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荷兰教授研制出纳米车穿行血管杀肿瘤

    世界上最小的车是什么车?既不是各大汽车厂商的迷你系列轿车,也不是孩子们的玩具模型,而是由荷兰格罗宁根大学有机化学教授本·费林加研制的纳米车。

    纳米车是用纳米技术制造的一种新型药物输送系统,内含携带药物的纳米球,可在血液中循环而不会受到人体免疫系统的攻击。如果使其具备识别癌细胞的能力,它就可直接将药物送到癌变部位,而不会对健康组织造成损害。

    纳米科技对材料科学和微型器件技术的发展具有重要影响。近年来,制作纳米车成为了科学家们在纳米技术领域的主攻方向。

    不稳定分子做马达

    费林加教授研制的纳米车长度大约只有一根头发直径的1/50000,虽然它也是一种运输工具,但与普通汽车是完全不同的两个概念。纳米车的制造完全是在实验室内通过瓶瓶罐罐里的化学反应合成的。其制造过程与分子合成药物的步骤相似,合成后只有通过电子显微镜才能看得到。

    在显微镜下,纳米车看起来像哑铃,是由95%的碳原子和一些氢、氧原子组成。车轮的分子结构呈足球状,分子间连接紧密,很难分散。纳米车由四轮驱动,4个轮子上的发动机实际上是一种结构不稳定的有机分子,在光照或电子的作用下,这种有机分子不断改变外形为纳米车提供前进动力。

    在真空低温环境下,如果对纳米车发动机施加10次电流,它可以在铜表面前进6纳米。费林加教授表示,控制纳米车移动难度极大,纳米世界的移动与宏观世界截然不同,引力和重量无法将纳米车固定。此外,纳米车不受摩擦力影响,这一点也有别于普通汽车。

    费林加教授下一步的目标是进一步改善纳米车,让纳米车能够在室温环境下工作,同时移动更长距离。“费林加知道如何将很多元素融合到一起工作,他让我联想到了赖特兄弟。”美国西北大学化学教授弗拉瑟·斯托达特表示,证明纳米物体是旋转滚动而不是滑行或者滑动,是纳米工程中最困难的一部分。因此,费林加的纳米车在微型领域中是一项重要的成果。

    不能定向输送药物

    事实上,纳米车已是实验室中的常客。被誉为“纳米汽车之父”的美国莱斯大学教授詹姆斯·图尔设计的纳米车由底盘、轮子、座椅和车轮组成,以热能和光能为动力。整个车身可以承受微小的扭曲变形,以适应颠簸情况。车座椅的分子结构采用三角形、船形和杯子形等不同形状,座椅的凹陷处用于装载药物分子。当纳米车抵达患者患处时,通过调节患处的酸碱度或者离子强度,释放出药物分子。

    图尔的纳米车大约3至4纳米见方,在170℃至220℃之间的高温作用下可以前后移动,但是运动方向不能控制。几辆并排的纳米车同时受热,经常会出现有的向前开,有的向后倒的情况,而这种现象无法实现利用纳米车定向输送分子的目标。因此,寻找驱动纳米车作定向运动的发动机成为了重大难题。

    借鉴费加林教授的设计,图尔教授也给他的纳米车安装了分子发动机。然而图尔教授发现,在光照下,自己纳米车的车轮对能量的吸收率远超过分子发动机,导致发动机不能正常工作。于是图尔教授对纳米车进行了升级,改变车轮、车轴的分子结构,让分子发动机能够充分吸收光能。经过改装,图尔教授的纳米车与分子发动机的兼容性明显改善。随后,图尔教授再接再厉,又设计出一个底盘更宽的纳米车,用于搭载更多的药物分子。

| 发布时间:2011.11.15    来源:中国经济网    查看次数:

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