第一情报 ---材料工业

美国纳米技术研究重点剖析

供稿人:ISTIS  供稿时间:2006-10-25   关键字:美国  纳米  技术研究  

美国纳米技术的应用研究目前正在半导体芯片、光学新材料等领域快速发展,随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用,美国纳米研究出现由半导体芯片转向医学领域的特点。

半导体芯片领域

在半导体芯片领域,如何让芯片体积更小、速度更快是科学界一直研究的课题。目前,美国纳米技术专家试图把纳米级的半导体材料做成晶体管,从而可以让一块芯片上容纳更多的晶体管,这种芯片的运算速度可望比传统的硅芯片提高上千倍。这一研究已取得基础性研究的突破,目前正在加紧应用研究,据估计10年后这项技术将达到实用化。

纳米光学材料领域

纳米导线是一种又长又细的导线,通常直径只有人头发丝的万分之一。目前研究人员可以调控直径5纳米至几百纳米之间的纳米线,可调控的长度可达几百微米。对半导体硅和化学敏感的氧化锡及氮化镓等发光半导体,都能制成纳米导线。

加州大学伯克利分校杨培东教授领导的研究小组在改变纳米导线特性方面获得重大进展。他们采用能融化金属薄膜或其它金属的特殊小室,小室中金属形成纳米尺寸的微滴,在微滴上空喷发硅烷等化学蒸汽,其分子会被分解。短时间内,这些分子在融化的微滴上达到饱和,形成纳米晶体。随着更多的蒸汽分子在金属微滴上被分解,晶体则长成树状。如果在几百万个金属微滴上同时发生这一过程,科学家则能形成大量的纳米线。目前,他们已经制成氮化镓和氧化锌纳米线,这些纳米线能发出紫外光,这种特性对制造“单片实验室”十分有用。“单片实验室”可快速和低成本地分析医学、环境和其它种样品。

一些科学家还试图让某种半导体材料内部具有纳米级的线状结构,用于显示器制造领域可以大大提高显示器的清晰度和颜色逼真度。

医学领域

随着纳米技术在医学领域表现出越来越诱人的应用前景,越来越多的研究经费正在涌入这一领域。美国国家卫生研究院计划在未来几年内把医用纳米技术例为优先发展项目。

美国科学家利用纳米技术制成的传感器已经能够在实验室环境下实现对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断;利用纳米技术加速传统新药开发进程,在细胞水平上进行药物活性分子筛选,以缩短新药开发周期。

在纳米生物研究领域,利用纳米颗粒追踪病毒在生物体内的活动,也是目前研究的一个热门话题,它对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用。科学家把某种纳米颗粒“粘”在生物分子上,然后利用纳米颗粒的发光特性研究生物分子的活动情况。


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