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普拉桑特·纳格帕尔是纳米工程背后的“大脑”，他可以在纳米比例上操作物质来得到新的性能。比如，他可以将一些半导体转化成跟金属一样好的导体（可用于提高太阳能电池的能力）；他找到了将红外辐射转化为电能的方法（可能带来新一代太阳能电池板的诞生）；他还发明了“量子分子测序”（quantum molecular sequencing），一种仅用一个分子就可以测序一个人基因组的方法（之前需要一滴血或一块皮肤才能测序）。他的实验室就是多个领域都可以从纳米技术中受益的活生生的例子。
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操作分子的机器人
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医学对纳米技术的应用已经如此深入，接下来我们的身体里是否会有很多维护健康的纳米机器人？
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确实，纳米机器人是纳米技术最让人着迷的一个分支。目前，几种人工（更好的词是合成）纳米电机已经基于不同的推进机制作了测试。德国马克斯—普朗克研究所（Max Planck Institute，MPI）的皮尔·菲舍尔（Peer Fischer）已经造出了能够“游泳”（或者，更形象的词是“划桨”）到血管里的纳米机器人。这些机器人其实使用非常规的物理原则进行移动，有一天，它们就能执行简单的医疗程序。[7]
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目前，每年全世界范围内患丙肝的人数达到1.7亿，而我们至今还没有研发出很好的疫苗。佛罗里达大学的刘晨开发的纳米机器人就可以专门抗击丙肝，它们可以攻击和阻止病毒的复制。具体来说，她的纳米机器人在一种能识别病毒的类DNA化合物的“导航”下运作，能够指示一种酶来破坏病毒的复制机制。[8]
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加州大学圣地亚哥分校的汪少杰（Joseph Wang）、张良方以及他们的学生高伟发明了一种能够自推进的纳米机器人。他们的纳米机器人放置在老鼠的胃部进行实验，能利用胃部消化时产生的气泡作为自推进的动能，然后纳米机器人再前行到需要“卸货”（药物等）的人体部位去。[9]
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为了创造新的材料，我们需要建造新的分子结构。过去，化学家们为此需要在实验室里跟各种装满奇怪的化学物质的瓶瓶罐罐们打交道。曼彻斯特大学的大卫·利（David Leigh）希望能改变这种工作状况。他想建立一个相当于工厂流水线的纳米制造装置。这个“纳米工厂”需要先有能将物体（分子）捡起来并送到其他地方的纳米机器人，也就是说，大卫·利想要制造一个能移动一个分子的机器人。[10]
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不难看出，纳米技术和生物技术之间有很大关系，有德鲁·安迪这样的生物学家认为，某种程度上，生物技术就是纳米技术。确实，生物学研究一度滞留在分子水平，但生物技术正越来越深入到细胞内部，而纳米技术甚至能让生物技术进入到原子以下的领域。纳米粒子可以改变细胞的行为，而不改变细胞的DNA，这对肿瘤细胞尤其有用。
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形象地说，纳米粒子能变成细胞内部的“特洛伊木马”。例如，2016年，密歇根大学霍华德·佩蒂（Howard Petty）的团队创造了一种纳米粒子，它能以造成细胞新陈代谢短路的方式杀死眼部的肿瘤细胞。[11]
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纳米技术和生物技术之间有着深度互动并不奇怪，有时候两者交融出来的应用是出乎意料的。比如，如果你想用纳米技术制造一个能够保存和延续上万年的数据存储装置，只要先看下大自然的发明：DNA。DNA在非常小的空间里存储了大量的信息，在理想的情况下，真的能做到“万年不朽”。可以说，DNA保存良好的化石就是目前这个星球上“发明”出来的最令人惊叹的存储器，且远在计算机之前就出现了。
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以此为鉴，2015年，瑞士苏黎世联邦理工学院（Swiss Federal Institute of Technology，ETH Zurich）的罗伯特·格拉斯（Robert Grass）制造了一个“人工化石”的样本，并且将阿基米德古代数学的经典《机械定理的方法》和《瑞士1291年宪法》编码储存了进去。
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挑战“室温超导”
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纳米技术如何影响和改变信息技术？在纳米技术作用于信息技术方面，一个重要的领域是“室温超导”，超导是指导电材料在温度接近绝对零度的时候，材料中电阻趋近于0的性质。超导体是能进行超导传输的导电材料，但由于很难在室温下工作，超导体在实际应用中（如磁悬浮火车，医院使用的核磁共振成像机器等）非常昂贵，因为机器上的超导体必须一直被人工冷却。
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如果室温超导能够实现，这将是一个梦幻般的解决方案，因为超导体在导电上“毫无浪费”。如今的电子和电气设备中使用的导线一点也不“超级”，例如，从发电厂传送到普通家庭的电力6％由于电阻而丢失。事实上，超导体的功率把手将不再需要将低压交流电转换为高压交流电，现在电厂需要用大变压器做转换，因为我们需要高压交流电进行长距离的电力传输。
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计算机和手机的电子电路可以用超导体制成的话，将大大节省电能并降低热量。这对交通运输的影响也将是巨大的，我们的下一代铁路都将成为磁悬浮铁路。我们距室温下实现核聚变的梦想会更接近（一直以来，科学家们努力研究可控核聚变，因为核聚变可能成为未来的能量来源。核聚变燃料可来源于海水中富含的氘等氢同位素，所以核聚变燃料是无穷无尽的）。
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今天的核聚变反应堆需要使用特殊的磁铁来产生能触发核聚变所需的强磁场，但与此同时，电线承载的电流温度会呈几何级数迅速上升，由于这个因素并不可控，我们目前在核聚变方面能做的还非常有限，而超导导线将允许我们向磁铁中输送大量的电能，却不用担心爆炸问题。
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虽然有很多科学家们都致力于“室温超导”，但目前还很难说到底取得了多少进步。那么，纳米技术可以创建在室温下工作的超导体吗？2014年，伦敦纳米技术研究中心克里斯·皮卡德（Chris Pickard）的团队和斯坦福大学沈志勋的团队提出了让石墨烯变成超导体的一种方法，但该方法是否会奏效目前还言之过早。
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2014年，德国马克斯—普朗克研究所米哈伊尔（Mikhail Eremets）的团队在比绝对零度高的温度下用氢硫化合物实现了超导性（零下70摄氏度，相对来说，几乎是“室温”）。[12]
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在过去的几年里，为了实现更高温度下（高于绝对零度）的超导，科学家们还把眼光转向了激光技术。2014年，德国马克斯-普朗克研究所的安德烈亚·卡瓦莱里（Andrea Cavalleri）使用激光实现了室温超导……但持续时间只有0.000000000002秒；2016年，同一团队再次成功了，不过这次他们使用的是“富勒烯”分子，而富勒烯分子处于圆筒形时其实就是碳纳米管，也就是说，研究者将这种超导富勒烯加热到103K，但只持续了不到一秒钟的极小的一部分。
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我一直好奇当室温超导体成为常见的材料后会发生什么。科学家们可能还没意识到那也许将会是一场环境灾难，想象一下一堆一堆由我们的电视机、电脑、手机、变压器等组成的垃圾，如果室温超导体被大规模生产了，我建议大家先投资几家可回收电子垃圾的公司吧！
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“拯救”摩尔定律
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纳米技术可以帮助继续维持摩尔定律吗
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摩尔定律允许“更小”和“更强大”共存，这一趋势已成功演化了近50年，但物理学家们清楚地知道，我们目前的水平正在接近物理极限。
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计算机科学开始之初，硬件上的进步都是被军队、太空探索项目等政府机构的需求推动的。计算机是在“二战”之中诞生的，之后的进步主要由NASA或DARPA（全称为Defense Advanced Research Projects Agency，美国国防部高级研究计划局）推动。DARPA是美国国防部重大科技攻关项目的组织、协调、管理机构和军用高技术预研工作的技术管理部门，主要负责高新技术的研究、开发和应用。如果不是这些大的政府机构，那也会是一些大的计算机巨头公司来推动硬件变革，因为只有它们有执行大量计算的需求和巨额投资能力。
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我们这个时代发生的一个重大变化是，硬件不断改变的压力来自消费类电子产品。NASA、DARPA和一些大公司根本不在乎“浪费电”来运行大型计算机，但消费类电子产品的广大用户们承受不了，他们想要越来越小的计算机。
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