纳米是长度的单位，指的是十亿分之一米。纳米技术是研究纳米级（1至1000纳米）物质的性质和相互作用以及使用这些性质的技术。在纳米技术中，纳米材料是主要的研究对象和基础。
事实上，纳米技术并不神秘，也不是人类专利。纳米材料和纳米技术早在宇宙诞生之前就已经存在了。在地球漫长的进化过程中，自然生物，从莲花、丑陋的蜘蛛，到奇怪的海蛇尾巴，从飞蜂、水獭，到海贝壳，从华丽的蝴蝶、拍打壁虎，到显微镜都能看到的细菌......他们每个人都是许多纳米技术的大师。这些动植物通过精湛的纳米技能，或谋生，或保护敌人，一代又一代，在自然界顽强生存，不仅丰富了我们周围的世界，也给现代纳米技术工作者带来了无数的灵感和启发。
<h1级"pgc-h-center-line">一朵精心打扮的莲花</h1>
说到莲花，很自然地想到在荷叶上打滚的露珠，以及它们淤泥和染色的高贵特性。
在20世纪70年代，德国波恩大学的植物学家Bartlott研究了植物的叶子表面，发现光滑的叶子表面上有灰尘，需要清洁才能在显微镜下看到它们，而莲叶等叶子表面总是干净的。他们用人工粉尘颗粒污染了木兰、森林山毛榉、莲花、芋头、羽衣甘蓝等八种植物的叶面，然后用人工雨洗2分钟，最后将叶子倾斜15度，使雨滴滑落，观察叶尘颗粒的残留状况。实验发现，一些植物叶面含有40%以上的污染物，而莲花等植物叶面的污染物残留量不到5%。这叫做莲花效应。
那么是什么原因导致了这种莲花效应呢？莲花效应能给植物本身带来什么好处7，现代电子显微镜技术可以给出正确的答案。
通过电子显微镜，我们可以观察到荷叶表面存在非常复杂的多纳米和微尺度上层结构。荷叶表面有微小的蜡颗粒，它们覆盖着许多约10微米大小的突起，每个突起都覆盖着直径仅为几百纳米的较薄的绒毛。束之间的凹陷部分充满了空气，使叶片表面接近形成非常薄的，只有纳米级厚厚的空气层，使在结构上远远大于灰尘、雨水等结构的落叶表面，不会与叶面大范围直接接触， 但通过一层很薄的空气，而它的接触点只是叶子表面上的一些凸起点。
这是自然界中生命长期进化的结果，正是这种特殊的纳米结构使荷叶表面保持清洁，没有水滴：当荷叶上有水时，水在自身表面张力的影响下形成球形。当风吹来水滴在叶面上滚动时，水滴可以在叶面上沾上灰尘，从上面高速滑落，从而使荷叶具有更好的光合作用效果。
研究表明，这种具有自洁效果的超微纳米结构形状不仅存在于荷叶中，也存在于其他植物中。这种结构也存在于一些动物的皮毛中。
这可以应用于玻璃或战机的雷达上，例如，纳米处理的玻璃本身可以具有自清洁效果。有企业使用纳米技术处理涂层，涂覆这种涂层的物体，因此也具有自清洁作用。也许在未来的世界里，我们将被肮脏的地板、墙壁和无尘的无线电用品所包围。
<h1级"pgc-h-center-line">飞行壁虎的壁虎</h1>
壁虎可以在任何墙壁上爬行，粘在天花板上，甚至用一只脚倒挂在天花板上。它依赖于纳米技术。
过去，壁虎被认为靠在脚上的魔法吸盘上，使它们能够在任何三维空间中自由漫游。但事实并不像人们想象的那么简单。
专家说，壁虎行走不是基于吸盘，而是基于脚趾上数以万计的细毛。根厚几十微米，顶部被分成许多更薄，更弯曲的绒毛，每个直径只有几百纳米，其末端延伸成扁平的形状。这种精细的结构使壁虎能够在几纳米的距离内大面积接近墙壁。虽然这些绒毛很弱，但它们足以使所谓的范德韦特分子极化（一些物质，其中分子的一部分具有正电荷，而分子的另一部分具有负电荷，一个分子和另一个分子的正电荷在分子的带负电荷的部分之间，弱静电引力相互吸引， 允许两者结合，称为范德韦特键或分子键，发挥作用，为壁虎提供数百万个附着点来支持其重量。这种附着力很容易通过"剥离"而断裂，就像撕开胶带一样，所以壁虎可以自由地穿过天花板。
在现实生活中，专家们试图创造神奇的纳米材料，并将其广泛应用于我们的生活。例如，我们可以制作更安全的运动鞋，可以制造出不再在雨雪中打滑的汽车轮胎。在拍摄中，演员们可以告别演播室里的电脑，真正在摩天大楼的玻璃幕墙上玩。根据航天探索攀岩机器人的发展，无论在任何恶劣的条件下，都可以在太空飞行器的外表面行走，对飞机进行"体检"。
< h1级"pgc-h-中心线">贝类 - 熟练的粘合大师</h1>
我们在这里指的是普通的贝类，我们用蔬菜烹饪并经常吃的那种贝类，被称为纳米键合技术的大师。
当贝类想要将自己附着在岩石上时，它们打开贝壳，将触手附着在岩石上，将触手拱起成吸盘，然后通过细管将大量粘液和胶束注入低压区：释放强大的水下粘合剂。这些粘液和胶束立即形成泡沫，充当小垫子。贝类通过弹性脚线固定在这个"减震器"上。通过这种方式，他们可以上下起伏而不会受伤。这种强烈的粘附效果来自粘液和岩石纳米级分子之间的相互作用。
根据这项研究，专家们设想了一种未来可以开发的医用防水生物胶。这种类型的粘合剂不会攻击人体细胞或引发免疫反应，是防水的，可用于粘接骨折和缝合软组织的理想材料，也适用于修复湿口腔中的牙齿损伤。
< h1级"pgc-h-中心线">海蛇尾，具有六向视角</h1>
海蛇尾巴是一种甲壳类动物形状的海洋生物，类似于海星。它有五条触手，没有眼睛，但海蛇的尾巴能够感知远处的潜在捕食者，并及时将它们缩小到壳中。海蛇尾巴的敏感感长期以来一直困扰着生物学家。
最近，这个问题终于在甲壳类动物上得到了答案：海蛇的尾巴上覆盖着"眼睛"，这是完美的微型凸透镜。通过这种方式，整个毛茸茸的身体形成了眼睛的眼睛。
该研究还表明，海蛇尾巴上的晶状体每天约为50，000至100，000个，并且由碳酸钙的纳米晶体组成。这种完美的光敏微透镜系统是海蛇尾巴生长过程中身体表面纳米结晶的结果。为了防止不必要的色刃、结晶过程，镜片还吸收适量的镁，不仅可以帮助海蛇尾更有效地过滤光线，还可以矫正镜片的"球面图像差异"，从而提高天敌的检测效率。
自从发现海蛇尾巴的这一特征以来，科学家们一直在研究其在技术中的应用潜力。例如，利用海蛇尾的特性来制造新的光学仪器，或者为通信网络的未来发展提供线索。世界上大多数光纤现在都用于通信行业，
透镜用于聚焦和反射来自负载数字通信信号的光。科学家说，海蛇尾巴的光聚焦程度是现有人造镜片的20倍，通过研究海蛇尾巴，它们可能会增加光纤传输的信息量。
< h1级"pgc-h-center-line">细菌：世界上运行最快的生物</h1>
细菌很小，但它们以惊人的速度移动，许多细菌每秒移动数十微米，一种称为adococci的细菌，每秒游动100微米。你不能低估这个数字，它是细菌自身身体长度的50倍，而人类运动员每秒只能跑5，4倍的距离，即使是擅长短跑的猎豹也只能达到这个数字的25倍。从这个意义上说，细菌应该是世界上奔跑最快的生物。
细菌世界是一个多样化的细菌世界，在移动方式和工作方式上存在差异，但大多数移动的细菌都依赖于自己的运动器官，鞭打。鞭打是一种长蛋白丝，它附着在细菌的外观上，一般长15~20微米，直径约20纳米。
细菌鞭打的功能相当于船上的糖浆，在水中可以高速旋转，推动细菌向前发展，所以水中是鞭打细菌自由奔驰的世界。鞭打的转速非常快，每秒旋转200到1000圈，比一般的电机快得多，鞭打高速的旋转是由其附着在基部上的细菌驱动的，基部实际上是鞭打的基部，它由一个中央轴组成，设置在2或4个环上，设置固定在细菌体表（细胞膜和细胞壁）上。
在科学家眼中，底物只是一个精致的纳米分子马达，但它不是由电流驱动的，而是由细胞膜两侧质子梯度消失产生的生物能ATP驱动的。细菌的鞭打电机也可以转动（从逆时针到顺时针），导致细菌翻滚，改变细菌的运动方向。其实细菌并不是简单地游来游去，而是不时地伴随着随机翻滚，但从表面上看，依然是细菌的进步。
<h1级"pgc-h-center-line">在水上自由行走。</h1>
小型水生昆虫被称为"池塘中的滑冰者"，因为它们不仅在水面上滑行，而且还像滑冰者一样在水面上优雅地跳跃和玩耍。它的聪明之处在于它既不划伤水，也不浸泡腿部。
<h1级"pgc-h-center->线如何练习这样的水上特技？</h1>
对此，来自中国科学院化学研究所的研究人员在国际权威期刊《自然》上发表了一篇论文，解开了镭"水轻功"之谜，认为奥索莱腿的特殊微纳米结构才是真正原因。
水荚属于水生半翅昆虫，由于种类不同，大小不一样。一个中等大小的耳蝽重约30毫克，它的腿可以排出300倍于其体内体积的水，这就是为什么昆虫具有非凡的浮力。
蒋磊的团队在高折显微镜下发现，水獭的腿上有数千层微米大小的毛发朝同一方向排列。这些针状微米在表面上形成螺旋纳米结构的凹槽，吸附在凹槽中的气泡形成气垫，阻碍水滴的浸入并表现出闩锁的超疏水特性（超强，非水渍特性）。正是这种超强的负载能力使水在水面上自由移动，即使在暴风雨和快速流动的水流中也是如此。
这一新发现将有助于设计未来新型的微型水车辆。
<位于指南针>蜜蜂</h1>
研究表明，纳米大小的磁性颗粒存在于许多生物体中，包括蜜蜂和海龟。这些磁性纳米粒子对生物体的定位和运动行为具有重要意义。新的科学研究发现，磁性纳米粒子在蜜蜂的腹部具有类似指南针的性质，它们使用这种"指南针"来确定周围环境，并使用存储在磁性纳米粒子中的图像来确定方向。当蜜蜂从蜂蜜收获中返回时，它们实际上会将最初存储的图像与沿途看到的图像进行比较。如果两个图像一致，则可以判断配置单元的位置。
使用这种纳米磁性粒子进行导航，蜜蜂可以行进数千米。
< h1级"pgc-h-center-line">五颜六色的蝴蝶</h1>
蝴蝶被翅膀上的各种图案所吸引。这也让生物学家想知道蝴蝶的耀眼颜色是如何形成的，以及有什么区别。
最近，荷兰格罗宁根大学的Hilaldo博士发现了解决这个问题的方法。在研究了蝴蝶和其他蝴蝶翅膀的表面后，希拉多博士揭示了这个秘密：翅膀上的纳米结构是蝴蝶的"颜色工厂"。
他的研究表明，蝴蝶翅膀上耀眼的颜色来自一种微小的鳞片状物质，就像圣诞树上的一盏彩色小灯，它反射出光线中五颜六色的颜色。蝴蝶翅膀上的颜色实际上是身份的标志。不同颜色的翅膀，让各种各样的蝴蝶可以在很远的地方识别出它们的同伴，甚至识别出彼此是雄性还是雌性。
通过电子显微镜观察，希拉多博士发现粉红蝴蝶翅膀的结构非常奇怪;一般来说，蝴蝶翅膀由两层鳞片组成，只有3到4微米厚，顶层的鳞片像微小的屋顶瓦片交替出现，每个鳞片结构也非常复杂。下一层更平滑。蝴蝶翅膀的有序排列形成所谓的光子晶体或纳米结构。通过这种结构，蝴蝶翅膀可以捕捉光线。只让特定波长的光通过。这决定了不同的颜色。
<吐丝的蜘蛛>h1级"pgc-h-中心线"</h1>
蜘蛛网经常出现在长时间未清洁的房间的角落。对于普通人来说，蜘蛛网不是一件好事，随着扫帚轻拂，蜘蛛网就会被扫除。但蜘蛛丝本身就是大自然的奇迹。蜘蛛丝在自然界中直径约为100纳米，是一种真正的天然纳米纤维。如果你用蜘蛛丝制作一根像普通钢丝绳一样粗的绳子，你可以举起数千吨的物体，这些物体可以像钢丝绳一样坚固。
除了捕捉飞蛾，几乎所有的蜘蛛都使用蜘蛛丝作为路线，安全绳和滑翔机。蜘蛛的腹部通常有几个腺体，称为飞溅物。各种腺体产生不同类型的丝，腺体顶部有一个喷头，上面有数千个小孔，一旦空气凝结成强烈粘稠，容易张力的蜘蛛丝，就会喷洒液体。通常，1，000根丝绸比人类头发薄1/10。