納米技術將從哪五大方面為我們的未來保駕護航？

材料牛注：當物體的尺寸小到納米級別時，物質會產生很多異常性能。在未來，納米技術將從五個方面為我們提供更加便利、安全、高效的生活。

過去的70年見證了我們生活和工作的方式因兩個小發明而發生的轉變。電子晶體管和微芯片使所有當今電子成為可能，自從十九世紀四十年代它們得到發展后，它們向小型化進化。今天，一個芯片可以容納多達50億個晶體管。如果汽車也以同樣的途徑發展，現在汽車的速度可以達到300000英里/小時，而每次行駛僅需花費3英鎊。

但是，想實現這一目標，我們就必須要制備出納米尺度的線圈，這樣的工程就涉及到對單個原子的操縱。我們可以通過在材料上發射一束電子，或者氣相沉積的方法在基底上一層一層的沉積氣體原子。

然而，真正的挑戰是使用這樣的技術來可靠地生產能夠工作的納米尺度設備。物質的物理性能，比如熔點，導電率以及化學反應活性等，在納米尺度，都會發生巨大變化。因此，收縮設備對其性能會產生影響。然而，如果我們能夠掌握這項技術，我們就有機會去改善包括電子產品在內更多當代生活中的東西。

1、醫生進駐體內

可穿戴健身技術意味著身體通過攜帶小工具可以監視我們的健康狀況，甚至有原型電子紋身感覺我們的生命體征。但是，工具逐漸小型化，我們可以通過移植或注射微型傳感器到體內，從而捕獲更多詳細信息，讓醫生能夠進行個性化治療同時免去繁瑣的看病過程。

從監測炎癥、術后康復到更多植入人體的應用設備，憑借這些電子設備與人體信號的相互關聯，實現對人體器官功能的控制。盡管這些技術聽起來遙不可及，但是數十億的醫療保健公司，比如美國的葛蘭素史克制藥公司，已經致力于發展所謂的“電子醫療”。

2、傳感器無處不在

這些傳感器依靠新發明的納米材料和加工技術，變得更小、更復雜、更節能。比如，具有優良特性的傳感器，現在通過塑料柔性卷壓機可以實現低成本、大批量印刷。這就為在關鍵結構上多點放置傳感器、檢測設備是否一切正確運行提供了可能，那么橋梁、飛行器，甚至核電站都會因此而受益。

3、自修復結構

如果出現裂縫，納米技術就可以發揮更多作用。在納米尺度改變材料的結構，可以獲得很多異常的性能，比如，給材料一個疏水組織。在未來，納米涂層或者納米添加劑，甚至有可能讓受損的的材料得到修復，比如，將納米顆粒分散在一個材料上，納米顆粒就會遷移至任何出現缺陷的地方。這就可以為從飛行器駕駛艙到微電子等所有產品提供自修復材料，防止小缺陷演變成更大、更糟糕的裂紋。

4、大數據不再是夢

所有的傳感器將會產生遠超我們以前所能處理的信息，因此，我們需要納米技術來對其進行加工，改變我們通常處理問題的模式。同樣，如果我們想通過使用交通傳感器所產生的“大數據”來解決擁擠和避免交通事故，或者通過統計更高效的分配警力資源來避免犯罪，納米技術都會讓其變為現實。

現在，納米技術正在幫助我們創建超密度記憶，來存儲這些龐大的數據。同時，它也為高效算法處理、加密和無風險通訊數據提供了靈感。自然界就有幾個大數據高效處理的例子，通過微小結構實時呈現，比如，眼睛和耳朵將外界信號轉換成信息給大腦。

計算機結構受大腦啟發，也可以更加高效的使用能量，因此，當計算機過熱時，計算機運行就變慢，這也是導致電子產品萎縮的一個關鍵問題。

5、改善氣候變化

為了緩解氣候變化帶來的影響，我們就需要采用新方法發電和使用電，納米技術已經在發揮其作用。通過納米技術可以為電動汽車制備能儲更高的電池，可以提高太陽能板的光電轉化效率。

未來，納米技術也可以使物體從周圍環境中收集能量。新納米材料和概念現在正在發展，它們呈現出從運動的物體、光、變化的溫度、葡萄糖，以及其它高轉換效率的能源中產生能量的發展潛力。

原文鏈接：Five ways nanotechnology is securing your future

感謝素材組楊洪期提供素材。