你见过最小的螺丝是怎么样的,手机里的,手表里的,应该是很小的了,然而世界上最小的螺丝有多小,你知道吗?早在2016年,南京工业大学陈虹宇教授就设计出了一种“纳米螺丝”,将纳米变成了螺旋型,而在此之前,纳米世界里,纳米的呈现方式要么是球型、柱型,要么是带型、线型。
南京工业大学海外人才缓冲基地陈虹宇教授介绍,他们采用刻蚀法设计出的这款纳米螺丝可以称之为世界上最小的螺丝,在“纳米地球”上,它的螺丝头大约有100个骰子大小,螺丝柱大约有3000个骰子摞起来那么高,填补了国际空白。“如果将我们面前一只直径为1米的圆球放大到地球那么大,那么这个‘纳米地球’上一个骰子大小的物体就是纳米。”
陈虹宇告诉记者,几年前,他们通过一定的方法将几百个保龄球大小的纳米结构成功串在了一起,引起了世界同行的关注。“要知道,串珠子在我们日常生活中是个简单的手工活,但是因为在纳米世界,缺乏对纳米结构的操控能力,想要获得这样的手性结构非常不易。螺旋型也是一种非常难以操控的手型结构。”
纳米螺丝,可以说是比灰尘还小的螺丝。正如南工教授所说的,我们所做的就是寻找一种机制来指导金原子的沉积在预先制成棒状的纳米粒子上,使这些原子按照实际上的螺旋结构沉积。纳米螺丝的出现,也使得纳米板、纳米柱等合成纳米桌子成为可能。
记者了解到,这项研究成果已刊登在了化学领域国际权威期刊美国化学学会杂志《Journal of the American Chemical Society》上。中国科学院院士、南京工业大学校长黄维介绍,在纳米领域,已知的手性纳米结构的合成方法非常有限,都是通过一定的方法让其“长”出来,比如设计一款纳米桌子,就是一个浑然天成的整体结构,纳米螺丝的出现,使得纳米板、纳米柱等合成纳米桌子成为可能。与会专家认为,纳米螺丝的意义深远,为纳米合成领域提供了一个新的思路,可以为纳米的更多应用提供无限的想象空间。
未来,纳米螺丝,一定会像纳米电子器件、纳米金属块、纳米陶瓷、纳米氧化物、纳米药物、纳米卫星等产品一样,在各自领域发挥着独特的优势,它具有现行的传统材料所不具备的物理、化学特性,强度更高、柔韧度更好、耐高温、耐腐蚀性能更强。
螺丝,专业的说,应该叫做紧固件,主要用作两个及两个以上物体的紧固连接,使用行业广泛,包括能源、电子、电器、机械、化工、冶金、模具、液压等等行业,在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、化工、仪表和用品等上面,都可以看到各式各样的紧固件,是应用最广泛的机械基础件。
目前来说,紧固件已经融入了生产、生活的方方面面,一部手机中的紧固件平均不少于10个,一台液品电视机中的紧固件平均不少于20个,一台计算机主机中的紧固件平均不少于25个,一扇房门大约有20个不同规格的紧固件,一辆轿车大约有580种、接近500个不同规格的紧固件,一辆中型卡车约有570种、5710个左右不同规格的紧固件,一列时速为200km -250km的动车(8辆编组),配套紧固件价值为150万元一180万元人民币,一架中型飞机用的各类紧固件多达200万个一300万个。还有我们的家电、手表、玩具等,都有各种各样的紧固件。
目前,紧固件的主要作用还是固定、连接的作用,螺栓连接因其可拆卸而固有的优势,可以将两个或多个部件或构建连接成整体,从而起到固定作用。如果把紧固件从我们的生活中拿走,人类生产生活的很多设备、设施、工具和仪器将无法生产出来,不再有电、不再有自来水、不再有各种自动化设备、不再有……很多在建工程项目因为不能解决连接技术问题而全面停工,社会的生产力水平至少倒退300年,我们的生活将变得不可思议,可见,紧固件对于工业发展的重要性,就如空气、水对人类生活的重要性。