纳米和你有什么关系?
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策划人语
1959年，美国物理学家理查德·费曼曾大胆提出设想：“如果有一天可以按照人的意志安排一个个原子的话，那将会产生怎样的奇迹？”而今，因纳米科技而产生的奇迹不仅在不断发生，并且纳米带给人类生活的震憾，丝毫不逊于计算机技术的影响力，并且将更深刻、更广泛、更持久。
科学家们认为，纳米不仅小得可爱，而且威力无比、很有力量。它将会带来21世纪的一次产业革命，并且将深刻地影响人类的生活。
本刊在2012年第6期对北京怀柔纳米产业园做了报道，但纳米技术如何渗透到我们的衣、食、住、行、用等各个方面、如何改变你我的生活？在不远的将来，像现在“银河”那样的巨型计算机可以小到随手放进口袋；而美国国会图书馆的全部信息，可以压缩到一块糖那么小；纳米机器人可能进入我们身体的任何地方，帮助清除垃圾和病灶；甚至星际旅行也将因为有了纳米技术而变成现实……有了纳米技术，这一天看上去并不遥远。您相信吗？
茶杯摔不碎、衣服不用洗、机器人可以到人体内部给人治病，这一切听起来像是天方夜谈，但是因为有了小而可爱的纳米技术，一切成为了可能。纳米技术看似神秘，其实，在今天，它已经走进了你我的生活，悄悄渗透到我们的衣、食、住、行、用等各个方面……
纳米“生物炸弹”直击病灶
设想一下，未来您去医院看病既不用打针，也不需要吃药，这样就能治好您的病，您会相信吗？比如让微小的纳米粒子将癌症“烧煮”后从体内驱赶出去；药物像“精准的炸弹”一样，只在病灶靶心处引爆起作用；纳米级粒子使药物在人体内传输更加方便；在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应……这一切不只是想象，不久的将来，科学家将这些理论会变成可实际应用的治疗方法。
国家纳米材料科学中心研究员蒋兴宇激动地说：“纳米技术将带给医学一场前所未有的技术革命，它将大幅度提高人类健康和保健的水平，可以预见，不久的将来纳米医学将可望在许多方面得到突破和应用。”
举个例子，比方说感冒，大家感冒吃药，现在病人吃一次药可以管12个小时。说不定将来用纳米技术做成的药物吃一次可以管一周，也就是说一次感冒你吃一次药就足够了，这就是常说的纳米缓释技术。
还有呢，利用纳米技术，你可以让用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体。这种智能药物能直接到达原来到达不了的病灶部位，人们通过操纵智能药物，可使纳米微粒在人的身体病灶部位聚集并进行有目标的治疗，这就是常说的靶向药物，它能控释纳米微粒载体（俗称“生物导弹”）在病灶处引爆，这种用纳米定向技术输送药物治疗效果神奇。
现在的医疗水平，一般是等到疾病发展到一定程度的时候，疾病才能被诊断出来。如果疾病能早检测、早知道、早治疗的话，显然对治疗是有好处的。就像美国前总统克林顿曾经说过的那样，如果说癌症还只有几个细胞大小的时候就能被发现，那么癌症就没那么可怕了。纳米技术使得这种设想有可能变为现实，因为纳米技术的检测灵敏度特别高。未来，使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病；纳米技术会让医生只检测几个细胞就能判断出病人是否患上癌症……
这些听上去似乎是天方夜谭的畅想，未来将逐渐变成现实。蒋兴宇研究员和他的团队使我们看到了利用纳米技术的希望。蒋兴宇激动地介绍说，2010年的一天，他和他的团队在大量研究中偶然发现了“黄金组合”——“纳米颗粒+药物前体小分子”。这种新型纳米材料是将本身无活性的嘧啶类药物前体小分子修饰于金纳米颗粒，使其显示优良的抗菌活性，从而攻破了“超级细菌”（随着抗生素的滥用，一批曾是“孱弱之躯”的细菌经历优胜劣汰，躲过抗生素的灭杀，数代繁殖后逐渐练就了一身“铜墙铁壁”，形成了所谓的“超级细菌”）的金钟罩、铁布衫。与现有抗生素相比，这种纳米材料很难诱导细菌产生耐药性。
“我们发现它是非常偶然的，但是我们抓住了这个偶然的机会。没有预期它对耐药菌的作用这么好。”
那么，这种作为新型抗菌体的纳米颗粒，是不是就能取代抗生素呢？蒋兴宇摇了摇头说：“纳米材料在耐药性方面可能会优于抗生素，但现在还需考虑的问题是纳米材料对人体的作用。” 据介绍，纳米颗粒对人原代细胞生理活动并无显著影响，但还需要根据更全面的实验来进行分析。最终能否对“取代”这一说法盖棺定论，还需在今后继续进行动物实验再到人体试验来加以验证。
“芯片上的实验室”守护食品安全
眼下，随着一系列食品安全事件的爆发，各种食品安全问题成了老百姓关心的焦点。大家要问，如果有准确、迅速、简便的检测方法，老百姓在选择食品的时候就有守护神了。2008年9月，我国爆发三鹿婴幼儿奶粉受污染事件，罪魁祸首三聚氰胺开始浮出水面，蒋兴宇说，“纳米技术运用于三聚氰胺的检测，表密度更高，选择性更好，速度更快，这是它较之前检测办法的优势。”这项技术便是微流控芯片，也被形象地称为“芯片上的实验室”。
微流控芯片的主要特点是能够使样品、试剂和能量消耗大大降低，缩短检验时间，提高分析检测的效率。特别是很多种基于免疫分析的检测方法，都可以利用微流控来克服常规免疫分析的缺点，大大降低检测成本。
除了灵敏度高、通量大、特性好等优点，微流控芯片之所以被称为“芯片上的实验室”，还源于其最大的魅力——小型化。这相当于将一个大型的实验室及实验设备搬迁至一个小小的芯片之上，使得普通消费者不再需要去检测中心花费大量的时间和财力进行像食品添加剂等物质的检测。这无疑是对检测技术的一场革命，为该检测技术走向千家万户提供了可能。
“就好比将我们过去很大的台式机电脑变成了现在的笔记本电脑，甚至手机的功能也远远超过了过去台式机电脑的功能，这都是小型化的过程。”蒋兴宇解释说，“我们希望能够将检测小型化，而这项技术的应用领域也非常广，可以做三聚氰胺检测，可以做艾滋病检测，可以做生化检测……长远来看，甚至食品安全的监测都可以依靠这个技术。”
蒋兴宇介绍说，微流控芯片目前大部分仍处于比较基础的研究阶段，还有一些技术上的难题没有完全解决，比如样品的前处理，部分信号的读出，分离、分析等。“目前信号的读出还需要借助一些大型仪器，我们希望能创造出一种像PH试纸一样高灵敏度的肉眼检测方法。”