问答:纳米技术将如何改变世界

问答:纳米技术将如何改变世界
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从可以像沙滩浴巾一样铺开的廉价太阳能板,到为数百万人提供洁净水,马克斯·普朗克研究所的 Markus Antonietti 教授博士与我们谈论纳米技术令人惊叹的潜力。这是阿布扎比全球议程峰会访谈系列的一部分。

纳米技术——在微观尺度上操控材料——如今几乎已是一个“成熟”的科学领域。您认为它对生活的哪些方面影响最大?

在能源和水技术等领域,效率将实现巨大跃升。得益于纳米技术,新型电池的能量密度将提高十倍。这意味着笔记本电脑电池的续航时间将从2小时增至20小时。小型电动汽车每次充电的续航里程则会从60公里增至600公里。

纳米技术还能让水的消毒和净化变得简单。如今已经可以把脏水装进塑料瓶,放在阳光下,紫外线就会激活纳米颗粒,杀死所有细菌。这就像泳池里的消毒剂,只不过这里用的是光,而不是化学物质。

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人们是否充分考虑了纳米技术的风险?

是的,甚至可能考虑得太多了。任何强大的事物都有可能带来危险。自然界一直在使用纳米结构。例如,酶就是纳米结构。当然,必须制定良好实践规范:例如,纳米技术应仅限于液体中和电池内部使用。只要操作得当,风险就不会超出常见风险的范围(电池储存着能量,随时都有可能爆炸)。

展望未来,您认为纳米技术在改善世界状况方面最有前景的领域是什么?

最迫切、也最容易实现的应用是净化空气和水。我已经解释过我们如何利用纳米技术净化水;对于数百万无法获得洁净水的人来说,这将产生巨大的影响。

在全球范围内,纳米技术也为解决二氧化碳问题提供了办法。用于修复大气的技术已经存在。从全球尺度来看,我们能够将大气中的二氧化碳转化为土壤。土壤是一种纳米结构,其中的“腐殖质”——也就是碳含量——可以人工生成。植物吸收二氧化碳,并通过自身生长过程将其转化为生物质。然后,通过纳米化学转化,我们可以获得新的土壤,并将二氧化碳封存在其中。

自然界一直在发生这种过程,看看花园里的堆肥就知道了。纳米技术只需加快并强化自然界中的这一过程。

这不仅有助于保护大气。土壤过度使用是全球的一大难题。我们所说的由二氧化碳制成的土壤肥力很高,也可以用来解决这个问题。

最重要的是,只要以易于理解的方式传播信息,这一切都可以立即实现。人们不读科学期刊,因此甚至不知道这些事情都能做到。

过去一年里,您所在领域的哪项突破最令您振奋?

突破实在太多了!如果只能选一项,那就是廉价钙钛矿电池实现了25%的光电转换效率;这类电池是发展最快的太阳能技术。我们谈论的正是让分布式能源普及化。

太阳能有潜力解决全球所有能源问题。到目前为止,相关投资一直存在障碍,电池仍然太贵。因此,让太阳能技术和应用变得更简单,已成为当务之急。

如果我们早上只需像铺开一张巨大的沙滩毯那样展开太阳能板,晚上或要下雨时再把它们收起来,会怎么样?纳米技术将使这类太阳能结构能够像报纸一样印刷,从而降低成本。想象一下,这样一块太阳能板只要30欧元,甚至3欧元。纳米技术正带我们走向这一目标。

如果您能在理事会两年任期内帮助它实现一件事,那会是什么?

成功的关键在于找到我所说的软件和硬件之间的平衡。硬件,也就是实际技术,需要不断进步,我们需要讨论如何做到这一点。同时,也要重视教育,并向广大公众传播信息。这就是软件部分。正如我之前所说,大多数人仍然不了解这些技术。当然,没有内容就无从讨论!因此两者都很重要。

主要问题已经不再是科学问题,而是社会问题。

全球议程峰会 2015 将在阿布扎比举行,时间为10月25日至27日

作者:Markus Antonietti 是马克斯·普朗克胶体与界面研究所、马克斯·普朗克进化生物学研究所所长,也是世界经济论坛 纳米技术全球议程理事会

图片:2013年4月12日,在新加坡实验室里,一名 Cima NanoTech 员工展示一片 SANTE Film。路透社/Edgar Su

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