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外星人在何处怎样投稿？
本期《自然》《科学》精选本期《自然》《科学》精选 【字体：大 中 小】 时间：2009年4月3日0 来源：生物通------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 摘要： 4月2日Nature封面故事：天然气田封存CO2的机制 减小人为产生CO2对气候影响的多种选择方案之一是，将来自发电厂和其他工业源头的排放物埋掉。但埋藏方法有多安全、效率有多高？一个埋藏地点的设计及长期可行性关键取决于CO2是怎样存放的和在哪里存放的。天然气田能在千年时间尺度上对人为产生的CO2进行安全的地质存放，而现在，利用惰性气体和碳同位素示踪剂所做的一项研究，对在北美、中国和欧洲九个天然气田的CO2清除中所涉及的过程完成了定性。该研究发现，居主导地位的CO2汇是地层水中的溶解，而碳酸盐矿中的固定作用只扮演一个小角色。这表明，CO2废弃物在类似地质系统中的长期存放模型需要将水中所溶CO2的潜在流动性考虑进去。针对HIV的多种记忆抗体血清记忆（Serologic memory）是长期免疫效能的一个重要因素，但我们对由被HIV等重要人类病原体感染的人体中记忆B细胞所产生的抗体却几乎不了解。为了对HIV的记忆抗体反应进行研究，Scheid等人从来自具有高血清值的广谱中和抗体的6个HIV感染者的HIV-特异性记忆B细胞中克隆出了超过500个抗体。这些患者体内B细胞对HIV的记忆反应由多达50个独立的、扩展的B-克隆组成，这些B-克隆表达一组针对不同病毒表位（抗原决定部位）的不同抗体，其中几个对于广谱HIV中和及有效免疫可能有重要作用。HK97原壳体的高分辨率结构“Lamda-like dsDNA噬菌体”HK97，是研究病毒衣壳成熟过程的一个有利体系，因为它在大肠杆菌中从仅仅两个病毒基因产物的表达中就可以组装成，并且其成熟过程可以很容易在体外触发和分析。研究人员已经确定了不同的成熟病毒衣壳的结构，但此前尚未获得噬菌体的双链DNA病毒的原壳体。现在，Gertsman等人报告了HK97原壳体的高分辨率结构，从而为导致感染性病毒颗粒（virion）的衣壳组装过程提供了线索。从这一结构中获得的知识对于如人疱疹病毒等相关病毒的研究也有参照性。3D信息在大脑中的处理方式大脑在编码深度（或3D）信息时为什么不会将其与环境中的其他视觉提示混淆？采用双目看东西的动物对深度的感觉，是通过对比每只眼睛所接收到的图像之间的差别来实现的。视觉皮层中的一些神经元会对这种偏差做出反应，而其他神经元则对来自一只眼睛或另一只眼睛的输入信号有偏好（这种现象称之为“眼优势”）。采用双光子钙成像，Prakash Kara 和Jamie Boyd得以能够对猫视觉皮层一个小区域中几乎每个神经元的反应进行比对，他们发现，对“眼优势”和双目偏差的反应存在于大脑内确定的轴上：编码3D信息的功能图与给出到达每只眼睛的视觉输入的相对强度信号的另一个功能图成直角排列。 这两个功能图的相对排列方式，为了解大脑中的局部回路何以能够同时地、无缝地处理环境中的多种感官特征提供了重要线索。大脑为什么能同时记住多个目标的不同细节虽然我们能够在工作视觉记忆中记住几个不同目标，但我们是怎样记住每个目标的特定细节及视觉特征的仍是一个谜。对工作记忆负责的高级区域中的神经元似乎对视觉细节并没有选择性，大脑皮层的早期视觉区域具有能够处理来自眼睛的输入视觉信号的独特能力，但过去人们认为它不能执行如记忆等高级认知功能。Stephanie Harrison 和 Frank Tong等人，利用对来自功能性核磁共振成像(fMRI)的数据进行解码的一种新方法，发现早期视觉区域能够保持关于存放在工作记忆中的相关特征的特定信息。研究人员向志愿者出示了两个不同取向的条纹图案，要他们在被fMRI扫描时记住其中一个取向。从对扫描结果所做的分析，研究人员有可能预测，在两个取向的图案中的哪一个中，一个目标在超过80%的测试中都会被保留。4月3日Science人类会长出新的心肌细胞据4月3日的《科学》杂志报道说，一个长期存在的问题，即我们在一生中是否能够产生新的心脏细胞或我们在出生的时候就拥有了固定数量的心肌细胞现在终于得到了解答。 Olaf Bergmann及其同僚利用大气中的放射性污染发现，在人的生长过程中，人类实际上确实会再生一些心脏细胞（或称心肌细胞）。 由于大气中的碳-14水平在1950年代因为进行地面上核弹爆炸而增加，这导致了地球上所有生物的细胞中的该种同位素的水平都可能增加。 当地上核试验被禁止之后，我们的DNA中的碳-14水平开始慢慢地下降。因此，研究人员能够用该同位素作为一种细胞出生时的日期标记。 研究人员用碳来标记在核试验前后的不同时期出生的人的心脏细胞以建立在这些细胞中DNA合成时的年代。 他们的结果表明，心肌细胞确实会在我们一生的过程中缓慢地更新，而其更新率在缓慢地下降，即在25岁时，心肌的年度更新率为1%，而到75岁的时候，该更新率下降至45%。 研究人员测定，在这些心肌细胞中，那些在人的正常的一生中被更新的细胞不到50%。 这一发现提示，人们有必要研究刺激心肌更新过程的治疗策略以治疗损害的人类心脏细胞。 在一则相关的Perspective中，Charles Murry 和 Richard Lee对这一发现进行了更为详细的解释。应用生物学原理来安全制备电池据4月3日的《科学》杂志报道说，本周的《科学》期刊中有一则经过同行审议的有关新电池技术的描述。这一话题最近在2009年3月23日在白宫被重点介绍过。这一重要的研究对结合应用化学和生物系统来创制对环境友善的高功率锂离子电池进行了描述。Yun Jung Lee及其同僚研发了一种技术：将M13病毒进行基因编程，使其能够作为一种脚手架。人们可以在其上搭建可用于高功率电池的高度导电的电极。这种用遗传工程所设计的病毒可以沿着其表面长出无定形磷酸铁。这种材料一般来说并非良好的导体，但它在纳米尺度的情况下则成为一种有用的电池材料。这些病毒的末端被设计成与碳纳米管联结，从而形成一种可在电池内增进导电性能的网络结构。研究人员观察到，那些克隆出的对碳纳米管具有最强亲和力的病毒可以使磷酸铁的充放电率与最尖端的（但也更为昂贵并具有毒性）结晶状磷酸锂铁电极相媲美Lee及其同僚通过应用基本的生物原理发现了一种对生态友善、在低温下能够将低导电性的物质转变为有效电极的脚手架。将来，这些电极也许可以用于便携式电子装置和混合动力电气汽车的高功率电池中。机器人能够像科学家那样进行思考吗？据4月3日的《科学》杂志报道说，机器人也许至少可以在实验室中在某种程度上取代研究人员。 这是本期《科学》杂志的2篇报告所得出的结论。这2篇报告都预想着机器人能与科学家共同工作，而非同时取代他们。 Ross King及其同僚创建了一个取名叫ADAM的机器人，它不但能够做酵母菌代谢的试验（无需或很少需要人对该实验进行干预），而且它还能对那些实验的结果进行思考并计划下一步要做的实验。 设计该机器人的目的是为了填补那些未知酵素的空白，人们需要用这些酶来进行代谢和基因组学的生物化学及生物资讯学的有关描述。 文章的作者证实，ADAM确实发现了那些在酵母菌代谢中具有功能的各种酶。在第2项研究中，Michael Schmidt和Hod Lipson运用一种运算法则（它本身并非建立在物理学、运动学或几何学的知识基础之上）来搜寻可解释诸如钟摆运动等物理系统行为的数学公式。 但是，科学家们仍然需要介入并识别那些以数学形式所表述的物理定律并对其含义进行解释。 一则相关的Perspective对这两项研究进行了讨论。 覆盖我们的恐惧感据4月3日的《科学》杂志报道说，最近在大鼠中所取得的覆盖其恐惧记忆的成功可能在某一天能够将这种方法与当前的治疗手段结合起来，帮助人们克服他们的恐惧，而且无需使用药物或创伤性的手术。 Marie Monfils及其同僚发现，在大鼠回忆恐惧的记忆之后不久运用一种标准的“削弱”疗法（这种疗法有时也用在病人身上）可以有覆盖原先的恐惧性记忆的效果。 研究人员开展了一系列的试验。在这些试验中，他们通过发出某种声调并在此后对大鼠施予电击来诱导大鼠的恐惧。 此后，该音调的出现就会使大鼠回忆起对电击的恐惧的联想。 研究人员注意到，尽管音调和电击的恐惧联想在大鼠的脑子中仍然记忆犹新，但当人们发出很长系列的音调但又不给予电击时可以有效地动摇大鼠的恐惧记忆，并将其代之于一种良性的记忆。 用这种技术治疗过的大鼠显示了较低的对声音本身所诱导的恐惧程度，而且它们原先的恐惧记忆自动重现的机率也较小。 这种技术似乎能够永久性地覆盖恐惧记忆，而且无需使用药物。 在未来的某一天，也许可以将这种技术用在人的身上来治疗精神性的疾病并克服我们的恐惧性联想。
离应用还有很远的一段路，现在只是研究的初步，想法的出发点是复制细胞内的机器，但是。。。。
《自然光子学》的核心团队之所以设在东京，是因为日本及相邻亚洲地区企业及学术机构在光子学领域的研究力量在迅速发展。基于类似的原因，我们为在东京出版的《自然纳米技术》杂志（Nature Nanotechnology）（2006年10月创刊）任命了一位讲汉语的编辑和一位讲日语的顾问编辑。《自然光子学》和《自然纳米技术》的编辑们正在与整个亚太地区的研究人员建立联系，鼓励他们向其刊物投稿一流研究论文；让亚太地区更多研究人员参与投到他们刊物的文章的审稿工作；同时去发现在当地刊物上所发表的及在当地会议上所提交的一些最好的研究工作，以便在《自然光子学》和《自然纳米技术》上介绍其主要内容。
全称为：AFM：ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS；原子力显微镜。AM：Advanced Materials；先进材料。杂志有：1、《Nature Reviews Materials》《自然评论材料》。2、《Nature Energy》《自然能量》。3、《NATURE MATERIALS》《自然材料》。4、《Nature Nanotechnology》《自然纳米技术》。5、《ADVANCED MATERIALS》《先进材料》。AFM全称Atomic Force Microscope，即原子力显微镜，它是继扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope）之后发明的一种具有原子级高分辨的新型仪器，可以在大气和液体环境下对各种材料和样品进行纳米区域的物理性质包括形貌进行探测，或者直接进行纳米操纵。现已广泛应用于半导体、纳米功能材料、生物、化工、食品、医药研究和科研院所各种纳米相关学科的研究实验等领域中，成为纳米科学研究的基本工具。分类﹕(1) 接触式﹕利用探针和待测物表面之原子力交互作用(一定要接触)，此作用力(原子间的排斥力)很小，但由于接触面积很小，因此过大的作用力仍会损坏样品，尤其对软性材质，不过较大的作用力可得较佳分辨率，所以选择较适当的作用力便十分的重要。由于排斥力对距离非常敏感，所以较易得到原子分辨率。(2) 非接触式﹕为了解决接触式之AFM 可能破坏样品的缺点，便有非接触式之AFM 被发展出来，这是利用原子间的长距离吸引力来运作，由于探针和样品没有接触，因此样品没有被破坏的问题，不过此力对距离的变化非常小，所以必须使用调变技术来增加讯号对噪声比。在空气中由于样品表面水模的影响，其分辨率一般只有55nm，而在超高真空中可得原子分辨率。(3) 轻敲式﹕将非接触式AFM 改良，将探针和样品表面距离拉近，增大振幅，使探针再振荡至波谷时接触样品由于样品的表面高低起伏，使的振幅改变，再利用接触式的回馈控制方式，便能取得高度影像。分辨率介于接触式和非接触式之间，破坏样品之机率大为降低，且不受横向力的干扰。不过对很硬的样品而言，针尖仍可能受损。
physica e是中科院物理学纳米科学和纳米技术4区的期刊。physica e期刊主要包含了关于低维系统中物理学的基础和应用方面的论文和受邀评论文章，包括半导体异质结构、介观系统、量子阱和超晶格、二维电子系统、量子线和量子点。适合在本期刊发表的主题包括自旋相关现象、光学和输运性质、多体效应、整数和分数量子霍尔效应、单电子效应和器件以及其他新现象。 中科院JCR分区表概况：由于不同学科之间的SCI期刊很难进行比较和评价，中国科学院国家科学图书馆世界科学前沿分析中心（原中国科学院文献情报中心），对目前SCI核心库加上扩展库期刊的影响力等因素，以年度和学科为单位，对SCI期刊进行4个等级的划分。一般而言，发表在1区和2区的SCI论文，通常被认为是该学科领域的比较重要的成果。据JCR分区表对SCI论文进行评价的模式已被国内部分高校和科研机构采纳，因为它有利于鼓励科研工作者向本学科的高级区域投稿。国内主流参考的SCI分区依据主要有中科院JCR分区表以及汤森路透JCR的Journal Ranking分区两种。其中，中科院期刊分区表则被更多的机构采纳以作为科研评价的指标。
有啊，就叫纳米技术，汉斯出版社的
学术性的期刊有纳米技术，材料科学
在中国新闻出版总署未查到，不知道他的情况，应该不是正规刊物
不是国产期刊。Nano Today 是世界年发文量少、纳米科技行业的顶级期刊，不是国内期刊。近日，材料学院杨维清教授课题组在碳纳米材料领域中取得了重要进展，以西南交通大学为第一单位取得的研究成果在国际著名期刊Nano Today (IF=907)上发表。Nano Today是世界年发文量少、纳米科技行业的顶级期刊。该成果得到了国家自然科学基金、西南交通大学和材料学院的大力支持。简介在纳米能源与功能器件团队杨维清教授、张海涛副教授及加州大学洛杉矶分校陈俊教授的共同指导下（通讯作者），材料学院2018级硕士生王庆通过分子剪刀剪切策略实现不同维度碳纳米材料的可控化构建，并对它的裁剪机理进行了详细的阐述。不同于目前广泛研究的表面修饰技术，他们采用分子剪刀打开碳材料的表面，实现分子尺度上的裁剪。在一定的温度条件下，锌蒸气和镁蒸气会进入碳材料的内部，一旦遇到二氧化碳就会形成一把分子剪刀，进而实现碳纳米材料的可控裁剪。
我觉得~~你还是自己去看下（纳米技术）吧~自己找下这样的论文多参考参考
浅谈纳米技术及其在机械工业中的应用摘要：主要介绍了纳米技术的内涵、主要内容及纳米技术在微机械和包装、食品机械工业中的应用，并研究预测了纳米技术在未来机械工业中的发展前景。关键词：纳米技术；微机械；机械工业；发展前景1纳米技术的内涵纳米是长度单位，原称“毫微米”，就是10－9（10亿分之一）米。纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1~100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科技与众多学科密切相关，它是一门体现多学科交叉性质的前沿领域。若以研究对象或工作性质来区分，纳米科技包括三个研究领域：纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征。其中纳米材料是纳米科技的基础；纳米器件的研制水平和应用程度是人类是否进入纳米科技时代的重要标志；纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础。纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点，去设计制造具有特殊功能的产品。2纳米技术的主要内容（1）纳米材料包括制备和表征。在纳米尺度下，物质中电子的放性（量子力学学性质）和原子的相互作用将受到尺度大小的影响，如能得到纳米尺度的结构，就可能控制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至颜色。而不改变物质的化学成份。（2）纳米动力学主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS），用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等。MEMS使用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。（3）纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定DNA的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间相互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，DNA的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。（4）纳米电子学包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光／电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷。“更快”是指响应速度要快。“更冷”是指单个器件的功耗要小。但是“更小”并非没有限度。3纳米技术在机械工业中的应用3．1纳米技术在微机械领域中的应用随着纳米技术应用途径的不断拓宽，微机械的开发在全世界方兴未艾。例如，进入人体的医疗机械和管道自动检测装置所需的微型齿轮、电机、传感器和控制电路等。制造这些具有特定功能的纳米产品，其技术路线可分为两种：一是通过微加工和固态技术，不断将产品微型化；二是以原子、分子为基本单元，根据人们的意愿进行设计和组装，从而构筑成具有特定功能的产品。3．1．1采用微加工技术制造纳米机械（1）微细加工。日本发那科公司开发的能进行车、铣、磨和电火花加工的多功能微型精密加工车床（FANUCROBO nano Ui型），可实现5轴控制，数控系统最小设定单位是1nm（10－3μm）。该机床设有编码器半闭环控制，还有激光全息式直线移动的全闭环控制。编码器与电机直联，具有每周6 400万个脉冲的分辨率，每个脉冲相当于坐标轴移动0．2 nm，编码器反馈单位为1／3 nm，故跟踪误差在±1／3 nm以内。直线分辨率为1 nm，跟踪误差在±3 nm以内。CNC装置采用FANUC－16i，实现AInano轮廓控制。并用FANUCSERVOMOTORαi伺服电机装上高分辨率检测装置及αi系列伺服放大器，实现了微细加工。（2）微型机器人。在工业制造领域，微型机器人可以适应精密微细操作，尤其在电子元器件的制造方面。美国迈特公司的研究人员最近设计出一种用于组装纳米制造系统的微型机器人，这种机器人的长度约为5mm。研究人员称，假设能利用纳米制造技术使这种机器人的体积不断缩小，其最终的体积不会超过灰尘的微粒。日本三菱公司也开发了一种微型工业机器人，该机器人采用了5节闭式连杆机构，以实现手臂的轻量化与高刚性，其动作速度及精度完全可以赶上专用机器人。往复上下方向25 mm，水平方向100 mm的拾取动作，所需时间缩短到0．28 s。另外，通过采用闭式连杆机构与高刚性减速机，实现了比以往机器人高10％的位置重复精度（±5 nm），可适用于精密微细操作。我国在微型机器人的研制方面也取得了可喜的成绩。据媒体报道，由哈尔滨工业大学研制的机器人，其操作精度达到了纳米级，可以应用于分子生物学基因操作，能够对细胞和染色体进行“手术”，并能在微电子、精密加工等精度要求较高的领域一显身手。（3）微型电机。美国俄亥俄州克利夫西卡塞大学已建立了一所纳米级微型电机实验室，专门研究纳米技术及其超微机电系统。美国加利福尼亚大学伯克利分校研制的微型电动机，小到只能在显微镜下才能看得见。德国汽车零件制造商博士公司正在研制纳米技术传感器，这种传感器将为人们提供关于汽车上每个零部件在三维空间中运动的精确信息。当微型传感器探测到速度骤减时，就会自动释放安全气囊。3．1．2采用自组装技术制造纳米机械（1）生物器件。以分子自组装为基础制造的生物分子器件是一种完全抛弃以硅半导体为基础的电子器件。将一种蛋白质选作生物芯片，利用蛋白质可制成各种生物分子器件，如开关器件、逻辑电路、存储器、传感器以及蛋白质集成电路等。美国密歇根韦思大学医学院生物分子信息小组，利用细菌视紫红质（简称BR蛋白质）和发光染料分子研制具有电子功能的蛋白质分子集成膜，这是一种可使分子周围的势场得到控制的新型逻辑元件。美国锡拉丘兹大学也利用BR蛋白质研制模拟人脑联想能力的中心网络和联想式存储装置。（2）纳米分子电动机。美国IBM公司瑞士苏黎士实验室与瑞士巴塞尔大学的研究人员发现DNA能够被用来弯曲直径不及头发丝的五十分之一的硅原子构成的“悬臂”。上下弯曲，顶端则粘有单股DNA链。DNA自然形成双螺旋结构，双链被分开后，它们会力图重新组合。当研究人员将带有单股DNA链的“悬臂”置于含有与之对应的单股DNA链的溶液中，这两个链就会自动配对结合在一起，小“悬臂”在这种力的作用下开始弯曲。研究人员利用这种生物力学技术制造带有纳米级阀门的微型胶囊（纳米分子电动机）。通过控制这种驱动力来控制阀门的开合，可以将精确剂量的药物传送到身体的需要部位来达到治疗的目的。3．2纳米技术在包装机械领域中的应用采用纳米材科技术对包装机关键零部件（如轴承、齿轮、弹簧等）进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高设备的耐磨性、硬度和寿命。碳纳米管还具有较高的机械强度和较高的热导率。由于具有非常大的长度—直径比，可以制造出任何复杂形状的零件，是复合材料理想的增强纤维。目前，用价格低廉的纳米塑料制成的齿轮、陶瓷轴承、纳米陶瓷蚊辊、电雕辊等印刷包装机械零件已走进企业，开始代替金属材料。现代胶印机上应用着很多传感器．如控制飞达纸堆的自动升降、气泵供气时间检测、合压时间检测、空张检测、墨量控制等。纳米陶瓷具有良好的耐磨性、较高的强度及较强的韧性可用于制造刀具、包装和食品机械的密封环、轴承等以提高其耐磨性和耐蚀性，也可用于制作输送机械和沸腾干燥床关健部件的表面涂层。3．3纳米技术在食品机械领域中的应用纳米SiC、Si3N4在较宽的波长范围内对红外线有较强的吸收作用，可用作红外吸波和透波材料，做成功能性薄膜或纤维。纳米Si3N4非晶块具有从黄光到近红外光的选择性吸收，也可用于特殊窗口材料，以纳米SiO2做成的光纤对600 nm以上波长光的传输损耗小于10 dB／km，以纳米SiO2和纳米TiO2制成的微米级厚的多层干涉膜，透光性好而反射红外线能力强，与传统的卤素灯相比，可节省15％的电能。经研究证明，将30～40 nm的TiO2分散到树脂中制成薄膜，成为对400 nm波长以下的光有强烈吸收能力的紫外线吸收材料，可作为食品杀菌袋和保鲜袋最佳原料。纳米SiO2光催化降解有机物水处理技术无二次污染，除净度高，其优点是：①具有很大的比表面积，可将有机物最大限度地吸附在其表面；②具有更强的紫外线吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力，可快速将吸附在其表面的有机物分解掉。这为污水处理量较大的食品企业提供了有力的技术支持。介孔固体和介孔复合体是近年来纳米材料科学领域较引人注目的研究对象，由于这种材料较高的孔隙率（孔洞尺寸为2～50 nm）和较高的比表面，因而在吸附、过滤和催化等方面有良好的应用前景。对纯净水、软饮料等膜过滤和杀菌设备又提供了一个广阔的发展空间。橡胶和塑料是包装和食品机械应用较多的原材料。但通常的橡胶是靠加入炭黑来提高其强度、耐磨性和抗老化性，制品为黑色，不适宜用在食品机械上。纳米材料的问世使这一问题迎刃而解。新的纳米改性橡胶各项指标均有大幅度提高，尤其抗老化性能提高3倍，使用寿命长达30年以上，且色彩艳丽，保色效果优异。普通塑料产量大、应用广、价格低，但性能逊于工程塑料，而工程塑料虽性能优越，但价格高，限制了它在包装和食品机械上的大范围应用。用纳米材料对普通塑料聚丙烯进行改性，达到工程塑料尼龙－6的性能指标，且工艺性能好、成本低，可大量采用。4纳米技术在机械行业中的发展前景（1）机械及汽车工业的滑配原件如：轴承、滑轨上应用纳米陶瓷镀膜能产生超底的磨擦界面，大大减低磨损并能提高负载。（2）塑胶流道的低粘应用：例如T型模、拉丝模、套筒和热胶道，可有效减少积料碳化的产生几率。（3）射出成型时发生的粘模、包封短射、镜面雾化及拖痕均具有革命性的改善，尤其是在滑块及顶针上所展现的干式润滑，更是任何金属所无法表现的优异性。（4）IC封装胶、橡胶及发泡塑料由于具有极高的粘着性，因此必须借助大量脱模剂来帮助脱模，纳米陶瓷的荷叶效应可减少脱模剂的使用及模具清理时间。（5）纳米陶瓷的低摩擦、低沾粘特性使塑胶在模具内的流动性大幅提升，特别是高精度模具例如薄光板、塑胶镜片、汽车聚光灯罩等模具应用后对产品的不良率上均有明显的改善。5结语综上所述，纳米技术是近十多年来逐步发展起来的一门前沿性与综合性交叉的新学科，是现代科学和现代技术相结合的产物，它的迅猛发展将引发21世纪新的工业革命。美国商业通讯公司研究报告称，未来五年，用于橡胶产品和油墨生产的碳黑填充料将继续高居纳米材料需求榜首。今后几年，全球纳米材料的需求将以2．7％年增长速度增长，到2010年将达到1 030万t，所以纳米包装具有较大的市场发展潜力。过去，我国机械包装工业的一些先进设备、先进技术，大多是依靠进口。纳米技术的出现，将对我国机械包装行业的技术创新带来新的发展机遇。相信在不远的将来，纳米技术将广泛应用于机械工业的各个领域，它给机械工业带来的变化将是巨大的。参考文献1向春礼．纳米科技及其发展前景［J］．新材料产业，2001（4）2王新林．金属功能材料的几个最新发展动向［J］．新材料产业，2001（4）3唐苏亚．纳米技术在微机械领域中的应用［J］．微电机，2002（5）4万乃建．21世纪数控技术新面貌［J］．机械制造，2001（20）5杨大智．智能材料与智能系统［M］．天津：天津大学出版社，2000
1 引 言 磁性纳米粒子是近年来发展起来的一种新型材料，因其具有独特的磁学特性，如超顺磁性和高矫顽力，在生物分离和检测领域展现了广阔的应用前景[1]。同时，因磁性氧化铁纳米粒子具有小尺寸效应、良好的磁导向性、生物相容性、生物降解性和活性功能基团等特点[2～4]， 在核磁共振成像、靶向药物、酶的固定、免疫测定等生物医学领域表现出潜在的应用前景[5～7]。但由于其较高的比表面积，强烈的聚集倾向，所以通常对其表面进行修饰，降低粒子的表面，能得到分散性好、多功能的磁性纳米粒子。对磁性纳米粒子的表面进行特定修饰，如果在修饰后的粒子上引入靶向剂、药物分子、抗体、荧光素等多种生物分子，可以改善其分散稳定性和生物相容性， 以实现特定的生物医学应用。此外，适当的表面修饰或表面功能化还可以调节磁性纳米粒子表面的反应活性[8]，从而使其应用在细胞分离、蛋白质纯化、核酸分离和生物检测等领域。本文介绍了磁性氧化铁纳米粒子的制备方法， 比较了各种制备方法的优缺点，并对其在生物分离及检测中应用的最新进展进行了评述。 2 磁性氧化铁纳米粒子的合成方法 磁性纳米粒子的制备是其应用的基础。目前已发展了多种合成和制备方法，如共沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法和微乳液法等，上述方法均可制备高分散、粒度分布均匀的纳米粒子，并能方便地对其表面进行化学修饰，这些方法的优点和缺点见表1。 在这些合成方法当中，共沉淀法是水相合成氧化铁纳米粒子最常用的方法。该方法制备的磁性纳米颗粒具有粒径小，分散均匀，高度生物相容性等优点，但制得的颗粒存在形状不规则，结晶差等缺点。通过在反应体系中加入柠檬酸，可得到形状规则、分散性好的纳米粒子。利用这种方法合成的磁性纳米材料被广泛应用在生物化学及生物医学等领域[9]。微乳液法制备纳米粒子，产物均匀、单分散，可长期保持稳定，通过控制胶束、结构、极性等，可望从分子规模来控制粒子的大小、结构、特异性等。微乳液合成的磁性纳米粒子仅溶于有机溶剂，其应用受到限制。通常需要在磁性纳米粒子的表面修饰上亲水分子，使其溶于水，从而能应用于生物、医学等领域。 热分解法是有机相合成氧化铁纳米粒子最多也是最稳定的方法。利用热分解法制备的纳米Fe3O4颗粒产物具有好的单分散性，且呈疏水性，可以长期稳定地分散于非极性有机溶剂中。该方法合成的氧化铁纳米粒子虽然具有粒径均一的特点，但必须在其表面偶联亲水性及生物相容性好的生物分子或制备成核壳结构，才可用于生物医学领域。表1 磁性氧化铁纳米粒子的制备方法（略） 此外，绿色化学和生物方法合成氧化铁纳米粒子也备受关注[28,29]。磁性氧化铁纳米粒子除具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应等纳米粒子基本特性外，它同时还具有超顺磁特性、类酶催化特性和生物相容性等特殊性质，因此在医学和生物技术领域中的应用引起了人们的广泛兴趣。 3 磁性氧化铁纳米材料在生物分离与生物检测的应用 1 磁性氧化铁纳米材料在生物分离的应用 磁性氧化铁纳米粒子可以通过外界磁场来控制纳米粒子的磁性能，从而达到分离的目的，如细胞分离[30，31]、蛋白分离[32] 和核酸分离[33]等。此外磁性氧化铁纳米粒子由于兼有纳米、磁学和类酶催化活性等性能，不仅能够实现被检测物的分离和富集，而且能够使检测信号放大，在生物分析领域也都具有很好的应用前景[34，35]。磁性纳米粒子（MNP）能够应用于这些领域主要基于它的表面化学修饰，包括非聚合物有机固定、聚合物有机固定、无机分子固定及靶向配体修饰等[36]（图1）。纳米粒子表面功能化修饰是目前研究的热点。 1 磁性氧化铁纳米材料在细胞分离方面的应用 细胞分离技术的目的是快速获得所需目标细胞。传统细胞分离技术主要根据细胞的大小、形态以及密度的差异进行分离，如采用微滤、超滤以及超离心等方法。这些方法操作简单，但是特异性差，而且存在纯度不高、制备量偏小、影响细胞活性等缺点，因此未能被广泛地用于细胞的纯化研究[37]。近年来，随着对磁性纳米粒子研究的深入，人们开始利用磁性纳米粒子来分离细胞[38,39]。如磁性氧化铁纳米粒子在其表面接上具有生物活性的吸附剂或配体（如抗体、荧光物质、外源凝结素等），利用它们与目标细胞的特异性结合，在外加磁场的作用下将细胞分离、分类以及对其种类、数量分布进行研究。张春明等[40]运用化学连接方法将单克隆抗体CD133连接到SiO2/Fe3O4复合粒子的表面得到免疫磁性Fe3O4纳米粒子，利用它分离出单核细胞和CD133细胞。经培养后可以看出，分离出来的CD133细胞与单核细胞一样，具有很好的活性，能够正常增殖形成集落，并且在整个分离过程中对细胞的形态以及活性没有明显的毒副作用，这与Kuhara等[30]]报道的采用磁分离技术分离CD19+和CD20+细胞的结果一致。Chatterjee等[39]采用外源凝结素分别修饰聚苯乙烯包被的磁性Fe3O4微球和白蛋白磁性微球，利用凝结素与红细胞良好的结合能力，快速、高效的分离了红细胞。此外，磁性粒子在分离癌细胞和正常细胞方面的动物实验也已获得成功。 2 磁性氧化铁纳米材料在蛋白质和核酸分离中的应用 利用传统的生物学技术（如溶剂萃取技术等）来分离蛋白质和核酸程序非常繁杂，而磁分离技术是分离蛋白、核酸及其他生物分子便捷而有效的方法。目前在外磁场作用下，超顺磁性氧化铁纳米粒子已广泛应用于蛋白质和核酸的分离。 Liu等[41]利用聚乙烯醇等表面活性剂存在下制备出共聚磁性高分子微球，表面用乙二胺修饰后用于分离鼠腹水抗体，得到很好的分离效果。Xu等[42]在磁性氧化铁纳米粒子表面偶联多巴胺分子，用于多种蛋白质的分离纯化。多巴胺分子具有二齿烯二醇配体，它可以与氧化铁纳米粒子表面配位不饱和的Fe原子配位，形成纳米颗粒多巴胺复合物，此复合物可以进一步偶联次氨基三乙酸分子（NTA），NTA分子可特异螯合Ni＋，对于具有6×His标签的蛋白质的分离纯化方面表现出很高的专一性。Liu等[43]用硅烷偶联剂（AEAPS）对核壳结构的SiO2/Fe2O3复合粒子的表面进行处理，研究复合磁性粒子对牛血清白蛋白（BSA）的吸附情况，结果表明BSA与磁性复合粒子之间是通过化学键作用被吸附的，复合粒子对BSA的最大吸附量达86 mg/g，显示出在白蛋白的分离和固定上有很大的应用潜力。Herdt等[44]利用羧基修饰的吸附/解离速度快的核壳型（Fe3O4/PAA）磁性纳米颗粒与Cu2+亚氨基二乙酸（IDA）共价交联，通过Cu2+与组氨酸较强的亲和能力实现了组氨酸标记蛋白的选择性分离，分离过程如图2所示。 磁性纳米粒子也是核酸分子分离的理想载体[45]。DNA/mRNA含有单一碱基错位，它们的富集和分离在人类疾病诊断学、基因表达研究方面有着至关重要的作用。Zhao等[46]合成了一种磁性纳米基因捕获器，用于富集、分离、检测痕量的DNA/mRNA分子。这种材料以磁性纳米粒子为核，包覆一层具有生物相容性的SiO2保护层，表面再偶联抗生素蛋白维生素H分子作为DNA分子的探针，可以将10－15 mol/L DNA/mRNA有效地富集，并能实时监控产物。Tayor等[47]用硅酸钠水解法、正硅酸乙酯水解法制备SiO2/Fe2O3磁性纳米粒子并对DNA进行了分离。结果表明，SiO2功能化的Fe2O3磁性纳米粒子对DNA的吸附分离效果明显好于单独Fe2O3磁性纳米粒子的分离效果，但是其吸附机理有待进一步研究。 2 磁性氧化铁纳米材料在生物检测中的应用 1 基于磁学性能的生物检测 磁性氧化铁纳米粒子因其特有的磁导向性、小尺寸效应及其偶联基团的活性，兼有分离和富集地作用，使其在生物检测领域有广泛的应用。当检测目标为低含量的蛋白分子时，不能通过聚合酶链反应（PCR）对其信号进行放大，而磁微球与有机染料或量子点荧光微球结合可以对某些特异性蛋白、细胞因子、抗原和核酸等进行多元化检测，实现信号放大的作用。Yang等[48]采用一对分子探针分别连接荧光光学条码（彩色）和磁珠（棕色），对DNA（顶端镶板）和蛋白质（底截镶板）生物分子进行目标分析（图3）。如果目标DNA序列或蛋白存在，它将与两个磁珠结合一起，形成了一个三明治结构，经过磁选，光学条码可以在单磁珠识别目标水平下，通过分光光度计或是在流式细胞仪读出。通过此方法检测目标分子是基于数百万个荧光基团组成的微米尺寸光学条码信号的扩增而检测出来，其基因和蛋白的检出限可达到amol/L量级，甚至更低。 Nam等［49］利用多孔微粒法（每个微粒可填充大量条形码DNA）和金纳米微粒为基础的比色法生物条形码检测技术检测了人白细胞介素2（IL2），检出限可达到30 amol/L，比普通的酶联免疫分析技术的灵敏度高3个数量级。Oh等 [50]利用荧光为基础的生物条形码放大方法检测了前列腺特异性抗原（PSA）的水平，其检出限也低于300 amol/L，而且实现了快速检测。 在免疫检测中，磁性纳米粒子作为抗体的固相载体，粒子上的抗体与特性抗原结合，形成抗原抗体复合物，在磁力作用下，使特异性抗原与其它物质分离，克服了放免和酶联免疫测定方法的缺点。这种分离具有灵敏度高、检测速度快、特异性高、重复性好等优点。Yang等[51]通过反相微乳液法制备了粒径很小的SiO2包覆的Fe3O4磁性纳米粒子，生物分子通过诱导这些高单分散的磁性纳米粒子可用于酶的固定和免疫检测。Lange等[52]采用直接或三明治固相免疫法（生物素基化抗IgG抗体和共轭连接链霉素的磁性纳米粒子组成三明治结构）和超导量子干涉法（SQUID），研究它们在确定抗原、抗体相互作用免疫检测中的应用，结果表明特异性键合的磁性纳米颗粒的驰豫信号大小依赖于抗原（人免疫球蛋白G，IgG）的用量，这种磁弛豫(Magnetic relaxation)免疫检测方法得到的结果与广泛使用的ELISA方法的结果相当。 因磁性纳米粒子独特的性能，在生物传感器上也有潜在的应用前景。Fan等［53］在磁珠上偶联被检测物的一级抗体，在金纳米颗粒上连接二级抗体，两者反应后，利用HClNaClBr2将Au氧化为Au3+，催化发光胺（Luminol）化学发光，人免疫球蛋白G（IgG）的检出限可达2 × 10－10 mol/L ，实现了磁性纳米颗粒化学发光免疫结合的方法对IgG进行生物传感分析（图4）。 2 类酶催化特性在生物检测中的应用 Cao等[54]发现Fe3O4磁性纳米粒子能够催化H2O2氧化3,3',5,5'四甲基联苯胺（TMB）、3,3'二氨基联苯胺四盐酸盐（DAB）和邻苯二胺（OPD），使其发生显色反应，具有类辣根过氧化物酶（HRP）活性（图5），而且其催化活性比相同浓度的辣根过氧化物酶高40倍。并且Fe3O4磁性纳米粒子可以运用磁分离手段进行重复性利用，显著降低了生物检测的实验成本，利用此特性可进行多种生物分子的检测。 利用葡萄糖氧化酶（GOx）与Fe3O4磁性纳米粒子催化葡萄糖的反应(见式（1）和(2))，通过比色法检测葡萄糖，其检测的灵敏度达到5×10－5 ～ 1×10－3 mol/L 。由于Fe3O4磁性纳米粒子制备简单、稳定性好、活性高，成本低，因而比普通酶更有竞争优势，这也为葡萄糖的检测提供了高灵敏度和选择性的分析方法，在生物传感领域的应用上展现了巨大的潜能，为糖尿病人疾病的诊断提供了快速、灵敏的检测方法。然而要提高检测灵敏度，合成催化效率高的Fe3O4磁性纳米粒子及多功能磁性纳米粒子是关键。Peng等[56]用电化学方法比较了不同尺寸Fe3O4纳米粒子的催化活性发现，随着尺寸的变小，磁性纳米粒子的催化活性变高。Wang等[57]制备的单分散哑铃型PtFe3O4纳米粒子，由于本身尺寸和结构特点，可更大限度地提高催化活性。本研究组已经合成了分散性好和磁性高的氧化铁纳米粒子并对其进行了表征，利用其磁学和催化特性，已开展了葡萄糖等生物分子的检测，该方法的检出限达到1 μmol/L，具有灵敏度高、操作简便和成本低等优点[58]。 总之，Fe3O4磁性氧化铁纳米粒子不但具有显著的超顺磁性，而且具有类辣根过氧化物酶催化特性，可通过使用过氧化物敏感染料，设计了一系列（如乙肝病毒表面抗原等）的免疫检测模型[59]，因此超顺磁性纳米粒子在生物分离和免疫检测领域具有广阔的应用前景。 4 结 语 随着纳米技术的迅速发展，磁性氧化铁纳米粒子的开发及其在生物医学、生物分析、生物检测等领域的潜在应用已经越来越受到重视，但同时也面临很多挑战和问题。（1）构建并制备尺寸小、粒径均一、分散性和生物相容性好及催化性能高的多功能磁性纳米粒子；（2）根据被检测生物分子的特点设计多功能磁性氧化铁纳米粒子，实现高灵敏度、特异性检测；（3）利用纳米氧化铁颗粒作为分子探针进行实时、在线、原位、活体和细胞内生物分子的检测。这些问题不仅是纳米材料在生物分子检测领域应用需要解决的难点，也是目前其进行生物分子检测研究的热点和重点。【参考文献】 1 Perez J M, Simeone F J, Saeki, Y, Josephson L, Weissleder R J A C S, 2003, 125(34): 10192～10193 2 Kim G J, O'Regan R M, Nie S M 2005 27th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2005，17：714～716 3 LIU JunTao(刘军涛), LIU RuPing(刘儒平), WANG MiXia(王蜜霞), LIU ChunXiu(刘春秀), LUO JinPing(罗金平), CAI XinXia(蔡新霞) Chinese J A C(分析化学), 2009， 37(7): 985～988 4 Lang C, Schuler D, Faivre D M B, 2007, 7(2): 144～151 5 Silva G A S N, 2007, 67(2)：113～116 6 Corot C, Robert P, Idee J M, Port M A Drug D R, 2006, 58(14): 1471～1504 7 Kohler N, Sun C, Wang J, Zhang M Q L, 2005, 21(19), 8858～8864 8 LI BaoYu(李宝玉) Biomedical Nanomaterials(纳米生物医药材料) Beijing（北京）: Chemical Industry Press(化学工业出版社), 2004: 141 9 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