纳米技术会越来越火吗（纳米技术科学还是胡扯）

我得重提这事儿，以免你不知道：Elon Musk上周把纳米技术领域给黑成了“胡说”的玩意儿。不过不可否认的是，随后Twitter上爆发的口水战规模倒不算相当大。

但这一事件确实抛出了一个关键的问题：纳米技术是什么？究竟从哪一刻开始，它成为了一门科学而并非所谓的扯淡？

我暗暗怀疑，Musk是在用他之前对纳米的评论来煽动媒体，毕竟现在其产业中的汽车、太阳能电池以及火箭的许多技术都依赖于纳米科学工程。不过，在研究了纳米科学快三十年后，我必须得承认，有时我在谈到这项技术时也难免焦虑。

“下一次工业革命”

大约在20年前，美国政府就开始了跨部门努力，去投资一些最初被贴上“下一次工业革命”标签的领域。因此，主流的纳米技术应运而生。

当时，科学家们对于按特定结构设计和构造的不同材料，在极小尺寸下所可能展示出的特性感到兴奋不已，比如电子行为的突然变化，或是超强结构的出现。同时，如果你有清晰的品牌和令人信服的信息，你总会更容易将自己的创意推销给赞助商和决策者。因此，“纳米技术”一词成为这场新“工业革命”的口号。

为了让事情保持简单，纳米技术的早期定义集中在探索在1-100纳米（一纳米相当于十亿分之一米）的规模下被设计的材料所展示的 “新性能”。如今，这些定义变得更加灵活，但纳米研究学者仍然普遍认为，关于纳米尺度，大家有着完全不一样的理解，这也是我不快的原因。

毫无疑问，在过去的二十年里，纳米技术的战斗口号变成了科学和工程。它刺激了大量的研发投资；它带来了新的想法和突破，通常涉及跨学科研究；并且，它鼓舞激励了全新一代的科学家和工程师。

但是，没有科学表明在1纳米到100纳米之间的尺度范围内有能和独特与特殊挂的上钩的东西，这就是纳米品牌面临脱离科学现实的风险所在。

营销科学

目前问题在于，纳米技术最初定位于通过捏造科学性从而推销想法，它描述了一个关于小规模和特殊属性的故事，当然，当时的大部分专家意识到这只是营销而并非科学。然而，因为有资金的承诺，他们还是同意了。

几乎一夜之间，材料科学家变成了纳米技术专家；胶体化学家，多相催化专家，电子显微镜化验员，分子生物学家；甚至是毒理学家也都亦是如此。突然间，科学家和工程师做了几十年的工作被重新定义为“新纳米技术”；让Eric Drexler等一众工程师惊愕不已的是，他们在20世纪80年代推广的一种非常独到的纳米技术观点，随后便被新的纳米淘金热边缘化。

有了这段历史，纳米有时会被称为“狗屎”也就不足为奇了。然而，这并不是故事的结尾，因为在炒作的背后，一些令人惊叹的科学与工程真的在如此小的规模下发生了。当我们抛弃那些“品牌纳米”，从而开始谈论纳米科学与工程时，一切就会变得有意义得多。

在纳米尺度下工作

纳米科学起源于18世纪早期，那时科学家们开始发展仪器及理论，阐述了材料中原子的纳米尺度定位如何影响其性质。从20世纪30年代开始，电子显微镜和x射线衍射等技术使得科学家们开始绘制材料的纳米尺度结构。并且从这个时候起，他们开始有意制造以及开发纳米粒子的属性（例如工程中的纳米二氧化硅在20世纪40年代时可从气相二氧化硅®获得）。

在20世纪70年代和八十年代，材料科学的新兴领域继续改变我们对如何设计和制造材料的理解，从而使它们更坚固、更轻、化学活泼性更强并且更导电。半导体、集成电路和微处理器都是从这波创新浪潮中产生的，包括伟大的磁阻技术——大容量硬盘驱动背后的技术。

20世纪90年代，被作为纳米技术重命名且重新启动是科学、技术以及工程领域的一种趋势。这并非一场新工业革命的开端，也不是新技术的出现。更准确地说，这是研究人员数十年来的工作的重塑。

然而，尽管我对其尽是冷嘲热讽，品牌中的纳米的确带来了些特别的东西：它打破了先前单学科研究的壁垒，激发了一波跨学科研究的浪潮。从廉价的DNA测序，到新型癌症疗法，再到高效的太阳能电池以及电池技术的革命，它用某种方式带来了一些不可思议的进步。

挑战性假设

如今，纳米技术已被嵌入到主流科学和技术之中，新一代纳米技术专家正热情的突破着新的纳米领域。他们中的大多数都是很棒的科学家，从事着令人难以置信的工作。

然而，令我担心的是，随着品牌纳米的制度化，许多关于我们如何走到今天这一步的历史已无从考证。也正因如此，偶尔基础纳米假设会受到挑战，当然这并不能算是一件坏事。

最后，并非所有被冠以纳米名号而做的事情就代表着特别、独特或是有趣。而且从科学的角度来说，被那条100纳米亮线所分割开的下方世界相对上层世界而言，并没有什么特别之处。

尽管如此，我们学的越多，从而以原子的角度去理解、设计以及建设周围的世界，我们就将更好的创造那些改善我们生活的技术。

这是纳米科学和工程的真正力量，相信我，那绝对不是扯淡。

作者简介

Andrew Maynard

亚利桑那州立大学，风险创新实验室主任。

本文观点仅代表作者，不代表《科学美国人》。

翻译：蒋静；审校：潘燕婷

原文链接：https://theconversation.com/the-bs-and-the-science-of-nanotechnology-97317

本文来自：环球科学

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