纳米加工技术范文

纳米加工技术范文（精选5篇）

纳米加工技术 第1篇

随着纳米技术的蓬勃发展, 纳米粉体所具有的良好分散性、吸附性、化学活性等正引起人们的关注, 有研究表明, 经超微粉碎得到的纳米食品原料在人体小肠内的吸收速度较快且生物利用度显著提高。因此, 若要提高银杏叶中有效成分的溶出度, 合理的粉碎技术毫无疑问是非常关键的。然而, 目前未见关于不同粒径的银杏粉体在生物功能特性上是否存在差异的报道。此外, 纳米食品的概念虽然已提上日程, 但纳米植物粉体产品研发进展缓慢, 如纳米花粉、木耳等天然植物保健食品, 以及人参、灵芝孢子、珍珠、冬虫夏草等名贵药用植物的纳米植物粉体产品尚处在开发阶段。这里其实既有科学问题, 也有技术问题。科学问题方面, 如植物茎叶纳米化是否有必要, 究竟能解决什么问题, 是否会带来一些消极作用。技术应用问题方面, 如采用多维摆动式纳米球磨技术和多层次分级纳米球磨技术能否制备银杏纳米粉体, 如何避免植物茎叶粉碎到纳米尺寸产生团聚现象等。因此, 研究物理多级粉碎技术对于实现银杏叶高效利用具有重要的理论和实践意义。

1 研究开发内容

以银杏叶为原料, 利用物理多级粉碎技术开发银杏叶纳米粉体, 可制成粉剂、冲剂和片剂;在适度粉碎银杏叶的基础上, 根据生物无机化学原理采用金属络合法从银杏叶粗提物中高效分离生物活性成分, 进而开发饮料、饮片等功能食品。

1.1 银杏叶纳米粉体的制备与稳定性

以银杏叶纳米粉体中黄酮、内酯等有效成分的溶出度为指标, 对制备纳米粉体的设备、工艺参数等进行比较分析, 优化纳米粉体的粉碎工艺;通过对银杏叶纳米粉体结构的表征, 探索纳米粉体稳定性与抗氧化性, 确定纳米尺度控制的有效手段。在此基础上, 探讨银杏叶纳米粉体的安全性。

1.2 银杏叶粉碎程度的研究

根据溶剂浸提法的特点, 研究银杏叶粉碎方法及粒径大小对黄酮等有效成分溶出率的影响, 确定有利于溶剂浸提的最佳粉碎程度。

1.3 金属络合反应条件的研究

以银杏叶粗提物为原料, 利用黄酮类化合物与特定金属离子的络合竞争能力, 将其与杂质分离。分别研究银杏黄酮类化合物与Cu离子、Zn离子等金属离子的络合反应条件 (黄酮类化合物浓度、金属离子浓度、反应溶剂、pH值、温度、时间) , 确定络合反应的最优条件。在此基础上, 对黄酮络合物的光谱性质、生理活性 (抗菌性、抗氧化性) 等进行分析。

1.4 黄酮-金属络合物的解络反应条件和纯化工艺研究

选择更强的配体如EDTA等将黄酮-金属络合物中的金属释放, 得到高纯度的银杏叶黄酮提取物。研究反应溶剂、温度、配体种类及其浓度对解络反应的影响, 确定解络反应的最优条件。比较不同的萃取方法纯化黄酮的效果。

1.5 产品开发

将银杏叶纳米粉体直接制成粉剂、冲剂和片剂, 将银杏提取物添加到饮料及饮片等产品中, 开发功能性系列产品。

2 重点解决的关键技术问题

2.1 纳米食品原料粒径的可控加工技术

纳米食品原料的粒径大小与其生物活性紧密相关, 过大或过小均不能表现出最大活性, 纳米化加工应选择一个最佳纳米尺寸范围。因此, 在制备和加工纳米食品原料过程中, 如何采取有效措施来控制纳米粒子的尺寸大小, 是目前纳米食品原料加工的技术难点之一。

2.2 食品原料纳米化后的稳定化技术

食品经纳米化处理后, 由于小尺寸效应和量子效应, 比表面积显著增大, 表面结合能和化学活性显著增高, 具有特殊的物理化学效应。在纳米食品原料的制备与储存过程中, 由于比表面积大大增加, 生物活性位点外露容易失活或活性发生变化, 因此如何保持其生物活性是纳米食品加工的技术难点之一。

2.3 选择性络合黄酮类化合物

银杏中黄酮种类多, 由于品种不同, 对同一种金属各种黄酮的络合能力不同, 而同一种黄酮对不同金属的络合条件也有差异。银杏叶粗提物中除含有黄酮类物质外杂质成分也很多, 有萜类、酚类、生物碱、聚异戊烯、奎宁酸等多种成分, 且很多成分也具有金属络合能力。因此, 使得金属的络合过程更加复杂。如何选择性地络合黄酮类

化合物成为纳米食品加工的技术关键。

3 研究试验方法

3.1 银杏叶的物理纳米加工

采用物理多级粉碎技术, 第一步是将原料用传统的粉碎机粉碎成100mm左右粉末, 第二步用气流超细粉碎机粉碎成10mm左右的超细粉末, 第三步将超细粉末置于高能球磨机罐中粉碎成1mm以下粉末。粉碎过程中, 采用夹套冷凝剂使高能球磨罐内的温度控制在10℃以下, 并通入惰性气体, 对生物活性进行有效的保护, 通过控制球粉比例、转速、时间、温度等条件, 结合电镜检测, 从纳米级尺寸、纳米级几何形状和纳米级表面质量3个方面对纳米食品进行可控加工, 优化出最佳加工艺参数。

采用傅立叶-红外光谱法、X-衍射法研究纳米食品原料形成过程中结构的变化;采用激光粒径分析法测定平均粒径、多分散指数;扫描电镜法观测纳米颗粒外表以及内部形态。通过8种不同的体外抗氧化模型:Fe3+还原体系、卵磷脂脂质体、亚油酸体系、OH体系、O2-体系、DPPH体系、NO2-体系、红细胞膜脂质过氧化体系等, 研究银杏叶纳米粉体在这8种体外抗氧化模型的抗氧化性。通过SD大鼠急性毒理学实验和亚慢性毒理学实验, 以探讨纳米食品原料的安全性。

3.2 银杏黄酮的络合反应

取银杏叶粗提物溶液, 调整pH值, 加入金属盐, 在一定温度下的水溶液中振荡反应一定时间, 将样品离心, 得沉淀和上清液。用水洗涤沉淀2次, 将沉淀真空干燥备用。采用分光光度法分析络合反应前后溶液中总黄酮含量的变化情况;并用滴定法分析反应前后金属离子浓度的变化情况。采用紫外光谱、红外光谱、核磁共振对黄酮络合物的性质进行表征。通过测定黄酮-金属络合物的还原能力、对油脂的抗氧化能力以及活性氧、自由基清除能力等试验研究其抗氧化性能。

3.3 黄酮-金属络合物的解络反应

将反应生成的络合物溶于一定的溶剂中, 加入适量更强的配体 (如EDTA) 在水浴中进行振荡反应, 直至溶液澄清。离心, 取上清液, 旋转蒸干, 脱盐、真空干燥。采用高效液相色谱法分析所得样品中黄酮的纯度以及银杏内酯的含量。

3.4 产品开发

在银杏叶纳米粉碎以及银杏叶粗提物金属络合法提纯的基础上, 将其添加到饮料、饮片中, 综合运用开发功能性食品。

4 技术路线与工艺流程

主要技术指标为:银杏叶纳米颗粒尺寸95%分布在100～500nm;生物活性成分提取率达85%～90%;利用先进的加工技术, 形成一个特色鲜明的银杏叶保健饮品品牌。主要经济指标为:银杏叶综合利用率达到95%以上;规模化生产后, 使原料基地综合经济效益提高30%。主要技术路线及工艺流程见图1、图2。

5 结语

江苏省银杏叶资源丰富, 但自20世纪末, 由于国际经济的变化, 国际需求锐减, 银杏叶大量积压。而目前国内综合利用能力滞后, 加工能力弱, 产品附加值低。利用物理纳米加工技术以及金属络合技术开发新型食品配料与添加剂, 具有安全、高效等特点。因此, 该技术的实施为农产品资源的综合利用和深加工提供技术支持, 促进江苏省银杏深加工业的发展, 提升我国银杏叶相关产品的档次和市场竞争力;同时促进和推动我国银杏叶制品的工业化、标准化和规模化生产, 对提高当地银杏深加工水平、增加农民收入、促进社会和谐发展都有重要的现实意义。此外, 随着现代社会的发展和人们生活方式的变化, 心脑血管疾病的发病率逐年升高。传统的依靠药物治疗对人体有很大的副作用, 并且容易产生药物依赖性, 这就为银杏叶的开发和利用提供了一个很大的市场。作为天然来源的银杏叶提取物, 对人体无副作用, 且兼有预防和治疗的作用[3,4]。因此, 以银杏叶为原料开发出的制剂及保健食品将有广阔的市场。

摘要：纳米粉碎技术对实现银杏叶高效利用具有重要的意义。阐述了银杏叶纳米加工技术研究开发的内容, 论述了其重点解决的关键技术问题, 介绍了研究试验的方法以及技术路线与工艺流程, 以供参考。

关键词：银杏叶,纳米加工技术,开发与应用,技术路线

参考文献

[1]马明哲, 王传宝, 苗玉明, 等.一种保健型银杏茶饮料加工技术的初步研究[J].饮料工业, 2009 (6) :8-10.

[2]霍建聪, 欧丽兰.两种银杏保健茶的加工技术初探[J].福建茶叶, 2005 (2) :20-22.

[3]王桂英, 高英梅, 郝玉杰, 等.银杏叶提取物药理作用的研究进展[J].河北中医, 2009 (6) :944-946.

纳米材料与精密加工课程论文 第2篇

天津大学机械学院机械制造及其自动化专业2013级硕士生

摘要：本文结合纳米技术课程所学相关知识，对纳米生物机器人与药物靶向递送技术进行概述。首先从该项技术的产生背景着眼，介绍国内外对于纳米机器人的研究现状，并引出用于医学的药物靶向递送机器人，论述其应用前景和实用优势；其次，着重介绍该技术的实现机理以及应用进展，并总结目前该技术中存在主要难题和研究方向；最后，展望微纳米生物机器人在生物医学特别是药物靶向递送领域的未来前景及巨大的发展潜力。关键词：纳米机器人 药物靶向递送技术

0 前言

纳米机器人通常是指按照分子水平生物学原理设计制造的可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”，也称分子机器人，属于分子仿生学的范畴 ；某些情况下，能进行纳米尺度微加工或操作的自动化装置也被称之为纳米机器人。

当前生物纳米机器人研究工作已从第一代生物机械简单结合系统（例如用碳纳米管作结构件，分子马达作为动力组件，DNA关节作为连接件等）发展到第二代由原子或分子装配的具有特定功能的分子器件（例如直接用原子、DNA片断或者蛋白质分子装配成生物纳米机器人），未来还将向第三代包含纳米计算机在内的进行人机对话的操控性纳米机器人发展。第三代生物纳米机器人目前还处于设想阶段。[1]

纳米医疗机器人是可以在细胞内或血液中对纳米空间进行操作的“功能分子器件”,在生物医学工程 中可充当微型医生,解决传统医生难以解决的问题。国内外研究现状

目前，纳米机器人尚在研究开发阶段，但其潜在应用十分广泛，主要体现在医疗和军事上，其中，纳米机器人在医疗上的潜在应用价值尤其被国内外研究人员重视。在生物医学上，纳米技术具有无限的潜力，纳米机器人的研制成功成为纳米研发领域的骄傲。纳米机器人不但能够修复细胞与基因，还能够清除体内垃圾、养护血管。

2005 年，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家研制出一种微型机器，该微型机器能够凭借自

身生长的肌肉行走。科学家在一个长约200微米的硅制框架上，附上肌肉细胞，这些细胞从鼠的心脏中取出，在机器接近自然状况的培养环境中生长分裂。肌肉从溶液中吸收葡萄糖，进行收缩和舒张，使得附着在肌肉上的这种卫星及其能缓慢前行。这项发明为微型机器人动力研制提供了方法，以后可能用于研制纳米机器人，在医学上可用于来清除血管内的脂肪斑。[2]

2010 年，美国哥伦比亚大学科学家研制出一种由DNA分子构成的“纳米蜘蛛”微型机器人，如图 1，它只有4纳米，可以跟随 DNA 运行轨迹行走、移动，并且具有在二维体表面行走 100 纳米的能力，比以前提高了 30 多倍，如果将其用于医疗事业，可以帮助人类诊疗癌症病患，帮助人类完成外科手术，清理动脉血管垃圾等。[3]

图1 美国研制的“纳米蜘蛛”

加拿大很多医学博士院校也都在这个领域投入大量的资金，如萨斯卡彻温大学工程学院 Chris ZHANG 的研究团队已建立了精确追踪流体介质中的纳米粒子的理论，该理论的建立为追踪人体如血管中的纳米机器人奠定了基础[4]。2007 年 3 月，蒙特利尔理工大学纳米机器人实验室的研究人员在医用机器人领域实现了一个重大技术突破。他们第一次在计算机控制下，成功地引导一个微型装置在活体动脉内以每秒10厘米的速度运动[5]。

2007 年，法国与德国科学家合作首次成功研制出可旋转的“分子轮”，并组装出第一台真正意义上的分子机器——生物纳米机器，其包括2个直径0.7纳米、由三苯甲基分子组成的“车轮”，所有的分子机器的化学结构均被固定在铜基上。该研究成果对于以后制造复杂的纳米机器人有着非比寻常的意义[6]。瑞士苏黎世实验室和巴塞尔大学的科学家也都在研究利用DNA（脱氧核糖核酸）的结构特性为微型机器人提供动力的新方法。利用这一方法，科学家可能制造出不用电池的新一代微型机器人。

国内的重庆某研究院研制的名为“OMOM 胶囊内镜系统”的纳米机器人医生[7]，如图2所示。

图2 OMOM胶囊内镜系统

它可以钻进人的肚子里把人体内的图像传输到电脑屏幕上，该项技术在全球领先地位。据介绍，该纳米机器人医生以纳米技术的微机电系统为核心，内置有摄像与信号传输等智能装置，外包无毒耐酸碱塑料，为一次性使用品。中科院沈阳自动化所成功研制了一台“纳米微操作”的机器人系统样机，即可以在纳米尺度上进行操作，其在移动纳米碳管的操作中，重复定位精度达到30 nm。纳米生物机器人与药物靶向递送技术进行概述

2.1 背景介绍

将纳米生物机器人用于癌症治疗的药物靶向递送技术是纳米机器人学和纳米医学、纳米生物学的有机结合，显示了引人瞩目的应用前景。癌症是严重危害人类健康的常见病、多发病。大多数实体肿瘤外科手术移除后，剩余的癌细胞用放疗、化疗、免疫疗法等进行处理。但是一旦癌细胞转移，化疗就成为主要的手段了。在传统的药物递送系统里，常规化疗药物可以静脉注射，也可以口服。药物从被注射的地方或者经胃肠吸收进入血液循环，运动到心脏再到全身其他区域，对于药物要靶向的小区域来说，这个方法的效率非常低，想达到希望浓度就导致要使用大剂量化疗剂(通常为有毒药物)，化

疗剂在杀伤癌细胞的同时，也产生了全身严重的毒副作用。因此迫切需要研究如何采用最有效的方法和途径使药物进入并作用到身体的希望靶点。药物靶向递送治疗可以有效解决这些问题，它通过将药物尽可能有选择地运送到靶部位，提高靶部位的药物浓度，减少药物对全身正常组织毒副作用，来改善癌症治疗的效果。因此，药物靶向递送有巨大的潜力。

药物靶向递送有多种分类，目前主要采用按靶 向作用方式分类：被动靶向，对靶细胞无识别能力，但可经血循环到达它们不能通过的毛细血管床，并在该部位释药；主动靶向，表面经修饰的药物载体可以不被吞噬系统识别，或连接有特定的配体，与靶细胞的受体结合；物理靶向，应用外加温度或磁场等将药物载体控制靶向到特定部位。

被动靶向和主动靶向都是按照药物在体内的沉积来完成的，在靶向精确性、药物浓度方面还存在很多不足。因此，用于把药物定向到靶点物理靶向是一个很有前途的方法。磁性药物靶向治疗是物理靶向药物递送的一种。常用的一种方法是磁性纳米粒子表面涂覆高分子，与药物结合后静脉注射到动物体内，在外加磁场下通过纳米微粒的磁性导航，使其移向病变部位，达到定向治疗的目的。这就是磁性纳米粒子在药物学中应用的基本原理。这里，将磁性纳米粒子看作是纳米机器人，它可以自复制，且被外加磁场所控制，在血管中运动到靶部位并在靶部位聚集以释放药物。

本文介绍了纳米技术结合生物医学的应用，特别是用于癌症治疗的磁性药物靶向递送技术的研究进展。提出用红细胞包覆磁性纳米粒子作为治疗药物载体的假设，这样一群磁性载药红细胞机器人在磁场控制下，完成在血管里的运动并将药物递送到期望靶点(肿瘤等)。2.2 应用机理

携带药物的磁性载体机器人在外磁场作用下，在体内定位移动、聚集，以提高靶部位药物的浓度，降低药物对正常组织的毒性和副作用。磁性药物靶向的原理由两步骤组成：一，递送载药机器人到器官里的靶部位。二，载体机器人在靶部位释放药物。其中递送载药机器人到器官靶部位是更为关键的步骤，实现这一步骤的方法有以下几种。（1）外部磁场作用下的磁性药物靶向系统

单一磁场作用在磁性靶向系统上，最常见的一种是在肿瘤部位加外磁场，磁场装置可以是永磁铁或电磁铁，结构可以采用单极式、双极式。单极式指在肿瘤部位的一侧加磁极；双极式指在肿瘤部位的两侧加磁极，将上下磁极做成不同的形状使其产生不均匀磁场。基于磁性靶向的药物递送对于体内药物定位是很有吸引力的方法，因为磁力可以在相对大的范围内作用，而且磁场不会对绝大多数生物组织产生影响。过去对于递送磁性载体药物到体内特定点的设备和方法依赖于单个磁场源，磁场既要磁化载体又要拉动它们到体内特定点。而且，随着靶向点在体内的深入，场强度很快衰减。因此，考虑外部磁场结合 内部植入共同作用成为新的研究课题。（2）外部磁场与内部植入磁体共同作用下的磁性药物靶向系统

虽然身体外部磁场源能非常好地磁化载体颗粒,但是它们仅能提供一个弱的磁场梯度来吸引载体颗粒。而内部磁体植入提供了一个强的磁场梯度来吸引载体颗粒，但是它的场强衰退得非常快，以至于不能磁化大量注入的载体颗粒。因此一个新的方法就是利用两个独立的磁性源来将药物靶向递送到局部区域。分别通过利用微米大小的磁体植入以及结合大范围的外部磁场来分别完成磁化载体和提供磁场梯度。

（3）利用高梯度磁性分离原理指导磁性药物靶向

在磁场区域(血管分叉点)放置一磁性金属丝，来增加局部磁场梯度，当外部磁场作用时，金属丝被赋予磁能，金属丝的曲率越高(比如直径越小)，磁场的梯度越大，因此磁性药物载体颗粒受到的力越大。其目的是考虑用磁场的磁力引导磁性药物载体颗粒通过血液流到靶点，并被磁力驻留在靶点上。该系统由一个铁磁体探针(比如针、导管或者外科植入)、磁场生成器(比如外部永磁铁或电磁场)和磁性药物载体颗粒组成。用这个方法能创建一个有效的磁性药物靶向系统，来治疗人类疾病。

这种利用HGMS原理的新型磁性药物靶向方法，虽然由于要插入探针、注射器或者导管而导致轻微的介入，但是比传统的非介入法(比如单独应用外部磁场)，对于在靶点收集磁性药物载体颗粒更有优势，特别在局部疾病点比如肿瘤及心血管疾病的治疗上。

（4）利用磁流变特性形成栓塞的磁性靶向系统

Folkman[8]的研究表明，肿瘤包含一个复杂的血管网络，当肿瘤达到几个立方毫米大小时，它朝着相邻血管释放出血管生成因子，发生了血管新生。

一旦肿瘤得到新的血液供应，它将继续成长直到扩散到其他器官，因而需提出血管新生抑制物作为新的癌症治疗方式。但癌细胞可能会变异来抵制药物，表现为药物的不可选择性。目前有不少工作已经证明，用磁流变流体和一个应用磁场来阻止血液流动到肿瘤来治疗肿瘤是可行的。

由于磁流变流体的显微结构具有因磁场变化而变化的特性，当磁场存在时，流体从液相转变为固相。与其他固体栓塞形成之后就不再变化不同，磁流变流体的固化仅仅是在磁场下，一旦磁场移走，热能导致固化的颗粒分解，并转变为其原始的液体状。注射磁流变流体到血液里，在肿瘤部位加磁场，使其在磁场作用下固化而堵塞肿瘤血管，使血液不能供给肿瘤，最终导致肿瘤死亡。

2.3 纳米机器人及靶向药物递送的关键技术和主要

难题

将纳米生物机器人用于磁性药物靶向递送可 以解决传统医学无法解决的难题，不过国内外磁性药物靶向治疗的整体发展水平仍然处于基础研究阶段。用纳米生物机器人进行靶 向药物递送的研究，关键技术和主要难题如下：

（1）磁性载药机器人本身的性质，如粒径大小、磁粒子含量、药物含量、稳定性及释药速率等。要保证在磁场作用下，合适的颗粒粒径能在肿瘤或肿瘤周围的血管系统形成较高浓度。

（2）磁场性质，如磁场强度、磁场梯度、磁场时间和外磁场的类型等。要保证足够大 的磁场梯度以吸引磁性载药机器人能到达靶部位。（3）为了理解纳米机器人的原理以及在体内微循环水平上在组织里聚集药物的机制，还需要考虑载药机器人的参数(载药机器人的表面特征、体积、浓度、边界条件、血管脉动、血液流速、药物绑定的可逆性和强度及释放特征)，载药机器人接近器官的方式(注入的时间/路线/期限/率)、磁场的尺寸和强度及磁场应用的持续时间。

（4）肿瘤部位的性质，如血管分布、通透性、肿瘤部位离磁场的距离、肿瘤部位离给药部位的距离等。（5）生物安全问题，可分以下几点：电磁场对人体是否有影响，涉及到电磁场对人体生物效应的问题，关于载体的生物可降解性。药物载体的降解和磁粒子的降解也是非常重要的问题，即药物载体必须采用良好的生物可降解性材料制备，否则会发生阻塞毛细血管的危险。3 纳米机器人与药物靶向递送技术展望

纳米机器人学是独具特色、自成体系的，其建立不仅是因为有迫切的需要，而且也因为有了实现的可能。对于人体疾病的探索，从肉眼观察的器官水平，到光学显微镜观察的细胞水平，再到电子显微镜观察的纳米结构水平的发展过程，每一步前进虽然都带来过一次飞跃，但疾病对人类的威胁依然存在，人们对疾病的征服还远远未能达到理想的水平。

把纳米生物机器人技术的理论与方法引入医学的相关研究领域，将成为纳米科技的重要分支，它是机器人学、动力学、纳米科学、生物学和医学等多学科的交叉产物，虽然在国际上刚崭露头角，而且各项关键技术都处于基础研究阶段，但其发展的巨大潜力己经明示在人们面前。美国、日本、英国等国家纷纷投入大量资金开始这方面的研究。相信在不久的将来，随着各个学科的飞速发展，微纳米生物机器人在药物靶向治疗上的研究将发展到一个新的高度，在临床上得到广泛的应用，在造福人类的领域建功立业。

纳米技术涌动未来 第3篇

技术引擎：碳纳米管

纳米技术为何它会显得如此重要

人们之所以对纳米技术产生愈来愈浓厚的兴趣。很大部分原因是由于标准硅技术的发展空间已经接近极限。依照当前的技术水平。CPU等类似产品将无法延续体积更小化的目标。因为在同样不变的空间内，制造商已经不能装入更多的材料与晶体管。不过换成纳米技术，所有这些问题都迎刃而解。

纳米技术最大优势是可以让原材料的单位尺寸缩短至令人疯狂的数十亿分之一米的级别。在这种条件下，消磁以及传统的半导体处理技术早就已经失效。要知道在此之前，不论是数据存储还是围绕PC所进行的一切数据移动行为都离不开它们的作用。虽然现在的规则已经发生了改变，但不容置疑的是，这些技术依旧会在各种形式下被开发、利用，其所贡献的价值也将不再仅限于功能与速度上。而随着时间推移。到了最后其应用成本也会变得极为低廉。

纳米技术获得了全球性的普及。说不定此刻你就正生活在有它存在的环境中。Thomas Theis是IBM沃森研究中心负责研究物理科学的主任。他说：“总价值超过万亿美圆的信息技术产业正是建立在不断发展的小型化趋势基础之上”。在不远的将来，你所能买到的信息系统或许将比现在花同样的钱购得的系统，在复杂程度上高出1万倍。由此我们可以设想一下它所能带来的经济效益究竟会有多大。

从事纳米领域研究的学者，无论他是为政府服务还是为私人公司工作，都无一例外地承诺：其最终成果将会让信息技术实现新的突破，从而开发出备受瞩目的速度更快、体积更小、价格更便宜的设备。不仅如此，这些设备还具有普适性计算功能，这使其在实际生活中应用范围极广，而当中催生的某些产品的形状将会是人们之前闻所未闻见所未见的。这样一来．几乎所有人类能制造的东西都能随之得到性能上的提升。

Nantero公司的首席执行官Greg Schmergel解释到“我们正与其他研究人员一起．使用纳米技术来制造出小之又小的处理器，它的特点的不但拥有强之更强性能。而且还能与周围一切实物实现互联互通。不管在家中，还是办公室里。乃至车子上，其中的任何东西都将按照用户个人意愿被赋予智能与信息标识。”

五年后，当你再看到一台PC或掌上设备时，纳米技术应该已经无处不在。

－MATTHEW NORDANLUXRESEARCH总裁

虚拟世界，虚拟人生

你是否认为网络已经改变了自己的生活?这个问题让你感到、犹豫不决吗?难道要等到网络演化成一个高度拟真的3D世界才行?其实这都只不过是个时间问题而已。

我们已经感到网络游戏正散发出越来越奇异的光彩。在那里，玩家的声誉可以凌驾于玩家实际身份之上。有人对此或许还会抱以怀疑的态度，但随着不久前EVE Online这款以太空为大背景、完全开放式的多人在线游戏的推出，这都真真切切地发生了。我在这个游戏当中所扮演的角色是一名太空船驾驶员，叫Walker Spaight。

在某天我突然收到一条别人发过来的信息之前，我一直都在游戏中潜心经营着自己的产业，而那个发信息的人只不过是想证实我是不是“‘Second Life’(另一个3D在线世界)里那个同样也叫Walker Spaight的人”。他很幸运，我告诉他，的确就是同一个人，而这样的回复又燃起了对方更强烈的好奇心。显然，他为自己遇上一个“虚拟名人”而感到兴奋不已。

这点我承认，或许在EVEOnline里我仅仅是一个中等级别的战斗机驾驶员，但在Second Life这个拥有超过25万名成员的社区中，我的形象却属于金字塔尖上的那一小部分。在Second Life里有一份在线报纸负责报道这个虚拟世界中所发生的方方面面的事情，那就是大名鼎鼎的《Second Life先驱报》，而我的职业正是其中的一名编辑。在最近两年时间中，我已经挖掘出不少优秀的故事，比如对一些有意思的玩家及他们的创造物所进行的测试、报道正在发生的商业活动，还有开发并主宰了Second Life这个世界的公司所派发的任务等等。

虽然看起来仿佛我只是在对一个游戏进行报道，但像Second Life这样的3D虚拟世界正在变成人们日常生活中一个非常真实的部分。在下一个10年结束时，它们将会开始对我们的工作、娱乐方式进行大刀阔斧式地重新塑造，并在网上定义人们的身份。Philip Rosedale是Linden Lab公司的奠基人，现在任该公司首席执行官一职，他同时也是Second Life游戏的制作者，对他来说，在线世界的确立不亚于是“人类用于自我表达的一种新方式”。

不只是游戏

近来，在大型网络游戏领域比较耀眼的“明星”不外乎这么几个：网络创世纪、无尽的任务、魔兽世界以及EVE Online，其相似点在于都拥有自由共享的3D游戏空间。而再过10年，像这种开放式的游戏会大行其道。现在我们已经可以看到，在它们周围已经聚集了一批忠实玩家，何况这些人的数量还在不断增长之中。尽管到目前为止，或许还只有50万人曾经有过进入Second Life游戏的体验，但要知道，一旦放眼整个3D在线游戏世界，你会发现里面差不多有2000万到4000万正式的玩家，而且这个数字也在不断攀升之中。

其实，类似Second Life打造出来的可持续发展的世界，在某种意义上已经超出了游戏的范畴。就拿Second Life来说，玩家们若要获取经验值将无需以杀死各种怪兽或击毁众多飞船的方式，取而代之的是，游戏里的“居民们”依照个人喜好创建出各类东西，从房子、汽车到衣服，甚至是太空时代的武器以及可拆卸式飞机等等，总之只要是他们想像力所及之处，都能在游戏里实现。

事实上，整个游戏空间的构成也很简单，游戏运营公司提供的仅仅是“居民”日常生活的拟真状态。与其说它是一个游戏，倒还不如说它更像是一个平台：一个不仅能让玩家制造出有用的工具，还能实现你各种奇思怪想的地方!在这样的环境中，借助Web 2.0的强大力量，数以百万计的人可以互相借鉴、糅合、构建各自的梦想，最后再转化成新的表现力，以此建立一个人际关系的新“媒介”。它相对于今日的互联网来说更能拉近人与人之间的关系，人们能在其中工作赚钱、受教育、谈恋爱、互通信息以及尽情娱乐等等!

游戏狂人们常常会提到像“虚拟实境”这样的古怪名词，这个术语来自科幻小说家尼尔·斯蒂芬森1992年写的科幻小说《雪崩》。书中，斯蒂芬森描绘了一个超现实主义的数字空间“虚拟实境”，被地理空间所阻隔的人们可通过各

自“化身”相互交往，度过闲暇时光，还可随意支配自己的收入。如今，这些名词所代表的意义正逐渐在现实生活中显现出真实效果。

未来派的铁杆信徒JerryPaffendorf认为：“在虚拟实境中，进行娱乐、教育、艺术以及商业等活动都是八仙过海各显神通。”他在今年夏天的时候召集了大帮人马举行一个名为“虚拟实境路线图峰会”的会议，旨在对这项技术的发展进行规划，“再过几年，我们将看到该技术会日趋成熟，直至达到这样一种程度——它不再是个稀奇之物，只要点击Web页面中的超链接就可以很方便地进入到高仿真的虚拟空间中。当然这时你会发现里面已是一片人头攒动的景象。不过，我们现在依旧在学习如何对这项技术去伪存真，而且该过程还处在起步阶段。”

Jerry Paffendorf所提及的这个过程，将会引导我们通往一个物理现实生活与虚拟现实生活的交集地带。在2006年初，26岁大的RonBlechner辞掉了自己的手机网络技术员的工作，来到Second Life游戏里面开了一家“店面”，他所创建的这个小公司名为“Out of BoundsSoftware"，主要为非赢利的中介以及教育机构创建虚拟区域。此外，他开发的一个“3D维基”正在为纽约皇后区的一个耗资数百万美元重新设计的公共花园收集社区反馈意见。虽然收入并不十分丰厚，但不能否认的是，Blechner的经营事业依旧有条不紊地向前迈进。到2006年年底，这家提供虚拟世界服务的商店已经与另一家更大的公司结盟。对此，他不无感慨地说道：“这事已经成为我有生以来下的最好的决定。”

Ron Blechner在Second Life中的大名叫Hiro Pendragon，有兴趣的不妨去找他聊聊。

更值得注意的是，纽约皇后区很快也将在虚拟世界中建设一个公园。尽管他们目前还仅仅只是开始打基础，但可以认为在线“空间”正变成真实世界里商业、贸易以及设计图纸的一个延伸部分。建筑师们现在正开始使用Second Life作为一个平台，用来为客户完成一个原型设计；而应急供电部门则用它来开发一个紧急情况下的应对策略；喜达屋饭店集团则已在其中新开设了自己的Aloft连锁饭店。

不仅如此，娱乐业也紧紧抓住这个大好时机，最近MTV频道倾力打造的电视节目Laguna Beach就揭开了其虚拟版的真实面目。它会在There．com的虚拟世界中上映，届时，在这个经过数字化重新打造的节目所举办的“地域”内，死党们可以互相见面并扎堆。而在今年8月份，Duran Duran乐队也将会在Second Life上面开放自己的“未来派乌托邦”世界，在那里他们会举办音乐会，表演新的节目内容以及时不时地与歌迷进行交流。该乐队的键盘手兼歌曲作者Nick Phodes告知笔者说：“这是自MTV以来，在娱乐技术领域我所看到的最大进步!”

不过在此方面，紧跟在娱乐业后面的还有那些顶级银行、公关公司、汽车制造企业、消费品生产商等等，他们无一不是看中了这个新世界所蕴涵的极大潜力，并都已经对下一步工作拟订好了行动计划，且在另一边也早有接应。像刚才提到的Ron Blechner公司就是可以专门提供小规模的虚拟世界服务，更大点的需求则可以找Millions ofUs或Rivers Run Red公司，其中后者就曾经把Duran Duran乐队带进了Second Life世界中，至于这当中能提供最大、最完整服务的当属Electric Sheep公司，它里面有包括老板Jerry Paffendorf在内的将近20名全职雇员。

人类体验新方式

对于那些忠实的信徒，虚拟实境无疑是改变整个世界的一项重要技术特别是下一代互联网。其界面的易操作性丝毫不能掩盖内在的强大表现力。通过对下一代互联网技术的应用，人们可以以一种全新的方式来共享同样新颖的信息与互动体验。虽然现在看来，虚拟实境也许还不会完全取代Web，毕竟后者具备一些先天优势，比如通过电脑屏幕的平面阅读报纸显然要比3D虚拟环境容易得多。但虚拟实境将能在某种程度上极大地拓展互联网的功能。

很快，人们的生活将发生变革，虽不是彻底推倒重来，但相比过去15年由Web技术带给我们的变化，这次所造成的影响显然会更为深远。虽说现在的Web形式更便于阅读报纸，但你却不能通过点击自己感兴趣的报道，来让它呈现出报道事件发生地的3D图景，自然你也就无法与其他同时看到这篇报道的人一起，身临其境般地寻访那个令你兴趣盎然的地方。

在Second Life游戏世界中，所有“居民”都能在几乎不受时间约束的条件下随心所欲地打造出任何东西。但这也犹如一把锋利的双刃剑，潜在的生产力背后是潜在的破坏力，它们对环境的改变能力有时也太过强大。虚拟实境的技术核心还不是很成熟，你很难独自面对网络上横行的“强盗”、“窃贼”以及搞恶作剧的家伙。在SecondLife里，总是频繁发生一些“不幸”事件，比如有些人喜欢在别人的角色周围搭建笼子，好把他们给关起来，要不就释放过多自我复制的物品来增加服务器负载，最终令其宕机。许多观察家认为绝大多数这样的事件归根结底都是因在线通讯的匿名性所致，由此也证明：人们都希望能有一个稳定的在线身份。

美国新泽西州瑞德大学的临床心理学家John Suler长期从事电脑空间对学生心理影响的研究，他曾写道：“一个人对匿名(缺少正式身份)的体验感觉会犹如中毒一般不可自拔。”有些不良玩家专门妨害其他玩家进行游戏，破坏游戏世界的规章制度，并以激怒其他玩家为乐，所以有人提出通过建立只允许自己及受信同伴进入的专属私人世界来解决这个问题。

像MySpace、Flickr以及CyWorld(它是MySpace网站于2006年8月在美国推出的一个3D版本)这样的Web 2.0站点正日渐盛行，这揭示出人们渴望亲近世界的普遍心愿。他们想更方便、更丰富地进行在线自我表达，以与别人分享自己在一个朋友圈、家庭圈或其他任何可能接触到的圈子中想谈论的话题。

尽管如此，在线世界也只能对表达以及交互能力进行扩展延伸，来自Linden Lab的Rosedale认为：“在真实世界中，我们能想什么与我们能做什么之间存在有很大的差别，真实世界的性质决定了其无法随我们所愿。鉴于Second Life游戏中表现出来的自由度，未来几年内在3D世界中人人都将拥有一个“身份”。这个“身份”就是对你现实身份的

映射，在Second Life世界里用户所具备的人格特征在描述其精神境界方面将很有可能比现实世界来得更为精确、翔实。”

3POINTD世界我们把3D在线世界与Web 2.0技术的融合称之为Web3pointd，这是我在个人博客9http.//3pointd.com/)中所使用的一个术语，借以对一组较为松散的技术进行概括。这些技术在融入互联网后，其行为表达以及状态呈现方式都有了新的意义。电子邮件、即时信息、聊天、网络电话、视频会议的出现使人们之间的交流方式得到不同程度的丰富，但它们中没有谁能在一个虚拟世界中搭建出一种哪怕是最简单的交互关系。Duran Duran乐队的Nick Rhodes曾痴迷于Second Life游戏里的景象：附近正在发生什么事儿，于是很多人就会朝那儿扭头，这样的事情绝对不会出现在一个聊天频道中，而且这还只是个开始。

在类似于魔兽世界这样的在线游戏中，你可以在一边旁观其他玩家杀死可怕的怪兽，也可以伸出援手，或是与某些玩家进行你死我活的决斗等等。而在像Second Life这样的在线世界，则会从一个新的角度出发，让玩家从事一种综合了观察、协作以及交互等特点的活动。在这里，你能参加作家冯尼古特的谈话节目，或是民谣歌手Suzanne Vega的一场现场音乐会，你与自己的团队能够就某些感兴趣的话题举办一个沙龙，也可以时刻关注一个虚拟协同写作计划的进展情况。一旦自己的作品系列专辑被发布，那么你就能立刻收集到众多相关信息，比如谁会参加发布会，他们多久能到，他们都买了些什么纪念品，你将这些结果记录到一个Web站点中，以此来分析自己这次努力的结果是成功还是失败。当然，对于你的观众们来说，他们也同样能从网上分享到这些信息。

同样，其他那些基于Web的工具与3D在线空间也正开始发生交叉，Second Life已经完成了基于Web的购物和社交网站的制作，这些站点的主题和内容都与虚拟世界中所要表现的相符。而一群亚马逊网站的员工们则反其道而行，跑到Second Life里面完成了一个用于展示亚玛逊Web站点中所列产品的界面。因而在此虚拟环境下，你也能以同样的方式来浏览并选购这些产品。现在，不管是社交软件、购物站点，还是琳琅满目的Web应用程序，甚至是搜索引擎以及维基百科全书，它们都开始将目光投放在三维空间所营造的市场上，借以在Web上实现新的扩张。

结合新的3D技术，以上Web应用的能力得到了显著扩展。随着其在信息数据互动、改造人类自身和虚拟环境等方面的改变，互联网上又将可能涌现出一批新鲜事物，而最后的难题是当这些技术影响到现实世界时，人们将要选择自己究竟该身居何处。

在线空间对真实世界的还原已经初具雏形，这当中主要采取的方式是引入应用程序，像GoogleEarth以及Google Maps这样的服务。而在Google Maps地图服务中有一个名为“Mashup(混合)”的功能，它允许用户获取朋友住宅方位的资料、查找电影院位置以及电影放映时间、浏览现实世界不动产的清单列表、共享照片以及对污染、天气、交通进行监控等等。如果基于现在Google Earth地图程序，推出一个大型多人版本，那么用户不但能像此前一样可以任意对地图进行缩放，还能与其他人一起漫步其间，届时你就会体验到虚拟世界奇妙而强大的表现力了。至于在展示及操作数据、协作解决问题、学习并改进周围世界等方面，虚拟世界对此的解决方案也会立刻成型。

当然，最基本的多人环境其实就是地球本身。不过随着技术的进步，它也将成为虚拟实境的一个组成部分，不少“虚拟实境路线图峰会”的参加者都预想了这样一个未来：我们身边的东西都会不断地往手持设备里传输数据，而这些手持设备能让我们以现在无法想象的方式来对信息进行控制。相信，随着这些设备的处理能力、小型化以及显示能力不断的演进，我们终究会用一对专用镜片或是隐形眼镜以全3D方式来浏览互联网。

现在我所描述的不仅仅只是随身互联网，在你所到之处以及相处的人身上所发生的变化都可以成为你搜集与获取信息的方式，不论那些地点和人物是真实还是虚拟的。可以这样说，作为物理存在的我们每天都要与信息进行更为深入的结合。这也许听起来有点科幻小说的味道，但是互联网15年来的发展历程则暗示这是势在必行的。

当然，现在依旧有大量的问题需要回答，依旧有大量的障碍需要被克服。但请相信没有什么困难是无法逾越的，当数不清的人开始体验虚拟世界以及相关技术的时候，立法者与开发人员将会面临新的挑战。要是发展顺利，这些技术将能使我们获得前所未有的能力来更好地管理这个世界。既然如此，那么现在就已经是该开始考虑这些问题的时候了，看看窗外，未来的在线世界已经驾到。

食品纳米技术与纳米食品研究进展 第4篇

相关调查数据表明, 当前全球领域中发展速度较快的纳米食品生产公司有400多家, 而在未来10年的可持续发展背景下, 公司规模将逐渐上升至1 000多家, 同时, 未来两年, 纳米市场将随之呈现出10倍的增长趋势。因此, 为了推动食品产业的可持续发展过程, 并稳固其在市场竞争中的地位, 应着重提高对此问题的重视程度, 并注重挖掘食品市场潜在能力, 以此来推进当前纳米市场的进一步发展, 达到最佳的发展状态。

食品纳米技术分析

就当前的现状来看, 食品纳米技术主要涵盖了以下几个方面。

第一, 纳米包埋技术, 即在食品生产过程中利用果蔬汁在体内停留时间延长2~3倍的特点, 将生物利用率提高1.8~2.2倍, 并由此实现对食品口味的改进, 达到最佳的食品生产状态。

第二, 纳米抗菌技术, 即在食品生产过程中为了避免细菌的长期存在影响到人体健康。应注重在产品包装设计过程中, 坚守长期抗菌设计理念, 例如:在产品包装设计过程中添加0.1%~0.5%的纳米Ti O2, 最终由此实现对食品中维生素等营养成分的维护。再如, PET纳米塑料能在一定程度上将啤酒储存时间延长至4~5个月, 满足了消费者消费需求。

第三, 就中国产业信息网统计数据表明, 全球纳米材料市场规模将逐渐呈现出上升趋势, 即2010—2014年市场规模分别为:2010年385亿美元、2011年450亿美元、2012年520亿美元、2013年595亿美元、2014年677亿美元。同时, 在规模扩大的基础上, 亦对纳米膜技术展开了推广, 即利用纳滤为200~1 000 Da的特点, 对牛奶等食品进行调节, 由此达到最佳的食品生产状态。

纳米食品研究进展

纳米微胶囊

“十一五”期间, 我国在可持续发展过程中为了推动食品生产的进一步发展, 投入50亿元于纳米科研领域。截至2015年, 我国涉及纳米领域的SCI论文数量已经占据全球的23%左右, 即我国近年来提高了对纳米食品研究领域的重视程度。就纳米微胶囊研究角度来看, 在微胶囊生产过程中利用纳米技术优势将胶囊尺寸设定为1~100 nm, 同时在食品生产过程中通过对聚合技术、相分离技术等的引进, 提升了胶囊产品的稳定性。此外, 为了降低纳米微胶囊毒副作用, 在实践产品生产过程中更为注重对明胶、树胶等壁材的应用。另外, 在纳米微胶囊应用过程中为了提升整体应用水平, 我国学者刘彩云等人展开了研究活动, 在研究活动开展过程中将天然脂类包装而成的纳米微粒作为研究对象, 并结合苹果汁可延长2~3倍滞留时间的特点, 分析了人体对纳米微胶囊的吸收效果, 即纳米微胶囊与传统胶囊相比, 利用率将提升1.8倍左右。因此, 在当代社会可持续发展背景下, 应着重强调对纳米微胶囊的应用。

矿物质制剂

杨茂伟等学者在研究活动开展过程中为了全面掌控人体对铁的吸收效果, 将15 mg/kg的氢化可的松肌内注射作为实验研究对象, 并在研究过程中发现, 纳米钙补肾药剂具有对抗大鼠骨量减少的作用。因此, 在当前食品生产领域发展过程中应提高对此问题的重视程度, 并强调对纳米食品的合理化应用, 由此来提升整体矿物质制剂效果。

李桂甫亦针对300 mg/kg的纳米锌展开了实验研究, 同时在实验研究活动开展过程中发现, 新型纳米锌可代替传统药剂, 并能降低药剂的副作用, 提升整体药剂防治效果。

近年来, 研究人员在研究活动开展过程中, 逐渐将保健食品作为研究对象进行研究, 旨在推动当前纳米食品生产领域的进一步发展。

其他食品

纳米其他食品的研究进展主要体现在以下几个方面。

第一, 国内学者在纳米食品研究活动开展过程中为了提升食品整体免疫功能, 注重将纳米技术应用于食品防腐剂加工过程中。例如:学者张愍将准纳米银溶液作为防腐剂制作的原材料, 在实验过程中获知纳米技术的应用有助于增强食品整体杀菌效果。

第二, 以色列国家在纳米技术探究过程中, 致力于利用纳米技术将DHA/EPA或胡萝卜素等成分加工成30 nm的胶体, 由此来加快人体对营养成分的吸收速率。

结语

纳米技术改变世界 第5篇

纳米，从未远离。它一直和其他技术相结合包装在层层“外衣”下，默默为人类提供着便利。未来，纳米科技有望在信息技术、生物医药、能源环境等领域，给人类带来更多福祉，甚至成为未来世界的改变者。

颠覆性变革印刷业

对于公众来说，纳米技术似乎远不如3D打印技术那么“看得见摸得着”，也不如智慧城市那样耳熟能详。它似乎被束之高阁，仅仅停留在实验室里。

事实真的如此吗？不久前，记者随同中科院北京综合研究中心工作人员到位于怀柔科教园区的中科纳新印刷技术有限公司，与印刷领域的纳米科技来了一次“面对面”接触。

“我们的核心技术是纳米材料绿色制版技术，这是一种非感光、无污染、低成本的新型印刷制版技术，”在中科纳新工作的中科院化学所博士纪艺琼介绍，“如果进一步推广，它必将引发整个印刷业颠覆性的变革。”

走进生产车间，几台看似不起眼的制版机躺在中间，几名工作人员正将一张铝板放进机器内，不多时，一张制好的版材就从机器尾端出口“跑”了出来。没有刺鼻的化学药水味，没有排污管道，甚至没有大的噪音，报纸、杂志制版过程轻而易举完成了。

“喷墨是手段，纳米是我们的核心技术，用纳米手段来实现亲水亲油区域的自由调控。”据纪艺琼介绍，纳米科技给印刷技术带来新的突破，不但环保，还可节约成本，“用这样的印刷设备，可节约30%左右的成本”。

据了解，该项技术的产业化正稳步推进，目前山东等地的报社已开始利用中科纳新的设备大规模印刷报纸。不产生废水，不造成重金属污染，印刷业革命已成为现实。

“纳米”就在我们生活中

除了印刷制版，纳米科技其实早已应用于人们的日常生活之中。只不过，它如同春雨一般，“随风潜入夜，润物细无声”，以至于公众都忽视了它的存在。

“拿纳米钢皂来说，其实技术早就成熟了，在很多地方也买得到。”据国家纳米科学技术指导协调委员会专家组秘书长、国家纳米科学中心科技管理部副主任任红轩介绍，纳米钢皂最早在德国生产出来，近年国内也出现同类产品。这种不锈钢肥皂，能有效去除鱼腥味等多种异味，但由于价格高昂并未进入超市销售，而主要在大商场贩卖。

“纳米科技早就无孔不入了。”在办公室里，任红轩拿起一部苹果手机向记者比画了一下，“这里面的芯片都是利用纳米技术制造出来的，但一般人谁知道？”

在芯片制造领域，纳米科技进步意义重大。每一台电脑、智能手机的生产都离不开芯片。目前，英特尔最先进的移动SoC（系统级芯片）采用22纳米工艺，高通的高端SoC采用28纳米工艺。采用纳米级较低的工艺生产芯片，可提高芯片的性能和能耗效率。最新消息是，英特尔将公布14纳米制造工艺，并表示将利用这项新工艺生产新一代智能手机和平板电脑芯片。毫无疑问，这将带来智能手机、平板电脑性能的新飞跃。

“前两年红火的纳米衣服，在技术上也有了新发展。”据任红轩介绍，国家纳米科学中心正在帮助一家企业研制一种耐高温、透气的纳米衣服，可用于高温下作业的特种行业，“我们提供材料和技术支持，他们生产”。

在医疗领域，纳米科技也早已应用多年。但相对于治疗，目前纳米科技主要在疾病检测领域发挥作用。科学家针对不同病情设计出不同试纸，“最简单的应用就是检查女性是否怀孕的试纸，用的也是纳米技术。”任红轩说。

据了解，2011年，国家纳米科学中心和检验检疫部门合作，研发了用于快速检测植物病毒的试剂盒，目前这种试剂盒已被海关部门投入使用。中科院生物物理所研究员阎锡蕴也向记者介绍，纳米科技在医学成像、农药检测等领域用途很广。她曾利用纳米模拟酶发展了肿瘤诊断新技术。该技术简便、快捷，突破了免疫组化法依赖于昂贵抗体的限制。

人们日常生活中必须用到的电池、手机显示屏等，也离不开纳米技术。“碳纳米管被用作导电材料，已经用于锂离子电池中，且实现了产业化；利用碳纳米管场发射性质制造的显示屏，在手机上的运用效果非常好，也已实现了产业化。”任红轩告诉记者，每当人们打开手机享受其带来的便利时，就已在不自觉地享受着纳米科技带给人类的福祉了。

下一次工业革命的核心？

1991年，碳纳米管为人类发现，此后被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等研究中。1999年，纳米技术逐步走向市场，全年基于纳米产品的营业额达500亿美元……

如今，纳米技术与信息技术、生物技术共同构成当今世界高新技术三大支柱。包括美国、日本、欧盟、俄罗斯等50多个国家和地区都有各自明确的纳米科技发展战略，并投入巨资抢占战略制高点。美国甚至将纳米计划视为下一次工业革命的核心。

“从我国对纳米技术的支持力度看，纳米研究一直是热点。”据任红轩介绍，近年国家在这方面投入的经费基本上每年在10亿元以上。此外，地方政府也有相应投入。当前及未来纳米科技热点在哪里？任红轩称主要集中在以石墨烯为代表的纳米材料、生物医药、信息技术、能源环境几个方面。

“石墨烯是由单层碳原子组成的二维晶体，可是制备功耗更小、速率更高的新一代纳米电子元件的重要基础性材料。它的发现是纳米科技发展史上，距现在最近的一个里程碑事件。”任红轩表示。

在生物医药方面，尽管纳米科技用于新药研发成功的案例不多，但这并非纳米本身的原因，而是因为世界上对药品的研发、上市有着严格审定程序。实际上，科学家们已在实验室研发出很多种新药，在临床数据的表现都很好，但因为审批的原因，正式上市尚需时日。任红轩举例说，经过10多年努力，一种名为“富勒烯包钆”的药物被研发出来，可用于治疗各种肿瘤。它的原理是可在肿瘤组织外围形成一个包围圈，阻断肿瘤组织与外界物质交换，从而实现抑制其生长的目的。目前，研究人员通过实验发现，它在治疗乳腺癌、胰腺癌方面疗效显著，已申请了三个国际专利和20多个附属专利，并通过了动物实验阶段，未来如果能够走入市场，可能会改变目前现有的肿瘤治疗方式。

在信息技术方面，纳米科技对提高每平方英寸存储器的存储密度、提高中央处理器的计算速度有着至关重要的作用。目前，中科院上海微系统所在纳米相变存储器的产业化关键技术上已取得重大突破。“时下流行的可穿戴智能设备，其芯片、材料将来都离不开纳米技术。纳米技术的进步将推进这些智能设备的发展。”任红轩说。

对于中国纳米科技未来的发展，任红轩称和国外主要区别是，我国企业在纳米科技创新方面所承担的角色不同。国内发展纳米科技的主体是科研院所和高校，大型企业参与较少，导致很多技术“沉淀”在机构与院校。“科技创新本来就应以企业为主体，如果没有企业参与，国家的投入再多都没有用。”

此外，纳米技术也亟须建立标准以及认证、认可制度。现在国内在纳米试纸、纳米太阳镜等部分成形的产品生产方面有相关企业标准，但谈不上国家标准，更多产品则缺乏标准，行业有些混乱。任红轩认为有关方面应在产业规范方面作出更多努力。