探索纳米的世界

想象一下，假如我们变得很小很小，小到可以跳到一根纤维上，或者可以在一滴水中游泳，那我们就可以去探索纳米的世界了。这里有各种各样的微小事物，比如一只极小的机器人，小到可以进入人体，去修复人体细胞……除了微小的物体，纳米世界里还有好多我们平日里看不见的光；用纳米材料制成的物品也奇奇怪怪，很轻很薄，又很强韧。

总之，纳米世界就像一座充满魔法的花园城堡，带给我们许多不曾有过的奇妙体验，让我们一起去探索吧！

比细菌小的纳米

纳米是什么？它是一个长度单位。 1 纳米多长？它等于1 米的10 亿分之一……想象不出来是不是？拔一根头发，将它竖着剖成5 万份，每一份的厚度大约就是1纳米啦！

搜寻身边的材料

书本是纸做的，家具大多数是木头做的，罐头盒是金属做的，瓷砖是石头做的，衣服和被褥是织物做的，房屋的主要材料是水泥和砖块，汽水瓶是玻璃做的……

我们的世界由各种各样的材料组成。这些材料有些很轻，有些很重；有的坚固，有的柔软；有些是光滑的，有些是粗糙的……各有各的特点，能够做成的东西也不同。

假如换个思路，用金属来做书本，哎哟，好沉啊；用玻璃来做衣服，不保暖还不安全；用木头来做镜子……咦，什么也看不见。我的天，那岂不是全乱套了？

为什么每种材料都有独特的性质？要想真正认识它们，我们就得进入它们的内部去瞧瞧……

原子拼装的世界

当我们进入各种材料内部，会惊奇地发现，世界上一切材料都是由一个个“积木”搭建起来的。这些“积木”就是原子。地球上的一切几乎都由原子组成。大多数情况下，它们通过各种各样的化学键结合在一起，进而组成各种物质。

关于原子的一些事

原子太小了，我们用肉眼根本看不见。但是，它们组成了我们所能看到的一切，比如我们身边的人、动物、玩具、食物等。

每个原子都有一个中心，叫原子核。原子核里面住着一些更小的粒子，比如质子和中子。质子带有正电，中子不带电。原子核外面还有很多更小的电子，它们像跳舞一样绕着原子核运动。

原子非常喜欢和其他类别的原子交朋友，它们通过一种叫化学键的方式手拉手。这就像我们和朋友们手拉手，围成圈一样。原子通过化学键形成分子，许多个分子聚集在一起，可以形成水、空气甚至整个世界。

独特的碳原子

在我们的世界里，有一种非常酷的原子，那就是碳原子。我们人类的皮肤、头发，甚至呼出的气体中都有碳。想象一下，如果我们是一只小小的蚂蚁，那么碳就像是构建蚁巢的泥土一样重要。在一些科幻小说中，我们地球生命体被称为“碳基生物”也是这个缘故吧。

碳有一个超级棒的特点，它几乎比任何原子都善于交朋友。它可以和许许多多不同的原子结合在一起，比如氢和氧。当碳和氢成为好朋友时，它们可以在一定条件下生成燃料，这是我们每天都离不开的重要资源；当碳和氧成为好朋友时，可以在一定条件下生成二氧化碳，这是维持地球表面温度的重要气体。

而且，碳还有一个非常特别的能力，它可以自己和自己成为好朋友，形成一条长长的碳原子链条。这些链条卷起来可以变成一个球，也可以舒展、变形，构成各种物质，包括塑料、橡胶，甚至我们身体里的DNA。

与此同时，碳也被称为“生命的元素”。因为它在我们地球的生命演化中扮演了非常重要的角色。可以说，没有碳，就没有我们今天的地球。

石墨中的石墨烯

有一种黑色的物质，名叫石墨。它是我们通常使用的铅笔芯的主要成分。它还有一个非常特别的秘密：它由很多层非常非常薄的“片片”叠在一起组成，每一层“片片”都由无数个碳原子排成的六边形组成，就像蜂巢的截面一样。

假如我们非常小心地将石墨中的一层“片片”拿出来，就得到了一种叫石墨烯的物质。石墨烯就像是一张超级薄、超级轻、超级强韧的纸片，但它不是普通的纸片哦，它有着很多神奇无比的超能力。比如：

石墨烯只有一层碳原子那么厚，如果把20 万层石墨烯叠在一起，厚度仅仅和一根头发丝一样。

因为只有一层原子，所以石墨烯非常轻，几乎没有任何重量。

石墨烯比钢铁还要坚固很多倍，但是又非常柔软，可以弯曲而不会断裂。

石墨烯还具有优异的导电性能，可以令电流畅通无阻，是制造电池和电脑芯片的重要原料。

我们知道了纳米是很小的长度单位。纳米材料是指单位尺寸非常小、长度约在1～100 纳米间的材料。上文提到的石墨烯就是典型的纳米材料。纳米材料可以为我们人类做许多神奇又重要的事情。

纳米医学

在医学领域，纳米材料可以用来制造微型药物。这些药物能够更轻易地进入人体，找到病菌或细菌，精准又快速地消灭它们。

纳米材料制成的机器人能进入人体，修复体内破损；也能在人体内进行精准定位和治疗，直接游向病变部位释放药物，或对局部器官施行微创手术。

纳米元件

在我们的手机和电脑里，有许多由纳米材料制造的电子元件。由于它们的存在，我们的电子设备就可以更薄、更轻，运行得更快。另外，使用纳米粉末制造的电极具有更大的表面积，可以显著提高放电效率。

纳米环保

纳米材料可以用于环境保护。纳米材料颗粒微小，用来制作过滤器，可以更好地净化空气；以纳米颗粒制作的催化剂，可增强催化反应的效率，有效去除空气中的有害物质。纳米技术可用于污水处理，用它们制作的过滤膜和吸附剂能有效吸附水中的重金属、有机物和微生物。纳米技术还用于土壤修复，纳米材料能够吸附和降解土壤中的有害物和污染物，比如农药、石油烃等。

纳米能源

纳米技术的出现和纳米材料的发展，同样也影响了全球的能源行业，给予电池行业的专家和学者新的启发。科学家利用纳米材料研发出了许多微型能源存储设备。比如，把一颗比米粒还要小的电池放在我们的玩具车里，玩具车的车灯就可以做得更大，并且持续发光很长时间。

纳米世界虽然小，小到我们完全看不见，却有着巨大的能量和潜力。相信未来它们一定能够蓬勃发展，帮助我们创造出一个更美好的世界。