高手计划

纳米科学将改变我们的生活

日期:2018-06-07 浏览:51

俄罗斯作家鲍里斯·日特克科夫写了1931年的短篇小说《小手》,讲述者在其中制作了小手来进行复杂的手术。尽管那是近90年前的事了,但这个故事说明了纳米科学研究人员今天正在研究的真正基础。

广告纳米科学是研究十亿分之一米大小的分子。从这个角度来看,人的头发有5万到10万纳米厚。在这种微小的尺寸下,材料的性能介于金属块和单个原子之间。这种独特的环境意味着它们可以变得非常活泼并用作催化剂。

仅从单一材料性质的变化来看,纳米科学背后的思想往往更容易理解。但这一领域并不仅限于此:我们现在正进入医疗保健领域,以及小于一点灰尘的车辆。曾经被认为是科幻小说的东西正在迅速成为事实。

1。medi - GelsIn电子游戏就像biows Mass Effect一样,玩家可以用看似神奇的medi - gel来治愈角色的伤害。虽然它可能不会给你无限的生命或史诗般的冒险,一个电子游戏可以,有一个真实的凝胶,同样可以在几秒钟内停止动脉出血。

「Veti - gel」是由植物细胞壁中发现的多糖聚合物制成,当应用于伤口时,它可以模拟细胞所在的细胞外基质复合网的结构。凝胶实质上充当基质重整的支架,将它拉回到一起并在没有任何压力的情况下止血。

2。愈合分子伤口愈合是许多充满动作的科幻故事情节的一个关键特征。类似于星际旅行真皮再生器的手持工具已经被创造出来,用来治疗受伤。在纳米水平上,一个研究小组已经开发出针对特定酶( FL2 )的凝胶纳米粒子,这种酶可以减缓皮肤细胞向伤口的迁移。他们假设降低这种酶的水平会增加伤口愈合的速度。

然而,递送使酶变慢所需的沉默RNA ( SiRNA )分子通常是困难的,因为未保护的RNA链在体内快速降解。因此,这些SiRNA分子被放置在纳米大小的凝胶壳中,以帮助摄取和转运到细胞中。用这种方法治疗的伤口愈合速度是未治疗的两倍,同时保持正常的组织再生。

广告广告3。自我修复技术电影《终结者2》的特点是一个邪恶的机器人可以在几秒钟内自我修复。值得庆幸的是,尽管我们已经接近拥有自我修复的技术,但现实远没有我们想象的那么困难。

化学家已经设计出自愈合碳纤维聚合物,当施加应力时,该聚合物会断裂,从而允许环氧树脂从材料中渗出并与催化剂混合。当树脂和催化剂接触时,形成愈合效率高达108 %的强塑料。这项技术相当于治愈瘀伤,但树脂并没有破裂几条血管,而是被释放出来。

从根本上说,这可能意味着我们再也不用担心手机屏幕出现裂缝。但它也可以修复飞机在飞行中出现的微小裂缝,甚至密封弹孔。

4。1966年,当一艘潜艇的船员缩小到微小的尺寸,并在电影《奇异的航行》中注入一名科学家的身体时,影迷们为之惊叹。尽管我们肯定离将微小的人类注射到其他人体内不远,但是科学家已经创造出了分子大小的车辆,可以在特定的方向上行驶。

2011年,科学家Ben Feringa构建了一个由碳链底盘上的四个分子马达组成的四轮纳米容器。车轮只有60个原子,宽度比一级方程式赛车小666,666,666倍以上,驾驶这些小型车辆可能难以想象,更不用说赛车了。但今年第一次为期两天的纳米核心竞赛将会举行。参赛队将在一个完全由黄金制成的球场上比赛,一个个原子一个原子地精心构建。额外的原子将被放置在表面上,作为竞争对手必须绕过的障碍物。

广告5。由于作者生动地描述了古怪的口味和创造性的糖果,幻想食品达尔丝·查理和巧克力工厂多年来已经创造了数百万口水。

实际上,还没有像三道菜晚餐那样的口香糖,也没有让你飞起来的汽水。但食品制造商一直在研究如何利用分子技术改变口味和质地。纳米技术已在食品中应用多年——乳化剂比如蛋黄酱,但是现在科学家正在研究如何使用它来增强营养和普通食物的美观。

澳洲面包店Tip - Top正在使用纳米胶囊向面包中添加ω- 3油。胶囊只有在正确的环境——胃——下才能打开,因此可以带来Omega - 3的好处,而没有令人不快的味道。同样,雀巢和联合利华等公司也在研究纳米胶囊,以改善食品的质地。

虽然纳米技术还不能做到科幻小说所承诺的一切,但它正在改变我们所知道的世界。我们继续走的越小,潜力就越大。

Josh Davies是卡迪夫大学化学博士研究人员,主要研究纳米科学。这篇文章最初发表在谈话中。



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