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据《太空日报》7月28日报道，美国宇航局期待取得的下一个太空探索“巨大飞跃”实际上“很小”——非常小，这样说是因为该局目前大力支持在美国各地实验室进行的纳米技术研究，而最根本的目标就是实现控制原子级物质——掌握足够的技术来操纵单个原子与分子来设计出只有分子大小的机器、先进的电子装置、以及“智能”材料。
如果科学家们预言正确的话，纳米技术将为人类带来指尖大小的机器人、能够自我修复的太空服、太空飞船升降舱、以及其他种种令人匪夷所思的装置。也许还要等二十几年才能完全开发出这些新奇的设备，但是目前实验室中已经能够制造出其中一些的雏形。
减小体积能够使各种仪器设备具有更多的优势。比如说，如果能够把人类发射到火星上的机遇号飞行器制造成只有甲壳虫大小的设备，这样就能够像甲壳虫一样在粗糙的岩石砂砾上快速前进，而且还能完成在火星表面采集矿石标本、寻找水存在痕迹等任务的话，那么在可以容纳两部书桌大小飞行器的太空舱中足足能够携带成百上千个卫星机器人——这不仅意味着科学家们能够对火星进行面积更为广阔的探索，而且也增加了发现火星细菌化石的机会。
纳米技术能够实现的绝不仅仅是更小的体积。当科学家们能够随意对物体进行原子级排序或结构调整的话，那么这些物体将具有惊人的特性。
纳米材料世界中，倍受科学家们钟爱的纳米碳管就是一个很好的例子。自然界中，碳一般的存在形式是石墨，一种柔软的黑色材料，常用于铅笔芯；或者是钻石，而两者之间唯一的差别就在于碳原子的排列结构不同。科学家们将排列成网状的碳原子卷成直径只有10个分子的细小管道就是具有多种惊人特性的“纳米碳管”。
其张力是钢铁的100倍，而重量却只有它的六分之一；比石墨纤维结实40倍；与铜相比，导电性更好；根据原子的不同排列，可制成导体或半导体（比如说电脑芯片）；热的良导体。
现在世界各国在纳米技术研究方面主要都集中在纳米管上。科学家们预计这种材料会在多种领域中得到应用：比如说，太空飞船升降舱所需要的高强度低重量的缆绳、纳米级电子装置中的分子电线、微处理器钟内嵌的散热装置、或者是纳米级设备中的细小配件等等，以上所列出来的只能说是沧海一粟而已。
美国宇航局在纳米管方面的研究主要由阿米斯纳米科技中心(CNT)来完成，这一研究中心始建于1997年，现在已经发展为拥有50名全职研究人员的机构。
“我们的主要研究方向是研制在几年到十年以内能够投入实际使用的纳米技术产品，” CNT 的主管Meyya Meyyappan表示。“不如说我们现在正在研究如何将纳米材料应用到进一步生命支持、DNA测序器、超级电脑以及卫星化学物质探测器等等。”
该中心利用纳米管所研制的一种化学物质探测器2006年将随着海*箭被发射到太空中进行测试任务。这种仪器能够检测出数十亿种化学物质中的一小部分成分——例如毒气等——这样一来，它不仅能够应用到太空探索领域，还能用在国防安全方面。Meyyappan还表示，CNT还成功地开发出一种利用纳米碳管降低个人电脑微处理器温度的技术，这可是长期以来随着微处理器速度越来越快而难以解决的一个瓶颈问题，现在这项冷却技术已经授权给加利福尼亚州的Santa Clara公司，英特尔公司也表示对这种技术十分感兴趣。
如果这些短期纳米技术应用看起来都让人叹为观止，那么长期应用的前景只能用“难以置信”来形容。
前沿概念研究所(NIAC)位于美国乔治亚州的亚特兰大地区，是一所独立的、由美国宇航局资助的研究组织，成立这个机构的目的就在于推动太空技术的发展，以求实现那些需要花费10到40年左右才能够实现的长远研究目标。
比如说，NIAC最近批准了一项纳米级制造业的可行性研究计划——换句话说就是利用大批量精微分子机械，通过逐个组装分子的方法来生产任何需要的物体。纳米技术责任研究中心的科学家Chris Phoenix有幸获得这笔资金进行研究。
在长达112页的报告中，他详细阐述了“纳米工厂”所能够实现的一切，例如精密程度达到原子级的太空飞船配件，也就是配件中的每一个原子都被精确地安排到相应的位置。这些配件都十分牢固，而且在不影响设计的情况下体积能够做到一个原子大小；超级光滑的平面根本无须打磨或润滑，实际上在长时间运行中都不会发生磨损。这样精确可靠的太空船零部件在宇航员的生命受到威胁时所起到的作用是非常重要的。
虽然Phoenix在报告中初步描述了“桌面纳米工厂”的一些设计构思，但是他也承认由于缺乏大笔的资金，真正能够运转的纳米工厂至少要10年或者更久才能成为现实。
波士顿东北大学的系主任Constantinos Mavroidis认为应该借鉴生物学研究的经验，开发另外一种纳米技术研究的途径。
Mavroidis同样获得了NIAC的资助进行研究，与别人不同的时，他不是从头开始自己设计新的概念，而是基于所有活细胞中都能够找到的分子“机器”。
这些生物分子在经历了数百万年的进化后非常适合操控分子级物质——这也是为什么植物能够将空气、水以及土壤中的养分转化成为红红的樱桃，而人体能够将晚餐转化成新鲜的血液。这一切正是利用生化酶以及蛋白质来重新排列原子才能实现，而DNA中储存了实现这一切的密码。
而这种充分利用这些“现成的”分子机器——或者把它们作为进行新设计的基础——进行纳米研究的技术被科学家们称为“生物纳米技术”。
Mavroidis说：“自然赋予了我们这些存在于生物体内伟大而又精密的纳米技术，那么为什么不好好利用？而且我们还能从中学到更多的东西！”
Mavroidis在他的生物纳米技术研究中所提出的这些具体应用都十分前卫。他的想法之一是把头发丝般粗细的细管上装满生物纳米探测器然后编织成一个大型的“蜘蛛网”，这种网能够通过在其他星球的地表覆盖数十英里的面积来绘制的详细地貌。此外，还有为一种宇航员们能够穿在宇航服里层的“第二层皮肤”，它能够利用生物纳米技术探测到穿透宇航服辐射并且及时做出反应，此外它还能够迅速封闭宇航服上的任何穿孔或破损。
前卫么？的确。能实现么？有可能。Mavroidis承认这些技术可能要花上几十年才能够实现，而有些可能和我们现在所想象的截然不同。然而，他表示想象一下多年后纳米技术能够发展到什么样的程度、带来什么样的发明也同样具有十分重要的意义。
在某种意义上，只要我们想象一下生命——这个纳米技术应用最典型的例子，未来的可能发生的一切就领人们兴奋不已。
英文原文链接见：http://www.spacedaily.covm/news/nanotech-05zzw.html
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