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纳米,让科幻奇迹变成现实

透明手机,白天发电、夜晚发光的窗户,可以卷成一支笔的电脑……这些科幻片里的作品,在上地科技园区、怀柔纳米产业园区已经成为现实。除了自己发电、发光的窗户,卷起来的屏幕外,还有纳米纤维太阳能电池、纳米印刷、水处理等。

  能否想象一下,当用原子打造产品时,会发生什么?会发生奇迹。

  透明手机,白天发电、夜晚发光的窗户,可以卷成一支笔的电脑……这些科幻片里的作品,在上地科技园区、怀柔纳米产业园区已经成为现实。这就是纳米制造的奇迹。

  新房告别电灯

  “未来,电视是一片玻璃,照明也用一片玻璃。”在市科委新材料发展中心,来自维信诺的工程师如此描述利用纳米技术生产的产品。事实上,这样的产品已经走出实验室,随时可以走上生产线。

  按照工程师的描述,现在的玻璃窗户,两层玻璃之间可以夹进一层只有几十纳米的原子“膜”。因为接近原子级排列,这些平时看起来黑色的石墨发电材料,此时已透明地呈现在人们眼前。白天,通过这层纳米材料,可以将太阳能转化为电能,然后存储在窗户角落的蓄电池中。

  夜晚,玻璃中的另一个夹层开始工作:像一面灯光墙一样,发出柔和的光线。发光的,同样是只有十几纳米厚的一层“膜”,即新一代发光材料——有机发光二极管(OLED)。OLED本身就是发光材料,有点像白炽灯泡,只是在常温下就能把电能转化成光能,平且是平面光源。采取纳米工艺后,这种“纳米灯”可以透明地嵌入窗户玻璃中。

  和传统电灯相比,这些薄薄的“灯片”,可以是任何心仪的图案形状,贴在墙上就能使用,几乎不占用空间。其光谱也是目前所有光源中最接近太阳光的, 并具有节能、无紫外红外辐射、无频闪等特点。“如果北京全部采用OLED照明,每年仅照明耗电量就将减少约20亿度。”工程师说

  上万份报纸卷进衣兜

  在上地的科技实验室里,电脑显示器已经不能用“薄”来形容,事实上,肉眼已经很难看到真正的显示屏,这种显示屏,只有不到十分之一毫米厚,完全透明。只是因为两边有塑料薄膜夹住,人们才能看见。

  没错,这也是纳米发光材料的功劳。“以后,我们愁的不是电脑屏幕、电视机太厚,而是怎么做才能不至于太薄。”市科委新材料发展中心主任肖澜说。柔性的OLED照明光源相对其他照明光源更薄更轻,整个器件小于1.5毫米。

  这样的显示屏,也可以做成一张随身携带的“报纸”。

  在实验室里,最薄的柔性电子显示器,只有零点几毫米厚。和不能重压的液晶屏不同,柔性显示器可以卷成一轴,塞入笔帽那么大的空间里,放进上衣口袋。显示器的尺寸还可以做得像《北京晚报》大小的“报纸”,需要查阅报纸时,将卷轴拉开即可。连上USB或者网络,甚至成千上万份报纸的内容都能像真实报纸一样展现在眼前。

  工程师告诉记者,这样的柔性显示器,在2014年将投入量产。目前惟一仍需要攻关的,是让纳米材料外面的保护膜在卷曲时能确保不变形,确保纳米层的一个个原子在被卷起来的时候不会错位变形。

  相信用不了多久,像iPad、电子书,或许只剩下芯片、电池,最后用显示器卷起来就能带走。

  纳米产业已达百亿元

  纳米产品,正以超乎想象的形式,进入我们的生活

  除了自己发电、发光的窗户,卷起来的屏幕外,还有纳米纤维太阳能电池、纳米印刷、水处理等。科学家将纳米材料制成无数个肉眼看不见的电池,并直接复合在直径小于0.1毫米甚至几十微米的柔性纤维上。这样,太阳能电池就可以呈现出太阳能衣物、太阳能家居装饰等多种形态,将太阳能转换成电能。

  “两三年内,可以给手机 充电的衣服、可以自己照明的自行车等,都会出现在我们的生活中。”肖澜说。据介绍,2012年北京市启动了“北京纳米科技产业跃升工程”,把发展纳米科技产业作为北京战略性新兴产业发展和传统产业升级改造的重要支撑。“纳米技术的发展,将对传统产业升级和战略性新兴产业发展带来重大变革。”

  北京拥有国内50%以上的纳米科技资源,承担国家50%以上的纳米科研项目。怀柔雁栖经济开发区内,规划总面积为4平方公里的北京纳米科技产业园,已落地项目29项。这些项目2012年已实现销售收入近30亿元,初步形成了纳米绿色印刷、纳米能源、纳米水处理材料、新型显示材料等产业快速聚集发展的格局。今年完全投产后,年产值将达120亿元。

  据肖澜介绍,2015年,北京要成为国家级纳米科技成果批量转化示范基地,纳米产业年产值超过200亿。到2020年,北京的纳米产业年产值将超过500亿元,带动相关产业实现千亿级的年产值,成为首都经济新的增长点。

  • 责任编辑:房小葵

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