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中國科學(xué)院應(yīng)用研究與發(fā)展局高級工程師，從事金屬材料和稀土材料的研究與開發(fā)工作。曾任中科院應(yīng)用研究與發(fā)展局材料能源處長，副總工程師，中國材料研究學(xué)會副秘書長，中國薄鋼板成形技術(shù)研究會秘書長，國家稀土辦專家組成員。編寫發(fā)表多篇新材料及新能源方面科普文章和專著。中國科普作家協(xié)會會員。
納米水杯引發(fā)官司——中國納米技術(shù)第一案
王寧寰
2016年09月29日
“納米”這個名詞，自從上個世紀(jì)八十年代問世以來，立即在中國引發(fā)一場納米旋風(fēng)，一時間，納米幾乎成了高科技的代名詞，各種媒體爭相報道。各類商家也不干落后，紛紛打出了以“納米”命名的產(chǎn)品，搞得人們眼花繚亂。一些不了解情況的老百姓，誤信了個別商家的夸大宣傳廣告，不惜高價購買一些打著納米旗號的商品，結(jié)果上當(dāng)受騙，甚至引發(fā)官司。比較典型的就是“北京納米水杯事件”。
第一節(jié) 納米水杯引發(fā)官司
早在2001年，一些媒體就先后發(fā)表了關(guān)于“中國納米技術(shù)第一案”的相關(guān)報導(dǎo)，現(xiàn)摘要如下，
文章標(biāo)題是“納米水杯真能治?。俊?9自26日北京晨報訊(記者崔紅)：原告趙先生花了1280元購買了一套由宇天能公司生產(chǎn)的納米產(chǎn)品，包括水杯、金卡和腰帶。產(chǎn)品說明書上介紹該產(chǎn)品有許多功能，諸如“改善睡眠”、自動調(diào)節(jié)人體機(jī)能、排毒養(yǎng)顏、抗菌消炎，對神經(jīng)衰弱、失眠健忘、驚夢等有幫助”等等。趙使用了上述產(chǎn)品后，發(fā)覺并不象該產(chǎn)品所描述的那樣神奇。他認(rèn)為，上述產(chǎn)品作為日用品，沒有任何保健用品或醫(yī)療器械的批號，顯然是虛假宣傳。他要求被告雙倍賠償。法庭上，宇天能公司的代理人拿出了12份由中國科學(xué)院、北京大學(xué)、清華大學(xué)等單位有關(guān)部門出具的檢測報告，證明其納米產(chǎn)品的功能。法庭當(dāng)庭沒有做出判決。(完)
法院為什么沒有判決呢？原因是法院對中科院等權(quán)威單位的檢測報告要核實(shí)取證。正是因?yàn)檫@些檢測報告，才使老百姓相信公司的廣告宣傳。西城區(qū)法院找到中科院機(jī)關(guān)，一位副院長指定基礎(chǔ)研究局的劉處長協(xié)同調(diào)查。調(diào)查結(jié)果得知；化學(xué)所檢測中心曾經(jīng)接受過宇天能公司的委托檢測“納米水杯”水的成分變化數(shù)據(jù)，化學(xué)所采用先進(jìn)的分析儀器，對倒入納米水杯前水和倒入納米水杯后的水分別檢測。檢測結(jié)果出來，發(fā)覺兩張測試譜圖數(shù)據(jù)一模一樣。
這說明這杯水倒入納米水杯后，沒有發(fā)生任何變化?；瘜W(xué)所并沒有對納米水杯的保健功能作出任何說明和結(jié)論。劉處長將調(diào)查結(jié)果向副院長匯報并告知西城區(qū)法院。按理說，西城區(qū)法院應(yīng)該有所作為，但是法官覺得此案判決十分困難，一則檢測證明納米水就是一般白水，無論大分子水有沒有變成小分子水，其成分仍然是H2O。而且沒有對趙先生造成危害。從法律角度很難判決被告有罪。據(jù)說，在法院的調(diào)解下，以宇天能公司給予原告一定賠償，了解了這場“納米技術(shù)第一案”。
此后，市場上不斷冒出各種打著納米旗號的產(chǎn)品，什么納米洗衣機(jī)、納米冰箱、納米褲子，納米襯衫，甚至還有納米除臭鞋墊。搞得你眼花繚亂，是真是假，難以分辨。
此后不久，中國納米科技研究中心主任，中科院副院長白春禮作了一個“納米科技應(yīng)用”的報告。對有關(guān)納米科技研究和應(yīng)用中的問題及社會誤導(dǎo)作了解釋。記者為此作了專程報導(dǎo)如下。
7月13日下午，在中科院研究生院的大階梯教室，中國科學(xué)院常務(wù)副院長、中國科學(xué)院院士白春禮為幾百名研究生帶來了一場有關(guān)納米科技應(yīng)用的學(xué)術(shù)報告。從納米改性的個人電腦開始，他細(xì)數(shù)納米科技在信息技術(shù)、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、能源、日化等各領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。他自己買的小魚模樣的不銹鋼肥皂便是讓聽眾感興趣的小例子之一。 白春禮補(bǔ)充說：“不過，這是德國產(chǎn)品，不是中國產(chǎn)品?！?
白春禮說。他認(rèn)為，必須正確理解納米科技的內(nèi)涵。如果說我們把納米技術(shù)當(dāng)標(biāo)簽、當(dāng)花瓶，只想利用它的概念賺錢，就會損害我們本來應(yīng)該認(rèn)真培育的市場，造成人們對納米技術(shù)創(chuàng)新難度的認(rèn)識不足。
白春禮說，中國是納米研究的論文發(fā)表大戶，目前在數(shù)量上已經(jīng)僅次于美國，位居世界第二位。但他強(qiáng)調(diào)，盡管論文發(fā)表不少，可在納米科技的專利數(shù)量和實(shí)際應(yīng)用方面，“我們與國外還有很大差距”。他引用一份調(diào)查結(jié)果說，在我國，與納米科技相關(guān)或者掛著納米字樣的公司有600多家。但在600多家“納米企業(yè)”當(dāng)中，90％都是人數(shù)在50人以下的中小企業(yè)，研發(fā)能力相對薄弱。此外，現(xiàn)在國內(nèi)的“納米企業(yè)”的生產(chǎn)品種也比較單一。
白春禮說，我國有20多條納米粉體的生產(chǎn)線，但是納米材料包含了很多種，并不僅僅是納米粉體，還包括納米塊材、納米線材、納米薄膜等。而且，我國的企業(yè)往往只能做納米粉體材料的制備，而做納米材料和納米器件應(yīng)用的較少，這個方面跟國外的差距很大。白春禮還認(rèn)為，納米科技應(yīng)用的發(fā)展，很大程度上也取決于一個國家已經(jīng)擁有的工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)?！皩?shí)際上，各行各業(yè)、方方面面都是相關(guān)的，我們?nèi)绻辛撕玫捏w制和機(jī)制，同時還要有相應(yīng)的工業(yè)基礎(chǔ)、相應(yīng)的技術(shù)儲備和人才儲備，才可能使實(shí)驗(yàn)室成果盡快變成大家所接受的產(chǎn)品?！?
從以上這篇報導(dǎo)中，你可以了解到白春禮院士對當(dāng)前中國納米科技發(fā)展?fàn)顩r和存在問題作了客觀的分析。其中對納米水杯，納米鞋墊也給予評議。作為中國納米科學(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域的首席科學(xué)家，他發(fā)表的言論對我們每一個中國公民，是有積極和準(zhǔn)確的指導(dǎo)意義的。這些打著納米旗號的產(chǎn)品之所以敢于大做廣告，主要利用人們對“納米”這個名詞不了解，忽悠了不少人。
后來，中央電視臺在北京街頭進(jìn)行抽樣調(diào)查，看看老百姓對“納米科技”到底知道多少？第一個采訪對象是一個老太太，記者問：“老大娘，請問您知道什么叫納米嗎？”老大娘想了想，回答說：“是不是優(yōu)質(zhì)大米啊？！” 接著，記者先后詢問了六個年青人，有三個人說：不知道，另外三個人知道一點(diǎn)。其中一個說：納米好像是高科技，另一個說：納米是一種新材料，第三個說：納米好像是一個長度單位。
從從上調(diào)查可以看出，至少一半人不知道什么是“納米”。而知道一點(diǎn)的也說不清楚到底什么是納米。為了弄清楚這個問題，我們必須講清楚有關(guān)納米的三個基本概念。
第二節(jié) 納米的三個基本概念
什么是納米？什么是納米材料？什么是納米科技？
一，？？ 什么是納米
首先得說明：納米不是科學(xué)、不是技術(shù)、更不是高科技。納米就像米、厘
米、毫米一樣，僅僅是個長度計量單位。只不過這個單位十分小，小到眼睛都看不見。
一納米=1/10億 =10的-9次方米。
一個納米是十億分之一米。這個數(shù)字不太好記，這里有一個簡單的記憶方法；一毫米是一米的多少分之一？是千分之一。一微米是一個毫米的多少分之一？是千分之一。一納米是一個微米的多少分之一？還是千分之一。因此，米的三個千分之一就是納米。？ 再往下計量，還有尺寸嗎？沒有啦！專家測試發(fā)現(xiàn)，人類世界，組成有形物質(zhì)的最小尺寸量級就是納米。再小的叫什么？叫原子團(tuán)、分子簇。原子團(tuán)、分子簇也有尺寸，而對它們的研究屬于“原子學(xué)”、“分子學(xué)”，而不是納米科學(xué)。
一個納米的尺寸到底有多小呢？等于5-7個原子的距離，一根頭發(fā)絲的直徑大約是5-7萬個納米。這樣，我們就相信了，納米尺寸確實(shí)小到眼睛跟本就看不見。因此，納米洗衣機(jī)，人眼都看不見怎么洗衣服。其實(shí)納米洗衣機(jī)是一種內(nèi)膽試用了納米殺菌材料涂層的洗衣機(jī)，是一種環(huán)保洗衣機(jī)，正確的叫法應(yīng)該是；納米涂層環(huán)保洗衣機(jī)而不是納米洗衣機(jī)。這樣的稱呼就比較實(shí)事求是，避免忽悠群眾。
二，？？ 什么是納米材料？
談到納米材料，要強(qiáng)調(diào)一下，這可是真正的高科技材料。
它是指1-100納米微小尺寸之間的材料，世界上許多材料做得這么小以后，表現(xiàn)出特殊的意想不到的性能。導(dǎo)電的變得不導(dǎo)電，不導(dǎo)電的變得導(dǎo)，陶瓷可以做彈簧。納米材料這種反常的令人驚奇的性能，引起科學(xué)家極大的興趣。大家預(yù)測，這些看不見的小不點(diǎn)顆粒，有可能給人類社會帶來極大的變化。
上個世紀(jì)80年代從前，世界上已經(jīng)有人開始研究一種叫做“超微粉”的新材料，其材料主要尺度在微米，也包含部分納米尺寸的材料。因?yàn)樗憩F(xiàn)出很特殊的電、磁性能，因而開始引起科技界的關(guān)注。
必須指出的是，僅僅因?yàn)槌叨冗_(dá)到納米而沒有特殊性能的材料，也不能叫納米材料。也不能把納米材料理解為是納米粉體，納米粉體僅僅是納米材料的基礎(chǔ),實(shí)際上納米絲,納米管,納米線,納米電纜,納米薄膜,三維納米塊體,納米復(fù)合材料等等都是納米材料,范圍相當(dāng)廣泛。目前,國際上將處于1-100nm納米尺度范圍內(nèi)的超微顆粒及其致密的聚集體,以及由納米微晶所構(gòu)成的材料,統(tǒng)稱為納米材料,包括金屬,非金屬、有機(jī)、無機(jī)和生物等多種粉末材料。
過去,人們只注意研究原子,分子或者宇宙空間,常常忽略這個介于原子、分子和宇宙空間之間的中間領(lǐng)域,而這個中間領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界,有人稱它為“介觀”領(lǐng)域。只是以前沒有認(rèn)識到這個尺度范圍的性能。據(jù)資料顯示：第一個認(rèn)識到它的性能的是日本科學(xué)家,他們在20世紀(jì)70年代用蒸發(fā)法制備超微離子,并通過研究它的性能發(fā)現(xiàn)：一個導(dǎo)電,導(dǎo)熱的銅,銀導(dǎo)體做成納米尺度以后,它就失去原來的性質(zhì),表現(xiàn)出既不導(dǎo)電,也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此,像鐵鈷合金,把它做成大約20—30納米大小,磁疇就變成單磁疇,它的磁性要比原來高1000倍。
而真正有目的研究和發(fā)現(xiàn)納米材料特性的要算德國材料科學(xué)家-格蘭特。
那是1980年的一天，德國薩爾大學(xué)教授格萊特到澳大利亞休假旅游，當(dāng)他獨(dú)自駕車橫穿澳大利亞的大沙漠時，空曠、寂寞和孤獨(dú)的環(huán)境反而使他的思維特別活躍和敏銳。他雖然身心放松，但大腦沒有停止思考。他長期從事晶體材料的研究，了解晶體的晶粒大小對材料的性能有很大的影響，晶粒越小，強(qiáng)度就越高。
格萊特上面的設(shè)想只是材料的一般規(guī)律，他的想法一步一步地深入，如果把材料做到無窮小，把組成材料的晶體的晶粒細(xì)到只有幾個納米大小，材料會是個什么樣子呢？或許會發(fā)生“翻天覆地”的變化吧！
格萊特帶著這些想法回國后，立即與同事一起開始試驗(yàn)，經(jīng)過將近4年的努力，終于在1984年制得了只有幾個納米大小的超細(xì)粉末，包括各種金屬、無機(jī)化合物和有機(jī)化合物的超細(xì)粉末。他們采用惰性氣體蒸發(fā)冷凝法，制備了具有清潔表面的納米鐵，銅，鉛等金屬粉末,然后在真空室中原位加壓制得納米固體，隨后又發(fā)現(xiàn)納米二氧化鈦(TIO2)陶瓷在室溫下呈現(xiàn)良好的韌性,使人們看到了改善陶瓷脆性的希望。論文一發(fā)表，立即在世界上引起轟動。 此外，格萊特在研究這些超細(xì)粉末時發(fā)現(xiàn)了一個十分有趣的現(xiàn)象。眾所周知，金屬具有各種不同的顏色，如金子是金黃色的，銀子是銀白色的，鐵是灰黑色的。至于金屬以外的材料，例如無機(jī)化合物和有機(jī)化合物，它們也可以帶著不同的色彩，瓷器上面的釉歷來都是多彩的，由各種有機(jī)化合物組成的染料更是鮮艷無比。
可是，一旦所有這些材料都被制成超細(xì)粉末時，它們的顏色便一律都是黑色的，瓷器上的釉、染料以及各種金屬統(tǒng)統(tǒng)變成了一種顏色——黑色。正像格萊特想像的那樣，“小不點(diǎn)”與“大個子”相比，性能上發(fā)生了“翻天覆地”的變化。
為什么無論什么材料，一旦制成納米“小不點(diǎn)”，就都成了黑色的呢？原來，當(dāng)材料的顆粒尺寸變到小于光波的波長（1 10-7 m左右）時，形不成反射面，它對光的反射能力變得非常低，大約低到小于1％，既然超細(xì)粉末對光的反射能力很小，我們見到的納米材料便都是黑色的了。這種現(xiàn)象被稱為納米材料的“黑色效應(yīng)”。
“小不點(diǎn)”性質(zhì)上的變化確實(shí)是令人難以置信的。著名的美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室制備出了一種納米金屬，居然使金屬從導(dǎo)電體變成了絕緣體；用納米大小的陶瓷粉末燒結(jié)成的陶瓷制品再也不會一摔就破了。
格萊特的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)和正在改變科學(xué)技術(shù)中的一些傳統(tǒng)概念。因此，納米材料將是21世紀(jì)備受矚目的一種高新技術(shù)產(chǎn)品，從而吸引了世界各國科學(xué)家投個研究，而且碩果累累。
三，什么是納米技術(shù)
簡單地來說：納米技術(shù)就是：用原子和分子制造物質(zhì)的技術(shù)，現(xiàn)在我們做一件襯衫，需要用大塊的布，經(jīng)過裁剪縫紉，浪費(fèi)了大量的邊料。將來，我們做一件襯衫，需要多少個原子和分子，就用多少個原子和分子，一個不多，一個不少，世界將變得多么環(huán)保！
同樣，將來用納米技術(shù)來制造任何產(chǎn)品，都可以選擇需要的原子，分子來制做，世界不僅環(huán)保，而且變得十分奇妙。想象一下，當(dāng)你在電腦上設(shè)計出一條花布裙子，按一下制作健，不一會，就在桌子大小的“納米魔箱”中傳送出一件你需要的花裙子，這該是多么令人驚喜呀！
早在1959年，諾貝爾獎獲得者，美國著名物理學(xué)家費(fèi)曼，在世界物理學(xué)會年會上發(fā)表了一篇演講，題目是《在底部有一個很大的空間》。他在這篇文章中預(yù)言“至少依我來看，物理學(xué)的規(guī)律不排除一個原子一個原子地制造物質(zhì)的可能性?！边@就是納米技術(shù)最早的預(yù)言，也是被公認(rèn)為是納米技術(shù)思想的來源。
費(fèi)曼假定，一旦原子的語言被簡潔地編碼后，就可以對分子進(jìn)行精確的工程加工，把一個原子放到另一個原子上，制造出最小的人工機(jī)器來，費(fèi)曼說，如果把大頭針的針頭放大2.5萬倍，它的面積就相當(dāng)于24卷大英百科全書所有書頁的面積，足以寫下這套百科全書的內(nèi)容。反過來說，若不是把大頭針放大，而是把大英百科全書縮小，也能寫到一個針頭上。
費(fèi)曼是一個嚴(yán)肅的大科學(xué)家，他想，如果能夠以原子的尺度即納米水平控制，制造物質(zhì)，就一定能做到把大英百科全書寫到一個針頭上。正是他提出了納米技術(shù)的概念，卻并不知道怎么去實(shí)現(xiàn)納米技術(shù).
此后，一批批執(zhí)著的科學(xué)家，按照費(fèi)曼指引的方向不懈地奮斗著，盡管困難重重，進(jìn)度十分緩慢，但到了上世紀(jì)80年代末，已取得令人欣慰的成績，那就是放大倍率達(dá)百萬倍的《掃描隧道顯微鏡》的發(fā)明，為人類開展納米科技研究打開了一扇大門，使“一個原子一個原子制造物質(zhì)”變得可能。
這時，納米技術(shù)才真正興起,并在美國、我國和一些國家開展起來,納米技術(shù)才真正成為一門新興的高新科學(xué)技術(shù)。
第一節(jié) 納米水杯引發(fā)官司
早在2001年，一些媒體就先后發(fā)表了關(guān)于“中國納米技術(shù)第一案”的相關(guān)報導(dǎo)，現(xiàn)摘要如下，
文章標(biāo)題是“納米水杯真能治?。俊?9自26日北京晨報訊(記者崔紅)：原告趙先生花了1280元購買了一套由宇天能公司生產(chǎn)的納米產(chǎn)品，包括水杯、金卡和腰帶。產(chǎn)品說明書上介紹該產(chǎn)品有許多功能，諸如“改善睡眠”、自動調(diào)節(jié)人體機(jī)能、排毒養(yǎng)顏、抗菌消炎，對神經(jīng)衰弱、失眠健忘、驚夢等有幫助”等等。趙使用了上述產(chǎn)品后，發(fā)覺并不象該產(chǎn)品所描述的那樣神奇。他認(rèn)為，上述產(chǎn)品作為日用品，沒有任何保健用品或醫(yī)療器械的批號，顯然是虛假宣傳。他要求被告雙倍賠償。法庭上，宇天能公司的代理人拿出了12份由中國科學(xué)院、北京大學(xué)、清華大學(xué)等單位有關(guān)部門出具的檢測報告，證明其納米產(chǎn)品的功能。法庭當(dāng)庭沒有做出判決。(完)
法院為什么沒有判決呢？原因是法院對中科院等權(quán)威單位的檢測報告要核實(shí)取證。正是因?yàn)檫@些檢測報告，才使老百姓相信公司的廣告宣傳。西城區(qū)法院找到中科院機(jī)關(guān)，一位副院長指定基礎(chǔ)研究局的劉處長協(xié)同調(diào)查。調(diào)查結(jié)果得知；化學(xué)所檢測中心曾經(jīng)接受過宇天能公司的委托檢測“納米水杯”水的成分變化數(shù)據(jù)，化學(xué)所采用先進(jìn)的分析儀器，對倒入納米水杯前水和倒入納米水杯后的水分別檢測。檢測結(jié)果出來，發(fā)覺兩張測試譜圖數(shù)據(jù)一模一樣。
這說明這杯水倒入納米水杯后，沒有發(fā)生任何變化?；瘜W(xué)所并沒有對納米水杯的保健功能作出任何說明和結(jié)論。劉處長將調(diào)查結(jié)果向副院長匯報并告知西城區(qū)法院。按理說，西城區(qū)法院應(yīng)該有所作為，但是法官覺得此案判決十分困難，一則檢測證明納米水就是一般白水，無論大分子水有沒有變成小分子水，其成分仍然是H2O。而且沒有對趙先生造成危害。從法律角度很難判決被告有罪。據(jù)說，在法院的調(diào)解下，以宇天能公司給予原告一定賠償，了解了這場“納米技術(shù)第一案”。
此后，市場上不斷冒出各種打著納米旗號的產(chǎn)品，什么納米洗衣機(jī)、納米冰箱、納米褲子，納米襯衫，甚至還有納米除臭鞋墊。搞得你眼花繚亂，是真是假，難以分辨。
此后不久，中國納米科技研究中心主任，中科院副院長白春禮作了一個“納米科技應(yīng)用”的報告。對有關(guān)納米科技研究和應(yīng)用中的問題及社會誤導(dǎo)作了解釋。記者為此作了專程報導(dǎo)如下。
7月13日下午，在中科院研究生院的大階梯教室，中國科學(xué)院常務(wù)副院長、中國科學(xué)院院士白春禮為幾百名研究生帶來了一場有關(guān)納米科技應(yīng)用的學(xué)術(shù)報告。從納米改性的個人電腦開始，他細(xì)數(shù)納米科技在信息技術(shù)、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、能源、日化等各領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。他自己買的小魚模樣的不銹鋼肥皂便是讓聽眾感興趣的小例子之一。 白春禮補(bǔ)充說：“不過，這是德國產(chǎn)品，不是中國產(chǎn)品?！?
白春禮在作報告
白春禮所列舉的大量納米產(chǎn)品多為國外產(chǎn)品。提到中國市場上的納米產(chǎn)品，尤其是前些年的納米熱，白春禮談到了納米冰箱和納米洗衣機(jī)。“有人覺得使用這個名稱以后，可以讓這個產(chǎn)品比較好賣?！痹诩t紅火火的納米熱中，還出現(xiàn)了納米水杯、納米鞋墊等產(chǎn)品。有一個負(fù)面的案例是廣東某企業(yè)搞出所謂的納米水杯，后被證實(shí)純粹是欺騙行為，被有關(guān)部門處理。類似的事件多了，使得公眾對納米產(chǎn)品真假難辨。甚至有人在媒體上講，目前還沒有一項真正的納米技術(shù)產(chǎn)品，所有的納米產(chǎn)品都是炒作。白春禮說。他認(rèn)為，必須正確理解納米科技的內(nèi)涵。如果說我們把納米技術(shù)當(dāng)標(biāo)簽、當(dāng)花瓶，只想利用它的概念賺錢，就會損害我們本來應(yīng)該認(rèn)真培育的市場，造成人們對納米技術(shù)創(chuàng)新難度的認(rèn)識不足。
白春禮說，中國是納米研究的論文發(fā)表大戶，目前在數(shù)量上已經(jīng)僅次于美國，位居世界第二位。但他強(qiáng)調(diào)，盡管論文發(fā)表不少，可在納米科技的專利數(shù)量和實(shí)際應(yīng)用方面，“我們與國外還有很大差距”。他引用一份調(diào)查結(jié)果說，在我國，與納米科技相關(guān)或者掛著納米字樣的公司有600多家。但在600多家“納米企業(yè)”當(dāng)中，90％都是人數(shù)在50人以下的中小企業(yè)，研發(fā)能力相對薄弱。此外，現(xiàn)在國內(nèi)的“納米企業(yè)”的生產(chǎn)品種也比較單一。
白春禮說，我國有20多條納米粉體的生產(chǎn)線，但是納米材料包含了很多種，并不僅僅是納米粉體，還包括納米塊材、納米線材、納米薄膜等。而且，我國的企業(yè)往往只能做納米粉體材料的制備，而做納米材料和納米器件應(yīng)用的較少，這個方面跟國外的差距很大。白春禮還認(rèn)為，納米科技應(yīng)用的發(fā)展，很大程度上也取決于一個國家已經(jīng)擁有的工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)?！皩?shí)際上，各行各業(yè)、方方面面都是相關(guān)的，我們?nèi)绻辛撕玫捏w制和機(jī)制，同時還要有相應(yīng)的工業(yè)基礎(chǔ)、相應(yīng)的技術(shù)儲備和人才儲備，才可能使實(shí)驗(yàn)室成果盡快變成大家所接受的產(chǎn)品?！?
從以上這篇報導(dǎo)中，你可以了解到白春禮院士對當(dāng)前中國納米科技發(fā)展?fàn)顩r和存在問題作了客觀的分析。其中對納米水杯，納米鞋墊也給予評議。作為中國納米科學(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域的首席科學(xué)家，他發(fā)表的言論對我們每一個中國公民，是有積極和準(zhǔn)確的指導(dǎo)意義的。這些打著納米旗號的產(chǎn)品之所以敢于大做廣告，主要利用人們對“納米”這個名詞不了解，忽悠了不少人。
后來，中央電視臺在北京街頭進(jìn)行抽樣調(diào)查，看看老百姓對“納米科技”到底知道多少？第一個采訪對象是一個老太太，記者問：“老大娘，請問您知道什么叫納米嗎？”老大娘想了想，回答說：“是不是優(yōu)質(zhì)大米啊？！” 接著，記者先后詢問了六個年青人，有三個人說：不知道，另外三個人知道一點(diǎn)。其中一個說：納米好像是高科技，另一個說：納米是一種新材料，第三個說：納米好像是一個長度單位。
從從上調(diào)查可以看出，至少一半人不知道什么是“納米”。而知道一點(diǎn)的也說不清楚到底什么是納米。為了弄清楚這個問題，我們必須講清楚有關(guān)納米的三個基本概念。
第二節(jié) 納米的三個基本概念
什么是納米？什么是納米材料？什么是納米科技？
一，？？ 什么是納米
首先得說明：納米不是科學(xué)、不是技術(shù)、更不是高科技。納米就像米、厘
米、毫米一樣，僅僅是個長度計量單位。只不過這個單位十分小，小到眼睛都看不見。
一納米=1/10億 =10的-9次方米。
一個納米是十億分之一米。這個數(shù)字不太好記，這里有一個簡單的記憶方法；一毫米是一米的多少分之一？是千分之一。一微米是一個毫米的多少分之一？是千分之一。一納米是一個微米的多少分之一？還是千分之一。因此，米的三個千分之一就是納米。？ 再往下計量，還有尺寸嗎？沒有啦！專家測試發(fā)現(xiàn)，人類世界，組成有形物質(zhì)的最小尺寸量級就是納米。再小的叫什么？叫原子團(tuán)、分子簇。原子團(tuán)、分子簇也有尺寸，而對它們的研究屬于“原子學(xué)”、“分子學(xué)”，而不是納米科學(xué)。
一個納米的尺寸到底有多小呢？等于5-7個原子的距離，一根頭發(fā)絲的直徑大約是5-7萬個納米。這樣，我們就相信了，納米尺寸確實(shí)小到眼睛跟本就看不見。因此，納米洗衣機(jī)，人眼都看不見怎么洗衣服。其實(shí)納米洗衣機(jī)是一種內(nèi)膽試用了納米殺菌材料涂層的洗衣機(jī)，是一種環(huán)保洗衣機(jī)，正確的叫法應(yīng)該是；納米涂層環(huán)保洗衣機(jī)而不是納米洗衣機(jī)。這樣的稱呼就比較實(shí)事求是，避免忽悠群眾。
二，？？ 什么是納米材料？
談到納米材料，要強(qiáng)調(diào)一下，這可是真正的高科技材料。
它是指1-100納米微小尺寸之間的材料，世界上許多材料做得這么小以后，表現(xiàn)出特殊的意想不到的性能。導(dǎo)電的變得不導(dǎo)電，不導(dǎo)電的變得導(dǎo)，陶瓷可以做彈簧。納米材料這種反常的令人驚奇的性能，引起科學(xué)家極大的興趣。大家預(yù)測，這些看不見的小不點(diǎn)顆粒，有可能給人類社會帶來極大的變化。
上個世紀(jì)80年代從前，世界上已經(jīng)有人開始研究一種叫做“超微粉”的新材料，其材料主要尺度在微米，也包含部分納米尺寸的材料。因?yàn)樗憩F(xiàn)出很特殊的電、磁性能，因而開始引起科技界的關(guān)注。
必須指出的是，僅僅因?yàn)槌叨冗_(dá)到納米而沒有特殊性能的材料，也不能叫納米材料。也不能把納米材料理解為是納米粉體，納米粉體僅僅是納米材料的基礎(chǔ),實(shí)際上納米絲,納米管,納米線,納米電纜,納米薄膜,三維納米塊體,納米復(fù)合材料等等都是納米材料,范圍相當(dāng)廣泛。目前,國際上將處于1-100nm納米尺度范圍內(nèi)的超微顆粒及其致密的聚集體,以及由納米微晶所構(gòu)成的材料,統(tǒng)稱為納米材料,包括金屬,非金屬、有機(jī)、無機(jī)和生物等多種粉末材料。
過去,人們只注意研究原子,分子或者宇宙空間,常常忽略這個介于原子、分子和宇宙空間之間的中間領(lǐng)域,而這個中間領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界,有人稱它為“介觀”領(lǐng)域。只是以前沒有認(rèn)識到這個尺度范圍的性能。據(jù)資料顯示：第一個認(rèn)識到它的性能的是日本科學(xué)家,他們在20世紀(jì)70年代用蒸發(fā)法制備超微離子,并通過研究它的性能發(fā)現(xiàn)：一個導(dǎo)電,導(dǎo)熱的銅,銀導(dǎo)體做成納米尺度以后,它就失去原來的性質(zhì),表現(xiàn)出既不導(dǎo)電,也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此,像鐵鈷合金,把它做成大約20—30納米大小,磁疇就變成單磁疇,它的磁性要比原來高1000倍。
而真正有目的研究和發(fā)現(xiàn)納米材料特性的要算德國材料科學(xué)家-格蘭特。
那是1980年的一天，德國薩爾大學(xué)教授格萊特到澳大利亞休假旅游，當(dāng)他獨(dú)自駕車橫穿澳大利亞的大沙漠時，空曠、寂寞和孤獨(dú)的環(huán)境反而使他的思維特別活躍和敏銳。他雖然身心放松，但大腦沒有停止思考。他長期從事晶體材料的研究，了解晶體的晶粒大小對材料的性能有很大的影響，晶粒越小，強(qiáng)度就越高。
格萊特上面的設(shè)想只是材料的一般規(guī)律，他的想法一步一步地深入，如果把材料做到無窮小，把組成材料的晶體的晶粒細(xì)到只有幾個納米大小，材料會是個什么樣子呢？或許會發(fā)生“翻天覆地”的變化吧！
格萊特帶著這些想法回國后，立即與同事一起開始試驗(yàn)，經(jīng)過將近4年的努力，終于在1984年制得了只有幾個納米大小的超細(xì)粉末，包括各種金屬、無機(jī)化合物和有機(jī)化合物的超細(xì)粉末。他們采用惰性氣體蒸發(fā)冷凝法，制備了具有清潔表面的納米鐵，銅，鉛等金屬粉末,然后在真空室中原位加壓制得納米固體，隨后又發(fā)現(xiàn)納米二氧化鈦(TIO2)陶瓷在室溫下呈現(xiàn)良好的韌性,使人們看到了改善陶瓷脆性的希望。論文一發(fā)表，立即在世界上引起轟動。 此外，格萊特在研究這些超細(xì)粉末時發(fā)現(xiàn)了一個十分有趣的現(xiàn)象。眾所周知，金屬具有各種不同的顏色，如金子是金黃色的，銀子是銀白色的，鐵是灰黑色的。至于金屬以外的材料，例如無機(jī)化合物和有機(jī)化合物，它們也可以帶著不同的色彩，瓷器上面的釉歷來都是多彩的，由各種有機(jī)化合物組成的染料更是鮮艷無比。
可是，一旦所有這些材料都被制成超細(xì)粉末時，它們的顏色便一律都是黑色的，瓷器上的釉、染料以及各種金屬統(tǒng)統(tǒng)變成了一種顏色——黑色。正像格萊特想像的那樣，“小不點(diǎn)”與“大個子”相比，性能上發(fā)生了“翻天覆地”的變化。
為什么無論什么材料，一旦制成納米“小不點(diǎn)”，就都成了黑色的呢？原來，當(dāng)材料的顆粒尺寸變到小于光波的波長（1 10-7 m左右）時，形不成反射面，它對光的反射能力變得非常低，大約低到小于1％，既然超細(xì)粉末對光的反射能力很小，我們見到的納米材料便都是黑色的了。這種現(xiàn)象被稱為納米材料的“黑色效應(yīng)”。
“小不點(diǎn)”性質(zhì)上的變化確實(shí)是令人難以置信的。著名的美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室制備出了一種納米金屬，居然使金屬從導(dǎo)電體變成了絕緣體；用納米大小的陶瓷粉末燒結(jié)成的陶瓷制品再也不會一摔就破了。
格萊特的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)和正在改變科學(xué)技術(shù)中的一些傳統(tǒng)概念。因此，納米材料將是21世紀(jì)備受矚目的一種高新技術(shù)產(chǎn)品，從而吸引了世界各國科學(xué)家投個研究，而且碩果累累。
三，什么是納米技術(shù)
簡單地來說：納米技術(shù)就是：用原子和分子制造物質(zhì)的技術(shù)，現(xiàn)在我們做一件襯衫，需要用大塊的布，經(jīng)過裁剪縫紉，浪費(fèi)了大量的邊料。將來，我們做一件襯衫，需要多少個原子和分子，就用多少個原子和分子，一個不多，一個不少，世界將變得多么環(huán)保！
同樣，將來用納米技術(shù)來制造任何產(chǎn)品，都可以選擇需要的原子，分子來制做，世界不僅環(huán)保，而且變得十分奇妙。想象一下，當(dāng)你在電腦上設(shè)計出一條花布裙子，按一下制作健，不一會，就在桌子大小的“納米魔箱”中傳送出一件你需要的花裙子，這該是多么令人驚喜呀！
早在1959年，諾貝爾獎獲得者，美國著名物理學(xué)家費(fèi)曼，在世界物理學(xué)會年會上發(fā)表了一篇演講，題目是《在底部有一個很大的空間》。他在這篇文章中預(yù)言“至少依我來看，物理學(xué)的規(guī)律不排除一個原子一個原子地制造物質(zhì)的可能性?！边@就是納米技術(shù)最早的預(yù)言，也是被公認(rèn)為是納米技術(shù)思想的來源。
費(fèi)曼假定，一旦原子的語言被簡潔地編碼后，就可以對分子進(jìn)行精確的工程加工，把一個原子放到另一個原子上，制造出最小的人工機(jī)器來，費(fèi)曼說，如果把大頭針的針頭放大2.5萬倍，它的面積就相當(dāng)于24卷大英百科全書所有書頁的面積，足以寫下這套百科全書的內(nèi)容。反過來說，若不是把大頭針放大，而是把大英百科全書縮小，也能寫到一個針頭上。
費(fèi)曼是一個嚴(yán)肅的大科學(xué)家，他想，如果能夠以原子的尺度即納米水平控制，制造物質(zhì)，就一定能做到把大英百科全書寫到一個針頭上。正是他提出了納米技術(shù)的概念，卻并不知道怎么去實(shí)現(xiàn)納米技術(shù).
此后，一批批執(zhí)著的科學(xué)家，按照費(fèi)曼指引的方向不懈地奮斗著，盡管困難重重，進(jìn)度十分緩慢，但到了上世紀(jì)80年代末，已取得令人欣慰的成績，那就是放大倍率達(dá)百萬倍的《掃描隧道顯微鏡》的發(fā)明，為人類開展納米科技研究打開了一扇大門，使“一個原子一個原子制造物質(zhì)”變得可能。
這時，納米技術(shù)才真正興起,并在美國、我國和一些國家開展起來,納米技術(shù)才真正成為一門新興的高新科學(xué)技術(shù)。