據(jù)《自然》雜志網(wǎng)站2013年8月1日(北京時間)報道,哈佛大學的研究人員利用納米金剛石的量子效應,將其變?yōu)?ldquo;溫度計”,測量出了人類胚胎干細胞內(nèi)部的溫度變化。通過加入金納米粒子,研究人員還能夠利用激光對細胞的特定部分加熱甚至殺死細胞,這有望提供一種新的治療癌癥而不損害健康組織的方法,以及研究細胞行為的新手段。
目前也有一些其他測量細胞溫度的方法,比如利用熒光蛋白或碳納米管,但這些測量手段在敏感性和準確度方面都有欠缺,因為其中的一些成分會和細胞內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生反應。而納米鉆石“溫度計”的敏感度至少提高了10倍。
分析人士指出,基礎生物學涉及到的很多生物過程,從基因表達到細胞新陳代謝,都會受到溫度的強烈影響,因此納米鉆石“溫度計”將是一個有用的工具。這種基于納米金剛石粒子的高精度溫差測量技術在醫(yī)學領域可以幫助醫(yī)生們區(qū)別人體內(nèi)的致癌細胞并及時做出醫(yī)療診斷。
同時市場人士分析稱,這樣的“溫度計”應該造價不菲,好在鉆石是納米級的。而其能夠檢測出細微到0.05開的溫度波動,之前的細胞體外溫度測量實驗就已經(jīng)達到了0.0018開爾文的溫差測量水平,科學家們期望利用該技術能在細胞內(nèi)溫度測量方面達到測量精度的最高水平,讓其他測量細胞溫度的方法難以望其項背,我們有理由相信,這項技術不僅僅只應用于醫(yī)學領域。目前晶體管已經(jīng)達到極小量度,在20或30納米級別,離原子級別已經(jīng)不遠。然后,最重要的事情就是要理解熱量散播和設備電子結構之間的關系,只有掌握這方面的知識,才能真正操控原子級設備,而納米鉆石“溫度計”或許能派上大用場。納米金剛石材料的應用前景也因此更為廣泛。
納米金剛石相關知識:
納米金剛石早在三十多年前就已被研制出來,但其應用過去局限于做聚晶,拋光劑等磨料磨具領域。隨著人們對納米金剛石性質(zhì)認識的深化,納米金剛石已在金屬鍍層,潤滑油,磁性記錄系統(tǒng),醫(yī)學等領域開始獲得應用,并且應用領域還在不斷擴展。
傳統(tǒng)領域:1.納米金剛石與金屬復合鍍層。鍍附后零件使用壽命提高1~9倍.鍍層厚度可降低1~2倍。電鍍時采用標準電鍍設備。金屬鍍層中的金剛石含量平均為0.3~0.5重量%。當鍍層厚度為1微米時金剛石耗量為0.2克(1克拉)/㎡。2. 納米金剛石拋光液。由于超細、超硬,使得光學拋光中的難題迎刃而解。
新興領域:1. 納米金剛石—聚合物復合體。在橡膠中添加納米金剛石可平均降低磨損2~4倍,提高耐斷裂性能30%,提高破壞溫度15%。含有納米金剛石的環(huán)氧樹脂膠具有更高的粘附性和內(nèi)聚性,聚合物中加納米金剛石可提高其強度,耐磨性和抗熱老化作用。1000公斤橡膠(聚合物)耗用納米金剛石1~5公斤,1000㎡聚合物涂層耗用金剛石1~5公斤。2. 納米金剛石潤滑油,冷卻液。潤滑油中加入納米金剛石可提高發(fā)動機和傳動裝置工作壽命,節(jié)約燃油機油,摩擦力矩降低20~40%,摩擦表面磨損降低30~40%。1000公斤機油耗用納米金剛石0.1~0.2公斤。3. 燒結體。納米金剛石在磨料磨具領域主要用來與過渡金屬混合制造高強度低氣孔率的金剛石燒結體,其顯微硬度可達6000~7000kg/m㎡。可用來加工軟或脆性材料,加工表面粗糙度很低。如果預先外延生長碳或添加靜壓合成的金剛石微粉,在10~12GPa壓力下燒結獲得的金剛石聚晶顯微硬度可達天然金剛石單晶的水平。做成鉆頭鉆高強度巖層可達到或超過CB-СП(俄羅斯)聚晶的使用性能。4. 納米金剛石還可用在磁帶,磁盤等磁性記錄載體中,起耐磨添加劑和物理改性劑的作用。5. 添加到金屬間化合物中。含有納米金剛石的銅,錫,鋅金屬間化合物可用做工作條件非常惡劣的摩擦部件,這時塑性和液體潤滑材料常常被擠出來。納米金剛石對于銅鋅或銅錫合金是理想的組份材料(含量不超過15體積%)。加入納米金剛石后使摩擦力降至1/2~1/6。6. 醫(yī)學。納米金剛石還可在醫(yī)學上用于腫瘤,胃腸疾病,皮膚病的治療。它無毒,無致癌或銹變性質(zhì)。納米金剛石是超活性吸附劑和生物活性物定位劑,可極大增強藥物的療效。
相關企業(yè):
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