微米和纳米科技材料

纳米技术,到底有何用处?

出品:科普中国

制作:山夕团队 唐媛

监制:中国科学院计算机网络信息中心

8月29日在北京召开的第七届中国国际纳米科学技术会议上公布的一项研究报告显示,中国已经成为世界纳米科技研发大国,部分基础研究跃居国际领先水平。

纳米技术,到底有何用处?

纳米技术(图片来自网络)

“纳米”是物质的长度单位,等于十亿分之一米。物质小到纳米尺度时,它在电子学、光学、力学等方面可能表现出超越、乃至迥异于大尺度物质的特点。

纳米尺度使得原本色彩黯淡的物体在纳米尺度下会呈现五彩斑斓,轻如蝉翼的薄片会变得坚韧似钢,优良的导体会变成绝缘体,普通的材料会发电发光……

纳米科技又什么用处呢?

疾病的早期检测与纳米药物

纳米材料由于有奇异的性能,在医药行业得到广泛应用。如根据量子点的荧光效应,磁性纳米材料的磁效应,纳米材料的吸附作用等,能够将检测的灵敏度大幅提高,有利于疾病的早发现。

纳米颗粒做为药物载体,具有高度靶向,药物控制释放,提高药物的溶解率和吸收率等优点。一些纳米材料也被证明本身即是高效的全新药物。

纳米技术,到底有何用处?

纳米颗粒做为药物载体

比如说,现有的肿瘤治疗方法是建立在杀死细胞的基础上,它同时也杀死正常细胞。中国科学家研制出一种纳米药物(含钆金属富勒烯),它并不直接杀死细胞,而是通过改变肿瘤细胞的生长环境,将其“监禁”起来,阻止它们继续生长和转移。这种药物有可能改变现有的肿瘤治疗方法。

纳米机器人

纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容,第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体,这种纳米机器人可注入人体血管内,进行健康检查和疾病治疗。

纳米机器人还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA,或把正常的DNA安装在基因中,使机体正常运行。

纳米技术,到底有何用处?

纳米机器人(图片来自网络)

医用纳米机器人目前还处在试验阶段,大到几毫米,小到直径几微米;但可以肯定的是,未来几年内,纳米机器人将会带来一场医学革命。

纳米存储器

科学家预测,不久的将来可以用一个方糖大小的存贮器装下相当于100个美国国会图书馆的纸本信息,并为此追求不懈。

中国科学家提出了一种纳米环磁随机存储器的原理型器件设计结构,并制备出新型纳米环磁随机存储器的原理型演示器件。这种设计有望成为下一代磁随机存储器件的核心技术之一。

纳米技术,到底有何用处?

纳米储存器

纳米绿色印刷制造技术

利用纳米功能材料亲水/亲油性质可控的特点,结合数字技术,中国科学家开发出无污染的绿色制版技术。

这种新技术从源头根除了印刷制版的污染,而且比传统技术的成本更低,印刷效果也更胜一筹。除了传统印刷领域,纳米材料还可以用于印刷电路板。

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纳米印刷

纳米催化

天然气是优质高效的清洁能源,主要成分为甲烷,它的选择活化和定向转化是当今催化领域中的一个难题。

中国科学家研制的纳米催化剂可以将甲烷直接并高效地转化为乙烯等有机分子,降低了污染和能耗,提高了能源利用率。

纳米技术,到底有何用处?

纳米技术

纳米科技已被公认是最重要、发展最快的前沿领域之一,这也标志着一个科技新纪元–纳米科技时代的开始。

纳米技术,到底有何用处?

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