料助推--提高燃料燃烧效率和推进力，纳米硼纤维、纳米镍丝和颗粒、纳米级铝粉 陶瓷

优点：硬度大、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐老化等。 缺点：脆

纳米陶瓷性能：克服了陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有金属一样的柔韧性和可加工性。

应用：纳米复合陶瓷轴承、化工高温耐磨密封件、纳米复合陶瓷刀具等

原理：纳米微粒表面积成倍增大，反应物之间接触的机会也成倍增加，反应速度也会成倍增大。 应用：催化剂 粒径在30纳米的镍可以把有机化学中的加氢和脱氢反应速度提高15倍。 纳米铂作催化剂通过光照射制取氢的产出率比原来提高几十倍。

纳米材料的巨磁电阻效应：指材料的电阻在一定磁场下急剧减小，一般减小的幅度比通常磁性金属与合金材料的磁电阻减小的幅度大10余倍。

应用：磁盘的记录密度提高了17倍 量子磁盘、高密度存储器，信息存储密度提高1000倍到10000倍

纳米材料的奇异性能：金属纳米材料的电阻随尺寸下降而增大，而氧化物绝缘体达到纳米级时，电阻却下降 。纳米材料对红外线、微波有良好的吸收特性。纳米材料具有自清洁作用 纳米材料可以抑制细菌生长。

纳米材料一些新功能及应用：文物保护 电致变色并具有自清洁特性的功能玻璃 纳米膜—过滤污染 自己制作纳米技术产品：点燃蜡烛，熏玻璃成黑膜，可以看日食。

古人的智慧：1000年前，蜡烛烟雾制成炭黑的原料以及用于着色的染料。古铜镜—“水银渗”工艺—纳米氧化锡颗粒 荷叶自清洁效应

原理：荷叶表面有复杂的纳米结构，表面形成一层急薄的空气层。灰尘、水珠的尺寸远大于这种结构，水在自身表面张力作用下形成水珠，从叶面上滚落的过程把灰尘粘落，形成“自清洁”现象。

蜜蜂采蜜不会迷失方向： 其腹部有磁性纳米粒子，磁盘纳米粒子有“罗盘”作用。

海龟环大西洋巡游： 海龟头部有磁性纳米微粒，准确无误完成几万公里的行程。

螃蟹为什么横着走？ 螃蟹第一对触角里有几颗磁性纳米微粒，亿万年前，螃蟹的祖先前进后退，后来由于地球磁场发生了多次剧烈倒转，螃蟹的“指南针”发生错乱，失去了正确指示方向的功能，开始横行。

为什么鹅在水中戏耍而身上的毛却并不会湿呢？ 鹅毛排列非常整齐，且毛与毛之间的间隙小到了纳米尺寸，水珠无法穿透。? 像云、雾、烟、尘等在空气中分散了纳米

? 粒子而形成了气溶胶像牛奶、肥皂泡沫、泥浆等在水中分散了

? 纳米颗粒，属液溶胶像珍珠、彩色塑料、某些合金等在某固体

里分散了纳米颗粒，属于固溶胶

仿生技术的发展? 在地球上，:

至少200万种生物，共同点是：

具备了与生长环境相适应的组织、器官和? 结构。支持了人类的发展，为人类知识和技术的

创新提供了丰富的源泉和无限的想象空? 间。

定义：根据各种生物的形态、结构

和奇特的功能启发人类创造新的产品，推? 动了社会的进步，形成的一门新的学问。三个阶段：形态仿生、结构仿生、智能仿

生 形态仿生：如中国功夫--模仿动物的动作—五禽功、猴拳、青蛙功、螳螂拳等；从鸟类飞翔---设计了飞机和各种飞行物。

结构仿生：如仿荷叶的自清洁功能 。智能仿生：对生物的功能研究

目前的仿生学 主要集中在：生物的动作行为和生物体宏观结构的模仿，很少涉及到生物体本身的效应、机理和生物组织。主要原因是：传统的技术实现手段不能满足对生物体的精细模仿要求，仿生学还停留在宏观和表面的层次上。? 仿生微纳米系统：微纳米技术的加工能力

和器件尺寸与生物细胞、组织结构相当，十分适合作为微型仿生系统的技术实现? 手段。仿生学与微纳米技术结合产生一个新的

研究方向---仿生微纳米系统

壁虎爬墙“神功”原理：黏着力是由壁虎脚底大量的细毛与物体表面分子之间产生的范德华力累加而成的。范德华力是中性分子在彼此距离非常近时，产生的一种微弱的电磁引力。壁虎脚趾生有约两百万根细小的刚毛，刚毛直径约5微米，长度30-130微米，每根刚毛的顶端有约100—1000个更细小的绒毛，大约200纳米，绒毛与物体表面分子间的距离非常近，产生范德华力。

会爬墙的“壁虎”机器人仿造：利用微米加工技术，制造机器人的脚趾。利用物理和化学方法制造纳米线排列而成一种新型纳米结构绒毛。两种方法：蜡表面压出纳米孔，形成模具加工纳米绒毛；用铝和有机聚合物自组纳米孔薄膜作主模板加工纳米绒毛。

微型机器人的目标跟踪能力：粘附在目标卫星上 优势是：能够在任意形貌的未知材料表面进行黏附和爬行。

铁磁吸附—铁磁材料；静电吸附—导电特性材料；化学黏附—胶挥发、固化；范德华力与材料无关，在真空下更为有效，最适合空间微机器人的黏附爬行机构。

军事侦察、抢险救灾、高楼清洗、特殊的靴子和手套

GPS即全球定位系统（Global Positiong System）,美国于1994年全面建成的。具有在海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定 位系统。

GPS构成：主要有三部分：空间部分：24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。地面监控部分：包括四个监控站、一个上行注入站、一个主控站。用户接收机：使用用户拥有。

各种定位方式 中国指南针和罗盘—最古老的定位器 磁性超微粒子和地球磁场来导航—大海龟环大西洋巡游 超声波发生器和接受超声波定位和导航---蝙蝠 微偏振器定位---蚂蚁 光偏振定位导航系统 光偏振现象：一束光通过偏振器，根据入射光和光栅之间的夹角不同，光强发生有规律的变化。根据偏振光强的变化，判断偏振光的方向。蚂蚁身上的偏振器就起到了定位导航的作用。

纳米技术制造微型光偏振定位导航系统

现代纳米技术，制备金属纳米线阵列。一平方厘米可以有几十个G的金属纳米线，整齐排列，制成纳米光偏原地器，可以按照光偏导航。 GPS受制于人，独立发展是出路 全世界GPS定位全部掌握在美国人手中。战争时期，美国关闭一部分GPS系统，美国人自己可以用，占绝对优势；而其他国家不能用，处于挨打的地位。 明显的事例：伊拉克战争。欧盟、其他国家（包括中国）共建的“伽利略全球卫星定位系统”。中国的“北斗导航系统”? 。摩尔定律的魔力

计算机也许是世界上贬

值最快的商品之一；新机型的推出意味着旧机型的淘汰；新型号的计算机价格昂贵，旧型号的计算机却快速贬值。

原因：受摩尔定律所左右。? 英特尔公司的创始人之一，罗伯特

.诺伊

? 斯发明了集成电路。英特尔公司的另外一个创始人

---戈登.

摩尔，1965年提出了摩尔定律：每18个月，计算机芯片集成的晶体管数量将会在? 原有的基础上翻一番。举具体数字来说明1965

年，世界上最复

杂的芯片可以集成64个晶体管；1969年，4004芯片发展到2300个晶体管；1982年，286电脑发展到10万个晶体管；1993年，奔腾增长到300万个晶体管；1999年，奔腾Ⅲ芯片，在面积为217平方毫米的芯片内有晶体管2800万个，制程精度为0.18微米（180纳米），主频速度达到1吉赫兹；2001年，奔腾4，面积降低到116平方毫米，芯片内含晶体管却超过4200万个，制程精度达到0.13微米（130纳米），主频速度达到1.7吉赫兹；

摩尔定律遇难题 按照摩尔定律的发展趋势，在2010年左右，微电子器件的尺寸和集成电路的线宽都将小于100纳米，达到微米加工技术的极限。1995年的一次国际学术会议上，摩尔本人对摩尔定律是否继续灵验提出怀疑。

光刻术制造微芯片电路 在常规尺度上设计出所需要的电路图案；然后，把电路图像制备成一个透明的图像，我们把它叫做“掩膜”。把一束光照过这个透明图像，光线穿过一系列透镜，使图像变小之后照到涂有光刻胶的硅芯片上，使之像照片一样曝光。用化学物质腐蚀掉硅芯片上曝过光的部件。

山重水复疑无路 对集成电路最小线宽的要求达到100纳米之时，现有的光刻技术就无能为力了。摩尔定律到了山重水复疑无路的境地。

破解难题见曙光摩尔定律遇到的问题其实就是微米加工技术的问题。 纳米技术可以解决问题。 超紫外加工技术 光刻技术的加工精度与使用的光源有关系，光的波长越短，加工精度就越高。 深紫外光的波长为240纳米，加工极限是100纳米。超紫外光波长更短，光刻的最小线宽达到70纳米左右。缺点：需要在真空条件下进行，增加了成本。 X射线加工技术 X射线的刻蚀精度可以达到50纳米左右； 如果采用电子束，有可能达到10纳米左右的刻蚀精度。缺点：刻蚀速度慢，刻蚀一块晶片约需要一天的时间。? 扫描隧道显微镜和原子力显微镜

碳材料

? 的应用量子计算机 DNA

生物计算机 光子计算机 能进入细胞的微型机械--分子马达 康奈尔大学科学家Montemagno，制作出体积只有红细胞1/5大小的生物分子马达。 分子马达关键部分是附在轴上的一种来自大肠杆菌的蛋白质和推进器。所需能量来自? ATP莫雷认为，用微型机器来操纵原子和分子

（三磷酸腺苷）。

永远不可能达到创造目的，这是因为有三种困难难以解决。化学原理问题 胖手指问题 粘手指问题

纳米制造模式----病毒 大部分病毒是纳米级的，构造：由遗传信息和包裹在外面的蛋白质外壳组成。 DNA病毒，RNA病毒； 寄生在生物活细胞内，“强行征用”细胞内的各种生物体材料。 纳米机器人

纳米制造模式----细胞 人的细胞是一个“纳米加工厂”。 线粒体是细胞的“发电站”； 细胞核使细胞有生长、分裂的能力。

人类的DNA 双螺旋结构，两条核苷酸聚合而成的“纳米链”构成。碱基对的顺序，决定了人的各种遗传信息。 基因发生意外变化，就可能导致某些疾病的发生，如癌症、心脏病等等。

利用“纳米机器人”修复基因，避免疾病的发生。DNA的顶端以单条基因链结束，叫做端粒。端粒是控制衰老的关键。一个细胞分裂一次，端粒就减少100对碱基对的长度，一旦端粒的碱基对长度减少到3000-5000对长时，细胞进入衰老期，然后死亡。认为增加端粒长度，改变自然衰老。

1.纳米机器人的医疗应用 纳米机器人的作用 .细胞与基因的修复 清理体内垃圾养护血管 人造机械红细胞 球型，直径约1微米，含1.8×1010按金刚石方式排列的碳原子。表面有气体传感器，可泵入9×109O2和CO2分子。

2.纳米药物 纳米药物的应用 药物中的纳米粒子可以分成两类：纳米载体和纳米药物。

纳米载体：溶解或分散有药物的各种纳米粒，如纳米脂质体、聚合物纳米囊、纳米球、聚合物胶束等。

纳米药物：直接将原料药物加工成的纳米粒。 治疗癌症方面：药物制成纳米级的磁性药物粒子，用外加磁场加以引导，把它们定位于病灶，达到靶向给药的目的。交变磁场加热磁性药物粒子，烧死癌细胞，周围健康组织不受损害。

治疗艾滋病：艾滋病毒喜欢C60粒子，容易与之结合。加拿大研制了以C60为核心的靶向药物。纳米药物的优点1.改善难溶性药物的口服吸收；2.靶向和定位释药纳米粒；增加药物的靶向性，是抗肿瘤药物、抗寄生虫药物的载体3.生物大分子载体； 药物纳米粒类型 1）纳米脂质体：粒径在100纳米左右，可作为改善生物大分子药物的口服吸收以及其他途径吸收的载体，如胰岛素纳米脂质体。 2）固体脂质纳米粒：多种类脂材料如脂肪酸、脂肪醇及磷脂等形成的固体颗粒。具有一定的缓释作用，适合于难溶性药物的包裹，作为靶向定位和控释作用的载体。 3）纳米囊和纳米球：聚乳酸、明胶等高分子材料制备而成，用于包裹药物，缓控释作用。 4）聚合物胶束：共聚物在水中溶解成高分子胶束，完成对药物的增溶和包裹。5）纳米混悬剂：在表面活性和水等附加剂存在下，直接将药物粉碎加工成纳米混悬剂，提高药物吸收或靶向性。

纳米技术应用于中药中药是世界历史曾经有的四个传统医药体系（埃及、印度、罗马、中国）之一，其他三个都消亡了，只有中医药体系保存至今； 日本和韩国对中医药的研究力度很大，中国是中药生产大国，但不是生产强国，主要是技术落后，所以需运用先进的纳米技术发展中药。中药传统是煎煮方法，难以入口，中药制剂的改良只提取了中药成分的10%--30%，药效大受影响。 纳米技术可以充分提取中药中的有效成分，既节省中药原材料，又可使药物吸收加快，增加疗效。中药加工成纳米级微粒子，针对性直达病灶；降低毒副作用。

病毒是什么？ DNA病毒，RNA病毒；病毒的蛋白质外壳能骗过细胞，一旦进入细胞，病毒自我复制，制造更多病毒。乙肝病毒、埃博拉病毒、SARS病毒等；

人类对付病毒的武器 人工免疫—研发疫苗； 病毒的变异很快? 纳米技术应用于纺织业，大大提升人们的

----应用新技术研发疫苗；

? 生活质量。纳米技术改变纤维性质，开发具有特殊功

能的纳米纤维。

爱干净的织物 纳米技术处理，布料表面形成一层稳定的气体薄膜，使油或水无法与布料表面直接接触，使布面清洁。

自清洁玻璃：纳米催化技术、仿荷叶超双疏纳米结构透明薄膜；

防紫外的纤维 二氧化钛（TiO2）制成纳米粉体，与高分子材料混合形成复合纤维母料。在加入聚丙烯和聚酯纺成丝。紫外线透过率很低。 遮阳伞、防紫外线服装

屏蔽紫外线的材料：纳米二氧化钛、纳米氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铈；

抗菌纤维：添加纳米级氧化锌（ZnO）和二氧化硅（SiO2）的复合纤维，不仅有防静电的作用，还具有除臭、杀菌和净化空气的作用。对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌抑制作用很好，且对人体无毒性、无刺激性，非常安全。医用布料，如绷带；抗菌服装。

保暖的纤维：将具有高效远红外辐射功能的海藻碳纤维添加在聚合物中可制成保健纤维。 可以吸收太阳光和人体辐射的红外线；可在很低的温度下放出红外线，保暖。 超级战甲：纳米技术制作一种“超级战甲”：既轻又具有多种功能。防弹功能、防生化、自动包扎伤口、自动变色实现隐身、通讯设施织入军服。 智能宇航服：纳米材料制造宇航服；轻巧、舒服；智能：可以感觉物体的质地、温度；化解强烈冲击；制造氧气；屏蔽宇宙射线。

微型工具大神通：纳米秤 纳米镊子 纳米化学传感器 纳米致动器 纳米麦克风 纳米温度计

微机械电子系统的动力源和部件 纳米机器人 美国科奈尔大学研究者们曾经用亚微观装置测出了一个细胞的质量，现在他们又利用微细振动悬梁测量出一个微小的病毒大概重10渺克（1渺克是1尘克的千分之一，1尘克又是1皮克的千分之一，1皮克是1纳克的千分之一，而1纳克是1克的百万分之一）。 他们发明的亚微观装置，可以测出纳米级的长度（相当于3个硅原子的宽度），这个装置被称作纳米电子机械系统（NEMS）。

科学家们估算出这种装置可以测出的最小质量是0.37渺克。他们认为，通过进一步改良，这个装置可以精确到千分之一渺克的水平。这样的精确程度，完全可以检测和分辨出DNA分子、蛋白质和其他生物分子。最终，该技术将会被用来探测和识别微生物和一些生物活性分子。

1. 不战而屈人之兵 苍蝇飞机。2. 知己知彼，百战不殆 侦察系统：美U-2飞机、间谍卫星、纳米卫星、间谍草、沙粒坐探。3. 善守者，藏于九地之下；善攻者，动于九天之上 纳米武器：蚊子导弹、蚂蚁士兵 纳米武器可以“出奇制胜”—“苍蝇”“蚊子”“蚂蚁”武器 纳米武器携带病毒—廉价的原子弹 纳米战争 1.大幅度增加投资美国 2000年，美国政府投入纳米技术研究与开发的经费为2.7亿美元。2001年，用于纳米技术开发与研究的资金为4.95亿美元。2002年，投资6.79亿美元用于纳米技术的研究与开发。2003年，增加到7.3亿美元。

真伪纳米细分辨 去伪存真：1）要注意纳米技术的科普教育2）要注意纳米技术的层次–

如制备纳米粉体材料的技术水平与制造纳米机器人的技术水平相差是很大的，但二者都可以成为纳米技术。3）不能乱贴纳米标签4）纳米要正确宣传纳米的内涵

有利有弊“双刃剑” 纳米材料的潜在风险急需评估

纳米材料的负面效应 避免纳米技术的不当使用 纳米技术将对人类社会造成巨大冲击

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