纳米材料

白春礼答：

很多前景是需要材料作为基础的。在纳米材料方面，我们往往是做成粉体掺进某个东西中去，看看它是否具有不同于以往的性能，然后把这个材料推出去，目前基本处于这样一个水平。我们现在做了最细、最长的纳米碳管，但是我觉得还应该做出强度和韧性都比原有的材料(比如钢)强10倍以上而重量又轻的材料，这种新材料会带来很多的工业应用和革命。目前就碳管而言可 。 以达到这个程度，但是要想批量生产并降低成本还有问题。

当用纳米技术做成大物体时，这个宏观尺度的物 体为什么还会保留纳米尺度的特性呢?

晶体材料来说，它的晶格有序，、原于排列从微观到宏观都是以同样的方式排列，所以整体的性质和一颗不是太小的颗粒的性质差别并不大，而这个小一点的颗粒可以到纳米级。因为物质的结构决定它的性质，如果结构是单一的，那么性质也基本是均衡的。比如说金刚石，其晶格是呈四面体排列，距离、角度都一样，如果无限延伸到宏观上整个一块宝石，它表面的性能也都是一样的。以前我们追求完美的晶体 做材料，因为它具有相同的性质，但是晶体并不是很完美,比如这里有一位错，那里有一杂质，造成了晶体的不完美，以前总想克服这个缺陷，但后来偶然发现这个缺陷到了一定的程度，它的性质就和整体不同了，这就是纳米材料的起源。

如何理解细胞里的活动就是纳米特性的活动．自然界中是否还有其他纳米特性的活动?
我认为这主要是指在纳米尺度上可以来描述.一条DNA链的粗细为1纳米，蛋白的链也是在纳米尺度上，如果这些分子聚集在一起，纳米的团球或者一个蛋白，它除了有分子链本身化学键的结构以外，也还有与纳米尺度上一样的相互作用，从这一点上来说，纳米科技对生命科技会有很大的影响。从另一个角度上看，纳米科技最终的目标是直接用原子和分子来制造具有特定功能的产品，要达到这样的目标，就要充分了解原子和分子的性质，尤其是原子、分子之间相互作用的本质，这样就能设计、控制、生产使它能形成特定形状的东西。生命体都是非常复杂的，主要是靠自我复制、自我组装，一个很小的受精卵为什么会长成这么大的一个人，脱离了母体的人并没有受到人为的控制却会按遗传信息去长，如果我们在分子尺寸上掌握了分子之间各种相互作用的本质，那就可以用今天生命技术的方法长出其他的西来，可以长出人体的代用品。塑料是有机的，可不可以长出一张桌子来呢?方面是纳米科技问题，另一方面要集中于生命科学已有的成果。纳米生物学，就是在纳米的尺度上研究分子的操纵、分子间的相互作用以及它们可能形成的自我组装和自我复制，然后把这些东西用于纳米材料学、纳米化学以及其他领域，这几个不同领域的综合会达到纳米科技的最终目标。中国古代安徽出的墨，其颗粒可以是纳米级的，非常非常细，从烟道里扫出来后一遍遍地筛，研制出来的墨非常均匀、饱满，写字非常好，这实际就是纳米颗粒，但尺寸小并不一定有特殊效应。一定要有纳米尺寸所具有的与宏观物体不一样的量子效应、表面效应和介面效应，这样才能说这是一个纳米的现象。

现在是用什么方法来控制原子和分子的?
我们现在做得多的就是扫描探针显微镜，这也是我的本行，它不仅可以观察到原子和分子，还可以操纵单个原子和分子的排列某种特定的结构，这种结构提供给科学家一个微小的实验室，用它来研究纳米世界里的一些新奇的现象，一些新的效应，这是其他技术做不到的。