納米材料是20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來(lái)的一種新型材料。1nm是1m的十億分之一，一個(gè)基本的碳納米管只有1.4nm，因此，科學(xué)家又把它們稱為“超微�！辈牧虾�21世紀(jì)新材料。

納米材料的起源是一個(gè)叫格萊特的德國(guó)科學(xué)家在澳大利亞的大沙漠上旅游中的聯(lián)想。那是1980年的一天，當(dāng)時(shí)他獨(dú)自駕車橫穿沙漠，空曠、寂寞和孤獨(dú)的環(huán)境使他的思維特別活躍和敏銳。他長(zhǎng)時(shí)間從事晶體的研究，知道晶體微粒大小對(duì)材料性能有極大影響。他想，如果組成材料的晶粒細(xì)到只有幾個(gè)納米那么大，材料將會(huì)是什么樣子呢？這個(gè)想法令他興奮不已，回國(guó)后立即開始實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)近4年的努力，終于在1984得到了幾個(gè)納米大的超細(xì)粉末。而且他發(fā)現(xiàn)任何材料都可制成納米大小的細(xì)微粉末，且性能發(fā)生了很大的變化，不管原來(lái)是什么顏色，現(xiàn)在都變?yōu)楹谏�，熔點(diǎn)也顯著降低。

現(xiàn)在，納米技術(shù)已引起了一大批科學(xué)家的著迷，也引起了各國(guó)政府的高度重視。美國(guó)自1991年起把納米技術(shù)列入“政府關(guān)鍵技術(shù)”，美國(guó)國(guó)防部每年為此撥款3500萬(wàn)美元；日本從1995年開始實(shí)施為期10年的納米技術(shù)研究計(jì)劃，并將它作為必須開發(fā)的四大基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目之一；澳大利亞于1993年已將納米技術(shù)列為21世紀(jì)最優(yōu)先開發(fā)的項(xiàng)目。我國(guó)對(duì)納米技術(shù)的研究也相當(dāng)重視，且在世界上進(jìn)入先進(jìn)行列，1993年中國(guó)科學(xué)院研究人員操縱原子成功寫出“中國(guó)”兩字，是世界上第二個(gè)成功進(jìn)行這方面實(shí)驗(yàn)的國(guó)家；2000年中國(guó)科學(xué)院研究人員又首先發(fā)現(xiàn)了納米材料的新特性——超塑延展性，納米銅在室溫下竟可延伸50多倍而“不折不撓”。

納米技術(shù)之所以受到如此關(guān)注，是因?yàn)樗�具有許多卓越性能：①納米材料的熔點(diǎn)極低，如金的熔點(diǎn)通常為1064℃，當(dāng)制成2nm的細(xì)金粉后熔點(diǎn)僅為330℃，這使低溫下制造合金產(chǎn)品成為可能，而且可把通常不可熔的金屬冶煉成合金。②有些藥物制成納米顆�？梢灾苯幼⑸涞窖�管內(nèi)而順利進(jìn)入微血管，使藥品療效更好。③納米大小的催化劑分散在汽油中可提高內(nèi)燃機(jī)的效率；納米大小的鋁粉加到火箭的固體燃料中，可使火箭加速。④化纖中添加納米微粒，可以除味殺菌，現(xiàn)在添加納米材料的無(wú)菌餐具、無(wú)菌紗布已面世。⑤由于哪材料能有效吸收紫外光，因此，在防曬油、化妝品中加入納米微�？蛇_(dá)到防紫外線功能。⑥使用納米材料的微機(jī)械的出現(xiàn)對(duì)對(duì)子行業(yè)、機(jī)械行業(yè)等帶來(lái)革命性的變化。例如一種小如跳蚤的微型手術(shù)機(jī)械，將它送進(jìn)人的動(dòng)脈，它前端那微型手術(shù)刀能按照人的要求切除腫瘤、排除血栓等。

但納米技術(shù)更激動(dòng)人心的是人類牦在納米尺度上重新認(rèn)識(shí)和改造客觀世界，這將會(huì)使人類建立一種嶄新的思維方式，即人類將利用越來(lái)越小、越來(lái)越精確的物質(zhì)和越來(lái)越精細(xì)的技術(shù)生產(chǎn)成品來(lái)滿足人類更高層次的要求。例如，制造比現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)小幾十億倍的未來(lái)分子機(jī)器，這種機(jī)器能讓原子按人的指令排列，既能造宇宙飛船，又能制靈丹妙藥……納米計(jì)算機(jī)與分子機(jī)器相結(jié)合，能夠使幾乎所有可被設(shè)計(jì)出來(lái)的東西都可用許多廉價(jià)的原料甚至灰塵、陽(yáng)光和空氣來(lái)生產(chǎn)。包含有納米計(jì)算機(jī)的納米機(jī)器人將會(huì)是一種可以進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的裝置，它可以進(jìn)入人體內(nèi)進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作，進(jìn)行基因裝配工作（即從基因中除去有害的DNA或把正常的DNA安裝在基因中）。這些并非是“天方夜譚”，現(xiàn)在國(guó)外正在研制針頭大小的納米計(jì)算機(jī)，不久前英國(guó)科學(xué)家制成了納米電路，這為納米計(jì)算機(jī)的研制奠定了基礎(chǔ)，人類正在日益接近上述目標(biāo)。

可以預(yù)言，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，在不久的將來(lái)，人類的生產(chǎn)、生活方式將會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化，納米技術(shù)將對(duì)人類文明的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響，為人類創(chuàng)造美好的未來(lái)。

第四節(jié)  高分子材料

高分子化合物是衣、食、住、行和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各方面都離不開的材料，其中棉、毛、絲、塑料、橡膠等都是最常用的。以往人們使用的高分子材料都取自天然產(chǎn)物，物質(zhì)文明和精神文明都高度發(fā)展的今天，天然高分子材料已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)、生活和科技等各方面日益增長(zhǎng)的需要。近代化學(xué)、化工科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，創(chuàng)造了許多自然界從來(lái)沒有過(guò)的人工合成高分子化合物，對(duì)滿足各種需求做出了重要的貢獻(xiàn)。