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纳米技术有什么用途?

一、纳米技术有什么用途?

纳米技术的主要用途有:疾病的早期检测与纳米药物;纳米机器人;纳米存储器;纳米绿色印刷制造技术;纳米催化等。用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。

纳米技术,也称毫微技术,是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。用纳米材料制作的器材重量更轻、硬度更强、寿命更长、维修费更低、设计更方便。利用纳米材料还可以制作出特定性质的材料或自然界不存在的材料,制作出生物材料和仿生材料。

纳米技术的主要用途如下:

1、疾病的早期检测与纳米药物

纳米材料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。纳米颗粒作为药物载体,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。一些纳米材料被证明本身即是高效的全新药物。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。

2、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。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。

3、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。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。

4、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。这种新技术从源头上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。

5、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。

二、机器人可游走于血管中吗

纳米机器人。我看过一份科技报。科学家正在研究一种用于人体内部监测的纳米机器人。这种纳米机器人可以在人体血管内随血液流动进入人体各个器官

三、农业领域模仿叶绿体制造的纳米机器人将能直接利用太阳能制造食物运用了什么说明方法?

纳米机器人

① 纳米技术是指在纳来尺度的微小空间进行加工制作的技术。当这种技术与仿生学结合在一起时,会出现怎样的情况呢?

②仿生学是根据生物学原理而进行的,它是生物物理学的一个重要分支。物理学家总是模仿生物的行为制造各种灵巧的机器,飞机是模仿鸟类飞行的产物,照相机是眼睛的仿制品,智能机器人更是当前科学家热衷发展的技术。

③ 当纳米技术朝仿生学渗透时,其基本内容就是研制微型机器人,制造一些仅有数千个原子组成的机器,使它们可以在细胞水平的微小空间内开展工作。

④ 瑞典已经开始制造微型医用机器人。据报道,这种机器人由多层聚合物和黄金制成,外形类似人的手臂,其肘部和腕部很灵活,有2到4个手指,实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段。科学家希望这种微型医用机器人能在血液、尿液和细胞介质中工作,捕捉和移动单个细胞,成为微型手术器械。

⑤微型机器人的设计是基于分子水平的生物学原理。事实上,细胞本身就是一个活生生的纳米机器,细胞中的每一个酶分子也就是一个个活生生的纳米机器人。

⑥蛋白分子构象的变化使酶分子中不同结构域的动作就像微型人在移动和重新安排有关分子的原子排列顺序。细胞中的很多结构单元都是执行某种功能的微型机器:核糖体是按照基因密码的指令安排氨基酸顺序制造蛋白质分子的加工器;高尔基体是给新制造的蛋白质进行修饰的加工厂;加工好的蛋白质可以按照信号肽的指令由膜襄泡运送到确定的部位发挥功能;完成了功能使命的蛋白质还会被贴上标签,送去水解成氨基酸以备再用。细胞的生命过程就是一批又一批的功能相关的蛋白质组群不断替换、更新行使功能的过程,这些生命过程所需的一切能量来自太阳。植物叶子中的叶绿体是把太阳能转化成化学能从而制造粮食的加工厂;线粒体是把粮食中储存的太阳能释放出来从而制造能量货币ATP的车间;我们每人每天都要消耗大约相当于自身体重那么多的ATP分子,以支持我们的生命活动和繁忙的工作。细胞中发生的所有这一切都是按照DNA分子中的基因密码序列指令井然有序地进行的。

⑦纳来技术与仿生学的结合可以使生物物理学家仿照生命过程的各个环节制造出各种各样的微型机器人。可以预料,直接利用太阳能制造食物的机器很可能将在21世纪出现;利用纳来技术可以制造在血管中游走的机器人,以便专门清除血管壁上沉积物,减少心血管疾病的发病率;利用纳米技术还可以制造能进入组织间隙专门清除癌细胞的机器人,所有这些都已不再是天方夜潭。

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