关于纳米技术你应该知道的五个事实

    发布时间:2016-12-16 10:26:11   发布人:海略官网

    虽然我们或多或少的都听说过纳米技术,但它对我们来说仍然是谜一样的存在。我们既看不到它,更无法感知到它。有科学家说纳米技术将应用于药物。但一想到只有纳米大小的东西居然可以救命就还是觉得怪怪的。

     

    大家会疑惑:我们真的在自己都没有发觉的情形下用到了纳米技术吗?或干脆问到纳米技术在哪里呀?想象中属于未来的东西不知不觉已经在实现了吗?

    这些疑惑的答案分别是:是的;到处都有;多多少少已经在实现了。纳米技术已经在消费品、医疗、食品工程以及其他更多的领域找到了它的一席之地。事实上现在找出哪个领域没有用到纳米技术反而越来越难。而真相是纳米技术的潜在价值还远未开发出来。有许多重大突破还在实验研究阶段,只有其中一部分简单的纳米技术市场化了。所以还是跟着我们一起去发现那些已经影响和即将影响你世界的纳米技术吧。

     

    真相5:纳米技术可能会救你一命

    纳米技术在药物中应用或许将最令人激动。比如对于癌症,许多不断发展的治疗手段都是在细胞层面上对肿瘤进行攻击。一项具有广阔前景的研究表明金纳米粒子可以抵抗多种癌症。当把粒子的传递到肿瘤后,用红外激光枪射击,粒子就可以把癌细胞烤死。

     

    纳米粒子的递送是这类治疗手段最大的难题,特别是实现纳米粒子到恶性细胞而非健康细胞的靶向传递。一旦这个传递系统得到足够的改善(当然这并不容易),利用这些纳米粒子可以创造出一系列新型、非侵入性治疗肿瘤的方法,同时不会留下任何术后创伤。

     

    一种递送方法可能在于“纳米之星”,这是西北大学的科学家们一直在开发的微小的纳米金粒子。星形的粒子表面涂了一层称为DNA适体的药物。 (DNA适体:一种可以与特定目标分子靶向结合的DNA分子)。纳米星靶向定位与肿瘤细胞外壳上的蛋白质结合。蛋白质可以帮助纳米级入侵者直接进入细胞核。一旦进入细胞核,通过激光器发出的光可以使纳米星释放药物并开始作用于细胞核。不久后癌细胞会被消灭。

     

    无论传递机制如何,医生利用纳米技术可以实现无需进入病人的头骨去治疗脑癌,无需打开病人的胸部去应对肺癌。

     

    真相4:你可能正拿着它

    无论你正在什么类型的电脑或设备上读这篇文章,你都可能正享受着一些纳米技术。处理器和内存组件是由市场上常见的纳米材料制成的,在你的键盘、鼠标和设备外壳上也可以找到利用了纳米技术的抗菌涂层。

     

    在未来几年内,我们可能会开始见识到光子晶体制得的平板电脑的屏幕。它通过改变反射太阳光的颜色,而非依靠设备自身发光,使我们在阳光下阅读更加容易。有机发光二极管(OLEDs) 作为智能手机显示屏幕的通用标准已经摩拳擦掌准备取代液晶显示屏了(LCD)。未来某天,一层薄而透明的纳米粒子涂层可能会让你浸入水中的手机起死回生。

     

    很快,由于电池内使用了头发一般的纳米晶须,你的电子设备充电一次会比之前耐用三倍。在锂离子电池阳极材料中加入金属锡(锡在自然条件下卷曲为纳米晶须状),阳极的表面积会大大增加,这意味着阳极可以储存更多的电子。也就意味着你可以有更长的待机时间,打更多的电话与你的朋友们联系,不再受到手机充电的困扰。

    真相3:你可能已经穿着它

    2000年以来,时尚界就一直希望把纳米技术用在织物中。不管消费市场对T恤充电智能手机有多少冷漠,我们还是会看到类似的创意满天飞。公平地说,压电发电机的想法确实有一些实际价值。试想一下有一个帐篷,可以利用微风产生足够的电力来给LED手电筒充电。或者是一艘船可以利用每一瓣船帆给电池充电?这样一想纳米技术在织物中的应用开始真的变得有意义了。

     

    但并不是所有利用纳米技术的想法都能被很好的接受。一个可以杀死服装中异味细菌的新产品就受到了广泛的质疑和和关注。纳米银,正如其名字说描述是纳米尺寸的银颗粒。当体育服装设计师和不爱洗衣服的人发现纳米银可以防止衣服和其他产品运动后产生臭味时都激动不已。银粒子可以吸引令人讨厌的细菌,几乎把它们都撑破。问题是纳米银颗粒会不加选择的杀死所有细菌,又不能被污水处理厂除去(除去金属粒子主要利用有益细菌),结果表明残留的银粒子造成了鱼类和其他生物体的出身缺陷。所以纳米银处理过洗涤产品可能会带来严重的环境影响。

     

    2011年末,美国环境保护署(EPA)只允许有限的纳米银产品,直到其安全性可以得到证实——但这一决定还是导致了公众诉讼。纳米银粒子被EPA视为农药的事实,如果这没令你毛骨悚然,也会让你把它穿在你的身上之前再三思量。突然之间觉得洗衣日看起来更诱人了。

    真相2:它通常是一种仿生学的形式
    你想要一双不吸水的裤子吗?那来一个非粘性胶垫让你可以在玻璃墙上爬行怎么样?你现在就可在商场买到那些漂亮的裤子了。但是你可能要选对实验室工作才能实现蜘蛛侠的梦。是的!这是两个生活中用到纳米技术的实例,但是它们在科学家注意到之前就在自然界中存在好久了。让我们一窥究竟。

     

    多年来,纺织工业一直在努力开发有效的防污面料,把它看作是那些草率吃东西的人的保护。只有当他们开始使用纳米晶须时,那些飞溅的汤汤水水才真正不再浸入到面料上。如果你曾看到过雨滴滑过荷叶表面,或许多其它在潮湿的地区生活的大叶植物,那你其实就看到了自然界中纳米晶须在起作用。树叶覆盖着纳米级绒毛支撑着水滴,阻止它们被吸收或吸附在叶子表面。通过给纤维中添加纳米管,制造商可以生产出防水的棉花、羊毛或合成纤。

     

    至于墙上行走设备,这是加州大学伯克利分校Robert Full的研究团队的科研成果。他们在研究壁虎脚趾的时候,发现壁虎的每个脚趾都覆盖着更多的纳米级的绒毛。这些绒毛非常细小和丰富以至于它们可以利用范德瓦尔斯力(分子间附着力)吸附在光滑表面上。生物学家Full和其他工程师复制出了壁虎脚上的绒毛,创造出可使人类在建筑物外表面攀爬的手垫。

     

    纳米技术即将到来的发展可能会直接取自于大自然。最困难的部分是设计出补充生命世界的产品,而不是伤害世界的产品。

    真相1:它可能就在你的食物和私人用品中

    食物是很多人把他们喜爱的东西和对纳米科技的兴趣划清最后界限的地方。很多人都不惜支付额外的费用,只为确保他们的食物在生长时是有机的、符合伦理的。他们甚至都不愿意去想象一下摄入纳米粒子的场景,所以让我们在吓尿之前,先看看食品和其他消费品中有哪些纳米技术的实际应用吧。

     

    包装和贮存:纳米技术食品包装保证食品在一个更密封甚至无菌贮藏体系中保存更长的时间。环顾四周你会发现市场上大量的冰箱都使用了纳米银涂层来杀死细菌,甚至一些可重复使用的食品容器中也用到的纳米银涂层。

     

    味道、颜色和营养:你可以在原子和分子层面上对食物进行加工来改变它的味道、外观和营养。支持者说这可能意味着转基因食物会提供一系列吸引人的营养价值(这对得不到足够的营养补给的贫困地区可能是个好消息)。然而,反对者声明他们一听到“转基因食品”的字眼就对接下来的具体食物不感兴趣了。

     

    改良药物:我们以糖尿病为例。纳米管将有一天取代针刺血液测试,同时药物中的纳米颗粒可设计为根据血糖水平实现药物精准释放。虽然药物水平还没发展到那个阶段,但是对于艾滋病患者、偏头痛患者来说,可以根据患者身体状况分配需要剂量的药物是一个很有前途的想法。

     

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