纳米机器的奥秘

你能否想像一台机器，小如一粒尘埃，里面却装有上千个部件。如今，科学家已经研制成功了只有几个原子大小、可灵活运动的机器。这些微小的装置有着巨大的能力，这就是纳米机器。

什么是纳米

纳米是一种和厘米、分米一样的尺度单位，是一米的十亿分之一。纳米与米的对比，就像一个网球与一个地球，或者说是一只蚂蚁与一条5000千米长的公路。纳米概念是科学家创造的术语，可纳米物质却不是人类的新发明，纳米材料在自然界早就存在。中国古代的人们已经知道用收集到的蜡烛燃烧的烟尘来制造精墨。其实这种烟尘就是纳米尺寸的碳墨。中国古代制造的铜镜表面有一层薄薄的防锈层，就是纳米氧化锡构成的薄膜。当材料被细化到纳米量级时，声、光、磁、热、力学等可能产生特殊的变化，使纳米微粒具有该材料在宏观尺寸时所不具备的许多奇异的物理、化学特性。纳米科技的应用也就是在纳米尺寸范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创造新物质。

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纳米技术

进入21世纪以来，纳米技术已经成为科学界的热门话题。这项技术将推动信息、医学、自动化及能源科学的迅速发展，给人类生活带来新的变化。

纳米技术的广阔前景

纳米技术的应用前景十分广泛。在医学领域内，纳米级粒子将使药物在人体内的传输更为方便，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。在电子领域，有从阅读硬盘上读取信息的纳米级磁读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米级存储器芯片等高科技产物。环境科学领域将出现功能独特的纳米膜，这种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并对这些制剂进行过滤，从而消除污染。利用先进的纳米技术，还可制成含有纳米电脑的，可进行人机对话并具有自我复制功能的纳米装置，它能在几秒钟内完成数十亿个操作动作。还可利用具有强红外吸收能力的纳米复合体系来制造红外隐身材料，这些都是很具有应用前景的技术开发领域。

纳米陶瓷

随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生。它克服了陶瓷材料的易脆性，使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性。

碳纳米管

纳米机器的制造

研究人员每次只取一个原子，把它们堆在一起组装成纳米机器。他们利用高效的计算机程序对机器进行设计。科学家通过试验和错误排除，把设计转化为真实的纳米机器。他们还利用扫描隧道电子显微镜(STM)来制作纳米机器。“STM“是一种能够让我们“看到”单个原子的装置。从STM顶端发出的电子光束能够用来驱动原子，这些原子就是纳米机器中的“零件”。

计算机设计的纳米齿轮