【正文】 。由于塑料制成的，所以雷達(dá)幾乎對(duì)它不起作用，因而具有完全的隱身功能。據(jù)悉，這種塑料汽車(chē)可采用舊塑料作為原料，因此可視為環(huán)保汽車(chē)。造價(jià)降低一半且不用油漆。 80 塑料汽車(chē)、坦克 1998年美國(guó)克萊斯勒汽車(chē)公司宣布，它們用對(duì)苯二甲酸乙酯作原料，研制出一種新型塑料汽車(chē)。原來(lái)每次只能合成 體，現(xiàn)在可以合成 。現(xiàn)在的火箭推進(jìn)劑，發(fā)射 1噸設(shè)備需 50噸燃料，若用，則可大大減少。爆炸物才 ， 約鹽粒大小，被稱(chēng)為“鹽粒炸彈”。 N3在 19世紀(jì) 90年代被發(fā)現(xiàn)，是極不穩(wěn)定、易爆炸的物質(zhì)。 DNA計(jì)算機(jī) 79 氮也有極活潑的單質(zhì)－－“鹽類(lèi)”炸彈 人們都知道，氮在自然界的存在形式是 N2。 科學(xué)的發(fā)展使一個(gè)個(gè)不可能成為可能。它更象算盤(pán)，很初級(jí)，需要人的協(xié)助才能完成計(jì)算。 目前， DNA計(jì)算機(jī)還稱(chēng)不上是真正意義的計(jì)算機(jī)。要想看到DNA計(jì)算的結(jié)果，要先擴(kuò)增，再做電泳。 78 雖然 DNA計(jì)算很吸引人，但近期還不能投入使用。 DNA體積很小，但存儲(chǔ)的信息量卻很大?，F(xiàn)在最快的計(jì)算機(jī)每秒種的運(yùn)算速度是 1012次。 每條 DNA都可以看成是一個(gè)微處理器。 基因芯片 77 DNA計(jì)算機(jī) 用一個(gè)盛著液體的試管來(lái)解答數(shù)學(xué)題乍聽(tīng)起來(lái)像是天方夜譚，可這種事情卻真真切切地發(fā)生了。 由于被固定的分子探針在基質(zhì)上形成不同的探針陣列，利用分子雜交及平行處理原理，基因芯片可對(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)行分子檢測(cè)，因此可用于進(jìn)行基因研究、法醫(yī)鑒定、疾病檢測(cè)和藥物篩選等。它將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的體格檢查和疾病診斷辦法，盡早預(yù)知疾病。 通過(guò)基因芯片檢查，可以發(fā)現(xiàn)血液中是否存在白血病病毒，細(xì)胞是否存在突變的基因，以此來(lái)診斷某患者是否患有白血病，可能或?qū)⒂卸啻罂赡馨l(fā)生白血病，并能指導(dǎo)醫(yī)生用藥。在此基礎(chǔ)上，綜合設(shè)計(jì)出白血病預(yù)警基因芯片。更重要的是，要制作基因芯片，首先必須分離出數(shù)十萬(wàn)種不同的 DNA片段，并了解它們各自的功能特點(diǎn)。在指甲蓋大小的芯片上，排列著許多已知堿基順序的 DNA片段，根據(jù)堿基互補(bǔ)規(guī)律，芯片上單鏈的 DNA片段能捕捉樣品中相應(yīng)的ＤＮＡ，從而確定對(duì)方的身份，通過(guò)這種方式可準(zhǔn)確識(shí)別異常蛋白等。 基因芯片由若干基因探針構(gòu)成，每種基因探針包含著由若干個(gè)核苷酸對(duì)構(gòu)成的 DNA片段。 74 基因芯片即脫氧核糖核酸（ DNA） 陣。每個(gè)芯片的基面上都可劃分出數(shù)萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)個(gè)小區(qū)。 微型化學(xué)開(kāi)關(guān)－朝著分子計(jì)算機(jī)邁出一大步 73 基因芯片 基因芯片，也叫 DNA芯片，是在 90年代中期發(fā)展出來(lái)的高科技產(chǎn)物。它在 5V時(shí)，可承受 ,穿過(guò)分子通道的電子數(shù)約為 1012個(gè)，相當(dāng)于電子是逐步通過(guò)的。如右圖的分子結(jié)構(gòu)中，－ SH與 Au易結(jié)合，中間苯環(huán)的電子可流動(dòng)。通過(guò)施加電脈沖可以移走一個(gè)電子，從而導(dǎo)致一個(gè)環(huán)出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)或繞另一個(gè)環(huán)旋轉(zhuǎn)，這就打開(kāi)了開(kāi)關(guān)。 它能完整地保存大量數(shù)據(jù)而不必?fù)?dān)心出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或其它故障 一般的計(jì)算機(jī)，基本器件是二極管（開(kāi)關(guān)，電流放大器）、三極管（信號(hào)－電壓放大器，信息存儲(chǔ)器）。這是計(jì)算機(jī)中的關(guān)鍵設(shè)備，它使用戶能保存和任意處理信息。研究人員正在試圖用碳納米管制作輕便的可攜帶式的儲(chǔ)氫容器。 碳納米管自身重量輕，具有中空的結(jié)構(gòu)，可以作為儲(chǔ)存氫氣的優(yōu)良容器，儲(chǔ)存的氫氣密度甚至比液態(tài)或固態(tài)氫氣的密度還高。其長(zhǎng)度是直徑的幾千倍， 5萬(wàn)個(gè)并排起來(lái)才有人的一根頭發(fā)那么寬，因而號(hào)稱(chēng)“超級(jí)纖維”。一般采用催化劑 Ni作為襯底材料，在 700 ℃ 溫度下催化裂解乙烯制備碳納米管。 碳納米管的 結(jié)構(gòu) 69 電弧放電法中陰極采用厚約 10 mm， 直徑約 30 mm的高純高致密的石墨片 ， 陽(yáng)極采用直徑約 6 mm的石墨棒 ，整個(gè)系統(tǒng)保持在氣壓約 l04 Pa的氦氣氣氛中 ， 放電電流為50 A左右 ， 放電電壓 20 V， 通過(guò)調(diào)節(jié)陽(yáng)極進(jìn)給速度 ， 可以保持在陽(yáng)極不斷消耗和陰極不斷生長(zhǎng)的同時(shí) ， 兩電極放電端面間的距離不變 ， 從而可以得到大面積離散分布的碳納米管 。 納米碳管的長(zhǎng)度從幾十納米到 1 微米 。 多壁納米碳管的層間接近 ABAB…… 堆垛 ， 其層數(shù)從 2～ 50不等 ， 層間距為 (～ ) nm， 與石墨層間距 ( nm)相當(dāng) 。 其平面六角晶胞邊長(zhǎng)為 nm， 最短的碳－碳鍵長(zhǎng) nm。 68 納米碳管 (NTs)即管狀的納米級(jí)石墨晶體 ， 是單層或多層石墨片圍繞中心軸 ， 按一定的螺旋角卷曲形成的無(wú)縫納米級(jí)管 ， 管端基本上都封口 。 納米碳管 67 納米碳管 納米碳管 (NTs)以其特有的力學(xué) 、 電學(xué)和化學(xué)性質(zhì) ， 獨(dú)特的準(zhǔn)一維管狀分子結(jié)構(gòu)和在未來(lái)高科技領(lǐng)域中所具有的許多潛在的應(yīng)用價(jià)值 ， 迅速成為化學(xué) 、 物理及材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn) 。 2022年 11月香港科學(xué)家研制成功的最小碳管直徑只有 ,它是由一個(gè)個(gè)籠狀的小單元連接而成 ,這些小單元看起來(lái)很像足球。有人指出，用它做繩索是惟一可以從月球表面拉到地球表面而不能被自身重量拉斷的繩索。碳納米管是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀“纖維”，內(nèi)部是空的，外徑只有幾十納米。這是將來(lái)陶瓷材料研究中的一個(gè)重要課題。 在 20世紀(jì) 90年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)許多納米陶瓷（如ZrO Ti2O Si3N4） 在適當(dāng)溫度下具有很好的塑性，甚至塑性形變可達(dá) 100％。 65 納米材料的應(yīng)用 納米材料對(duì)光的反射率很低 (約 1%)，粒度越細(xì)，對(duì)光和電磁波的吸收越多，據(jù)此納米金屬材料可制作紅外線檢測(cè)元件、紅外吸收材料和隱形飛機(jī)上的雷達(dá)吸收材料。 ⒎納米隱形飛機(jī) 雷達(dá)探測(cè)飛行物的基本方法，是通過(guò)接受經(jīng)由飛行物表面所反射回來(lái)的電磁波來(lái)確定其方位的。 ⒋汽車(chē)尾氣處理 ⒌納米防曬品 在防曬品中加入表面遮蓋能力強(qiáng) ,吸光性強(qiáng)但對(duì)身體無(wú)害的聚合物納米顆粒 ,既可增強(qiáng)防曬品阻擋紫外線能力 ,同時(shí)也改善防曬品的其他功能。 63 納米材料的應(yīng)用 在汽車(chē)尾氣處理中加入納米復(fù)合稀土氧化物后，尾氣凈化的效果非常好， N、O和 NO幾乎完全轉(zhuǎn)化成無(wú)毒的 N2和CO2。 62 納米材料的應(yīng)用 如制造出負(fù)責(zé)清掃血管的納米機(jī)器人 ,專(zhuān)門(mén)清除血管壁上的膽固醇等沉積物 ,以預(yù)防心血管疾病。利用納米技術(shù)模擬生命過(guò)程中功能不同的酶，就可以解決常規(guī)醫(yī)療條件不能解決的事情。 ⒈利用納米半導(dǎo)體顆粒制備光電轉(zhuǎn)化率更高的新型太陽(yáng)能電池 ⒉再創(chuàng)“磁記錄材料”的新高 據(jù)調(diào)查，到 2022年，納米技術(shù)將成為僅次于芯片制造的世界第二大產(chǎn)業(yè)，擁有 14400億美元的市場(chǎng)份額。 60 納米材料的應(yīng)用 1998年美國(guó)首次研制出由磁性納米棒組成的“量子磁盤(pán)”，該磁盤(pán)的記錄密度可達(dá)400Gb/in2， 相當(dāng)于每平方英寸可儲(chǔ)存 20萬(wàn)部《紅樓夢(mèng)》。因此，與傳統(tǒng)催化劑相比，納米級(jí)催化劑的催化活性與選擇性大幅度提高 如納米鉑黑催化劑可使乙烯氫化反應(yīng)的溫度從 600 ℃ 降至室溫 59 平均顆粒度 3～ 5nm 納米材料的性能 ⒊化學(xué)反應(yīng)性質(zhì) 納米顆粒的粒徑小，表面原子百分?jǐn)?shù)高，吸附能力強(qiáng)，因此，表面反應(yīng)的活性很高。 納米材料的性能 ⒉催化性質(zhì) 作為催化劑，催化反應(yīng)通常是在其表面進(jìn)行。所以，不管原來(lái)金屬塊是什么顏色，此時(shí)都呈黑色，且顆粒越細(xì)，顏色越深。因而納米材料就具有了一些特殊的性能。因表面原子與納米顆粒內(nèi)部原子所處的環(huán)境不同，它周?chē)鄙傧噜彽脑樱钟性S多懸空鍵，具有不飽和性，易與其他原子結(jié)合而穩(wěn)定。但當(dāng)直徑小到 1納米時(shí) ,表面原子百分?jǐn)?shù)增加至 99%。 56 納米顆粒與原子 隨著顆粒直徑的不斷減小，其表面原子的百分?jǐn)?shù)會(huì)迅速增加。 應(yīng)用舉例 如 Au熔點(diǎn) 1063 ℃ ，納米金 330 ℃ ； Ag熔點(diǎn) 1063 ℃ ，納米 Ag100 ℃ ； 使低溫?zé)Y(jié)制備合金成為可能。這樣小的固體顆粒是人眼無(wú)法看到的，所以，需要借助 20萬(wàn)倍的電子顯微鏡才能看清楚。 1nm＝ 109m,即 1納米是十億分之一米 ,它是普通氫原子的 27倍，相當(dāng)于人發(fā)直徑的十萬(wàn)分之一。 54 五、納米材料 納米的“納”字 ,在希臘文中是“矮小”之意。 金屬結(jié)構(gòu)中存在著很多空隙 （ 4）儲(chǔ)氫合金 儲(chǔ)氫的傳統(tǒng)方法 氣態(tài) 150 大氣壓 液態(tài) － 253 ℃ 液化 鋼瓶 鋼瓶 儲(chǔ)氫金屬或合金 —— 能吸收 H2 的金屬或合金。 北京有色金屬研究總院在開(kāi)發(fā)記憶合金方面走在世界前列，已成為我國(guó)最大、世界一流的形狀記憶合金生產(chǎn)基地。又如，可用 NiTi合金制造人造牙和牙床。另外人們還利用這種超彈性開(kāi)發(fā)出手機(jī)天線、高級(jí)眼鏡架等。 在服裝工業(yè)中記憶合金最早用于在文胸內(nèi)起托墊保形作用。此天線被折疊發(fā)射到月球上，以減少飛船的體積。在汽車(chē)工業(yè)中，可以制造出“可復(fù)原”的汽車(chē)外殼：即使被撞扁，只要用 80℃ 的熱水一澆便可恢復(fù)原狀。形狀記憶合金還可以墊在機(jī)器底下起減振、消除噪聲的作用。只要把常溫下輕松連接的記憶合金連接件放入熱水里，過(guò)一會(huì)兒再取出來(lái)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩根管子已經(jīng)緊緊地連接在一起了。 在工業(yè)生產(chǎn)