探索納米的世界

想象一下，假如我們變得很小很小，小到可以跳到一根纖維上，或者可以在一滴水中游泳，那我們就可以去探索納米的世界了。這里有各種各樣的微小事物，比如一只極小的機(jī)器人，小到可以進(jìn)入人體，去修復(fù)人體細(xì)胞……除了微小的物體，納米世界里還有好多我們平日里看不見的光；用納米材料制成的物品也奇奇怪怪，很輕很薄，又很強(qiáng)韌。

總之，納米世界就像一座充滿魔法的花園城堡，帶給我們許多不曾有過的奇妙體驗(yàn)，讓我們一起去探索吧！

比細(xì)菌小的納米

納米是什么？它是一個長度單位。 1 納米多長？它等于1 米的10 億分之一……想象不出來是不是？拔一根頭發(fā)，將它豎著剖成5 萬份，每一份的厚度大約就是1納米啦！

搜尋身邊的材料

書本是紙做的，家具大多數(shù)是木頭做的，罐頭盒是金屬做的，瓷磚是石頭做的，衣服和被褥是織物做的，房屋的主要材料是水泥和磚塊，汽水瓶是玻璃做的……

我們的世界由各種各樣的材料組成。這些材料有些很輕，有些很重；有的堅(jiān)固，有的柔軟；有些是光滑的，有些是粗糙的……各有各的特點(diǎn)，能夠做成的東西也不同。

假如換個思路，用金屬來做書本，哎喲，好沉?。挥貌Ａ碜鲆路?，不保暖還不安全；用木頭來做鏡子……咦，什么也看不見。我的天，那豈不是全亂套了？

為什么每種材料都有獨(dú)特的性質(zhì)？要想真正認(rèn)識它們，我們就得進(jìn)入它們的內(nèi)部去瞧瞧……

原子拼裝的世界

當(dāng)我們進(jìn)入各種材料內(nèi)部，會驚奇地發(fā)現(xiàn)，世界上一切材料都是由一個個“積木”搭建起來的。這些“積木”就是原子。地球上的一切幾乎都由原子組成。大多數(shù)情況下，它們通過各種各樣的化學(xué)鍵結(jié)合在一起，進(jìn)而組成各種物質(zhì)。

關(guān)于原子的一些事

原子太小了，我們用肉眼根本看不見。但是，它們組成了我們所能看到的一切，比如我們身邊的人、動物、玩具、食物等。

每個原子都有一個中心，叫原子核。原子核里面住著一些更小的粒子，比如質(zhì)子和中子。質(zhì)子帶有正電，中子不帶電。原子核外面還有很多更小的電子，它們像跳舞一樣繞著原子核運(yùn)動。

原子非常喜歡和其他類別的原子交朋友，它們通過一種叫化學(xué)鍵的方式手拉手。這就像我們和朋友們手拉手，圍成圈一樣。原子通過化學(xué)鍵形成分子，許多個分子聚集在一起，可以形成水、空氣甚至整個世界。

獨(dú)特的碳原子

在我們的世界里，有一種非?？岬脑?，那就是碳原子。我們?nèi)祟惖钠つw、頭發(fā)，甚至呼出的氣體中都有碳。想象一下，如果我們是一只小小的螞蟻，那么碳就像是構(gòu)建蟻巢的泥土一樣重要。在一些科幻小說中，我們地球生命體被稱為“碳基生物”也是這個緣故吧。

碳有一個超級棒的特點(diǎn)，它幾乎比任何原子都善于交朋友。它可以和許許多多不同的原子結(jié)合在一起，比如氫和氧。當(dāng)碳和氫成為好朋友時(shí)，它們可以在一定條件下生成燃料，這是我們每天都離不開的重要資源；當(dāng)碳和氧成為好朋友時(shí)，可以在一定條件下生成二氧化碳，這是維持地球表面溫度的重要?dú)怏w。

而且，碳還有一個非常特別的能力，它可以自己和自己成為好朋友，形成一條長長的碳原子鏈條。這些鏈條卷起來可以變成一個球，也可以舒展、變形，構(gòu)成各種物質(zhì)，包括塑料、橡膠，甚至我們身體里的DNA。

與此同時(shí)，碳也被稱為“生命的元素”。因?yàn)樗谖覀兊厍虻纳莼邪缪萘朔浅Ｖ匾慕巧?。可以說，沒有碳，就沒有我們今天的地球。

石墨中的石墨烯

有一種黑色的物質(zhì)，名叫石墨。它是我們通常使用的鉛筆芯的主要成分。它還有一個非常特別的秘密：它由很多層非常非常薄的“片片”疊在一起組成，每一層“片片”都由無數(shù)個碳原子排成的六邊形組成，就像蜂巢的截面一樣。

假如我們非常小心地將石墨中的一層“片片”拿出來，就得到了一種叫石墨烯的物質(zhì)。石墨烯就像是一張超級薄、超級輕、超級強(qiáng)韌的紙片，但它不是普通的紙片哦，它有著很多神奇無比的超能力。比如：

石墨烯只有一層碳原子那么厚，如果把20 萬層石墨烯疊在一起，厚度僅僅和一根頭發(fā)絲一樣。

因?yàn)橹挥幸粚釉?，所以石墨烯非常輕，幾乎沒有任何重量。

石墨烯比鋼鐵還要堅(jiān)固很多倍，但是又非常柔軟，可以彎曲而不會斷裂。

石墨烯還具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，可以令電流暢通無阻，是制造電池和電腦芯片的重要原料。

我們知道了納米是很小的長度單位。納米材料是指單位尺寸非常小、長度約在1～100 納米間的材料。上文提到的石墨烯就是典型的納米材料。納米材料可以為我們?nèi)祟愖鲈S多神奇又重要的事情。

納米醫(yī)學(xué)

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，納米材料可以用來制造微型藥物。這些藥物能夠更輕易地進(jìn)入人體，找到病菌或細(xì)菌，精準(zhǔn)又快速地消滅它們。

納米材料制成的機(jī)器人能進(jìn)入人體，修復(fù)體內(nèi)破損；也能在人體內(nèi)進(jìn)行精準(zhǔn)定位和治療，直接游向病變部位釋放藥物，或?qū)植科鞴偈┬形?chuàng)手術(shù)。

納米元件

在我們的手機(jī)和電腦里，有許多由納米材料制造的電子元件。由于它們的存在，我們的電子設(shè)備就可以更薄、更輕，運(yùn)行得更快。另外，使用納米粉末制造的電極具有更大的表面積，可以顯著提高放電效率。

納米環(huán)保

納米材料可以用于環(huán)境保護(hù)。納米材料顆粒微小，用來制作過濾器，可以更好地凈化空氣；以納米顆粒制作的催化劑，可增強(qiáng)催化反應(yīng)的效率，有效去除空氣中的有害物質(zhì)。納米技術(shù)可用于污水處理，用它們制作的過濾膜和吸附劑能有效吸附水中的重金屬、有機(jī)物和微生物。納米技術(shù)還用于土壤修復(fù)，納米材料能夠吸附和降解土壤中的有害物和污染物，比如農(nóng)藥、石油烴等。

納米能源

納米技術(shù)的出現(xiàn)和納米材料的發(fā)展，同樣也影響了全球的能源行業(yè)，給予電池行業(yè)的專家和學(xué)者新的啟發(fā)。科學(xué)家利用納米材料研發(fā)出了許多微型能源存儲設(shè)備。比如，把一顆比米粒還要小的電池放在我們的玩具車?yán)?，玩具車的車燈就可以做得更大，并且持續(xù)發(fā)光很長時(shí)間。

納米世界雖然小，小到我們完全看不見，卻有著巨大的能量和潛力。相信未來它們一定能夠蓬勃發(fā)展，幫助我們創(chuàng)造出一個更美好的世界。