以小搏大--生物医药学中的纳米科技

文章对国内外纳米技术在生物、医学上应用的最新进展做了评述，所涉及的领域包括磁性纳米粒子标记、发光量子点与胶珠标记、微流体测量、药物体测量、药物传递与辅助治疗、生物分子或DNA的标记与测量，并对未来的发展提出了自己的看法。     

纳米科学和技术

 一、纳米技术的诞生近几年来,一些纳级(ｎａｎｏｓｃａｌｅ)的物理量频繁见诸于报端,如纳秒(ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ)、纳安(ｎａｎｏａｍｐ)、纳克(ｎａｎｏｇｒａｍ)、纳米(ｎａｎｏｍｅｔｅｒ)等。其中最有魅力的是纳米。因为它关联着一门新的科学技术-纳米科学和技术,有时也称为纳米技术(ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)。纳米是一个长度单位,一纳米(1ｎｍ)等于十亿分之一米,20纳米相当于1根头发丝的三千分之一。从具体的物质来说,人们往往用“细如发丝”来形容纤细的东西。其实,人的头发一般直径为20～50微米,并不细。     

纳米科学技术概述

 一、历史背景在20世纪90年代的科技报刊上,经常出现"纳米材料"和"纳米技术"这种名词。什么是"纳米材料"呢?通俗一点说,就是用尺寸只有几个纳米的极微小的颗粒组成的材料。1纳米为10亿分之一米,用肉眼根本看不见。但用纳米颗粒组成的材料却具有许多特异性能。因此,科学家又把它们称为"超微粒"材料和"21世纪新材料"。而纳米材料并非完全是最近才出现的。     

纳米科技方兴未艾

 最近几年来,纳米科技、纳米科学和纳米技术等新的名词术语在许多国家的报刊、广播和电视等媒体中频频出现,成为一个世界性的热门科技话题．一、什么是纳米科技“纳米”是一个很小的长度计量单位．一纳米（ｎｍ）等于十亿分之一米（１０^－９ｍ）,百万分之一毫米或千分之一微米．纳米尺度比原子尺寸略大（约为十几个原子排列起来那么长）,大约相当于一根头发丝直径的万分之一．纳米世界是相当微观的世界．只有在科学技术高度发展的今天,人们才有可能踏入纳米世界去探索其中的奥秘．纳米科技是在现代物理学和新兴的高新工程技术相互融合的基础上,于２０世纪８０年代迅速形成和发展起来的一门在纳米级的规模上构筑的前沿科学技术．     

纳米光刻技术的现状和未来

纳米技术是21世纪信息科学的一项关键技术，纳米结构制作是纳米技术的重要组成部分，纳米光刻技术是制作纳米结构的基础，具有重要的应用前景，文章对光学光刻技术进行了概述，介绍了几种纳米光刻技术的新途径，发展现状和关键问题，最后讨论了纳米光刻技术的应用前景。     

纳米金属材料的研究进展及战略地位

 纳米材料的含义及其发展背景纳米是一种长度单位,1纳米等于10-9米(即十亿分之一米)。当物质处于纳米级(1～100nm)时,因其独特的结构使之表现出光、电、热、磁和生物活性等特殊功能,人们将这些特殊功能应用于传统工业领域,以改进产品性能、提高质量和降低成本。这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。     

纳米材料和技术在可再生能源方面的应用

纳米光子学,产生于纳米技术和光子学的交界处,处理光和物质在纳米尺度的相互作用,可以被用来产生新的效果和发展纳米尺度的器件。世界在迎接未来能源需求方面正面临巨大挑战。纳米光子学为太阳能转换提供了新的进展。在太阳能转换领域,我们正加速开展新的基于纳米光子学让太阳光子在整个光谱范围从紫外到红外有效率地被吸收和转换,并且有效率地转换为电能方面的研究（比如直接或者电化学的转换）。纳米技术也为热电和能量储存方面的研究提供了新的途径,我们正追求把它们和太阳能获取整合在一起从而提供广泛的能源解决方案。     

新材料发展趋势

 材料的进步直接影响生产力的变革．近几年来兴起的材料科学是现代技术的基础,是具有全局性的科学技术领域之一．日本的林雄二郎氏在《信息化社会》中无不感慨地说,“具有讽刺意味的是,大多数技术革新只是在出现划时代的新材料之后才萌芽．”世界各经济强国把材料发展提高到经济发展的战略高度．材料科学与工程正进入一个史无前例的智能挑战与高产时期．本世纪,材料科学出现了前所未有的繁荣,新材料的不断涌现为社会发展注入了强劲的活力,为科学技术的变革提供了坚实的基础,据专家预测,从目前到下世纪初,新材料的发展大体呈现如下特点和趋势：一：由于多种材料多科学的交叉、融合,使材料的复合化成为发展材料的一种重要手段.     

打造我们的纳米时代

 “毫无疑问,当我们得以对细微尺度的事物加以操纵的话,将大大扩充我们可能获得物性的范围。”1959年,理查德·费恩曼最早地提出了纳米尺度上的科学和技术问题。40年后的今天,“纳米热”遍及全球,声势夺人。科学家和各国政府将纳米科技和信息技术、生物技术同列为引导21世纪工业革命的主流和关键技术。1.何为纳米科技纳米科技是指在纳米尺度上研究物质的特性和相互作用,以及利用这些特性开发新产品的一门多学科交叉融合的科学和技术。纳米尺度指显微结构小于100ｎｍ,包括微粒尺寸、晶粒尺寸、晶界带宽、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等均达到纳米水平。     

纳米结构的制备及单电子器件研究

建立了单电子器件的制备工艺和单电子器件的分析、测量系统,研究了有潜在应用价值的纳米结构加工技术,制备了适合光电集成的多种纳米结构,发展了常规光刻法制备单电子器件的多种技术,其中,在生命科学和信息领域有着广泛应用的“纳米电极对”引起了国内外专家的重视,发展以“纳米电极对”为基础的单电子器件及其应用是我们目前的主要研究方向,目前我们正在探索这种单电子器件在生命芯片、微电子系统集成方面的应用。