具體解析納米技術應用
前言:
納米科學技術是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術,它是動态科學(動态力學)和現代科學和現代技術結合的産物,納米科學技術又将引發一系列新的科學技術,例如:納米實體學、納米生物學、納米化學、納米電子學、納米加工技術和納米計量學等。
納米技術的具體應用
預計納米材料在生物醫學應用和放射治療方面具有重大影響。如前所述,輻射提供了綜合産生藥物給藥系統的方法,并對給藥系統和藥物釋放速率進行精細控制。
通過控制大小和釋放速率,人們可以直接引導釋放發生在需要的位置,進而減少藥物的副作用,最大限度地提高其效率。此外,由于材料密度的差異,納米材料提供了靶向照射到一個特定位置而不是另一個位置的機會,例如進入健康組織中的癌細胞。
它很容易合成(使用輻射或其他方式)隐修院工程表面的納米顆粒,它可以識别一些細胞并附着在它們的表面。由于粒子的密度較高,電離輻射将主要被粒子吸收。是以,對細胞的損傷主要是在它們附着在納米顆粒上(例如,隻有癌細胞),而不是周圍的細胞上。
電子,離子束和X射線光刻技術
-分辨率低于10 nm的制造需要電子束(EB)、聚焦離子束(FIB)和X射線過程。
用輻射技術制造的聚合物納米結構可用于各種方式:
-納米分級将使使用低溶解度物質作為藥物成為可能。這将使可用于藥物的化學物質的數量大約增加一倍(顆粒大小從100到200納米)。
-納米/微凝膠聚合物結構具有幾種特性(在水溶劑中的高溶解度、明确的結構、高單分散性、低系統毒性),這使它們成為所謂的納米生物藥物攜帶裝置的有吸引力的成分。
-用50-100納米範圍内的納米顆粒靶向惡性良性腫瘤。較大的顆粒不能進入惡性良性腫瘤孔,而納米顆粒很容易進入惡性良性腫瘤。
-通過在納米顆粒表面添加配體作為目标受體的主動靶向。這些受體将識别受損組織,附着在該組織上,并釋放一種治療藥物。
-通過增加較細的顆粒在組織上的粘附來增加局部藥物保留的程度,納米标記物将允許在隻有少量癌細胞存在的早期階段檢測癌症。
納米顆粒增強聚合物
為了提高汽車的燃油經濟性,要求使用新的、輕質材料——通常是塑膠——可以取代金屬。這些塑膠中最好的一種價格昂貴,而且還沒有被美國汽車制造商廣泛采用。
納米複合材料是國際上正在研究的一類新型材料,由分散的納米顆粒增強的傳統聚合物組成。這些增強聚合物可以作為一種經濟的金屬替代解決方案。理論上,納米複合材料可以很容易地擠壓或模壓成接近最終的形狀,提供接近金屬的剛度和強度,并減輕重量。
耐腐蝕性、降噪性、零部件鞏固性和可回收性都将得到提高。然而,生産納米複合材料需要發展将顆粒分散到塑膠中的方法,以及有效地從這種複合材料中制造零部件的方法。
總結:
納米技術正成為最重要的戰略研發領域之一。據報道,這是一門學科,将是不久的将來技術發展的動力。由于該領域還處于起步階段,許多突出的科學問題仍然需要解決。
納米技術的主要應用是納米電子學、納米管和納米線的制造、生物傳感器、環境應用中的納米過濾器。
輻射是目前重要應用的工具之一(電子束和X射線光刻、核軌道膜),其作用在未來将不斷發展。
預計輻射輔助納米技術在醫學上的重要應用;控制藥物傳遞系統、艾滋病毒疫苗、光療和放射治療增敏劑。
成熟的伽馬、X射線和電子束處理将應用于納米材料和納米複合材料的制造,如納米顆粒增強材料。
還有原子能機構在協調輻射輔助納米技術的研究和開發以及通過其研究和技術項目将該技術轉讓給發展中成員國方面的重要作用。
由于科學具有跨學科的特點(微電子學、新功能材料、受控藥物傳遞系統(艾滋病毒疫苗、用于光電和輻射癌症治療的增敏劑)、新的堅硬材料、傳感器)),是以應闡述相關化學、實體和生物學(包括醫學)機構之間的互動方案。
參考文獻:
[1]巴爾紮尼,V.,克雷迪,文丘裡,M.,《化學實體化學》4(2003)49。
[2]《分子鍊烷、輪烷和結》。:索維奇,Wiley-VCH,溫海姆,德國(1999年)。
[3] A., 李德爾,美聯社,奧特羅,塞裡諾,西爾伯,J.J.,摩爾,洛杉矶,摩爾州,陣風, D., 《自然》420(2002)398。