中新網(wǎng)1月31日電 中國納米材料研究取得突破性進(jìn)展：一塊巴掌大的純鐵經(jīng)過表面納米化處理后，用常規(guī)氣體氮化處理，即可獲得10微米厚的氮化物層，所需溫度下降200度以上，處理時(shí)間也縮短到9個(gè)小時(shí)。
新華社報(bào)道，這一研究成果解決了長期以來金屬材料表面氮化技術(shù)應(yīng)用中必須解決的重要技術(shù)“瓶頸”，顯示出納米技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級(jí)改造具有不可估量的作用。這一技術(shù)得到國際同行的認(rèn)可，相關(guān)論文發(fā)表在1月31日出版的世界權(quán)威刊物《科學(xué)》上。
表面氮化是工業(yè)中一種材料表面處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于汽車、輪船、航天航空以及其他機(jī)電產(chǎn)品的關(guān)鍵軸承等，可以提高材料表面的耐磨性、耐蝕性。由于這一過程往往需要在高于500攝氏度的高溫下進(jìn)行，耗時(shí)長達(dá)數(shù)十小時(shí)，不僅耗能，更重要的是許多材料和工件退火后喪失性能，或者出現(xiàn)變形。因而傳統(tǒng)表面處理技術(shù)的應(yīng)用受到很大限制，如何降低溫度環(huán)境一直是科技界孜孜攻克的難題。
由盧柯博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組與法國合作者呂堅(jiān)教授共同提出的表面納米化技術(shù)，是國際納米材料研究領(lǐng)域的一個(gè)新的前沿方向，在多種金屬和工程合金中得以應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，研究小組在300攝氏度的溫度環(huán)境中成功實(shí)現(xiàn)純鐵塊的表面氮化。最后的測試結(jié)果表明，鐵塊氮化后表面具有很高的硬度、耐磨性和耐蝕性，而材料本身仍保持原有的韌性，成功實(shí)現(xiàn)材料的“剛”“柔”并濟(jì)。
專家認(rèn)為，這一研究成果表明鐵的表面氮化溫度可以利用表面納米化技術(shù)而大幅度降低，還可以應(yīng)用到各種材料的表面處理，大大拓寬適用表面處理技術(shù)的材料和工件種類。在解決一些具體的技術(shù)問題后，這一技術(shù)將在傳統(tǒng)的成熟工藝領(lǐng)域大顯身手，在提高材料性能的同時(shí)，大大降低工藝成本。
納米技術(shù)是當(dāng)今全球競爭最為激烈的前沿科技領(lǐng)域，給人類帶來了許多令人嘆為觀止的神奇產(chǎn)品。從20世紀(jì)80年代末開始，盧柯領(lǐng)導(dǎo)的研究小組扎扎實(shí)實(shí)開展研究，在納米金屬材料領(lǐng)域取得了一系列原創(chuàng)性成果，從而躋身于世界納米研究最前沿。這一研究成果的問世，表明我國在納米技術(shù)領(lǐng)域可以大有作為，不僅可以使有關(guān)技術(shù)普遍應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)，還可以改變?nèi)藗円蛏碳疫^分炒作而對(duì)納米技術(shù)產(chǎn)生的懷疑態(tài)度。
新聞背景：什么是納米科技？
納米是一個(gè)長度單位，一納米是一米的十億分之一。自從掃描隧道顯微鏡發(fā)明后，世界上便誕生了一門以0.1至100納米這樣的尺度為研究對(duì)象的前沿學(xué)科，這就是納米科技。
納米科技以空前的分辨率為人類揭示了一個(gè)可見的原子、分子世界，它的最終目標(biāo)是直接以原子和分子來構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品。就納米材料來說，首先材料某一維的尺寸要在納米量極之內(nèi)，其次材料的物理、化學(xué)性質(zhì)要發(fā)生質(zhì)的變化。
讓我們來回顧一下納米科技誕生和發(fā)展的軌跡。
1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼預(yù)言，人類可以用小的機(jī)器制作更小的機(jī)器，最后將變成根據(jù)人類意愿，逐個(gè)地排列原子，制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米技術(shù)最早的夢想。
20世紀(jì)70年代，科學(xué)家開始從不同角度提出有關(guān)納米科技的構(gòu)想。1974年，科學(xué)家唐尼古奇最早使用納米技術(shù)一詞描述精密機(jī)械加工。1982年，科學(xué)家發(fā)明研究納米的重要工具——掃描隧道顯微鏡，為我們揭示一個(gè)可見的原子、分子世界，對(duì)納米科技發(fā)展產(chǎn)生了積極的促進(jìn)作用。1990年7月，第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議在美國巴爾的摩舉辦，標(biāo)志著納米科學(xué)技術(shù)的正式誕生。
1991年，碳納米管被人類發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量是相同體積鋼的六分之一，強(qiáng)度卻是鋼的10倍，成為納米技術(shù)研究的熱點(diǎn)。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主斯莫利教授認(rèn)為，納米碳管將是未來最佳纖維的首選材料，也將被廣泛用于超微導(dǎo)線、超微開關(guān)以及納米級(jí)電子線路等。1993年，繼1989年美國斯坦福大學(xué)搬走原子團(tuán)“寫”下斯坦福大學(xué)英文名字、1990年美國國際商用機(jī)器公司在鎳表面用36個(gè)氙原子排出“IBM”之后，中國科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子成功寫出“中國”二字，標(biāo)志著我國開始在國際納米科技領(lǐng)域占有一席之地。
1997年，美國科學(xué)家首次成功地用單電子移動(dòng)單電子，利用這種技術(shù)可望在20年后研制成功速度和存貯容量比現(xiàn)在提高成千上萬倍的量子計(jì)算機(jī)。
1999年，巴西和美國科學(xué)家在進(jìn)行納米碳管實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)明了世界上最小的“秤”，它能夠稱量十億分之一克的物體，即相當(dāng)于一個(gè)病毒的重量；此后不久，德國科學(xué)家研制出能稱量單個(gè)原子重量的秤，打破了美國和巴西科學(xué)家聯(lián)合創(chuàng)造的紀(jì)錄。
20世紀(jì)未21世紀(jì)初，納米技術(shù)逐步走向市場。一些國家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計(jì)劃，投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地。(據(jù)新華社)
