纳米科学技术的发展和未来（三）_科技文苑_重整文章

韩梅娟　万立骏　白春礼

　　最近，美国康奈尔大学利用生物分子部件研制的一架80纳米大小的“纳米直升机”，可在人体生物能量的驱动下，实现自行组装、维护和修理，其由金属镍制成的螺旋桨可利用人体生物能每秒转8周。

　　人们希望通过对纳米生物学的研究，进一步掌握在纳米尺度上应用生物学原理制造生物分子器件的技术。目前，科学家已在纳米化工、生物传感器、生物分子计算机、纳米分子马达等方面做了重要尝试。

　　纳米生物和医药

　　纳米科技的发展方向之一是基于纳米材料、纳米器件及纳米表征测量技术等推动生命科学技术。各国对纳米生物医学的研究与发展都给予了高度重视。

　　纳米生物学在纳米尺度上研究生物结构与生物反应机理，其中包括复制、修复以及调控等多方面的生物过程，其研究对象是纳米尺度的生物大分子、细胞器等生物体的结构、功能以及动态生物过程。

　　纳米生物学与分子生物学的主要不同在于它利用纳米表征测量技术等手段，直接在纳米尺度上从事研究，它不仅包括对分子结构的观察，而且还以对分子的操纵和改性为目标，根据生物学原理，发展分子工程（主要包括纳米尺度的机器人以及智能化的信息处理系统）。纳米医学则是借助纳米科技开展疾病预防、诊治以及康复等许多医（药）学应用的科技，将对人类卫生健康事业的发展起巨大的推动作用。1992年创刊的《纳米生物学》标志着纳米生物学的诞生。1999年，美国出版了《纳米医学》的第一卷，表明人们已开始多方位探索纳米科技在医学临床诊治、药物学、康复等方面的应用，并将直接应用于人类健康关怀事业。

　　就国内外发展动态而言，今后，纳米生物医学的发展重点主要为：单分子等生物纳米结构的检测与操纵、功能分子组装技术（含基于DNA的纳米技术）、纳米材料的安全性研究、纳米磁性材料及其生物医学应用技术、纳米材料及技术在医学材料研发方面的应用、生物医学纳米器件、纳米技术推动药学进步的研究等。

　　纳米结构表征与检测

　　纳米科技是科学发展的新领域，在这个领域内，很多结构和特性还不为人们所认识，因此测量和表征是发展纳米科技的入门和基础，也是纳米科技发展的前提和条件。这些测量和表征包括：①结构测量，包括纳米结构的形貌，纳米材料的颗粒尺寸测量与粒度分布分析，结构的周期有序性和完整性测量等；②物理化学性能测量，如电学、磁学、热学、电子态、化学键合等性质的测定；③对纳米结构在原子、分子尺度的操纵和控制及原子、分子尺度结构的构建等。