纳米机器能操纵原子吗?

IBM的阿尔马登研究中心在1990年4月4日用扫描隧道显微镜用单个氙原子创造了这个图案。"width=
IBM的阿尔马登研究中心在1990年4月4日用扫描隧道显微镜用单个氙原子创造了这个图案。

纳米级的世界几乎小得难以想象。一纳米是一米的十亿分之一。多年来,工程师和科学家一直在研究这种规模的材料。例如,一些最强大的微处理器拥有数百万个只有几十纳米宽的晶体管。

在医学上,医生和工程师正在共同努力创造纳米药物输送系统来对抗疾病癌症.目标是建立一个类似病毒的模块,可以找出癌变的细胞细胞.该模块将包含抗癌药物的有效载荷。模块上的蛋白质将起到引导系统的作用,将模块变成相当于一枚智能炸弹的东西。通过针对特定的癌细胞,医生们希望将癌症治疗的负面影响降至最低。

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但是纳米机器真正的圣杯是组装器。一个汇编程序是一种假想的纳米机器,可以一个分子一个分子地构建东西。只要有合适的原材料,数以百万计的组装者几乎可以制造任何东西。我们称之为工程分子纳米技术

我们还没到那一步。我们制造的大多数设备都是微型的。一个测微计是百万分之一米——比一纳米大得多。这些设备太大了,无法单独操作原子,因为原子尺度比纳米尺度还要小。原子的大小各不相同,但一般来说,一纳米是几个原子的宽度。我们用埃来测量原子的大小。一个是一纳米长度的十分之一。

这并不是说我们不能用其他工具操纵单个原子。1990年,IBM工程师使用扫描隧道技术操纵原子显微镜.他们在金属表面排列原子,拼出IBM。虽然显微镜本身不是纳米级的,但它有一个非常精细的针尖,针尖只有一个原子大小。

我们能造出能移动原子的纳米设备吗?答案还不确定。一些科学家和工程师说,分子纳米技术的概念并不可信。许多人转而通过化学来操纵原子,而不是建造纳米级的机器来构建分子链。即使我们从来没有建造过分子组装器,我们从尝试中获得的知识也可能改变世界。

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  • AZoNano。“操纵原子,观察结果。2007年9月7日。(2010年3月4日)http://www.azonano.com/news.asp?newsID=4895
  • Business21C。纳米技术:小步伐,大承诺。2010年3月1日。(2010年3月4日)http://www.business21c.com.au/2010/03/nanotech-big-ideas-tiny-technologies/
  • IBM。“IBM”原子。(2010年3月9日)http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/vintage/vintage_4506VV1003.html
  • 诺贝尔奖。“扫描隧道显微镜。”(2010年3月9日)http://nobelprize.org/educational_games/physics/microscopes/scanning/index.html
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