纳米技术有哪些应用(纳米技术介绍)
很难想象没有纳米技术的未来。在原子和分子水平上操纵物质为化学、生物和医学领域的重大突破铺平了道路。然而，纳米技术的应用远比我们想象的更加广泛和多样化。
10电影制作
20世纪80年代，扫描隧道显微镜(STM)还没有发明，纳米技术领域可能还停留在科幻小说中。具有原子精度的STM使物理学家能够以传统显微镜无法实现的方式研究材料结构。
IBM研究人员通过在铜表面移动独立原子，制作了世界上最小的动画电影《一个男孩和他的原子》，展示了STM的惊人潜力。
这部90秒的电影描绘了一个由一氧化碳分子组成的男孩在打球、跳舞、玩蹦床。该动画共有202帧，仅占空中单根人发的千分之一。为了制作这种薄膜，研究人员利用了扫描隧道显微镜的一种特殊功能:由原子组成的带电且极其锋利的针尖。针可以感应碳分子在动画表面(即铜片)上的精确位置。因此，它可以用来创建分子图像并将其移动到下一个位置。
9.石油开采
过去十年，全球石油勘探支出翻了一番。然而，石油开采的效率仍然是一个大问题。当石油公司关闭油井时，通常只有不到一半的石油被开采出来。其余的藏在岩石里，成本太高，无法开采。幸运的是，多亏了纳米技术，中国科学家找到了解决办法。
计划是改进现有的钻井技术。原始技术需要将水注入石油所在的岩石孔隙中。水占据了油的位置，迫使它流出。然而，这种方法显示出一些局限性，容易到达该位置的油已经被提取出来。到那时，从油井里出来的将是水，而不是油。
为了防止这种情况发生，中国研究人员彭和想出了一种注入含有纳米粒子的水的方法，纳米粒子可以被插入岩石的孔隙中。这种方法的目的是使水以更窄的路径进入含油孔隙，并将其挤出。中国的实地研究非常成功，这种方法被证明是非常有效的(50%)黑金开采。
8高分辨率显示器
计算机屏幕上的图像是通过称为像素的小点呈现的。不管它的大小和形状如何，屏幕上的像素数量仍然是图像质量的决定性因素。然而，对于传统显示器来说，像素越多，屏幕越大——这是一个明显的限制。
当公司忙于销售大屏幕时，牛津大学的科学家发明了一种制备像素的方法，像素只有几百纳米大小。这种方法使用一种叫做GST的相变材料(一种在热管理产品中发现的材料)。在实验过程中，科学家们在两个透明电极之间夹了一层7纳米的谷胱甘肽硫转移酶。每个层(只有300*300纳米)作为一个像素可以通过电开关来控制。利用电流，科学家可以产生具有良好质量和对比度的图像。
这种纳米像素将用于各种目的，这对于传统像素来说是不切实际的。例如，它的微小尺寸和厚度使其成为一个很好的选择，如智能眼镜、曲面屏幕和合成视网膜。纳米像素显示的另一个优点是低能耗。与当前不断刷新所有像素以形成图像的显示器不同，商品及服务税显示器仅刷新那些已更改的部分，从而降低能耗。
7变色涂料
加州大学的科学家们在做金纳米粒子串实验时发现了一个令人惊讶的现象。他们注意到，当粒子被拉伸或收缩时，金的颜色会发生变化。根据科学家的说法，它从美丽明亮的蓝色变成紫色，然后变成红色。这一发现激发了科学家们使用金纳米粒子制作传感器，颜色会随着压力而变化。
为了制造这种传感器，必须将金纳米粒子添加到柔性聚合物膜中。当薄膜被压下时，薄膜被拉伸以分离纳米粒子，从而改变颜色。轻按，传感器显示紫色；当压力较大时，传感器显示红色。科学家们注意到，这一有趣的特征不仅出现在金颗粒上，也出现在银颗粒上，当拉伸时，颜色会发生变化，变成黄色。
该传感器可用于各种目的。例如，它可以放在家具(沙发或床)中，以评估坐姿或睡姿。虽然这种传感器是金制的，但它足够小，成本不是问题。
6手机充电
无论是iPhone、三星还是其他任何类型的手机，每一部手机出厂都有两个臭名昭著的缺点:电池寿命和充电时间。虽然第一个问题仍然是一个常见的问题，但以色列拉马特甘的科学家已经解决了第二个问题，他们制造了一种只需30秒就能充电的电池。
这一突破得益于特拉维夫大学研究人员开展的一个与阿尔茨海默病相关的项目。研究人员发现，缩短大脑神经元并导致疾病的肽分子具有高电容(即保护电荷的能力)。这一发现有助于专门从事纳米技术的StoreDot公司。在研究人员的帮助下，StoreDot开发了纳米点——利用肽的特性来提高智能手机的电池寿命。该公司在微软ThinkNext活动中展示了电池的原型。使用三星Galaxy S3手机，这款电池不到一分钟就充满电。
5药物输送
疾病(如癌症)的治疗非常昂贵，有些情况下是不允许有时间的。幸运的是，世界各地的几家医疗公司正在开发廉价有效的治疗疾病的方法。Immusoft旨在彻底改变药物输送到我们身体的方式。
Immusoft认为，我们可以设计自己的身体来自己生产药物，而不是在药物和治疗上花费数十亿美元。在免疫系统的帮助下，可以改变患者的细胞，从而获得新的遗传信息，使其成为自己的药物。遗传信息可以通过纳米胶囊注入体内。
这种新方法还没有经过临床试验。然而，Immusoft和其他组织在老鼠身上取得了成功。一旦被证明对人类有效，这种方法将显著降低心血管疾病和其他疾病的治疗成本。
4分子通讯
电磁波，全球电信业的灵魂，在某些情况下将完全无用。想象一个可以渲染通信卫星的电磁脉冲，依赖它的每一项技术都无法使用。我们非常熟悉的末日电影中的可怕场景。此外，英国华威大学和加拿大约克大学的研究人员多年来一直在思考这个问题，最终提出了一个意想不到的解决方案。
研究人员观察到一些动物，尤其是昆虫，是如何使用信息素进行远距离交流的。收集数据后，他们能够开发一种通信方法，其中信息以蒸发乙醇分子的形式编码。研究人员成功演示了这项新技术，使用摩擦乙醇作为信号化学剂，并以“O Canada”作为第一个信息。
这种方法需要两个设备，一个发射机用于编码和发送信息，一个接收机用于解码和显示。该方法使用带有液晶显示屏和按钮的Arduino Uno(开源微控制器)来输入要发送的文本信息。然后，控制器将输入的文本转换成二进制序列，由含有乙醇的电子喷雾器读取。读取二进制信息后，喷雾器将其转换为喷雾控制组，其中“1”表示喷雾，“0”表示无喷雾。然后带有化学传感器和微控制器的接收器检测空气体中的乙醇。接收器读取二进制数据并将其转换为文本，然后将其显示在屏幕上。
研究人员可以在几英尺的空地上发送和接收“奥卡纳达”信息。所以一些科学家对这种方法表示了信心。他们认为在地下隧道或管道等环境中，电磁波变得无用，这种方法可能会有帮助。
3计算机存储
在过去的几十年里，计算机的处理能力和存储容量翻了一番。大约50年前，詹姆斯·马龙准确地预测了这一现象，后来称之为摩尔定律。然而，许多科学家，包括物理学家MichioKaku，认为摩尔定律正在失败。这是因为计算机电源跟不上现有的指数级增长的制造技术。
虽然Kaku强调处理能力，但同样的概念也适用于存储容量。幸运的是，这不是结局。墨尔本皇家理工大学的研究人员正在探索替代方案。该小组由SharathSriram博士领导，通过模仿人脑存储信息的方式来开发存储设备。研究人员迈出了第一步，制作了一种纳米薄膜来保护开关状态下的电荷。这种薄膜比人的头发薄一万倍，有望发展成为记忆装置，复制大脑神经网络。
2纳米艺术
纳米技术的潜在发展赢得了科学界的高度赞扬。然而，纳米技术的突破不再局限于医学、生物学和工程学。纳米艺术是一个全新的领域，它让我们以全新的视角看待这个小世界。
顾名思义，纳米艺术是艺术和纳米科学的结合，已经被少数科学家和艺术家实践过。其中一位是密歇根大学的机械工程师约翰·哈特，他画了一幅奥巴马总统的纳米肖像。这幅肖像被命名为纳米巴马(Nano+奥巴马奥巴马)，以纪念奥巴马在2008年总统选举中的胜利。纳米巴马的每一面只有半毫米，完全由150个纳米管雕刻而成。为了画这幅画像，他先画了一条标有“希望”海报的直线。然后，他在涂有纳米粒子的玻璃板上打印了一个图案，以及生长纳米管所需的纳米粒子面积。使用高温炉，花了一些时间完成这幅肖像。
1打破记录
人类一直在追求更强、更快、更高。然而，当涉及到最低限度时，纳米技术出现在舞台上。用纳米技术制作的最小的书是《来自萝卜的少年》，这是目前世界上最小的印刷书。这本书是由加拿大温哥华西蒙弗雷泽大学的纳米成像实验室制作的。它只有70微米乘70微米，由30页晶体硅雕刻而成。
这本书的作者马尔科姆·道格拉斯·沙普林讲述了小泰德和他的萝卜赢得一年一度的乡村比赛的故事。但是买一本需要你有足够厚的钱包——每本书要15000美元。还需要用电子显微镜读取，这也增加了成本。
