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什麼是奈米技術？它的用途和範例

2024-08-09文化社會263

我們解釋什麼是奈米技術、它的用途和範例。此外，在醫學、生物技術等領域也有應用。

奈米技術創造了在分子層面上工作的「機器」。

什麼是奈米技術？

從廣義上講，奈米技術是在原子或分子尺度（即奈米尺度）上操縱和製造材料和製品。這是一個非常廣泛的研究和應用領域，仍在不斷鞏固。

奈米技術涉及亞原子物質以及有機化學、分子生物學、半導體、微加工和表面科學等科學學科的具體知識。

簡而言之，奈米技術始於建造微型機器的想法，進而生產出具有獨特且特定分子結構的新型材料。

然而，許多這些「機器」的性質與我們日常生活中使用的機器並不相似，但很可能由基因「重新編程」的病毒和其他生物技術手段組成。因此，這項技術是無限的可能性來源，當然也存在危險。

此外，透過奈米技術，已經建構了奈米材料，它們是自然界中不存在的元素，具有驚人的特性。它們是透過對現有材料的分子進行修飾而產生的。

因此，一個巨大的研究領域已經開啟，幾乎有無限的應用，這些應用仍在定義和實驗中。奈米技術有望帶來新的工業和科學技術革命。

另請參閱：基因改造生物

1959年，奈米技術和奈米科學的可能性首次被討論。第一個提到它們的是諾貝爾物理學獎得主（1965年）、美國人理查德·費曼（Richard Feynman，1918-1988）在加州理工學院（美國加利福尼亞州）的演講中，他在演講中提出了透過直接操縱原子進行合成的理論。

然而，「奈米技術」一詞是由日本人谷口則夫（Norio Taniguchi，1912-1999）於1974年創造的。從那時起，許多人夢想或理論化了這種先進機器和材料的可能性。

例如，美國工程師金·埃里克·德雷克斯勒（Kim Eric Drexler，1955-）參與了該術語和此類研究的普及，在很大程度上促成了20 世紀80 年代納米技術研究領域的正式開始。這也響應了當時顯微鏡技術的進步和 1985 年富勒烯的發現。

從2000年開始，奈米材料開始工業化應用。作為回應，世界各國政府開始投入巨額資金進行奈米技術的研究與發展。

不久之後，它在生物化學、醫學和基因工程領域的應用就變得顯而易見。如今，即使在所謂的第三世界國家，它也是最具有效性和需求的科學領域之一。

從根本上來說，奈米技術是一種原子或分子尺度的材料工程。這意味著它允許在無限小的尺度（1 到 100 奈米之間）操縱物質，即大致介於DNA分子(2 nm) 和支原體屬細菌(200 nm) 的大小之間。

因此，奈米技術的用途實際上是無限的：從幹預生物的化學成分，從而對微觀生物的 DNA進行修改和「編程」以執行某些生化任務，到製造新型材料和技術。，稱為奈米材料。

奈米技術生產與農業合作的農藥或肥料。

奈米技術目前的一些應用與：

另一方面，業界將以下領域視為未來的研究領域：

目前奈米技術應用於人類問題的幾個例子如下：

殺菌黑矽。澳洲和西班牙科學家宣布創造出一種被稱為「黑矽」的材料，其分子成分除了降低有效性外，還可以在不需要添加產品的情況下防止多種革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌的增生。
使用機器人進行奈米手術。瑞士蘇黎世聯邦理工學院實驗室正準備測試其第一個磁導微型機器人，稱為OctoMag，預計能夠在不打開患者身體的情況下進行顯微手術，只需使用小針將其註射到體內即可。類似的微型幫浦模型也在美國進行了測試，必要時可將藥物釋放到眼睛中。

奈米疫苗可以幫助免疫系統對抗疾病。

至少可以說，奈米技術對醫學進步的承諾是令人驚訝的。上面我們給了幾個例子，但仍有許多東西有待發現，例如：

奈米療法治療疑難雜症。癌症、愛滋病毒/愛滋病或阿茲海默症的奈米技術解決方案可能來自於注入人體的生化機器人。
奈米科技延緩老化。有一天，我們可以使用奈米顆粒在分子層面上對抗衰老，並進一步延長我們的預期壽命，延緩衰老。
奈米疫苗。基於將奈米系統引入人體的疾病保護系統，這將有助於免疫系統對抗所有類型的新疾病。
基因重編程。使用奈米機器人可以修改我們的 DNA，並逐漸消除攜帶先天性疾病、缺陷和其他疾病的基因。這將總體上改善該物種的生活品質。當然，這也需要在某種程度上重新思考科學的道德法則。