对纳米科技的认识

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1、.c 对纳米科技的认识 1529401029 机电工程学院 机械类专业 2015 级 指导教师 鲁娟 摘要 参与了一学期“走进纳米科学”的学习后，我在对纳米科技的认识上有了很大的收获,通过一些个人的总结和思考，我对纳米科技有了更加深入的理解，对于其未来发展也有一些个人 的看法和想法，希望通过这篇小论文表述出我个人对于纳米科技利与弊的理解，并且希望借由此 次机会展示我这一学期的学习成果。这一课程开阔了我的视野，翻新了我的世界观，受益匪浅，十分感老师这一学期的指导。关键词纳米科技利与弊展望未来.c 1 对纳米科技的大体认识 1.1 什么是纳米科技？纳米技术（nanotechnology）是用单个原

2、子、分子制造物质的科学技术，研究结 构尺寸在 0.1 至 100 纳米围材料的性质和应用。纳米科学技术是以许多现代先进科学 技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物 学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的 产物，纳米科学技术乂将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。1.2 纳米技术的主要容 1.2.1 纳米材料 当物质到纳米尺度以后，大约是在 0.1 100 纳米这个围空间，物质的性能就会 发生突变，出现特殊性能。这种既具不同丁原来组成的原子、分子，也不同丁宏

3、观 的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。1.2.2 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）用丁有传动机械的 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.用的是一 种类似丁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 至数白微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用丁制作三相电动机，用丁超快速离心 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。1.2.3 纳米生物学和纳米药物学 纳米生物学发展到一定技术时，可以用纳米材料制成具有识

4、别能力的纳米生物细 胞，并可以吸收癌细胞的生物医药，注入人体，可以用丁定向杀癌细胞。1.2.4 纳米电子学 包括基丁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.c 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。2 纳米科技的利 2.1 衣 2.1.1 在纺织和化纤制品中添加纳米微粒，可以除味杀菌。2.1.2 化纤布虽然结实，但有烦人的静电现象，加入少量金届纳米微粒就可消除静电 现象。2.2 食 2.2.1 利用纳米材料

5、，冰箱可以抗菌。2.2.2 纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。2.2.3 利用纳米粉末，可以使废水彻底变活水，完全达到饮用标准。2.2.4 纳米食品色香味俱全，还有益健康。2.3 住 2.3.1 纳米技术的运用，使墙面涂料的耐洗刷性可提高 10 倍。2.3.2 玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，根本不用擦洗 2.3.3 含有纳米微粒的建筑材料，还可以吸收对人体有害的紫外线。2.4 行 2.4.1 纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。2.4.2 纳米瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料，能大大提高发动 机效率、工作寿命和可靠性。2.4.3 纳

6、米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息，帮助其安全驾驶。.c 2.5 医 2.5.1 把各种有治疗作用的纳米粒子注入到人体各个部位，便可以检查病变和进行治 疗，其作用要比传统的打针、吃药的效果好。2.5.2 碳材料的血液相溶性非常好，21 世纪的人工心瓣都是在材料基底上沉积一层热 解碳或类金刚石碳。2.5.3 纳米材料粒子将使药物在人体的传输更为方便，用数层纳米粒子包裹的智能药 物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。2.5.4 使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和 DNA断出各种疾病。2.5.5 通过纳米粒子的特殊性能在纳米粒子表面进行修饰形成一些具有

7、靶向，可控释 放，便丁检测的药物传输载体，为身体的局部病变的治疗提供新的方法，为药物开发 开辟了新的方向。3 纳米科技的弊 3.1 社会危害 现代，公认的观点是，虽然我们需要关注有固定纳米粒子的材料，自由纳米粒子 是最紧迫关心的。因为，纳米粒子同它们日常的对应物实在是区别太大了，它们的有害效应不能从 已知蠹性推演而来。这样讨论自由纳米粒子的健康和环境影响具有很重要的意义。更加复杂的是，当我们讨论纳米粒子的时候，我们必须知道含有的纳米粒子的粉 末或液体几乎从来不会单分散化，而是具有一定围许多不同尺寸。这会使实验分析更 加复杂，因为大的纳米粒子可能和小的有不同的性质。而且，纳米粒子具有聚合的趋 势

8、，而聚合的纳米粒子具有同单个纳米粒子不同的行为。3.2 健康问题 纳米颗粒进入人体有四种途径：吸入，吞咽，从皮肤吸收或在医疗过程中被有意 的注入（或由植入体释放）。一旦进入人体，它们具有高度的可移动性。在一些个例 中，它们甚至能穿越血脑屏障。基本上，纳米颗粒的行为取决丁它们的大小，形状和 同周围组织的相互作用活动性。它们可能引起噬菌细胞（吞咽并消灭外来物质的细胞）.c 的“过载”，从而引发防御性的发烧和降低机体免疫力。它们可能因为无法降解或降 解缓慢，而在器官里集聚。还有一个顾虑是它们同人体中一些生物过程发生反应的潜 在危险。由丁极大的表面积，暴露在组织和液体中的纳米粒子会立即吸附他们遇到的

9、大分子。这样会影响到例如酶和其他蛋白的调整机制。3.3 生命伦理问题 生命伦理学是指对生命科学和卫生保健领域中人类行为的系统研究，用道德价值 和原则检验此围人的行为。纳米技术为我们提供了一种对医学乃至生命科学的全新认 识方法和实践方法。纳米器件直接作用丁患处，纳米微粒药物可以全面渗透患处等大 大提高了我们的医疗水平，但如果不加限制地滥用，贝 U 会引发一系列的伦理问题。3.3.1 威胁人类健康 由丁纳米微小的身材，导致它及其不易控制。散发到空气中的纳米微粒，被人体 吸收后将会产生特殊生物机制，作用丁人体心肺，严重威胁人体健康。纳米药物的使用不当也会产生严重后果。“是药三分蠹”，何况纳米药物特性

10、的 神秘不可预测。例如，当用纳米颗粒作为蛋白质的载体，它一旦注入体，纳米颗粒也 会与体的天然蛋白质发生结合，从而干扰血液和细胞中蛋白质的功能 3.3.2 基因优生问题 用纳米技术可以在微小尺度里重新排列遗传密码，则人类可以利用纳米基因芯片 查出自己遗传密码中的错误，并迅速利用纳米技术进行修正，使各种遗传性疾病或缺 陷得以改善，甚至还可以加入一些优良基因来优化自身。一旦这种技术滥用，将会引加剧社会的不平等。有条件的父母将会改造出优秀的 孩子，从而加大了分化。而且孩子没有出生就被强制地设计了性别、性格、发展方向 等，这样剥夺了他们的自由选择权利。3.3.3 延长人寿命 I 可题 科学家认为，决定人

11、类寿命长短的重要物质很可能是端粒酶。在纳米尺度上，利 用纳米技术可能探明它的机理，甚至激发端粒酶的活性来延长生命。但是这明显干扰 了自然进程，扰乱了生物节律，有可能降低生命质量，出现始料未及的问题。科学家 已经进行昆虫试验证明它具有产生癌变等不利异变的可能。而且生命被无限延长，可 能会使人们丧失奋斗的动力，随之而来的便是精神上严重的失落感，人类生命的价值 也.c 面临被消解的危险。还有一点不能被忽视，就是整个社会的老龄化，导致人们选择 不繁衍后代等社会问题随之可能会出现。3.3.4 复制人问题 科学家认为，决定人类寿命长短的重要物质很可能是端粒酶。在纳米尺度上，利 用纳米技术可能探明它的机理，

12、甚至激发端粒酶的活性来延长生命。但是这明显干扰 了自然进程，扰乱了生物节律，有可能降低生命质量，出现始料未及的问题。科学家 已经进行昆虫试验证明它具有产生癌变等不利异变的可能。而且生命被无限延长，可 能会使人们丧失奋斗的动力，随之而来的便是精神上严重的失落感，人类生命的价值 也面临被消解的危险。还有一点不能被忽视，就是整个社会的老龄化，导致人们选择 不繁衍后代等社会问题随之可能会出现。4 总结 纳米科技正在影响着我们生活的方方面面，也许有人会担心关丁纳米技术的伦理 问题，但是我们都知道问题就是来被解决的，现在暴露的问题越多，以后就可以变得 更加完善，纳米科技的发展前景可谓是空前的，它的弊端再多，也掩盖不了它的先进 性。正如鲁迅所说：“其实地上本没有路，走的人多了，也便成了路。”在纳米科技 的发展道路上，我们需要扬长避短，要用发展的眼光来看待纳米科技，而不是听信 时的莫须有的新闻，时间会证明一切，也许在不久的将来你我都可以见证纳米科技改 变世界的那一刻！