納米科技暢想：從清除腫瘤到太空電梯

北京時間7月18日消息，據國外媒體報道，今天一些最偉大的科學創新正在極小的尺度上發生著。納米技術（1納米等於1米的10億分之一）描述的是一些從分子甚至原子尺度上能夠完成複雜任務的技術。具體來說，納米管就是直徑1納米的管狀結構，這比人類頭髮直徑還要小大約10萬倍。

藉助納米技術，工程師們可以為你的智能手機設計出體積更小、效率更高的微處理器。此外，在不久的將來，一些由納米技術開發的微小配件將整合到先進的安全防衛系統上。

在6月16日至18日於美國華盛頓特區舉行的Future Con大會上，一群納米技術領域的專家表示，科學家正在探索納米技術在醫療上的應用，目標可以精確到基因本身；利用納米技術，工程師還可以建造強度極高的線纜，並最終支持太空電梯的實現。

Future Con是一個主要關注科幻小說和尖端科技之間交集的會議。在6月17日的「與魔術無異：科幻小說中的納米技術」討論會上，美國國家標準技術研究所的首席科學家勞埃德·惠特曼（Lloyd Whitman）告訴聽眾，醫學界的研究者正嘗試開發出在納米尺度上操作的機器，以「追蹤生物學的藍圖」。

惠特曼表示，任何在納米尺度上製作出來的機器人都不會像一個典型的機器人，它可能更像一個病毒。演化已經在很微觀的水平上構建出具有完善功能的自主生命形式，而工程師們可以從這些微小的成功故事中吸取養分，幫助他們實現在納米水平上對粒子進行操作。

約翰霍普金斯大學的生物醫學工程、眼科學、腫瘤學神經外科學和材料科學與工程助理教授喬丹·格林（Jordan Green）在討論會中表示，從病毒上尋找靈感將非常有幫助，科學家能以此探索納米技術在醫學和人類健康中的應用潛力。

直達細胞內部

在碳納米管中，由碳原子構成的管狀結構直徑只有十億分之一米，即是在納米尺度。

病毒能將自身基因插入人體細胞，以此複製並影響我們的基因組。研究者是否能設計出一種合成顆粒，以同樣的方式進行遺傳信息傳遞呢？由無毒和水溶性材料製成的顆粒或許能將脫氧核糖核酸（DNA）直接送到細胞內部，並在細胞核外部編碼出核糖核酸（RNA）分子，從而翻譯為具有特定功能的蛋白質。

喬丹·格林說：「這或許將改變一個細胞的基因組成，從而獲得短期的治療效果。」對於患有遺傳疾病的人，比如血友病或囊性纖維症患者，這項技術或許能將健康的基因送到目標細胞，以修復細胞內部引起疾病的DNA。

格林表示，納米技術或許還將催生更加高效的癌症療法。癌細胞中的突變會使「控制按鈕」失效，從而不受控制地生長，但採用納米顆粒的目標基因療法將重新激活這些細胞的「自摧毀按鈕」，使癌症停止擴散。

通過控制納米顆粒到達特定組織，以及向特定細胞輸送精準的指令信息，「納米工程師和納米技術將幫助醫學變得越來越精準。」

前往月球

從距離地球表面36000公里的高度看太空電梯系統（藝術想像圖）

在Future Con大會上，馬里蘭大學工程學院的Lourdes Salamanca-Riba表示，納米技術或許還能幫助人們實現至少在19世紀晚期就出現的工程幻想——建造一座從地球通往太空的電梯。

Lourdes Salamanca-Riba說，有一類太空電梯的設想是，一條長線纜的一端在赤道上，另一端則連接在地球大氣層之外地球靜止軌道的飄浮「基地」上。據估計，這條纜線的長度將需要達到約66000公里，因此必須由極其強韌和輕盈的材料製成，否則就會因為自身重量而倒塌。

碳納米管是用碳原子製成的管狀納米結構，具有極高的強度，厚度則只有1個原子層，看起來是非常理想的纜線製作材料。

Salamanca-Riba表示，通過天空電梯連接浮動的太空站，將使宇航員前往月球或其他太空區域的難度顯著降低。而且，雖然太空電梯的造價十分高昂，但一旦就位，就將顯著降低向地球軌道運輸物資的成本——從每千克數千美元降低到每千克幾百美元。

不過，想要生產數千公里用於固定太空電梯的碳納米管，還需要很長一段時間。Salamanca-Riba指出，目前研究人員只能製作出數厘米長的碳納米管。（任天）

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