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納米科技還可以用在什麼上面

科技 更新时间:2025-03-15 09:24:40

納米科技還可以用在什麼上面(納米科技問題重重)1

形形色色的納米内褲、納米清潔劑究竟是真是假?真正的納米産品到底離我們多遠?如何才能不被營銷所騙,上繳智商稅?今天就帶你拆穿納米材料的騙局。防止再次上當受騙!

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納米發展曆史

在了解所有的真相之前,我們還是先簡單介紹一下納米到底是什麼。

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其實納米本身隻是一個尺度單位,科學家把10的-9次方米稱為納米,如果地球是一米的話,那麼1納米,大約就是一個足球的大小。一個原子大約是0.1納米左右。DNA的寬度也隻有2納米左右。

那納米材料又是什麼呢?我們知道,物質是由微觀粒子組成的,這些微觀粒子堆砌成我們所看見的物質。但是這些微觀粒子有大有小。這就好像地闆的瓷磚,有1米乘1米的,有50厘米乘50厘米的,還有那種很小的馬賽克瓷磚。如果說普通材料是那種1米乘1米的瓷磚,那納米材料就是馬賽克。科學家将以1-100納米為基本單元構成的材料就算是納米材料。

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1959年著名物理學家費曼提出了納米技術的概念,但當時這個想法過于超前,你想想,1951年人類才發現DNA,人類當時都沒有能力去觀測研究納米尺度,不過這個想法受到了科學界的廣泛關注,1981年掃描隧道顯微鏡的問世讓納米材料成為可能。

納米優點與當下應用

科學家發現當材料以納米尺度為單位進行排布的時候,就會出現許多新奇的功能。這就好像化妝品,顆粒小的就容易被皮膚吸收,顆粒大的就容易卡粉。微粒的尺度不一樣,性能也會天差地别。這就是納米尺寸效應。比如同樣的材料,在不同的尺度下會發射不同的光,硒化鉻在3nm下會發綠光,5.5納米發黃光,7.5納米發橙光,8.3納米發紅光。這種東西可以用在生化标記領域。再比如磁性,通常情況下,四氧化三鐵沒有磁性,但是在20納米的尺度下就會表現出順磁性。這種東西可以應用在磁盤儲存中。

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納米材料的發現為材料科學打開了一扇全新的大門。在納米尺度下,我們可以去加工、制造、設計我們的物質、器件和機器。

納米材料也逐漸運用到我們的生活中,那納米材料在我們現實生活中都有哪些應用呢?納米材料最廣泛的應用就是在電子元器件領域了,比如我們手機的芯片,台積電甚至已經要将3納米工藝進行量産,準備開發2納米的工藝了。再比如儲存設備,過去我們要用軟盤儲存資料,一個軟盤的容量大約是1.44兆,而我們現在的一個小小的U盤,它的儲存容量最少也有幾個G,最大甚至可以儲存幾T,是軟盤的一億倍。這就是納米材料的巨磁阻效應帶來的變化。再比如驗孕棒,其中的金粒子在檢測到HCG時就會變紅。這些金粒子就是一種納米材料。

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納米雖然已在我們生活中有廣泛應用,但是納米就和我們之前說過的石墨烯一樣,也被一些不良商家用來作為營銷的噱頭進行宣傳。什麼納米内褲、納米鞋墊等等。許多不明所以的消費者很容易上當受騙,甚至因此認為納米科技就是騙局。

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我教大家一個最簡單的辨别納米材料是不是騙局的方法啊,就是真正用了納米技術的東西,一般都不會大肆宣傳自己用了納米技術。比如驗孕棒,你有見過宣傳納米驗孕棒的麼?再比如U盤和硬盤,你有見過宣傳U盤用了納米工藝的麼?你隻會在意儲存空間大不大,不會在意這到底是是什麼技術做的。因為材料一般是提高産品性能的東西,對于普通消費者來說不是一個宣傳點。廠家為何不宣傳自家産品性能如何如何好,而要宣傳用了什麼材料呢?

而且正因為這種技術在這一領域已經成熟,産業化了,可以安全放心地使用。所以不需要再提出來當做噱頭來宣傳了。

而那些沒有宣傳點的産品,才會為了找到營銷噱頭而大肆宣揚自己用了什麼納米科技,用亂七八糟的概念去忽悠你。所以你看看那些納米洗潔精、納米内褲、納米磁療鞋墊。到底是什麼貨色大家心裡都有數了吧。

納米科學的問題

當然,納米材料本身也不是沒有問題。納米材料雖然具備很多神奇的功能,但是現在的納米材料還有這麼三個問題需要解決

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制備工藝問題

首先是制備方法的問題,在石墨烯的影片中我們曾說過,石墨烯雖然好,但是現在的制備水平跟不上,不好産業化。說實話,幾乎所有高端材料的發展被限制都是因為制備和加工工藝出了的問題。

納米材料也是這樣,目前應用比較好的主要是兩個極端,一個是極度有序的結構,比如芯片和儲存磁盤,這些東西的尺度都在不斷減小。不過這種方法能實現産業化的基本隻有光刻法,而且光刻法的條件極為苛刻,需要非常昂貴的設備以及配套的超淨間和高級技術人員。所以那些說芯片被卡脖子的,實際是光刻機被卡了脖子,而光刻機被卡了脖子說白了就是納米制備工藝水平不夠。

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所以你會發現,很多東西我們被卡了脖子,最終都能歸結于材料出了問題,比如發動機不行,因為葉片不行,葉片不行因為葉片材料和塗層不行。這也是為什麼國家大力發展材料科學的原因。這也是為什麼幾乎所有的說得上名字的學校都有材料系,雙一流學科中有那麼多材料系。

扯遠了我們言歸正傳。納米材料的另一種制備方向是極度随機的結構。比如碳納米管。這種材料可以用化學方法制備,條件非常寬松,隻不過排列非常随機。但這個方向的很多應用已經被發掘得差不多了。現在研究的主要方向就是如何推向應用。

總結下來啊,要讓納米技術能夠真正走向應用,需要專門研究着眼于降低納米結構制備的成本,發展各種除了光刻方法之外提高納米制備有序性的方法。

關注點

納米材料的第二個問題就是學界往往關注的是納米材料的優點,宣傳的也都是納米材料的優點,而忽略了納米材料的缺點,比如物理強度和化學穩定性,金的熔點一般為1064度,但是到了一兩個納米,金在室溫就會融化。再比如金屬在納米尺度下導電性沒有上升反而會下降。在一些方面變強了,卻在另一些方面出現了明顯的短闆,導緻産業運用時直接敗給那些沒有明顯缺點的材料。所以啊,有些時候,我們用材料并不是它有多麼多麼好的性能,而是它沒有明顯的缺點。

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學界山頭保護

最後,别以為隻有無良的黑心商人會用營銷噱頭去賺錢,一些學者和科學家們同樣也會這樣做。納米材料這麼火熱,這麼卷,但是蛋糕和研究範圍就那麼大,為了不斷獲取研究經費,就必須把納米材料包裝得好看一點。

如果你是個外行人敢去質疑納米材料是噱頭和騙局,那麼他們就會說你外行指點内行,沒資格擱這兒指點江山,很簡單你動了他們的蛋糕和利益啊。但如果你是内行人,那作為既得利益者,為何不悶聲發大财,要捅破這樣的謊言呢?所以啊納米材料逐漸就這樣被神話了,就像一個沒穿衣服的皇帝,卻沒有人敢點破。最終始于自我欺騙,終于欺騙他人。

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其實材料的很多領域都是這樣的,比如石墨烯,比如鈣钛礦再比如納米。要不然也不會有人說遇事不缺石墨烯,靈丹妙藥鈣钛礦了。這句話的意思就是如果不知道研究什麼,加點石墨烯和鈣钛礦,就可以水一篇論文了。也不會有那個将鳥屎和石墨烯複合,性能會有大幅提升的笑話。更不會有生化環材四大天坑的說法。

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