纳米技术系列文章：工业领域的下一个重大福音

 马萨诸塞州的洛厄尔市以实业家弗朗西斯·卡博特·洛厄尔的名字命名。19世纪初，洛厄尔发明了棉纺织机，并成立了全美第一家纺织厂。在当时，这家工厂曾是未来制造工厂的先驱，集合了用棉花加工布料的所有工序。

多年后的今天，洛厄尔再次书写了制造业的历史。不过这一次是由马萨诸塞大学洛厄尔分校在纳米制造领域的成就而创造的。

该校长年从事工艺和设备研究，致力于解决工业在制造环境中面临的诸多问题，尤其是塑料工程问题。现在，因为马萨诸塞大学洛厄尔分校的纳米制造中心，该校成为了这一技术领域的专业知识中心。学校的研究活动获得了诸多津贴和奖励，如国家科学基金会(NSF)下设的纳米技术科学与工程中心(NSEC)颁发的奖项，以及马萨诸塞州技术合作中心授予的卓越中心奖。

该校认为纳米产品“将可能推动下一轮经济腾飞”，同时，他们还与行业及政府合作，为运用纳米科技成果打造而成的商业产品提供切实可行的制造解决方案。例如，研究人员正在研究如何用极小的纳米颗粒或纳米元素创制出用途广泛的聚合物模块。该中心的研究人员从过去的分批工艺逐步转变为持续、快速的“卷到卷工艺”，由此掌握了快速创制此类聚合物模块的方法。

这些聚合物因高度的灵活性和良好的抗拉强度而极具吸引力，而且比传统聚合物更轻、性价比更高。它们还可以结合机械、电子、热和其他属性一起应用于多种产品。该中心正在与美国政府以及有意引入电磁屏蔽、隐身、抗微生物、超疏水和疏冰能力的企业开展合作。

中心联合主任及国家科学基金会高速纳米制造中心副主任Carol Forance Barry对该过程进行了简单的介绍：“我们的研究人员将纳米分子合成聚合物，以创建可用于各种材料的纳米复合物。”例如，有些机构在寻找阻隔性更好的纳米产品，还有些机构在寻找机械或电子性能更好的纳米产品。

用于柔性混合电子技术(FHE)的新型基质是一个尤其值得关注的领域，它可以应用于诸如传感器、电子仪器、显示器、无线射频识别技术和服装等产品。近期，该校还获得了从事柔性混合电子技术生产的NextFlex集团的资助。“从事柔性混合电子技术的企业认为硅基电子产品过于僵硬且相对脆弱，他们在寻找柔性更强的产品，”Barry说：“我们正在制造能够进行电子可调谐的柔性基质，让企业们能够利用这种基质打造自己的产品。”

据Barry介绍，研究人员还探索了如何创建可用于超材料或隐形材料的聚合物模块。“现在，企业拥有了一种新型柔性基质，根据企业想要获得的材料特性，它可以在微波或可视区域屏蔽一定数量的电子信号。”Barry表示。

另一个应用领域是纳米银，它能提供抗菌性能。“我们正在尝试以不同的方法将银加入聚合物，例如直接混入、涂在顶层，或者将银与另外一种材料混合挤压成型。”Barry补充道，“这些产品可以应用于医疗领域，从而带来更好的抗菌效果。”

Barry提到的最后一个研究领域是在聚合物中利用纳米技术防止飞机积冰。“纳米粒子和聚合物涂层可以为机翼表面提供超强的疏水性。水被隔离，自然就不会结冰。”

接下来会怎样?纳米制造中心一直在全力缩小产品的尺寸。“我们认为如果采用更多类似于医疗设备中的液态硅橡胶这类液体材料，则可以获得50纳米的规格的产品。”Barry说，“我们还在研究既疏水又疏油的全能阻隔材料。”