纳米技术

　　纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。

　　在纳米尺度(通常指1~100 nm)下, 物质具有量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特点, 展现出与宏观尺度下物质的物理、化学、光学、力学、生物学等不同或宏观不具备的特性。 纳米米科学技术是20世纪80年代末期崛起并正在迅猛发展的新兴交叉学科, 它的基本内涵是在纳米尺度上研究和利用物质的特性(包括原子、分子的操纵)、相互作用和纳米效应. 纳米科技涉及诸多学科领域,包括物理、化学、生物学、医学、材料科学、信息科学、能源科学、先进制造科学等, 是高度交叉的综合性学科, 也体现了前沿科学和高技术的融合, 对很多基础学科和应用领域都将产生重要的影响。

　　对于纳米材料的制备方法、性能及应用研究逐渐引起了各国科学家和政府的高度重视 。在世纪交替之际,有人预言,纳米技术可能成为下一世纪的主导技术,美国科学技术委员会则把“启动纳米技术的计划看作是下一次的工业革命的核心” 。之所以受到如此的重视, 是因为纳米材料和纳米技术的应用几乎涉及现代化工业的各个领域 。纳米材料是由纳米颗粒组成的 。纳米颗粒中的电子被局限在一个十分微小的纳米空间里, 电子运输受到限制,电子的平均自由程短 ,使电子的局域性和相干性增强。与宏观物体相比 ,纳米颗粒所包含的原子数大大减少 ,因此宏观固定的准连续能带消失, 能级分裂, 呈现量子化。这些实质性变化, 使得纳米材料在光、电、热、磁等物理性质方面和宏观材料有很大的不同 ,并展现出十分广泛的应用前景。

　　随着纳米技术对生物学领域的迅速渗透 ,医学以至人类的生活方式将出现革命性的变革 ,这一点在了解细胞的生命过程以及纳米技术的特征后是不难理解的。我们知道,细胞是生命的最小单位,同时又是一个活的微型机器, 其中的酶分子即是活的微型机器人 。蛋白构象的变化使酶分子中不同结构域的动作恰如微型机器人在搬动和重新安排底物分子的原子排列顺序。细胞中的结构单元是具有某种特定功能的微型机器 。例如 :核糖体是遵照基因密码的

　　指令安排氨基酸顺序制造蛋白质分子的机器 ;膜囊泡则按照信号肽的指令负责运送蛋白质到确定的部位 ;高尔基器负责对蛋白质进行修饰 ;蛋白质完成了功能使命后被贴上标签送去水解成氨基酸备用 。细胞的生命过程就是这样不断交替更新的。

　　虽然纳米材料的发展历史很短暂, 但它已经慢慢从实验室中进入到寻常百姓中 ,渗透到了我们衣、食 、住、行的各个方面。