美国西北大学化学教授查德·米尔金说,“无论什么东西,一旦微缩到100纳米以下就会呈现全新的特性,世间万物皆如此”。
美国《大众科学》网站11月14日发文称,纳米粒子的关键在于其尺寸,与较大的粒子相比,它们有着奇特的化学和物理特性。这就是纳米粒子成为未来材料的原因所在。
文章称,纳米物质的尺寸使原子之间和它们的组分之间发生独特的相互作用,这种相互作用有好几种方式。就非生物纳米粒子来说,不妨拿保龄球打比方,绝大多数原子都在球内,有限的原子在球的表面与空气和木质球道接触。
米尔金解释,球内的原子互相之间发生作用,而球面的原子是与其他不同原子相互作用。现在把这个球缩小到分子大小。“缩得越小,球面与球内原子的比率就越高,当球体较大时,表面的原子相对而言微不足道。但是到了纳米尺寸,颗粒可能会几乎全是表面,那些原子就会对材料的总体特性产生重大影响。”。
这种相互作用也存在于电子器件中,使石墨烯和量子点等材料可用于制造微型计算机和通信设备。纳米材料给了电子一个更小的活动区域。
米尔金表示:“把东西变小无所谓好坏,归根结底的问题在于,这些东西有什么用途?在运用时,我们是否考虑过恰当的安全分析及其影响?到目前为止,我认为我们做得很好。”
以下列举纳米技术改变世界的七种方式:
一、纳米粒子墨水导电
伊利诺伊大学的研究人员在用纳米银粒子制造导电墨水。纳米银粒子悬浮在纤维素溶液中,目的是增强粘性以便能够从笔芯里流出来。画出来的线条成为能携带电流的银丝,足以为天线甚至小型led显示装置供电。
二、癌症探测器
纳米金粒子用于癌症等疾病的新型“嗅探器”。随着癌细胞增长,细胞内的基因和蛋白质会发生变化,这个过程会释放出可探测到的挥发性有机化合物——这就是为什么经过训练的狗可以“闻”出癌症。纳米粒子也能闻出来。
以色列研究人员两年前宣称发明了一种纳米金粒子传感器,它不仅能判断一个人是否患癌,而且能分清是肺癌、乳腺癌、前列腺癌还是结肠癌。从中受益的不仅仅是癌症患者,查德·米尔金正在研制的纳米粒子能诊断和治疗疾病,追踪早期癌症甚至确定住院病人是否受感染。