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CN:31-1600/Q
ISSN:1004-0374
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《生命科学》 2008, 20(3): 310-
前 言
欧阳钟灿
( 中国科学院理论物理研究所 , 北京 100080)
纳米科学的原始概念诞生于著名理论物理学家费因曼(R稦eynman)1959年12月29日在美国物理学会西岸年会的演讲“There抯 Plenty of Room at the Bottom”。“纳米技术(Nanotechnology)”一词首次由日本东京理科大学教授(Norio Taniguch)提出[1],而纳米科学与技术能在全世界迅速流行则归功于美国未来科学研究所创立者K.Eric Drexler在20世纪80年代的系列演讲与著作[2,3]。从科学发展史来看,20世纪80年代团簇(cluster)科学的发展与隧道扫描显微镜(STM)的发明是纳米科学诞生的两大因素,它们导致1986年富勒烯及稍后纳米碳管的发现,促进量子点(quantum dot)半导体纳米晶体的合成,在STM发明5年后能直接观察原子及其运动的原子力显微镜(AFM)被发明,物质科学从此进入纳米世界,纳米科学成为21世纪的时髦。几乎所有西方国家都强调自己对纳米器件和纳米技术的兴趣,许多科学家,甚至没有对自己正在进行的工作做必要的改变,就加入了浩浩荡荡的纳米科学队伍。相当比例的凝聚态物理学家加入富勒烯及稍后纳米碳管的研究,相当多的化学家合成了许多被称为是纳米器件的新分子,在这样的器件中,随着氧化还原作用势能(redox potential)或pH值的变化,纳米尺度的分子单元会对应于另一个分子而运动。与此同时,人们对纳米碳管及化学纳米器件持相当怀疑的态度,因为它们极端昂贵又相当脆弱(对毒素很敏感),不容易用适合的涂层或局部的抗毒中心对之进行保护, 因此远未达到实际应用。与纳米物质科学相反,随着STM与AFM应用于生物大分子及细胞的实时单分子检测,人们发现了大量正在工作的纳米机械系列:酶、离子通道、感应蛋白质和黏附分子等。它们给人留下极为深刻的印象,因为它们是代表了经过10亿多年经自然选择反复试验的进步结构。模仿这些器件,利用它们的功能来实现技术意图,根据分子遗传的技术,在工业化水平生长植物或创建新的蛋白质纳米机械,这是一个多么诱人的前景!可以说,纳米生物学(Nanobiology)代表着纳米科学最有希望的发展方向与领域,并且带来生命科学新的一轮变革。
 
 
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