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纳米技术将极大改善人类的生存能力和质量

2019-10-09 14:00:59来源:励志吧0次阅读

素有“阳光猎手”之称的深海巨蛤将帮助人类找到可替代能源的新方式。狗鼻子装上特制传感器可以嗅出癌症病人。一件“特殊斗篷”就能让物体实现隐形。所有这些都不是科技电影里幻想出来的情节,而是美国宾夕法尼亚大学克里希纳·辛格纳米技术中心正在这一高科技前沿领域展开的部分研究和应用项目。

日前,记者应邀参观访问了美国宾夕法尼亚大学克里希纳·辛格纳米技术中心。来到宾夕法尼亚大学校园的一个入口处,首先映入眼帘的是一栋崭新的银白色建筑物,透亮的玻璃窗搭配长方形的钢架结构,与建筑物前面绿草地和黑色石雕相互映衬,勾勒出技术中心简约、清新和明快的风格,入口处上方“克里希纳?辛格纳米技术中心”几个银灰色英文字显得特别醒目,端庄大气中透出宾夕法尼亚大学作为全球科学研究与教育领航者的角色。

陪同记者参观的宾大工程与应用科学学院院长、辛格纳米技术中心主任阿尔瓦多·格兰特博士介绍说,辛格纳米技术中心于今年10月初刚挂牌成立,占地面积约合7246平方米,包括929平方米的隧道式净化室、604平方米的特征分析套间和1115平方米的实验室模块,以及公共走廊和多功能会议室等设施。该中心汇聚了来自艺术与科学学院、工程与应用科学学院的研究人员,并为各个科系的教工、学生、研究人员之间的互动,大学与城市之间的交流提供便利,是一个集教育、科研和创新为一体的多层次、多领域科研中心,它代表着宾夕法尼亚大学在纳米技术这一新兴领域所拥有的领先地位。

从入口处进入实验楼是一个长条形的公共走廊。公共走廊被带有弯曲波纹的金属镶板立面包裹起来,能够反映和折射周围建筑与城市之间的互动。拾阶而上,便来到中心庭院这个至关重要的公共核心区。实验室布局就是围绕这个中心庭院而建,实验室与外围结构之间的公共走廊起到了透镜的作用。通过釉料图案与镜像效果的应用,内外空间的分离变得模糊起来。透明的玻璃隔断不仅可以让人从外部可看到内部的活动,也可以在庭院里清楚地看到科学研究的过程。

透过玻璃隔离墙,可以看到实验室内橙色的墙壁和橙色的灯饰,身着防灰制服的工作人员正在紧张忙碌的工作。阿尔瓦多博士似乎也看出了大家对橙色色调的好奇心,他笑着说,这样的色调布置可不是为了营造浪漫气氛,而是为了避免光源对实验产生的干扰,因为橙色是光谱里波长较短的一种光束。据介绍,纳米技术中心即便在入夜后也一样灯火通明,研究不停息,支持这种连续工作的设施如休息室与咖啡馆一应俱全,为有志于从事这个新兴领域的研究者提供了一个知识交流与沟通的平台。

“我们团队是从生活在印度洋深处的巨蛤能够把强烈阳光变成海藻,把单细胞植物变成食物中获得灵感的”,宾大材料科学与工程系教授杨舒对记者表示。她说,这个研究项目两年前正式启动,美国国家科学基金会已投入3百万美元的资金用于此项研究。她的研究团队正努力破解深海巨蛤如何获取阳光的秘密,主要是对巨蛤身体的微分子结构进行研究,试图以此作为研发纳米新材料的蓝本,以捕获太阳能并将其转化为生物燃料。

生物科技学教授查理·约翰逊说,每一个生物过程都包含了对某种化学分子存在的感知力。经过几百万年的进化过程,动物身体内不同的接受器已被塑造成只能够接受某种特定化学分子的装置。当把它们绑定后,接受器会对某种特定细胞产生神经脉冲,让新陈代谢形成规律。因此给狗安装上一个用纳米技术制作的模拟感应器,它就能辨别出血液里的癌细胞,这并非是一个难以实现的梦。

金属材料研究方面的世界级权威纳达尔·恩格赫塔教授则利用幻灯片向记者介绍了“隐形衣”的科学原理。他说,人类生活在一个光波的世界里。光照射在物体上会产生散射或反射,这就是为什么人能够看到实物的存在。如果把一个用纳米技术新材料制造的“外罩或斗篷”套在实物上,实验结果表明,它可以大大减少作用于物体表面的反射光,从而达到隐形的目的。

辛格纳米技术中心副主任马克·爱伦博士说,当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农业等方面。近年来,他分别出访德国、中国和巴西等国,并与同行业者进行学术探讨和交流,发现各国均已开始积极投入资源对此领域进行研究与开发。

阿尔瓦多博士预言,纳米技术将给人类社会带来的影响将远远超过计算机革命。纳米技术涉及的领域更加广泛,从日常使用的电池,到穿的衣服,以及治疗癌症的方法,相信纳米技术将极大改善人类生存的能力和质量。

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