目前摆在帝国科学家面前的第一道难题，也是最大的难题，那就是制造出能够用于曲速引擎的材料来，从原子角度去构建材料。
科学技术的发展，使得人们有可能在原子尺度上人工合成材料，例如，原子团簇、团簇材料、线性链、多层异质结构、超薄膜等，这些材料的特征是维数低，对称性减小，几何特征显著。
但也仅仅是有可能，真是实际操作起来的时候，很难真正意义上的说从原子的角度去打造自己所需要的材料，原子的单位实在是太小了，现在的科学技术顶多就只能做到纳米级别，而原子比纳米还要小的多。
首先我们要先了解下他们的大小，纳米的英文为nanometer，缩写为nano，纳米是长度单位的一种，1纳米是1米的十亿分之一，记作nm。
1纳米等于10个氢原子一个挨着一个排成一列的长度！因为每一种原子的直径大小都是不一样的，所以1纳米可能等于几十个其他元素原子的排列的长度。
20纳米差不多相当于1根头发丝的三千分之一！
而我们通常所说的纳米技术，是指在纳米尺度（100纳米到0.1纳米）的范围内研究物质所具有的特异现象和特异功能，通过直接操作和安排原子、分子来创造新物质材料的技术！
而纳米技术的出现首先得益于能够放大千万倍的扫描隧道显微镜（STM）的发明，扫描隧道显微镜的发明使得科学家们能够在纳米角度去观察这微观的世界。
从20世纪90年代初起，纳米科技就得到了迅猛的发展，像纳米电子学，纳米材料学，纳米机械学，纳米生物学等等新学科不断涌现，纳米科技是科学家们语言的未来改变人类历史的9大科学之一！
而事实上，当今的科学家虽然能够通过STM技术去观察原子层面的信息，并且对原子排列结构进行一定的影响。
比如1990年的4月，美国IBM的两位科学家在用STM观测金属镍表面的氙原子时，由探针和氙原子的运动受到启示，尝试用STM针尖移动吸附在金属镍上面的氙原子，将35个氙原子在镍的表面排列出5原子高度的“IBM”的结构！
而中国科学院的科学家们也利用纳米技术，在石墨的表面通过搬迁碳原子的绘制出世界上最小的中国地图，只有不到10纳米的大小！
而此后科学家们对于移动各种原子摆出各种图案乐此不彼，硅原子、硫原子、铁原子，一氧化碳分子、铁基分子……
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