纳米技术改变的世界七种方式

　　

  美国西北大学化学教授查德·米尔金说，“无论什么东西，一旦微缩到100纳米以下就会呈现全新的特性，世间万物皆如此”。

    美国《大众科学》网站11月14日发文称，纳米粒子的关键在于其尺寸，与较大的粒子相比，它们有着奇特的化学和物理特性。这就是纳米粒子成为未来材料的原因所在。

    文章称，纳米物质的尺寸使原子之间和它们的组分之间发生独特的相互作用，这种相互作用有好几种方式。就非生物纳米粒子来说，不妨拿保龄球打比方，绝大多数原子都在球内，有限的原子在球的表面与空气和木质球道接触。

    米尔金解释，球内的原子互相之间发生作用，而球面的原子是与其他不同原子相互作用。现在把这个球缩小到分子大小。“缩得越小，球面与球内原子的比率就越高，当球体较大时，表面的原子相对而言微不足道。但是到了纳米尺寸，颗粒可能会几乎全是表面，那些原子就会对材料的总体特性产生重大影响。”。

    这种相互作用也存在于电子器件中，使石墨烯和量子点等材料可用于制造微型计算机和通信设备。纳米材料给了电子一个更小的活动区域。

    米尔金表示：“把东西变小无所谓好坏，归根结底的问题在于，这些东西有什么用途？在运用时，我们是否考虑过恰当的安全分析及其影响？到目前为止，我认为我们做得很好。”

    以下列举纳米技术改变世界的七种方式：

    一、纳米粒子墨水导电

    伊利诺伊大学的研究人员在用纳米银粒子制造导电墨水。纳米银粒子悬浮在纤维素溶液中，目的是增强粘性以便能够从笔芯里流出来。画出来的线条成为能携带电流的银丝，足以为天线甚至小型LED显示装置供电。

    二、癌症探测器

    纳米金粒子用于癌症等疾病的新型“嗅探器”。随着癌细胞增长，细胞内的基因和蛋白质会发生变化，这个过程会释放出可探测到的挥发性有机化合物——这就是为什么经过训练的狗可以“闻”出癌症。纳米粒子也能闻出来。

    以色列研究人员两年前宣称发明了一种纳米金粒子传感器，它不仅能判断一个人是否患癌，而且能分清是肺癌、乳腺癌、前列腺癌还是结肠癌。从中受益的不仅仅是癌症患者，查德·米尔金正在研制的纳米粒子能诊断和治疗疾病，追踪早期癌症甚至确定住院病人是否受感染。

    三、从根源上抗癌

    如果癌症已经根深蒂固，纳米粒子也一样能够大显神威。密苏里大学兽医学院的研究人员对患有前列腺癌的狗进行CT扫描，确定其体内肿瘤的大小，然后放射学家给它注射了一种含有放射性纳米金粒子的紫色液体。经临床检测，用纳米金粒子进行治疗是安全的，狗没有发生肿胀、中毒，其肾脏和骨髓也没有变化。用放射性粒子对付肿瘤不是什么新思想，但使用纳米金粒子的主意是全新的。

    四、纳米吸收

    最能证明纳米具有神奇特性的产品大概莫过于Osorb。这种能膨胀的玻璃材料能与微量的炸药分子发生反应，因此可用作机场等地方的安检工具。

    Osorb已经被用在停车场等地方，它可以吸收车辆的漏油，防止其在洗车时被冲进水体。它还可以涂上铁等材料来捕获磷酸盐等化学品。

    五、基因治疗与药物传输

    几乎每个星期，科学家都会宣布在利用纳米粒子向细胞内输送基因、药物或化学信使方面取得新的突破。不同形状和化学成分的纳米粒子可以根据药剂师的选择追踪瞄准特定细胞并完成各种任务。

    研究人员利用一个由两部分组成的聚合物将DNA分子包装成纳米粒子，一部分带正电荷，使聚合物与DNA紧密相连。纳米粒子的表面有保护性涂层。动物试验表明，纳米粒子的形状能大大影响它实施基因治疗的效果。

    六、皮肤的保护性涂层

    人们在夏天每天使用的防晒霜含有二氧化钛和氧化锌纳米粒子，它们具有很强的反射性，能防止有害的太阳辐射直射皮肤。纳米涂层还能使纸张防水、服饰防污以及保护地毯，甚至有效地使各种表面防尘。

    七、食品供应中的纳米材料

    纳米技术最有争议、大概也最鲜为人知的影响是对食品供应的影响。纳米粒子可以用作杀虫剂或肥料，但有研究表明，它们有可能破坏庄稼甚至是灾难性的。

    对大豆的研究表明，氧化锌会在植物组织里累积。植物的根和根瘤能吸收和储存高度浓缩的纳米粒子，在施氮水平很高的情况下，植物仍无法固氮。