藏在你身边的纳米技术,比你想的更日常

去年9月23号,南京。我跟做材料学的发小约在广州路的老咖啡馆躲雨,他刚从仙林的实验室出来,胳膊底下夹着件皱巴巴的冲锋衣。进门的时候半肩都湿了,他把外套脱下来往桌上一搭,掏出水杯往袖口倒了半杯。我刚要喊“你疯了”,水珠直接顺着袖口滚到地上,连个湿印子都没留。

就是那天,我才第一次对纳米技术摘掉了“科幻大片专属黑科技”的标签。原来它早就在你我身边晃了好多年,只是大多数人跟我一样,只听过名字,没搞懂到底它干了啥。

纳米不是物质,是一把尺子

纳米本身只是个长度单位,不是某种神奇的特殊物质。别记那些10的负九次方的公式,你只要摸一下你自己的头发丝,一根普通头发的直径,大概是五万到十万纳米。也就是说,把东西切到100纳米以下的尺寸,就能叫纳米级材料了。

有意思的点在哪?当材料小到这个尺寸,它的性质会变。原本不导电的能导电,原本很稳定的能做催化剂,连黄金这种不会生锈的惰性金属,磨成纳米级的小颗粒,都能变成黑颜色,还能催化反应。

头发丝与纳米尺寸对比示意图
头发丝与纳米尺寸对比示意图

很多人一开始就被商家带歪了,觉得纳米就是某种能包治百病的神奇材料,本质上就是偷换概念。它更像一种方法,把材料缩小到这个神奇的尺寸,得到我们想要的新特性。

你天天用的东西里,至少三件带纳米技术

就说开头那件防水冲锋衣,不是什么实验室里放了十年的黑科技,就是布料表面做了一层纳米级的疏水结构,让水的表面张力变了,水没法铺开,只能直接滚走。说白了,就是给布料织了一层纳米级的“小雨伞”,水落不住。

你现在拿在手上的手机,屏幕不沾指纹的那层涂层,也是纳米技术做的。就是一层纳米级二氧化硅薄膜,把玻璃表面的缝隙填上,手上的油脂吸不上去,所以一擦就干净。

还有你疫情期间戴的KN95口罩,那层能挡住病毒的过滤芯,就是纳米纤维做的。新冠病毒直径大概在100纳米左右,刚好被这层纳米网拦下来,比普通口罩过滤效果好太多。

纳米纤维口罩过滤层电镜图
纳米纤维口罩过滤层电镜图

不过话说回来,就是因为纳米这两个字太玄乎,太多骗子拿它当幌子割韭菜。什么纳米能量石、纳米养生杯、纳米负离子卫生巾,市面上大部分打着纳米旗号的养生保健产品,全是智商税。扯的没边了,就是普通的石材塑料,跟纳米不沾边,骗的就是你对这个词的陌生感。

我之前还见过卖纳米保健床垫的,说能释放纳米粒子治高血压,真的想笑。真能大量释放纳米粒子出来,那才要担心会不会进你肺里呢,还治病。

那些科幻片里的纳米技术,离我们还远着呢

那些科幻片里的纳米技术,离我们还远着呢
那些科幻片里的纳米技术,离我们还远着呢

很多人对纳米技术的印象,都来自科幻电影:纳米机器人进血管清血栓,还能自我复制,最后把整个城市都变成灰色的脓浆,想想都吓人。

说实话,那种能自主运动、自己复制的纳米机器人,现在还只存在于小说家的脑子里。现在我们能做到的,顶多是把纳米颗粒做成药物载体,送到癌细胞附近慢慢释放药物,也就是所谓的靶向药,现在还在临床试验阶段,离那种无所不能的纳米机器人,差了至少几十年。

那现在纳米技术真正在推进的方向是什么?其实都是很接地气的东西。比如锂电池,把阳极材料做成纳米级的硅结构,就能存更多的锂,手机续航一下就能涨个三分之一,现在不少新出的手机电池已经在用这个技术了。还有太阳能电池板,在表面做一层纳米结构的增透涂层,就能多吸收百分之几的阳光,别小看这几个点,整条生产线下来,一年能多发好多电。

也有人问,纳米颗粒会不会跑进人体,致癌啊?这个问题其实分情况。正常合格的商品里,纳米颗粒都是牢牢固定在材料里的,你穿的冲锋衣,摸个三五年,掉出来的颗粒还不如你吸一口雾霾多,根本不会有影响。反而是那些往护肤品、养生产品里加纳米颗粒的,才真的可能有未知风险,毕竟小分子颗粒能不能代谢出去,现在还没完全研究清楚,能避开就避开。

那天从咖啡馆出来的时候,雨停了,广州路的梧桐树飘下来几片黄叶子。发小跟我说,他做了三年的课题,就是把这种纳米疏水涂层的成本从每件几百块降到十几块,以后普通的风衣都能用上,不用再花大几千买大牌的防水款了。

你看,所有的高科技走到最后,其实都是这样。它不会天天把纳米两个字印在包装上吓你,只会变成你下雨天不用怕湿肩,手机屏幕不用天天擦油,这些不起眼的小舒服,悄悄融进你日常里。

作者|科技

排版|科技

审核|小准

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