多年来，碳纳米管一直是人们热议的话题，将碳纳米管用做太空电梯电缆，电力传输线、和高性能纳米管计算机成为了许多科学家的梦想。或许真正实现还要等上几十年时间，但是2009年的几项拓展性的科技进步，让人们似乎觉得梦想离现实并不那么遥远。

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【纤维】 美国莱斯大学（Rice University）的研究人员在其发表的一篇名为《将碳纳米管制成长纤维》(“Making Carbon Nanotubes into Long Fibers”) 的报告中对改进酸溶液纺丝技术进行了详细阐述，通过这项技术可以将碳纳米管制成几百米长的纤维。这项应用于工业的生产技术是已故诺贝尔奖获（1996年）获得者Richard Smalley历经八年的科研结晶，发表在其名为《电线的奇迹》(“Wires of Wonder”)的著作中。但是，研究人员还需要进一步完善纯金属纳米管的制备程序，因为目前利用这项技术制备的金属纳米管中参有半导体纳米管，需要进一步分离。不过，莱斯大学的此项技术革新对于纳米管向大型结构的转化，又迈近了一大步。

【电子器件】 2009年在纳米管电子领域可谓是“强势出击”，Unidym公司首次将碳纳米管转化为透明电极，并邀请显示屏生产商（包括三星集团）进行产品测试。不同于传统显示器采用的昂贵的脆性材料，这款纳米管薄膜产品可以用于制备软性显示器。此外，对于碳纳米管集成电路的研究也取得了重大突破，今年12月份在国际电器大会上International Electron Devices Meeting，斯坦佛大学（Stanford University）的研究人员向大家首次展示了三维纳米管集成电路，水平相当于20世纪60年代的硅半导体电路，可以简单计算，和存储一些数字。（详文见：http://www.frponline.com.cn/news/detail_23554.html）与此同时，美国康奈尔大学(Cornell University)的研究人员也进行了一项有趣的基础科学演示：将单纳米管缠绕，制成超能太阳能电池，相比传统太阳能电池材料每光子产生1个电子，碳纳米管电池可以产生2个。

【太阳能电池】 一些科研实验室和研究公司在其今年的报告中均指出，纳米管制备的新型储能材料比传统结构的容量更大。这个概念引起了两家研究单位的兴趣，并在政府的资助下开始此项目的研发。马塞诸塞州剑桥大学FastCAP Systems是其中之一，获得535万美元研发奖金。目前这家研究机构正在开发采用碳纳米管制备的超级电容，由于这款新型电容拥有巨大的表面积，因此可以存储大量电荷。另外一家研究机构—美国加州门罗帕克Amprius获得国家技术与研究所300万美元奖金，用于开发由硅纳米电线制备的高性能锂离子电池正极。据研究发现，这种硅纳米线材料比传统的锂离子材料的电负荷能力高10倍。这两家机构都瞄准了电动汽车市场，希望通过制造高性能的能源存储装置，延长汽车的能耗时间。图1：硅纳米线（来源：Amprius)

纳米材料继续向世界展示它能在太阳能电池发挥的巨大性能。加州大学柏克莱分校（University of California, Berkeley）的Ali Javey研究发现，当太阳能电池与纳米柱（nanoscale pillars）组装在一起能够提高电转换效率。研究结果显示：纳米柱不仅可以用来发展低成本且转化效率仍然可观的光伏电池，而且很有可能在铝箔上生长纳米柱。另一位伯克利分校的研究人员Cyrus Wadia对非常规太阳能电池材料的属性分析之后，大力开发这种材料。材料之一是黄铁矿，也成为傻瓜的黄金（fool’s gold）。Wadia正在利用它生成纳米晶体，纳米晶体太阳能电池的另一大优点是可以用于制备打印机油墨。图2：纳米柱（来源：科技观察）

【纳米发电机】 廉价的高性能太阳能电池也许已经让人们的忘却了传统电池那看上去脏兮兮的原材料。但是这些都并非王中林脑中所想。来自美国佐治亚州理工大学（Georgia Tech）的王中林教授通过压电材料合成的纳米线将机械能转化成电能，并进一步利用竖直结构的氧化锌纳米线（Zinc-oxide nanowires）的独特性质，研制出将机械能转化为电能的纳米发电机，并在此基础上首次提出了纳米压电电子学 (nanopiezotronics) 的新概念，受到学术界的高度认可。这种纳米发电机应用范围广泛、生产成本低廉、能从周围环境中收集并转换能量。例如，用纳米线织成的iPod充电夹克，能从人们行走时夹克产生的轻微摩擦带动纳米发电机运转获取电能。

图：王中林拿着的是由氧化锌纳米线构成的纳米发电机的原型。（来源：佐治亚理工学院）

【光纤】 2009年诺贝尔物理奖授予了一位华裔物理学家—高锟(Charles Kao)，他的研究成果为现代通信学奠定了基础。高锟指出了光纤为什么在上世纪60年代难以发展的原因：传输材料中的杂质减弱了信号。因此，高锟决定无杂质玻璃可以实现加速光纤数据传输的目的。然而，如今光纤的性能远远高于他的预期—平均每公里质量就降低了5%。今天，在世界各地使用的光纤总长大约有10亿公里，而且这个数量还在与日俱增。

今年英特尔公司（Intel）也曾宣布，到2010年正式实现Light Peak光接口系统的商业化应用，最终取代MP3播放器和笔记本电脑等小型设备目前所使用的铜线的数据传输方式。图3：Light Peak 光接口模块，连接四根光纤数据传输线（来源：Intel）

2009年光纤研究的另一项重大进步是发明了世界上最小的的激光器，将用于制造光学电脑的压缩光源。光学设备的传输速度可以达到几百太拉赫，大大高于目前最高性能的电子产品的10千兆赫的传输速度。但是光学设备目前很难小型化。康奈尔大学研究人员发明的“纳米激光器（nano laser）”能够帮助克服这个问题。图4：仿真纳米激光（来源：Nature）

【高密度数据存储】2009年问世的一种创新材料—金纳米棒（gold nanorods），不仅提高了数据的存储量，还延长了存储时间。金纳米棒可以将光线两极化，并反射出不同的颜色，存储在五维角度上。惠普公司(HP)正在寻求使用一种赛道存储（racetrack memory）设备，可以通过改变纳米线的电磁性质来存储数据。图5：研究人员发现金纳米棒具有一种环状超结构（来源：science daily）

日本研究人员开发出首个可弯曲的塑料闪存设备，能够用于非常规电子设备，如一次性传感器。美国伊利诺伊州研究人员研制的具有生物相容性的硅电子产品，其内部结构呈LED Array排列，大大推动了医疗植入技术的进展。斯坦福大学的科学家发明了首个完全可降解生物晶体管，有望控制医疗植入过程中的药物释放。图6：塑料闪存薄片，含有676个闪存存储单位（来源：Science/AAAS）