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纳米材料的发展史 1965年诺贝尔物理学奖获得者、 美国加利福尼亚工学院教授费曼 (R.P.Feynman) 曾在 1959 年预言： “如果有一天可以按照人的意志来安排一个个原子，将会产生怎样的奇迹？ ” 时间仅仅过去了二十几年， 到了 1982年， 费曼的预言便成了现实。 国际商用机器公司研 制成了扫描隧道显微镜（简称 STM ），它不仅能使人类观察到了原子，而且能够利用仪器的 针尖来操纵原子，德国科学家宾尼（ G.Binnig ）等利用扫描隧道显微镜在镍板上将硅原子组 成了 “IBM”（国际商用机器公司的英文缩略语）的字样。不久，日本科学家又将硅原子堆成 了一个金字塔。 于是， 人类也像大自然一样， 成了主宰原子和分子的主人， 而不仅仅是被动地去认识和 利用大自然造就的原子和分子。 这样， 到了 20和 21世纪之交， 人类正在悄悄地进入一个崭新 的科技时代 ──纳米科技时代。 纳米科技是在纳米的尺度上研究和应用原子、 分子及其结构信息的高新技术， 它的最终 目标是直接用具有纳米尺度的原子、 分子制造有特定功能的材料， 被称为纳米材料 （由粒径 1～ 100 nm 的粒子组成的固体材料） ，它是 21世纪很有希望和前途的新型材料。 （1）纳米材料的发现 组成材料的物质颗粒变小了， “小不点 ”会不会与 “大个子 ”的性质很不相同呢？这便是纳 米材料的发现者德国物理学家格莱特（ Grant ）的科学思路。 那是 1980年的一天，格莱特到澳大利亚旅游，当他独自驾车横穿澳大利亚的大沙漠时， 空旷、 寂寞和孤独的环境反而使他的思维特别活跃和敏锐。 他长期从事晶体材料的研究， 了 解晶体的晶粒大小对材料的性能有很大的影响：晶粒越小，强度就越高。 格莱特上面的设想只是材料的一般规律， 他的想法一步一步地深入： 如果组成材料的晶 体的晶粒细到只有几个纳米大小，材料会是个什么样子呢？或许会发生 “翻天覆地 ”的变化 吧！ 格莱特带着这些想法回国后，立即开始试验。经过将近 4年的努力，终于在 1984年制得 了只有几个纳米大小的超细粉末，包括各种金属、无机化合物和有机化合物的超细粉末。 格莱特在研究这些超细粉末时发现了一个十分有趣的现象。 众所周知， 金属具有各种不 同的颜色， 如金子是金黄色的， 银子是银白色的， 铁是灰黑色的。 至于金属以外的材料如无 机化合物和有机化合物， 它们也可以带着不同的色彩： 瓷器上面的釉历来都是多彩的， 由各 种有机化合物组成的染料更是鲜艳无比。 可是， 一旦所有这些材料都被制成超细粉末时， 它们的颜色便一律都是黑色的： 瓷器上 的釉、染料以及各种金属统统变成了一种颜色 ──黑色。正像格莱特想像的那样， “小不点 ” 与 “大个子 ”相比，性能上发生了 “翻天覆地 ”的变化。 为什么无论什么材料，一旦制成纳米 “小不点 ”，就都成了黑色的呢？原来， 当材料的颗 -7 粒尺寸变小到小于光波的波长（ 1×10 m 左右）时，它对光的反射能力变得非常低，大约低 到小于 1%。既然超细粉末对光的反射能力很小，我们见到的纳米材料便都是黑色的了。