“纳米思维”概念正式被提出,打开材料的新世界?

2019-06-17 09:24:07 来源:DeepTech深科技
演绎 inSite 第十六期节目

创造新型纳米材料,
 

打造意想不到的未来
 

崔建勋
 

复朗施(北京)纳米科技有限责任公司董事长
 

 

大家好,我是复朗施科技的崔建勋,今天为大家分享的主题是:创造新型纳米材料,打造意想不到的未来。
 

首先给大家看一张图片,这是漫威电影《复联 4》里钢铁侠的形象,大家讨论钢铁侠或者讨论漫威,其实更多的是在讨论电影中黑科技的运用,尤其是钢铁侠,钢铁侠号称是在漫威整个影史上黑科技出现最多的角色之一。
 

(来源:《复仇者联盟 4:终局之战》)
 

钢铁侠的铠甲的表面材质称为纳米振金,是一种稀有的金属纳米材料,它在整个铠甲的使用过程中具有两个重要的性能,第一是变形,除了可以使铠甲自动展开覆盖全身外,还可以组成类似于火箭推进剂的装置,助力钢铁侠在太空中战斗;第二是修复,不但可以在受到损伤时自我修复,还可以调用自身的材料修复飞船等外部物品。
 

如何理解纳米材料和纳米科技?
 

 

如果要用一分钟的时间简单了解纳米材料和纳米科技的发展历程,有两位重要的科学家必须要谈,第一位是美国科学家理查德费曼,1965 年诺贝尔物理学奖获得者,他在 1969 年提出过一个非常重要的观点,观点的大意是如果我们按自己的愿望一个一个地排列原子将会出现什么情况?这句话在当时并没有引起过多的反响,但是在数年之后这句话被称为纳米技术最早的科学预测,费曼也因为这句话被称为纳米科技之父。
 

 

第二位科学家是两院院士钱学森院士,他提出过一个非常经典的观点:纳米和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的重点,纳米技术会是一次重要的科学革命,从而将带来 21 世纪又一次重要的产业革命。
 

我们简单地来理解一下纳米材料和纳米科技的一些基本观念。首先我们讲的纳米材料主要指材料的三维尺寸中某一维的尺寸达到了纳米级,在 0.1 到 100 纳米之间,具备这样特征的材料就可称之为纳米材料。
 

符合这种特征的材料所构成的物品有哪些呢?简单地列举五个案例,第一个是氢原子,氢原子的尺寸是 0.1 纳米,纳米的另一个翻译叫奈米,所以纳米和奈米是同样的概念;第二个是我们经常接触到的分子和 DNA,尺寸是 1 奈米;第三个是红血球,有 1000 奈米;第四个是日常生活当中注射用的针头,尺寸是 100 万奈米;最后,一个身高 2 米的篮球员运动员能达到 20 亿奈米。由此可见奈米是一个非常非常小的尺度。
 

纳米材料和纳米技术究竟有哪些应用?
 

我们在日常生活中可能经常听到这个概念,但并没有看到很多这样的产品,首先是今年非常火热的产品叫柔性手机,它的屏幕就使用了纳米材料和纳米技术,我们称之为柔性屏也叫曲面屏,除了做手机还可以做 Pad、笔记本电脑、大屏幕电视等等,具有传统材料所不具备的优异性能。

 

 

第二大的产品领域是靶向药物,靶向药被看作是生物医药领域一个非常前沿非常重要的科研方向,现在被很多生物公司以及生物科技公司作为重点研发方向。靶向药现在主要治疗两类疾病,癌症和肿瘤,它的作用机理是通过靶向药的作用在体内识别疾病的原点,也就是通常所说的靶点,识别到靶点后可以在附近定向施药,从而使患者受到的副作用降到最低。
 

现在靶向药的治疗效果已经达到,一次服药的药物释放周期达到一周甚至更长,可以大幅降低患者的痛苦和副作用,不像传统的治疗方式比如放疗化疗大量施药可能会对患者带来极强的副作用,所以靶向药的出现可以大幅地改善目前癌症治疗的一些传统缺陷和弊端。
 

第三个大的应用领域是 3D 打印,是跟人体有关的医疗器械以及体内植入物的 3D 打印,用到金属纳米包括合金纳米等材料,现在用得比较多的是钛合金、镍钛合金、不锈钢等材料作为体内植入物的打印基础原料。

 

 

发生过这样的一个故事,在十年前一位意大利医生为他的病人植入了一个髋关节的金属打印件,这个髋关节在病人体内已经服务了十年之久,而且病人一切生活非常健康,所以这也可以看作是一个金属 3D 打印的非常积极的信号。
 

现在全世界范围内在 3D 打印领域,大家努力的一个重要方向就是金属 3D 打印,很多 3D 打印产品包括日常接触的水杯和高跟鞋,是用树脂材料、橡胶材料做成的产品,其实在整个市场上并没有得到特别大的推广和应用,因为这些产品有自身的材料缺陷。

 

 

在 3D 打印行业里金属 3D 打印和合金 3D 打印可以看作是 3D 打印真正的未来,现在主流的 3D 打印产品都是以这两类产品为主,所以未来除了可以看到一些金属 3D 打印的体内关节骨骼植入物,还有其他的应用比如打印精密的零器件和设备,包括金属 3D 打印一体打出来的超级跑车的发动机,可以实现极高的强度、极高的韧性和极低的重量,所以金属 3D 打印又是纳米材料领域一个非常重要的应用方向。
 

用“纳米思维”指导硬核科技的升级
 

在此我想提出一个非常大胆的观点,就是纳米其实不止是一个材料层面,它还可以衍生到一个更高的维度,技术层面甚至方法论的层面,所以我在这里正式提出一个观点叫做“纳米思维”。
 

 

2010 年左右百度的创始人李彦宏曾经提出一个重要的观点叫做“互联网思维”,提出来之后马上就成为当时的热门词汇,甚至成为有一年的年度热门词汇,互联网思维确实是改变了传统行业很多原有的模式,包括传统行业运行的效率。
 

但现在经历了十年之久,我们发现必须要有一个更好的观点和方法论去指导我们进行新一轮的产业升级,也包括现在经常提到的“硬核科技的升级”,“纳米思维”就是这样的一个出发点。
 

 

对于“纳米思维”我们的理解是:“纳米思维”是从纳米尺寸、纳米特性、纳米技术的角度去思考重新定位产品的边界,进而带来产品升级、产业升级的全新思路和解决方案。
 

那究竟我们在产业和日常产品中会看到一些什么样的改变呢?我们希望未来纳米技术对产品和产业的升级和改变会超过互联网,互联网更多地改变模式和效率,纳米技术将更加深入地改变产品的品质和性能。
 

复朗施科技作为这次产业革命的参与者,用自己的核心技术带来更新更好的纳米材料产品,为全球客户提供增强其竞争优势的产品和服务是我们长期的努力方向,谢谢大家!


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