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策划人语
1959年，美国物理学家理查德·费曼曾大胆提出设想：“如果有一天可以按照人的意志安排一个个原子的话，那将会产生怎样的奇迹？”而今，因纳米科技而产生的奇迹不仅在不断发生，并且纳米带给人类生活的震憾，丝毫不逊于计算机技术的影响力，并且将更深刻、更广泛、更持久。
科学家们认为，纳米不仅小得可爱，而且威力无比、很有力量。它将会带来21世纪的一次产业革命，并且将深刻地影响人类的生活。
本刊在2012年第6期对北京怀柔纳米产业园做了报道，但纳米技术如何渗透到我们的衣、食、住、行、用等各个方面、如何改变你我的生活？在不远的将来，像现在“银河”那样的巨型计算机可以小到随手放进口袋；而美国国会图书馆的全部信息，可以压缩到一块糖那么小；纳米机器人可能进入我们身体的任何地方，帮助清除垃圾和病灶；甚至星际旅行也将因为有了纳米技术而变成现实……有了纳米技术，这一天看上去并不遥远。您相信吗？
茶杯摔不碎、衣服不用洗、机器人可以到人体内部给人治病，这一切听起来像是天方夜谈，但是因为有了小而可爱的纳米技术，一切成为了可能。纳米技术看似神秘，其实，在今天，它已经走进了你我的生活，悄悄渗透到我们的衣、食、住、行、用等各个方面……
纳米“生物炸弹”直击病灶
设想一下，未来您去医院看病既不用打针，也不需要吃药，这样就能治好您的病，您会相信吗？比如让微小的纳米粒子将癌症“烧煮”后从体内驱赶出去；药物像“精准的炸弹”一样，只在病灶靶心处引爆起作用；纳米级粒子使药物在人体内传输更加方便；在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应……这一切不只是想象，不久的将来，科学家将这些理论会变成可实际应用的治疗方法。
国家纳米材料科学中心研究员蒋兴宇激动地说：“纳米技术将带给医学一场前所未有的技术革命，它将大幅度提高人类健康和保健的水平，可以预见，不久的将来纳米医学将可望在许多方面得到突破和应用。”
举个例子，比方说感冒，大家感冒吃药，现在病人吃一次药可以管12个小时。说不定将来用纳米技术做成的药物吃一次可以管一周，也就是说一次感冒你吃一次药就足够了，这就是常说的纳米缓释技术。
还有呢，利用纳米技术，你可以让用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体。这种智能药物能直接到达原来到达不了的病灶部位，人们通过操纵智能药物，可使纳米微粒在人的身体病灶部位聚集并进行有目标的治疗，这就是常说的靶向药物，它能控释纳米微粒载体（俗称“生物导弹”）在病灶处引爆，这种用纳米定向技术输送药物治疗效果神奇。
现在的医疗水平，一般是等到疾病发展到一定程度的时候，疾病才能被诊断出来。如果疾病能早检测、早知道、早治疗的话，显然对治疗是有好处的。就像美国前总统克林顿曾经说过的那样，如果说癌症还只有几个细胞大小的时候就能被发现，那么癌症就没那么可怕了。纳米技术使得这种设想有可能变为现实，因为纳米技术的检测灵敏度特别高。未来，使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病；纳米技术会让医生只检测几个细胞就能判断出病人是否患上癌症……
这些听上去似乎是天方夜谭的畅想，未来将逐渐变成现实。蒋兴宇研究员和他的团队使我们看到了利用纳米技术的希望。蒋兴宇激动地介绍说，2010年的一天，他和他的团队在大量研究中偶然发现了“黄金组合”——“纳米颗粒+药物前体小分子”。这种新型纳米材料是将本身无活性的嘧啶类药物前体小分子修饰于金纳米颗粒，使其显示优良的抗菌活性，从而攻破了“超级细菌”（随着抗生素的滥用，一批曾是“孱弱之躯”的细菌经历优胜劣汰，躲过抗生素的灭杀，数代繁殖后逐渐练就了一身“铜墙铁壁”，形成了所谓的“超级细菌”）的金钟罩、铁布衫。与现有抗生素相比，这种纳米材料很难诱导细菌产生耐药性。
“我们发现它是非常偶然的，但是我们抓住了这个偶然的机会。没有预期它对耐药菌的作用这么好。”
那么，这种作为新型抗菌体的纳米颗粒，是不是就能取代抗生素呢？蒋兴宇摇了摇头说：“纳米材料在耐药性方面可能会优于抗生素，但现在还需考虑的问题是纳米材料对人体的作用。” 据介绍，纳米颗粒对人原代细胞生理活动并无显著影响，但还需要根据更全面的实验来进行分析。最终能否对“取代”这一说法盖棺定论，还需在今后继续进行动物实验再到人体试验来加以验证。
“芯片上的实验室”守护食品安全
眼下，随着一系列食品安全事件的爆发，各种食品安全问题成了老百姓关心的焦点。大家要问，如果有准确、迅速、简便的检测方法，老百姓在选择食品的时候就有守护神了。2008年9月，我国爆发三鹿婴幼儿奶粉受污染事件，罪魁祸首三聚氰胺开始浮出水面，蒋兴宇说，“纳米技术运用于三聚氰胺的检测，表密度更高，选择性更好，速度更快，这是它较之前检测办法的优势。”这项技术便是微流控芯片，也被形象地称为“芯片上的实验室”。
微流控芯片的主要特点是能够使样品、试剂和能量消耗大大降低，缩短检验时间，提高分析检测的效率。特别是很多种基于免疫分析的检测方法，都可以利用微流控来克服常规免疫分析的缺点，大大降低检测成本。
除了灵敏度高、通量大、特性好等优点，微流控芯片之所以被称为“芯片上的实验室”，还源于其最大的魅力——小型化。这相当于将一个大型的实验室及实验设备搬迁至一个小小的芯片之上，使得普通消费者不再需要去检测中心花费大量的时间和财力进行像食品添加剂等物质的检测。这无疑是对检测技术的一场革命，为该检测技术走向千家万户提供了可能。
“就好比将我们过去很大的台式机电脑变成了现在的笔记本电脑，甚至手机的功能也远远超过了过去台式机电脑的功能，这都是小型化的过程。”蒋兴宇解释说，“我们希望能够将检测小型化，而这项技术的应用领域也非常广，可以做三聚氰胺检测，可以做艾滋病检测，可以做生化检测……长远来看，甚至食品安全的监测都可以依靠这个技术。”
蒋兴宇介绍说，微流控芯片目前大部分仍处于比较基础的研究阶段，还有一些技术上的难题没有完全解决，比如样品的前处理，部分信号的读出，分离、分析等。“目前信号的读出还需要借助一些大型仪器，我们希望能创造出一种像PH试纸一样高灵敏度的肉眼检测方法。” 一项技术从理论形态发展到日常生活用品，并非易事，蒋兴宇对纳米检测技术持乐观态度的同时也对其应用发展之路有着清楚的认识，“我们的主要工作就是对原型的实现，把检测的基本概念现实化，从原理上验证其可行，但后续要实现大面积应用、做成大家都能用的东西还需要和产业界相结合。”
纳米计算机：真实的“科幻”
世界上第一台实用电子计算机“埃尼克”（电子数学积分计算机）于1946年诞生。虽然这是人类科技史上值得大书特书的事情，但“埃尼克”却是个地地道道的庞然大物，它占地170平方米，重达30吨，运算速度只有每秒5000次。而由纳米物质制成的巨型计算机可以装入口袋里，其运算速度比今天最快的超级计算机都要快上10亿倍，此外，纳米计算机还有其他许多引人入胜的优异性能……
国家纳米材料科学中心研究员何军介绍，应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积不过数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机其性能要比今天的计算机强大许多倍。随着在硅片上集成的晶体管数量越来越接近极限，集成电路的性能将越来越不稳定。由于加工芯片的机械需要有极高的精确度，所以生产成本非常昂贵。相比之下，利用纳米技术生产芯片，不仅可以达到极高的集成度，其成本也十分低廉。
纳米计算机有一些非常奇异的运算方式。例如，在种类众多的生物计算机中，科学家们最感兴趣的是“DNA计算机”。DNA计算机的原理是：DNA分子中的遗传密码相当于存储的数据，DNA分子间通过生化反应，从一种基因代码转变为另一种基因代码。反应前的基因代码相当于输入数据，反应后的基因代码相当于输出数据。如果能控制这一反应过程，那么就可以制作成功DNA计算机。
一旦人们掌握了制造体积微小的计算机的技术，人类社会就会从根本上处于一种新的形势。体积微小的计算机将非常便宜，因而随处都可以使用计算机，更广泛意义上的嵌入计算和普及计算将成为现实。
科学的未来让人无法预料。电脑与人脑相连接，这也许不再是科幻片中的场景。蒋兴宇研究员也相信“人机连接”实现的可能，而他们团队对神经细胞的生长控制研究，正为“脑机接口”这一新兴领域的研究带来了曙光。蒋兴宇研究员认为，“非常好地控制单个神经元的生长”，进一步研究这一有效途径，从而可能实现使用电子元件，恢复人体神经系统的缺失，为神经瘫痪、断肢病人带去福音。
非常有趣的是，传统计算机“软硬分明”，而纳米计算机的软、硬件的界限将逐渐变得模糊，巨型计算机还可以随你任意折叠，装在口袋里随身携带。利用纳米技术和一种称作“纳米盒”的装置，软件将可以由物质构成。因为利用化学方法，由纳米材料制成的硬件可以切成一小块一小块。人们不仅可以在因特网上下载软件，还能下载硬件。甚至，某些肉眼看不见的机器人可以将某些物质拆成原子，再将这些原子组装成纳米计算机。
在今后的10-15年内，纳米技术使纳米计算机会发生更根本、更爆炸性的变化，就像科幻故事描绘的一样令人吃惊。它的精髓不在于使计算机走向更微小、更便宜、更快速。它的意义在于人类学会了自然界所拥有的创新机理，也就是在原子水平上来进行开发。
纳米机器人：未来的体内医生？
在美国科幻大片《惊异大奇航》中，科学家把变小的人和飞船注射进人体，让这些缩小的“参观者”直接观看到人体各个器官的组织和运行情况。仿照细胞制造微型机器人早在上个世纪80年代中期，当科学家可以直接操纵原子的时候，人们就开始了许多幻想，如制造仅有少数原子构成的微型纳米机器人，它们可以游走在血管中吃掉沉积在血管壁上的垃圾，它们可以游走在组织间定向地识别和杀死癌细胞，然而在现实中，科学家根据分子病理学的原理已经研制出各种各样的可以进入人体的纳米机器人，有望用于维护人体健康。
目前，医用纳米机器人还处在试验阶段，大到长几毫米，小到直径几微米；但可以肯定的是，未来几年内，纳米机器人将会带来一场医学革命。
蒋兴宇研究员认为，医用纳米机器人有着无限的潜力——而其中最有可能的包括：治疗动脉粥样硬化、抗癌、去除血块、清洁伤口、帮助凝血、祛除寄生虫、治疗痛风、粉碎肾结石、人工授精以及激活细胞能量。
2011年10月，保加利亚科学家发明了一种用于试管“人工授精”的纳米机器人，可大大提高“人工授精”的效率。这种名为“HYDROMINA”的纳米机器人是由保加利亚科学院机械研究院科学家开发的，它实现了“人工授精”的全自动化，可以在避免细胞膜破裂的情况下精确地将精子注入卵子。纳米机器人的超薄吸液管可以对直径为三万分之一毫米的细胞进行注射。使用这种机器人可以避免许多以往的人为操作失误。据报道，这项发明可使“人工授精”的效率比过去提高100多倍。
展望未来，会有那么一天，成千上万的微型机器人在我们的血脉中穿梭，为我们调整机能、治疗伤口、甚至疾病吗？有了纳米技术，这一天看上去并不遥远。
纳米房子住着挺美
未来，大家可以住在环保又舒适的纳米房子里，大家会问，纳米房子到底有啥好处呢？
何军研究员介绍，纳米房子，自然是用纳米材料建成的房子了，它的整个结构都是使用纳米建材做成。何军把它称为环保节能型房子。现有的纳米建筑材料几乎涵盖了建筑材料的各个方面，包括轻质高强纳米墙体材料、门窗、管材、环保涂料、屋面材料、新型纳米阻燃材料、太阳能电池、通风及给排水净化系统等。纳米材料以其特有的光、电、磁等性能为建筑材料的发展带来一次前所未有的革命。
如利用纳米材料开发的具有自清洁功能的抗菌防霉涂料，对墙体有更牢固的附着力，并且易于清洁，能有效地抑制细菌、霉菌的生长，分解空气中的有机物和臭味，净化空气中的有害气体，增加空气中的负离子浓度，达到清新空气等功效；具有自洁功能的玻璃将实现免擦洗，从而解除蜘蛛人的危险而繁重的日常劳动；具有自洁功能的瓷砖将使家居生活更温馨，将使繁重的家务劳动变得很轻松；具有自洁、抗菌功能的PPR供水管，将使生活更轻松，管道使用寿命更长，水质污染更小……总之，今后住在纳米材料建成的房子里面，最大的享受莫过于舒适，厨房以后再也不用擦洗，地板也不用擦，墙壁也沾不上灰尘。 何军研究员告诉记者，纳米房子还有一大优点———冬天保暖夏天凉快，其实这也是纳米建材对光的效应所致：在夏天，纳米粒子能把各种红外线、紫外线分散、吸收掉，导致纳米墙体砖的传热性差，光的能量传不到房子里面来，里面自然变凉快了；冬天屋里面的热传不出去，便能取得保暖的效果。有这些优点，今后你要是住在纳米房子里，甚至可以夏不用空调、冬不用暖气了。
纳米衣服不用洗
“纯棉总比化纤好！”这个很多人根深蒂固的观念恐怕要改改了。“纳米衣物因含有特别的纳米颗粒，可持久释放微粒子，屏蔽体外细菌，甚至让人仿佛置身野外，时刻感受清新舒心之气……”何军研究员介绍说，“纳米衣”听起来十分神奇，随着纳米技术的发展却正在变成现实。
2000年春，国家纳米科技指导协调委员会首席科学家白春礼院士一边为国务院领导讲纳米科技，一边现场演示。他所演示的是一条漂亮的“纳米自洁领带”。它和普通领带、丝巾没什么两样，但经过纳米技术处理，却产生了特殊功能。污水像落在荷叶之上，一点粘不上，用手搓搓，净水一冲，污迹和油垢就没有了，根本不用洗涤用品。如魔术梦幻一般的演示，让观者无不叫好，表示出极大兴趣。
何军研究员介绍，这条“纳米自洁领带”就是由国家纳米材料科学中心江雷研究员主持研制的新产品。它的神奇归功于纳米新材料———二元协同纳米界面材料。它会在物质表面上形成一层稳定的气体薄膜，使油或水无法与材料的表面直接接触，从而使材料表面呈现水不沾的“超双疏”性能。
经过“超双疏”界面材料技术处理过的棉、麻、丝、毛、绒、混纺、化纤等各种纺织面料，都具备对果汁、墨水、酱油、植物油等“不沾”的“超疏”性能，但这种处理技术又不会改变原有织物的各种性能，即纤维强度、面料色泽、耐洗涤性、透气性、皮肤亲和性和免熨性等；同时还有杀菌、防辐射、防霉的辅助效果。如此一来，服装的洗涤次数可大大减少，洗涤方式只是用水轻漂即可，人们可从此告别大量使用洗涤剂洗衣的时代，减少污染、节约水资源、节约时间都是不言而喻的。这意味着这项技术将给我们的生活带来革命性的变化——让衣服不用洗变成现实。
你可知道， 2003年，“神舟5号”宇航员身穿北京铜牛集团生产的“铜牛”内衣遨游太空，这种内衣就是由北京铜牛集团自主研发的弗莱特纳米面料。这种纳米布料吸湿透气、抗菌、抗污轻薄、保暖防静电阻燃。这种纳米布料不仅弹性好，而且让人穿着舒适的同时还紧贴身体，通过不同的缝制工艺，无论宇航员怎么活动都不会带动其中的传感器材。要把这么多特性集于一身，纳料技术起到了关键的作用。
纳米汽车超省油
对于司机来说，雨天开车视线模糊，容易出交通事故，在不久的将来，汽车的挡风玻璃上贴上纳米车膜，这种车膜就可以自动挡开飞溅而来的雨水，让您在雨天开车也没有困扰。
还有我们知道，汽车的车身和大部分部件都是金属的，如果把纳米粒子跟塑料、聚合物结合起来，制成新的纳米材料，并用它来取代金属部件，那么这样做成的汽车就会特别特别的轻，特别轻了以后就很省油。有人曾经计算过，如果用纳米新材料做成汽车的话，全世界每年可以节省汽油15亿升左右，这样既减少了环境污染，又可以节省能源，而且汽油燃烧少了，自然二氧化碳的排放也就少了。
另外，由于纳米材料比表面积大、催化效率高等特点，在汽车尾气及车内空气净化方面应用纳米技术，将使排放的气体更清洁、更环保；发动机应用纳米陶瓷复合材料，将使发动机更坚固，使用寿命更长；在安全防护方面应用纳米力敏传感材料、汽车防腐底漆、自洁功能面漆、保险杠，车内装饰用纳米改性高分子材料（阻燃等），可以极大地提高汽车寿命，改善汽车的安全性；各类电机中应用的新型纳米稀土永磁材料，汽车动力应用纳米新型太阳能电池，将进一步降低能耗，使能源更清洁，功率更强劲。何军研究员充满信心，他说，这些方面已经引起一些大公司的关注，预计在近期内可形成约10亿美元的市场。由此可见，纳米技术在汽车产业中存在着巨大的商机。
【知识链接】
纳米技术大事记
理论物理学家理查德·费因曼（Richard Feynman）1959年12月29日预言，由于小型化，可能出现一个新的物理领域。人们可能制造出由几千个原子组成的微型机器。
1990年，首次演示了分子纳米技术的原理，当时IBM公司的研究人员设法将35个氙原子，组成"IBM"三个字。
纳米之父艾利克·德累克斯勒1990年出版的一本书：《纳米系统：分子机械、制造和计算》。
1996年，诺贝尔奖获得者、化学家里查德·斯莫利在纳米技术研讨会上作了主题发言，他发现了复杂的碳分子叫做"福勒尼"（fullerene），称之为纳米管。
1997年，世界上第一个纳米级商业纳米机器－生物探测器问世。
1999年7月，美国一个研究小组制造出厚度不足单个分子的简单的计算元件。
1959年，美国物理学家理查德·费曼曾大胆提出设想：“如果有一天可以按照人的意志安排一个个原子的话，那将会产生怎样的奇迹？”而今，因纳米科技而产生的奇迹不仅在不断发生，并且纳米带给人类生活的震憾，丝毫不逊于计算机技术的影响力，并且将更深刻、更广泛、更持久。
科学家们认为，纳米不仅小得可爱，而且威力无比、很有力量。它将会带来21世纪的一次产业革命，并且将深刻地影响人类的生活。
本刊在2012年第6期对北京怀柔纳米产业园做了报道，但纳米技术如何渗透到我们的衣、食、住、行、用等各个方面、如何改变你我的生活？在不远的将来，像现在“银河”那样的巨型计算机可以小到随手放进口袋；而美国国会图书馆的全部信息，可以压缩到一块糖那么小；纳米机器人可能进入我们身体的任何地方，帮助清除垃圾和病灶；甚至星际旅行也将因为有了纳米技术而变成现实……有了纳米技术，这一天看上去并不遥远。您相信吗？
茶杯摔不碎、衣服不用洗、机器人可以到人体内部给人治病，这一切听起来像是天方夜谈，但是因为有了小而可爱的纳米技术，一切成为了可能。纳米技术看似神秘，其实，在今天，它已经走进了你我的生活，悄悄渗透到我们的衣、食、住、行、用等各个方面……
纳米“生物炸弹”直击病灶
设想一下，未来您去医院看病既不用打针，也不需要吃药，这样就能治好您的病，您会相信吗？比如让微小的纳米粒子将癌症“烧煮”后从体内驱赶出去；药物像“精准的炸弹”一样，只在病灶靶心处引爆起作用；纳米级粒子使药物在人体内传输更加方便；在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应……这一切不只是想象，不久的将来，科学家将这些理论会变成可实际应用的治疗方法。
国家纳米材料科学中心研究员蒋兴宇激动地说：“纳米技术将带给医学一场前所未有的技术革命，它将大幅度提高人类健康和保健的水平，可以预见，不久的将来纳米医学将可望在许多方面得到突破和应用。”
举个例子，比方说感冒，大家感冒吃药，现在病人吃一次药可以管12个小时。说不定将来用纳米技术做成的药物吃一次可以管一周，也就是说一次感冒你吃一次药就足够了，这就是常说的纳米缓释技术。
还有呢，利用纳米技术，你可以让用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体。这种智能药物能直接到达原来到达不了的病灶部位，人们通过操纵智能药物，可使纳米微粒在人的身体病灶部位聚集并进行有目标的治疗，这就是常说的靶向药物，它能控释纳米微粒载体（俗称“生物导弹”）在病灶处引爆，这种用纳米定向技术输送药物治疗效果神奇。
现在的医疗水平，一般是等到疾病发展到一定程度的时候，疾病才能被诊断出来。如果疾病能早检测、早知道、早治疗的话，显然对治疗是有好处的。就像美国前总统克林顿曾经说过的那样，如果说癌症还只有几个细胞大小的时候就能被发现，那么癌症就没那么可怕了。纳米技术使得这种设想有可能变为现实，因为纳米技术的检测灵敏度特别高。未来，使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病；纳米技术会让医生只检测几个细胞就能判断出病人是否患上癌症……
这些听上去似乎是天方夜谭的畅想，未来将逐渐变成现实。蒋兴宇研究员和他的团队使我们看到了利用纳米技术的希望。蒋兴宇激动地介绍说，2010年的一天，他和他的团队在大量研究中偶然发现了“黄金组合”——“纳米颗粒+药物前体小分子”。这种新型纳米材料是将本身无活性的嘧啶类药物前体小分子修饰于金纳米颗粒，使其显示优良的抗菌活性，从而攻破了“超级细菌”（随着抗生素的滥用，一批曾是“孱弱之躯”的细菌经历优胜劣汰，躲过抗生素的灭杀，数代繁殖后逐渐练就了一身“铜墙铁壁”，形成了所谓的“超级细菌”）的金钟罩、铁布衫。与现有抗生素相比，这种纳米材料很难诱导细菌产生耐药性。
“我们发现它是非常偶然的，但是我们抓住了这个偶然的机会。没有预期它对耐药菌的作用这么好。”
那么，这种作为新型抗菌体的纳米颗粒，是不是就能取代抗生素呢？蒋兴宇摇了摇头说：“纳米材料在耐药性方面可能会优于抗生素，但现在还需考虑的问题是纳米材料对人体的作用。” 据介绍，纳米颗粒对人原代细胞生理活动并无显著影响，但还需要根据更全面的实验来进行分析。最终能否对“取代”这一说法盖棺定论，还需在今后继续进行动物实验再到人体试验来加以验证。
“芯片上的实验室”守护食品安全
眼下，随着一系列食品安全事件的爆发，各种食品安全问题成了老百姓关心的焦点。大家要问，如果有准确、迅速、简便的检测方法，老百姓在选择食品的时候就有守护神了。2008年9月，我国爆发三鹿婴幼儿奶粉受污染事件，罪魁祸首三聚氰胺开始浮出水面，蒋兴宇说，“纳米技术运用于三聚氰胺的检测，表密度更高，选择性更好，速度更快，这是它较之前检测办法的优势。”这项技术便是微流控芯片，也被形象地称为“芯片上的实验室”。
微流控芯片的主要特点是能够使样品、试剂和能量消耗大大降低，缩短检验时间，提高分析检测的效率。特别是很多种基于免疫分析的检测方法，都可以利用微流控来克服常规免疫分析的缺点，大大降低检测成本。
除了灵敏度高、通量大、特性好等优点，微流控芯片之所以被称为“芯片上的实验室”，还源于其最大的魅力——小型化。这相当于将一个大型的实验室及实验设备搬迁至一个小小的芯片之上，使得普通消费者不再需要去检测中心花费大量的时间和财力进行像食品添加剂等物质的检测。这无疑是对检测技术的一场革命，为该检测技术走向千家万户提供了可能。
“就好比将我们过去很大的台式机电脑变成了现在的笔记本电脑，甚至手机的功能也远远超过了过去台式机电脑的功能，这都是小型化的过程。”蒋兴宇解释说，“我们希望能够将检测小型化，而这项技术的应用领域也非常广，可以做三聚氰胺检测，可以做艾滋病检测，可以做生化检测……长远来看，甚至食品安全的监测都可以依靠这个技术。”
蒋兴宇介绍说，微流控芯片目前大部分仍处于比较基础的研究阶段，还有一些技术上的难题没有完全解决，比如样品的前处理，部分信号的读出，分离、分析等。“目前信号的读出还需要借助一些大型仪器，我们希望能创造出一种像PH试纸一样高灵敏度的肉眼检测方法。” 一项技术从理论形态发展到日常生活用品，并非易事，蒋兴宇对纳米检测技术持乐观态度的同时也对其应用发展之路有着清楚的认识，“我们的主要工作就是对原型的实现，把检测的基本概念现实化，从原理上验证其可行，但后续要实现大面积应用、做成大家都能用的东西还需要和产业界相结合。”
纳米计算机：真实的“科幻”
世界上第一台实用电子计算机“埃尼克”（电子数学积分计算机）于1946年诞生。虽然这是人类科技史上值得大书特书的事情，但“埃尼克”却是个地地道道的庞然大物，它占地170平方米，重达30吨，运算速度只有每秒5000次。而由纳米物质制成的巨型计算机可以装入口袋里，其运算速度比今天最快的超级计算机都要快上10亿倍，此外，纳米计算机还有其他许多引人入胜的优异性能……
国家纳米材料科学中心研究员何军介绍，应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积不过数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机其性能要比今天的计算机强大许多倍。随着在硅片上集成的晶体管数量越来越接近极限，集成电路的性能将越来越不稳定。由于加工芯片的机械需要有极高的精确度，所以生产成本非常昂贵。相比之下，利用纳米技术生产芯片，不仅可以达到极高的集成度，其成本也十分低廉。
纳米计算机有一些非常奇异的运算方式。例如，在种类众多的生物计算机中，科学家们最感兴趣的是“DNA计算机”。DNA计算机的原理是：DNA分子中的遗传密码相当于存储的数据，DNA分子间通过生化反应，从一种基因代码转变为另一种基因代码。反应前的基因代码相当于输入数据，反应后的基因代码相当于输出数据。如果能控制这一反应过程，那么就可以制作成功DNA计算机。
一旦人们掌握了制造体积微小的计算机的技术，人类社会就会从根本上处于一种新的形势。体积微小的计算机将非常便宜，因而随处都可以使用计算机，更广泛意义上的嵌入计算和普及计算将成为现实。
科学的未来让人无法预料。电脑与人脑相连接，这也许不再是科幻片中的场景。蒋兴宇研究员也相信“人机连接”实现的可能，而他们团队对神经细胞的生长控制研究，正为“脑机接口”这一新兴领域的研究带来了曙光。蒋兴宇研究员认为，“非常好地控制单个神经元的生长”，进一步研究这一有效途径，从而可能实现使用电子元件，恢复人体神经系统的缺失，为神经瘫痪、断肢病人带去福音。
非常有趣的是，传统计算机“软硬分明”，而纳米计算机的软、硬件的界限将逐渐变得模糊，巨型计算机还可以随你任意折叠，装在口袋里随身携带。利用纳米技术和一种称作“纳米盒”的装置，软件将可以由物质构成。因为利用化学方法，由纳米材料制成的硬件可以切成一小块一小块。人们不仅可以在因特网上下载软件，还能下载硬件。甚至，某些肉眼看不见的机器人可以将某些物质拆成原子，再将这些原子组装成纳米计算机。
在今后的10-15年内，纳米技术使纳米计算机会发生更根本、更爆炸性的变化，就像科幻故事描绘的一样令人吃惊。它的精髓不在于使计算机走向更微小、更便宜、更快速。它的意义在于人类学会了自然界所拥有的创新机理，也就是在原子水平上来进行开发。
纳米机器人：未来的体内医生？
在美国科幻大片《惊异大奇航》中，科学家把变小的人和飞船注射进人体，让这些缩小的“参观者”直接观看到人体各个器官的组织和运行情况。仿照细胞制造微型机器人早在上个世纪80年代中期，当科学家可以直接操纵原子的时候，人们就开始了许多幻想，如制造仅有少数原子构成的微型纳米机器人，它们可以游走在血管中吃掉沉积在血管壁上的垃圾，它们可以游走在组织间定向地识别和杀死癌细胞，然而在现实中，科学家根据分子病理学的原理已经研制出各种各样的可以进入人体的纳米机器人，有望用于维护人体健康。
目前，医用纳米机器人还处在试验阶段，大到长几毫米，小到直径几微米；但可以肯定的是，未来几年内，纳米机器人将会带来一场医学革命。
蒋兴宇研究员认为，医用纳米机器人有着无限的潜力——而其中最有可能的包括：治疗动脉粥样硬化、抗癌、去除血块、清洁伤口、帮助凝血、祛除寄生虫、治疗痛风、粉碎肾结石、人工授精以及激活细胞能量。
2011年10月，保加利亚科学家发明了一种用于试管“人工授精”的纳米机器人，可大大提高“人工授精”的效率。这种名为“HYDROMINA”的纳米机器人是由保加利亚科学院机械研究院科学家开发的，它实现了“人工授精”的全自动化，可以在避免细胞膜破裂的情况下精确地将精子注入卵子。纳米机器人的超薄吸液管可以对直径为三万分之一毫米的细胞进行注射。使用这种机器人可以避免许多以往的人为操作失误。据报道，这项发明可使“人工授精”的效率比过去提高100多倍。
展望未来，会有那么一天，成千上万的微型机器人在我们的血脉中穿梭，为我们调整机能、治疗伤口、甚至疾病吗？有了纳米技术，这一天看上去并不遥远。
纳米房子住着挺美
未来，大家可以住在环保又舒适的纳米房子里，大家会问，纳米房子到底有啥好处呢？
何军研究员介绍，纳米房子，自然是用纳米材料建成的房子了，它的整个结构都是使用纳米建材做成。何军把它称为环保节能型房子。现有的纳米建筑材料几乎涵盖了建筑材料的各个方面，包括轻质高强纳米墙体材料、门窗、管材、环保涂料、屋面材料、新型纳米阻燃材料、太阳能电池、通风及给排水净化系统等。纳米材料以其特有的光、电、磁等性能为建筑材料的发展带来一次前所未有的革命。
如利用纳米材料开发的具有自清洁功能的抗菌防霉涂料，对墙体有更牢固的附着力，并且易于清洁，能有效地抑制细菌、霉菌的生长，分解空气中的有机物和臭味，净化空气中的有害气体，增加空气中的负离子浓度，达到清新空气等功效；具有自洁功能的玻璃将实现免擦洗，从而解除蜘蛛人的危险而繁重的日常劳动；具有自洁功能的瓷砖将使家居生活更温馨，将使繁重的家务劳动变得很轻松；具有自洁、抗菌功能的PPR供水管，将使生活更轻松，管道使用寿命更长，水质污染更小……总之，今后住在纳米材料建成的房子里面，最大的享受莫过于舒适，厨房以后再也不用擦洗，地板也不用擦，墙壁也沾不上灰尘。 何军研究员告诉记者，纳米房子还有一大优点———冬天保暖夏天凉快，其实这也是纳米建材对光的效应所致：在夏天，纳米粒子能把各种红外线、紫外线分散、吸收掉，导致纳米墙体砖的传热性差，光的能量传不到房子里面来，里面自然变凉快了；冬天屋里面的热传不出去，便能取得保暖的效果。有这些优点，今后你要是住在纳米房子里，甚至可以夏不用空调、冬不用暖气了。
纳米衣服不用洗
“纯棉总比化纤好！”这个很多人根深蒂固的观念恐怕要改改了。“纳米衣物因含有特别的纳米颗粒，可持久释放微粒子，屏蔽体外细菌，甚至让人仿佛置身野外，时刻感受清新舒心之气……”何军研究员介绍说，“纳米衣”听起来十分神奇，随着纳米技术的发展却正在变成现实。
2000年春，国家纳米科技指导协调委员会首席科学家白春礼院士一边为国务院领导讲纳米科技，一边现场演示。他所演示的是一条漂亮的“纳米自洁领带”。它和普通领带、丝巾没什么两样，但经过纳米技术处理，却产生了特殊功能。污水像落在荷叶之上，一点粘不上，用手搓搓，净水一冲，污迹和油垢就没有了，根本不用洗涤用品。如魔术梦幻一般的演示，让观者无不叫好，表示出极大兴趣。
何军研究员介绍，这条“纳米自洁领带”就是由国家纳米材料科学中心江雷研究员主持研制的新产品。它的神奇归功于纳米新材料———二元协同纳米界面材料。它会在物质表面上形成一层稳定的气体薄膜，使油或水无法与材料的表面直接接触，从而使材料表面呈现水不沾的“超双疏”性能。
经过“超双疏”界面材料技术处理过的棉、麻、丝、毛、绒、混纺、化纤等各种纺织面料，都具备对果汁、墨水、酱油、植物油等“不沾”的“超疏”性能，但这种处理技术又不会改变原有织物的各种性能，即纤维强度、面料色泽、耐洗涤性、透气性、皮肤亲和性和免熨性等；同时还有杀菌、防辐射、防霉的辅助效果。如此一来，服装的洗涤次数可大大减少，洗涤方式只是用水轻漂即可，人们可从此告别大量使用洗涤剂洗衣的时代，减少污染、节约水资源、节约时间都是不言而喻的。这意味着这项技术将给我们的生活带来革命性的变化——让衣服不用洗变成现实。
你可知道， 2003年，“神舟5号”宇航员身穿北京铜牛集团生产的“铜牛”内衣遨游太空，这种内衣就是由北京铜牛集团自主研发的弗莱特纳米面料。这种纳米布料吸湿透气、抗菌、抗污轻薄、保暖防静电阻燃。这种纳米布料不仅弹性好，而且让人穿着舒适的同时还紧贴身体，通过不同的缝制工艺，无论宇航员怎么活动都不会带动其中的传感器材。要把这么多特性集于一身，纳料技术起到了关键的作用。
纳米汽车超省油
对于司机来说，雨天开车视线模糊，容易出交通事故，在不久的将来，汽车的挡风玻璃上贴上纳米车膜，这种车膜就可以自动挡开飞溅而来的雨水，让您在雨天开车也没有困扰。
还有我们知道，汽车的车身和大部分部件都是金属的，如果把纳米粒子跟塑料、聚合物结合起来，制成新的纳米材料，并用它来取代金属部件，那么这样做成的汽车就会特别特别的轻，特别轻了以后就很省油。有人曾经计算过，如果用纳米新材料做成汽车的话，全世界每年可以节省汽油15亿升左右，这样既减少了环境污染，又可以节省能源，而且汽油燃烧少了，自然二氧化碳的排放也就少了。
另外，由于纳米材料比表面积大、催化效率高等特点，在汽车尾气及车内空气净化方面应用纳米技术，将使排放的气体更清洁、更环保；发动机应用纳米陶瓷复合材料，将使发动机更坚固，使用寿命更长；在安全防护方面应用纳米力敏传感材料、汽车防腐底漆、自洁功能面漆、保险杠，车内装饰用纳米改性高分子材料（阻燃等），可以极大地提高汽车寿命，改善汽车的安全性；各类电机中应用的新型纳米稀土永磁材料，汽车动力应用纳米新型太阳能电池，将进一步降低能耗，使能源更清洁，功率更强劲。何军研究员充满信心，他说，这些方面已经引起一些大公司的关注，预计在近期内可形成约10亿美元的市场。由此可见，纳米技术在汽车产业中存在着巨大的商机。
【知识链接】
纳米技术大事记
理论物理学家理查德·费因曼（Richard Feynman）1959年12月29日预言，由于小型化，可能出现一个新的物理领域。人们可能制造出由几千个原子组成的微型机器。
1990年，首次演示了分子纳米技术的原理，当时IBM公司的研究人员设法将35个氙原子，组成"IBM"三个字。
纳米之父艾利克·德累克斯勒1990年出版的一本书：《纳米系统：分子机械、制造和计算》。
1996年，诺贝尔奖获得者、化学家里查德·斯莫利在纳米技术研讨会上作了主题发言，他发现了复杂的碳分子叫做"福勒尼"（fullerene），称之为纳米管。
1997年，世界上第一个纳米级商业纳米机器－生物探测器问世。
1999年7月，美国一个研究小组制造出厚度不足单个分子的简单的计算元件。