纳米光子学

科技日报讯 据物理学家组织网9月3日（北京时间）报道，澳大利亚斯威本科技大学和德国埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学（FAU）的一个国际研究团队，通过模仿蝴蝶翅膀的微观结构，开发出一种小于人类头发丝宽度的纳米级光子晶体设备，能同时适用于线性和圆形偏振光，使光通信更迅捷更安全。 该光子晶体可以同时分割左、右圆形偏振光，其设计灵感来自于卡灰蝶，也称为黄星绿小灰蝶。它的翅膀里具有三维纳米结构，赋予其充满活力的绿色。其他昆虫也有可提供色彩的纳米结构，但卡灰蝶却有着一个重要的不同。斯威本大学的马克·特纳博士说：“这种蝴蝶的翅膀包含一个互连的纳米级螺旋弹簧巨大阵列，形成了独特的光学材料。我们用这个概念来开发光子晶体装置。” 光子晶体相当于微型偏振分光镜。偏振分光镜用于现代技术，如电信、显微镜和多媒体。但天然晶体只适用于线性偏振光，不能用于圆形偏振光。研究人员利用三维激光纳米技术，使得该光子晶体具有了天然光子晶体没有的特性，从而能适用于圆偏振光。这种微型设备包含了超过75万个微小的聚合物纳米棒。 斯威本大学微光电中心主任顾敏（音译）教授说：“我们相信已经创建了第一个纳米尺度的光子晶体手性分光镜。它有可能成为开发集成光子电路的一种有用的电子元件，在光通信、影像学、计算机信息处理技术和传感中发挥重要作用。该技术为转向纳米光子器件提供了新的可能性，使我们朝着开发可以克服超高速光网络带宽瓶颈的光学芯片更近了一步。” 该研究成果已经发表在最新一期的《自然·光子学》杂志上。（记者华凌） 总编辑圈点 自然比人的想象更丰富。看似无奇的绿光，来自一种光学装置设计者从未见过的复杂结构。卡灰蝶翅膀里的天下无双的怪异阵列，是纯属偶然的基因变异数亿年积累的产物。而有想象力的科学家，在它的启发下，制造出地球上从未存在过的光学奇观。模仿自然的美，是人类创造的原动力。 《科技日报》（2013-09-04 一版）

澳大利亚的研究人员日前发现，使用一种新型纳米光子设备能够大幅提高数据处理速度，有望将网速提高100倍。光纤宽带是目前最流行的上网方式，其利用光信号进行信息传输。科学家们近年来发现，螺旋向前的光束中的光子带有轨道角动量，其携带的信息量在理论上不受限制，在量子通信和光通讯等领域得到广泛关注。但光纤两端的编码、处理方式会影响数据传输速度。[url=http://www.861718.com/jishu/show-2484.html]阅读全文请前往仪商网[/url]

日本广岛大学的研究小组日前开发出纳米级超小型天线，它能够收发某个特定波段的电磁波。这种天线是广岛大学博士生小迫照和与教授鱼屋丰等共同开发的。天线宽75至125纳米、长500纳米，相当于把普通电视天线缩小到百万分之一。构成天线的５根“枝杈”是用金制作的，固定在透明的氧化硅板中。这种纳米级天线与普通天线工作原理相同。目前制成的这种天线能够收发波长400至800纳米的电磁波。如果改变天线“枝杈”的长度和配置，就可以收发不同波段的信号。鱼屋教授希望这项发明能够帮助开发新一代数据存取设备。此项成果已刊登在近日出版的《自然—光子学》杂志上。资料来源：[url]http://paper.sciencenet.cn//htmlpaper/20104261028215628913.shtm[/url]

[b]职位名称：[/b]暨南大学纳米光子学研究院-实验室副主任[b]职位描述/要求：[/b]（一）要求 1．具有良好的科学道德素养和团队合作精神，全职到岗工作； 2．具有国内外知名高校、科研机构博士学位； 3．第二、三、四层次引进人才年龄分别不超过50、42、35周岁； 4．已取得的研究成果必须与光学相关，并在国际学术期刊上发表过论文： （1）实验室副主任：以第一作者或通讯作者发表影响因子(IF)5的SCI论文6篇以上，其中包括IF20论文至少1篇、或者包括IF10的JCR物理类/综合类期刊论文至少2篇（含PRL和PNAS）； （2）学术研究骨干：以第一作者发表IF3的SCI论文6篇以上，或IF20论文1篇，或IF10的JCR物理类/综合类期刊论文3篇（含PRL和PNAS）。 （二）待遇 按暨南大学人才引进实施办法中的相应层次提供年薪（26万元至100万元），安家费（50万元至300万元），科研费（50万元至1000万元），租房补贴（按月补助）等。对于第三层次及以上人才，在学校有房源的基础上，将提供人才住房。所有引进人才都可以低价租赁公租房。 [b]公司介绍：[/b] 仪器信息网仪器直聘栏目针对高校科研院所的免费职位发布平台，汇集了全国数十所高校科研院所的招聘信息。发布信息请联系010-51654077...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/58793]查看全部[/url]

[b]职位名称：[/b]暨南大学纳米光子学研究院-专职科研人员[b]职位描述/要求：[/b]（一）要求 1．具有良好的科学道德素养和团队合作精神，全职到岗工作； 2．具有国内外知名高校、科研机构博士学位； 3．已取得的研究成果必须与光学相关，并在国际学术期刊上发表过论文： （1）应聘专职科研人员特聘副研究员者至少发表2篇JCR I区以上论文（第一作者或通讯作者），应聘专职科研人员特聘研究员者至少发表4篇JCR I区以上论文（第一作者或通讯作者）； （2）应聘博士后岗位者至少发表1篇JCR II区以上论文（第一作者）。 （二）待遇 专职科研人员将按暨南大学专职科研岗位人员聘用管理试行办法中的相应类别提供年薪（21万元至38万元），另有绩效（0~18万元每年）。 博士后将按暨南大学博士后人才创新发展改革办法中的相应层级提供年薪（20万元至35万元）、住房补贴（2000元/月）、以及高额的科研论文和科研项目奖励。博士后在站期间可申报副高、正高职称，指标单列。 [b]公司介绍：[/b] 仪器信息网仪器直聘栏目针对高校科研院所的免费职位发布平台，汇集了全国数十所高校科研院所的招聘信息。发布信息请联系010-51654077...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/58794]查看全部[/url]

中国科技网讯 据俄罗斯科技网近日报道，莫斯科国立大学精细化工技术学院、俄罗斯科学院生化物理研究所和化学物理问题研究所的三个顶尖科研小组宣布，他们利用光敏配合基和硒化镉，成功合成了一种光控纳米复合材料。这种复合材料的性能可以通过改变特定波长的光照射而发生变化，可用于“智能”光敏控制设备。相关论文发表在《俄罗斯纳米技术》杂志上。 通过光线照射使光敏配合基的性能发生有针对性的变化，这是当前非常热门的研究领域。通常，这一研究领域的成果将有助于建立一些智能设备的原型，如分子光开关、光控逻辑模块、检测离子的传感器设备等等。研制出的最终产品将应用于生物信息学、纳米医学和其他一些应用科技领域。 科学家们成功地将配合基分子固定在硒化镉纳米粒子的表面，从而形成了复合连接。其中无机纳米硒化镉（科学家称之为量子点）具有荧光控制的特点。所谓荧光控制，是指一些原子和分子具有吸收较高能量的光子，然后释放能量较低光子的特殊能力，例如一些荧光染料，它们能够吸收太阳辐射出的不可见紫外线，然后自身发出可见光。这种光线的颜色很饱和，我们在舞厅里常常会看见这种荧光灯发出的光芒。硒化镉量子点的荧光特性毫不逊于有机荧光分子，后者在生物学和医学上广泛得以使用。例如，量子点发出的波长取决于纳米粒子的大小，通过改变纳米粒子的大小就可以指定它们发出波长的频谱区域，这一特性有助于建立具有良好灵敏度和清晰度的单分子光敏系统，其在纳米级无机量子点的研究中被广泛应用。 在此项研究中，科学家使用一个直径为3.7纳米的硒化镉粒子，这种纳米粒子尤其善于吸收最大波长为585纳米的可见光。光敏配合基根据光的影响而改变其配置能力，进而改变硒化镉量子点的荧光光谱和大小。在原始复合材料中可明显观察到波长598纳米的量子点荧光。用短波照射复合材料后，材料的配置发生变化，开始发出波长为670纳米的荧光。如果把复合材料放置在黑暗中或用可见光照射一段时间，配合基分子会自动恢复到原始状态，而复合材料也趋于最初的荧光特点。基于此原理，他们获得了这种通过改变特定波长的光照射来控制属性的复合材料。此外，这种变化是可逆的，复合材料可以很容易地返回到其原始状态。这一研究结果对构建光敏智能控制系统原型具有良好前景，可用于特殊领域的光敏开关。(记者 曲键） 《科技日报》（2012-05-26 二版）

金属纳米颗粒由于其良好的电学、光学、热导、催化以及磁学性质而得到广泛的研究。近年来，金属纳米颗粒奇异的光学性质引起人们极大的兴趣。其中，金银纳米颗粒由于在可见和红外光频区有着很好的表面等离子体共振性质而格外引人注目，在表面增强光谱、生物检测等方面具有巨大的应用前景。通过控制纳米颗粒的形貌可以有效的调制金属纳米颗粒的表面等离子体共振性质。因此，获得不同形貌的金属纳米颗粒是最近兴起的表面等离子体光子学研究领域中重要的研究方向之一。 最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室徐红星研究员研究组的梁红艳同学和王文忠教授首次用多羟基醇还原法合成了一种外形为纺锤状的银纳米颗粒（Ag Nanorice），并与李建奇研究员研究组的杨槐馨副研究员合作，发现这种银纳米颗粒为六方相和立方相交生形成，内部存在孪晶，堆垛层错，多重调制等多种缺陷结构，并且缺陷密度在银纳米颗粒的不同部位有着明显区别，这种微结构突破了传统银纳米颗粒常规的单晶、孪晶特性，决定了具有均一米状形貌的新奇银纳米颗粒的高产率合成。该项研究的意义不仅在于为有效调制表面等离子体共振特性提供新的纳米结构，还在于这种堆垛结构可能打破晶体生长时晶体结构对形貌的限制，为设计合成所需形貌晶体带来曙光。这将丰富纳米晶体结构控制生长的内涵，深化对金属晶体生长规律的认识，拓展金属纳米结构在光谱分析、超灵敏检测等方向的应用，因而具有十分重要的实际意义。 该工作发表于近期的J. Am. Chem. Soc. 131，6068-6069（2009）上。此项研究获得国家自然科学基金委杰出青年基金,科技部重大项目,中科院知识创新工程和教育部的“985”和“211”等项目的资助。

Winner801光相关纳米粒度仪Winner801是我公司最新推出的基于动态光散射原理的纳米粒度仪，也是国内首款采用光子相关光谱（PCS）技术的纳米粒度仪。它采用我公司自主研制的高速数字相关器和专业的高性能光电倍增管作为核心器件，具有快速、高分辨率、重复及准确等特点，是纳米颗粒粒度测定的首选产品。主要性能特点：先进的测试原理：本仪器采用动态光散射原理和光子相关光谱技术，根据颗粒在液体中的布朗运动的速度测定颗粒大小。小颗粒布朗运动速度快，大颗粒布朗运动速度慢，激光照射这些颗粒，不同大小的颗粒将使散射光发生快慢不同的涨落起伏。光子相关光谱法就根据特定方向的光子涨落起伏分析其颗粒大小。因此本仪器具有原理先进、精度极高的特点，从而保证了测试结果的真实性和有效性；是纳米激颗粒粒度测定的首选仪器。高灵敏度与信噪比：本仪器的探测器采用专业级高性能光电倍增管（PMT），对光子信号具有极高的灵敏度和信噪比，从而保证了测试结果的准确度；极高的分辨能力：使用PCS技术测定纳米级颗粒大小，必须能够分辨纳秒级信号起伏。本仪器的核心部件采用微纳公司研制的CR140数字相关器，具有识别8ns的极高分辨能力和极高的信号处理速度，因此可以得到准确的测定结果。超强的运算功能：本仪器采用自行研制的高速数字相关器CR140进行数据采集与实时相关运算，其数据处理速度高达125M，从而实时有效地反映颗粒的动态光散射信息。稳定的光路系统：采用短波长LD泵浦激光光源和光纤技术搭建而成的光路系统，使光子相关谱探测系统不仅体积小，而且具有很强的抗干扰能力，从而保证了测试的稳定性。高精度恒温控制系统：样品测试区域设计有半导体恒温装置，温控精度高达0.1℃，保证测试样品温度恒定，消除因温度的变化导致介质的折射率、粘度的变化以及布朗运动突变等因素，从而保证测试结果的准确度和稳定性。 适用测试对象：各种纳米级、亚微米级固体颗粒与乳液。

http://paper.sciencenet.cn/upload/news/images/2012/1/2012116743192820.jpg金纳米微粒（左）在一组光镊子中的运动被用来探测由周围其他纳米微粒的膨胀所触发的声波。图片来源：Ohlinger等，《物理评论快报》 你有没有想过一个病毒听起来像什么，或者一个细菌在宿主之间游走会发出什么噪音？如果答案是肯定的，那么由于世界上最小耳朵的发明，你或许很快就有机会搞清这一切。“纳米耳”——被一道激光束俘获的金微粒——能够探测到仅为人类听觉阈值一百万分之一的声音。研究人员认为，这项研究将开启“声学显微术”的一个全新领域，后者是利用生物体释放的声音对其进行研究的一门科学。纳米耳的概念起源于1986年被称为光镊子的一项发明。这种镊子利用一个透镜将一道激光束聚焦到一点，从而能够抓住微粒并移动它们。光镊子已经成为分子生物学和纳米技术的一种标准工具，帮助研究人员向细胞内注入脱氧核糖核酸（DNA），甚至在DNA注入后对其进行操作。光镊子还能够用来测量作用于微观粒子上的极小的力；一旦你用激光束控制住你的粒子——而不是由你来让其移动，你便只须用一台显微镜或其他合适的观测设备观察它是否在自动地运动。这也正是纳米耳遵循的道路。声波随着它们经过的介质粒子的前后移动来传播。因此为了探测声音，你需要对这种前后运动进行测量。德国慕尼黑大学光子学与光电学研究团队的光物理学家Jochen Feldmann和同事将一个直径60纳米的金微粒浸入水中，并用光镊子夹住了它。Feldmann的研究团队记录并分析了该粒子响应声振动所产生的运动——这种声振动由在附近水中的其他金纳米粒子的激光感应加热所导致。除了具有前所未有的敏感性外，他们的纳米耳还能够计算声音来自于哪个方向。研究人员提出，使纳米耳的三维阵列一道工作将能够用来监听细胞或微生物，例如细菌和病毒，随着运动和呼吸，它们都能够释放出非常微弱的声振动。Feldmann表示：“这里显然存在着医学上的可能性，我们可以用其来研究适当的人群，但我们首先必须搞清它是如何工作的。”丹麦哥本哈根市玻尔研究所光镊子实验室的生物物理学家Lene Oddershede对此印象深刻，并推测这篇论文会激发该领域的其他科学家在研究微生物时寻求声波的帮助。她说：“这真是一个有趣的想法，并且我们很容易做到这一点，但我们之前从未进行过任何尝试。”然而Oddershede警告说，“我只能说这篇论文从这个意义上将是很鼓舞人心的”，但在超声显微镜变为现实之前，这项试验的设置还需要显著细化，以改进其区分来自随机分子运动的声波的能力。但她对此表示乐观：“我相信他们能够相当快地改进这一设备。”研究人员在最新出版的《物理评论快报》（PRL）上报告了这一研究成果

由于工作的关系，需要了解一下有关测量纳米颗粒的粒度仪，以前在德国新帕泰克有限公司的报告会，其中介绍到他们公司的光子交叉相关光谱法来纳米颗粒的，另外好像电镜也可以，那么除此之外还有别的信息吗？我想知道的更多一些，哪位知道的还请不吝赐教，谢谢！

给大家推荐一本书，北京大学张树霖老师编著的《拉曼光谱学与低维纳米半导体》。书中前半部分主要介绍拉曼仪器，拉曼技术和拉曼相关的基础知识，后半部分介绍拉曼在纳米材料中的应用和进展。由科学出版社在2008年出版，有兴趣的同仁可以购买，相关的技术问题可以拿来讨论。作者简介：张树霖，教授/博士生导师，中国物理学会光散射专业委员会国际顾问组成员；国际拉曼光谱学大会国际执委会主席（2002-2004）、终身委员。2004年，获国家自然科学二等奖：“若干低维材料的拉曼光谱学研究”（第一作者）。1986年，获国家教委颁发的教学仪器研制一等奖：“RBD—Ⅱ型激光拉曼光谱仪”（研制主持人）。http://www.waterlike.com.tw/image/book/O58C087001.jpg

能使太阳能电池最大转化效率提升至42%2013年01月30日 来源： 中国科技网 作者： 张巍巍 中国科技网讯 据物理学家组织网1月29日（北京时间）报道，美国加州大学戴维斯分校的科研人员通过计算机模拟证实，利用特殊的“硅BC8”结构，能够基于单个光子产生多个电子空穴对，大幅提升太阳能电池的转换效率。相关研究报告发布在最新一期的《物理评论快报》上。 太阳能电池以光电效应作为基础，当一个光子或是光粒子击中单个硅晶体时，便会产生一个带负电荷的电子以及一个带正电荷的空穴，而收集这些电子空穴对就能够生成电流。作为论文的合著者，该校化学系的朱莉亚·加利表示，传统的太阳能电池能基于每个光子产生一个电子空穴对，因此其理论最大转换效率约为33%。而新途径能够基于单个光子产生多个电子空穴对，从而切实提升太阳能电池的效率。 科研人员借助劳伦斯伯克利国家实验室的超级计算机模拟了硅BC8的行为，这种硅结构形成于高压环境，但其在正常压力下也很稳定。模拟结果显示，硅BC8纳米粒子确实基于单个光子生成了多个电子空穴对，即使当它暴露于可见光时亦是如此。 此次研究的主要作者、博士后研究员斯蒂芬·魏博曼谈到，这一途径可使太阳能电池的最大转化效率提升至42%，超越任何现有的太阳能电池，意义十分重大。“事实上，如果利用抛物面反射镜为新型太阳能电池聚集阳光，我们有理由相信，其转换效率或可高达70%。”他补充说道。 有些遗憾的是，通过与传统的硅纳米粒子相结合，目前制成的太阳能电池模型仅能在紫外线的照射下工作，还不能在可见光照射下正常工作。此前哈佛大学和麻省理工学院的科学家曾发表论文指出，当普通硅太阳能电池被激光照射时，激光所发出的能量或可营造出局部的高压以形成硅BC8纳米晶体。因此，施加激光或是化学压力都可能使现有的太阳能电池转化为高效的新型太阳能电池。（记者 张巍巍） 总编辑圈点 太阳能电池或许是最清洁和方便的能源。但目前的电池板有一点不能令人完全满意：光电转化效率。近几年，国际上开发出不少新材料，都能提高太阳能电池的效率，高的能达到20%。这一次，美国科学家发明的新微观结构，更是让半导体的效率上限翻番。当然这是计算机模拟的结果，大规模应用为时尚早。从经验来看，低能耗生产新式光电池，难度不可小觑。 《科技日报》（2013-01-30 一版）

纳米生物技术简介 纳米（nanometer，nm）是一种长度单位，一纳米等于10亿分之一米、千分之一微米。从具体的物质说来，人们往往用"细如发丝"来形容纤细的东西，其实人的头发一般直径为20-50微米，并不细。单个细菌用肉眼看不出来，用显微镜测出直径为5微米，也不算细。极而言之，1纳米大体上相当于4个原子的直径。DNA链的直径就是一纳米左右。由于纳米材料表现出许多不同于传统材料的特殊性能，所以纳米科技被视为21世纪关键的高新技术之一。纳米技术包含下列四个主要方面：第一方面是纳米材料，第二方面是纳米动力学，第三方面是纳米电子学，第四方面是纳米生物学和纳米药物学。在纳米生物学和纳米药物学方面，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定DNA的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，DNA的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。当前纳米生物学和纳米药物学研究领域主要集中在以下几个方向：纳米生物材料、纳米生物器件研究和纳米生物技术在临床诊疗中的应用。

[font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]纳米科学是[/font]80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，1990年在美国巴尔的摩召开的第一届国际纳米科学技术会议，并正式创办的《纳米技术》杂志，标志着纳米科学的诞生。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]纳米科学是指研究在[/font]0.1nm~100nm尺寸范围内物质具有的物理、化学性质和功能的科学，它包括纳米生物学、纳米电子学、纳米化学、纳米材料学和纳米机械学等新兴学科。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]而纳米科技是指一种用单个原子，分子制造物质的科学技术，它以纳米科学为基础，进行制造新材料、新器件，研究新工艺的方法。在这里纳米不仅是一个空间尺度概念，而且表示了一种新的思考方式，即生产过程越来越精细。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]人类通过在原子、分子和超分子水平上控制了纳米结构来发现纳米材料的奇异特性，以及学会有效地利用这些特性，使得人类能够按照自己的意志，在纳米尺度上直接操纵单个原子、分子的排布制造出具有特定功能的产品，最终能够仿照自然界生态中非常复杂的过程，这也是纳米科技的最终目的，换句话说，我们是为了更好地理解这个世界而研究纳米物质的。[/size][/font]

用于解释量子力学和经典物理学的差别据近日英国《新科学家》杂志报道，美国科学家使用一个碳纳米管制造出了世界上最小的白炽灯，灯丝长1.4微米、宽13纳米。　　美国加州大学的克瑞斯• 里根团队，将一个钯和金电极分别黏附于碳纳米管的两端，碳纳米管则穿过一个硅芯片上的细小的洞，被置于真空中。当电流通过碳纳米管时，碳纳米管被加热并且开始发光，每秒释放出几百万个光子，其中的几千个光子进入眼睛。里根说：“这样，我们很容易看到光线，人眼对单个光子很敏感，但这个灯不太适合用来看书。”　　科学家制造出这个世界上最小的白炽灯，主要用它来作为一个“桥梁”———沟通物理学中的热力学理论和量子力学理论之间的不兼容。　　热力学第二定律称，熵随着时间而增加，但是，在量子力学中，时间并不是单向的，无论你前后移动，都不会增加熵。那么，如何从量子力学理论过渡到热力学理论呢?　　里根指出：“这个碳纳米管灯丝可以用来解释这一点。它足够大，可以应用热力学的法则。但它又足够小，人们可以将其看作一个分子或者一个量子力学系统。”　　该团队使用它来验证“普朗克黑体辐射定律”，该定律于一个世纪前提出，通过假设不同的物体都可以释放出能量来计算一个物体可以释放出多少光线。100多年来，普朗克的假设支撑了量子力学的发展。　　普朗克黑体辐射定律假设一个黑体(黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过)释放出的热辐射可能是随机的。例如，一个热的白炽灯释放出许多不同颜色的光子，这些光子组合在一起形成了白光。　　但是，因为这个碳纳米管灯丝能够被看作一个量子力学系统，里根认为，它可能并不会遵守这个法则———与更大的灯丝相比，它所释放的光子可能并非那么随意。　　里根说：“量子力学应用于具有非常少的粒子的系统 热力学则应用于非常大的粒子。我们还没有一个理论可以应用于中间区域，这个灯泡给我们提供了机会。”

中国科技网讯 在高精度磁感应探测、量子计算机等方面，电子自旋都发挥着重要作用。据物理学家组织网近日报道，德国康斯坦茨大学科学家从理论上研究了将电子自旋和碳纳米管量子点耦合在一起的可能性，结果显示，碳纳米管机械振动会极大影响它所捕获电子的自旋状态，而碳纳米管本身也会受到电子自旋的影响。研究人员指出，发现这种内在的强自旋—机械耦合对研究磁性与物质纳米传感器、量子计算及其他纳米应用设备具有重要意义。相关论文发表在近日出版的《物理评论快报》上。 研究人员从理论上让自旋轨道和碳纳米管量子点耦合在一起。在论文中，他们设想把一段碳纳米管悬置在一个沟槽上，让纳米管发挥声子腔的功能。而后通过一种类似于天线的形式从外部接近共振器来促发共振，将电荷和碳纳米管耦合在一起，碳纳米管由于固有的硬度而按照自身频率振动起来。通过检测其振幅，就能检测出代表耦合的理想自旋态。 该校物理系教授盖多·博卡德解释说，即使接近绝对零度（-273.15摄氏度），温度也会对系统行为造成影响。此外，系统退相干还受声子放射（一种量子化的声波放射）的影响，使自旋松弛。在原子—光量子系统中，自旋松弛就像是自发放出一个光子，但原子自发放射可以用光腔来抑制，光腔具有强耦合机制，能让光子在消失之前，在足够长的光腔中被吸收、放射许多次。 “这就是纳米机械共振的概念。”博卡德解释说，“在我们的研究中，碳纳米管作为声子腔能产生与此类似的效应。如果共振器模型与自旋反转所需的塞曼能量相共振，量子信息就会在自旋和声子之间来回转移；如果不共振，自旋量子比特的寿命就会得到延长。而后者也是量子信息处理器所要研究的。” 该研究的重要影响还在于它能提高纳米管在传感应用方面的性能。博卡德说，磁感应是以电子自旋对外部磁场的敏感度为基础的。当电子自旋和机械共振器（比如振动碳纳米管，通过对电子的限定而携带一个电荷）耦合时，可以用电学方法读取这一信号。反之，当一个小物体放在共振器上时，其共振频率会发生变化，频率变化又会影响自旋，可以通过一种自旋感应电传检测设备读取。物质感应探测就是利用了这种频率变化。 研究人员表示，他们正在考虑下一步把该研究用于量子信息处理过程，让自旋发挥量子比特作用。“量子力学的一个基本问题是它能适用于多大的物体，让该物体保持在量子叠加状态。我们知道，电子和单个原子有量子性质，而我们日常生活中的宏观物体却没有。问题是我们能在多大程度上应用量子法则。”博卡德说，“我们的研究是在单个电子自旋和一个较大物体的机械运动之间生成量子纠缠，这一结果有望在自旋读取研究、新的量子相干、自旋—自旋耦合机制等方面打开新的大门。”（常丽君） 《科技日报》（2012-05-31 二版）

1，概述一纳米等于十亿分之一米，相当于人的头发丝直径的八万分之一。纳米材料被誉为“21一世纪最具有前途的材料”，与信息技术和生物技术并成为21世纪社会经济发展的三大支柱之一和战略制高点。材料的结构决定材料的性质，纳米材料的特殊结构决定它具有一些特异性质，从而纳米材料具有常规材料没有的性质，从而使纳米材料得到更广泛的应用。纳米材料在化工，工程材料，信息，生物医学，军事等领域都得到了充分的应用。现在纳米技术尚在初期阶段，但于社会效益与经济效益都产生的巨大的影响，在未来纳米材料必定大显身手。纳米科技是研究结构尺度在1（0.1）~100nm范围内材料体系的运动规律，相互作用及实际应用的科学技术。其基本内涵是在纳米尺寸范围内认识和改造自然，通过直接操作原子，分子创造新的物质。纳米技术在材料学，生物学，电子学，化学，物理学，测量学，力学的若干领域得到应用。纳米技术是许多基础理论，专业工程理论与当代高新技术的结晶。以物理学，化学的微观理论为基础，以现代高精密检测仪器和先进的分析技术为手段。美国IBM首席科学家曾经说到：“正像微电子技术产生了信息革命一样，纳米技术将成为下一代信息的核心。”我国著名科学家钱学森也指出：“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科学技术发展的重点，会是一次技术革命，从而引发21世纪的一次新的产业革命。”纳米技术具有极大的战略意义，世界上许多国家都将其纳入重点发展项目。本文将从纳米材料的现状，发展趋势及应用三方面加以主要叙述。2，定义 纳米材料是指特征尺寸在纳米数量级（1~100nm）的极细颗粒组成的固体材料。广义上讲，纳米材料指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。发展历史纳米材料的概念可以追溯到1959年，诺贝尔奖获得者理查德·费曼（Richard Phillips Feynman)_在一次名为“There is plenty of room at the bottom”演讲中提到的。他构想人类可以使用宏观上的机器制造比其体积小的机器，进而制造更小的机器，这样一步步缩小生产装置，逐步达到分子尺度，到最后人类可以按照自己的意愿来排列原子，制造产品。尽管当时的科学界抱以普遍的怀疑态度，但不久之后，他的理念得以证实， 1980年H·Gleiter教授在一次穿越澳大利亚的沙漠旅行时引发的构想，他不同于当时的常规想法，即具有完整空间点阵结构的实体即晶体视为主体，而将空间点阵中的空位，置换原子，间隙原子，相界，位错和晶界视为晶体材料中的缺陷。他将“缺陷”视为主体，制造出一种晶界占有极大体积比的材料。1984年，他领导的研究组用惰性气体凝聚法制备了具有具有清洁表面的黑色纳米金属粉末粒子，并以它为结构单元制成了纳米块体材料。 1987年美国国家实验室的西格尔（Siegel)等人使用气相冷凝法制备纳米陶瓷材料TiO2，并观察到纳米材料在室温和低温下具有良好的韧性。1990年7月，在美国巴尔的摩召开国际第一届纳米科技学术会议，正式把纳米材料科学作为材料科学的一个新的分支公布于世，表明了纳米材料科学已经成为一个比较独立的学科。1994年在美国波士顿召开的MRS秋季会议上正式提出了纳米材料工程。是纳米材料的新领域，是纳米材料研究的基础上通过纳米合成，纳米添加发展新型的纳米材料，并通过纳米添加对传统材料进行改性，扩大纳米材料的应用范围，开始形成了基础研究与应用研究并行的局面。纳米材料发展有三个阶段：第一阶段（1990年之前）主要是在实验室探索，用各种手段制造各种材料纳米颗粒粉体，合成块体，研究表征方法，探索纳米材料的性能。第二阶段（1990~1994年）。人们

纳米中草药是指运用纳米技术制造的、粒径小于100nm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂，具有增加药物对血脑屏障或生物膜的穿透性等特点。纳米中草药技术(nanotechnology)是指在纳米尺度下对物质进行制备、研究和工业化，以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性的技术体系。纳米技术作为高新技术，可广泛应用于材料学、电子学、生物学、医药学、显微学等多个领域，并起着重要的作用。 一、纳米中草药的特点 1、原药纳米化后呈现新的药效或增强原有疗效中药被制成粒径0.1～100 nm大小，其物理、化学、生物学特性可能发生深刻的变化，使活性增强和产生新的药效。如灵芝通过纳米级处理，可将孢子破壁，并采用超临界流体萃取技术萃取出灵芝孢子的脂质活性物质，从而增强抗肿瘤的功效。 2、改善难溶性药物的口服吸收。在表面活性剂、水等存在下，直接将药物粉碎成纳米混悬剂，增加了药物溶解度，适于口服、注射等途径给药，以提高生物利用度。 3、增加药物对血脑屏障或生物膜的穿透性。纳米粒能够穿透大粒子难以进入的器官组织、血脑屏障及生物膜。如阿霉素α聚氰基丙烯酸正丁酯纳米粒(NADM)可以改变阿霉素的体内分布特征，对肝、脾表现出明显的靶向性，而血、心、肺、肾中的药物分布则减少。 4、靶向作用。在研究中发现，一味普通的中药牛黄，加工到纳米级水平后，其理化性质和疗效会发生惊人的变化，甚至可以治疗某些疑难杂症，并具有极强的靶向作用。 5、使药物达到缓释、控释。借助高分子纳米粒作载体等技术手段，可实现药物的缓释、控释。如雷公藤乙酸乙酯提取物固体纳米脂质粒有良好的缓释、控释功能。二、纳米中草药的制备技术及其进展 纳米中药的制备是研究纳米中药最基础的，也是最重要的问题。将纳米技术引入中药的研究，必须考虑中药组方的多样性、成分的复杂性，例如中药单味药可分为矿物质、植类药、动物药和菌物药等，中药的有效部位和有效成分又包括无机化合物和有机化合物、水溶性成分和脂溶性成分等，因此，针对不同的药物，在进行纳米化时必须采用不同的技术路线。此外，还必需考虑中药的剂型。纳米中药与中药新制剂关系十分密切，如何在中医理论的指导下进行纳米中药新制剂的研究，将中药制成高效、速效、长效、剂量小、低毒、服用方便的现代化制剂，也是进行中药纳米化所必须考虑的问题。纳米中药是针对中药的有效成分或有效部位进行纳米技术加工处理，开发中药的新功效。聚合物纳米粒可作为药物纳米粒子和药物纳米载体。药物纳米载体系指溶解或分散有药物的各种纳米粒，药物纳米载体包括纳米脂质体、固体脂质纳米粒以及纳米囊和纳米球。而对于不同类型的纳米中药，有不同的制备方法。三、纳米中草药的加工方法。 1、纳米超微化技术是改进某些药物的难溶性或保护某些药物的特殊活性，适用于不宜工业化提取的某些中药。如矿物药、贵重药、有毒中药、有效成分易受湿热破坏的药物、有效成分不明的药物。目前比较常用的是超微粉碎技术。所谓超微粉碎是指利用机械或流体动力的途径将物质颗粒粉碎至粒径小于10 μm的过程。根据破坏物质分子间内聚力的方式不同，目前的超微粉碎设备可分为机械粉碎机、气流粉碎机、超声波粉碎机。 2、机械粉碎法是利用机械力的作用来实现粉碎目的。边可君等采用自主开发的温度可控(-30～-50℃)的惰性气氛高能球磨装置系统制备纳米石决明。将石决明置于配有深冷外套的惰性气氛球磨罐中，同时装入磨球，磨球与石决明粉比保持在15：1～5：1范围，控制高能球磨机的转速(200～400 r／min)和时间(2～60 h)，获得了平均粒度不大于100 nm的石决明粉末。 3、气流粉碎法是以压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴产生的超音速高湍流气流作用为颗粒的载体。颗粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲击性挤压、摩擦和剪切等作用，从而达到粉碎的目的。与普通机械冲击式超微粉碎机相比，气流粉碎产品粉碎更细，粒度分布范围更窄。同时气体在喷嘴处膨胀降温，粉碎过程中不会产生很大的热量。所以粉碎温升很低。这一特性对于低融点和热敏性物料的超微粉碎特别重要。 备注： 纳米中草药的常用方法较为普遍的有两种：一是喷雾干燥法，二是高能球磨法。　　 中药纳米超微化技术既丰富了传统的炮制方法，又能为中药的生产和应用带来新的活力。纳米产品目前已成为中药行业新的经济增长点。将这项技术应用于中药行业可以开发具有更好疗效、更优品种的纳米中药新产品。这将对中药行业的发展带来深远的理论和现实。

摘 要 纳米技术与生物化学、分子生物学整合将对21世纪的生物医学产生深刻的影响。它将利用生物大分子进行物质的组装、分析与检测技术的优化、并将药物靶向性与基因治疗等研究引入微型、微观领域，用纳米生物技术检测是否患有癌症只用几个细胞。　　关键词 纳米技术；纳米生物学；DNA纳米技术　　20世纪80年代才开始研究的纳米技术在90年代获得了突破性进展。最近美国《商业周刊》列出了21世纪可能取得重大突破的三个领域：一是生命科学和生物技术；二是从外星球获取能源；三是纳米技术。所谓纳米技术(Nanotechnology)是指在小于100 nm的量度范围内对物质和结构进行制造的技术，其实就是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术［1］。纳米技术在新世纪将推动信息技术、生物医学、环境科学、自动化技术及能源科学的发展，将极大的影响人类的生活，衣、食、住、行、医疗等方面。本文将围绕纳米技术给21世纪的生物医学可能带来影响作一概述。　　1 纳米生物学的研究对象　　有人把在纳米尺度(水平)上研究生命现象的生物学叫做纳米生物学。纳米结构通常指尺寸在1 nm～100 nm范围的微小结构。1纳米等于10-9m，即1m的十亿分之一。我们知道，细胞具有微米(10-6m)量级的空间尺度，生物大分子具有纳米量级的空间尺度。在它们之间的层次是亚细胞结构，具有几十到几百纳米量级的空间尺度。显然在纳米水平上研究生命现象的纳米生物学，它的研究对象就是亚细胞结构和生物大分子体系。由于纳米微粒的尺寸一般比生物体内的细胞、红细胞小得多，这就为生物学研究提供了一个新的研究途径即利用纳米微粒进行细胞分离、疾病诊断，利用纳米微粒制成特殊药物或新型抗体进行局部定向治疗等。

[size=3][font=Times New Roman]Winner801[/font][font=宋体]是我公司最新推出的基于动态光散射原理的纳米粒度仪，也是国内首款采用光子相关光谱（[/font][font=Times New Roman]PCS[/font][font=宋体]）技术的纳米粒度仪。它采用我公司自主研制的高速数字相关器和进口的高性能光电倍增管作为核心器件，具有快速、高分辨率、重复及准确等特点，是纳米颗粒粒度测定的首选产品。[/font][/size][b][font=宋体]主要性能特点：[/font][size=3][/size][/b][b][size=3][font=宋体]先进的测试原理：[/font][/size][/b][font=宋体][size=3]本仪器采用动态光散射原理和光子相关光谱技术，根据颗粒在液体中的布朗运动的速度测定颗粒大小。小颗粒布朗运动速度快，大颗粒布朗运动速度慢，激光照射这些颗粒，不同大小的颗粒将使散射光发生快慢不同的涨落起伏。光子相关光谱法就根据特定方向的光子涨落起伏分析其颗粒大小。因此本仪器具有原理先进、精度极高的特点，从而保证了测试结果的真实性和有效性；是纳米激颗粒粒度测定的首选仪器。[/size][/font][b][size=3][font=宋体]高灵敏度与信噪比：[/font][/size][/b][size=3][font=宋体]本仪器的探测器采用专业级进口光电倍增管（[/font][font=Times New Roman]PMT[/font][font=宋体]），对光子信号具有极高的灵敏度和信噪比，从而保证了测试结果的准确度；[/font][/size][b][size=3][font=宋体]极高的分辨能力：[/font][/size][/b][size=3][font=宋体]使用[/font][font=Times New Roman]PCS[/font][font=宋体]技术测定纳米级颗粒大小，必须能够分辨纳秒级信号起伏。本仪器的核心部件采用微纳公司研制的[/font][font=Times New Roman]CR128[/font][font=宋体]数字相关器，具有识别[/font][font=Times New Roman]8ns[/font][font=宋体]的极高分辨能力和极高的信号处理速度，因此可以得到准确的测定结果。[/font][b][size=3][/size][/b][/size][b][size=3][font=宋体]超强的运算功能[/font][/size][/b][font=宋体]：[/font][size=3][font=宋体]本仪器采用自行研制的高速数字相关器[/font][font=Times New Roman]CR128[/font][font=宋体]进行数据采集与实时相关运算，其数据处理速度高达[/font][font=Times New Roman]125M[/font][font=宋体]，从而实时有效地反映颗粒的动态光散射信息。[/font][/size][b][size=3][font=宋体]稳定的光路系统[/font][/size][/b][size=3][font=宋体]：[/font][/size][size=3][font=宋体]采用短波长[/font][font=Times New Roman]LD[/font][font=宋体]泵浦激光光源和光纤技术搭建而成的光路系统，使光子相关谱探测系统不仅体积小，而且具有很强的抗干扰能力，从而保证了测试的稳定性。[/font][/size][font=Times New Roman] [/font][b][size=4][font=Times New Roman]Winner801 [/font][/size][size=4][font=宋体]激光粒度分析仪技术参数及详细配置[/font][/size][/b][table][tr][td=1,13,98][align=center][b][size=4][font=Times New Roman] [/font][/size][/b][/align][align=center][b][size=4][font=Times New Roman] [/font][/size][/b][/align][b][size=4][font=宋体]主要[/font][/size][size=4][/size][/b][b][size=4][font=宋体]技术[/font][/size][size=4][/size][/b][b][size=4][font=宋体]参数[/font][/size][size=4][/size][/b][/td][td=1,1,126][align=center][font=宋体][size=3]规格型号[/size][/font][/align][/td][td=1,1,328][size=3][font=Times New Roman]Winner801[/font][/size][/td][/tr][tr][td=1,1,126][align=center][font=宋体][size=3]执行标准[/size][/font][/align][/td][td=1,1,328][size=3][font=Times New Roman]GB/T19627-2005 / ISO13321[/font][font=宋体]：[/font][font=Times New Roman]1996[/font][/size][/td][/tr][tr][td=1,1,126][align=center][font=宋体][size=3]测试范围[/size][/font][/align][/td][td=1,1,328][size=3][font=Times New Roman]1-3500nm[/font][/size][/td][/tr][tr][td=1,1,126][align=center][font=宋体][size=3]准确度[/size][/font][/align][/td][td=1,1,328][size=3][font=Times New Roman]1h[/font][/size][/td][/tr][/table]

日前，中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、王亚教授等人在量子精密测量领域取得重要进展，提出基于信号关联的新量子传感范式，实现对金刚石内点缺陷的高精度成像，并实时观测了点缺陷的电荷动力学。相关研究成果近日在线发表于《自然光子学》。此次工作中，研究团队提出了一种新的量子传感范式，即利用多个量子传感器之间的信号关联，提升对复杂对象的解析能力和重构精度。研究团队基于自主发展的氮-空位色心制备技术，可控制备出相距约200纳米的三个氮-空位色心作为量子传感系统，通过对随机电场探测展示了这种新的量子传感范式。金刚石是一种性能优异的宽禁带半导体材料，材料中点缺陷的电荷动力学会带来随机的电场噪声。研究团队成功对微米范围内16个点缺陷进行了定位，定位精度最高达到1.7纳米。基于这种关联分辨和精确定位的能力，他们还实现了对每个点缺陷电荷动力学的原位实时探测，为研究体材料内部点缺陷的性质提供了新的方法。研究人员介绍，这一成果展示了基于量子技术的超高灵敏度缺陷探测，甚至在一千亿个正常原子中出现一个缺陷也能探测到。这要比目前最灵敏方法的探测极限提升两个数量级以上，有望为当前十纳米以下芯片中的缺陷检测提供一种强有力的技术手段。[来源：光明日报][align=right][/align]

GJB 1713-1993 纳米激光偏振干涉仪规范 JJF 1321-1990 250～2500纳米光谱辐射亮度和照度基准操作技术规范 JJF 1322A-1990 250～2500纳米光谱辐射亮度副基准操作技术规范JJF 1322B-1990 250～2500纳米光谱辐射照度副基准操作技术规范 JJF 1335-1990 800～2000纳米光谱反射比副基准操作技术规范 GB/T 18735-2002 分析电镜(AEM/EDS)纳米薄标样通用规范 GB/T 19345-2003 非晶纳米晶软磁合金带材 GB/T 19346-2003 非晶纳米晶软磁合金交流磁性性能测试方法 HG/T 3791-2005 氯乙烯-纳米碳酸钙原位聚合悬浮法聚氯乙烯树脂 GB/T 19588-2004 纳米镍粉 GB/T 19589-2004 纳米氧化锌 GB/T 19591-2004 纳米二氧化钛 GB/T 19619-2004 纳米材料术语 GB/T 20307-2006 纳米级长度的扫描电镜测量方法通则 HG/T 3819-2006 纳米合成水滑石 HG/T 3820-2006 纳米合成水滑石 分析方法 HG/T 3821-2006 纳米氢氧化镁 SC/T 7205.1-2007 牡蛎包纳米虫病诊断规程第1部分：组织印片的细胞学诊断法 SC/T 7205.3-2007 牡蛎包纳米虫病诊断规程第3部分：透射电镜诊断法

[B][center]什么是纳米技术 [/center][/B] 纳米是长度单位，原称"毫微米"，就是10-9（10亿分之一米）。纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。　　从具体的物质说来，人们往往用"细如发丝"来形容纤细的东西，其实人的头发一般直径为20-50微米，并不细。单个细菌用肉眼看不出来，用显微镜测出直径为5微米，也不算细。极而言之，1纳米大体上相当于4个原子的直径。　　纳米技术包含下列四个主要方面： 　　第一方面是纳米材料，包括制备和表征。在纳米尺度下，物质中电子的放性（量子力学学性质）和原子的相互作用将受到尺度大小的影响，如能得到纳米尺度的结构，就可能控制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至颜色。而不改变物质的化学成份。用超微粒子烧成的陶瓷硬度可以更高，但不舱裂：无机的超微粒子灰分在加入橡胶后，将粘在聚合物分子的端点上，所做成的轮胎将大大减小磨损和处长寿命。 　　第二方面是纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS），用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等。MEMS用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。 　　第三方面是纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定 DNA的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，DNA的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。 　　第四方面是纳米电子学，包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷。"更小"是指响应速度要快。"更冷"是指单个器件的功耗要小。但是"更小"并非没有限度。　　纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的　　在1998年的四月，总统科学技术顾问，Neal Lane 博士评论到，如果有人问我哪个科学和工程领域将会对未来产生突破性的影响，我会说该个启动计划建立一个名为纳米科技。"大挑战"机构，资助进行跨学科研究和教育的队伍，包括为长远目标而建立的中心和网络。一些潜在的可能实现的突破包括： 　　把整个美国国会图书馆的资料压缩到一块像方糖一样大小的设备中，这通过提高单位表面储存能力1000倍使大存储电子设备储存能力扩大到几兆兆字节的水平来实现。　　由自小到大的方法制造材料和产品，即从一个原子、一个分子开始制造它们。这种方法将节约原材料和降低污染。　　生产出比钢强度大10倍，而重量只有其几分之一的材料来制造各种更轻便，更省燃料的陆上、水上和航空用的交通工具。　　通过极小的晶体管和记忆芯片几百万倍的提高电脑速度和效率，使今天的奔腾Ⅲ 处理器已经显得十分慢了。 　　运用基因和药物传送纳米级的MRI对照剂来发现癌细胞或定位人体组织器官 　　去除在水和空气中最细微的污染物，得到更清洁的环境和可以饮用的水。　　提高太阳能电池能量效率两倍。

——国家863计划纳米生物技术主题专家张阳德教授访谈录编者按：岁末年初，我国纳米生物领域出现了几件大事：2007年12月31日，中国医药生物技术协会纳米生物技术分会在深圳宣告成立。工程院院士何继善、科学院院士姚开泰等全国近百名专家参加。2008年2月，中国纳米生物技术分会在北京举行第一届委员大会，卫生部纳米生物技术重点实验室主任、卫生部肝胆肠外科研究中心主任、中南大学生物医学工程研究院院长张阳德教授，选举为首届主任委员。大会选举了中国工程院陈志南院士、中国科学院曾益新、魏于全、姚开泰院士、江雷教授5位专家为副主任委员。郭应禄院士等35名业内专家为常务委员。这个汇集我国纳米生物领域的医学、化学、微电子、精密机械加工的专家组成的强大团队，将整合科技界、产业界纳米生物技术的资源，开展国家“863计划”纳米生物技术研究的攻关和实施。为此，我们邀请张阳德教授阐述了我国开发纳米生物技术尤其是在医学应用的战略和关键问题。先发制人，后发制于人记者：科学的交叉与融合，产生了一些新兴的领域。其中纳米生物技术与医用材料，就属于这样的领域。作为国家863计划纳米生物技术的主题专家，你如何看待当今纳米生物技术的发展现状？张阳德：即使你比刘翔跑得还要快，你也得与对手站在同一条起跑线上。我们在现代科技与产业的一些方面，落后于西方发达国家，这并不是我们跑得不够快，而是因为没能站在同一个起点。纳米生物技术是纳米科技与当代生物医学多学科结合的产物，是当代生物技术的前沿和热点。尤其在医药卫生领域有着广泛的应用和巨大的产业化前景。当今国际，由纳米药物载体，纳米生物传感器，纳米生物临床检测诊疗手段引发的新技术革命方兴未艾。据预测，到2010年，纳米生物技术对美国GDP的贡献将达到万亿美元，在日本的市场规模也将达到30万亿日元。在中国这样的人口大国，市场前景更加不可限量。纳米生物技术在医学临床应用，将成为我国重要的战略高技术领域，直接影响着国民经济和社会发展，关系到国家安全和人民健康。记者：目前这一领域中各国的竞争趋势如何？张阳德：先发制人，后发制于人。抢占战略制高点，向来是发达国家发展战略高技术的一个原则。从2000年开始的美国国家纳米技术行动计划，将纳米生物医疗列为突破重点。美国国家卫生研究院（NIH）2001年专门组织了“纳米科技与生物医学”的研讨会，提出了“纳米科技将导致新的生物学和生物工程”的结论。美国NIH在2002年度科研项目计划中，超过50%%的经费是针对生物反恐怖的，其中多数项目的完成希望借助纳米科学技术。美国国家癌症研究所（NIC）的计划是希望借助纳米科学技术，主要包括纳米颗粒材料技术以及纳米传感器技术，形成一些新的、针对恶性肿瘤的早期诊断与治疗技术。欧盟2002年正式推出了第6框架计划（2002～2006年），旨在将科学发展的成果转化为产业界的实际竞争优势。纳米生物技术的研究重点包括先进的药物传递方式、具有生物实体的纳米电子学、生物实体的界面、生物实体的电子探测、生物分子或复合物的处理操纵和探测。

信息产业科技、生物科技和纳米技术是现在世界上前沿科学领域的三大主要方向。 纳米是一个长度计量单位，它是一米的十亿分之一。纳米材料就是在纳米量级范围内调控物质结构研制而成的新材料。纳米技术就是 指在纳米尺度范围内，通过操纵原子、分子、原子团和分子团，使 其重新排列组合成新物质的技术。其最终目标是直接以原子、分子的变化，使物质在纳米尺度上表现出新颖的物理、化学和生物学特性，制造出具有特定功能的产品。因为纳米材料的粒度非常微小，一般的显微镜是不能观察到的，所以纳米技术是在扫描隧道显微镜发明之后，才出现以0.1至100纳米尺度为研究对象的前沿科学。这可能改变几乎所有产品的设计和制造方式，实现生产方式的飞跃， 是新工业革命的核心。纳米技术也是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础，将对人类产生深远的影响，甚至改变人们的思维方式和生活方式。有人曾经预言说，七十年代搞微米技术的国 家，现在已成为发达国家；现在从事纳米技术研究的国家，将是二 十一世纪的先进国家。 纳米材料粒度非常微小，具有良好的表面效应，一克纳米材料的表 面积达到几百平方米，因此用纳米材料制成的产品，其强度、柔韧 度、延展性都十分优越，就象一种有成千上万对脚的毛毛虫，当它 吸附在光滑的玻璃面上时，由于接触面积大，12级台风也吹不掉 它。因此，在化纤中加入少量的金属纳米颗粒，就可摆脱磨擦引起的静电现象；在食品中采用纳米技术，可提高肠胃的吸收功能；在 涂料中运用纳米技术，可使外墙涂料的耐洗刷性从一千多次提高到一万多次，老化时间延长两倍多；许多化妆品因为加入纳米微粒， 而具备防紫外线功能；利用纳米技术可生产出色彩鲜艳、抗折性极 高的彩色轮胎；利用纳米粉末，可使废水变清。另外，纳米在医药 保健、计算机、化学和航天等领域都会引起新的、技术性革命。 作为纳米技术重要方面的碳纳米管，是1991年被人类发现的。它是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，管的直径一般为几个纳米到几十纳米，管壁厚度仅几个纳米，象铁丝网卷成的空心圆柱状的“笼形 管”。5万个“笼形管”排列起来，才有人的一根头发丝那么宽，长度和直径比非常高的纤维小。作为石墨、金刚石等碳晶体家族的新成员，碳纳米管的韧性很高，导电性极强，场发射性能优良，兼具 金属性和半导体性。其强度比钢高100倍，比重只有钢的1/6，称之 为未来的超级纤维，成为国际研究的热点。碳纳米管的用途十分诱 人。它可制成极好的微细探针和导线、加强材料及储氢材料。它使壁挂电视成为可能，并在将来可替代硅芯片。纳米芯片体积更小、 容量更大、重量更轻，将在纳米电子学中扮演极重要角色，并引发计算机行业的革命。不久前我国研制出的碳纳米管显示器样本，不但体积小，重量轻，而且显示质量好，从-45℃~80℃皆能正常工 作，而耗电只有现在的显示器的1%。 另外，作为纳米技术的应用之一，在我国西安已研制出的“纳米服 装”，不仅能阻隔95%以上的紫外线，还能阻隔同量的电磁波，且无毒、无刺激，不受洗涤、着色、磨损的影响，能有效地保护人体皮 肤不受辐射的影响。还有小鸭集团研制出的纳米洗衣机，就是利用 纳米抗菌材料研制出的自我清洁的洗衣机。它能够有效地抑制细菌 滋生，无论使用多长时间，都能够保持“净水洗涤”的状态。 目前，纳米技术在电线电缆中的应用已在开始。有人曾设想，能否运用纳米技术来提高绝缘材料的性能，从而提高电缆的绝缘、耐热 和抗老化等性能，减少电缆的外径，减轻电缆的重量。另外能否利 用碳纳米管的韧性高、导电性强的特点，制成超细电磁线，使微型 电机的体积象米粒那样大，甚至更小。 现在“纳米热”已遍及全球，从大西洋到太平洋，从日本到欧洲，各国都把它作为重要的未来发展战略。美国总统克林顿曾经发表过 一篇关于前沿科学技术的前瞻性的讲话，提出了美国今后要大力发 展纳米技术。美国已于2000年10月1日启动“国家纳米计划”，投资1997年的1.16亿美元增加到4.97亿美元。目前全球纳米技术的年 产值已达到500亿美元，预计到2010年，市场容量将达到14400亿美 元。我国已建立了10多条纳米材料和技术的生产线，以此为基础的企业已达100多家。预计在今后二、三十年内，它将远远超过计算机工业，并成为未来信息时代的核心。纳米技术导致的微形化趋势从根本上改变人类的处境，从而引起二十一世纪的又一次产业革命。