我們的想象不斷地被轉化成現實。
電影中引入的許多虛構的概念最終在現實生活中得以實現。以電影《全面回憶》主演)為例，它製作於1990年，但有自動駕駛汽車的概念。現在，想一想，在那段時間裡，你有沒有想過這樣的事情是可能的？可能不會。特斯拉的崛起！
納米技術也是如此。我們通過電影接觸到它的概念，特別是那些由漫威製作的電影，他們在《復仇者聯盟3:無限戰爭》中通過鋼鐵俠來展示它的巨大潛力。
雖然許多人不知道它的原理是什麼，只覺得看起來真的很酷。而且它似乎也不真實。但是，就像我們所說的自動駕駛汽車、觸摸屏設備、虛擬現實和增強現實……當你在讀這篇文章的時候，全世界有數百萬人正在使用這些技術，而在幾十年前，沒有人會相信這些！
事實上，現在有科學家正在研究納米技術並利用它開發超級材料。
你可能會問……
納米技術是什麼？
納米科技是科技的一個分支，涉及到在納米尺度——即1-100納米，對材料的單個原子或分子實施操控。
納米有多小？
1納米是一米的十億分之一(0.000000001或10^-9)米。
從長遠來看：
還是對這種尺度沒有概念？一般成年男子的身高在1.7m左右，我們來算一下，也就是1.7×1 000000 000 = 1700000000納米高.
組成分子的原子是構成物體/材料的基本元素，包括形狀、結構和狀態(固體/液體/氣體)。因此，如果我們可以人為地操縱一個物體的原子，我們就有能力改變或增強該物質的物理結構，從而使我們受益。
時間軸
納米技術可以通過四代人的進化來解釋。看看我做的時間軸：
- 理想情況下，我們將在未來30-40年內完善分子納米系統，但這是一個漸進的過程，因此可能需要更長的時間
1.被動納米結構——製造具有超能力的納米材料
這是第一階段，主要集中在研究上。科學家能夠操縱分子結構，將普通材料轉化為具有“超能力”的材料。不管是製造防水的東西，還是一開始很重或很輕的東西，還是比鋼鐵更脆弱更堅固的東西——所有這些都能保持它們的功能。
讓我們來看看一個很酷的例子，它是一種叫做石墨烯的超級材料。信不信由你，它就在我們身邊，我們可以從一個非常普遍的事物中得到它——鉛筆！
一支鉛筆芯——是一種被雪松木環繞的薄石墨圓柱體。石墨烯是一種單碳片層，可由一堆構成石墨的碳片衍生而來。
它實際上只有一個原子那麼厚，1毫米的石墨是由大約300萬層石墨構成的，甚至一層薄薄的鉛筆線也是由許多層構成的。沒有比這更“二弟（2D）”的了！
事實上，拿一支鉛筆在紙上畫一條線，拿一些膠帶把它粘在線的上面，把它剝下來，然後你就得到了一些未加工的石墨烯，它們沒有任何用途，但它處理起來是如此容易，真是不可思議。
- 石墨烯是一種碳片，其獨特的平面碳鍵非常強，這使得石墨烯成為超級材料；原子在納米尺度上表現不同，產生不同的物理性質。
如果你曾經因為鉛筆芯斷了而覺得石墨烯並不“結實”，但是，當你剝離出這種材料的一層並加工它時，它就變成了地球上最堅固和最輕的材料。
它：
- 比鋼鐵強200倍！！
- 比鋼鐵輕6倍！！
- 具有超導性！！
- 可以拉伸至其長度的20％！！
- 無限彎曲而不折斷！！
像這樣的超級材料對科學家、製造商、環保主義者來說是天賜之物……這樣的例子不勝枚舉。由於其超高效的特性，它有可能以這樣或那樣的方式對每個行業產生積極的影響。
它可以用於製造更大容量和快速充電的電池，也可以用於製造用於生物傳感、生物成像和治療用途的生物醫學傳感器。
這一切都在接近！
2.活性納米結構-功能化超能力
這是納米技術的第二代階段，我們將在未來3-5年內引領這一階段。在這裡，納米材料被設計成在材料/物體中實際執行功能和任務。這些納米結構可以完全改變物體的性質。
納米級設備可以被整合到我們的電腦、電視和智能手機中，以提高物理耐久性(牢固性和靈活性)和超級計算性能！想象一下，你可以摺疊起你的4K智能電視，然後帶著它去洗手間——這可以通過石墨烯實現！
但是讓我們來看看納米技術的醫學應用：納米醫學
納米醫學在治療癌症等疾病上有很多應用。納米機器人正在被開發用於通過我們的血液流動來檢測和殺死癌細胞——基本上是人工的T細胞，它們更善於發現腫瘤的位置，而且不被癌細胞操縱。
其中一種治療方法正在研發中，準備在人體上進行測試。
這些納米機器人裝備有一種叫做凝血酶的酶，可以幫助血液凝結。在那裡，他們將攜帶一個DNA適配體在血液中流動。它們的目標是一種叫做核苷的蛋白質，大量的核苷只存在於腫瘤內皮細胞的表面，而健康細胞的表面是找不到的。
在定位並結合到腫瘤血管表面後，納米機器人會打開並釋放凝血酶。這將導致供應腫瘤生長的血管凝結，切斷血液供應，殺死腫瘤組織。
3.納米系統-接近幻想的夢想
我們正在接近託尼·斯塔克的水平，第三代和第四代是大多數人在談論納米技術時想到的。這一階段包括納米工廠的自組裝(一種可以一個原子一個原子地製造產品的機器)，它與其他納米顆粒和機器一起工作，為特定的任務和功能創建複雜的分子結構。
夠瘋狂的是，我們已經稍微接觸到了如此先進的納米技術的表面。2018年，麻省理工學院的化學工程師們設計了一種材料，它可以與空氣中的二氧化碳發生反應，生長、增強甚至自我修復。從理論上講，如果用這種材料製造的物體表面出現劃痕或裂紋，受影響的區域就會增長，以填補缺口並修復損傷，而不需要我們採取任何外部行動。
簡單地說，這一過程遵循了與植物生長有關的類似原理，即植物將空氣中的二氧化碳吸收到生長組織中。
- 在頂部，一個裂縫在材料中產生，它是由水凝膠(深綠色)和嵌入其中的植物性葉綠體(淺綠色)組成的。在底部，在有光的情況下，水凝膠材料與空氣中的二氧化碳發生反應，擴大並填補空隙，修復損傷。
開發一種合成材料，不僅可以避免使用化石燃料，而且可以消耗空氣中的二氧化碳，對環境和氣候有明顯的好處！它還處於非常早期的階段，但是想象一下這種材料在整個建築中的應用：地震、海嘯、龍捲風……
4.完美的分子納米系統——一個全新的世界
在第四代，我們將完全控制納米系統，這將使我們能夠製造複雜的系統，可以應用到任何行業。毫無疑問，它將改變人類，隨著事情對我們來說變得越來越容易，我們甚至可以期待在接下來的幾個世紀裡看到進化的生物變化——因為我們在日常生活中的活動將明顯減少。這是如此遙遠的未來，它仍然可以被認為是科幻小說。
像這樣的高水平納米技術的例子目前只存在於兩個地方:我們的大腦和電影!
為了讓大家對我們所討論的內容有一個大致的瞭解，請允許我分享一點我的想象。在未來的100年裡，當我們完善納米系統的時候，我們應該能夠用聲音呼喚工具/物品，並讓它們被空氣中的納米粒子聽到，從那裡，它們將自己形成你想要的任何工具的形狀！
當然，我想知道為什麼我們甚至需要工具，當一切都可以自我修復的時候。但是，也許是一個勺子和一個碗來吃你的麥片粥，一旦你吃完就會根據指令蒸發掉，洗碗將成為一個古老的概念。
在未來的10-15年，我認為手機充電器和加油站將只是歷史課上的話題，使用高效的納米材料，具有超導性和再生性能，誰需要充電？對未來的人們來說，它們就像我們看到的燃燒煤炭來驅動輪船和火車一樣古老!
快速回顧
納米科技是科技的一個分支，涉及到在奈米尺度，即1-100納米，對材料或物體的單個原子和分子的操控
- 被動納米結構：操縱分子結構，將普通材料轉化為具有高效性能的材料(防水、超導、高拉伸)
- 活性納米結構：利用納米材料的“超性能”，將其用於執行功能和任務(納米醫學)
- 納米系統：自組裝納米工廠一起工作來創建複雜的系統(修復劃痕/破損表面的再生材料)
- 完美的分子納米系統：未來。所有你在電影中看到的東西，比如《鋼鐵俠3:無限戰爭》。完全掌握了操縱納米機器來創造複雜的分子系統，可以做任何事情
你認為在未來100年納米技術將會發生什麼？在評論中分享你的想象！說不定以後將成為現實！
閱讀更多 老胡說科學 的文章
