納米本質(zhì)上是一種長度單位，1納米就等于0.001微米，而通常所說的納米尺度指的就是1納米到100納米之間的尺寸。顯然，納米尺度下的物質(zhì)已經(jīng)小到了肉眼不可見的程度，所以大多數(shù)人對(duì)于納米的最直觀印象就是小，但科學(xué)家研究納米可并不是因?yàn)榧{米小，而是因?yàn)榧{米效應(yīng)。

在宏觀世界的常識(shí)中，材料不變的情況下，一根線越細(xì)，它的強(qiáng)度就越低，越容易被扯斷，那么為什么當(dāng)一根線細(xì)到肉眼不可見的納米級(jí)別時(shí)，它反而擁有了極高的強(qiáng)度，甚至足以切割鋼鐵呢？這其實(shí)就是納米效應(yīng)。

納米本質(zhì)上是一種長度單位，1納米就等于0.001微米，而通常所說的納米尺度指的就是1納米到100納米之間的尺寸。

顯然，納米尺度下的物質(zhì)已經(jīng)小到了肉眼不可見的程度，所以大多數(shù)人對(duì)于納米的最直觀印象就是小，但科學(xué)家研究納米可并不是因?yàn)榧{米小，而是因?yàn)榧{米效應(yīng)。

什么是納米效應(yīng)呢？簡單來講就是在納米尺度下，物質(zhì)會(huì)表現(xiàn)出不同于宏觀尺度下的特性。

比如在宏觀尺度下非常容易扯斷的細(xì)絲，一旦細(xì)到了納米尺度，反而變得異常堅(jiān)硬。為什么會(huì)這樣呢？

我們知道，所有的物質(zhì)都是由原子或分子組成的，那么一個(gè)個(gè)獨(dú)立的原子為什么能夠聚合在一起形成宏觀物質(zhì)呢？依靠的是一種原子間的作用力，這種作用力就被稱之為化學(xué)鍵。

化學(xué)鍵本質(zhì)上是一種電磁力，它有幾種不同的常見形式，即共價(jià)鍵、離子鍵和金屬鍵。

原子是由原子核與核外電子組成的，當(dāng)兩個(gè)原子結(jié)合在一起的時(shí)候，它們會(huì)共享電子，而這些電子也傾向于待在兩個(gè)原子核中間，這種情況就被稱之為共價(jià)鍵。

我們所熟悉的金剛石就是碳原子通過共價(jià)鍵的形式結(jié)合而成的，這樣的物質(zhì)通常缺乏彈性和延展性，一旦原子因強(qiáng)大的外力作用而離開原有的位置，便會(huì)斷裂破碎。

當(dāng)兩種原子結(jié)合在一起時(shí)，電子總是傾向于待在一個(gè)原子核周圍而疏遠(yuǎn)另一個(gè)原子核，這種情況就被稱之為離子鍵，比如生石灰就是一種離子鍵物質(zhì)。

當(dāng)大量的原子結(jié)合在一起，而電子在原子核之間自由穿梭，這種情況就被稱之為金屬鍵，所有的金屬都是金屬鍵物質(zhì)。

當(dāng)這種物質(zhì)因強(qiáng)大的外力而使原子核離開原有的位置時(shí)，彌散在原子核周圍的電子依然能夠提供足夠的電磁力，所以物質(zhì)不會(huì)斷裂破損，這就是為什么金屬物質(zhì)可以被改變形狀的原因了。

一種物質(zhì)的性質(zhì)是由組成它的原子和原子之間的結(jié)合方式共同決定的，但是在一種物質(zhì)中，存在著兩類不同的原子，物質(zhì)內(nèi)部原子和物質(zhì)表層原子。

為什么物質(zhì)內(nèi)部原子和物質(zhì)表層原子不同？

因?yàn)樵谖镔|(zhì)的內(nèi)部，每一個(gè)原子周圍都聚集著其它原子，每個(gè)原子與周圍的原子之間都存在著化學(xué)鍵。

而在物質(zhì)的表層，原子至少在一個(gè)方向上是沒有其它原子的，是暴露在外的，所以化學(xué)鍵的數(shù)量就少，因此表層原子比內(nèi)部原子更加活潑，這使得表層原子會(huì)表現(xiàn)出與內(nèi)部原子不同的性質(zhì)。

在宏觀尺度下，物質(zhì)的表層原子占物質(zhì)總原子數(shù)量的比重是非常小的，所以物質(zhì)的特性是由內(nèi)部原子的性質(zhì)決定的，表層原子的作用可以忽略不計(jì)。

當(dāng)物質(zhì)小到納米尺度時(shí)，情況就變得不一樣了，表層原子的比重將會(huì)變得非常高，甚至所有的原子可能都是表層原子，于是物質(zhì)的性質(zhì)也就變得不同。

以納米細(xì)絲為例，因化學(xué)鍵結(jié)合而成的原子是非常堅(jiān)固的，很難被扯斷，在宏觀狀態(tài)下，細(xì)線之所以容易被拉斷，是因?yàn)榧?xì)線上不可避免的會(huì)存在缺陷；

而在拉扯時(shí)，作用力會(huì)集中在這些缺陷上而導(dǎo)致細(xì)線斷裂。然而在納米尺度下，缺陷不存在了，強(qiáng)度自然也就大幅增強(qiáng)了。