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1、浅谈纳米科技张宇Richard P. Feynman人人工工度度Xenon on Nickel (110)Iron on Copper (111) DNA bridge Nano Letter 物质尺度物质尺度用特殊尺度空间的物质来改变人们的认识！用特殊尺度空间的物质来改变人们的认识！不同尺寸和形状的金纳米粒子具有不同的熔点500纳米科技1.1.在纳米尺度内（在纳米尺度内（1-100nm)1-100nm)控制物质控制物质, ,创造创造特定功能的材料、器件和系统特定功能的材料、器件和系统2.2.在纳米尺度内（在纳米尺度内（1-100nm)1-100nm)，探测探测物质的结构与性能物质的结构与性能
2、3.3.在纳米尺度内（在纳米尺度内（1-100nm)1-100nm)，认识认识物质的物质的物理、化学和生物学性质物理、化学和生物学性质变化的变化的规律，规律，加以利用加以利用纳米物理学纳米物理学纳米化学纳米化学纳米材料学纳米材料学纳米加工学纳米加工学纳米测量学纳米测量学纳米机械学纳米机械学纳米电子学纳米电子学纳米生物学纳米生物学纳米医学纳米医学 。Nano-X1.IT(Information Tech.) 和和BT(Bio Tech.)持续发展的基础持续发展的基础（Nano Tech.)Nano Tech.)： 支持硅芯片持续发展（支持硅芯片持续发展（10nm )10nm )与可能的替代技术与
3、可能的替代技术 ：纳芯片：纳芯片 支持支持BTBT的基础之一：纳米尺度内操纵基因的基础之一：纳米尺度内操纵基因2.2.社会和经济可持续发展的要求：省材料、能源和空间社会和经济可持续发展的要求：省材料、能源和空间 PC PC 数量以数量以100%100%速度增长，速度增长，20102010年时年时PCPC年耗电年耗电 3600 billion KWh=3600 billion KWh=美国美国20002000年全年发电量年全年发电量 20202020年中国将有年中国将有3.53.5亿台亿台PC.PC.3.大的市场和高利润驱动大的市场和高利润驱动为什么要发展纳米科技？为什么要发展纳米科技？(1)1
4、.1.创建的新材料、新器件创建的新材料、新器件2.发现独特的性质、现象和过程-对自然的深 入理解3.多学科的交叉领域 Living/non-living; Relevance areas-more chances为什么要发展纳米科技？为什么要发展纳米科技？(2) 150年前，微米成为新的精度标准，并成为工年前，微米成为新的精度标准，并成为工业革命的技术基础，最早和最好学会使用微米技业革命的技术基础，最早和最好学会使用微米技术的国家都在工业发展中占据了巨大的优势。同术的国家都在工业发展中占据了巨大的优势。同样，未来的技术将属于那些明智接受纳米作为新样，未来的技术将属于那些明智接受纳米作为新标准，
5、并首先学习和使用它的国家。标准，并首先学习和使用它的国家。 H.Rohrer, 1993机机遇遇与与挑挑战战纳米生物医学纳米生物医学关注生命关注生命纳米生物医学纳米生物医学/技术：技术：一方面，是利用纳米技术（包括纳米材料）研究生命体的特征，发现新的生命现象和规律，为人类健康和疾病诊断与治疗提供新的理论和方法；另一方面，模拟生命体精细的调节机制，通过仿生研究制备新型纳米材料和建立新的纳米技术。纳米技术与生物学、医学的交叉与融合。纳米技术与生物学、医学的交叉与融合。同时，纳米生物学、纳米医学又是纳米科学与技术的重要研究领域。同时，纳米生物学、纳米医学又是纳米科学与技术的重要研究领域。生生物物技技
6、术术纳纳米米技技术术纳米生物技术NIBC汇聚技术：Nano-Infor-Bio-Cogno NBIC会聚技术是国际上近几年提出的全新概念，是指当前四个迅速发展的科学技术领域的协同和融合。这四个领域分别是：纳米科技、生物技术(包括生物制药及基因工程)、信息技术(包括先进计算机与通信)、认知科学(包括认知神经科学)。其简化英文的联式为(NanoBioInfoCogno)，缩写为NBIC。 这四个领域的技术现在都在迅速发展，每一个领域都潜力巨大。而其中任何技术的两两融合、三种会聚或者四者集成，都将产生难以估量的效能。“NBIC会聚技术”代表着世界科学研究与开发新的前沿领域，其发展将显著改善人类生命质
7、量，提升和扩展人的技能，这四大前沿技术的融合还将缔造全新的研究思路和全新的经济模式，将大大提高整个社会的创新能力和社会生产力水平，从而增强国家的竞争力。 生物医学工程： 生物医学工程(Biomedical-Engineering)是一门新兴的边缘学科，它综合工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。 大学科：交叉、融合、汇聚、集成、跨学科东南大学生物科学与医学工程学院NIBC与生物医学工程意识技术Smart Smart 地球地球丰富多彩的纳米材料纳米材料是
8、指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围（纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围（1-1-100nm100nm）或由它们作为基本单元构成的材料）或由它们作为基本单元构成的材料核壳结构磁性荧光纳米棒Fe3O4TiO2AuAuAuFe3O4Fe2O3/SiO2Fe2O3/CdTe/AlgCdTe QDsFe3O4/PLANano-Bio-Tech GroupDevelopment of Diagnostic and Therapeutic Nanoparticle Agents(1) Semiconductor Quantum Dots (Fluo and EM)(2) Metalli
9、c Nanoparticles (SERS, SRP, Thermo)(3) Metal Oxide (Superparamagnetic)(4)Organic/Polymeric Nanoparticles (Drug Delivery and Targeting)(5)Multifunctional Nanoparticles Imaging, Detection and Treatment.三维适形放疗三维适形放疗靶向放疗靶向放疗结构结构CT功能功能CT颗粒药物与肿瘤治疗，能否象慢性病一样控制颗粒药物与肿瘤治疗，能否象慢性病一样控制多数生物医学应用基于磁场多数生物医学应用基于磁场-MNP
10、s-MNPs-生物体之间的相互作用生物体之间的相互作用非生命的物质与生命的物质在电磁场中的相互作用非生命的物质与生命的物质在电磁场中的相互作用疾疾病病诊诊治治的的新新原原理理、新新方方法法、新新技技术术纳米生物纳米生物电磁学电磁学Nano-Bio-eMagcs黑箱黑箱纳米探针纳米探针=纳米粒子纳米粒子+分子探针分子探针Nanoprobes=Nanoparticles(contrastophore)+Biovectors(parmacophore)分子影像信号生物体内分子过程纳米探针（造影剂）特异性特异性灵敏度灵敏度医学/分子影像领域已经发展到从设备竞争到探针竞争的阶段，2000年以后，研究领域
11、不断升温，各大公司纷纷成立分子影像探针研发部门。磁感应肿瘤热疗磁感应肿瘤热疗 1min24hrs72hrs144hrs物理思想物理思想化学材料化学材料生物手段生物手段医学目标医学目标磁性靶向载药脂质体磁性靶向载药脂质体多功能诊治策略多功能诊治策略纳米生物安全性纳米安全性问题是阻滞纳米技术发展的一个主要因素。这一问题得不到解决，纳米生物医药与技术永远占领不了医疗市场。两个途径解决这一问题：1.从询证医学角度证明纳米颗粒在体内浓度低于某一阈值时，对人体的危害程度是很小的；2. 尝试消除残留在体内的纳米颗粒，降解或重新聚集成大尺度物质后被清除。纳米环境安全性橙色制剂二噁英白色污染塑料人类似乎总是这样
12、仓促地进步，然后带来无穷无尽的恶果！人类似乎总是这样仓促地进步，然后带来无穷无尽的恶果！纳米污染纳米安全性研究的同时，关注对进入环境中的纳米材料进行污染治理，给纳米一个合理的归宿，有始有终。“纳米技术成为人类第一个在其可能产生负面效应之前就纳米技术成为人类第一个在其可能产生负面效应之前就已经过认真研究，引起广泛重视，并最终能安全造福人类已经过认真研究，引起广泛重视，并最终能安全造福人类的新技术。的新技术。进化进化退化退化纳米标准标准物质、样品纳米技术标准纳米安全性标准世上本没有路，走的人多了，便变成了路。世上本没有路，走的人多了，便变成了路。 鲁迅鲁迅纳米是个美丽和让人激动的小世界，我纳米是个美丽和让人激动的小世界，我们要做创造者和坚忍不拔的实践者。们要做创造者和坚忍不拔的实践者。谢谢！我的联系方式：13851450615Email：
