作者：Dave Freeman，德州仪器 (TI)
TI 模拟应用工程师兼 TI 科学家

当我们要激励一个人的时候，经常会听到这个警句，老师和父母提醒我们集中精力做好每一件小事时，也经常用到这句话。在指导年轻足球运动员时我也总是用它来鼓励他们。提醒我们的队员，只要把所有的“小事情”汇聚在一起，那么我们球队将会变得更强，做得更出色。接下来，问题就来了：究竟多小的事情才算 “小事情”呢？

纳米技术就是这样一个“小事物办大事”的领域。这些“小微粒”的粒度从0.1mm 到 100 mm 不等。当粒度被降至如此小的时候，材料的物理属性就会与先前大相径庭。以前，我曾从事过矿物质中红外光谱的分析。我们想开发一项可以代替 X-光绕射（亦称为 XRD）的低成本技术用于矿物质分析，然而最具挑战性的工作就是如何确定油藏中常见的各种矿物质的百分比，所以只好采用透射光谱，因此将极少量的（大约为 2 mg）岩石与溴化钾混合在一起以产生用于分析的微粒。虽然得到了所有重叠峰值，但是与 XRD 相比我们并不是非常成功。于是我们找到了一种锐化峰值的方法，开发出了一种可将微粒粒度降至 2-4μm（而非现在正在使用的 10-20μm 微粒）的方法，因而矿物质的光谱对比度大大提高了。所以，不仅仅是做一些“小事”是值得的，而且使他们变小也是可以让我们受益匪浅的。

在 2005 年，日本东芝公司 (Toshiba) 宣布要在今年推出一款比现有锂离子电池充电速度快 60 倍的锂离子电池的计划。该电池可以在一分钟内实现从耗尽状态到 80% 的充电状态 (SOC)，其充分利用了纳米技术的优势解决了快速充电过程中存在的负电极下降问题。此外，这种新型电极材料也更加稳健，并大大延长了电池的使用寿命，在 25°C 时经过 1000 个充放电周期以后仅丧失 1% 的电池容量。虽然这种技术最初只是用于车载和工业应用，但不难想象便携式消费电子产品可能也会受益匪浅。如果要在一分钟内实现 800-mAHr 电池从耗尽状态到 80% 的充电状态 (SOC)，您可能需要一个 150-W 的电源。我知道我并不想为我的手机携带那种电源，如果你将该技术应用到你的笔记本电脑的电池上，那么你可能会需要一个 2.5-kW 的充电器以实现对一个 50-WHr 电池组快速再充电。这恰恰是因为你可以进行快速充电（但并不是说你必须要快速充电），因为这些电池不仅仅具有快速充电能力的优点。但这会使机场快速充电站变得实用吗？

纳米技术在显示器中也发挥了很大的作用。逐渐出现的 OLED 显示器就是基于纳米技术生产的。这些显示器的设计采用 100-nm 有机聚合物结构层，与当前的显示器相比，其切换速度更快、更节能且视角更宽阔。好了，这样的显示器在哪可以买到呢？也许今年就会上市吧。如果还没有推出的话，还好摩托罗拉 (Motorola) 已经在今年刚刚过去的 5 月推出了纳米发光显示器 (NED) 技术。该原型产品为 5 英寸真彩显示器。NED 不但解决了困扰 OLED 显示器的平均寿命问题，而且还表现出了与 CRT 技术相类似的属性，甚至还采用了与彩色 CRT 中所使用的相同的荧光粉层 (phosphor)。虽然该技术的目标应用为大尺寸显示器，如 40 英寸显示器，当然其也可以用于较小尺寸的显示器，如果不能用于 OLED 显示器，那么很可能会用于 NED 显示器。

或许今年就是纳米技术在便携式电子产品中大显身手的时候了。由于该技术的采用，我们已经可以穿上抗皱防污卡其裤，而且拥有一分钟锂离子电池快速充电功能并用上高亮度高分辨率显示器了，谁还会有更多要求呢？当然，“小尺寸的都是精品”这句话听起来好像还是蛮有道理的。此外，针对便携式燃料电池应用的纳米技术开发工作也正积极地展开。由于采用了纳米技术，或许便携式燃料电池今年就会成功上市。就我个人的一点拙见而言，真可谓是不积跬步何以至千里，不积小流何以成江河，由纳米衍生出来的产品可能会在今年带来一些非常有趣的应用。我现在就可以看到了：将一个四分之一砖形电源 (quarter) 插入插槽即可为你的手机或采用纳米显示屏的便携式娱乐设备充电。