这是自然界为我们所展示关于纳米材料的自洁特性的最佳例子，平时我们生活的环境中存在着大量的尘埃，注意观察路边的花草树木，会发现它们的叶子上积存了一层很明显的灰尘，但为什么我们在池塘里见到的荷叶依然干净呢？因为荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米的超微结构。

　　纳米（nm）是一个长度单位，1 nm=10的负9次方米，纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，以及其特有的三大效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

　　表面效应就是随粒径减小，表面原子数迅速增加，而且，有其它的活性。这是因为表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，其他原子发现这个空，就会很想结合而稳定下来，所以表现出很大的化学和催化活性。

　　小尺寸效应的意思是尺寸很小很小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化，简单地说，就是因为变小，产生一些奇特的新特性。

　　微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒来产生变化，这个可以用来定性解释超细镍微粒在低温下保持超顺磁性等等。

　　纳米技术真正进入科学界的视野，是始于1981年扫描隧道显微镜的发明，所以还是蛮新的，因此关于纳米的科幻也成为很容易灌水的领域，总体来说，这还是一个很新的领域。

　　我国开创性研发了金属表面梯度纳米结构制备技术，卢柯院士担任首席科学家的国家“万人计划”纳米金属科学家工作室被国际公认为世界有成就的研究组之一。经过这种表面梯度纳米结构处理后的金属部件，强度提高的同时，还能保持良好的塑性，表面光洁如镜（“水滴拥有一个由强相互作用力材料构成的坚硬的光滑外壳”），表面稳定性强（“构成水滴的原子被强相互作用力钉死”），部分材料稳定性可接近理论值（分子热运动几乎完全停止，使得水滴的表面温度达到了绝对零度）。

　　但是，水滴的外壳由强互作用力材料构成，由于原子核间距并未改变，而是通过未知技术手段使得强相互作用“溢出” 强互作用力材料（SIM）是原子紧密排列，纳米材料只能说比普通材料坚固的多，但在微观下还是比SIM材料间隙大得多，所以纳米材料和水滴，还的确不是一回事，汪淼研究的纳米材料是通过分子之间的化学键聚合而成的，属于高分子聚合物。而水滴表面是由原子核强互作用力固结而成。

　　二者强度不在一个等级，嗯，化学能与核能之间的差距，也是现实和科幻的差距。

　　生物健康。针对肿瘤的治疗和诊断，一直是纳米技术里最为活跃的领域。把纳米技术和生物技术结合，可能是人类发生技术变革的一个非常重要的突破口。在抗击新冠肺炎疫情方面，磁性纳米颗粒可以吸附和病毒相关的一些蛋白，包括抗体，可以用它来做很多检测。纳米颗粒小，可以在血液中自由运动，可用于检查病变和进行治疗，纳米颗粒还可以作为治疗药物的载体，让它定点输运药物到某个部位，比如输运到肺、肝等。这种定点输运，通常叫作靶向性。

　　能源军工。用纳米金属粉末制成的微孔气体分离膜可用于气体同位素、混合气体、高分子有机物的浓缩和分离，例如在核工业中分离铀同位素。纳米金属粒子被制成高性能毫米波形隐形材料，可见光一红外线隐形材料和结构式隐形材料，可使坦克、舰艇和飞机避开雷达、红外线探测器的侦测。

　　智慧城市。智能技术最核心的部件是传感器，传感器里面有两个核心的东西：一个是微纳器件，一个是敏感材料。传感器表面的敏感材料大部分都属于纳米材料。获取周围的温度信息、物体的位置信息、压力信息、时间信息，以及空气中间的有毒气体等，都是靠敏感材料。承载这些敏感材料的器件，都是通过微纳加工技术加工出来的。

　　航空航天。在火箭燃料推进剂中只要添加不到1%的纳米铝粉或镍粉可使其燃烧热提高两倍多，将其用作火箭固体燃料，其燃料效率可提高。航空航天领域对材料轻质化、防辐射性、高力学性能、高抗腐蚀性和综合光电声磁性能的超高要求，使纳米技术有望在航空航天领域大显身手。

　　纳米技术在新材料、超材料、智能技术、航空航天、能源环境等领域发挥着越来越重要的作用。‍2021年最新发布的数据显示，在过去20年，‍‍全球960个最有影响的科研方向中，89%与纳米科技有关。 从这个惊人的数字中也‍‍能看出，‍‍纳米科技所涉及、所影响的领域，是非常广泛的，有学者预计，到2025年全球纳米市场价值可能远超2000亿美元‍。

　　纳米技术受到世界各国高度重视。美国把纳米技术提升为“第二次产业革命”，多次出台了有关纳米材料发展的计划或政策，从国家层面对纳米新材料的发展进行了系统定位。美国对纳米技术的投资约占世界整体的二十分之一。日本、俄罗斯和韩国等对纳米技术同样重视，均出台了相应的发展规划。

　　中国也将纳米技术列入“973计划”，并大力发展与其相关的产业。从1990年到2018年，中国是纳米技术研究产出增长最快的国家，年复合增长率为36%。无论是纳米材料合成、纳米电子器件、能源转化和储存纳米材料、纳米医学，抑或是绿色纳米材料的使用，未来都还需要加强控制可重复性、结构、粒径、稳定性、成本、可持续性和可扩展性，并将研究成果转化为应用。

　　根据自然指数的统计，高质量纳米技术研究产量最高的前十所机构中，有一半都来自中国，目前中国科学院是产出高质量纳米技术文章最多的机构。在包括金属材料表面纳米化技术在内的众多领域，得益于政府的战略性规划和持续增长的资金支持，中国已成为纳米技术的领导者，而且在未来无疑将成为举足轻重的贡献者。如何把这些研究成果转化为颠覆性的产业应用技术，将是中国未来纳米技术发展的重要课题。

　　1. 神奇的纳米技术和纳米材料.沈阳材料科学国家研究中心官网，科普天地，p?id=2

　　2. 赵宇亮.如何打开神奇的纳米世界[J].学习时报,2022年6月22日 A6版.米乐M6 米乐