中财网日文女生名字:我眼中的纳米世界——李正孝
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/05/02 20:16:42
主持人：追求进步，学术倾听，世纪大讲堂向您问候。诺贝尔奖得主理查德.费曼他是一位物理学家，早在１９５９年的时候，他就曾经预言，说人类可以用很小的机器制造出更小的机器，最后人们可以按照自己的意愿把分子逐个排列，生产出产品。可以说这些都是纳米技术的最早的动意。那么经过４２年的风雨，纳米技术呈现出什么样的局面呢？我今天给大家请来了北京大学技术物理系的李正孝老师，请他给我们讲一讲“他眼中的纳米世界”，好，有请李老师上场。好，请坐。李老师问您一个看起来很简单的问题，能不能告诉我，“米”这种概念是从什么时候开始有的？
李正孝：要说起来“国际米”，现在我用的米叫做“国际米”。国际米这个概念是从１９６０年才开始有的。那么在这之前，各个国家都使用不同的度量单位，比如说我们国家有我们国家的尺，那么西方用他们的英尺，我们的尺，大体是上从这儿到这儿这么一个距离，胳膊肘，这叫一尺。
主持人：量布的时候，一尺两尺这么量。
李正孝：它主要是量布匹，用这个东西用的比较多。而西方他用脚，英尺是一脚，一脚就是作为一英尺。这个可能量距离比较好，但真要是说作布的话，这个东西就不行。
主持人：也太不礼貌了，还得站在桌子上量。
李正孝孝：是的。
主持人：后来呢？这个米，随着微观研究的深入，它会往下分。按照我们正常的分法，米下面是分米，分米下面是厘米，厘米下面是毫米，毫米下面是什么我们就不知道了。
李正孝：当然我们现在的文明主要是西方的文明，西方人是把米下面再分成毫米、微米、纳米。
主持人：分米厘米全都不要了。
李正孝：对，它也有这个单位，但是这个单位大家不是很常用。比如说他宁愿说是一个分米而不叫它厘米，相当于０.１个米。就这样，这么来叫。这个进位和咱们中国不一样，比如咱们中国是用万作为进位的，那么西方人实际上用千作为进位的。所以一个米会等于一个千毫米，一个毫米又等于一千个微米，一个微米又等于一千个纳米，这样的话，一个纳米就相当于是等于，１０的负９次方米。
主持人：１米是１０亿分之一纳米。
李正孝：１０亿个纳米是一米。就是说如果用咱们“亿”的话，其实西方人表达纳米很简单，它就是一百万个纳米是一个米。
主持人：我有一点事情不明白，当我看到一个体积非常庞大的人在研究非常微小东西的时候，我就感到很奇怪，你看你长得这么胖，研究那么小的东西干嘛？
李正孝：是的，我也是觉得这个合适不合适我也曾经考虑过这个问题，但是我实在是对纳米这个问题太有兴趣了，所以我觉得先委屈一下自己吧。
主持人：什么时候有兴趣的？
李正孝：应该说在１９８６年的时候，就是说刚刚开始还没有纳米这种叫法，那个时候称作“介观物理”。什么叫做介观呢？就是介于宏观和微观之间的，一般的来讲，宏观世界讲的就是微米以上的世界就是宏观世界。那么微观世界讲的是原子这个尺度，原子这个尺度是０.１个纳米，这样的话介观尺度讲的就是，介观物理研究的就是这么一个尺度的物理现象，就是１个纳米到１００个纳米之间的这样的一个结构和物理性质。
主持人：我想知道一下，您童年的时候对什么感兴趣？不会那时候就喜欢纳米？跟你后来现在真作了这个事情差多少？
李正孝：我小的时候正好是要学雷锋，所以学雷锋，雷锋精神就是要做一个革命的螺丝钉，那时候虽然搞不清楚螺丝钉有多重要，但是我想我能做一个螺丝钉就已经很光荣了。等我稍微大一点我想去当工人，因为那时候面临着是下乡，我是６０年出生的，面临的是下乡，下乡的话，好的结果就是能够返城当工人。所以不同的时期应该说我有不同的追求。那么等到粉碎四人帮之后，有大概几个月的时间我是非常渴望想当一名大学生，所以我去考试，７７年竟然就考上了。
主持人：很幸运。
李正孝：对。
主持人：考上的时候研究什么？
李正孝：我是北京大学物理系，我是学低温物理。低温物理实际上现在称作是“极端条件物理”。当然极端条件就包括了介观物理，比如说物理系的介观物理国家重点实验室就在那儿。
主持人：从那个时候开始一直到现在，您的研究方向基本没有改变？
李正孝：应该说没变，都是物理，在这个范畴内。当然现在我到技术物理系就有一点研究的偏技术了。
主持人：那么研究方向没有改变，是不是求学的地域也没有改变，始终在北京大学这个地方？
李正孝：那不是，我大学毕业之后，我就到中国科学院物理所去了，在那里读的硕士，在博士期间就到美国去，然后９３年回国，回到中国科学院来工作，那是做完博士后。
主持人：留学经验已经给大家介绍了，下面呢就请李老师以他美妙的、演员般的嗓音为我们带来精彩的学术报告，“我眼中的纳米世界”。
李正孝：很高兴能够有这么一个机会面对大家，跟大家谈一个非常敏感，非常热闹的一个话题，就是纳米技术和纳米材料的问题。当然讲起来说我眼中的纳米世界，这就是，我这么说就是“仁者见仁，智者见智”。那就是都是我个人的观点，我仅仅代表我自己。我方才已经做了自我介绍，我是做物理的，不是搞材料的，所以我眼中的纳米世界可能是非常物理的纳米世界。
要说起来纳米问题，应该说是这么一个问题，就是说当你被研究的体系小到一定尺度以后，小到什么尺度呢？就是小到比这个宏观尺度要小，以后它会怎么样？但是搞微观领域的人很多，比如搞基本粒子的，它搞的这个世界要比纳米世界要小的多，他实际上研究的是飞米以下的，什么叫飞米呢？是１０的负１５次方米，纳米是１０的负９次方米。那么飞米是１０的负１５次方米，也就是原子核里头的物理世界。但是那个世界和我们这个物质世界离得很远。
研究基本粒子问题的应该说，在相当程度上人们最早研究的时候是满足人类的好奇心，是对这个物质世界的好奇心，是处于这个角度来研究的。但是纳米材料就不是这样的，纳米技术就不是这样了。它和宏观世界结合的非常紧。它指的范围是１００个纳米到１个纳米之间这么一个范围。那么咱们知道到了微米就算是宏观世界了。搞微米材料的人，也就是现在叫粉体工艺或者叫粉体材料，你比如说，像陶瓷，粉末冶金，各种各样的胶，各种各样的涂料，这些人都是叫搞粉体工艺的人，应该说全世界有数以千计（这样）的人成为了千万富翁。
那么纳米材料能给我们带来什么？有人说做了一个估计，说至少是应该乘上（10的）三次方，和微米因为是差１０的三次方。那么能够造就多少个千万富翁呢？再乘以１０个三次方，至少应该有这么多人，会在纳米这个领域里成为富翁。这就是为什么现在这个纳米世界里这么热的主要原因。
为什么会这样？也就是今天我想跟大家聊的这个问题。这个世界应该说，它不同于宏观世界，也不同于微观世界，因为它的性质是完全不一样的，比如说，我们要说讲完全不一样，水可能是我们最熟悉的东西，我们每天都离不开水，比如说我们知道油水是不相溶的，那是指你宏观尺度上的水和微观尺度上的水都是和油不相溶的，你没有办法把它混在一起。但是你如果到了纳米尺度上，也就是说在这个介观世界里，它就能够溶，并且溶得非常好，成为热力学的稳定相。什么叫做稳定相呢？就是指的它放置在那儿，不管它温度变化也好，振动也好，里头加一点化学原料也好，它都能够是稳定的。我们知道油水混在一起，如果你愣要混的话，是不稳定的，比方说乳液就是这么形成的，它过一段时间以后总要分层的，分开，油是油，在上面，水是水，在下面。因为水比油重，它就分离了。所以中国有句俗话叫：“油水不相溶。”说形容两口子要离婚了，他是油，她是水，没办法融在一起。但是现在我们就有新的技术，能够把这两口子，经过纳米化之后让他们融在一起。这是一个笑话。我这么说。
我这里准备了一个实验，给大家来演示一下，什么叫“纳米水”，好不好。这个就是“纳米水”，大家看起来这个水和这个水应该差别并不大，至少还是那样子。这地方刚好有一点矿泉水，我们等一会儿做实验就用它。这是两个三角瓶，是做实验用的。这是汽油，我们知道汽油是粘度系数非常小的东西，你要想把它乳化，是基本上做不到的。什么样的东西可以乳化呢？柴油可以乳化，重油可以乳化，我们豆油也可以乳化，咱们豆油乳化呢？像色拉油就是一种乳化油。色拉油放置的时间长了，它要分层的。
那么这个汽油是这样的。我们把这两个瓶子里都倒上汽油，我们都倒这么多。好，这两个都是汽油。这个好象少点，再加点。哪位同学愿意上来尝一尝这个水，哪位同学，勇敢一点，我告诉你们绝对不会有问题，你如果回去跑肚找我。感觉还行。这是真正的矿泉水。我们看看如果把这种矿泉水，如果往油里倒会怎么样？大家看着。好，大家看到了吗？上面是油，下面是水，分得清清楚楚。如果我要是想让它混合混合，可不可能？
主持人：您的动作太温柔了。
李正孝：您来。
主持人：你看溶在一起了吧。
李正孝：噢溶在一起了，好，大家看，溶在一起了吗？上面是油，下面是水。应该是分得非常清楚的。这就是普通的水。这是我们在宏观上来讲，它是不可能和油相溶的。那么我们如果要是把纳米水加进来之后，会怎么样呢？有的同学说我喝一口行不行？我说你最好别喝，这个东西喝了会跑肚。因为这个经过处理了，它和普通的水已经不一样了。我们先来看看这个现象。我边倒的时候大家边看，它实际上是完全溶在一起的。注意到了吗？两件事，一个是它根本不会分层，还有一个颜色也不发生变化。这说明什么呢？说明这个水进到油里是以颗粒的形式进去的，并且颗粒的尺寸非常得小。它澄清透明，说明这个尺度小于光的波长，咱们可见光的波长的三分之一，它才对光不散射，如果尺度低于光的三分之一，小于光的三分之一的话，那么光的波动性就显出来了，光就会绕过它走，从而对光不发生任何散射，所以它是澄清透明的。这个东西至少说明两件事，一个这个东西也不可能是油，因为你要倒这么清亮的油进去的话，会导致这个油的颜色混合之后颜色会变淡，这个道理大家肯定听得明白。它进去还是水，并且是以颗粒的形式，并且是看不到的水，这个尺度我们知道可见光的尺度是４００个纳米到７００个纳米，那么三分之一咱们算最紫的可见光，紫内光的极限应该是１３０个纳米，那说明我这个东西应该低于１３０个纳米，实际上这个水加进去之后尺度是多少呢？是６个纳米。当然６个纳米你是不可能看到它的，你用可见光也观察不到它，如果你用可见光任何仪器你都观察不到，６个纳米的水或者颗粒，那是看不到的，固体颗粒你也看不到。因为这个光的波动性已经表现得很明显，它可以绕过被观察的东西，而不对光进行散射。
这就是说，我们说了另外一个性质，就是说我们现在讲的纳米材料，其实有那么两个基本条件，第一个基本条件，就是说一定是尺度介于１个纳米到１００个纳米之间的。第二个条件就是它的性质是不同于常规材料的。这两件事同时具备，那么它叫纳米材料，缺一不可。那可能大家可能会说，就是说现在叫的这么多纳米材料，比如说我们一会儿用纳米涂料去刷立交桥了，一会儿使纳米洗衣机了，纳米电冰箱也出来了，甚至现在还有人把纳米材料用到了眼镜，说玻璃加了一点什么东西也变成纳米眼镜。是不是真正的纳米材料？我说有的是，有的不是。我们就用我方才交给大家的这两把尺子，你分别去量它就行了。
那么这个东西就是说我们在这个纳米世界里，我们可以做很多事情，就是我们可以做原来我们不能想象的一些事情。我们不能想象什么呢？我们原来想象的微观世界基本就到微米以下。比如说，到我们毛细血管几十微米，我们觉得已经非常之细微了。但是在纳米世界里，那是一个长江，而纳米颗粒基本上是长江里的一只青蛙，那么根本就不算事。在这个世界里头你去处理问题的话，很多问题会很容易处理。那么现在我是把水变成了纳米水了，水是一个平台，我指的是什么呢？它可以溶很多东西，它是一个溶剂，溶剂平台。应该说绝大部分盐都是溶于水的，而不溶于油，我们要想制备油溶性的盐是很不容易的，我们必须去制备有机盐，而有机盐是非常难制备的，所以这个世界是无机世界。从这个无机世界变成有机世界那是一大飞跃，这应该说是地球史上的一次灾变，有了有机物之后才可能存在生命，合成氨基酸，才可能最后出现生命。
所以我们能够把像油这么重要的东西，油一般是燃料上用的很多，这是国民经济的血液，是战略物资。和水这种完全不能相溶的东西放在一起，那实际上我们可以做很多很多的事。你比如说，很多女同学都擦化妆品，化妆品里面主要的东西我告诉大家是咖喱皮，咖喱皮给它磨碎，完了加到油脂里，让油脂作为一个载体摸到你的皮肤里，当然它会把黑的大汗腺给你遮住，有些褶皱、皱纹也能遮住，挺好，不错。但是进一步的发展，就是所谓营养素加起来，各种各样的营养素加进来，比如说抗皱，它里头加一些中药的成份，摸了之后皱纹就少了。去斑，就是把我们皮肤里头的一些沉积色素能够溶出来。这些东西，当然这个应用是很广了，我仅仅举这么两个例子。
但是在这个尺度上我们很难让皮肤吸收，它吸收通过汗腺，当然也可以通过皮肤的一些淋巴组织来进行吸收，吸收是干嘛？吸收是通过这种渗透，很费劲，有效成分应该说我们擦的这点东西，有人做过估计，基本上是１０的负４次方以下的那些东西能够进入到皮肤里头。也就是说你擦不到万分之一，这么多东西都浪费掉了。如果我们要把有效成分，比如说中药的有效成分变成纳米的水颗粒里头包含这个东西那么就很简单了，这样的水颗粒可以直接进入皮肤去治疗你的问题。你比如这儿有疤，有色斑，可能就不像现在擦这样的护肤用品，比如说擦上一个月两个月我们开始见效了，那个时候就有可能我擦上１０分钟，你就会明显的感觉到这已经发生了变化。
医药上我们还可能去做这样的事情，你比如说，现在的心脑血管疾病是人类的第一大杀手，有８０％的人是死于心脑血管疾病的，就是现在正常死亡的人因病而死的人，应该有８０％是来自于和心脑血管疾病有关的疾病。主要的问题就是富营养之后，带来的血管壁上脂肪的沉积，和毛细血管的堵塞，当然大动脉也能够堵塞，那就是冠心病了。这个问题是非常之严重的，以前应该说没有办法。好多人梦想说我做一个机器人放到我的动脉里头去，这个机器人是微米尺度就行，让它进去像清道夫一样，像垃圾工似的，把这些血管内壁的油脂给它清理干净。但是这个东西到现在也没有实现。
但是我告诉大家，就我这个技术，如果我们来做这件事就变成得非常之容易。你比如说中药的有效成份当中有很多是能够治疗心脑血管疾病的，比如像亚麻酸，亚油酸，这些不饱和脂肪酸都有一个共同的特点，就是亲脂的，因为它不饱和，它遇到脂肪它是亲和。比如说我们用类似这种东西，我们给它纳米化之后，来清理我们的血管，就有可能做到。因为它的物理活性也就是它的表面积，因为它尺度下降了三个数量级，它的物理活性表面积就提高了六个数量级，六个数量级就是一百万，也就是说它的物理活性提高了这么多，它的疗效就会提高一百万倍。这个一百万倍是一个非常大的数，大家想，如果说我们是用一吨水的话，大家想想，那么这时候就变成是怎么样，一克水就够了，一百万倍。本来你那时侯你要吃进去一吨的中药汤子，这时候你把这个中药汤子你给它提炼成一克，你注射到血液当中去，好了，本来已经中疯了，这劲了，就有可能２０分钟之后就站起来了。当然我这里不是讲神话。
我们中国人现在已经很好的搭建了这么一个平台，就是我们不再像西方人那样盯着颗粒、粉体，把它变成二十个纳米，五十个纳米，我们没有去这么做，中国人现在在做这种东西，做液相的，就是所谓的二元协同纳米介面材料。我们的纳米布在世界上是第一个做出来的，是中科院化学所它们做出来的。
纳米布大家知道也很有意思，它是用这样的一种东西，大家想着比如用丙纶纤维，我用水相给它包起来，里头都是一些丙纶纤维的丙纶的纳米颗粒，是液相的。然后我们把丙纶纤维已经拉出来的纤维，织好的布，浸一下，在这个溶液里浸一下，它就会在纤维的表面上形成凸凹不平的纳米结构。就是那些，这里头水溶液当中的丙纶颗粒液滴就会附着在表面上，然后我们经过光照处理一下，它就会和纤维本体结合在一起，形成纤维表面的在２０个纳米左右这么一个结构。这种结构有什么特点呢？它会失去和液体的亲和性，就是它成为双疏材料，就是即疏水又疏油，这样的话，你就把油往你这个布上倒，和水往这个布上倒，都不会浸湿它。不会浸湿它就不会玷污它。咱们河塘里的荷叶就有这样的性质，就是你把水往上滴的话，滴的少的时候是球形的水滴，它不浸润。滴的多的时候，水虽然摊开了，但是它也浸不湿这个荷叶，大家知道为什么呢？就是因为荷叶上长着，据说是７００个纳米尺度的这样一些绒毛，绒毛非常密，我们看可能分辨不大出来。但是我们摸能感觉到，有一种绒绒的东西，所以这个东西就让荷叶失去了水对它的浸润性，其实你往上倒油它也同样是浸湿不了这个荷叶。
我说具有这样特点的这种布就带有了自洁性。就是说你遇水，这种东西做成衣服就很好，我们走在雨里，它这个水，滴上之后它就自动的落下来。如果我们用我们这种材料，比如说，我们处理一下我们的眼镜。我想现在不是他们说得纳米眼镜。做成表面凸凹不平的这种结构，我们看起来又很平整，没有任何问题，大家就用不着在一回家的时候，北方的同学一回家先擦眼镜，因为一进屋就会有露水，就会结露，汽车会结霜，我们的玻璃也会结露。我们只要处理成这样的结构之后它怎么样？它一有水滴出来，它就落下去了。这个东西会改变我们人类的生活，让我们很多原来做起来很费劲的一些工作，比如说，我们用这样的涂料去刷墙，它如果带有自洁性这个东西多好啊。再也不像，咱们现在的涂料，每过个两三年，咱们就得重刷一遍。因为脏了，搞的这个城市很脏，很难看。如果我们要是用这样的材料去刷，除非它脱落，除非它不行了，变质了，否则它永远是干净的。
当然了大家可能想着，最好是手每天早晨起来的时候，先用这样的溶液搓一下，这手也就不脏了，这个挺好，吃饭的时候都不用担心。这些事情现在看起来都不是梦，是可以想象的。当然我指的现在讲起来，就是纳米材料真正的应用应该说还有一定的距离。
主持人：下面首先咱们听一下来自凤凰网站的两个网友的问题，第一个网友他叫“杞人忧天”，他说听李教授讲过纳米技术很神，似乎将来我们可以吃纳米饭，喝纳米水，住纳米房，开纳米车，加您的纳米汽油，但会不会将来我们自己都变成了纳米人？这不是伟大领袖和导师马克思说过的，人类的异化吗？这是第一个问题，同样这个杞人忧天还有第二个问题，他说东北曾经出过一个叫王宽成的人，听说您也是东北人，跟他是同乡。
李正孝：哈尔滨人，我们真是，我是在哈尔滨长到１７岁，王宽成就在哈尔滨捣的乱。
主持人：这位网友说，说王宽成他宣布自己的水可以变成油，您的技术和他的区别有什么区别？
李正孝：好问题，我一直想有这么一个机会来回答这样的问题。先说第一个问题。就是我们会不会成为纳米人？我说会的。因为基因工程实际上就是一个纳米技术。我们这个基因刚好就是在纳米的尺度上工作的一件事，应该说纳米技术应该分成两块，一块叫纳米结构，一个叫做纳米材料，它们两个加起来称为纳米技术。应该说基因工程的发展主要得益于介观物理学家们搞出来的、类似于像ＥＦＭ，和ＳTＭ，ＥＦＭ是什么呢？叫做原子力显微镜，ＳTＭ叫做扫描隧道显微镜。有了这两个东西之后，我们就能够对一个原子一个原子的实现搬运，那么我们现在，我们如果要是能够进行原子搬运的话。原子应该说大家是彼此互不相认的，除非变成分子，大分子之后，它才有这样的性质，那样的性质。而原子大体上都可以搭成超晶格，你不管宏观材料上溶不溶，它能给你搭起来，它就能够做到这一点。比如说我们基因上，看到哪个基因叉有问题，好了，我们把它截断搬走，移过来一块基因叉没问题的这个东西，改造基因。这个东西是不是叫“纳米人”，我不知道，但是它至少是说，通过我们的基因工程改变了我们人类本身，这是这个问题我是这么来回答的。
王宽成搞的水变油，刚好是我回国的时候是最热的，就是９３年夏天。一回来之后，我就回到中科院，我就组织我们组里的年轻人对这个问题进行讨论。一开始我曾经以为它是叫可控爆炸，或者叫做控制……把水作为组爆剂，他用的是炸药，炸药是一种高含值的东西，就是它可以释放出来热量很多，什么叫做燃烧呢？燃烧就是可控爆炸。像原子弹，我们给它一次性让它爆炸，它就叫原子弹，我们给它变成一个发电站控制它爆炸呢，它就变成一个发电厂。现在的这个裂变反应堆，就是原子弹的控制爆炸，它就让它燃烧，燃烧的是核燃料，释放出来的是热量。
那么这种东西不是说不可以的，但是关键的问题在哪儿呢？他这个东西太神，他是说加１％不到的，这体积比１％不到的一种添加剂，一种黑色的东西，加进去之后晃荡晃荡叫它是汽油呢，它就是汽油加到汽车里，叫它是柴油呢，它就是柴油，加到拖拉机里。并且还好烧。这个事情就有一个很重要的物理问题，就是热量来自于哪儿？水我们知道它是不可能产生出热量来的，因为水里头的，虽然它的化学成份是氧和氢，但是这里面的氢和氧，要想给它断裂开的话，或者叫做电解的话，需要三千度以上的高温，如果用温度给它分离，就是变成氢和氧需要三千度以上的高温。我们一般的分离是让它电解水，这边产生氧气，那边产生氢气，是这种办法来制氢电解。那么你实在是没有办法，在我们一般的燃料条件里，像汽油机，这样的燃料条件实际上是一千七百度，距离三千度差得非常远，它不可能让氢和氧键断开，它也就没有办法释放出热量来。就算是释放出热量来，水这个东西很有意思，氢在氧气当中燃烧就是水，最后的产物是水，它原来是水，产物也是水，焓值没有变化，怎么可能燃烧呢？怎么可能释放出热量呢？那么这热量只可能来自于那１％的添加剂。
学生：刚才听了李先生的纳米技术的前景非常令人振奋，但是纵观人类的历史我又不得不想起了一句名言，“科学是一把双刃剑”。我想问一下纳米技术是否有什么负面的影响，或者说你有没有对这方面有所思考，我想听一下你的见解，谢谢。
主持人： 首先是纳米水，如果你喝了以后会拉肚子，刚才李老师已经说了。
李正孝：这个“双刃剑”我是这么理解的，比如说，我觉得纳米技术带来的第一个问题，就是现在所谓的克隆技术，这个应该说是纳米技术。当然了因为它做得还不够好，没有很好的利用纳米技术，所以现在克隆羊，克隆生物的成功率只有２％，这是我见到的报道的成功率。如果你真用ＡＦＭ这种东西来克隆的话，那应该是百分之百。这个东西肯定是双刃的，如果是去克隆人，很多人就会担心，如果克隆出一千个希特勒会怎么样，这个世界会变的非常之烦躁，如果克隆出，当然一百个陈景润，大家觉得顶多，多１００个傻子倒也问题不大。我指的就是说宣传的陈景润好象有点呆，其实陈景润是一个天才。我指的科学家多克隆出来一点也问题不大。但是如果克隆出那些，比如说带有犯罪基因的那些人，可能就会对人类的种群造成危害，这可能就是双刃剑的另外一个方面。所以我觉得这样的技术可能将来会变得很普通。
主持人：好，咱们看这位，凤凰网站留下的，网友的这个提问，这个网友的名字叫“害怕吹牛并痛恨它”。他说，我听说纳米材料专家组首席专家张立德对记者说，中国的纳米基础研究实力已经在总体上跻身世界前列，其中的超级纤维和碳纳米管技术甚至走到了世界的最前沿。李教师是否能告诉我，那位张首席说的是否是真的？
李正孝：张立德老师我认识他，就是搞固体物理的，他一直是从事介观物理的研究，应该说很有成就的一个人。应该说他熟悉的领域，你比如像碳６０，就是碳纳米管像这种东西，是他熟悉的，因为那是固体的这种范畴。但是纤维这个领域他就不熟悉了，那是中科院化学所搞的有机材料，我现在搞的这个东西他也不熟悉，但是他说得话是正确的。我基本同意他的观点。只不过他遗憾的是，他并没有把我的这个东西涵盖在里头去。
主持人：下一个问题是一位叫“替古人担忧”的网友留下来的。他说为什么我在网上查不到李教授的任何资料，但同时我就轻而易举的查到了您的学生龚岩的消息。让我奇怪的是龚同学获得校园创业大赛的获奖作品正是燃油添加剂，而凤凰卫视节目预告，怎么说这个纳米添加剂是您的呢？您不会是利用老师的权威占了学生的便宜吧？
李正孝：好问题，非常好的一个问题。
主持人：还有，最后一句话。想一想吧，他们远离父母，一人在外，多不容易呀！
李正孝：今天龚岩没来，北京台做节目的时候，这个演示实验就是龚岩做的。应该说这个技术是这样的，９６年的时候龚岩还没有上大学。那时候我已经在中科院的时候就把它做出来了。龚岩是１９９９年他要组织一个创业大赛的这么一个团队参加创业大赛。什么叫做创业大赛呢？叫创业计划大赛。你要找一个素材，你去设计一个计划进行创业。刚好我这个东西，因为他是我的学生，他上一年级的时候，我就教他普通物理，我就讲过这么一件事。他就对这个东西很感兴趣，就拿着这个素材去写东西，参加这么一个创业大赛。应该说这个东西在这三年之内没有人理我，我不停地去跟人去谈，去找合作伙伴，给我投资，我好去来发展这个东西。结果没人理我。由于他创业大赛获得了第一名，结果怎么样呢？引起了新闻界的重视，去报道他，提到了我。
主持人：还是老师占了学生的便宜！
学生：李老师，你刚才说纳米涂料只要在它不变质，不脱落的情况下，它都应该是永远是干净的，那是不是包括说细菌在它的上面也不能繁殖，如果是那样的话，是否可以把这种涂料涂在一些公用物品上，比如说我们“学三食堂”的餐具上，这样就可以防止细菌传染。
李正孝：好问题，这个问题我思考过。应该说我们现在知道的细菌的尺度都是５０纳米以上的，非常大。当然我们这个结构，如果在这个餐具上做出的结构，比如说是三个纳米的话，那么对细菌也是没有浸润性，它也是不亲和的。这种自洁餐具就带有，就是细菌都沾不上的性质，就是它进不去。大家想一想，就是说在一个凸凹不平的，是三个纳米的尺度上，细菌要想进到里面是不容易的，进不去的。我指的就是这个概念。当然这个自洁性，杀灭细菌还有其它别的办法，比如说，里面加一点银的纳米粉，银就能够有杀死细菌的作用。其实咱们现在无菌电冰箱，就是加了一点银，大概７００个纳米尺度左右的，银的纳米粉，这应该不叫纳米粉，反正就是说７００纳米细微的颗粒吧，加进去之后就有这样的自洁性，不叫自洁性，就是杀菌性。
主持人：它不会连人也（一起）杀死了吧？
李正孝：不会，就是说，它是指的细菌在这样的尺度上，它沾上才会杀死，你人抠不掉它。
学生：在中国新世纪二十一世纪里，这个纳米技术它有多大的发展空间？中国要想在二十一世纪里赶超一些发达国家，在纳米技术上应该做哪方面更大的努力？谢谢。
李正孝：我觉得这也是个好问题。我同意江总书记的说法，就是说中国人应该“有所为，有所不为”，指的在科学研究领域，“有所为，有所不为”。为什么会这样？因为科学研究的成果是全人类的成果。那么全人类的成果，干嘛我们一个发展中国家，我们需要那么多建设的地方用钱，我们不去用，我们非得去搞别人也去做的这些事情，我们说别人搞的好的地方我们不去搞。但是像这种新兴的学科，由于中国人并不落后，并且中国人还有特点，那么我们就应该重点支持像纳米材料、纳米技术这样的新兴学科来发展它，从而一直保持中国在第一梯队的这么一个地位。我觉得这件事好就好在，我们本来市场经济已经初步成型，然后纳米技术和纳米材料又是一个市场性非常强的技术，它本身就能够带来巨额的利润。所以中国的资本，闲散基金，几万亿的闲散资金，银行里存着的，会大量流入这样的领域，也许政府只要给一个政策导向就可以，政策导向，我希望政府能够给这样的产业，比如说给一些优惠政策，比如和环保有关的那应该减税，和这样的高技术有关的，应该去减免它的税赋，这样让它更快的发展，更快的成型，而用不着去拨多少钱，去搞多少研究。
学生：刚才李老师说那是一杯水，说这种纳米技术可以带来一些环保方面的一些解决问题。但是我想在生产这个水的过程中，都能用到核技术，对吧？（对）它是不是也对环境的一种污染？而且这个纳米技术是新兴的，是一个挺好的东西，会不会大家都会投入这种技术，使得它成为一种滥用，泛滥起来，什么都加一点纳米材料，会不会这样？
李正孝：这也是一个好问题。是这样，就是说我们用的核技术就是用γ射线，这么一个辐照场，因为有些，我们合成弹壳这个材料，这个材料很特殊，应该说全世界可能有数以十万计的人已经搞了好长时间了，都没有把它合成出来，因为它必须是一个稳定的东西。它稳定稳定在哪儿呢？它即亲油又亲浸水，但是它即不溶于油又不溶于水。并且它这个不溶，它得必须保证我这里头……如果它溶的话很讨厌，因为这个膜就会变得越来越薄，有些情况下，比如说油很多的时候，因为溶解度，有些就溶到油里头去了，变得越来越薄，薄到一定程度的时候，它就要破乳，破乳成为凝胶，油当中的那些胶质，好多就是和水有关的凝胶，它会堵塞汽车上燃油的油路，化油器，从而让汽车开不了。所以第一个重要的事就是合成了这个东西，合成了这个东西之后，我能够保证这辆车这次加了我这个燃油添加剂，以后再不加了它里头也不会有凝胶出现，也不会堵塞燃油滤芯。这个东西γ射线对水的作用，因为我们知道，水里面当中主要成分是氢和氧，虽然它能够让它的原子核产生基态，就是让它产生放射线，但是产生的放射性的半衰期都低于０.５秒，这个言外之意呢，就是说它如果有放射性的话，在０.５秒之内，你还没拿出来呢，它已经衰减没了，所以本身这个纳米水不带有任何放射性。所以它不会造成任何的放射性污染。
至于说你对能源的使用，由于我们有了纳米水之后，让油的品质变好了，相当于燃料变多了，燃料的使用又造成了那样的污染，比如像温室效应，我指的是大城市的孤岛效应，由于二氧化碳造成了咱们地球的温室效应，地球表面温度升高，这类的问题大概是不可避免的。我们生物学家应该去发明那些，大量能够吞食二氧化碳的东西，来治理地球表面的燃料的过度燃烧，所带来的温室效应问题，这是另外一个问题，我觉得应该用另外技术来解决。
会不会滥用？我是这么理解。应该说任何一个技术的普及，都有一个从滥用到不滥用的这么一个过程。滥用一段时间之后也就会不滥用了，人就会变得聪明起来，这是我的理解。
主持人：好，李老师在节目结束之前咱们例行公事，我问您最后一个问题，您必须用一句话回答我，在您心中纳米和纳米技术是一件什么样的宝贝？
李正孝：那就是你可以在纳米世界去实现你的梦想。
主持人：追求进步，学术倾听，世纪大讲堂向您道别。下周同一时间再会。谢谢李老师。谢谢观众。
李正孝：要说起来“国际米”，现在我用的米叫做“国际米”。国际米这个概念是从１９６０年才开始有的。那么在这之前，各个国家都使用不同的度量单位，比如说我们国家有我们国家的尺，那么西方用他们的英尺，我们的尺，大体是上从这儿到这儿这么一个距离，胳膊肘，这叫一尺。
主持人：量布的时候，一尺两尺这么量。
李正孝：它主要是量布匹，用这个东西用的比较多。而西方他用脚，英尺是一脚，一脚就是作为一英尺。这个可能量距离比较好，但真要是说作布的话，这个东西就不行。
主持人：也太不礼貌了，还得站在桌子上量。
李正孝孝：是的。
主持人：后来呢？这个米，随着微观研究的深入，它会往下分。按照我们正常的分法，米下面是分米，分米下面是厘米，厘米下面是毫米，毫米下面是什么我们就不知道了。
李正孝：当然我们现在的文明主要是西方的文明，西方人是把米下面再分成毫米、微米、纳米。
主持人：分米厘米全都不要了。
李正孝：对，它也有这个单位，但是这个单位大家不是很常用。比如说他宁愿说是一个分米而不叫它厘米，相当于０.１个米。就这样，这么来叫。这个进位和咱们中国不一样，比如咱们中国是用万作为进位的，那么西方人实际上用千作为进位的。所以一个米会等于一个千毫米，一个毫米又等于一千个微米，一个微米又等于一千个纳米，这样的话，一个纳米就相当于是等于，１０的负９次方米。
主持人：１米是１０亿分之一纳米。
李正孝：１０亿个纳米是一米。就是说如果用咱们“亿”的话，其实西方人表达纳米很简单，它就是一百万个纳米是一个米。
主持人：我有一点事情不明白，当我看到一个体积非常庞大的人在研究非常微小东西的时候，我就感到很奇怪，你看你长得这么胖，研究那么小的东西干嘛？
李正孝：是的，我也是觉得这个合适不合适我也曾经考虑过这个问题，但是我实在是对纳米这个问题太有兴趣了，所以我觉得先委屈一下自己吧。
主持人：什么时候有兴趣的？
李正孝：应该说在１９８６年的时候，就是说刚刚开始还没有纳米这种叫法，那个时候称作“介观物理”。什么叫做介观呢？就是介于宏观和微观之间的，一般的来讲，宏观世界讲的就是微米以上的世界就是宏观世界。那么微观世界讲的是原子这个尺度，原子这个尺度是０.１个纳米，这样的话介观尺度讲的就是，介观物理研究的就是这么一个尺度的物理现象，就是１个纳米到１００个纳米之间的这样的一个结构和物理性质。
主持人：我想知道一下，您童年的时候对什么感兴趣？不会那时候就喜欢纳米？跟你后来现在真作了这个事情差多少？
李正孝：我小的时候正好是要学雷锋，所以学雷锋，雷锋精神就是要做一个革命的螺丝钉，那时候虽然搞不清楚螺丝钉有多重要，但是我想我能做一个螺丝钉就已经很光荣了。等我稍微大一点我想去当工人，因为那时候面临着是下乡，我是６０年出生的，面临的是下乡，下乡的话，好的结果就是能够返城当工人。所以不同的时期应该说我有不同的追求。那么等到粉碎四人帮之后，有大概几个月的时间我是非常渴望想当一名大学生，所以我去考试，７７年竟然就考上了。
主持人：很幸运。
李正孝：对。
主持人：考上的时候研究什么？
李正孝：我是北京大学物理系，我是学低温物理。低温物理实际上现在称作是“极端条件物理”。当然极端条件就包括了介观物理，比如说物理系的介观物理国家重点实验室就在那儿。
主持人：从那个时候开始一直到现在，您的研究方向基本没有改变？
李正孝：应该说没变，都是物理，在这个范畴内。当然现在我到技术物理系就有一点研究的偏技术了。
主持人：那么研究方向没有改变，是不是求学的地域也没有改变，始终在北京大学这个地方？
李正孝：那不是，我大学毕业之后，我就到中国科学院物理所去了，在那里读的硕士，在博士期间就到美国去，然后９３年回国，回到中国科学院来工作，那是做完博士后。
主持人：留学经验已经给大家介绍了，下面呢就请李老师以他美妙的、演员般的嗓音为我们带来精彩的学术报告，“我眼中的纳米世界”。
李正孝：很高兴能够有这么一个机会面对大家，跟大家谈一个非常敏感，非常热闹的一个话题，就是纳米技术和纳米材料的问题。当然讲起来说我眼中的纳米世界，这就是，我这么说就是“仁者见仁，智者见智”。那就是都是我个人的观点，我仅仅代表我自己。我方才已经做了自我介绍，我是做物理的，不是搞材料的，所以我眼中的纳米世界可能是非常物理的纳米世界。
要说起来纳米问题，应该说是这么一个问题，就是说当你被研究的体系小到一定尺度以后，小到什么尺度呢？就是小到比这个宏观尺度要小，以后它会怎么样？但是搞微观领域的人很多，比如搞基本粒子的，它搞的这个世界要比纳米世界要小的多，他实际上研究的是飞米以下的，什么叫飞米呢？是１０的负１５次方米，纳米是１０的负９次方米。那么飞米是１０的负１５次方米，也就是原子核里头的物理世界。但是那个世界和我们这个物质世界离得很远。
研究基本粒子问题的应该说，在相当程度上人们最早研究的时候是满足人类的好奇心，是对这个物质世界的好奇心，是处于这个角度来研究的。但是纳米材料就不是这样的，纳米技术就不是这样了。它和宏观世界结合的非常紧。它指的范围是１００个纳米到１个纳米之间这么一个范围。那么咱们知道到了微米就算是宏观世界了。搞微米材料的人，也就是现在叫粉体工艺或者叫粉体材料，你比如说，像陶瓷，粉末冶金，各种各样的胶，各种各样的涂料，这些人都是叫搞粉体工艺的人，应该说全世界有数以千计（这样）的人成为了千万富翁。
那么纳米材料能给我们带来什么？有人说做了一个估计，说至少是应该乘上（10的）三次方，和微米因为是差１０的三次方。那么能够造就多少个千万富翁呢？再乘以１０个三次方，至少应该有这么多人，会在纳米这个领域里成为富翁。这就是为什么现在这个纳米世界里这么热的主要原因。
为什么会这样？也就是今天我想跟大家聊的这个问题。这个世界应该说，它不同于宏观世界，也不同于微观世界，因为它的性质是完全不一样的，比如说，我们要说讲完全不一样，水可能是我们最熟悉的东西，我们每天都离不开水，比如说我们知道油水是不相溶的，那是指你宏观尺度上的水和微观尺度上的水都是和油不相溶的，你没有办法把它混在一起。但是你如果到了纳米尺度上，也就是说在这个介观世界里，它就能够溶，并且溶得非常好，成为热力学的稳定相。什么叫做稳定相呢？就是指的它放置在那儿，不管它温度变化也好，振动也好，里头加一点化学原料也好，它都能够是稳定的。我们知道油水混在一起，如果你愣要混的话，是不稳定的，比方说乳液就是这么形成的，它过一段时间以后总要分层的，分开，油是油，在上面，水是水，在下面。因为水比油重，它就分离了。所以中国有句俗话叫：“油水不相溶。”说形容两口子要离婚了，他是油，她是水，没办法融在一起。但是现在我们就有新的技术，能够把这两口子，经过纳米化之后让他们融在一起。这是一个笑话。我这么说。
我这里准备了一个实验，给大家来演示一下，什么叫“纳米水”，好不好。这个就是“纳米水”，大家看起来这个水和这个水应该差别并不大，至少还是那样子。这地方刚好有一点矿泉水，我们等一会儿做实验就用它。这是两个三角瓶，是做实验用的。这是汽油，我们知道汽油是粘度系数非常小的东西，你要想把它乳化，是基本上做不到的。什么样的东西可以乳化呢？柴油可以乳化，重油可以乳化，我们豆油也可以乳化，咱们豆油乳化呢？像色拉油就是一种乳化油。色拉油放置的时间长了，它要分层的。
那么这个汽油是这样的。我们把这两个瓶子里都倒上汽油，我们都倒这么多。好，这两个都是汽油。这个好象少点，再加点。哪位同学愿意上来尝一尝这个水，哪位同学，勇敢一点，我告诉你们绝对不会有问题，你如果回去跑肚找我。感觉还行。这是真正的矿泉水。我们看看如果把这种矿泉水，如果往油里倒会怎么样？大家看着。好，大家看到了吗？上面是油，下面是水，分得清清楚楚。如果我要是想让它混合混合，可不可能？
主持人：您的动作太温柔了。
李正孝：您来。
主持人：你看溶在一起了吧。
李正孝：噢溶在一起了，好，大家看，溶在一起了吗？上面是油，下面是水。应该是分得非常清楚的。这就是普通的水。这是我们在宏观上来讲，它是不可能和油相溶的。那么我们如果要是把纳米水加进来之后，会怎么样呢？有的同学说我喝一口行不行？我说你最好别喝，这个东西喝了会跑肚。因为这个经过处理了，它和普通的水已经不一样了。我们先来看看这个现象。我边倒的时候大家边看，它实际上是完全溶在一起的。注意到了吗？两件事，一个是它根本不会分层，还有一个颜色也不发生变化。这说明什么呢？说明这个水进到油里是以颗粒的形式进去的，并且颗粒的尺寸非常得小。它澄清透明，说明这个尺度小于光的波长，咱们可见光的波长的三分之一，它才对光不散射，如果尺度低于光的三分之一，小于光的三分之一的话，那么光的波动性就显出来了，光就会绕过它走，从而对光不发生任何散射，所以它是澄清透明的。这个东西至少说明两件事，一个这个东西也不可能是油，因为你要倒这么清亮的油进去的话，会导致这个油的颜色混合之后颜色会变淡，这个道理大家肯定听得明白。它进去还是水，并且是以颗粒的形式，并且是看不到的水，这个尺度我们知道可见光的尺度是４００个纳米到７００个纳米，那么三分之一咱们算最紫的可见光，紫内光的极限应该是１３０个纳米，那说明我这个东西应该低于１３０个纳米，实际上这个水加进去之后尺度是多少呢？是６个纳米。当然６个纳米你是不可能看到它的，你用可见光也观察不到它，如果你用可见光任何仪器你都观察不到，６个纳米的水或者颗粒，那是看不到的，固体颗粒你也看不到。因为这个光的波动性已经表现得很明显，它可以绕过被观察的东西，而不对光进行散射。
这就是说，我们说了另外一个性质，就是说我们现在讲的纳米材料，其实有那么两个基本条件，第一个基本条件，就是说一定是尺度介于１个纳米到１００个纳米之间的。第二个条件就是它的性质是不同于常规材料的。这两件事同时具备，那么它叫纳米材料，缺一不可。那可能大家可能会说，就是说现在叫的这么多纳米材料，比如说我们一会儿用纳米涂料去刷立交桥了，一会儿使纳米洗衣机了，纳米电冰箱也出来了，甚至现在还有人把纳米材料用到了眼镜，说玻璃加了一点什么东西也变成纳米眼镜。是不是真正的纳米材料？我说有的是，有的不是。我们就用我方才交给大家的这两把尺子，你分别去量它就行了。
那么这个东西就是说我们在这个纳米世界里，我们可以做很多事情，就是我们可以做原来我们不能想象的一些事情。我们不能想象什么呢？我们原来想象的微观世界基本就到微米以下。比如说，到我们毛细血管几十微米，我们觉得已经非常之细微了。但是在纳米世界里，那是一个长江，而纳米颗粒基本上是长江里的一只青蛙，那么根本就不算事。在这个世界里头你去处理问题的话，很多问题会很容易处理。那么现在我是把水变成了纳米水了，水是一个平台，我指的是什么呢？它可以溶很多东西，它是一个溶剂，溶剂平台。应该说绝大部分盐都是溶于水的，而不溶于油，我们要想制备油溶性的盐是很不容易的，我们必须去制备有机盐，而有机盐是非常难制备的，所以这个世界是无机世界。从这个无机世界变成有机世界那是一大飞跃，这应该说是地球史上的一次灾变，有了有机物之后才可能存在生命，合成氨基酸，才可能最后出现生命。
所以我们能够把像油这么重要的东西，油一般是燃料上用的很多，这是国民经济的血液，是战略物资。和水这种完全不能相溶的东西放在一起，那实际上我们可以做很多很多的事。你比如说，很多女同学都擦化妆品，化妆品里面主要的东西我告诉大家是咖喱皮，咖喱皮给它磨碎，完了加到油脂里，让油脂作为一个载体摸到你的皮肤里，当然它会把黑的大汗腺给你遮住，有些褶皱、皱纹也能遮住，挺好，不错。但是进一步的发展，就是所谓营养素加起来，各种各样的营养素加进来，比如说抗皱，它里头加一些中药的成份，摸了之后皱纹就少了。去斑，就是把我们皮肤里头的一些沉积色素能够溶出来。这些东西，当然这个应用是很广了，我仅仅举这么两个例子。
但是在这个尺度上我们很难让皮肤吸收，它吸收通过汗腺，当然也可以通过皮肤的一些淋巴组织来进行吸收，吸收是干嘛？吸收是通过这种渗透，很费劲，有效成分应该说我们擦的这点东西，有人做过估计，基本上是１０的负４次方以下的那些东西能够进入到皮肤里头。也就是说你擦不到万分之一，这么多东西都浪费掉了。如果我们要把有效成分，比如说中药的有效成分变成纳米的水颗粒里头包含这个东西那么就很简单了，这样的水颗粒可以直接进入皮肤去治疗你的问题。你比如这儿有疤，有色斑，可能就不像现在擦这样的护肤用品，比如说擦上一个月两个月我们开始见效了，那个时候就有可能我擦上１０分钟，你就会明显的感觉到这已经发生了变化。
医药上我们还可能去做这样的事情，你比如说，现在的心脑血管疾病是人类的第一大杀手，有８０％的人是死于心脑血管疾病的，就是现在正常死亡的人因病而死的人，应该有８０％是来自于和心脑血管疾病有关的疾病。主要的问题就是富营养之后，带来的血管壁上脂肪的沉积，和毛细血管的堵塞，当然大动脉也能够堵塞，那就是冠心病了。这个问题是非常之严重的，以前应该说没有办法。好多人梦想说我做一个机器人放到我的动脉里头去，这个机器人是微米尺度就行，让它进去像清道夫一样，像垃圾工似的，把这些血管内壁的油脂给它清理干净。但是这个东西到现在也没有实现。
但是我告诉大家，就我这个技术，如果我们来做这件事就变成得非常之容易。你比如说中药的有效成份当中有很多是能够治疗心脑血管疾病的，比如像亚麻酸，亚油酸，这些不饱和脂肪酸都有一个共同的特点，就是亲脂的，因为它不饱和，它遇到脂肪它是亲和。比如说我们用类似这种东西，我们给它纳米化之后，来清理我们的血管，就有可能做到。因为它的物理活性也就是它的表面积，因为它尺度下降了三个数量级，它的物理活性表面积就提高了六个数量级，六个数量级就是一百万，也就是说它的物理活性提高了这么多，它的疗效就会提高一百万倍。这个一百万倍是一个非常大的数，大家想，如果说我们是用一吨水的话，大家想想，那么这时候就变成是怎么样，一克水就够了，一百万倍。本来你那时侯你要吃进去一吨的中药汤子，这时候你把这个中药汤子你给它提炼成一克，你注射到血液当中去，好了，本来已经中疯了，这劲了，就有可能２０分钟之后就站起来了。当然我这里不是讲神话。
我们中国人现在已经很好的搭建了这么一个平台，就是我们不再像西方人那样盯着颗粒、粉体，把它变成二十个纳米，五十个纳米，我们没有去这么做，中国人现在在做这种东西，做液相的，就是所谓的二元协同纳米介面材料。我们的纳米布在世界上是第一个做出来的，是中科院化学所它们做出来的。
纳米布大家知道也很有意思，它是用这样的一种东西，大家想着比如用丙纶纤维，我用水相给它包起来，里头都是一些丙纶纤维的丙纶的纳米颗粒，是液相的。然后我们把丙纶纤维已经拉出来的纤维，织好的布，浸一下，在这个溶液里浸一下，它就会在纤维的表面上形成凸凹不平的纳米结构。就是那些，这里头水溶液当中的丙纶颗粒液滴就会附着在表面上，然后我们经过光照处理一下，它就会和纤维本体结合在一起，形成纤维表面的在２０个纳米左右这么一个结构。这种结构有什么特点呢？它会失去和液体的亲和性，就是它成为双疏材料，就是即疏水又疏油，这样的话，你就把油往你这个布上倒，和水往这个布上倒，都不会浸湿它。不会浸湿它就不会玷污它。咱们河塘里的荷叶就有这样的性质，就是你把水往上滴的话，滴的少的时候是球形的水滴，它不浸润。滴的多的时候，水虽然摊开了，但是它也浸不湿这个荷叶，大家知道为什么呢？就是因为荷叶上长着，据说是７００个纳米尺度的这样一些绒毛，绒毛非常密，我们看可能分辨不大出来。但是我们摸能感觉到，有一种绒绒的东西，所以这个东西就让荷叶失去了水对它的浸润性，其实你往上倒油它也同样是浸湿不了这个荷叶。
我说具有这样特点的这种布就带有了自洁性。就是说你遇水，这种东西做成衣服就很好，我们走在雨里，它这个水，滴上之后它就自动的落下来。如果我们用我们这种材料，比如说，我们处理一下我们的眼镜。我想现在不是他们说得纳米眼镜。做成表面凸凹不平的这种结构，我们看起来又很平整，没有任何问题，大家就用不着在一回家的时候，北方的同学一回家先擦眼镜，因为一进屋就会有露水，就会结露，汽车会结霜，我们的玻璃也会结露。我们只要处理成这样的结构之后它怎么样？它一有水滴出来，它就落下去了。这个东西会改变我们人类的生活，让我们很多原来做起来很费劲的一些工作，比如说，我们用这样的涂料去刷墙，它如果带有自洁性这个东西多好啊。再也不像，咱们现在的涂料，每过个两三年，咱们就得重刷一遍。因为脏了，搞的这个城市很脏，很难看。如果我们要是用这样的材料去刷，除非它脱落，除非它不行了，变质了，否则它永远是干净的。
当然了大家可能想着，最好是手每天早晨起来的时候，先用这样的溶液搓一下，这手也就不脏了，这个挺好，吃饭的时候都不用担心。这些事情现在看起来都不是梦，是可以想象的。当然我指的现在讲起来，就是纳米材料真正的应用应该说还有一定的距离。
主持人：下面首先咱们听一下来自凤凰网站的两个网友的问题，第一个网友他叫“杞人忧天”，他说听李教授讲过纳米技术很神，似乎将来我们可以吃纳米饭，喝纳米水，住纳米房，开纳米车，加您的纳米汽油，但会不会将来我们自己都变成了纳米人？这不是伟大领袖和导师马克思说过的，人类的异化吗？这是第一个问题，同样这个杞人忧天还有第二个问题，他说东北曾经出过一个叫王宽成的人，听说您也是东北人，跟他是同乡。
李正孝：哈尔滨人，我们真是，我是在哈尔滨长到１７岁，王宽成就在哈尔滨捣的乱。
主持人：这位网友说，说王宽成他宣布自己的水可以变成油，您的技术和他的区别有什么区别？
李正孝：好问题，我一直想有这么一个机会来回答这样的问题。先说第一个问题。就是我们会不会成为纳米人？我说会的。因为基因工程实际上就是一个纳米技术。我们这个基因刚好就是在纳米的尺度上工作的一件事，应该说纳米技术应该分成两块，一块叫纳米结构，一个叫做纳米材料，它们两个加起来称为纳米技术。应该说基因工程的发展主要得益于介观物理学家们搞出来的、类似于像ＥＦＭ，和ＳTＭ，ＥＦＭ是什么呢？叫做原子力显微镜，ＳTＭ叫做扫描隧道显微镜。有了这两个东西之后，我们就能够对一个原子一个原子的实现搬运，那么我们现在，我们如果要是能够进行原子搬运的话。原子应该说大家是彼此互不相认的，除非变成分子，大分子之后，它才有这样的性质，那样的性质。而原子大体上都可以搭成超晶格，你不管宏观材料上溶不溶，它能给你搭起来，它就能够做到这一点。比如说我们基因上，看到哪个基因叉有问题，好了，我们把它截断搬走，移过来一块基因叉没问题的这个东西，改造基因。这个东西是不是叫“纳米人”，我不知道，但是它至少是说，通过我们的基因工程改变了我们人类本身，这是这个问题我是这么来回答的。
王宽成搞的水变油，刚好是我回国的时候是最热的，就是９３年夏天。一回来之后，我就回到中科院，我就组织我们组里的年轻人对这个问题进行讨论。一开始我曾经以为它是叫可控爆炸，或者叫做控制……把水作为组爆剂，他用的是炸药，炸药是一种高含值的东西，就是它可以释放出来热量很多，什么叫做燃烧呢？燃烧就是可控爆炸。像原子弹，我们给它一次性让它爆炸，它就叫原子弹，我们给它变成一个发电站控制它爆炸呢，它就变成一个发电厂。现在的这个裂变反应堆，就是原子弹的控制爆炸，它就让它燃烧，燃烧的是核燃料，释放出来的是热量。
那么这种东西不是说不可以的，但是关键的问题在哪儿呢？他这个东西太神，他是说加１％不到的，这体积比１％不到的一种添加剂，一种黑色的东西，加进去之后晃荡晃荡叫它是汽油呢，它就是汽油加到汽车里，叫它是柴油呢，它就是柴油，加到拖拉机里。并且还好烧。这个事情就有一个很重要的物理问题，就是热量来自于哪儿？水我们知道它是不可能产生出热量来的，因为水里头的，虽然它的化学成份是氧和氢，但是这里面的氢和氧，要想给它断裂开的话，或者叫做电解的话，需要三千度以上的高温，如果用温度给它分离，就是变成氢和氧需要三千度以上的高温。我们一般的分离是让它电解水，这边产生氧气，那边产生氢气，是这种办法来制氢电解。那么你实在是没有办法，在我们一般的燃料条件里，像汽油机，这样的燃料条件实际上是一千七百度，距离三千度差得非常远，它不可能让氢和氧键断开，它也就没有办法释放出热量来。就算是释放出热量来，水这个东西很有意思，氢在氧气当中燃烧就是水，最后的产物是水，它原来是水，产物也是水，焓值没有变化，怎么可能燃烧呢？怎么可能释放出热量呢？那么这热量只可能来自于那１％的添加剂。
学生：刚才听了李先生的纳米技术的前景非常令人振奋，但是纵观人类的历史我又不得不想起了一句名言，“科学是一把双刃剑”。我想问一下纳米技术是否有什么负面的影响，或者说你有没有对这方面有所思考，我想听一下你的见解，谢谢。
主持人： 首先是纳米水，如果你喝了以后会拉肚子，刚才李老师已经说了。
李正孝：这个“双刃剑”我是这么理解的，比如说，我觉得纳米技术带来的第一个问题，就是现在所谓的克隆技术，这个应该说是纳米技术。当然了因为它做得还不够好，没有很好的利用纳米技术，所以现在克隆羊，克隆生物的成功率只有２％，这是我见到的报道的成功率。如果你真用ＡＦＭ这种东西来克隆的话，那应该是百分之百。这个东西肯定是双刃的，如果是去克隆人，很多人就会担心，如果克隆出一千个希特勒会怎么样，这个世界会变的非常之烦躁，如果克隆出，当然一百个陈景润，大家觉得顶多，多１００个傻子倒也问题不大。我指的就是说宣传的陈景润好象有点呆，其实陈景润是一个天才。我指的科学家多克隆出来一点也问题不大。但是如果克隆出那些，比如说带有犯罪基因的那些人，可能就会对人类的种群造成危害，这可能就是双刃剑的另外一个方面。所以我觉得这样的技术可能将来会变得很普通。
主持人：好，咱们看这位，凤凰网站留下的，网友的这个提问，这个网友的名字叫“害怕吹牛并痛恨它”。他说，我听说纳米材料专家组首席专家张立德对记者说，中国的纳米基础研究实力已经在总体上跻身世界前列，其中的超级纤维和碳纳米管技术甚至走到了世界的最前沿。李教师是否能告诉我，那位张首席说的是否是真的？
李正孝：张立德老师我认识他，就是搞固体物理的，他一直是从事介观物理的研究，应该说很有成就的一个人。应该说他熟悉的领域，你比如像碳６０，就是碳纳米管像这种东西，是他熟悉的，因为那是固体的这种范畴。但是纤维这个领域他就不熟悉了，那是中科院化学所搞的有机材料，我现在搞的这个东西他也不熟悉，但是他说得话是正确的。我基本同意他的观点。只不过他遗憾的是，他并没有把我的这个东西涵盖在里头去。
主持人：下一个问题是一位叫“替古人担忧”的网友留下来的。他说为什么我在网上查不到李教授的任何资料，但同时我就轻而易举的查到了您的学生龚岩的消息。让我奇怪的是龚同学获得校园创业大赛的获奖作品正是燃油添加剂，而凤凰卫视节目预告，怎么说这个纳米添加剂是您的呢？您不会是利用老师的权威占了学生的便宜吧？
李正孝：好问题，非常好的一个问题。
主持人：还有，最后一句话。想一想吧，他们远离父母，一人在外，多不容易呀！
李正孝：今天龚岩没来，北京台做节目的时候，这个演示实验就是龚岩做的。应该说这个技术是这样的，９６年的时候龚岩还没有上大学。那时候我已经在中科院的时候就把它做出来了。龚岩是１９９９年他要组织一个创业大赛的这么一个团队参加创业大赛。什么叫做创业大赛呢？叫创业计划大赛。你要找一个素材，你去设计一个计划进行创业。刚好我这个东西，因为他是我的学生，他上一年级的时候，我就教他普通物理，我就讲过这么一件事。他就对这个东西很感兴趣，就拿着这个素材去写东西，参加这么一个创业大赛。应该说这个东西在这三年之内没有人理我，我不停地去跟人去谈，去找合作伙伴，给我投资，我好去来发展这个东西。结果没人理我。由于他创业大赛获得了第一名，结果怎么样呢？引起了新闻界的重视，去报道他，提到了我。
主持人：还是老师占了学生的便宜！
学生：李老师，你刚才说纳米涂料只要在它不变质，不脱落的情况下，它都应该是永远是干净的，那是不是包括说细菌在它的上面也不能繁殖，如果是那样的话，是否可以把这种涂料涂在一些公用物品上，比如说我们“学三食堂”的餐具上，这样就可以防止细菌传染。
李正孝：好问题，这个问题我思考过。应该说我们现在知道的细菌的尺度都是５０纳米以上的，非常大。当然我们这个结构，如果在这个餐具上做出的结构，比如说是三个纳米的话，那么对细菌也是没有浸润性，它也是不亲和的。这种自洁餐具就带有，就是细菌都沾不上的性质，就是它进不去。大家想一想，就是说在一个凸凹不平的，是三个纳米的尺度上，细菌要想进到里面是不容易的，进不去的。我指的就是这个概念。当然这个自洁性，杀灭细菌还有其它别的办法，比如说，里面加一点银的纳米粉，银就能够有杀死细菌的作用。其实咱们现在无菌电冰箱，就是加了一点银，大概７００个纳米尺度左右的，银的纳米粉，这应该不叫纳米粉，反正就是说７００纳米细微的颗粒吧，加进去之后就有这样的自洁性，不叫自洁性，就是杀菌性。
主持人：它不会连人也（一起）杀死了吧？
李正孝：不会，就是说，它是指的细菌在这样的尺度上，它沾上才会杀死，你人抠不掉它。
学生：在中国新世纪二十一世纪里，这个纳米技术它有多大的发展空间？中国要想在二十一世纪里赶超一些发达国家，在纳米技术上应该做哪方面更大的努力？谢谢。
李正孝：我觉得这也是个好问题。我同意江总书记的说法，就是说中国人应该“有所为，有所不为”，指的在科学研究领域，“有所为，有所不为”。为什么会这样？因为科学研究的成果是全人类的成果。那么全人类的成果，干嘛我们一个发展中国家，我们需要那么多建设的地方用钱，我们不去用，我们非得去搞别人也去做的这些事情，我们说别人搞的好的地方我们不去搞。但是像这种新兴的学科，由于中国人并不落后，并且中国人还有特点，那么我们就应该重点支持像纳米材料、纳米技术这样的新兴学科来发展它，从而一直保持中国在第一梯队的这么一个地位。我觉得这件事好就好在，我们本来市场经济已经初步成型，然后纳米技术和纳米材料又是一个市场性非常强的技术，它本身就能够带来巨额的利润。所以中国的资本，闲散基金，几万亿的闲散资金，银行里存着的，会大量流入这样的领域，也许政府只要给一个政策导向就可以，政策导向，我希望政府能够给这样的产业，比如说给一些优惠政策，比如和环保有关的那应该减税，和这样的高技术有关的，应该去减免它的税赋，这样让它更快的发展，更快的成型，而用不着去拨多少钱，去搞多少研究。
学生：刚才李老师说那是一杯水，说这种纳米技术可以带来一些环保方面的一些解决问题。但是我想在生产这个水的过程中，都能用到核技术，对吧？（对）它是不是也对环境的一种污染？而且这个纳米技术是新兴的，是一个挺好的东西，会不会大家都会投入这种技术，使得它成为一种滥用，泛滥起来，什么都加一点纳米材料，会不会这样？
李正孝：这也是一个好问题。是这样，就是说我们用的核技术就是用γ射线，这么一个辐照场，因为有些，我们合成弹壳这个材料，这个材料很特殊，应该说全世界可能有数以十万计的人已经搞了好长时间了，都没有把它合成出来，因为它必须是一个稳定的东西。它稳定稳定在哪儿呢？它即亲油又亲浸水，但是它即不溶于油又不溶于水。并且它这个不溶，它得必须保证我这里头……如果它溶的话很讨厌，因为这个膜就会变得越来越薄，有些情况下，比如说油很多的时候，因为溶解度，有些就溶到油里头去了，变得越来越薄，薄到一定程度的时候，它就要破乳，破乳成为凝胶，油当中的那些胶质，好多就是和水有关的凝胶，它会堵塞汽车上燃油的油路，化油器，从而让汽车开不了。所以第一个重要的事就是合成了这个东西，合成了这个东西之后，我能够保证这辆车这次加了我这个燃油添加剂，以后再不加了它里头也不会有凝胶出现，也不会堵塞燃油滤芯。这个东西γ射线对水的作用，因为我们知道，水里面当中主要成分是氢和氧，虽然它能够让它的原子核产生基态，就是让它产生放射线，但是产生的放射性的半衰期都低于０.５秒，这个言外之意呢，就是说它如果有放射性的话，在０.５秒之内，你还没拿出来呢，它已经衰减没了，所以本身这个纳米水不带有任何放射性。所以它不会造成任何的放射性污染。
至于说你对能源的使用，由于我们有了纳米水之后，让油的品质变好了，相当于燃料变多了，燃料的使用又造成了那样的污染，比如像温室效应，我指的是大城市的孤岛效应，由于二氧化碳造成了咱们地球的温室效应，地球表面温度升高，这类的问题大概是不可避免的。我们生物学家应该去发明那些，大量能够吞食二氧化碳的东西，来治理地球表面的燃料的过度燃烧，所带来的温室效应问题，这是另外一个问题，我觉得应该用另外技术来解决。
会不会滥用？我是这么理解。应该说任何一个技术的普及，都有一个从滥用到不滥用的这么一个过程。滥用一段时间之后也就会不滥用了，人就会变得聪明起来，这是我的理解。
主持人：好，李老师在节目结束之前咱们例行公事，我问您最后一个问题，您必须用一句话回答我，在您心中纳米和纳米技术是一件什么样的宝贝？
李正孝：那就是你可以在纳米世界去实现你的梦想。
主持人：追求进步，学术倾听，世纪大讲堂向您道别。下周同一时间再会。谢谢李老师。谢谢观众。