罗振主编的这本《第四次工业革命(纳米技术)》是《科普第一书》系列丛书之一。一个微小的精灵——纳米，却具有非凡的能力。它的出现给我们的生活带来了很多意想不到的惊喜，不仅弥补了传统工业中一些材料的弊端，它被人们称为人类历史上的第四次工业革命，让我们一起去认识！

一个微小的精灵——纳米，却具有非凡的能力，科技的发展成就了它的伟大与不平凡。它的出现给我们的生活带来了很多意想不到的惊喜，不仅弥补了传统工业中一些材料的弊端，而且还带来了许多新事物，例如在工业、微电子行业、医学界等领域的突出贡献。纳米技术是一个新诞生的科学宠儿！了解它的人很少。事实上，纳米的出现结束了微米时代，开创了纳米新天地。正由于此，它被人们称为人类历史上的第四次工业革命，罗振主编的这本《第四次工业革命(纳米技术)》让我们一起去认识伟大的纳米技术！

第一章 开天辟地的科学：纳米科技

 第一节 从认识纳米开始

纳米的起源

纳米的含义

纳米的独特性

 第二节 深入纳米科技

纳米技术的含义

纳米科技的特性

蓬勃发展的纳米科技

未来纳米的发展

 第三节 纳米科技在中国

机遇与挑战并存

成长与超越并进

纳米材料在中国“开花”

第二章 浓缩的精华：纳米材料

 第一节 纳米材料时代的到来

纳米材料的含义

纳米材料的分类

纳米材料的安全问题

寻找纳米材料的过去

纳米材料的明天更辉煌

 第二节 与众不同的纳米材料

独有的物理效应

奇特的物性

奇异的扩散及烧结性能

显著的力学性能

极强的超塑性

优异的光电性能

 第三节 形形色色的纳米材料

纳米能源材料

纳米复合材料

纳米传感材料

纳米医用材料

纳米陶瓷材料

纳米薄膜材料

 第四节 纳米材料的另类天地

纳米材料在催化方面的应用

纳米材料在涂料方面的应用

纳米材料在精细化工及纺织方面的应用

纳米材料在生物医药方面的应用

第三章 超越遗传密码：DNA纳米技术

 第一节 从DNA谈起

DNA的特殊结构

DNA也可以导电

DNA分子器件的优势

 第二节 开拓创新的DNA纳米技术

DNA纳米技术

DNA用于纳米粒子的组装

DNA模板自组装的驱动力

DNA作为模板制备分子导线

第四章 传奇的世界：纳米与科学

 第一节 超级小微粒的契机

强大的纳米盘

有趣的纳米收音机

神奇的纳米碳管

 第二节 纳米机器的无限精彩

微型的纳米机器人

分子马达横空出世

能搬动原子的机器

精致的纳米火车

 第三节 医学领域的潮流

能鉴别的纳米探针

健康卫士——纳米银

纳米技术让瞌睡虫无处可藏

 第四节 其他纳米科学

纳米技术与生活环境

纳米细菌

纳米塑料

第五章 军事最前沿：纳米与军事

 第一节 纳米科技大显“军威”

军事领域的“鲜血”——纳米技术

纳米金属材料的应用

纳米防护涂层的应用

纳米功能陶瓷的应用

纳米传感材料的应用

纳米隐身技术应运而生

武器装备的微型化和智能化

 第二节 走在世界武器的前列

奇异的麻雀卫星

机器小鸟和昆虫

完美“007”

战场“小精灵”

纳米“秤”的发明

1999年，巴西和美国科学家在进行碳纳米管实验时发明了世界上最小的“秤”，它能够称量十亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的重量；此后不久，德国科学家研制出能称量单个原子重量的“秤”，打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。同年，美国科学家在单个分子上实现了有机开关，证实了在分子水平上可以发展电子和计算装置。

纳米以长度单位出现，这是第一次。最初，它被称为毫微米，也就是1/100微米。它是原子的4倍，与单个细菌的长度相比，其长度还小得多。在我们的日常生活中，人们根本无法用肉眼看到单个细菌，如果用显微镜去观察，也就是5微米左右。相信大家都觉得头发已经够细了，那么纳米到底多细？的确，如果你把一根头发分成5万根，那每一根的厚度差不多就是1纳米。可见，纳米是多么小！

在纳米被发现之后，它是如何被科学家应用的呢？在很久以前，科学家就希望能找到一种很小的并且带有洞的物质来容纳原子和离子，把原子和离子与它相掺和，从而制作出若干新型物质的分子容器，因为这样可以对宇宙化学、超导材料、材料化学、材料物理，甚至医学等研究有很大的价值。但是，在当时这只是科学家的愿望，由于受各种条件的限制，所以根本无法实施。而纳米的出现却为他们的愿望插上了飞翔的翅膀。后来，纳米技术也就出现了，它是利用纳米来发展的技术。

事实上，纳米技术并不是由纳米的发现者提出来的，它是在20世纪70年代中期由工程师埃里克·德雷克斯提出的。当时，他只是麻省理工学院的一名学生，在读到关于遗传工程的内容时，他就在考虑能不能用原子建造无机机器。之后，他就开始大量阅读书籍，勇于探索，发现之前的科学家与他的观点不谋而合。所以，他打算继续研究下去。在他看来，如果纳米技术能被应用，就能为人类带来更多的方便，利用它的自行复制能力就能产生很多的新鲜事物。如果有一块饼干，就可以利用纳米技术变成两块，数量也就会越来越多，相信饥饿就会很快消除……然而，这只是一种设想，如果真正变成现实还需要一段漫长的过程。当时，很多人认为他简直是异想天开，他的想法也得不到人们的重视。

后来，随着科学技术的不断发展，很多人对埃里克·德雷克斯勒的想法产生了浓厚的兴趣。通过很多人的不断努力，在20世纪80～90年代，宾尼希和罗雷尔等人发明了扫描隧穿显微镜，它是以前科学家所期望的纳米科技研究的重要仪器。当然，它的出现所起的作用是不可估量的，它极大地推动了纳米的发展，因为它不仅以极高的分辨率揭示出了“可见”的原子、分子微观世界，同时也为操纵原子、分子提供了有力工具，从此，人们在探寻纳米技术的道路上前进了一大步，这台机器得到了很多科学家的喜爱和应用。  20世纪90年代初，在使用扫描隧穿显微镜时，詹姆斯·金泽夫斯基和他的同事发现它有极小的探头，人们利用它可以记录原子的存在。所以他们就用35个氙原子拼出了IBM 3个英文字母，这3个字母加起来不到3纳米长。在此基础上，他们制作出一台能计算的机器，也就是世界上的第一台分子算盘。其实，这个算盘的制作原理非常简单，就是把10个巴基球沿铜质表面上的一条细微的沟排成一列。从理论方面来说，该算盘储存信息的容量是常规电子计算机存储器的10亿倍。虽然人们在应用它的时候还感觉不到非常便利，但是它的出现就已经非常惊人了，因为人们在处理十分微小的物体方面取得了非常大的进步。

1990年7月，第一届国际纳米科学技术大会和第五届国际扫描隧穿显微学大会在美国巴尔的摩同时召开，正式宣告了纳米科技作为一门学科的诞生。此后，有越来越多的科学家开始关注纳米并推动其不断发展，如“纳米技术”、“纳米生物学”、“纳米粒子研究”等。相信在不久的将来，纳米科技一定会成为科技领域的一颗新星。P3-5

科学技术是第一生产力。放眼古今中外，人类社会的每一次进步，都伴随着科学技术的进步。尤其是现代科技的突飞猛进，为社会生产力发展和人类的文明开辟了更为广阔的空间，有力地推动了经济和社会的发展。

科学技术作为人类文明的标志。它的普及，不但为人类提供了广播、电视、电影、录像、网络等传播思想文化的新手段，而且使精神文明建设有了新的栽体。同时，它对于丰富人们的精神生活，更新人们的思想观念，破除迷信等具有重要意义。

而青少年作为祖国未来的主人，现在正处于最具可塑性的时期，因此，让青少年朋友们在这一时期了解一些成长中必备的科学知识和原理更是十分必要的，这关乎他们今后的健康成长。本丛书编写的宗旨就在于：让青少年学生在成长中学科学、懂科学、用科学，激发青少年的求知欲，破解在成长中遇到的种种难题，让青少年尽早接触到一些必需的自然科学知识、经济知识、心理学知识等诸多方面。为他们提供人生导航，科学指点等，让他们在轻松阅读中叩开绚烂人生的大门，对于培养青少年的探索钻研精神必将有很大的帮助。

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