金子其實是黑色的，還會穿牆！

納米是什麼？納米技術又是什麼？回答這個問題其實很難。納米技術不像數學、物理、化學那樣，限制在某個領域，它涉及的只是一個尺度。1納米等於10-9米，一根頭髮絲的直徑大概為30000～50000納米，所以根據圖1-1你可以想像一下「1納米」到底是多長，而且你很可能想不出來。當常態物質被加工到納米尺度時，它們會表現出與大塊物質或者原子、分子完全不同的性質。這種粒徑在0.1～100納米範圍內的超微細材料，和相同組成的普通材料差異可太大了。

最典型的例子可能就是黃金了。它天生一副富貴顏色，一直被用來代表皇家風範，但在納米尺度下，嚴格地說，當黃金被細分到小於光波波長的尺寸時，就呈現出黑色了。事實上，所有的金屬在超微顆粒狀態都呈現為黑色。尺寸越小，顏色越黑，銀白色的鉑（白金）變成鉑黑，金屬鉻變成鉻黑。不知道你會不會因為你的鉑金戒指可能會變成黑色而失望呢？不過這種納米材料可不是用來做成首飾佩戴的，它們的特殊性質比起做首飾來可有用得多了。

因為金屬超微顆粒對光的反射率很低，通常可低於l％，它們小到幾微米（1微米=1000納米）的厚度時，基本上就不反光了。不反光，我們就看不到亮閃閃的戒指和項鏈，但是這個性質讓多少科學家夢寐以求。因為利用這個特性可以高效率地將太陽能轉變為熱能和電能。而紅外敏感器件、紅外隱身技術當然就更加需要把光徹底消除掉。1991年春的海灣戰爭中，美國F-117A型隱身戰鬥機外表所包覆的材料中就包含有多種納米超微顆粒，它們對不同波段的電磁波有強烈的吸收能力，可以欺騙雷達，達到隱形目的。一種材料足夠微小的時候，作用卻足夠強大。

除此之外，這些微小的材料還表現出電、磁、熱、吸收、反射及生物活性等特性，具有抗菌、防污、保鮮、高強度、耐磨等功能，可以用在各種地方。

話說回來，金這樣的貴金屬受熱捧，除了其數量和顏色之外，最重要的原因之一就是其化學穩定性：在正常尺度下，金是出了名的「極不活潑的」金屬之一，不易被氧化，也不易被腐蝕。常見鐵生鏽，銀變黑，你的金首飾就永遠沒有這個後顧之憂。不過到了納米尺寸，金會「性情大變」，除了變黑色，還表現出全新的、令人吃驚的化學、機械、電子和磁特性，而且這些特性根本不可能從正常的大尺度下推斷或預測。

魔術師劉謙曾表演過著名的魔術「斗轉星移」，他可以讓一枚硬幣從在嚴絲合縫的杯子里「跑」出去，有點類似傳說中的「穿牆術」。而納米金的「穿牆術」卻不是魔術，而是事實。

上圖演示了這樣的神奇過程。砷化銦（InAs）是製造激光器和各種探測器等的常用的半導體材料。如果將砷化銦和金製成一種穩定的結構：雜化結構，此時的砷化銦全都會規規矩矩地保持在各自的「崗位」上，其中砷化銦保持在核心位置，金則圍繞在砷化銦核的表面，如圖（a）所示。但此時，如果再加入含有金的另一種物質時，你會驚奇地發現，原來穩定結構中的金居然「穿越」到砷化銦核的中間（如圖（b）所示），而這只能發生在納米的尺度上。

HAuCl4除了正穿，納米金還能表演逆穿。原本在硫化銀（Ag2S）納米球內部的納米金，在溶液中陳化72小時後，納米金就「不知不覺」地鑽出來了。而且表面的金，不甘於分離，還會「熟」化成一個顆粒。下圖是更複雜的結構鉑-金-硫化銀核殼結構中的納米金的穿越過程。

為什麼會出現這種穿牆術呢？因為在納米尺度，原子都非常活躍，擺脫束縛，出現在其他位置的概率大大提高，大塊材料不可能發生的事情，在納米尺度就有了可能。這種穿牆現象其實是原子的一種擴散現象造成的。

一旦我們深入再深入，有條件在如此小的尺度上觀察和實驗的時候，金這種金屬就發生了這麼多有趣的變化，現在你應該對「納米和納米材料」有了一些認識。當你下次聽到新的納米產品的時候，可以想一想，這種納米產品有什麼不一樣的特質，這種產品又是怎麼利用這種特質的。體會一下納米技術改變生活的奇妙感覺吧！