【正文】 最近中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所利用插層復(fù)合技術(shù)將天然粘土礦物均勻分散到聚合物中，制出一系列 “ 令人驚奇 ” 的納米塑料，使納米產(chǎn)業(yè)化在我國(guó)成為可能。 近年來(lái)，根據(jù)國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，科學(xué)家還建立和發(fā)展了多種制備納米結(jié)構(gòu)組裝體系的方法，成功地制備出多種準(zhǔn)維納米材料和納米組裝體系。 1999年，中科院金屬研究所成會(huì)明博士合成出高質(zhì)量的碳納米材料，使我國(guó)新型儲(chǔ)氫材料研究一舉躍上世界先進(jìn)水平。 ” 近年 ， 中國(guó)科學(xué)院物理研究所 ， 不僅合成了世界上最長(zhǎng)的 “ 超級(jí)纖維 ” 碳納米管 ， 創(chuàng)造了一項(xiàng) “ 3毫米的世界之最 ” ， 而且合成出世界上最細(xì)的碳納米管 。 1998年 ， 清華大學(xué)成功地制備出直徑為 3― 50納米 ，長(zhǎng)度達(dá)微米量級(jí)的氮化鎵半導(dǎo)體一維納米棒 ， 使我國(guó)在國(guó)際上首次把氮化鎵制備成一維納米晶體 。我國(guó)科學(xué)家在納米碳管、納米材料的若干領(lǐng)域已取得一些很出色的研究成果，但在納米器件方面差距明顯。 日本除繼續(xù)推動(dòng)早已開(kāi)始的納米科技計(jì)劃外，每年投資 2億美元推動(dòng)新的國(guó)家計(jì)劃和新的研究中心建設(shè)。 德國(guó)擬建立或改組六個(gè)政府與企業(yè)聯(lián)合的研發(fā)中心，并啟動(dòng)國(guó)家級(jí)的研究計(jì)劃。 美國(guó)于 2022年 2月宣布啟動(dòng) “ 國(guó)家納米科技計(jì)劃 (NNI)”， 在2022年財(cái)政年度撥款 。 日本在納米器件和復(fù)合納米結(jié)構(gòu)方面有優(yōu)勢(shì) ， 在分子電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域也有很強(qiáng)的實(shí)力 ， 緊隨德國(guó)之后 。 五、各國(guó)對(duì)納米技術(shù)的積極應(yīng)對(duì) 發(fā)達(dá)國(guó)家的政府和企業(yè)紛紛投入大量人力 、 物力和財(cái)力進(jìn)行納米科技的研究和產(chǎn)業(yè)化 。 7．國(guó)家安全 由于納米技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的廣泛滲透性，擁有納米技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和廣泛應(yīng)用這些技術(shù)的國(guó)家，將在國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)防安全方面處于有利地位。這方面的研究?jī)?nèi)容還包括：研制低能耗、抗輻照、高性能計(jì)算機(jī)；微型航天器用納米集成的測(cè)試、控制電子設(shè)備；抗熱障、耐磨損的納米結(jié)構(gòu)涂層材料。 可以用于探測(cè)很多細(xì)胞化學(xué)物質(zhì) ， 可以監(jiān)控活細(xì)胞的蛋白質(zhì)和其它所感興趣的生物化學(xué)物質(zhì) 。 325納米波長(zhǎng)的激光將激發(fā)抗體和抗原 BPT所形成的分子復(fù)合物產(chǎn)生熒光 。 納米探針是一支直徑 50納米 ， 外面包銀的光纖 ， 并傳導(dǎo)一束氦 鎘激光 。 這種精巧的靈敏裝置能夠探測(cè)到生物戰(zhàn)毒氣 。Hanlon 和 Baier認(rèn)為這種細(xì)菌半導(dǎo)體晶體恰好可以用作生物晶體管的門(mén)極 。 為消除這些微生物 ， 研究者試用了從紫外線到強(qiáng)氧化劑 ， 但是 ， 細(xì)菌仍可幸存 。將來(lái)有可能完成在人體細(xì)胞內(nèi)發(fā)放藥物等醫(yī)療任務(wù) （ 3） 硅蟲(chóng)晶體管 美國(guó)和北愛(ài)爾蘭的研究者偶然發(fā)現(xiàn)了一種活的半導(dǎo)體 (half bacterium, half microchip)， 它能夠嗅出生物戰(zhàn)所用的毒氣 。其中的生物分子組件將人體的生物 燃料 ATP轉(zhuǎn)化為機(jī)械能量，使得金屬推進(jìn)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速率達(dá)到每秒 8圈。 美國(guó)康納爾大學(xué)的科學(xué)家利用 ATP酶作為分子馬達(dá)，研制出了一種可以進(jìn)入人體細(xì)胞的納米機(jī)電設(shè)備 納米直升機(jī) 。 天然的分子馬達(dá) ， 如：驅(qū)動(dòng)蛋白 、 RNA聚合酶 、 肌球蛋白等 ，在生物體內(nèi)參與了胞質(zhì)運(yùn)輸 、 DNA復(fù)制 、 細(xì)胞分裂 、 肌肉收縮等一系列重要生命活動(dòng) 。 隨著 DNA芯片及雜交技術(shù)的發(fā)展 ，DNA芯片將有可能直接應(yīng)用于臨床診斷 ， 藥物開(kāi)發(fā)和人類遺傳診斷 。 具特殊用途的 DNA探針陣列可以在人類基因組中快速篩選已知的 DNA序列 。DNA芯片技術(shù)可以快速分析大量的基因信息 ，從而使生物醫(yī)學(xué)工作者可以研究并收集基因表達(dá)和變異信息 。 隨著人類基因工程的發(fā)展 ， 基因芯片 (即DNA芯片 )得到迅速的發(fā)展 。 以上不同技術(shù)的差異僅在探測(cè)方法的不同 。 利用生物分子間的特異結(jié)合的自然屬性 ， 待測(cè)分子與配基分子在芯片表面會(huì)形成生物分子復(fù)合物 。 蛋白質(zhì)芯片 的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了約十年的時(shí)間 ， 現(xiàn)已出現(xiàn)了相對(duì)成熟的技術(shù) ， 如瑞典的 BIACORE的單元芯片 ， 中科院力學(xué)所的多元蛋白質(zhì)光學(xué)芯片和美國(guó)的 SELDI質(zhì)譜芯片等 。 此類細(xì)胞芯片還可以作細(xì)胞分類和純化等 。 美國(guó)哈佛大學(xué)的 Whitesides教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員 ， 發(fā)展了微電子工業(yè)普遍使用的光刻技術(shù)在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 ， 并研制出效果更好的軟光刻方法 (soft lithography)。 生物芯片可以粗略地分為細(xì)胞芯片 、 蛋白質(zhì)芯片(生物分子芯片 )和基因芯片 (即 DNA芯片 )等幾類 ， 都有集成 、 并行和快速檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn) ， 已成為二十一世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的前沿科技 。 (1) 生物芯片技術(shù) 生物芯片是不同于半導(dǎo)體電子芯片的另一類芯片 。利用納米技術(shù)，人們已經(jīng)可以操縱單個(gè)的生物大分子。 利用 DNA和某些特殊的蛋白質(zhì)的特殊性質(zhì)，有可能制造出分子器件。 納米科技的最終目的是制造分子機(jī)器 ， 而分子機(jī)器的啟發(fā)來(lái)源于生物體系中存在的大量的生物大分子 ， 它們被費(fèi)曼等人看作是自然界的分子機(jī)器 。 在納米尺度上按照預(yù)定的對(duì)稱性和排列制備具有生物活性的蛋白質(zhì)、核糖核酸等，在納米材料和器件中植入生物材料使其兼具生物功能和其他功能，生物仿生化學(xué)藥品和生物可降解材料；動(dòng)植物的基因改善和治療，測(cè)定 DNA的基因芯片等。 5．生物技術(shù) 雖然分子計(jì)算機(jī)目前只是處于理想階段，但科學(xué)家已經(jīng)考慮應(yīng)用幾種生物分子制造計(jì)算機(jī)的組件，其中 細(xì)菌視紫紅質(zhì) 最具前景。 血液細(xì)胞被導(dǎo)入一個(gè)發(fā)射激光的腔體表面 ， 從而改變激光的形成 。 正像所預(yù)想的那樣 ， 納米技術(shù)可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè) ， 即時(shí)地發(fā)現(xiàn)諸如病毒和細(xì)菌類型的外來(lái)入侵者 ， 并予以殲滅 ，從而消除傳染性疾病 。研究者希望發(fā)展針對(duì)各種致病病毒的特殊陷阱細(xì)胞和用于醫(yī)療的陷阱細(xì)胞庫(kù) 。 內(nèi)腔可充填藥物分子；將來(lái)有可能裝上化療藥物 ， 直接送到腫瘤上 。 當(dāng)病毒結(jié)合到陷阱細(xì)胞表面 ， 就無(wú)法再感染人體細(xì)胞了 。 不幸的是 ，病毒竟然有硅鋁酸受體 鑰匙 。此納米陷阱使用的是超小分子，此分子能夠在病毒進(jìn)入細(xì)胞致病前即與病毒結(jié)合，使病毒喪失致病的能力。 (4) 捕獲病毒的納米陷阱 密西根大學(xué)的 Donald Tomalia等已經(jīng)用樹(shù)形聚合物發(fā)展了能夠捕獲病毒的納米陷阱。因?yàn)?，它是非生物材料，不?huì)誘發(fā)病人的免疫反應(yīng)，沒(méi)有形成排異反應(yīng)的危險(xiǎn)；所以，可以作為藥物的納米載體，攜帶藥物分子進(jìn)入人體的血液循環(huán)，使藥物在無(wú)免疫排斥的條件下，發(fā)揮治病的效果。利用納米技術(shù)能夠把新型基因材料輸送到已經(jīng)存在的 DNA里，而不會(huì)引起任何免疫反應(yīng)。一旦不溶性藥物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米顆粒，就適合于口服或者注射了。 納米晶體技術(shù)可將藥物顆粒轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米粒子，同時(shí)提高溶解性，以提高難溶性藥物的藥效率。由于藥物顆?？s小時(shí)，藥物與胃腸道液體的有效接觸面積將增加，所以藥物的溶解速率隨藥物顆粒尺度的縮小而提高。 (3)納米藥物輸運(yùn) 納米微粒藥物輸送技術(shù)也是重要發(fā)展方向之一。 它輸送氧的能力是同等體積天然紅細(xì)胞的 236倍 ， 并維持生物炭活性 。 當(dāng)人的心臟因意外 ， 突然停止跳動(dòng)的時(shí)候 ， 醫(yī)生可以馬上將大量的人造紅血球注入人體 ， 隨即提供生命賴以生存的氧 ， 以維持整個(gè)機(jī)體的正常生理活動(dòng) 。 我們知道 ， 腦細(xì)胞缺氧 6至10分鐘即出現(xiàn)壞死 ， 內(nèi)臟器官缺氧后也會(huì)呈現(xiàn)衰竭 。 此裝置的研制剛剛開(kāi)始 ， 而初步的人體實(shí)驗(yàn)至少要五年以后才能進(jìn)行 。 能否在形成致命的腫瘤之前 ， 早期殺滅癌細(xì)胞 ？ 美國(guó)密西根大學(xué)的 James R. Baker 智 能 炸 彈 ， 它 可 以 識(shí) 別 出 癌 細(xì) 胞