前 言
各位来宾、同学们，今天我非常高兴接受北京青少年科技俱乐部的邀请，来到这里给大家做报告，王主任（注：王绶琯院士担任北京青少年科技俱乐部活动委员会主任）在一个月以前跟我说起这个事情。正好今天科技部也在这个会堂组织召开关于国家纳米技术发展纲要研讨会，本来今天上午的会议由我来主持，但我觉得纳米科技发展的一个很重要的方面,不仅仅是科学技术为促进经济发展起作用，更重要的一点就是为国家培养大批纳米科技人才。为学生做有关纳米科技的科普讲座很重要，所以我很高兴今天上午和大家共同交流。
纳米科技是在80年代末、90年代初才逐步发展起来的前沿、交叉性新兴学科领域，它的迅猛发展将在下世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。目前所有发达国家的政府和企业都在对纳米科技的研发进行大量的投入，试图抢占这一21世纪科技战略制高点。关注纳米科技的进展，尽快组织和部署我国纳米科技的发展规划，对于我国新世纪的发展影响深远。
一、纳米科技的意义与发展过程
1、纳米科技的定义
今天我的这个报告题目是，首先我先把纳米科技的技术发展过程做一个解释。刚才我在下面的时候问了几个同学：“你们对纳米科技知道多少，知道什么叫纳米？”我想大家都知道，纳米是一个长度单位，今年春节北京电视台春节晚会上，主持人在电视上开了一个玩笑，说“听说现在有大米、小米、还有纳米。”讲纳米是怎么回事，纳米是一个长度单位，但是长度单位怎么会变为一个科技呢？其实有些人还不明白，有的人认为纳米是一个物质，有的人认为纳米是一个实实在在的东西。比如用纳米科技来探索天体、探索宇宙的奥秘，探索我们人类生活的宏观世界和微观世界。王老（注：指王绶琯院士）是搞天文学的，他是一个很著名的科学家，他也给你们做过有关天文学的科普讲座，其实我们用长度单位表示就是1万公里，那么1万公里的距离我们就可以分辨地球，可以看出地球是一个球体，地球的一部分看清楚。如果到101m，我们可以看到足球场上的守门员，如果把这个摄像机的距离变为10-2m时，就是一个厘米，可看到守门员腿上的皮肤皱纹、汗毛孔，如果再往下降，变成10-4m，就是100微米时，可以分辩人体的细胞，人体细胞大约在17微米左右。如果我们以纳米为单位分析人，我们高的学生平均身高1.70m左右，也就是17亿纳米。从图上我们可以看到他手指头上有一点钢笔水，这一黑点，一般情况下，有数百万纳米。一个红血球细胞有数百万纳米，一般在年轻人的头发丝粗些，老年人的头发丝细些，一根头发丝的直径约7万--8万纳米，最粗的头发丝不超过10万纳米。大家知道DNA，也就是双螺旋结构，一个螺旋中的一个链的宽度大约是1个纳米，双螺旋的二个链的宽度就是2个纳米。这个图上有10个蓝色的小圆球（见屏幕图），这球是什么东西呢？一个小圆球表示一个原子。大家知道，在原子中氢原子最小，一个氢原子的直径是0.1个纳米，10个氢原子加起来的长度是1个纳米。那么再小，小于0.1个纳米，（一般原子都在0.1个纳米左右，）一般原子核内部如果小于0.1个纳米（我们知道原子是由原子核、电子组成，原子核又是由质子、中子组成，在往下走还有介子、焦子等，那么原子内部大家都知道，保持物质自然属性的基本单位是原子、分子）。要研究原子内部结构，就需要用高能把原子打开，这属于高能物理、粒子物理的范畴。纳米科技它研究的范围实际上是在一个到一百个纳米之间。纳米在长度单位中所处的位置如表：
| 纳米在长度单位中所处的位置 |
| 单位 |
编写成符号 |
对主单位的比 |
| 米 |
M |
主单位 |
| 分米 |
Dm |
1/10 |
10-1 |
| 厘米 |
Cm |
1/100 |
10-2 |
| 毫米 |
Mm |
1/1000 |
10-3 |
| 丝米 |
Dmm |
1/10000 |
10-4 |
| 忽米 |
Cmm |
1/100000 |
10-5 |
| 微米 |
μ |
1/1000000 |
10-6 |
| 纳米 |
Nm |
1/1000000000 |
10-9 |
| 埃 |
A |
1/10000000000 |
10-10 |
纳米科技是指在纳米尺度（1nm到100nm之间）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术，这就是纳米科技的一个定义，纳米科技会使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子。
这个研究并不是尺寸缩小的研究，尺寸缩小只是研究的一个方面，很重要的一个方面是当物质小到1至100纳米(10-9—10-7米)时，由于它的一些量子效应、物质的局域性和它巨大的表面及界面效应，使物质的很多性能发生质的改变，在这个小区域之内呈现出许多既不同于宏观物体，也不同于单个物理原子的很多奇异现象。正是由于这些奇异的现象，使得在研究1到100个纳米之间的科学技术具有一些新的规律，新的现象，有一些很重要的意义。 |
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