纳米技术在日常生活中的应用有哪些？纳米技术走进生活
1959 年 12 月，物理学家理查德·费曼 ( ) 发表了题为“底部足够空间”的演讲，主题为“在微小尺度上操纵和控制事物的问题”。在这次演讲中，费曼对在针上雕刻字母的技术（当时已经是非常先进的技术）并不满意，他问道：“为什么我们不能把整个百科全书都写在针上？”
他给出了这个问题的答案：我们不是让字母尽可能小来写字母，而是操纵针本身的原子形成字母，纳米技术被正式提出。 1990年，第一次出现了操纵原子“书写”的字母表，并使用了共有35个原子的英文字母“IBM”，实现了费曼的设想。
纳米技术从一开始就被定义为“明天的世界”，并在数百部科幻小说中有所描述。但实际上，纳米技术的产业革命已经悄然兴起，并开始在某些领域大显身手。那么，纳米技术究竟有何不同，它将如何改变我们的世界？
什么是纳米技术？
纳米是长度单位，但这个单位很小，只有十亿分之一米。我们很难感受到1纳米有多小。想象一根头发有 75,000 纳米长，而 DNA 双链几乎有 2 纳米宽。
所谓纳米技术，就是在可控条件下改变原子的连接结构，创造出一种新的分子。纳米技术生产出不同种类的纳米级材料（由纳米颗粒组成），纳米颗粒结构尺寸从 1 到 100 纳米不等。
20世纪初，人们开始通过蒸发制备金属及其氧化物的纳米颗粒。 20世纪中叶，人们探索了机械粉碎法来细化材料颗粒。目前制备纳米粒子的方法主要分为化学法和物理法两大类。
物理方法一般是“自上而下”，即通过物理方法，将比较大的物质破坏成纳米级，然后将这些纳米级的小单元转化为合适的纳米粒子。物理方法分为粉碎法和施工法。其中，粉碎方式主要采用研磨、粉碎等方法；施工方法有气体蒸发法、混合等离子体法等。
化学方法主要是“自下而上”的方法，即通过适当的化学反应（包括液相、气相和固相反应），由分子和原子制备纳米颗粒。化学合成方法包括气相反应法和液相反应法，其中比较常用的方法有：溶胶-凝胶法、氧化还原法、气相分解法、气相合成法等。
纳米粒子的非凡特性
宏观技术以相对粗糙和近似的模式排列大块物质，以构建微芯片、跑车、橡木餐桌和摩天大楼。另一方面，纳米技术能够操纵单个原子，将人类技术提升到一个新的水平。
纳米粒子最重要的不是它们的尺寸特别小，而是在纳米尺度上，物质的性质会非常不同。因为我们处理的是单个原子或分子而不是物质簇，所以量子效应是这里最重要的因素。对于宏观物质来说，无论形状大小，物质性质都不会改变，但对于纳米级物质，如果面积体积比和相对大小发生变化，物质性质也会发生变化。
例如，纳米粒子通常具有意想不到的光学特性，因为纳米粒子可以限制其电子并产生量子效应，例如金纳米粒子在溶液中呈现紫红色。纳米粒子可以形成悬浮液，因为粒子表面与溶剂的相互作用强到足以克服密度差异；在非纳米材料的情况下，这种相互作用通常会导致材料在液体中下沉或漂浮。纳米粒子中不均匀的电子分布会导致磁性，磁性纳米粒子已经引起了不同学科研究人员的兴趣。纳米粒子独特的机械性能也被用于许多重要领域。这些机械性能包括弹性模量、硬度、应力和应变、附着力和摩擦力。
通过在分子水平上改变事物的大小和形状，科学家可以针对特定目的定制纳米粒子的特性。例如，“纳米线”的直径只有 1 纳米，因此限制了电子在其宽度上的流动，并且可以精确控制纳米线的导电性。 “量子点”的厚度为1个原子，直径为50个原子，直径可以调节和控制。由于它们的物理形状，量子点将紫外光转换为特定频率的可见光，并且它发光的频率随量子点的大小而变化。纳米管是由一层 1 个原子厚的碳卷成的圆柱体。以不同角度滚动圆管以获得不同的直径可以改变它们的机械、电气、热和光学特性。这种结构意味着这些管子具有迄今为止发现的所有材料中最高的抗拉强度，比钢强 100 倍以上。
纳米技术已进入日常生活
人类现在已经进入了一个人人都使用和需要纳米技术的时代。早期科幻小说中描述的许多纳米技术已经实现，但是以我们不容易注意到的方式实现，例如智能手机或其他各种设备的组件材料，但我们不知道这些是建立在纳米技术之上的。纳米技术已经悄然渗透到我们生活的方方面面，成为我们日常生活的一部分。
如今，从防晒霜、服装、汽车、太阳镜到电脑和显示器，甚至在日常生活中，纳米技术的应用范围广泛。例如，防晒霜通常含有二氧化钛 (TiO2）) 和氧化锌 (ZnO) 纳米颗粒，这两种物质都是高度紫外线吸收剂。一些衣服中还添加了二氧化钛和氧化锌以防紫外线，而在衣服中添加了二氧化硅纳米粒子用于防水，并添加了银纳米粒子用于抗菌目的。 2016年，中国研究人员也利用同样的原理，制造出一种不阻挡紫外线，而是吸收紫外线并吸收紫外线的布料。它被转化为电能。同样，加州大学的研究人员创造了一种隐形布，它使用金纳米粒子在物体周围重新分配光线，使其不可见。
随着我们对纳米工程的了解越来越多，纳米技术将对我们的产品产生更大的影响。例如，我们正在拓宽纳米管的应用范围。纳米管与量子点一样，目前正在深入探索医疗应用，不仅用于诊断和药物输送，还因为它们可以用作“纳米海绵”。纳米管在人体内自然排出的速度非常快，因此当用作纳米海绵时，它会附着在血液中的毒素上，将它们排出体外。
同样，研究人员正在探索纳米管以清理漏油和净化水，其中纳米管与污染物结合，然后使用专门针对其纳米结构定制的过滤器将其去除。纳米技术的未来趋势将包括：纳米机器人、纳米传感器、癌症研究、基因治疗和医学、疏水材料、食品和农业。
纳米技术的风险
纳米技术在我们的生活中有着广泛的应用，因此纳米技术的风险已经引起了我们的关注。其中一个问题是纳米粒子是否有毒，早期的一些研究已经证实，相同材料的纳米粒子确实比较大的粒子具有一定的毒性——小鼠的某些器官受到纳米粒子的严重影响，一些水生生物接触纳米粒子时，他们的后代直线下降。如果纳米粒子对其他动物有影响，它很可能对人类也有类似的影响。纳米粒子可以通过呼吸、摄入、皮肤吸收和药物注射进入人体。一旦进入人体，就可以在人体内自由转移。对于某些纳米粒子来说，血脑屏障根本不是屏障。
纳米技术理论涉及一个称为自组装的过程，在这个过程中，分子被刺激自发地形成某种结构，而不是通过施加力、堆叠或粘合来组合分子。这迫使我们考虑如果自组装过程变得不可控怎么办？如果一个特定的碳结构无限期地继续自组装，将所有可用的碳（包括你）转化为无用且均匀的物质块怎么办？
当然，以上两点我们不用太担心。因为在很大程度上，纳米技术是对自然界中已经存在于人类控制之下的一些元素进行再生产。随着我们对纳米技术的深入研究，我们对系统了解得越多，我们就越能学会更安全地做事，而那些我们认为最危险的纳米粒子可能会成为未来最常见的纳米粒子。
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