納米生物學(xué)與醫(yī)藥　納米結(jié)構(gòu)檢測

納米科學(xué)技術(shù)是指在納米尺度(約在1～100納米之間)上研究物質(zhì)的特性和相互作用(包括原子、分子的操縱)，以及利用這些特性的多學(xué)科交叉的科學(xué)和技術(shù)。這一技術(shù)使人類認(rèn)識和改造物質(zhì)世界的能力延伸到了原子和分子水平，是當(dāng)今最重要的新興科學(xué)技術(shù)之一，已經(jīng)引起了科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的極大關(guān)注。

納米科技的起源

納米是長度度量單位，一納米為十億分之一米。納米科技這一初始概念是已故美國著名物理學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎得主費(fèi)恩曼(R.Feynman)于1959年在美國加州理工學(xué)院作題為“在低部還有很大空間”的講演中提出的。費(fèi)恩曼指出：如果人類能夠在原子或分子尺度上來加工材料、制備裝置，則將會有許多激動人心的新發(fā)現(xiàn)。他還強(qiáng)調(diào)：人們需要新型的微型化儀器來操縱納米結(jié)構(gòu)并測定其性質(zhì)。費(fèi)恩曼憧憬說：試想，如果有一天，人們可以按自己的意志來安排一個個原子，將會產(chǎn)生怎樣的奇?

與所有的天才假想一樣，費(fèi)恩曼的科學(xué)思想起初并未被接受。然而科技的迅猛發(fā)展很快證明了費(fèi)恩曼是正確的。繼費(fèi)恩曼之后，許多科學(xué)家又盡情發(fā)揮想像力，從不同角度繼續(xù)編織納米技術(shù)的神奇夢想。

納米科技的迅速發(fā)展是在1980年代末1990年代初。1980年代初，賓尼希(C.Binnig)和羅雷爾(H.Rohrer)等人發(fā)明了費(fèi)恩曼所期望的納米科技研究的重要儀器--掃描隧穿顯微鏡(scanning tunneling microscopy，STM)。STM不僅以極高的分辨率揭示出了“可見”的原子、分子微觀世界，同時也為操縱原子、分子提供了有力工具，從而為人類進(jìn)入納米世界打開了一扇更加寬廣的大門。

與此同時，納米尺度上的多學(xué)科交叉迅速形成了一個有廣泛學(xué)科內(nèi)容和潛在應(yīng)用前景的研究領(lǐng)域。1990年，納米技術(shù)獲得了重大突破。美國IBM公司阿爾馬登研究中心(Almaden Research Center)的科學(xué)家使用STM把35個氙原子移動到各自的位置，組成了“IBM”三個字母，這三個字母加起來不到3納米長。

1990年7月，第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)大會和第五屆國際掃描隧穿顯微學(xué)大會在美國巴爾的摩同時召開，正式宣告了納米科技作為一門學(xué)科的誕生。其后，《納米技術(shù)》、《納米生物學(xué)》、《納米粒子研究》等國際性專業(yè)期刊也相繼問世。至此，納米科技正式步入科學(xué)殿堂，并迅速成為一顆耀眼的新星。

由于納米科技的多學(xué)科交叉性質(zhì)，納米科技的研究對象涉及諸多領(lǐng)域，而它的基礎(chǔ)研究問題又往往與應(yīng)用密不可分。根據(jù)納米科技與傳統(tǒng)學(xué)科領(lǐng)域的結(jié)合，人們常將納米科技分為納米材料學(xué)、納米電子學(xué)、納米生物學(xué)、納米化學(xué)、納米機(jī)械學(xué)和納米加工等。為簡便起見，本文分納米材料、納米器件、納米生物和醫(yī)藥、納米結(jié)構(gòu)表征與檢測四類來介紹納米科技。