的科學家愛因斯坦曾經說過：未來科學的發展，無非是繼續向宏觀和微觀進軍，那么宏觀是什么，宏觀就是說我們人類的肉眼可以分辨出來的物體，當然大至宇宙，宇宙的深處。 微觀指的是原子分子，以及原子分子以下那些層次。下面我們把科學家目前所研究的這個物質的對象，都給予一個長度單位來表征出來。

　　比如以米作為單位，那么10²⁵米，大約十億光年。這個范圍是我們人類目前已經觀測到的宇宙大致的范圍。如果減小到10²¹米， 大約是十萬光年，這個范圍我們可以看到銀河系的全貌，到10¹⁴米， 是一千億公里，可以看到冥王星的完整軌道，到10⁷米， 是一萬公里，從航天飛機上可以看到我們就可以分辨出地球的一部分， 到10的³米是一公里，從飛機上，我們看到城市建筑物的排列和街區，到10¹米， 是十米，那么我們就可以看到足球場上運動員。如果說我們把我們目光聚焦在運動員的腿部，膝蓋 ，繼續縮小我們的觀測范圍，到10^-2米，是一個厘米，就可以看到他腿上汗毛孔了，皮膚表面的皺紋就可以看到。

　　再繼續往下走，到10^-4米，是一百個微米，就可以分辨細胞，細胞大小在十幾個微米，到10^-6米是一個微米，那么我們就可以看到染色體當中聚集著染色質，如果再繼續往下，到10^-7米，這是一百個納米，我們可以分辨染色體的兩個部分。 再往下，到10^-9米，這就是一個納米，我們可以分辨出DNA里邊的分子結構，到10^-10米，是一百個皮米，我們可以看到電子云籠罩下的原子的輪廓，一個原子，它是由原子核和電子構成的，外圍的電子它有一個大概的輪廓。

　　再繼續往下，到10^-13米，是一百個飛米，那么我們從整體上可以分辨出原子核。繼續往下，到10^-14米，是十個飛米，我們就可以看到，原子核當中的質子和中子，原子核是由質子和中子組成的，再往下，到10^-15米，是一個飛米，我們就可以分辨出組成質子和中子的夸克 ，六個夸克來組成原子核。

　　那么再往下，到10^-16米，是一百個阿米，我們可以進一步看清夸克，那么一個夸克的大小大概在10-19米，就是0.1個阿米左右。

　　所以，用一個長度單位，從我們宏觀的宇宙深處，一直到構成物質最基本的粒子，夸克都可以把它連接起來。那么納米是處于一個宏觀和微觀中間的銜接點、交接點上。 在目前我們以米作為單位這個尺度上，從米、分米到納米， 我們可以看到：一個納米是10的－9次方米，十億分一之米，是一毫米的一百萬分，如果說用它這個單位來表征常見單位，例如，一個人一米八，那就是18億納米；手指上一點黑色的墨點，就幾百萬個納米，所以一個紅細胞得幾千個納米。 氫原子是最小的原子，氫原子的直徑大概一個納米 。納米也就是個長度單位。

　　納米科技是指在納米的尺度上（一個尺度范圍，既1到100個納米范圍 ，并不是指的就在一個納米上），在1到100納米這個范圍上來研究物質的特性和相互作用，以及利用這些特性的一個多學科交叉的科學技術，包括原子分子的操縱。

　　納米科技使我們人類認識和改造物質的手段和能力，延伸到了原子和分子。納米科技它的重要意義何在， 可以分成兩個大方面。一、 納米科技可以促使人類的認知革命；二、 納米科技的發展，會帶來一場產業革命。

納米科技促使人類認知革命

　　在宏觀上的科學研究，比如研究地球， 研究宇宙，研究天體， 有很多的理論，包括牛頓的力學、天文學、地球物理學、物理學、地質學等等，有很多理論。研究原子核微觀的，有量子理論、高能物理等，粒子物理是研究原子核以下層次的基本粒子的。

　　在宏觀和微觀的理論充分的完全之后，那么在納米的尺度上，還有很多新的現象、新的規律有待發現，新的理論有待建立。那么這些新規律、新現象的發現和在納米尺度上新理論的建立，并不是一個僅僅是基礎科學的問題。

　　例如，我們回顧20世紀科技的發展 ，都公認：量子論和相對論的誕生，是奠定我們現在通訊、信息技術的基礎，盡管它當初是一個純粹的、一個基礎科學的發現。1953年建立的DNA的雙螺旋結構模型，就是一個分子的結構模型，但是，它奠定了現在分子生物學的基礎，沒有這個DNA螺旋結構模型，就沒有我們今天的基因技術，所以轉基因技術等等都不會有的 。

      同樣在納米的尺度上，發現的新的現象、新的規律，建立的新的理論，肯定也會是新技術發展的源頭，會帶來很多新的技術革命。 很重要一點，納米科技也是目前引起政府和企業極大關注的一個重要原因，就是說它會引發一場新的工業革命，那么納米科技它引發的工業革命，最主要的驅動力是來源于我們現在的信息產業。

　　另外我們生命科學研究、DNA蛋白質，包括生物分子馬達，都在納米的尺寸上，所以說納米科技的發展，是未來信息科技與生命科技進一步發展的共同的基礎。它會對生命科技信息科技產生非常重大的影響。納米科技它不僅僅是一個未來高技術的問題，高新技術的問題，它也可以促進傳統產業的技術改造，納米技術現在已經滲透到一些傳統的產業中去，也已經形成了相當的市場規模。例如，附著在紡織面料上的納米材料，使用這種面料制成的衣物達到防水、防油、防塵等污染的效果。

　　1993年，在北京組織的掃描隧道顯微學的國際會議，與會人員受到江澤民總書記的接見。 諾貝爾獎獲得者，Heniroler（羅雷爾），參加了這個會， 他回國以后給江澤民主席寫了一封信， 其中一段是：許多人認為納米科技僅僅是遙遠的未來基礎科學的事情，而沒有什么實際意義，但我確信納米科技現在已具有與150年前微米科技所具有的希望和重要意義。150年前，微米成為新的精度標準，并成為工業革命的技術基礎，最早和學會并使用微米技術的，都在工業發展中占據了巨大的優勢，同樣，未來的技術，將屬于那些明智接受納米作為新標準，并首先學習和使用它的，我們應當記住，微米技術曾同樣被認為對使用牛耕地的農民無關緊要。 的確，微米與牛和耕犁毫無關系，但它卻改變了工作方式，帶來了拖拉機。

　　最早提出來納米科技的概念的是一個諾貝爾獎獲得者物理學家，理查德?費因曼，他是美國加州理工學院的教授，他1959年做了一個很激動人心的演講，他說我們加工材料，來制造裝置， 都是從大到小，就是說，我們要加工一個桌子，需要把木頭不斷的切、磨、鋸，把它鋸掉再刨光， 東西浪費了很多。他說我們都知道， 目前上任何東西，都是由原子分子組成的，包括我們人類自身，包括空氣、大氣、海洋、桌子、麥克風，什么都是原子分子組成的， 既然都是原子分子組成的，我們能不能夠通過，把原子一個一個的放在一起，把原子分子就像用磚蓋房子那樣 ，我就把它蓋成任何你想要的東西，就是由下至上來做你想要的東西。 如果這樣的話，就沒有浪費和污染了。因為你需要什么我就拿什么放， 而且非常高效率。而且你要是由上往下加工，太小了沒法控制，你可以由下往上長， 就可以控制，就更好。

　　提出納米技術這個英文詞的是1974年Taniguchi，他最早用Nanotechnology（納米技術）這個詞完全是為了描述精細機械加工。他說微米和微米技術，在加工精度不夠的情況下就用納米技術來加工。70年代后期，美國麻省理工學院的德雷克斯勒， 提倡納米科技的研究，就是指通過原子分子組裝來制備裝置。

　　1990年，屆國際的納米科技會議在美國巴爾的磨，與第五屆的國際掃描隧道顯微學的會議同時舉辦， Nanotechnology（納米技術），在1990年創刊， 大家認為，90年代是納米科技誕生的時候， 但是也有人不同意見， 美國科學家 認為納米科技誕生的時候就是1981年，或者1982年，是掃描隧道顯微鏡誕生的時候，就是納米科技的誕生之日 。

　　1990年在美國巴爾的磨召開 屆的納米科技的國際會議，接著1993年莫斯科，1994年在丹佛爾，1996年在北京，1998年在伯明翰，2003年去年在美國波斯頓，目前已經開了六界的納米科技的國際會議。在納米尺度上，這種多學科的交叉性，展現了巨大的生命力，迅速的形成了一個具有廣泛學科內容和潛在應用前景的研究領域。

納米科技帶來產業革命

　　納米材料的性能與傳統的材料有非常大的不同。有的是傳統材料所沒有的，有的是傳統材料的特性有了很顯著的提高，比如說納米金屬固體的硬度，一般要比傳統的、不是納米的粗晶材料要硬3到5倍，納米固體鐵的斷裂應力， 比常規的鐵材料會提高近12倍， 納米的固體銅，它比一般的銅材料的熱擴散增強近一倍， 納米的磁性金屬的磁化率，是普通磁性金屬的20倍。

　　因此說，同樣東西，材料品質不變，把它做成一個納米量級， 很多性能就發生了非常重要的顯著的改變 。

　　陶瓷耐高溫，有很好的硬度，但是易碎，掉地上會摔碎。如果把陶瓷的顆粒 做成納米量級，或者這里面摻雜一些納米量級的材料，就具有很高的硬度和耐高溫，它同時掉地也不會摔碎， 如果做陶瓷發動機，可以耐高溫，熱效率會提高。

　　另外納米氧化物在催化及環境保護方面，都有廣泛的應用前景，比如說，用納米的二氧化鈦，它可以屬吸收紫外線，防曬，可以廣泛的應用于防曬霜，防曬的化妝品當中，另外它可以做轎車金屬色的面漆，可以做高壓絕緣材料，做銀光管等等。

　　二氧化鈦還具有催化性質，它可以降解汽車尾氣， 日本已經在高速公路的兩側，在公路的隧道之內，設置了涂有二氧化鈦的光催化板來防止汽車尾氣，一旦汽車尾氣遇到催化板上，二氧化鈦就把汽車尾氣可給催化，變成性另外一種無毒的東西。

荷葉它為什么出污泥而不染，它表面上水不沾，是因為它表面有很微小的納米結構。自清潔材料， 這也是一個納米材料很重要的應用， 比如說，這種材料涂在玻璃上、鏡子上， 就不沾霧氣，窗戶玻璃經常臟， 擦窗戶很難，涂上以后， 有土落上去，那么一下雨，或者拿水一沖它馬上下來了，沖完以后玻璃上不留下一圈一圈水印，就不用再去擦去了，還有瓷磚、衣服，也是一樣，就是說能夠有自清潔效果， 具有自清潔的這種功能。另外納米塑料也是這樣， 塑料瓶可以裝可樂，裝雪碧，裝礦泉水，但是塑料瓶不能裝啤酒， 啤酒是用玻璃瓶裝，很容易爆炸傷人， 運輸也很不方便。

　　那為什么不能拿塑料瓶裝呢，就是塑料瓶氧氣透過率比較高，一般塑料瓶裝啤酒以后，當天變質，馬上就壞掉了，但是納米的塑料瓶它可以有效隔絕氧氣的透過率，它可以裝啤酒， 現在據說美國已經有這種納米的塑料瓶裝啤酒，我們 已經做出了這種材料出口到日本去，現在正在合作，考慮把它也作為我們的裝啤酒的塑料瓶。

　　所以在材料的發展上，要想做材料的目標，還是要做更輕，更強可設計的材料，使材料提高它的使用壽命，從而降低維修的費用，那么再一個就是以新的原理和新的結構，在納米的層次上，來構筑特定性質的材料，或者自然界不存在的材料。