剛柔結合出奇“材（cái）”??美專家巧用沾筆納米光刻技（jì）術（shù）獲得生（shēng）物超材料

　　你或許沒有想過將（jiāng）堅硬的（de）金屬（shǔ）或（huò）半導體與柔軟的有機物或生物產品結合起來會是何種情景，不過美國科學（xué）家可以告（gào）訴（sù）你的（de）是，他們獲得了自然界從沒有見過的（de）混（hún）合材料，而這些混合材料在（zài）醫學和製造業中將具有驚人的應用前景。

　　美國佛羅裏達州立大學綜合納米研究所(INSI)的科學家完（wán）成了這項開創性的工作。在2010年4月出版的《自然?納米技術》雜誌上，綜合（hé）納米科學研究所新成員、生物（wù）學（xué）家（jiā）史蒂文?勒恩荷特作為主要作者，與同事們共（gòng）同發（fā）表了相關的研究文章。

　　一類全新物質這樣誕生

　　這篇題為《脂質多（duō）層光柵》的文章介紹了勒恩荷特本人過去在德國明斯特大學（xué）和卡爾斯魯（lǔ）厄工學院時設計出（chū）的基於沾筆納米光刻(Dip-Pen Nanolithography, 簡寫為DPN)的新工藝。沾筆納米光刻是一種用鋒（fēng）利的筆狀工具和“墨水”在固體物質表麵（miàn）上勾（gōu）畫納米級圖形的技術（shù）。勒恩荷特將沾筆納米光刻經過（guò）改進，讓它成為一種讓柔性材料(作為墨水)與堅硬材料結合從而形成新材料的工（gōng）藝。

　　實驗中，研究人員通過自上（shàng）而下及自下而上的製造方法，讓多種柔性納米（mǐ）級物質按需要以任意圖案被“刻寫”在預備好的結構物質表麵，形成結構複雜的材料和器件。譬如，用（yòng）該工藝（yì）對脂質材料進行操作，他（tā）們獲（huò）得了易溶性光學衍射光柵。衍射光（guāng）柵由多層（céng）脂質組成，高度被控製在5納米至100納（nà）米之間。

　　勒恩荷特說，將柔性材料與硬性材料結（jié）合，他們獲得了從本質上講可以說是全新的（de）一類物質，事實上它（tā）們就是學術（shù）界所稱的生物（wù）超材料(biometamaterial )，它們並不（bú）存在於自然界（jiè）中。這類材料的行為如同生物傳感器，通過將敏感生物元素和物理器件結合起來，能現場檢測生物製劑的存在與否。

　　新材料應用範圍廣闊

　　科學家表示，用（yòng）生物納米技術和沾筆納米光刻技術製造的新材料（liào），不僅能用（yòng）於醫學診斷，而且可用於需要材料的任何領域，從人體組織工（gōng）程到藥物開發以及計算機（jī）芯片製造。

　　目前最有可（kě）能實現（xiàn）的是新材料在醫學診斷領域（yù）的應用，科學家設想利用新材（cái）料生（shēng）產出便於攜帶、價格便宜和用後可丟棄（qì）的芯片，並將其安裝在手機中用於醫學診斷。當（dāng）前的診斷工作（zuò）需要人（rén）們（men）前去醫院看（kàn）醫生並將樣品交給化驗室進行檢驗。未來的診（zhěn）斷芯（xīn）片作為人們（men）常說的“芯片實驗室（shì）”，能夠（gòu）就地快速地分析血樣或尿樣，這類同於家用懷孕檢測法。不過，科學家同時（shí）表（biǎo）示，其他種類的檢測仍需要先進的化驗室或實驗室。

　　跨學科團隊的協同創新

　　今（jīn）年32歲的勒恩荷特出生在美國鹽湖城，2004年在（zài）德國明斯特大學獲得博士學位。在加（jiā）入佛羅裏達州立大學前，他一直（zhí）是德國納米科學研究小組的帶頭人。在2009年一次會議上，他無意中看到了佛羅裏達州立（lì）大學散發的有關綜合納米科學研究所的宣傳單，其上（shàng）的內容深深地打動了他，並促使他（tā）接受佛羅（luó）裏達州（zhōu）立大學的聘請，回國進入（rù）該（gāi）大學的綜合納米科學研究所。

　　綜合納（nà）米科學研究所集中了大（dà）學多個係不同學科的優秀（xiù）人才，他們從事（shì）的領域包括（kuò）細胞和分子生物（wù）學、化學和生物化學、材料科（kē）學（xué）、化學工程和生物醫學工程，以及（jí）物（wù）理學。這種跨（kuà）學科人才的氛圍讓勒恩荷特感到振奮並印象深（shēn）刻。目前他與研究所的其他科學家合作從事著尖端科學技（jì）術的研究。

　　勒恩荷特說：“我有幸在攻讀研究生時有機會遊學於不同的院係和學科，其中包括生（shēng）物（wù）係、醫學係、化學係和物理係。我覺得解決特（tè）殊問題的途徑（jìng）也許就在不遠處。綜合納米科學研究所基於跨學科團隊協同工作的原則（zé），這是我喜歡它的原因。”

　　勒恩荷特在生物納米技術和沾筆納米光刻技術領域所做的開創性研究工作受到全球同行的認可。大學（xué）教授（shòu）布萊恩特?切斯認為，勒恩荷特並非屬於傳統的（de）生物學（xué）家，他是在今天從事未來的生物學研究。他在納米技術和生物學（xué）領（lǐng）域接受的訓練幫助他采用以前無法完成的新奇實驗，來解答生物學的問題。他正在設計的新工具在科學和醫學領域具有前所未有（yǒu）的應用前景。