纳米火车的理想发动机是一种驱动蛋白，科学家的灵感来自于所有的动物和植物。它们之所以能够生生不息，是由于它们细胞里都含有一个运输网络，这些运输网络被称作蛋白质长杆微管，分子汽车奔跑在微管中，将化学物质运送到它们应该去的地方，就像我们日常见到的车水马龙的公路。驱动蛋白能够顺着微管走动，当它行走时，每个分子能使出6×10-9N的力，在纳米层次上，这个力气已经很大了。这就使驱动蛋白成为纳米火车的理想发动机。火车动起来了，要为它的运行制造一个轨道，福格尔用特氟隆在玻璃表面做了一些大约25nm的平行山脊，结果这些火车就在轨道上奔跑起来，在显微镜下如繁忙的火车货场，忙碌但秩序井然。
这些火车刚刚设计好，技术还需要进一步完善。福格尔说现在还难以知道它们首先在哪个方面应用，但纳米火车有一天会载着人类的梦想驶向奇妙的世界。
（十七）纳米塑料
纳米塑料中所添加的“纳米”，是我国生产的一种天然纳米材料——蒙脱土。
中国科学院化学所工程塑料国家重点实验室的漆宗能研究员率领的小组，利用插层复合技术，将我国丰产的这类天然粘土矿物均匀分散到聚合物中，从而形成纳米塑料。
科研人员进而开发出以聚酰胺、聚乙烯、聚苯乙烯、环氧树脂、硅橡胶等为基材的一系列纳米塑料，实现了部分纳米塑料的工业化生产，并获5项发明专利。
检测结果表明，纳米塑料呈现出优异的物理力学性能，强度高、耐热性好，比重较低。同时，由于纳米粒子尺寸小于可见光波长，纳米塑料显示出良好的透明度和较高的光泽度。部分材料的耐磨性是黄铜的27倍，钢铁的7倍。
由于氧气透气率低，部分纳米塑料还具有阻燃自熄灭性能；加工性能优良，尤其是注塑级纳米超高分子量聚乙烯的研制成功，解决了超高分子量聚乙烯加工的国际难题。
纳米塑料在各种高性能管材、汽车及机械零部件、电子及电器部件等领域的应用前景广阔，也适用于啤酒罐装、肉类和奶酪制品的包装材料。
据悉，这项材料成果已经应用到北京市的申奥工程上。国家“973”纳米领域首席科学家张立德研究员说，纳米塑料将是我国最有希望实现产业化的纳米技术之一。
（十八）前途无量的纳米滤膜
纳米滤膜有着极其广阔的应用前景，最大的应用价值是利用它过滤和分离多种气体和蒸气。
澳大利亚和美国的一个科研小组正探索一个空间相对极限的问题——让分子通过纳米空间。2002年5月，这个小组宣布了一项世界领先的纳米滤膜技术，该技术成果已经公布在《科学》杂志上。
研究小组负责人之一的安妮塔·希尔博士在介绍纳米滤膜技术时说：“正如天体物理学家研究时空中的‘蠕虫洞’，希望有朝一日人类可以自由穿梭其问；我们的工作则是设法在滤媒中创建最小的蠕虫洞，直径只有几百万分之一毫米大小，这样就可以精确地控制什么物质能滤过，什么物质不能滤过。”
研究小组是在制造滤膜的传统有机聚合物中添加了无机物——层薄薄的二氧化硅纳米微粒，制成了一种新滤膜。研究小组发现，这种组合使滤膜具备了超强的过滤能力，能使漂浮于气体中的大分子有机物与气体分开。
构成这种纳米滤膜的材料是有机物和无机物的混合物，因而把它称为纳米复合物，它质地坚韧，具有非同寻常的传导性和光学性能，并且可以用做催化剂。
研究小组已证实，纳米复合物还具备一种新的、极有前途的特性即它能在分子水平上过滤气体和含有机物的蒸气。这类过滤以前是用蒸馏方法来完成，往往要为设备和能源花费大量的资金。而滤膜的成本低，节省能源，属于绿色环保技术，是很不错的选择。但滤膜技术在气体分离中的应用至今还很有限，原因即在于缺乏可以快速、低成本并稳定地提取纯净物的合适的膜。
一般说来，一种聚合物在萃取纯净气体方面的选择性越强，它的通透性就越小，其价格也就越昂贵。希尔博士表示，新的纳米微粒聚合物可以保证高效率的过滤和高通过率，从而提高效益。
虽然该技术尚处于试验规模阶段，但希尔博士相信，随着试验的发展，该技术很可能会大大提高一些行业的生产效率，并对从水源净化，清除环境污染，到生产出质量更高的燃料和石油化工产品，制造成分更纯的药物，以及将海水净化为饮用水等许多领域的工作产生广泛的影响。
（十九）纳米复合材料
纳米复合材料具有不同于宏观复合材料的许多优异性能，纳米复合技术为新材料的研究和制备提供了新方向和新途径，因此倍受世界各国重视。
中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室漆宗能及其研究组，在多项国家自然科学基金的支持下，从事聚合物增强增韧的理论与应用研究，近年开展了以纳米片层为增强剂的聚合物复合材料研究，已取得可喜的成绩。
以聚合物为基体的有机/无机纳米复合材料研究，其难题之一是：若直接使用纳米颗粒及其他现有共混复合方法只能制得微米复合材料。
为了克服这一难题，他们在1995年和1998年获得国家自然科学基金委员会学部主任基金和重点项目的连续资助下，系统和深入地开展了聚合物/层状硅酸盐(蒙脱土)纳米复合材料的研究，在多种高分子(聚酰胺、聚酯、高抗冲聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯等)纳米复合材料的研究中取得理论研究和工业化开发的突破性进展，引起了国内外同行及产业界的重视。他们研究成功了塑料、纤维、橡胶多种用途的纳米复合材料，有望用于航空、汽车、电子、食品或燃料包装和家用电器等方面。他们还将聚合物种类延伸到功能高分子材料，旨在研究这些材料光、电、磁等性能与纳米复合结构的关系并获得新材料。
漆宗能等科研人员采用插层复合法实现了高分子与层状硅酸盐片层在纳米尺度上的复合。复合过程中，如何将单体或聚合物插进蒙脱土层状硅酸盐片层之间，以形成厚度为1纳米，长、宽约为100纳米的片层并均匀分散在聚合物中是关键的一步。他们从对热力学原理的分析、蒙脱土结构的研究和蒙脱土表面的修饰人手，实现蒙脱土的有机化，成功地探索出了这种纳米复合材料的制备新方法。
更具有突破性的是：他们在聚苯乙烯/蒙脱土、聚对苯二甲酸乙二酯／蒙脱土等纳米复合材料的结构表征中，意外地发现了这些体系表现出液晶行为和自组装现象，而聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二酯及蒙脱土各自均不具有液晶性、不表现出液晶行为。这一结果在世界上首次被我国学者发现并证实。此发现突破了已有的液晶分子结构理沦，对丰富和发展液晶高分子理论乃至受限空间高分子凝聚态理论具有重要的科学意义。
用这种纳米复合材料直接制备的新型管材，具有优异的综合性能，特别适合于江河疏浚等的泥浆和粉体输送，也可用于其他固态粉体、颗粒的输送，并且在工农业、市政工程中的高压送排水方面也有广阔的应用前景。
由此发展而来的插层复合法制备聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料，是制备“传统材料基础上的新一代高分子及其复合材料”的理想途径，被誉为21世纪初期聚合物材料领域的“超新星”，且蒙脱土在我国资源丰富、价格低廉。他们已将具有应用前景的成果以技术入股方式组建了“北京联科纳米有限公司”，有些成果已在多家大公司进行工业化实验，开始走向产业化。他们的成果也已引起日本积水化学管材中心、美国3M、德国巴斯夫和韩国三星等国外公司的极大兴趣，正在开展合作研究。由于科学基金资助所取得的成果显著，最近他们又相继获得了国家“八六三计划”和中国科学院重大项目的资助。
这一研究已申请十多项国家发明专利，为我国大幅度提高大品种聚合物性能和工业技术水平，改善聚合物材料的品种结构提供了新技术，对我国在该领域形成和发展自己的理沦、拥有自主知识产权具有重要意义。
