我們生活的世界包含了大大小小許多物體，大到高樓、大山、海洋，小到米粒、灰塵，甚至你看不見的細菌、微生物等，本期要登場的，就是咱們看不見的東東——納米材料。

納米是什么米？

納米聽起來好像某種高級大米，很好吃的樣子，但是對不起，納米不能吃。就像分米、厘米一樣，納米是一種長度單位。我們日常接觸到的最小長度單位是毫米，但是毫米和納米比起來，簡直就是長城。我們把一根頭發(fā)順著切割成5萬片，每片的厚度差不多就是一納米了。再直觀一點說，納米和米的大小關系就像乒乓球與地球的大小關系。感冒病毒，還有決定我們長相、性別的DNA都是自然界中納米尺寸的物體。我們將要介紹的納米材料指的就是那些尺寸在1納米到100納米之間的微小物體。

大家也許聽說過心靈手巧的藝術家能在大米上刻字、寫詩，然而著名的美國科學家費曼則在1959年提出更為大膽的設想：借助納米技術，人們也許能在細小的大頭針針尖上寫下總共24冊，每冊都和新華字典一樣厚的百科全書。

現(xiàn)在我們擁有了新式顯微鏡（掃描隧道顯微鏡），科學家們實實在在地看到了納米材料。納米材料的科學研究開始蓬勃發(fā)展。

納米材料有啥用？

納米材料中有一個“明星”就是碳60。它的形狀和足球非常相似，所以也被稱為“足球烯”。碳60的其中一個特點是十分光滑，因此人們將它制造成高級潤滑劑，用于減少汽車發(fā)動機的磨損。

碳60還有兩個“同胞兄弟”：一個叫碳納米管，另一個叫石墨烯。與圓乎乎的碳60不同，碳納米管非常細長，而且十分結實。如果把眾多的納米碳管“捆”在一起，做成繩子，那么它將比相同粗細的鋼繩結實5倍，而重量卻僅僅是鋼繩的1／5。目前，碳納米管已被用于制造更輕、更結實的網(wǎng)球拍和飛機機翼。科學家們甚至還設想利用納米碳管做成的繩子來實現(xiàn)連接地面和太空站的太空電梯。而石墨烯的特點是非常非常薄，且有許多像蜂窩一樣的六邊形孔。由于電流通過石墨烯的速度非常非?？?，所以科學家正研究用它來制造更快、更節(jié)能的電腦CPU。

聽起來納米材料好像很高端的樣子，它們是科學家手中的玩具，但是和咱們普通人有什么關系呢？實際上，納米材料正悄悄地進入我們的生活，也許有一天，我們會離不開它呢！

科學家研究出像荷葉一樣出淤泥而不染的納米涂料，把它涂在雨衣上，會讓雨衣絕對不濕，而且只需要輕輕跳一下，馬上全干！

還有納米材料制作的玻璃，在洗澡時不會被熱水蒸氣弄模糊；納米陶瓷制成的杯子，掉在地上也不摔壞；把銀的納米顆粒加入襪子中，就可以起到去臭味的效果，把它敷在傷口上，還能幫助傷口愈合。

隨著對納米材料的深入研究，一定還會出現(xiàn)更多以前只能在科幻小說中才會出現(xiàn)的神奇物品，讓我們拭目以待吧！

納米材料為啥不一樣？

納米材料之所以有許許多多奇異的性質，主要是由于物體只有納米大小時，我們現(xiàn)實中的物理規(guī)律會失效，所有的物體將遵循我們通常無法體驗到的物理規(guī)律：量子效應。就像我們所生活的世界和納米材料所“生活”的微觀世界是兩個不同的國家，各自遵循著不同的規(guī)則，但是一旦把納米世界的東西放到我們的世界中，就會覺得非常奇特。想想看，把咱們國家的國寶熊貓給一個從沒見過的外國人看，他是不是會覺得非常吃驚呢？

怎么研究納米材料？

科學家研究納米材料的方法主要有三種。第一種方法稱為純理論研究?？茖W家們使用紙和筆推導各種理論模型，得出有用的公式。這比較類似數(shù)學課上的求解問題。南于純理論研究通常不需要什么研究設備，所以純理論科學家有時被戲稱為將食物變成各種公式的機器。著名的科學家愛因斯坦，以及華裔科學家楊振寧、李政道就是做純理論研究的。

第二種方法稱為實驗研究。這類似于物理課和化學課上做實驗?？茖W家們首先采用各種物理和化學方法制備出納米材料，然后使用各種儀器，比如透射電子顯微鏡、光譜等研究材料的性質。著名的發(fā)明家愛迪生就是實驗科學家。

第三種方法稱為計算研究?？茖W家選擇好模擬條件，然后使用大型計算機幫助解決問題。由于計算研究方法省錢省力，并且能解決許多純理論方法和實驗方法難以解決的問題，世界各國都在大規(guī)模組建超級計算機。我國上海的“魔方”超級計算機，現(xiàn)在能達到每秒200萬億次的計算速度，擁有約2.5萬個計算核心。相比之下，目前一般家庭電腦只有一個或兩個計算核心。