參考消息網(wǎng)3月5日報道 美國《華爾街日報》網(wǎng)站1月22日發(fā)表題為《納米技術(shù)革命已經(jīng)到來，只是我們尚未注意到》的文章，作者系克里斯托弗·米姆斯。文章稱，納米技術(shù)革命已經(jīng)開始。全文摘編如下：

　　在有“元宇宙”之前，在有加密貨幣百萬富翁之前，在幾乎每個美國孩子都想成為網(wǎng)紅之前，技術(shù)領(lǐng)域中炒作最多的是“納米技術(shù)”。納米指的是十億分之一米，而納米技術(shù)通常指在原子或分子規(guī)模上操縱材料。

　　幾十年來，計算機科學家和物理學家都在猜測，納米技術(shù)將隨時讓我們的生活發(fā)生翻天覆地的變化，掀起一波拯救人類的發(fā)明浪潮。事情并沒有像他們預(yù)言的那樣展開，但納米技術(shù)革命已經(jīng)開始。

　　應(yīng)用廣泛

　　你可以感謝微芯片。工程師和科學家們正在利用幾十年來不斷完善的技術(shù)制造微芯片，創(chuàng)造從超微機器到新型鏡片等其他各種微型奇跡。這些納米級的小裝置已經(jīng)融入我們生活的經(jīng)緯，和我們口袋里的裝置融為一體，以至于我們似乎忽略了一個事實：它們是50年來承諾給我們的納米技術(shù)革命的真實范例。

　　受益于納米技術(shù)的日常用品包括：氣囊、手機、雷達、噴墨打印機、家用投影儀、5G和其他高速無線技術(shù)。不久之后，納米技術(shù)可能帶來超小型相機以及一系列令人眼花繚亂的其他傳感器，可以探測一切，從空氣污染和黑冰到黑客入侵和皮膚癌。

　　這與過去有關(guān)納米技術(shù)未來的奇異預(yù)測相差甚遠?，F(xiàn)在并沒有在血流中巡視并修復(fù)損傷的分子機器人，也沒有那種微小工廠——它們能不斷自我復(fù)制，直到整個地球淪為納米技術(shù)先驅(qū)埃里克·德雷克斯勒于上世紀80年代所擔心的“灰色黏質(zhì)”。

　　在更遙遠的未來，這項技術(shù)或許能使美國物理學家理查德·費曼在1959年那篇著名演講《底下的空間還大得很》中闡述的設(shè)想成為可能：他當時假設(shè)用某種辦法在原子上建造三維結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)他所提出目標的哪怕一個零頭都將打開誘人的可能性——從探測空氣中病毒的傳感器到我們口袋里的量子計算機。

　　目前，制造真正的納米機器意味著要好好利用自1959年微芯片問世以來我們在完善這項技術(shù)上投入的成千上萬億美元。芯片公司為生產(chǎn)速度更快、更節(jié)能芯片所取得的進展帶來極其復(fù)雜昂貴的設(shè)備。通過使用同樣類型的機器、技術(shù)和微芯片工廠，納米制造商可以利用摩爾定律的不斷進步讓它們生產(chǎn)的設(shè)備變得更小。

　　技術(shù)復(fù)雜

　　荷蘭阿斯麥控股公司（ASML）的首席執(zhí)行官彼得·溫寧克說，ASML是全球微芯片生產(chǎn)設(shè)備的主要制造商之一，其研發(fā)工作圍繞英特爾、三星和臺積電這些大客戶。他說，ASML還一直設(shè)有一個部門，與希望制造常規(guī)微芯片以外產(chǎn)品的客戶合作，設(shè)計有關(guān)的技術(shù)以滿足這些客戶的需求。

　　其中包括微機電系統(tǒng)，這是用芯片制造設(shè)備生產(chǎn)出來的微小機器的經(jīng)典范例。幾十年來，微機電系統(tǒng)的體積大大地縮小了。

　　以智能手機為例。要傳輸和接收它與基站、無線網(wǎng)絡(luò)或無線耳機連接需要的各種無線電頻率，就必須過濾掉比以往任何時候都更影響頻譜的各種雜散干擾。

　　所以，手機使用微小的無線電過濾器。沒有這些過濾器，我們的無線設(shè)備就無法運轉(zhuǎn)。美國“諧振”公司（Resonant）就是一家制造這種過濾器的公司，其首席執(zhí)行官喬治·霍姆斯說，微芯片和無線電天線是靜態(tài)的、完全固態(tài)的設(shè)備，而它們所依賴的無線電過濾器實際在振動。它們的振動頻率與接收或傳輸?shù)男盘栂嗤?，有時甚至與被過濾出去的頻率相同，就像一串微小的音叉。

　　這意味著，當你把手機放在辦公桌上用耳機聽音樂時，這涉及內(nèi)部的數(shù)十種微小元素，形狀很像微小的梳子，每秒振動數(shù)十億次。它們能發(fā)揮作用恰恰是因為體積很小。只有某種東西小到這種程度——原子之間的鍵相對于物體的大小要強大得多——才能在這種高頻率上發(fā)生振動且不會散架。

　　同樣，要讓飛機上的地面感應(yīng)雷達正常工作，它必須過濾掉其他許多干擾，比如在美國迅速擴大的5G手機網(wǎng)絡(luò)。霍姆斯說，問題在于，老式飛機上的雷達是在人們得知5G網(wǎng)將會流行之前設(shè)計制造的。解決這個問題可能代價高昂，因為可能意味著更換或升級一些舊雷達。航空公司和美國聯(lián)邦航空局擔心的其實是，由于缺乏足夠的微型梳子以每秒數(shù)億或數(shù)十億次的頻率振動來過濾掉附近的一座手機信號塔的干擾，飛機可能會失事。

　　我們的手機還包含許多其他的微機電系統(tǒng)。微機電系統(tǒng)最初發(fā)明并安裝在阿波羅飛船上時比籃球還大。而現(xiàn)在，這套系統(tǒng)并不比一粒米大，它使手機（以及智能手表和其他健康跟蹤器）知道自己的方位以及加速度的幅度和方向。這樣小的傳感器還能告訴汽車安全氣囊何時彈出。

　　現(xiàn)代納米機器的另一個例子是操縱光線而不是電。麻省理工學院材料科學副教授胡崛雋說，研究人員已經(jīng)在實驗室中展示了一種被稱為“超透鏡”的新型透鏡，這種透鏡能夠以過去需要一整套常規(guī)透鏡才能做到的方式折射光線。超透鏡的優(yōu)勢在于很薄，而且?guī)缀跏瞧降摹辽偃庋劭磥砣绱恕?/p>

　　在電子顯微鏡下，超透鏡的表面看起來就像剪絨地毯。在這種規(guī)模上，超透鏡表面看起來覆蓋著細微的柱子——每根柱子的直徑是人類頭發(fā)的千分之一。這種紋理使超透鏡能夠以類似于傳統(tǒng)透鏡的方式折射光線。這些微型硅“纖維”的工作方式太新穎了，迫使物理學家重新思考光和物質(zhì)如何相互作用。

　　一些初創(chuàng)公司開始把超透鏡技術(shù)轉(zhuǎn)化為商業(yè)應(yīng)用。比如，美國梅塔倫茲公司（Metalenz）剛剛宣布與半導體制造商意法半導體有限公司達成協(xié)議，為智能手機生產(chǎn)3D傳感器。超透鏡的這種應(yīng)用可以讓更多類型的手機制造商實現(xiàn)蘋果面部識別技術(shù)的那種3D傳感。

　　該公司首席執(zhí)行官羅伯特·德夫林說，面容解鎖手機只是開始。超透鏡還具備用傳統(tǒng)鏡片難以復(fù)制的能力。例如，因為超透鏡可以幫助探測極化光（或稱偏振光），它們能夠“看到”常規(guī)鏡片看不到的東西，包括探測光污染水平、讓汽車安全和自動駕駛系統(tǒng)的攝像頭檢測到黑冰，以及使我們的手機攝像頭檢測皮膚癌等。

　　前景廣闊

　　美國佐治亞理工學院的安德烈·費多羅夫博士說，進一步縮小納米機器的尺寸，并達到理論上的最小限度——即人類操縱單個原子的程度——將需要與我們目前用來制造哪怕是最先進微芯片的技術(shù)截然不同的技術(shù)。他的團隊發(fā)表的一些研究顯示，他們利用電子束在石墨烯和其他二維材料上蝕刻圖案，或者在上面構(gòu)建碳原子結(jié)構(gòu)。

　　石墨烯等材料已經(jīng)是密集研究的對象，作為未來微芯片中硅的替代品。但費多羅夫博士說，未來可能涉及在二維石墨烯薄膜上建立三維結(jié)構(gòu)。如果能夠以原子精確度完成這一工作，那么就可以創(chuàng)造出政府和技術(shù)公司都在設(shè)法建造的下一代超高速量子計算機所需的結(jié)構(gòu)。

　　費多羅夫博士的大部分研究都得到半導體研究公司的支持，后者是非營利性機構(gòu)，得到全球幾乎所有主要先進芯片制造和設(shè)計公司的贊助，成立于上世紀80年代初，目的是進行有朝一日可能用于電子制造的基礎(chǔ)研究。

　　因此，半導體行業(yè)在探索相關(guān)技術(shù)以帶領(lǐng)我們超越今天微芯片的局限時，有朝一日也可能采用費多羅夫團隊或其他許多從事類似技術(shù)研究的人首創(chuàng)的技術(shù)。

　　最終目標是能夠利用電子束迅速去除、添加或修改表面上的原子。最后的結(jié)果是在原子規(guī)模上做出類似3D打印的系統(tǒng)。

　　費多羅夫博士在談到自己的研究時，向聽眾講述了理查德·費曼在1959年提出的設(shè)想：“我說，‘這就是理想’，然后我又說，‘60年后，我們實現(xiàn)了費曼的理想?，F(xiàn)在它就在我們手中’?！?/p>