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  • 纳米金:从航天到人体细胞,创造着巨大价值
  • 发布时间:[2016-03-20]    阅读次数:[129]
  • 随着我国社会经济的快速发展,科技技术更新速度日益加快。纳米材料早已渗透到我们人类生活的方方面面,在我们的日常生活中发挥着不可替代的作用。目前,纳米材料材料研究领域,已经由原来如何方便人类生活、如何开发新型材料,逐步向减少环境负担、材料可循环利用、低能高效的方向发展。同时,随着航天事业的发展,纳米材料同样发挥着不可替代的作用。



    在航天领域,热辐射和宇宙射线辐射防护是一大技术难题。在过去几十年,黄金在全球无数次太空发射中扮演着近乎无法取代的重要角色。在太空中没有空气、没有传热介质的情况下,航天器的散热只能通过直接传导和辐射。如果借助流体传输热量,则要涉及复杂的管路循环系统和散热器等。而在航天技术领域,必须尽量避免这些设施的使用,以减轻重量;同时尽量减少移动部件数量,以降低系统的复杂性,降低故障风险。黄金涂层的厚度以能够实现反射功能为原则。在玻璃上的涂层厚度为1000埃(约100纳米),1平方米的面积只需要大约两克黄金,这样既可以反辐射,也可以减轻重量。



    除了航天科技领域的应用,纳米金在人体细胞方面也有很多有价值的应用。例如棒状纳米金——金纳米棒应用于肿瘤治疗、靶向药物、X光图像增强和细胞成像等方面。


    研究表明,生物样品(如蛋白、细胞以及DNA分子等)对金纳米棒颗粒在近红外区附近的纵向SPR峰的影响很小,不会干扰发光标记。金纳米棒颗粒性质稳定,且其LSPR稳定,可替代化学性质不稳定易于光漂白的有机燃料,加之可见光不易穿透组织,利用近红外激光可实现深层组织的生物成像。此外,金纳米棒颗粒易受近红外光的诱导,利用产生的热量可对肿瘤进行光热治疗。



    由于可见光不容易穿透生物组织,球形金纳米颗粒并不适合用于深层组织的癌症治疗或诊断。而具有合适比率的金纳米棒颗粒在近红外区(800~1 200nm) 对光的吸收和散射能力强。通过选择性控制光源,能够诱导深层组织的金纳米棒颗粒发热,对癌细胞进行发挥诊断(成像)和光热治疗。国外科学家们利用寡肽标记的金纳米棒进行细胞核标记,实现了对癌细胞与正常细胞的区分,更为可喜的是使用800nm 的激光照射可选择性地杀死癌细胞。


    作为21世纪的新材料,纳米金还有很多未知的应用等待着科学家们去发掘,潜藏着巨大的价值等待着我们去开发和利用。



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