一些发生在我们眼前的重大变化将来自于完全看不见的技术

阙芳中
导读 世界太小了,我们甚至看不见它。说到科学,比如生物、化学、材料科学、物理、工程,我们几乎把微观想当然。但是计算机科学呢?我们经常把计

世界太小了,我们甚至看不见它。说到科学,比如生物、化学、材料科学、物理、工程,我们几乎把微观想当然。但是计算机科学呢?我们经常把计算机和它们所有的硬件看作是我们能看见的东西。然而,越来越多的小型计算机芯片和其他设备正在建设中。当我们说微小时,我们指的是大约一微米,或1000纳米。这和细菌的大小有关。这种技术被称为纳米技术,通过使用光刻技术将电路压印在半导体材料上。科学家希望将更多的处理能力压缩到更小的计算包中。

很酷,对吧?

多年来,纳米技术已经取得了一些重大进展。这里有六种很酷的纳米技术——无论是计算机还是其他——可以改变我们所知道的世界。(一些背景阅读请参考《纳米技术:技术最大的创新》。)

海洋清洁微海绵

纳米技术处于清洁海洋和其他有毒金属水域的最前沿。

太平洋西北国家实验室的研究人员提出了一种纳米技术涂层工艺,这种工艺使材料能够将有毒物质溶解在水中。他们称之为“介孔载体上的自组装单层膜”(这就是为什么,从现在开始我们称之为SAMMS)。

涂有SAMMS的管道就像海绵一样,从水中收集汞、铅和其他有毒金属。然后这些金属被回收并重新用于其他危害较小的目的。这是一种从水中分离重金属的非常有效的方法。

超强材料

纳米技术在制造和材料科学方面也有优势。例如,已经发现用于炼油、太阳能电池板和其他物品的纳米晶体的强度是其块状形式的三倍。因此,金属纳米晶体的强度可能是原始金属的两倍或三倍。这意味着这些纳米晶体可以融入到原始金属中,使其变得更强。

个人设备的天气保护

仍然困扰个人电子设备的一个问题是,尽管我们随身携带它们,但它们并不适合所有天气或所有类型的地形。然而,纳米技术提出了一种保护它们免受损害的方法。

2012年3月,诺基亚宣布研究超疏水涂层,使其设备防水。疏水涂层可以防止东西粘在聚四氟乙烯盘上。然而,诺基亚正在采用这种涂层,并添加了一种纳米结构,以捕捉其表面的一层空气,这样水就可以立即从其中滚走。因此,尽管疏水涂层可以防水,但诺基亚的纳米技术涂层实际上会使其偏转。

更小的设备,更强大的功能

纳米技术还可以为小型设备提供大量的电力和存储容量。2007年,IBM研究人员宣布,他们的研究成果与一种测量单个原子磁性的新方法有关。如果应用到设备上,这可能意味着扩展存储功能,例如,允许小型iPod轻松存储上传到YouTube的每一个视频,或者近3万部完整长度的电影。

抗病纳米粒子

纳米技术最大的应用之一是在医学和卫生保健领域。纳米技术目前正被应用于一系列研究,以对抗癌症和诊断-甚至治疗-阿尔茨海默病。因为纳米颗粒非常小,它们可以进入并靶向以前药物或其他治疗方法无法有效到达的区域。就纳米技术在人体的应用而言,可能性是无穷无尽的。

制作即时副本

你能想象把一个小模型埋在一盒沙子里,然后在几分钟内达到那个物体的全尺寸复制品吗?这听起来可能像科幻电影里的东西,但这正是麻省理工学院的研究人员正在开发的东西。这种智能“沙子”包含电动永磁体,允许粒子连接在一起并构建图案。如果这项技术得到完善,研究人员相信它可以用来复制几乎任何东西。

纳米技术听起来像科幻小说。就技术的发展方向而言,一些非常未来的可能性并不遥远。从治疗疾病到清除空气或水中的污染物,再到更大的发展,如可以复制自己的机器人或可以计算和操纵你的DNA的计算机,科学正在试图证明越小越好。这意味着一些发生在我们眼前的重大变化将来自于完全看不见的东西。

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