| 词条 | 纳米车 |
| 释义 | 人类可以用小的机器制作更小的机器，最后将逐个地排列原子，制造产品。这是著名物理学家诺贝尔奖获得者理查德·费曼1959年对纳米技术的最早梦想。从此，人类就开始了对纳米世界的探求。 纳米车诞生美国赖斯大学的科学家近期利用纳米技术制造出了世界上最小汽车。和真正的汽车一样，这种纳米车拥有能够转动的轮子。只是它们的体积如此之小，甚至即使有两万辆纳米车并列行驶在一根头发上也不会发生交通拥堵。 纳米车结构整辆纳米车对角线的长度仅为3至4纳米，比单股的DNA稍宽，而一根头发的直径大约是8万纳米。 不过纳米车虽小，也拥有底盘、车轴等基本部件。其轮子是用60个碳原子组成足球状单一分子。这使得纳米车在外观上，看起来像哑铃。它利用一种三合体作轴，连接每个轮子的轴都能独立转动，使得这种车能够在凹凸不平的原子表面行进。 据专家介绍，以前也曾有人制造出过纳米级的超微型“汽车”。但新问世的这辆“汽车”却与其前辈们有着很大不同：这辆纳米车是世界上首个利用滚动前进的纳米结构物质，此前的所谓纳米车只是通过滑动来前进。这项技术是在赖斯大学詹姆斯·托尔教授的领导下，经过8年研发而成。托尔说：“就是它了，你不能再建造更小的原子运输工具了。”他的同事凯文·凯利说：“建造一个可以在平面上滑动的纳米工具已经不是什么难题了。证明纳米物体是旋转滚动，而不是滑行或者滑动，才是这个工程中最困难的一部分。因此，这项突破是近来在微型领域中最重要的一项成果”。 纳米车成分纳米是指一米的十亿分之一，纳米物质则是由几十到上千个分子组成。由于体积十分小，这给它们一些特性，如纳米车不受摩擦力的影响，它的轮子是个结构紧密的单一分子、很难分散成单独的碳原子。 高温下车轮滚动前行 纳米车95%的重量都是碳元素，此外还有一些氢和氧原子。整个制造过程大致与分子合成药物的步骤相似，分成20步。制造完成后，再被置于甲苯气体中，放置于金片表面。 在常温下，纳米车的轮子会和金片表面紧密结合，当把金质金属表面加热到200℃的高温后，放置在上面的纳米车由于变性就能开始运动。现在还不知道在没有外力作用时它们会向前还是向后运动，但是一旦开始，就不会停顿或改变方向，直到停止加热。 不过研究人员发现，通过施加磁场，他们能够改变纳米车的运动方向。此外，科学家还可以通过精微尖端抓住纳米车，拖动其前进。科学家还为纳米车制造了一台世界上最小的马达，它是由30个碳原子和一些硫原子组成，利用光来驱动。但是当被放置在金质表面时，由于金属分子吸收了大部分光，纳米马达无法得到足够的动力。 工作能力实际应用尚需时日 这种纳米车1克的材料就可以装载约1000毫克的药物分子，因为体积小，所以能在器官和血管中自由通行。它外形好似布满规则小孔的“空心球”，里边裹挟着药物，当纳米送药车在体外磁场的作用下抵达患处，然后经过调节患处酸碱度或离子强度，纳米车的“外衣”就会脱去，小车上装载的药物就被释放出来。研究人员希望这种特殊的交通工具能够被用于分子构造领域。改进后的纳米车能够承载一个分子的“货物”，在纳米工厂之间运送原子和分子。未来人们能利用大批量这样的微型机器来建造新材料。 但有人质疑分子制造业是不切实际的，它还可能给环境带来无法预测的风险，如大量纳米机器通过自我复制导致泛滥成灾。但是科学家普遍认为，那样的情形只可能在科幻小说中出现。托尔教授表示，目前他并不打算为纳米车技术申请专利权，因为他认为至少需要一代人的时间才能解决分子制造中的多个技术难题。他说：“等你利用该项技术开发出实用产业时，专利权早就过期了。” 这项研究的资助方是美国得克萨斯州一家名叫Zyvex的纳米技术公司、美国国家科学基金会以及日本本田公司。(谢来) 这就是在微粒子显微镜镜头下的纳米笔真面目。 纳米笔纳米技术之纳米笔 这种新型纳米笔能画出40纳米宽度的线条，这是红血球直径的1/100.它是利用毛细作用来保持笔管中的液体流动，笔管连接着一个很小的“墨水库”。它还是支多用途的笔，能够储存多种不同的墨水，从绘画颜料到生物原料。虽然首批纳米笔早已诞生，但它们不能储存墨水，而且必须蘸进墨水中才能使用。 这种笔的笔尖是由钻石材料制成，或者是外表覆盖有钻石层的硅，它被粘贴在一个笔杆上。因此笔尖将非常耐用。由于新型纳米笔是用标准的微制造技术制成，因此能够大批量生产。纳米笔能够与微粒子显微镜结合，让科学家在观察纳米微观世界的同时，在上面“作画”。科学家希望，它最终能够被用于制造蛋白质排列和复杂的半导体。(谢来) 纳米发动机纳米技术之发动机 这台发动机由置于纳米碳管基座上的两滴液体物质构成，利用液体的表面张力工作。发动机长度有200纳米。它由固定在多层纳米碳管基座上的一大一小两滴滴液态铟构成，直径分别为90纳米和30纳米。其工作原理是液体的张力特性：由于物体体积越小表面张力的作用越明显，在微米尺度以下表面张力则占统治地位。 在外加电场的作用下大液滴向小滴沿基座传送原子，小液滴变大而大滴变小，直到两滴相触完成收缩过程。接触后在表面张力的作用下，大滴迅速吞噬小滴，完成舒张过程。在这一过程中，能量转变会产生动力。在外加电场的作用下这个装置可以持续工作。这一装置产生的能量虽然只有20微瓦，但是这和它的个头比起来已经相当高效。 世界最小四轮纳米车北京时间11月16日消息，据国外媒体报道，欧洲科学家研制出世界上体积最小的四轮纳米汽车。随着这种纳米车的问世，科学家在朝着打造可在血管中穿行，用于杀死癌细胞的先进装置的道路上又向前迈进一步。 与过去借助扫描显微镜、光或者加热表面的纳米车不同，这种分子车利用电子移动。研究小组负责人、荷兰格罗宁根大学有机化学教授本-费林加表示：“这是第一种装有马达的纳米车。你可以输入能量，借助推进装置让纳米车移动，就像汽车的发动机一样。” 除了费林加外，其他研究人员还包括瑞士联邦材料科学与技术实验室教授卡尔-海因茨-厄恩斯特，格罗宁根大学合成有机化学助理教授苏尤赞纳-哈鲁扬亚以及荷兰特文特大学生物分子纳米技术助理教授娜塔莉-卡特索尼斯。在10日出版的《自然》杂志上，他们对纳米车进行了描述。 在此之前，费林加就曾参与设计分子马达，功能与风车类似。为了研制新型纳米车，他的研究小组为一个合成分子安装了4个马达。这些马达充当了踏板轮，在电子的带动下驱动整个系统在铜表面上移动。向纳米车发射的电子可以改变马达外形，使其向前移动，移动距离不到1纳米。这些马达可以单独控制，能够像汽车一样转向。 费林加和他的研究小组在真空低温环境下工作，在被激活前，分析将一直处于静止状态，这就像对汽车进行停车制动，防止其在斜坡上移动。费林加说：“控制纳米世界的移动难度极大，纳米世界的移动与宏观世界的移动截然不同。”引力和重量无法将分子车固定，这一点与汽车不同。他说：“研发马达的一个动机是利用马达提供能量，进而在纳米尺度下执行我们需要的所有任务。” 费林加表示这项成就虽然“很小”，但却是在研制先进纳米车道路上迈出的关键性一步。他希望进一步改善纳米车，提高控制能力，让分子车能够在室温环境下工作，同时移动更长距离。美国加利福尼亚大学洛杉矶分校化学与生物化学教授、加州纳米系统研究所的保罗-维斯表示：“费林加进行的研究异常复杂。科学家试图从自然界获取能量，将这种能量转换成机械运动。” 2005年，美国莱斯大学教授詹姆斯-图尔设计了一个纳米车，虽然没有马达，但可以借助热扩散在金属表面移动。他指出费林加研发的新分子是在制造当前只能通过酶的生物学活动实现的机器方面迈出的重要一步。图尔说：“我们可以捕获小分子，组装成类似电子存储器那样的小型装置。” 美国西北大学化学教授弗拉瑟-斯托达特一直在为纳米电动装置研发所需结构，他指出分子电动装置不免让他联想到爱丁堡儿童玩的碰碰车。他说：“碰碰车由小型电动马达驱动。”斯托达特表示费林加研制的纳米车完成了这样一种挑战，即研制出能够在表面移动的纳米车，而不是在溶液中活动。他说：“他知道如何将很多东西融合到一起并且让它们工作。这项成就让我联想到驾驶飞机飞向蓝天的赖特兄弟。” |
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