納米科技讓科幻中的“黑科技”成為了現(xiàn)實(shí)
早在1931年,蘇聯(lián)作家就著有一篇名為《Microhands》的科幻短篇小說,描繪了一種能進(jìn)行復(fù)雜手術(shù)的“微型手”。這個(gè)近90年前的故事“預(yù)言”了當(dāng)今學(xué)者正在進(jìn)行的納米科技研究。
理解納米科技其實(shí)也很容易,簡(jiǎn)單來看,它就是一門用單個(gè)原子、分子當(dāng)積木,堆成物質(zhì)的技術(shù)。想象一下,以一粒米作為研究對(duì)象小不小?把一粒米縮小一千倍,就是人類皮膚細(xì)胞的大小,再縮小一千倍,就達(dá)到納米尺度了。納米科學(xué)研究的就是這些“身形”僅有十億分之一米大小的對(duì)象。正是有了這門技術(shù),讓許多科幻題材中的“黑科技”成為了現(xiàn)實(shí)。雖然納米科技現(xiàn)在還不能把所有炫酷的黑科技照進(jìn)現(xiàn)實(shí),它卻以自己的“小碎步”改變著我們的世界。
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黑科技
醫(yī)療膠
出處:BioWare公司2007年發(fā)行的RPG單機(jī)游戲《質(zhì)量效應(yīng)》
用處:在游戲中能擁有“無限條命”,現(xiàn)實(shí)中能幾秒鐘止住動(dòng)脈出血
在這款游戲中,玩家可以用一種神奇的“醫(yī)療膠”治愈自己扮演的角色。雖然在現(xiàn)實(shí)中,我們沒有游戲人物所擁有的“無限條命”,不過這種神奇的“醫(yī)療膠”卻有真實(shí)版本,可以在幾秒鐘內(nèi)止住動(dòng)脈出血。
它就是Veti-gel,一種為動(dòng)物治療傷口的藥物,由植物細(xì)胞壁中提取的多糖聚合物制成,可以模仿細(xì)胞外基質(zhì)的復(fù)雜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種凝膠的作用就像是為外基質(zhì)重組搭的腳手架。當(dāng)直接治療出血點(diǎn)時(shí),它能迅速粘附在傷口部位,建立起機(jī)械屏障,止住血流。當(dāng)凝塊形成之后,止血凝膠可以被很輕松地清除掉。這種止血凝膠可以被用于動(dòng)物外傷、拔牙、不小心剪到尾巴、耳朵、軟組織活檢、撕裂傷等很多治療場(chǎng)合。
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黑科技
納米凝膠
出處:美國(guó)派拉蒙影業(yè)公司1987年出品的科幻電視劇《星際迷航:下一代》,《星際迷航》系列的第2部電視劇
用處:復(fù)制皮膚細(xì)胞再生,現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用為增加傷口愈合率
傷口愈合也是許多科幻影視劇中常見的重要元素。在《星際迷航:下一代》中,指揮官威廉·瑞克受傷后,飛船上的同事立刻用一種手持設(shè)備為他治療,這種裝置被稱作“皮膚再生器”,利用復(fù)制皮膚細(xì)胞達(dá)到再生的目的。
現(xiàn)在,這種類似的治療工具也已經(jīng)面世——一款含有納米粒子的凝膠,這個(gè)來自美國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)提出,當(dāng)我們受傷后,一種名為FL2的酶會(huì)減緩皮膚細(xì)胞“趕去”修補(bǔ)傷口的移動(dòng)速度,如果能減少這種酶的水平,就能增加傷口的愈合率。
該團(tuán)隊(duì)想出了將沉默RNA分子放進(jìn)納米級(jí)凝膠殼中的方法,有了納米“盔甲”的“加持”,沉默RNA分子能在吸收和運(yùn)輸?shù)倪^程中受到充分的保護(hù),從而充分發(fā)揮作用。通過這種凝膠的治療,傷口的愈合速度是平常的2倍,而且還不會(huì)耽誤正常組織的再生。
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黑科技
縮小術(shù)
出處:1966年美國(guó)科幻冒險(xiǎn)電影《神奇的旅程》
用處:將人類縮小至幾百萬分之一大小,實(shí)際應(yīng)用為縮小版的交通工具
《神奇的旅程》講述的是一名蘇聯(lián)科學(xué)家逃到美國(guó),但腦血管受損,命在旦夕,5名美國(guó)醫(yī)生被縮小到幾百萬分之一大小,通過注射進(jìn)入到這名蘇聯(lián)科學(xué)家的體內(nèi)進(jìn)行手術(shù),完成任務(wù)后從眼睛逃出的故事。
雖然過去了50年,人類還沒能在“縮小版人類”的道路上取得進(jìn)展,但是科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)明了縮小版的交通工具——能夠朝特定方向行駛的納米車。
諾貝爾獎(jiǎng)獲得者本·費(fèi)林加曾在2011年造出了世上第一輛四輪納米車,這輛納米車的底盤由碳鏈構(gòu)成,并“裝配”了4個(gè)分子馬達(dá)。這輛納米車的輪子只有60個(gè)原子大小,若將這輛車與一輛一級(jí)方程式賽車相比,那么它們的寬度相差超過6.66666666億倍。今年,法國(guó)巴黎將要舉辦第一屆納米車競(jìng)賽,參賽團(tuán)隊(duì)將在一個(gè)原子一個(gè)原子費(fèi)心拼成的跑道上比賽。相信到時(shí)候吃瓜群眾一定能大飽眼福。
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黑科技
神奇食物
出處:英國(guó)作家羅爾德·達(dá)爾1964年出版的小說《查理和巧克力工廠》;2005年蒂姆·伯頓執(zhí)導(dǎo)了同名電影
用處:替代三餐的口香糖,現(xiàn)實(shí)中科學(xué)家們改變食物營(yíng)養(yǎng)
在羅爾德·達(dá)爾描繪的巧克力工廠中,充滿了讓孩子和喜歡甜食的人流口水的各種新奇糖果。雖然在現(xiàn)實(shí)中我們并沒有能代替三餐的神奇口香糖,或者喝了可以飛起來的汽水,但是食品制造商們一直沒有停下腳步,試圖利用分子技術(shù)改變食物的味道和口感。
早在多年前,納米技術(shù)就已經(jīng)被運(yùn)用于食品制造業(yè)了,如今的科學(xué)家正在尋求利用納米技術(shù)增加食物營(yíng)養(yǎng)或賣相的方法。澳大利亞一家名為Tip-Top的面包店就利用“納米膠囊”向面包中添加魚油(omega-3 oil歐米伽-3魚油),有了這種納米膠囊,魚油就能被直接、準(zhǔn)確地送到胃里消化,既能獲得營(yíng)養(yǎng),又不會(huì)嘗到魚油特有的怪味道。
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黑科技
自我修復(fù)術(shù)
出處:詹姆斯·卡梅隆執(zhí)導(dǎo),阿諾·施瓦辛格主演的科幻動(dòng)作片《終結(jié)者2:審判日》
用處:不會(huì)受傷害的液態(tài)記憶金屬,現(xiàn)實(shí)中研究出一種能修復(fù)飛機(jī)微小傷痕的強(qiáng)塑料
在電影《終結(jié)者2:審判日》中,反派角色T-1000由思想控制的液態(tài)記憶金屬構(gòu)成,全身可以隨意變形,還能模擬復(fù)制出任何體積相當(dāng)?shù)氖挛锖蜖顟B(tài)。更厲害的是,一切常規(guī)的物理攻擊都無法對(duì)它造成實(shí)質(zhì)性的傷害,甚至當(dāng)頭部被子彈打開花后,T-1000仍然能在幾秒鐘內(nèi)自動(dòng)閉合傷口。而通過科學(xué)家的努力,這種神奇的黑科技似乎也成了現(xiàn)實(shí)。
來自英國(guó)的化學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)出了一種能夠自愈的碳纖維聚合物,當(dāng)受到外部壓力后,這種聚合物會(huì)破裂,使環(huán)氧樹脂從材料中滲出,并和催化劑混合,于是一種愈合效率能達(dá)到108%的強(qiáng)塑料就形成了。
要知道,這種黑科技是相當(dāng)實(shí)用的,有了這種技術(shù),手機(jī)摔地上再也不是事兒了,因?yàn)槠聊徊辉贂?huì)被摔碎。不過,這種技術(shù)用在手機(jī)上實(shí)在太屈才了,它的真正用武之地是飛機(jī)機(jī)身,不論是機(jī)體“受傷”造成的微小裂縫,甚至是飛行途中“中彈”的彈傷,它都可以修復(fù)。
本版編譯
陳小丹