適用于生物體系的納米技術研究

　　隨著醫學技術的不斷進步，越來越多的植入式醫療器件被應用到臨床中。植入式醫療器件需要持續穩定的能源供給才能有效運行，一旦能源耗盡，植入式醫療器件便失去功效，因此能量供給系統是限制植入式器件使用壽命的關鍵因素。目前比較成熟的供能技術主要有鋰電池和磁感應技術。鋰電池因安全可靠、能量密度高、密封性好等特點被廣泛使用，但當鋰電池電能耗盡后，必須通過外科手術進行更換。此外，鋰電池巨大的體積占比阻礙了植入式器件的微納化。使用磁感應技術雖然可將體外的電能通過皮膚傳遞到體內，但其能量傳遞效率較低，并且會對周圍的醫療設備產生射頻干擾，應用前景不明朗。

　　更為關鍵的是，隨著納米科技的快速發展，植入式納米器件發展迅速釘。未來如納米傳感器、納米藥物載體和納米機器人等納米器件將在疾病的監控、診斷、治療、藥物靶向傳遞、人體器官修復等方面發揮重要作用。而植入式納米器件的驅動功率非常小，只需要毫瓦甚至微瓦級的功率就能正常運轉。如果使用鋰電池給納米器件供能的話，將會導致納米器件的質量和尺寸大大增加，阻礙了植入式器件的臨床應用。因此，如何給植入式納米器件提供長期、持續、穩定的能源成為器件實用化的主要技術瓶頸。開發長效穩走的能源供給系統對于植入式納米器件意義重大。

　　佐治亞理工學院（ Georgia Institute of Technology）的王中林教授在2006年提出了自驅動納米技術的概念。自驅動納米技術可以從環境中收集能量，然后轉化為電能，實現能量自給。如果將自驅動納米技術與植入式納米器件相匹配，即使沒有外部的能源供給，植入式納米器件也可正常運轉釘。因而，近年來國內外展開了大量關于自驅動納米技術的研究，主要包括：納米發電機、生物燃料電池、太陽能電池等。本文系統地綜述了現階段自驅動納米技術的研究進展，以期為自驅動納米技術的應用與發展提供技術參考和理論借鑒。