如何使用納米思維概念打開材料的新世界

大家好，我是復(fù)朗施科技的崔建勛，今天為大家分享的主題是：創(chuàng)造新型納米材料，打造意想不到的未來。

首先給大家看一張圖片，這是漫威電影《復(fù)聯(lián) 4》里鋼鐵俠的形象，大家討論鋼鐵俠或者討論漫威，其實更多的是在討論電影中黑科技的運用，尤其是鋼鐵俠，鋼鐵俠號稱是在漫威整個影史上黑科技出現(xiàn)最多的角色之一。

鋼鐵俠的鎧甲的表面材質(zhì)稱為納米振金，是一種稀有的金屬納米材料，它在整個鎧甲的使用過程中具有兩個重要的性能，第一是變形，除了可以使鎧甲自動展開覆蓋全身外，還可以組成類似于火箭推進(jìn)劑的裝置，助力鋼鐵俠在太空中戰(zhàn)斗；第二是修復(fù)，不但可以在受到損傷時自我修復(fù)，還可以調(diào)用自身的材料修復(fù)飛船等外部物品。

如何理解納米材料和納米科技？

如果要用一分鐘的時間簡單了解納米材料和納米科技的發(fā)展歷程，有兩位重要的科學(xué)家必須要談，第一位是美國科學(xué)家理查德?費曼，1965 年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者，他在 1969 年提出過一個非常重要的觀點，觀點的大意是如果我們按自己的愿望一個一個地排列原子將會出現(xiàn)什么情況？這句話在當(dāng)時并沒有引起過多的反響，但是在數(shù)年之后這句話被稱為納米技術(shù)最早的科學(xué)預(yù)測，費曼也因為這句話被稱為納米科技之父。

第二位科學(xué)家是兩院院士錢學(xué)森院士，他提出過一個非常經(jīng)典的觀點：納米和納米以下的結(jié)構(gòu)是下一階段科技發(fā)展的重點，納米技術(shù)會是一次重要的科學(xué)革命，從而將帶來 21 世紀(jì)又一次重要的產(chǎn)業(yè)革命。

我們簡單地來理解一下納米材料和納米科技的一些基本觀念。首先我們講的納米材料主要指材料的三維尺寸中某一維的尺寸達(dá)到了納米級，在 0.1 到 100 納米之間，具備這樣特征的材料就可稱之為納米材料。

符合這種特征的材料所構(gòu)成的物品有哪些呢？簡單地列舉五個案例，第一個是氫原子，氫原子的尺寸是 0.1 納米，納米的另一個翻譯叫奈米，所以納米和奈米是同樣的概念；第二個是我們經(jīng)常接觸到的分子和 DNA，尺寸是 1 奈米；第三個是紅血球，有 1000 奈米；第四個是日常生活當(dāng)中注射用的針頭，尺寸是 100 萬奈米；最后，一個身高 2 米的籃球員運動員能達(dá)到 20 億奈米。由此可見奈米是一個非常非常小的尺度。

納米材料和納米技術(shù)究竟有哪些應(yīng)用？

我們在日常生活中可能經(jīng)常聽到這個概念，但并沒有看到很多這樣的產(chǎn)品，首先是今年非?；馃岬漠a(chǎn)品叫柔性手機(jī)，它的屏幕就使用了納米材料和納米技術(shù)，我們稱之為柔性屏也叫曲面屏，除了做手機(jī)還可以做 Pad、筆記本電腦、大屏幕電視等等，具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能。

圖 | 柔性手機(jī)（來源：Pixabay）

第二大的產(chǎn)品領(lǐng)域是靶向藥物，靶向藥被看作是生物醫(yī)藥領(lǐng)域一個非常前沿非常重要的科研方向，現(xiàn)在被很多生物公司以及生物科技公司作為重點研發(fā)方向。靶向藥現(xiàn)在主要治療兩類疾病，癌癥和腫瘤，它的作用機(jī)理是通過靶向藥的作用在體內(nèi)識別疾病的原點，也就是通常所說的靶點，識別到靶點后可以在附近定向施藥，從而使患者受到的副作用降到最低。

現(xiàn)在靶向藥的治療效果已經(jīng)達(dá)到，一次服藥的藥物釋放周期達(dá)到一周甚至更長，可以大幅降低患者的痛苦和副作用，不像傳統(tǒng)的治療方式比如放療化療大量施藥可能會對患者帶來極強的副作用，所以靶向藥的出現(xiàn)可以大幅地改善目前癌癥治療的一些傳統(tǒng)缺陷和弊端。

第三個大的應(yīng)用領(lǐng)域是 3D打印，是跟人體有關(guān)的醫(yī)療器械以及體內(nèi)植入物的 3D 打印，用到金屬納米包括合金納米等材料，現(xiàn)在用得比較多的是鈦合金、鎳鈦合金、不銹鋼等材料作為體內(nèi)植入物的打印基礎(chǔ)原料。

圖 | 3D 打印的手（來源：Pixabay）

發(fā)生過這樣的一個故事，在十年前一位意大利醫(yī)生為他的病人植入了一個髖關(guān)節(jié)的金屬打印件，這個髖關(guān)節(jié)在病人體內(nèi)已經(jīng)服務(wù)了十年之久，而且病人一切生活非常健康，所以這也可以看作是一個金屬 3D 打印的非常積極的信號。

現(xiàn)在全世界范圍內(nèi)在 3D 打印領(lǐng)域，大家努力的一個重要方向就是金屬 3D 打印，很多 3D 打印產(chǎn)品包括日常接觸的水杯和高跟鞋，是用樹脂材料、橡膠材料做成的產(chǎn)品，其實在整個市場上并沒有得到特別大的推廣和應(yīng)用，因為這些產(chǎn)品有自身的材料缺陷。

(來源：Pixabay)

在 3D 打印行業(yè)里金屬 3D 打印和合金 3D 打印可以看作是 3D 打印真正的未來，現(xiàn)在主流的 3D 打印產(chǎn)品都是以這兩類產(chǎn)品為主，所以未來除了可以看到一些金屬 3D 打印的體內(nèi)關(guān)節(jié)骨骼植入物，還有其他的應(yīng)用比如打印精密的零器件和設(shè)備，包括金屬 3D 打印一體打出來的超級跑車的發(fā)動機(jī)，可以實現(xiàn)極高的強度、極高的韌性和極低的重量，所以金屬 3D 打印又是納米材料領(lǐng)域一個非常重要的應(yīng)用方向。

用“納米思維”指導(dǎo)硬核科技的升級

在此我想提出一個非常大膽的觀點，就是納米其實不止是一個材料層面，它還可以衍生到一個更高的維度，技術(shù)層面甚至方法論的層面，所以我在這里正式提出一個觀點叫做“納米思維”。

2010 年左右百度的創(chuàng)始人李彥宏曾經(jīng)提出一個重要的觀點叫做“互聯(lián)網(wǎng)思維”，提出來之后馬上就成為當(dāng)時的熱門詞匯，甚至成為有一年的年度熱門詞匯，互聯(lián)網(wǎng)思維確實是改變了傳統(tǒng)行業(yè)很多原有的模式，包括傳統(tǒng)行業(yè)運行的效率。

但現(xiàn)在經(jīng)歷了十年之久，我們發(fā)現(xiàn)必須要有一個更好的觀點和方法論去指導(dǎo)我們進(jìn)行新一輪的產(chǎn)業(yè)升級，也包括現(xiàn)在經(jīng)常提到的“硬核科技的升級”，“納米思維”就是這樣的一個出發(fā)點。

對于“納米思維”我們的理解是：“納米思維”是從納米尺寸、納米特性、納米技術(shù)的角度去思考重新定位產(chǎn)品的邊界，進(jìn)而帶來產(chǎn)品升級、產(chǎn)業(yè)升級的全新思路和解決方案。

那究竟我們在產(chǎn)業(yè)和日常產(chǎn)品中會看到一些什么樣的改變呢？我們希望未來納米技術(shù)對產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)的升級和改變會超過互聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)更多地改變模式和效率，納米技術(shù)將更加深入地改變產(chǎn)品的品質(zhì)和性能。

復(fù)朗施科技作為這次產(chǎn)業(yè)革命的參與者，用自己的核心技術(shù)帶來更新更好的納米材料產(chǎn)品，為全球客戶提供增強其競爭優(yōu)勢的產(chǎn)品和服務(wù)是我們長期的努力方向，謝謝大家！