“削万物如豆腐的纳米飞刃，目前的碳纳米管能做到？”

大家看《三体》了吗？不是那部动画片，是电视剧。最近这部剧即将迎来大结局（点映的朋友已经看完了，给我们会员和非会员的朋友留点面子），原著中著名的“古筝计划”也将要在剧集中展现出来。

“古筝计划”是人类剿灭地球叛军“降临派”组织并顺利拿到三体人重要资料的一场行动。

不同于炸弹、枪战等这些传统的军事行动手法，“古筝计划”是利用汪淼研究的一种纳米技术制造出来韧性强度极高的细丝——“纳米飞刃”，将其数根每隔50米纵向绑在敌人将会经过的运河两岸柱子上，当敌人的审判日号经过时，纳米飞刃就会将船和里面的人像切土豆那样切成一片一片，船里的电脑硬盘即使被完整切开也能复原。

作为整个计划最大的“功臣”，“纳米飞刃”正如上图所示，可以把一艘巨大的船，完整地片成一片片的状态并且毫发无损（网上片段中的切割细节更震撼，胆小误入）。这种极细又极韧的纳米材料如果现实中真的存在，可谓是纳米材料的“天花板”了，可惜现实中还没有一种纳米材料可以媲美它。

而现实中“纳米飞刃”的原型却是“碳纳米管”，不知道大家有没有印象，我们在讲太空电梯时，也提到过碳纳米管是最接近太空电梯缆绳所要求的材料。

碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料，碳原子呈六边形排列，构成数层到数十层的同轴圆管，于上个世纪90年代被发现，被誉为“二十世纪最神奇的纳米材料”之一。

作为削钢如丝的纳米飞刃的原型，碳纳米管也具有良好的力学性能，其抗拉强度是钢的100倍,密度却只有钢的1/6，其硬度可以与金刚石媲美，拥有优异的导电导热性，并且具备良好的柔韧性，能屈能伸：当把它放到水下1万米深的压强下，它会被压扁，当撤去压力时，它就会恢复原状。而根据其特性，碳纳米管在半导体器件、柔性器件、复合材料器件、新能源领域都有广泛应用。

碳纳米管的研究应用向来受到世界学者、企业的多方关注，通过对“碳纳米管”的专利检索及分析全景，我国在碳纳米管材料上的研究应用还是处于世界前列的，中国专利数量占到了54.6%。

而据专利申请人分析显示，国内研究该领域的组织多为高校，排名较高的科研院所只有中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所（下称中科院苏州纳米所）。

中科院苏州纳米所于2006年成立，作为国家级研究机构，一直以“致力纳米科技创新，引领新兴产业发展”为宗旨，致力于纳米技术的应用基础研究和产业化，聚焦科技前沿领域进行创新型研究。

截止到目前为止，中科院苏州纳米所共申请了2981项专利，除了碳纳米管，研究领域还包括太阳能电池、氮化物、半导体、LED设备等。

对于碳纳米管的研究，中科院苏州纳米所近期也有新的研究成果，李清文所在的团队采用了定向冷冻干燥和水热工艺相结合的策略，制备了具有定向孔结构的多功能钴镍负载石墨烯/碳纳米管泡沫（NiCo@RSF），为轻量化碳基电磁屏蔽材料的设计提供了有效指导，为提升电磁屏蔽技术更好地面对电磁辐射污染问题提供有效参考。

图6：NiCo@RSF的制备流程示意图、多功能展示及光学照片（图片来源于中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所官网）

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和《流浪地球2》一样，电视剧《三体》的科学元素也是参考于现实技术，“纳米飞刃”的出现让大家对未来纳米材料技术有了更多的想象，虽然现在的纳米技术离实现“飞刃”还有距离，但相信通过众多纳米科学研究机构的努力，能够实现对纳米材料的突破和应用。