小科學 大未來

譯海擷英

小科學 大未來

硬核技術和納米技術沒有太多共同之處，但是，當涉及到納米技術的定義時，已故的美國最高法院大法官波特·斯圖爾特對前者的描述“我看到它才知道它”，似乎與尋求后者定義的研究者們產生了共鳴。

很多科學家在納米領域工作，但是當問及納米技術的定義時，他們大都傾向于美國國家納米科技計劃（NNI）給出的定義：納米技術是在納米范圍內（1～100 nm）的科學、工程和技術。研究人員承認這是一個相當寬泛的定義，它向所有人打開了大門，不管是醫學科學家還是材料科學家，都稱他們的研究為納米技術。

起初，納米技術有一個更特定的含義。如果要追溯“納米”一詞的起源，就不得不提日本東京理工大學已故科學家Norio Taniguchi。Norio Taniguchi在1974年工程會議上的一篇演講,標題中使用了“納米”，該標題為“關于‘納米技術’的基本概念”，內容涉及半導體加工。如今，Norio Taniguchi連名號都早已被人忘記。

“納米”的普及可能更多地歸功于正在牛津大學馬丁學院“未來技術的影響”項目做訪問學者的K. Eric Drexler，他在1986年出版的《創造的引擎：納米技術的時代即將到來》一書的副標題中使用了“納米”一詞。

當時Drexler所談論的納米技術并不是現今具有如此寬泛范圍的納米技術，“我腦海中最先想象的是納米系統，類似于我們今天在電子學領域所見到的，其重點是納米器件，可以通過引導分子的運動提供合成新材料和新結構的方式?！?/p>

Drexler認為他定義的納米技術適合所有納米領域的相關研究人員，因為很多科學家都傾向于將自己從事的納米尺度的研究稱為納米技術?！霸?0世紀90年代，它是一個形式的笑話，人們熱衷于談論一些新的或改進的研究領域，而目前，則以原子為尺度?！碑斏婕暗匠叽鐔栴}時，Drexler關于納米技術的遠景讓位給了今天范圍更加廣泛的納米科學技術。

“通常來說，任何物質微型化到一定程度都會產生新的、令人難以置信的強大的變化?！泵绹鞅贝髮W國際納米技術研究所主任Chad A.Mirkin如是說，“將任何塊狀材料縮小到小于100 nm的尺度范圍，將得到一種擁有新的化學性質和新的物理特性的材料?！?/p>

關于納米尺度物質的設想使納米技術在我們今天所知道的領域開花成長。值得一提的是，Drexler在1986年出版的《創造的引擎：納米技術的時代即將到來》使得納米技術如同先進的顯微工具——掃描隧道顯微鏡（1981由IBM研究人員Gerd K.Binnig和Heinrich Rohrer發明）和原子力顯微鏡（1986年由Binnig，Calvin Quate和Christoph Gerber發明）一樣，被加入到科學詞典中。

加州納米技術研究院主任和加州大學洛杉磯分校的教授Paul S.Weiss認為：這些工具使得科學家們可以前所未有的方式對原子、分子以及大結構物質進行觀察。從掃描探針顯微鏡開始，人們的潛意識就發生了變化?，F在，我們以一種新的方式看待納米世界，并且可以非常精確地控制材料的化學、物理和生物學特性。

“納米技術是50%的化學加50%的儀器?！盡irkin補充道，“你必須能夠看到你在合成什么物質，必須能夠操控你所合成的物質以充分了解它、利用它?！?/p>

納米技術已應用于多個領域并提供了許多具備特殊性能的產品，如更小的手機、更耐用的網球、持續時間更長的可充電電池、防臭襪子等，并且改善了醫療診斷水平。伍德羅·威爾遜國際學者中心新興納米技術項目對經過納米技術改進的消費者產品建立了一個詳細目錄，目前已包括1 300多個條目。

即便如此，世界還在等待納米技術來實現其最初的承諾?！叭藗兌即龤⑹旨墤茫捍蟮男聳|西、有趣的設備、醫療保健方面的大發現等，這些目前都還沒有發生?！卑柌髮W專門從事納米材料研究的化學家Jillian M.Buriak說，“很多打著納米技術旗號的產品都是掛羊頭賣狗肉?！?/p>

“我最喜歡的關于納米技術的可替代定義來自于一個客戶：納米技術是這樣一個詞匯，人們將它附加到某種事物上面以吸引投資?！泵绹湛怂寡芯抗狙芯靠偙OMichael Holman風趣地說。

Holman認為，目前比較嚴重的事情是在過去10年左右的時間內，對企業來說，納米技術已經失去了它神秘的面紗。追溯到勒克斯剛成立的2004年，他說：“客戶想知道什么是納米技術？它能對我的企業產生什么影響？那時起，很多客戶已經了解，納米技術是一個非常廣泛的術語，它可以通過各種各樣的技術以不同的方式影響很多行業和產品。如果一個公司正在研究某個領域的尖端科學，那么她一定正在研究納米技術?！?/p>

“納米技術經歷了痛苦的緩慢發展和令人難以置信的快速發展?！奔永Ｄ醽喼莅栺R登區IBM掃描探針顯微鏡小組組長Andreas Heinrich說。納米技術曾經發展得很緩慢，其速度與對它的大肆宣揚不相符合；但是從科學的角度來看，納米技術的發展迅速地促進了不同學科科學家之間的合作?！霸诳茖W界，打破學科之間的界限也許是納米技術或納米科學已經取得的最重要的成就?！?/p>

Buriak對Heinrich的話表示贊同?！拔艺J為納米技術對科學的實際影響，遠遠比幾件有趣的小工具或一些孤立的突破性發現要深刻?！彼f，“納米技術做了什么呢？它將來自不同領域，之前相互隔離、毫無瓜葛的人聯系在一起。傳統學科的交叉處是科學最有趣的地方，也是最困難的問題所在，在這里，你會碰到一些具有重大現實影響的大問題?！?/p>

“人們可以看到納米技術的興起與我們教授化學知識方式的巨大變化之間的聯系?！比R斯大學研究納米技術的無機化學教授James M.Tour如此評價，“30年前，在我取得學位的年代，研究人員都只是專注于一個特定的領域，從來不曾與其他領域的人員有任何合作，而現在的學生追求更廣泛的學科和技術?！盩our同時表示他樂意看到從事工程或材料科學研究的人員到他的實驗室攻讀博士后，目前已有部分無機化學家接收了一些其他學科的研究人員。

盡管關于納米技術的話題促進了一系列的多學科研究，但并不是所有的科學家都熱衷于此，不可避免地，納米技術也遇到了一些反對的聲音。對納米技術的大肆宣揚自然遇到一些科學界的不屑，但同時也出現了外界的反對。

人類自然遺傳學組織（THONG）于2005年在芝加哥愛迪堡（Eddie Bauer，美國戶外品牌）商店外組織了一場近乎全裸的抗議活動。他們的目標是讓人們關注納米技術，其被描述為一個激進的和不可預測的新技術，而該活動的起因是愛迪堡的抗污衣物使用了納米紡織材料制備的織物涂層。

更加令人震驚的是，2011年，瑞士ELF（地球解放陣線）的3個所謂的環境恐怖主義者試圖炸掉IBM公司在瑞士正在建設的納米技術設備，事件以3人的被捕告終。同年，墨西哥的一個恐怖組織向該國納米技術研究人員寄送了信件炸彈，造成若干人受傷。

盡管如此，環境恐怖主義者和納米科學家們有一個共同點，他們都預見到隨著納米技術的發展將會發生很多大事件。所不同的是，前者擔心出現環境災難或科幻場景成為現實，如納米機器人到處橫行；而后者所指的是納米技術的應用將使醫療保健、材料和能源等領域出現重大進展，一些研究成果已初露端倪。

麻省理工學院專門從事納米技術研究的工程學教授Paula T. Hammond認為，納米技術將最終滲透到現實世界大部分領域中。納米技術將無處不在，就像人們生活中接觸到的電腦和塑料一樣，納米技術將大大改變人們的做事方式。

“我認為我們對納米技術的研究仍然處于一個非?；A的水平?！眮碜员笨_來納大學教堂山分校和北卡來羅那州立大學的納米技術專家Joseph M.DeSimone說，“如果你仔細研究一下納米技術從出現初期到現在的發展歷程，你可能不會認為它會持久發展下去。但是我相信你肯定已經看到一個新浪潮的到來，因為一些工程學科已將納米技術吸納進來。當納米技術與工程技術完美融合并用來制備材料，生產一系列消費品時，它將真正改變人們的生活?！?/p>

（本欄目編輯：李麗平）