搜索
Unit4III.TranslationoftheTextsMainReading:纳米技术是如何起作用的多学科科学家前所未有地聚拢在一起致力于研究一个微小世界，它是如此之小，即便使用光学显微镜我们也看不到它。这个世界就是纳米技术领域，是原子和纳米结构的王国。纳米技术太新了，没有人真正知道它会导致什么发生。即便如此，有关纳米的预测涵盖了从例如钻石和食物的再生产，到正在被自我复制的纳米机器人吞噬的世界。为了了解不同寻常的纳米世界，我们需要对所涉及的度量单位有一个概念。一厘米是一米的百分之一，一毫米是一米的千分之一，而一微米是一米的百万分之一，但所有这些相对于纳米级仍然巨大。一纳米(简称nm)是一米的十亿分一，小于可见光波长，也小于一百万分之一人类头发的宽度。小到一个纳米，它还是比原子尺度大。原子的直径约为0.1纳米。原子的原子核更是小得多-约为0.00001纳米。原子是我们的宇宙中所有物质的基石。你和你周围的一切是由原子构成的。在原子级，元素以最基层的状态存在。在纳米级，我们有可能把这些原子组合在一起来制造几乎所有的东西。在题为“小奇迹：纳米科学世界”的讲座中，诺贝尔奖获得者霍斯特斯托默博士说，纳米级比原子级有趣，因为纳米级是我们可以组装东西的起点，直到我们开始把原子聚集在一起，我们才可以做有用的东西。纳米技术正在迅速成为一个跨学科领域。生物学家，化学家，物理学家和工程师都参与了纳米级物质的研究。斯托默博士希望不同学科研发一种共同语言以彼此沟通。只有这样，他说，我们才能有效地教授纳米科学，因为如果没有一个坚实的、多学科的背景，你不会明白纳米世界。纳米级令人兴奋和具有挑战性的方面之一是量子力学在其中所起到的作用。量子力学的规则与经典物理学有很大的不同，这意味着物质在纳米级的行为有时可以违背常理，表现反常。你不能步行到墙上，并瞬息移动到另一面，但在纳米级电子可以-这就是所谓的电子隧道。绝缘物质意味着它们不能携带电荷，但当减小到纳米级时，以散装形式，它们可能成为半导体。由于表面面积的增加，熔点可以改变。纳米科学要求你忘掉你所知道的东西，重新学习。那么，这一切意味着什么呢？现在，这意味着科学家们正在试验纳米级物质，以了解他们的特征以及我们如何能够在各种应用中利用它们。工程师们试图用纳米大小的线来制造更小，功能更强大的微处理器。医生们正在寻找如何在医疗应用中利用纳米粒子。尽管如此，在纳米技术主导的技术和医疗市场之前，我们还有很长的路要走。在“星际迷航”的世界里，被称为复制机的机器可以生产几乎所有的物品，从武器到一杯热气腾腾的伯爵茶。长久以来复制机被认为完全是科幻小说里才有的东西，今天一些人认为是非常现实的可能。他们称之为分子制造，如果它一旦成为现实，就可以彻底改变世界。原子和分子粘在一起，因为他们有可以锁在一起的互补形状，或电极吸引。就像磁铁，一个带正电的原子将粘住一个带负电的原子。当纳米机器将数以百万计的这些原子拼凑在一起，一件具体的产品就开始成形。分子制造的目标是独立操纵原子，并将它们以一种能够生产出所需要的结构的模式放置。第一步是开发研制纳米级机器，称为装配工，科学家们可以编制程序，以任意操纵原子和分子。赖斯大学教授理查德斯莫利指出，一台纳米级机器将花费几百万年才能组装成一定数量的有意义的材料。为使分子制造有实际意义，你需要数以万亿计的装配工同时工作。他认为，装配工可以先复制自己，制造出其他装配工。每一代装配工建造出下一代，结果以指数增长，直到有足够的装配工进行生产。在这个构想图中装配工可能有像纳米齿轮那样的可移动部分。数以万亿计的装配工和复制机可以填充一个比一立方毫米的体积更小的空间，并且仍然可能太小，我们无法用肉眼看到。装配工和复制机可以携手合作，自动构造产品，并可能最终取代所有传统的劳动方式。这可以大大降低制造成本，从而使消费品更丰富，价格更便宜，更结实。最后，我们可以能够复制任何东西，包括钻石，水和食物。有了能够制造食物喂养饥者的机器，饥荒就可以被消灭了。纳米技术可能对医疗行业的影响最大。患者喝含有纳米机器人的液体，这些纳米机器人被编程用来攻击和重构癌细胞和病毒的分子结构。甚至有人推测纳米机器人可以减缓或逆转老化的过程，寿命可能大幅增长。科学家还可以对纳米机器人进行编程，以执行微妙的手术–这样的纳米医生所进行的工作可以比最锋利的手术刀精确一千倍。通过在这样小的级别上工作，纳米机器人可以完成手术，而不会像传统的手术那样留下疤痕。此外，纳米机器人可以改变你的外表。我们可以通过编程让他们来执行整容手术，重新安排原子来改变你的耳朵，鼻子，眼睛的颜色或其他你想改变的外貌特征。纳米技术有可能会对环境产生积极的影响。例如，科学家们可以设计编程可以在空气中传播的纳米机器人来重建变薄的臭氧层。纳米机器人可以去除水源中的污染物并清理漏油。采用纳米技术自下而上的方法，制造材料产生的污染也比传统制造工艺所产生的污染要少。有了纳米技术，我们对不可再生资源的依赖将减少。砍伐树木、开采煤炭、或钻探石油可能不再是必要的-纳米机器可以生产这些资源。许多纳米技术专家认为，这些应用是根本不可能的，至少在可预见的未来。他们提醒说，更奇特的应用只是理论上的。一些人担心纳米技术最终将会像虚拟现实那样-换句话说，围绕纳米技术的炒作将继续，直至该领域的局限性成为公共知识，然后兴趣（和资金）将迅速消散。纳米技术最直接的挑战是，我们需要更多地了解纳米层级上的材料和它们的属性。世界各地的大学和公司正在大力研究原子如何组合在一起形成较大的结构。我们仍在学习在纳米层级上量子力学如何影响物质。随着我们更多的了解纳米级的巨大潜力，纳米技术必将继续影响我们。RelatedReading:癌症纳米技术——体积微少前途远大2004年9月，美国国家癌症研究中心（NCI）发起了癌症纳米技术联盟，以促进和协调生物、工程和材料科学方面的研究，推进癌症纳米技术发展。仅仅两年多之后，该研究不断受到关注。福布斯杂志罗列了去年迅速发展的纳米领域中的突破性进展,抗癌纳米粒子位列前五名。纳米技术在两大领域被应用于癌症:研究：开发纳米靶向（纳米载体介导），比如纳米颗粒载入药或显影剂，再进行肿瘤定位；高通量纳米传感器，一种探测癌症生物特征的设备。两者相结合，能够实现早期诊断并给癌症病人提供更好的治疗。领军促进这些技术应用于临床的尝试，NCI目前在全美资助八个癌症纳米技术研究中心，还有十二个稍小规模的项目。“大多数医疗纳米技术研究的顶尖机构已经参与其中，我们每年花费大约三千五百万到四千万美元用于该技术”，NCI联盟主席PiotrGrodzinski说。NCI联盟积极致力于治疗和诊断两方面的癌症纳米技术，直到2010年之后还有跟进项目。Grodzinsky希望到2010年以前纳米技术会成长为临床有用的方法。初步成果显示该技术前景良好。位居福布斯排行榜显著位置的研究是由RobertLanger团队做的。RobertLanger是美国麻省理工大学学院教授，化学工程师，也是麻省理工-哈佛大学癌症纳米技术研究中心两位首席科学家之一。他和同事用适配子型聚合纳米粒子—核糖核酸靶向分体—定位肿瘤，纳米粒子结合进入癌症细胞，然后溶解释放抗癌药物多西泰索。纳米粒子也可以外覆聚乙二醇，有助于安全通过血流进入癌症细胞。只要注射一针这种前列腺膜特异抗原适配子覆膜的纳米粒子就能根除前列腺癌小鼠的肿瘤。Langer说，“大量动物实验表明该方法安全有效”。制造有效纳米粒子的最大挑战是癌症细胞和组织的准确定位。表面覆适配子或抗体的纳米粒子生物靶向是常见方法，但是其他研究者正逐步应用粒子的物理特征定位。德克萨斯大学医学研究中心、M.D.安德森癌症中心和美国休斯顿赖斯大学纳米技术教授MauroFerrari说“体积、形状、物理特征、浓度和释放都影响粒子在体内的穿行方式以及是否能穿透生物膜。”他的研究显示即使纳米粒子覆以特殊的细胞识别分子，生物血管壁等生物屏障也影响体内纳米粒子的分散。谨慎选择纳米载体的体积和形状可以按粒子大小增加患处施药量。Ferrari说，“我相信纳米粒子的合理设计时代已经到来，基于工程学和物理学原理的最优设计也会实现。”美国教会山北卡罗来纳大学化学与化学工程教授JosephDeSimone正在应用这些原理。DeSimone改进电子工业加工技术制造出特定形状的有机纳米粒子。他说，“我们基本上从低能量氟聚合物中制造纳米粒子，这能合成符合要求的真正的基因粒子”。他研发的基因过程可以精确控制粒子大小、形状、成分、装载物质、粒子可塑性和粒子表面特性。纳米粒子不是唯一载药或载显影剂的微小载体，但是DeSimone认为纳米技术方法具有极大优势。他认为，“我们制造的是可以装载任何剂量药物的有机粒子”，没有纳米粒子是不可能实现这一点的。DeSimone还从自然存在的粒子比如红细胞中受到启发，制造可塑纳米粒子，可以分解透过诸如脾血窦和血脑屏障等生物屏障。他说：“不论粒子穿透毛细管横向流动还是沿血管壁纵向流动，粒子流动性和穿透屏障能力由大小、形状、表面改性和可塑性决定”。总部位于美国北卡罗来纳州莫里斯维尔的利奎迪亚科技股份有限公司几年前从DeSimone实验室脱离出来单独开发这项技术平台。现在该公司正在进行可行性研究，并和几个大的医药与医疗器具公司进行共同研究。“可行性研究将从现在持续到2007年底。18个月内争取拿下专利授权和合作产品开发生意”，利奎迪亚公司商务开发部副经理LukeRoush说，“这些研究将提供实现技术平台应用的数据，有助于增加临床应用方面的认识”。纳米技术的治疗用途和诊断、监测用途相结合会特别有效。国家癌症研究中心项目官员LindaMolnar预测纳米技术应用将拥有美好前景。新的显影剂、新的诊断芯片和新的定位疗法相结合有助于应用个性化药物，早期并且更精确的癌症诊断可以及早开始治疗，然后检查病人对疗法的反应。如果反应良好当然好，否则可以尝试其他疗法，重复治疗检查病人反应的过程。其实Molna所说的就是实时治疗监测。“越早诊断癌症开始对症治疗越好”，Molnar说，“正因如此，人们兴奋不已，国家癌症研究中心对癌症纳米技术投入巨大。”新兴的纳米医疗产品从实验室走向临床应用之时，这些新技术的批准将越来越引人关注。多数情况下，纳米医疗产品将现有药物和已经获美国食品及药物管理局批准的药品所用的材料相结合，所以目前没有特别相称的法律条款规范纳米医药。一位FDA发言人说，“目前现有的药品评价和研究中心的审查规定适用于所有纳米技术应用产品，但是CDER正在讨论如有必要如何区别对待纳米技术产品”。Unit5III.TranslationoftheTextsMainReading:谷歌的魔力还能延续多久？“谷歌不是个传统公司。我们无意成为一个传统公司。”谷歌这个搜索引擎公司的创始人，拉里•佩奇和谢尔盖•布林2004年在企业上市前期给投资人的信中写道。谷歌已经成为这个星球上最神奇的公司之一，名声赫赫。单单今年，谷歌公司通过参股美国东部近海的一家风能项目以及测试自动驾驶汽车令人侧目。测试车辆已在美国公路上行驶了140000英里。正因为拥有极其成功的网络搜索业务，谷歌才敢如此异想天开。而这为那些见证了谷歌蜕变历程的企业投资人带来了可观的回报。在短短12年内，公司由成立之初的微小蝼蚁蜕变成如今拥有1800亿美元市场资本值的庞然大物，位于硅谷的总部豪迈壮阔，被称为Googleplex。谷歌也像一只盘踞在蜘蛛网上的硕大蜘蛛，将触角延伸到网络的各个角落，从网络搜索和电子邮件业务，到社交网络和基于网络的应用软件或应用程序，无所不在。谷歌的发展大多是有机增长，但该公司也掷巨金进行了一些大型并购。2006年，谷歌出资17亿美元收购了YouTube网站，该网站使人们可以上传其子女、小猫以及模仿女神卡卡的视频。次年，谷歌又出资31亿美元抢购了在线广告网站DoubleClick。类似的交易不胜枚举。当前，谷歌正以330亿美元的高价竞购流行的电子商务公司Groupon。这一切使谷歌发展成一股不可忽视的力量。但是，这家王牌非传统公司正面临着两个传统的商业挑战。第一个是与