纳米技术：摆弄原子从新型防晒霜到电脑屏幕和削铁如泥的刀子，科学家不断发现纳米技术在各个领域新的用武之地

【英国《金融时报》8月7日文章】题：得益于强大分子的材料（作者　菲奥纳·哈维）
从最原始的双透镜开始，显微镜技术经历了漫长的发展过程。现在，我们能够观测物质最细致的结构并检测单个原子的行为。我们可以深入研究物质的结合方式，并真实地观察化学家从前仅从理论上推测的事情。通过摹仿物质在基本阶段的形成方式，科学家能够创造一类全新物质：纳米材料。
诺贝尔奖得主霍斯特·斯托默让我们对未来有了一点认识：“科学给了我们摆弄组成自然最基本的元素——原子和分子———的工具。每件东西都是由它们组成的。创造新事物的可能性似乎是无限的。”
纳米材料是能够极为精确地决定其构造的物质。一纳米是十亿分之一米，宽度是人的毛发的十万分之一。通过化学和物理控制，科学家们了解到如何在纳米水平对一定物质的结构进行控制，在这种标准下，几乎可以对单个分子进行控制。
据估计，随着纳米技术在各个领域发现新的用武之地——从新型防晒霜到电脑屏幕和削铁如泥的刀子——未来10年纳米材料的市场总额在50亿美元到100亿美元之间。
纳米材料有许多优点。以传统方式生产的材料在合成时会出现粗糙和不规则感，并有许多缺陷，而纳米材料却接近完美。通过在如此小的尺度上定义物质的结构，科学家们能够创造出规则的、无可挑剔的、甚至是完美无瑕的东西。
以最基本的元素生产材料提高了最终投入应用的产品的功效，而粒子形状对该阶段至关重要。例如，德国一家生产金刚石的公司研制了一种金刚石解剖刀，其制作方式是在硅表面将碳原子按照金刚石的结构排列。由于这种金刚石是构建而不是打磨成的，因此，这种解剖刀的刃比普通刀刃要锋利许多倍。
同样，纳米材料能够用于计算机屏幕的生产，提高画面质量。以纳米技术构建的无机材料粒子显示出的光、磁和电特性比普通粒子要好。
英国奥克森尼卡公司利用化学家称作“胶体沉淀”的过程，找到了一种生成磷粒子的方法，这种磷粒子的形状比以传统方式——轰击大块物质———生成的磷粒子更加完美。因为轰击而得到的磷表面粗糙，普通的电视和计算机屏幕需要以3万伏电压驱动的电子枪来诱导磷发光。奥克森尼卡公司证明，它研制的造型完美的磷，其功效要高得多，所需电子枪的驱动电压仅为500伏。
粉末状的纳米材料结构更细致，更光滑，比传统生成的化合物的表面积大。因此，纳米材料在油漆、涂层和催化等方面也大有前途，在这些过程中，分子都会集中到表面发生反应。
从事纳米技术咨询的CMP—科学公司首席执行官蒂姆·哈珀说：“催化是非常重要的一项应用，因为纳米材料的表面积比传统生成的物质大30%。”在医学方面，服药效果也会因为纳米技术的应用而得到改善。
德国银行显微技术创新小组的斯蒂芬·米耶克指出了纳米技术在修复学中的医学应用，纳米粒子形成的薄膜可用于涂覆关节。
纳米技术将来甚至可用于防止环境污染的保护措施。在美国政府资助的研究机构——桑迪亚国家实验所中，杰夫·布林克尔正在研制一种智能薄膜，它实现了分子阶段的物质过滤。
布林克尔博士是一位纳米技术学家，他研制了一种表面积大、具有完全规则纳米结构的超薄涂层。这种涂层带有只允许一定尺寸分子进入的孔，因此可被用作化学传感器来探测分子，其灵敏度比传统材料高500倍。布林克尔博士的研究指明了研制“智能”薄膜的方法，这种薄膜可以根据临近的分子打开或关上孔，从而使带有环境污染物的空气或水得到净化。