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about 奈米材料及其應用
奈米技術在生物工程上的應用
眾所周知，分子是保持物質化學性質不變的最小單位。生物分子是很好的資訊處理材料，每乙個生物大分子本身就是乙個微型處理器，分子在運動過程中以可**方式進行狀態變化，其原理類似於計算機的邏輯開關，利用該特性並結合奈米技術，可以此來設計量子計算機。美國南加州大學的adelman博士等應用基於dna分子計算技術的生物實驗方法，有效地解決了目前計算機無法解決的問題—「哈密頓路徑問題」，使人們對生物材料的資訊處理功能和生物分子的計算技術有了進一步的認識。
雖然分子計算機目前只是處於理想階段，但科學家已經考慮應用幾種生物分子製造計算機的元件，其中細菌視紫紅質最具前景。該生物材料具有特異的熱、光、化學物理特性和很好的穩定性，並且，其奇特的光學迴圈特性可用於儲存資訊，從而起到代替當今計算機資訊處理和資訊儲存的作用。在整個光迴圈過程中，細菌視紫紅質經歷幾種不同的中間體過程，伴隨相應的物質結構變化。
birge等研究了細菌視紫紅質分子潛在的並行處理機制和用作三維儲存器的潛能。通過調諧雷射束，將資訊並行地寫入細菌視紫紅質立方體，並從立方體中讀取資訊，並且細菌視紫紅質的三維儲存器可提供比二維光學儲存器大得多的儲存空間。
到目前為止，還沒有出現商品化的分子計算機元件。科學家們認為：要想提高整合度，製造微型計算機，關鍵在於尋找具有開關功能的微型器件。
美國錫拉丘茲大學已經利用細菌視紫紅質蛋白質製作出了光導「與」門，利用發光門製成蛋白質儲存器。此外，他們還利用細菌視紫紅質蛋白質研製模擬人腦聯想能力的中心網路和聯想式儲存裝置。
奈米計算機的問世，將會使當今的資訊時代發生質的飛躍。它將突破傳統極限，使單位體積物質的儲存和資訊處理的能力提高上百萬倍，從而實現電子學上的又一次革命。
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華人科學家：美國奈米技術應用研究四大熱點
正在美國從事奈米技術研究的華人青年科學家崔屹博士17日接受新華社記者採訪時表示，美國奈米技術的應用研究目前正在半導體晶元、癌症診斷、光學新材料和生物分子追蹤等四大熱點領域快速發展，其中在晶元和癌症診斷領域的應用可望在10年內出現劃時代的突破。
崔屹說，在癌症研究領域，利用奈米技術製成的感測器可望使各種癌症的早期診斷成為現實。目前，崔屹和他的同事已經在實驗室環境下實現了對前列腺癌、直腸癌等多種癌症的早期診斷。奈米感測器靈敏度很高，在進行血液檢測時，當感測器中預置的某種癌細胞抗體遇到相應的抗原時，感測器中的電流會發生變化，通過這種電流變化可以判斷血液中癌細胞的種類和濃度。
這一研究成果可望於近期發表在美國《科學》雜誌上。崔屹指出，目前越來越多的風險投資正在湧入這一領域，但這一技術在實用中還有一些技術難題需要解決。他估計，今後可能會有多種奈米感測器整合在一起被置入人體，以用來早期檢測各種疾病。
在半導體晶元領域，如何讓晶元體積更小、速度更快是科學界一直研究的課題。目前用於晶元製造的光刻技術已經接近於發展極限，要想把更多的電晶體整合到一塊晶元上已經越來越難。目前，美國奈米技術專家們試圖把奈米級的半導體材料做成電晶體，從而可以讓一塊晶元上容納更多的電晶體。
這種晶元的運算速度可望比傳統的矽晶元提高上千倍。這一研究方向在2023年取得基礎性研究突破後，目前在應用研究中越來越熱。據崔屹估計，這一技術可望在10年後達到實用化。
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