分子组成的马达

现代机械长期承担着日常生活中繁重的工作 ,不过下一代机械有希望进到前所未有的场合———到人体各种细胞内去检修各类损坏。康奈尔大学的卡洛·蒙蒂玛盖诺 (ＣａｒｌｏＭｏｎｔｅｍａｇｎｏ)和他的同事已经创造出第 1台微型马达 (尺寸相当于一颗病毒 ) ,依靠生物化学所谓的三磷酸腺苷 (ＡＴＰ)运转 ,这种基质燃烧生成能量。这种马达由从细菌细胞提取的酶组成 ,利用ＡＴＰ产生旋转力矩。经过一系列化学反应 ,该小组把镍制螺旋桨 (每个螺旋桨大约只有 1英寸的千分之三十 )装到 40 0个这样马达的中心轴上。当被浸入ＡＴＰ溶液时 ,其中 5个马…     

世界上最小的马达——分子马达

世界上最小的马达在哪里?就在我们每个人的身体里,它被称为"分子马达"(molecular motor).分子马达是生物体内的一类蛋白质,就像传统的马达一样,它们"燃烧"燃料,做出特定的运动,完成特定的功能.它们是生物体内的"化学能与机械能之间的转换器".某些分子马达也有定子、转子,只不过它们的尺寸都非常小,以纳米为单位,所以被称为世界上最小的马达."生命在于运动",这对于分子马达来说最确切不过了.每个生物体内都有成千上万的分子马达,光合作用需要分子马达,细胞的分裂需要分子马达,肌肉运动也是分子马达在起作用生物体内分子马达无处不在.     

纳米技术的应用

一纳米相当于十亿分之一米。在这样小的尺度上对物质和材料进行研究和处理的技术被称为纳米技术。纳米技术不仅仅是尺度上的缩小,当材料尺度进入100纳米以内时,其物理、化学特性将发生重大变化,而这些变化可能是现有理论所无法解释的。纳米科技最显著的特     

纳米机器人维护人体健康

曾经有一部美同科幻片名为《惊异大奇航》。在这部影片中，科学家把变小的人和飞船注射进人体，让这些缩小的参观者直接观看到人体各个器官的组织和运行情况。如果真的有小人能够进入我们的身体，倒是可以帮助我们看病。最近，美国科学家就研制出一种可以进入人体的纳米机器人，有望用于维护人体健康。     

2005年全球电子工业将进入纳米时代

纳米技术是指在0.1~100纳米(一纳米为十亿分之一米)的尺度内,研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。如今全球电子工业元器件加工精度已经达到120纳米,2005年将达到100纳米以下,这标志着电子工业进入纳米时代。目前发达国家国内生产总值约10%来自半导体产品。随着电子工业逐步进入纳米时代,纳米技术将有巨大的应用潜力。专业机构预测,今后10年纳米技术在电子工业中的应用规模将达到3000亿美元。美国科学院将信息、生物、纳米作为科研三大支柱。电子元器件进入纳米级意味着存储元件体积更小、存储信息更多、功能更强。据统计,2003年…     

纳米机械的过去和未来

在纳米技术所允诺的成果中,微型纳米机械总是非常引人注目。它们的吸引力是显而易见的。宏观世界中的机械——飞机、潜艇、焊接机器人、烤面包机——毫无疑问是非常常用的。如果有人带着设计这些机械的理念去设计尺寸非常小的装置,又有谁知道它们能干什么呢?想象一下两种微型纳米机械——第一种微型纳米机械是和上述宏观世界的机械类似,比如一个纳米尺度的潜艇,长度仅有数十亿分之一米——这大约是数十个或者数百个原子的长度,这种机器尽管存在着争议,然而可以应用在医学方面,它可以在血液中穿行,寻找患病的细胞然后杀死它们。     

微纳米马达研究的多学科交叉

<正>宏观世界中,马达的发明和驱动给我们的日常生活带来了翻天覆地的变化.同样,在微观世界中,微纳米马达的研制成功和实际应用也将给人类带来革命性的变革.受益于微纳米制造技术的快速发展,我们得以窥见通过操控原子、分子和纳米材料制备微纳米机器的可能性.2016年,Jean-Pierre Sauvage,Sir J.Fraser Stoddart和Bernard L.Feringa三位科学家因设计和合成出分子机器而被授予诺贝尔化学奖.这在某种程度上表明包括     

《神奇旅行》上演真实版——"潜水艇"在血管中穿行

在1966年的好莱坞科幻电影《神奇旅行》中,几名美国医生为了拯救一名俄罗斯科学家,被缩小成了几百万分之一,乘坐微型潜水艇进入科学家体内进行血管手术.     

"小精灵"在行动

让我们纵情畅想一番:二三十年后,大批的“跳蚤”将会出现,它们的个头小得肉眼看不见,但本领大得却能上天入地,无所不能,甚至能进入人体内修复人体缺陷。当然,这些美妙的设想暂时还不能实现,倒是一些小得不起眼的微型机器人正在陆续登场,它们将为更小的后代出世奠定基础。     

纳米马达的驱动机理研究进展

纳米马达是一种将其他形式能量转化为机械能从而产生定向运动的纳米机器。文章概要介绍了不同种类纳米马达驱动 机理的研究现状，简略分析了纳米马达在实际应用中存在的困难，并对未来的发展趋势进行初步展望。     

世界上最小的电路

美国国际商用机器公司已经试验成功了一种比人体神经纤维还小的超导结构。超导体是低温时失去电阻性能的材料。它们目前使用在高功率磁体,将来可望用于输电。目前正在开发中的微型超导结构,阔仅50毫微米(一公尺的十亿分之一),厚仅30毫微米,小于过     

自驱动微纳米马达的设计原理与结构简化方法

自驱动微纳米马达由于其自主运动特性,在药物运输、生物传感、细胞分离、微手术和环境治理等方面有着重要的应用前景.本文通过分析自驱动微纳米马达的气泡反冲和自泳等各种驱动机理,指出设计制备自驱动微纳米马达的关键是在微纳米粒子周围构建非对称场;重点综述了自驱动微纳米马达从双面神结构和多层管状结构到各向异性单组分结构和各向同性粒子的结构演变与简化历程,并对其发展和应用前景做出了展望.     

过敏之源

<正>“防卫过度”惹的祸我们每天都会和各种物质打交道,例如悬浮在空气中的小颗粒、接触到的动植物,或者常吃的食物。正常情况下,外来物质进入人体后大都面临两种命运：如果被识别为有用或无害物质,就能与人体和谐相处,最终被吸收、利用或自然排出;倘若被识别为有害物质,人体的免疫系统会立即作出反应,将其驱除或消灭。通过有效的免疫应答,人体得以维护内环境的稳定。     

《神奇旅行》上演真实版——“潜水艇”在血管中穿行

在1966年的好莱坞科幻电影《神奇旅行》中,几名美国医生为了拯救一名俄罗斯科学家,被缩小成了几百万分之一,乘坐微型潜水艇进入科学家体内进行血管手术。没想到40年后的今天,以色列科学家竟真的发明出了一种可以在血管中穿行的微型"潜水艇"机器,它可以被注射进病人血管中,并在血管内穿行,为病人提供先锋性的医学治疗。     

科技传真

一个时期以来,微电子工程师 们一直在努力制造一种能够在很小 尺度上工作的针头大的发动机。但 是直到最近,即使是最先进的微型 马达也未能具有充分的动力。 现在出现了一种新的微型发动 机,这是一种小到能够装进计算机 芯片上的、具有充分工作能力的蒸 气发劲机。 这个由美国桑迪亚国家实验室 发明的蒸气发动机总共有0.006毫 米长,0.002毫米宽。该机制作在多 晶硅薄片上,它由一个往复滑动于     

《神奇旅行》上演真实版——“潜水艇”在血管中穿行

在1966年的好莱坞科幻电影《神奇旅行》中，几名美国医生为了拯救一名俄罗斯科学家，被缩小成了几百万分之一，乘坐微型潜水艇进入科学家体内进行血管手术。没想到40年后的今天，以色列科学家竟真的发明出了一种可以在血管中穿行的微型“潜水艇”机器，它可以被注射进病人血管中，并在血管内穿行，为病人提供先锋性的医学治疗。     

令人憧憬的纳米医学时代

奇妙的微型世界 由20世纪福克斯公司根据1966年科幻电影《神奇旅程》翻拍成的3D版影片,讲述了一艘微型潜艇在人体中的旅行.虽然这种冒险在2013年还不能实现,不过,基于原子和分子尺度的纳米医学正在快速发展.在新的一年中,这一领域不仅会保持创新和发现的态势,也将出现更有疗效的诊断和成像手段.这些创新将包括:用少量分子检测出疾病:以接近分子分辨率实现医学成像;发现病变组织并定点传送药物的靶向治疗.     

不可思议的微型机器

一个甲虫大小的机器人,其使命是:通过人体的维管系统(血管系统)进入心脏,去治疗人体心脏功能衰竭等疾病,这种机器人曾经只是科幻小说家笔下的素材、但现在科学家们正在进行精巧的设计,或许某一天,微型机器人可以在人体内进行这一不可思议的旅行.美国国家科学基金会的乔治、A说:"微型机器将是一项新的产业,而且很可能是一项大的产业".美国电报电话公司的贝尔实验室,加利福尼亚大学的贝克勒灵敏元件和传动装置中心的科学家们已经制造出了千分之五英寸宽的工作器件和微型机构,其它一些科学家正在开发微型发动机、它们是如此之小,     

认识太阳

太阳的半径为69．6万公里,它的体积是地球的130万倍,半径是地球的109倍。一架喷气式超音速飞机在一个小时内可从上海飞到北京,而在太阳表面上飞一圈则需整整一百大。太阳到地球的平均距离为1496亿公里,这个距离叫做1天文单位。光线从太阳时刻地球上需要8分钟,所以我们在地球上看到的太阳其实是8分钟以前的太阳。太阳每时每刻都在释放巨大的光和热。它每秒钟辐射出的总能量约3.8×10焦耳,其中的二十二亿分之一到达地球的大气顶层,一部分被反射回太空,一部分被大气吸收,只有小部分到达地面,但这足以使方物生长。太阳在一年内辐射到…     

纳米科技的现在和未来——身手不凡的纳米材举

纳米不是大米,而是长度单位。1纳米等于10亿分之一米,一根头发的粗细竟有4万纳米,可见纳米是多么渺小!然而纳米空间里闹出的事儿却惊天动地——