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纳米技术范文精选

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纳米技术探析

摘 要: 纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,是现代科学和现代技术结合的产物。纳米科学技术将引发一系列新的科学技术,将对社会的发展作出更大的贡献。

关键词: 纳米技术意义展望

一、纳米技术的内涵

纳米技术是一门在0.1―100nm空间尺度内操纵原子和分子,对材料进行加工、制造具有特定性能的产品,或对物质进行研究、掌握其原子和分子的规律和特征的高新技术学科,被认为是“今后十年最可能使人类发生巨大变化的十项技术”之一。

纳米技术包含下列四个主要方面:(1)纳米材料。当物质到纳米尺度以后,即0.1―100nm这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子,又不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。(2)纳米动力学。主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等。用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺,特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百μm,而宽度误差很小。(3)纳米生物学和纳米药物学。如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子,dna的精细结构,等等。纳米生物学发展到一定技术时,可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞,并可以吸收癌细胞的生物医药,注入人体内,用于定向杀癌细胞。(4)纳米电子学。包括基于量子效应的纳米电子器件,纳米结构的光/电性质,纳米电子材料的表征,以及原子操纵和原子组装,等等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷。更快,是指响应速度要快。更冷,是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度,纳米技术是建设者的最后疆界,它的影响将是巨大的。

二、研发纳米技术的重要意义

在充满生机的21世纪,信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求,元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小;航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新,以及在此基础上诱发的新技术、新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域,纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象,也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来,纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如,存储密度达到每平方英寸400G的磁性纳米棒阵列的量子磁盘,成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器,价格低廉。高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件,用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世,充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。

研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次,是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度(0.1―100nrn)与物质中的许多特征长度,如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当,因而纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子,又不同于宏观物体,从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象,认识新规律,提出新概念,建立新理论,为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础,也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题;纳米结构设计,异质、异相和不同性质的纳米基元(零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝)的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点,人们可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。

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纳米中医药技术

摘要:纳米科技是近年迅速发展起来的前沿科技领域,经济的发展和社会的需求,纳米技术被应用于中医药,纳米技术与中医药技术结合起来也是目前比较热门的研究之一。不但为了解决老百姓看病难,看病贵的难题,国家研究人员提出了发展纳米中药化是中国在医学上的一个重大的举措,纳米中医药是医学上的一个崭新的学科。

关键词:纳米,中医药,经济,技术

引言:通过现在的问题反映,首先提出一些纳米技术的需求,再而阐述了纳米中医药的现状接着提出纳米中药化的好处和现在存在的一些问题,通过笔者的分析,一步一步的摄入了纳米技术在当前中国的国情来说要发展,提出一些相对的解决方法。引入纳米技术是社会的要求。最后说明自己的观点(总结)。

随着经济的发展,环境问题变得越来越严重。从而导致发病率变得越来越高。如果还是单靠过去的一味中药很难把病情完全治好。加上现在环境问题的特为严重和社会的需求量增多。很多中药材都是靠人工培育,但人工培育的功效始终比不上天然的。虽然实行了中医药的政策,解决了老百姓的看病难,看病贵的问题。但始终是不能从根本解决问题。加上纳米技术的进一步发展,因此将纳米技术融入中医药是社会的要求,社会的主流。纳米技术使中医药的药效得到更好的发挥。

那先由我们看看纳米中医药的发展

纳米中药制备技术的研究现状

医学上的发展就目前来说,提出最多的是中西合作和中医药现代化,但我们在中医药的现状中发现很多问题,例如上面所提的民生问题,为此我们要想一下有没有更好的方案解决目前的问题,随着经济的发展我,我国的纳米技术已达到一定的程度,并取得一定的成效,为使中药面向世界,并形成医学科新的经济增长点,应将现代的高新技术引入到中药制剂之中。随着科学技术的飞速发展,中药的现代化生产已成为现实。纳米技术的出现使得超微粉碎成为全世界各个生产领域的先进技术,日益显现出它强大的生命力和蕴藏的无穷财富。对于中国的国药—中草药尤为如此。可以说中药超微粉碎是中药的一次飞跃性革命。如果中国能胜利的打完这场“革命”,在医学生又是一个新的焦点。纳米技术是如何引进中医药中呢?首先注意的是纳米粒制备的关键是控制粒子的粒径大小和获得较窄且均匀的粒度分布,减小或消除粒子团聚现象,保证用药有效、安全和稳定。

根据目前的科技情况。纳米药物粒子的制备技术可以分为三类,机械粉碎法、物理分散法和化学合成法。通过宏观到微观的转型,实现了微观世界的并且是医学界的狂飙式发展。

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纳米技术隐疾

一个印刷车间有七名女工相继发病,其中两名女工去世。种种迹象,将女工致病、致死的元凶,指向车间工作环境中存在的纳米材料

这是一个小型印刷厂车间,面积只有70平方米左右,不到两节地铁车厢那么大。车间有七名女性和一名男性工人,每天的工作是将一种白色涂料喷到有机玻璃板上。

不幸很快就降临在这些工人的身上:七名女工相继发病,其中两名女工去世。

在2009年9月号的《欧洲呼吸杂志》(European Respiratory Journal)上,首都医科大学附属朝阳医院(下称朝阳医院)医生宋玉果及其同事发表研究论文称,上述女工“所患的可能是‘一种与纳米材料有关的疾病’”。

这大概是全球首宗关于纳米颗粒可能致命的临床毒理病例报告。论文的发表,在国际学术界引发了一场小型“地震”。无论那些与纳米技术有关的学术会议,还是科学新闻网站和科学家博客,中国女工之死和纳米安全都是激烈争论的话题。

喷涂车间悲剧

从研究论文披露的情况看,七位女工的年龄在18岁至47岁之间,平均不到30岁,在车间工作的时间从5个月至13个月不等。患病之前,她们的身体健康状况良好。

2007年1月至2008年4月期间,这几位女工被送到朝阳医院职业病与中毒科救治。这个科室专业水准较高,其医生经常被派往中国各个地方,协助处理血铅超标、重金属污染等职业安全事件。

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纳米技术与园艺

摘 要:本文主要将近年来纳米技术在园艺方面的应用做一综述。首先简单介绍了纳米技术,然后就纳米技术在园艺上的应用——植物生长调节、园艺产品保鲜、病虫害防治及纳米肥料方面的应用分别阐述。

关键字:纳米技术;园艺植物;应用

纳米科技是20世纪80年展起来的交叉、前沿的新兴学科领域,将对未来的科技、经济和社会发展产生重大影响。纳米技术,是指在1~100nm尺度上,研究物质的结构和性质的多学科交叉的前沿技术,其最终目标是用分子、原子以及物质在纳米尺度上的特性,制造具有特定功能的产品,实现生产方式的革命。近年来,纳米技术正在向生物医药、信息、能源和环境、航天航空、海洋、国防等高科技领域渗透,显现了其广泛的应用性和较强的市场潜力。因此,各国政府和企业都不惜投入巨资研究并开发纳米技术,占领战略制高点,抢占世界市场[1]。

纳米微粒自身具有特殊的性质,有着广阔的应用领域,因此纳米微粒的制备引起了广大的关注。纳米技术与生物技术相结合,并应用于生物领域,便形成了一种新的多学科交叉技术,即纳米生物技术。纳米生物技术是一个正逐渐发展的新兴领域[2]。近年来,纳米技术在园艺上的应用主要是植物生长调节剂、温室大棚薄膜、温室保温毡、生物微肥、果蔬保鲜、高效杀菌剂抑菌剂。

1 纳米技术在调节植物生长方面的应用

植物生长调节剂是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质,用于调节植物生长发育的一类农药,包括人工合成的化合物和从生物中提取的天然植物激素。经过纳米生物技术处理后,植物生长调节剂颗粒粒径减小,因此可以更有效地被作物吸收,提高它的利用率。

三十烷醇(TA)纳米制剂处理后,对幼苗生长促壮效应更明显,表现在增加苗高、根长、根数以及增加叶片鲜重、提高叶绿素含量、增加酶活性。以相同浓度的TA原剂为对照,TA纳米制剂均在不同程度上比原剂的作用效果好[3]。

2 纳米技术在园艺产品保鲜方面的应用

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纳米技术论文

技术摘要:在过去的十年里纳米科学的首次浪潮澎湃而过。在此期间,国际、国内以及香港的学者已向世人证实他们可以采用“build-up”或“build-down”的办法制造大量的纳米管、纳米线以及纳米团簇。这些努力已经表明,如果纳米结构能够低廉地制造,那我们就会有更丰硕的收获。尺度小于20纳米的结构会展现非经典的性质,这提供给我们一个用全新的想法来制造功能器件的基础。在半导体工业,制造结构尺寸小于70纳米器件的能力允许器件的持续微型化。在下一个10年中,纳米科学和技术的另次浪潮将可能来临。在这个新时期,科学家和工程师需要展示人们对纳米结构的期待功能以及证实他们的进一步的潜力,拥有在纳米结构实际器件的尺寸、组份、有序和纯度上的良好控制能力将实现人们期望的功能。在本文中,我们将讨论纳米科学和技术在新时期里发展所面对的困难和挑战。一系列新的方法将被讨论。我们还将讨论倘若这些困难能够被克服我们可能会有的收获。

关键词:纳米科学纳米技术纳米管纳米线纳米团簇半导体

NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution

Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.

Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor

I.引言

纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如,美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%,达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是,纳米结构(尺度小于20纳米)足够小以至于量子力学效应占主导地位,这导致非经典的行为,譬如,量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外,亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念,例如,单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是,在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向(2001)“杂志,2005年前动态随机存取存储器(DRAM)和微处理器(MPU)的特征尺寸预期降到80纳米,而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而,到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小,而且要求全新的器件设计和制造方案,因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小,量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加,这是我们不想要的但却是不可避免的。因此,解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件,以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件,我们肯定会获益良多。譬如,在电子学上,单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处,他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作,这导致超低的能量消耗,在功率耗散上也显著减弱,以及带来快得多的开关速度。在光电子学上,量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点,其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上,纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子,而且开启了细胞内探测的可能性,这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用,比如,铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等,也已经被提出,可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之,无论是从基础研究(探索基于非经典效应的新物理现象)的观念出发,还是从应用(受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使)的角度来看,纳米结构都是令人极其感兴趣的。

II.纳米结构的制备———首次浪潮

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纳米新技术应用

纳米是一个比微米小得多的计量单位。纳米技术是指在纳米范围内研究物质的结构及其变化规律,并应用于生产生活之中的技术。

当今科技的发展要求材料的超微化、智能化、元件的高集成、高密度存储和超快传输等特性为纳米科技和纳米材料的应用提供了广阔的空间。美国制定的“国家纳米技术倡议”(NNI)中所列纳米科学与技术涉及的领域很宽泛,但最基本的有三个,即纳米材料,纳米电子学、光电子学和磁学,纳米医学和生物学。

2004年~2008年,世界纳米复合材料市场的年均增长率为18.4%,纳米复合材料市场将从2003年9080万美元增长到2008年2.11亿美元。世界聚合物纳米复合材料市场中,热塑性材料市场将从2003年7000万美元增长到2008年1.75亿美元,热固性材料市场将相应从2000万美元增长到2800万美元。

发展纳米科技存在科学理论、科学方法、科技创新和高风险等难点。以国家目标为导向,纳米器件的研制和集成是纳米科技的核心,纳米材料制备和研究是工作重点。

纳米磁性材料及应用

项目简介:纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料,其原因是关联于与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量级,例如磁单畴尺寸、超顺磁性临界尺寸、交换作用长度以及电子平均自由路程等大致处于1-100nm量级,当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时,会呈现反常的磁学性质。

磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防,国民经济的方方面面紧密相关,磁记录材料至今仍是信息工业的主体,磁记录工业的产值约1千亿美元,为了提高磁记录密度,磁记录介质中的磁性颗粒尺寸已由微米、亚微米向纳米尺度过度,例如合金磁粉的尺寸约80nm,钡铁氧体磁粉的尺寸约40nm,进一步发展的方向是所谓“量子磁盘”,利用磁纳米线的存储特性,记录密度预计可达400Gb/in2,相当于每平方英寸可存储 20万部红楼梦,由超顺磁性所决定的极限磁记录密度理论值约为6000Gb/in2。近年来,磁盘记录密度突飞猛进,现己超过10Gb/in2,其中最主要的原因是应用了巨磁电阻效应读出磁头,而巨磁电阻效应是基于电子在磁性纳米结构中与自旋相关的输运特性。

项目负责:中国工程院。

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纳米技术的风险

美国华盛顿的“纳米新产品项目”机构的统计数据表明,目前全球使用纳米技术的产品有几百种(截止到2006年12月份已经有356种),有些意外的是,至今几乎都没有关于纳米技术安全性的最终结论,与之相关的风险评估和行业标准似乎也没有出台。大众好像都以非常乐观的态度看待这项新技术,对它寄予厚望,期待一场新的产业革命,都有意无意地忽略了它身后潜在的阴暗一面。但与此同时,一些科学家却已经对纳米技术可能给环境和人类健康带来的风险产生了担忧。

纳米技术竟然有害?这不是危言耸听。纳米技术最大的优势很可能也是它最大的劣势,即纳米级别的尺寸。当纳米颗粒小到连实验室的滤器也无法赶上时,就会散入自然,随产品的使用、分解而释放或流入、渗入到大气、水体和土壤中,通过水和风等媒介在自然界扩散而产生污染和危害。研究表明,纳米材料可以通过土壤以极快的速度转移至水相中。一旦进入水体,由于食物链的原因,纳米颗粒物会对水体生态环境造成很大的影响。虽然纳米材料在环境中的存在形式及其沉积分解均鲜有报道,但抬头看看我们身边已经不再蔚蓝的天空,主要成因就是空气中存在大量的悬浮物粒子,它们其中有很大一部分是纳米级的,这些粒子不仅造成了城市上空“棕色云”的笼罩,灰霾天气增多,也使得人群的污染暴露大幅度上升。空气污染,或者说空气中的纳米悬浮颗粒可诱发一些易感人群出现肺部或心血管等疾病,造成死亡率增加。研究发现,在健康人群呼吸道中纳米颗粒物有较高的沉积率,而在患有哮喘和慢性阻塞性呼吸系统疾病的人群中沉积率更高。纳米颗粒物可以诱导明显的呼吸炎症反应,导致肺组织病理学改变,对心血管系统的效应包括血液凝集、系统炎症和呼吸功能丧失等。

因为纳米物质只比原子、分子大一点,所以能透过人体细胞膜进入细胞内部,甚至嵌入人体的DNA当中,直接影响我们身体的遗传信息传递。当纳米物质通过皮肤表面进入血液中,或通过呼吸进入气管和肺部,积累到一定程度,就可能会对我们造成一定的伤害。而这种伤害甚至超过了我们的想象:纳米颗粒可以透过“血一脑屏障”、胎盘屏障等,伤害到中枢神经系统以及胎儿。长期以来我们一直认为各种组织屏障牢不可摧,可以有效阻止有害物质以及超细粒子通过,但面对纳米颗粒,这些天然屏障却都变成了“马其诺防线”。

而且,经国内外多家研究单位研究证实,很多纳米材料的毒性并不是本来就有的,反而是在变成纳米级过程中,物理、化学等性质发生变化时形成的。如黄金呈块状时是惰性的,但其颗粒尺寸达纳米级时,黄色的金属会变成蓝色,并可能与DNA黏合在一起。这就是“纯粹”的纳米技术惹的祸。更加复杂的是,纳米粒子的粉末或液体具有一定范围内的许多不同尺寸,从几个纳米到几百个纳米。纳米粒子具有聚合的趋势,由少聚多,由小变大,聚合的纳米粒子拥有同单个纳米粒子不同的行为。这无疑增加了研究的难度。

纳米物质毒害作用的具体生物学机制还不是很清楚,它们进入生物体内可能引起噬菌细胞(吞咽并消灭外来物质的细胞)的“过载”,如同车辆超载,从而引发防御性的发烧和降低机体免疫力。它们也可能因为无法被降解或降解缓慢,而在某些器官里集聚。还有可能是它们同身体中一些生物过程发生反应,比如影响蛋白质发挥正常功能,进而影响细胞功能。由于纳米粒子具有极大的表面积,会立即吸附它们遇到的大分子,这本来是纳米物质的一大优势,但这种情况下进入细胞内的纳米粒子的破坏作用则更加强烈。近期英国著名的《自然》杂志报道:“最近一些检测纳米物质毒性的细胞培养物和动物研究显示,纳米物质的大小、表面、可溶性,可能还有形状,都是决定它是否对人体有害的因素之一。”

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纳米技术与癌症

纳米技术是科学研究中最受欢迎的领域之一,在医学研究中尤其如此。癌症治疗的常规手段是手术、化疗和放疗。不幸的是,这些手段都可能引起一系列副作用,包括脱发、消化不良、恶心、乏力和口腔溃疡等等。而科学家相信,纳米棒也能在癌症治疗中有所作为。如果能用黄金纳米棒装载抗癌药物,它们就能准确攻击癌瘤。这种疗法可能意味着更少的副作用和用药量。纳米棒也能搭载靶向药物或缓释药物。有效剂量的药物可能被传送到准确圈定的身体部位,且药物被设计成缓释以确保最好疗效和安全性。

这些疗法旨在利用纳米技术的威力和癌细胞的贪婪。眼前有什么,癌细胞都喜欢吃,包括装了药物的纳米棒。这方面的一项实验使用了经过改造的细菌细胞,它们的大小是正常细胞的20%。这些细胞装载的抗体与癌细胞结合,然后释放自己携带的抗癌药物。另一项实验使用纳米棒作为其他疗法的辅助手段。纳米棒被癌细胞吸收,然后用磁场加热癌细胞,使之弱化。被弱化的癌细胞更容易被化疗药物攻击。

听起来有点怪,但一种蓝色染料(酞化青染料,或称苯二甲蓝染料)的确已被用来与黄金纳米棒配对以攻击癌症。酞化青染料会与光线发生反应。纳米棒把染料直接带给癌细胞,而正常细胞排斥染料。一旦纳米棒到达指定部位,科学家就会用光线“激活”它们去摧毁癌瘤。利用光触发染料治疗皮肤癌的疗法已经问世,科学家现在正在研究运用纳米棒和染料治疗身体内部的癌瘤。

虽然纳米棒的运用越来越广泛,但是一些科学家已在担忧它们对健康的副作用。纳米棒很小,这让它们几乎能穿透一切。这对癌症治疗来说当然很好,但纳米棒可能会伤害健康细胞和正常DNA。科学家也担忧纳米棒的处置问题。进入水或总体环境的纳米微粒根本无法被追踪,它们有可能造成负面影响。因此,需要找到对这些纳米微粒的处置技术。黄金纳米棒是医学研究中的一个热门选择,但还有其他多种纳米微粒正在使用和研发中。一些科学家呼吁,对于纳米微粒的优缺点及相关问题,都必须深入研究。

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纳米硒――纳米技术的领先产品

张教授文章中英文摘要

全世界的首篇纳米硒的论文就是中国科学家撰写的。1997年纳米硒问世之后,1998年经鉴定申请了国家专利,1999年第二次鉴定后由四通纳米港迅速产业化,逐步被人们所认识和接受。我去香港讲学,就有人问我要这个产品,他们反映台湾也在搞这个项目推广,而这个项目是推向实用化进程最快的一个项目,也是将源头创新和市场接轨最好的事物。所以说,这样一个产品理应受到政府的重视和支持。

Chinese scientists first reported the properties of nano selenium after obtaining its patent right. Stone Nano Technology Port Ltd. rapidly invested for this novel technology and the product in the form of health food has gained good reputation it warrants. While I was in Hong Kong for academic activity, many people there told me they enjoyed this product, they also said it was popular in Taiwan. The project is innovative, moveing-fast, highly integrated into market. Thus, such a product ought to be paid attention and be supported by government.

纳米科技发展速度之快出乎了大家的预期,尤其是实用化技术的进程大大加快。比如,美国的目标是到2010年纳米科技的GDP达到10000亿美元,并培养80万人真正懂纳米科技。并且纳米生物学会比美国上一届总统克林顿估计r 20年发展历程缩短5年左右。目前美国有大量实验室和风险投资正式对源头创新进行投入,生产方式在纳米组合空间得以体现,其中美国硅谷由政府支持建立全球第一条芯片生产线,这条生产线生产的芯片是人的肉眼看不见的、尺度只有100纳米、而且计算速度提高1000倍。此外,在新材料领域及医药领域的纳米技术的应用也有很大突破。

现在各国都致力于纳米技术和纳米产业发展,美国的发展是全面的,而日本主要致力于纳米机器人的发展,德国则定位于环境和能源,英国定位于医药领域的应用,法国重新建立国家纳米中心。总之纳米实用进程加快了,并将成为各国竞争的焦点。

客观来说,中国的纳米科技起步早,在纳米科技基础研究方面与国际水平相差不大。但我国要真正将纳米技术转为财富、使纳米为我国GDP做贡献,还面临三大问题:其一,我国的纳米技术缺乏实用化进程、缺乏市场目标做牵引、缺乏进入市场具体规划,没有适合本国纳米发展的领域;其二,纳米技术应是多学科交叉的,科学家应该能组织在一起进行纳米技术的应用,这样才能迅速集成技术进入市场,而我国是各干各的;其三,我国前一段时期市场上出现炒做概念、乱用概念,错误地低估纳米技术,其实我们要认识到,纳米不使性能提高便一钱不值,不能将性能提高和纳米科技内涵脱离开来。

那么我国纳米技术有没有领先呢?有。譬如纳米硒,是世界上为数不多的纳米技术的领先产品,在硒的研究方面中国本身就具有领先水平,全球硒的膳食标准就是中国参与制订的,而且硒又是普遍看好的一个事物,它对免疫力的提高、维持新陈代谢的平衡及防止癌症起到了别的元素不可替代的作用。缺碘会导致大脖子病,缺钙会导致骨质疏松,缺铁导致贫血,那么缺硒导致多种疾病的高发。当然微量元素过量补充也会有反作用。过去人们对硒的副作用看得过高,其实这是过量补充造成的后果。

客观认识硒的作用,那么目前对硒的更高要求是什么呢?我认为主要纳米集成技术加工后使硒变成人体易于吸收的营养,避免硒带来的副作用。传统补硒医学上是非常慎重的,因为有益含量和有害的差得太近了,所以,在医院一般是非吃不可、如癌症放化疗患者才能补硒。而纳米硒具有低毒、高效的功能。这也是对纳米生物学一个相当高的要求。

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配方技术Q&A:纳米技术

编者按:配方技术Q&A节选自《化妆品和盥洗用品》(C&T China),在这个专栏中将会列举一些配方技术中经常被问及的问题,并请行业内富有经验的国内外专家予以解答。读者若希望提交问题寻求答案,或对本专栏及杂志有任何意见或建议,请发送邮件至。

提问:我能否安全地在产品中使用纳米技术?它目前是否对消费者有风险?

徐良教授解答:大约在10年前,粒径在30-60纳米范围的超细二氧化钛或氧化锌就开始进入国内化妆品配方师的视线,记得最早进入中国的这类原料以日本与法国产居多,而且很多纳米级的二氧化钛(或氧化锌)是经过表面处理的,有的是聚二甲基硅氧烷为代表的亲油性处理,有的则是亲水性处理,目的有两个:其一是经过表面包覆处理的纳米级的二氧化钛(或氧化锌)使二氧化钛(或氧化锌)不直接与皮肤接触,提高了它使用的安全性(主要是避免了一些可能存在的重金属与皮肤的接触),其二是处理过的此类颜料具有了亲水或亲油性,在体系中更容易均匀的分散而不必在使用前用胶体磨将其分散在甘油或其他溶剂中。

此类纳米级的二氧化钛(或氧化锌)与我们在以前用的传统粒径的二氧化钛(或氧化锌)相比,它的防晒能力大为提高,另外,由于其小于可见光波长的超细粒径,它们涂在皮肤上不再是90年代初我国传统“增白粉蜜”产品那种白白的厚重感的遮盖,而是一种略显蓝光的透明质感效果,很受配方师与消费者的喜爱。

诚然,在人们看到纳米级二氧化钛(或氧化锌)的突出优点的同时,人们也在研究它们可能对人的潜在危害,到目前为止这种研究一直没有停止过。虽然有些还没有一致的结论,但是较为被大多数人接受的观点正如Johann W.Wiechers博士所言:为了避免其吸入毒性对人体的伤害,尽量避免在爽身粉等粉状产品中使用,不必过于担心纳米级的二氧化钛(或氧化锌)的透皮影响。

在此我还要提醒各位,在配制防晒产品时,我们还要注意纳米级的二氧化钛(或氧化锌)所具有的光催化作用可能对配方中其它化学成分稳定性的影响,建议事先进行光稳定试验考察;配方师应尽量选用采用稳定的材料(如聚二甲基硅氧烷)包覆的此类原料,不仅仅是由于使用上的便利,还有安全上的优势。

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