电工测量表使用方法(怎样测量电度表的准确程度)

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纳米是非常小的长度单位，只有“十亿分之一米”，相当于人类头发直径的万分之一。日常生活中的很多物品和商品早就打上了“纳米”二字。，从“纳米能量杯”到“纳米内衣”，从手机的7nm芯片到科幻电影中的“纳米盔甲”，再到现实世界中的纳米机器人，有哪些是真正含有纳米技术的呢？

在未来，纳米机器人可以进入人体来治疗我们吗？几个纳米芯片能装什么？纳米装甲只是科幻作家的万能道具吗？纳米那么小，怎么会有那么多功能？长度单位为什么能成为一门科学？

中国之声、中央视频联合中国科协青少年科技中心推出全媒体科普栏目——大师课堂《科学家讲科学》。20位著名院士畅谈热点事件，为公众科普答疑解惑。中国科学院院士、国家纳米科学中心主任赵将与您一起走进神奇的纳米世界。

是时候展示真正的纳米技术了！

20世纪80年代，人类通过扫描隧道显微镜第一次正式开始了对纳米尺度世界的科学观测和研究。

有多小？一纳米是10的9次方米。如果把一个直径为1纳米的球放在乒乓球上，几乎相当于把一个乒乓球放在地球上。

纳米技术研究的尺寸对象一般在1纳米到100纳米之间。“但在具体研究中并不局限于这个尺度范围，主要看纳米尺度的结构或纳米材料是否具有新颖的物理性质、化学性质、生物性质或医疗功能等。”赵解释道。

纳米世界能有什么新奇？

有些金属氧化物通常没有磁性，但在20纳米以下会表现出顺磁性。黄金的熔点在1064左右，但达到1 ~ 2 nm时，会在室温下熔化。颗粒大小不一样，性能会有很大差别。这就是纳米尺寸效应。

赵说，物质世界从反应能到功能能的转变临界发生在纳米尺度，，生物世界从无生命到有生命的转变临界也发生在纳米尺度。“所以我们应该规范物质世界。比如获取物质的新功能，在纳米尺度上调控结构是最有效的，因为物质宏观功能的来源就在这里。”

目前，全世界已有60多个国家设立了国家纳米研究计划，中国也不例外。中国的纳米技术研究起源于20世纪80年代末。赵认为“目前，中国是世界上纳米技术基础研究和应用基础研究领域最活跃、最有影响力的国家之一。”

从“纳米内衣”到“纳米盔甲”，纳米能做什么？

可能有人觉得纳米有什么奇怪的，已经穿上了“纳米内衣”“纳米鞋垫”。曾经，一些无良商家想利用“纳米”的知名度，以此为噱头。很多名称中带有“纳米”字样的商品出现了，但都与纳米无关。一些消费者甚至认为纳米技术是一个骗局。

赵指出，大约二十年前，出现了各种各样的纳米产品，但事实上，当时纳米技术还没有大规模应用。现在纳米技术真的已经应用到很多方面和产品上了，“纳米”这个词已经不再用来标榜自己了。

在一部已经成为“人体新器官”的智能手机中，有一百多个零件是纳米技术和纳米材料的产物。手机内部的计算芯片是用人类最尖端的微纳加工技术制造的。，5纳米芯片每平方毫米约有1.5亿个晶体管，2纳米芯片的晶体管密度约为5纳米芯片的两倍。比人指甲略大的芯片包含数百亿个晶体管，比地球人口还多。

“当它被大规模使用时，人们可能不再把它当作噱头。”赵相信，纳米技术一定会改善和改变我们的生活，特别是当人类步入智能社会，纳米技术应该无处不在。

有一些科幻电影编剧并不掌握纳米技术，却巧妙地运用了纳米技术的概念。它们的纳米装甲可以在需要时快速释放覆盖全身，必要时还可以在局部形成“盾牌”和“锤子”。这个万能道具能实现吗？

对此，赵认为，科幻小说有一定的科学依据，但它不是科学。它给人类带来狂野的想法，可以成为技术变革的驱动力之一。“从某种意义上说，是有意义的，比如我们现在做的时变材料。”从科幻到真正的科技，需要大量的基础研究和技术开发。

纳米机器人能治病？

纳米科技在原子和分子尺度上研究物质的特性和相互作用，精确加工制造物质的原子，可以精确调控生命、健康和疾病过程。

到目前为止，疾病的诊断和治疗都是基于分子间的反应，人们吃的药物称为分子药物。纳米药物是单个分子聚集在一起形成一个颗粒，也可以称为颗粒药物。这种颗粒有一个表面，可以装载许多不同的药物，然后可以控制它一层一层地释放。

用纳米颗粒作为治疗药物的载体，可以让它在人体内输送药物，像快递员一样定点输送。

除了精准送药的“快递员”，未来，纳米机器人也有可能进入人体给人治病。它是一个可以在纳米空间上运行的“功能分子器件”集合而成的系统。这个“机器人”与通常的机器人形象大相径庭。纳米棒或纳米管可以是纳米机器人。

未来，人们有望使用自组装纳米机器人，通过血管直接到达病灶，进行疾病治疗和自我修复，如消除体内肿瘤细胞，进行微创手术等。

看不见的纳米世界安全吗？

纳米小到肉眼无法察觉。进入人体安全吗？

事实上，纳米颗粒不仅是当今纳米技术的产物，汽车尾气和燃烧过程中也会产生大量的纳米颗粒。据赵介绍，据估计，走在街上的人每小时通过呼吸空气吸入约1亿个纳米粒子。

目前，关于纳米材料的生物效应和毒性的研究数据很少。初步的实验证据表明，即使是化学成分相同的物质，也可能与纳米粒子产生不同的生物效应。这些生物效应可能是有益的，也可能是有害的，还有很多未知的问题需要研究。比如，研究人员发现，纳米粒子进入人体后，人体内的蛋白质会自动将其包裹起来，不会被身体视为异物，具有隐身效果。“会不会产生长期毒性？这个事情现在正在研究，还没有结论。”赵介绍。

纳米机器人是否会在我们体内“失联”，从而对人体造成副作用或刺激性伤害？目前，研究人员倾向于使用身体内部的材料来制造纳米机器人，这样可以被人体分解，可能不会有太大的负面影响。

不过，赵也承认，目前相关研究时间短，知识和技术积累不多。“至少很难说它以后会怎么样。但有一点是肯定的。如果要用于临床或人体，相关问题必须进行系统研究，有系统的方法。”关于纳米材料的安全性，“纳米毒理学”已经形成，许多科学家正在研究如何安全地使用纳米材料。

本文转自中国之声、中央广播电影电视总台

来源中国之声、中央广播电视总台

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