05 不识“纳米”真面目

“我要摊一个纳米级的煎饼。”

“那么薄能吃饱吗？”

如今，“纳米”似乎是一顶能够化腐朽为神奇的“帽子”，而有了这顶“帽子”，待遇就不一样了。冠名“纳米”的产品不少，被很多人追捧，可是被冠名的产品真的用到了纳米技术吗？被“纳米”之后，就一定更好吗？反正如果是厚度在纳米量级的煎饼，我是不够吃的。

关于“纳米技术”的非典型性解说

从我很小的时候就流行一个词，叫“纳米技术”，当时很多人都不知道这个词是什么意思，甚至有人问，“‘纳米’好吃吗？”知道有个国家叫“纳米比亚”，还觉得特别高端。现在大家基本都知道纳米是一种长度单位了，就是十的负九次方米（10-9m），十亿分之一米，特别小。

当物体尺寸缩小的时候会出现一些特殊的性质。同样的东西，大小不同的话性质就不一样。物体越小，表面积和体积的比就越大，所以和表面积相关的性质就表现得越明显，本来是可以忽略的，现在变成了主要性质，于是物体就出现了一些特殊的性质。而当物体缩小到纳米尺度，就会出现纳米效应。

纳米技术并不像“电焊技术”那样是一种具体的技术，纳米技术是一个范围比较大的概念，与纳米尺度相关又与宏观世界有所区别的各类研究都可以称为纳米技术。由于要与宏观世界有所区别（否则就没必要研究了），因此“纳米技术”的核心就在于“具有新性质”。纳米技术通常是通过单个原子或者分子来制造，或者用高精度加工等技术方式来实现具有新性质、新功能的物质或物品（比如材料、系统）。新的性质和功能可能会帮助我们解决一些过去解决不了的问题，比如，我们可以利用纳米技术加工出超疏水材料，通过改善材料表面的微观结构，在纳米尺度下进行“修饰”，使其具有“超疏水”的效果。用这种“超疏水”材料可以制造出不沾水的雨伞和雨衣，下雨之后轻轻一甩就变干了。

此“量级”非彼“量级”

说到微小量级的计量单位，其实不仅有“纳米”，还有“纳克”“纳升”，等等，1千克是1000克，1纳克就是10-9克。微小的计量单位不仅有“纳”，还有“微”。不过相比之下，“微”比“纳”大得多，长度单位中，1微米等于1000纳米，也就是百万分之一米。而微克、纳克，分别是百万分之一克和十亿分之一克。

有没有比纳米更小的尺寸名词呢？当然有了，比如“皮米”和“飞米”。“皮米”是千分之一纳米，而“飞米”是千分之一皮米。但我们为什么研究“纳米技术”而不去研究更小的“皮米技术”和“飞米技术”呢？当然也可以研究，但原子和分子的尺寸通常是纳米量级，更小之后就不是利用原子和分子来制造物质了，属于另外的研究领域了。就现在来说，“当红”的还是“纳米技术”。

微纳米科学的应用

“微纳米科学”是现在学术上更常说的一个词，既包含了纳米尺度下的科学技术，又包括了微米尺度下的科学技术。在实际应用中，有很多情况需要“微米技术”和“纳米技术”相结合，用微米技术来做出“系统”，再用纳米技术来加工系统里的“元件”。

我们最常用的手机中央处理器芯片、摄像头、各种传感器以及电脑的CPU等，都是利用微纳米技术研发制造出来的。这些都是在微小尺度下进行的加工，像手机和电脑里面的处理器芯片里面的“线宽”都是纳米量级的尺度。由于微小尺度下存在着“尺寸效应”，具有与宏观世界不同的性质，也会遇到新的问题，因此其加工方法与宏观世界的加工方法不同，属于纳米技术的范围。还有现在非常流行的可穿戴设备，也是需要微电子科学和生物科学相结合制作的，前段时间就报道过，某公司的CEO植入了检测健康指标的芯片，这也属于微纳米科学的应用。除此之外，微纳米科学在生物化学领域也有很多应用，比如帮助人们在微尺度下检测生物结构和诊治疾病等。

所以，微纳米科学其实是个“跨界”的交叉学科，需要微电子，也需要力学、机械学，还需要生物、化学，是微纳米尺度下的一种学科融合。

小心“乱蹭热度”的产品

既然“纳米”是一顶能够提升受追捧程度的帽子，就难免有其他产品来“蹭热度”。如果没有用到纳米尺度下的特殊性质、没有新的优势，就不能称之为纳米技术。就像把煎饼果子做成纳米厚度的，这种“纳米煎饼”没有什么优势，反而不够吃了。

除了蹭“纳米”这个词本身的热度以外，也有很多产品蹭纳米新材料的热度，比如当红明星“石墨烯”的热度就很高。确实，石墨烯是获过诺贝尔奖的研究成果，主要优势在于其电学特性，确实是个“好家伙”。但如果卖文具的时候说铅笔中用到了“石墨烯”这就属于蹭热度了。因为石墨烯其实就是“单层石墨”，虽然铅笔中也包含着由石墨烯“堆积”在一起的石墨，写字的时候纸面上也可能会留下多层甚至单层石墨烯，但其实铅笔的“写字”功能显然没有用到石墨烯关键特性。这就属于蹭热度了。还有很多产品自称使用“纳米发电”，有的产品确实是用到了纳米摩擦发电技术，但也有一些只是利用了“切割磁感线”这种发电方式或者是在里面装了个电池，并不属于纳米技术。

当然了，“纳米”现在这么“红”，我自己也会蹭一蹭纳米技术的热度，自称研究的是“微纳米科学”领域。