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纳米钻石

发布时间:2012/9/18  发布者:  浏览次数:2712

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从1987年起,科学家在太空陨石中发现了许多钻石结晶体。当然,只有用电子显微镜观察才能发现这些微小的颗粒,它们一般直径是1~10纳米,平均只有3纳米左右(1纳米只不过是十亿分之一米)。科学家因此称这些天然钻石为“纳米钻石”。
形成原因
  现在人们普遍认为,这些钻石可能是在太阳系外的太空中由于超新星爆发而形成。质量大的恒星在走到生命尽头的时候,会产生超新星爆发,并在飞散的气体中传导强烈的冲击波。在这样激烈的环境中,气体中的碳原子由于压力的作用,结合成了纳米钻石。生成的纳米钻石广泛散布在宇宙空间中,在46亿年前太阳系形成后,被太阳系俘获,于是,太阳系中就含有了远古生成的纳米钻石。所以,在陨石中发现的纳米钻石,是在太阳系形成之前就出现的,是远古时期太空中的物质,可以算是前太阳粒子。  
但是,美国佐治亚州的科学家对前面的观点提出了怀疑。他们仔细研究了包含在陨石或星际尘埃中的纳米钻石,包括几块非常有名的碳质球粒陨石,以及2颗从南极的冰雪中找到的陨石和大气层中4个星际尘埃中的陨石。这些陨石中,有的含有纳米钻石,有的却并无纳米钻石。
  科学家猜测,从大气层中发现的许多星际尘埃是由彗星携带来的物质,散布于大气层中。而彗星是构成太阳系的一种原始天体,它们最初分布于太阳系的外围,比如奥尔特云带或柯伊伯带等位置。那里最容易受到太阳系外太空物质的污染,包含纳米钻石也就不足为奇了。
  可是起源于彗星的星际尘埃中,却也有半数以上不含有纳米钻石。因此,说这些钻石是前太阳系粒子,是有疑问的。于是,科学家猜想,也许这些钻石来自太阳系内部,即在太阳系诞生的时候,在原始太阳的气体和尘埃中形成了纳米钻石
存在空间
  根据研究,纳米钻石的确是由超新星爆发的强烈冲击波生成的。但是,近年来,科学家们发现了若干个类似原始太阳系星云的天体,它们往往由初生的气团和周围圆盘状的尘埃云组成。科学家们用哈勃太空望远镜采集这些原始恒星的光谱,从那些圆盘状的尘埃云中,确实也找到了碳结晶的迹象。通过把这些光谱与陨石中的纳米钻石的光谱进行比较,科学家发现两者几乎是一致的。这个事实表明,原始太阳系可以自己生成纳米钻石。
  科学家还估计,如果通过超新星的爆发,纳米钻石被散布到已经100多亿岁的宇宙中,那么单是银河系里,就应该含有1兆吨的钻石。遗憾的是,这些钻石太微小了,人们用肉眼无法观察到。
科学应用
  美国科学家2007年10月研究证明,纳米钻石颗粒可以被用来向癌细胞传输化疗药物。这一研究成果发表在国际顶级纳米期刊《纳米快报》(Nano Letters)上。Dean Ho博士是美国西北大学的助理教授,他同时担任北京大学生物医学工程系的访问教授。他领导的小组研究证明,这种由纳米钻石颗粒提供的药物传输系统是更安全有效的。
  与当前使用的药物传输系统不同的是,纳米钻石颗粒药物传输系统不会产生副作用。一系列的基因研究已经证实,纳米钻石颗粒不会引起细胞炎症,因为一旦药物被释放出来,所留下的就仅仅是钻石颗粒而已。同时,纳米钻石颗粒在水中的溶解度也赋予了它在临床应用方面的新优势,而且它还可以用来治疗结核病或者病毒感染。
  纳米钻石颗粒非常特别,它们极为稳定,因此科学家能够在其表面进行许多化学实验,进一步开发其应用功能。同时它们还提供了安全上的保证,这一点对临床医学至关重要,因为找到一种既有效又安全的材料并非易事。研究人员还发现,对纳米钻石颗粒进行汇总能够帮助正常的细胞抵御化疗药物,使它们不致被杀死,因为这种纳米钻石颗粒集群只有在抵达目标细胞时才会缓慢释放药物,而它们所传输的药物,几乎是普通传输系统所能传输药物的5倍之多。
  

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