1．斷骨再生不再是夢
長期以來，人們一直對骨移植術進行著深入的研究，特別是致力於修複創傷、腫瘤、感染所形成的大麵積骨缺損，希望能恢複肢體的功能。到今天為止，醫學上對大範圍骨缺損的根治仍是個世界性的難題。現在使用的自體骨移植術，不能滿足大段骨移植的要求，異體骨移植後，疾病的傳播和排斥反應讓人憂心，骨延長術後產生的並發症，都讓它難以被廣泛應用。雖然目前各種金屬、陶瓷或高分子製造的人工骨也在臨床上被廣泛使用，但是卻都有各自的缺點。因此，製造新型骨替代材料成為當前醫學界的關鍵。
許多人都希望，骨頭能像其他組織器官一樣，在受到損傷後能自我修複。現在，這已經不是夢想，有課題組已經研製出了“NB係列納米晶膠原基骨材料”，經過在臨床的實驗中獲得了成功，並且得到了國家藥品監督管理局醫療器械司的批文，終於讓斷骨再生成為了現實。
他們研製成功的這種“NB係列納米晶膠原基骨材料”，在醫學上簡稱納米人工骨。它與傳統的人工骨材料最大的不同之處就在於，修複後的骨頭和人體骨完全一樣，更不會有植入物留在體內。實驗證明，生物材料作為修複材料具有安全性和有效性，並且可以修複大尺度（40毫米）的長骨缺損。
有多家醫學院都對納米人工骨進行了臨床實驗。從目前來看，病人對納米人工骨的植入，還沒有發現有任何排斥的反應，不過，骨愈合後還需要觀察半年的時間。納米人工骨可以針對多種骨病的治療，希望將來可以在全國各大醫院裏應用。
在人的腰椎管裏，有支配人的雙下肢和大小便的神經，如果椎管由於骨質增生及外傷等問題，引起了“腰椎管狹窄”，神經便會受到壓迫，出現雙腿發沉、腰痛、腿痛、大小便失禁等症狀，更嚴重的會造成癱瘓。醫生在做腰椎管減壓手術中，需要將病人大塊的椎板切除掉，這時就需要植入鈦合金板對腰椎進行內固定，但是，無論內固定多堅實，也需要用植骨使骨創口愈合，如果植骨是取自體的髂骨，還會有劇烈疼痛、血腫、感染等並發症，病人在早期還不能做任何康複活動。用納米人工骨取代其它材料的人工骨進行植骨後，沒有任何排斥現象，並且愈合時間和植入自體骨的愈合時間是一樣的。
用微米尺度和納米尺度觀察，骨的結構都是不同的，所以說，骨是人體最複雜的生物礦化組織。納米骨參照人類骨的合成機理，運用自組裝的方法，製備納米晶羥基磷灰石膠原複合的生物硬組織修複材料，使複合材料的微結構有天然骨分級的結構，並且和天然骨有類似的多孔結構。這種納米晶膠原基骨和人工骨一樣的潔白，可以根據不同部位骨生長的需要，製成不同的硬度，並且植入人體硬組織缺損處降解速率和新骨生成速率基本匹配，修複效果接近植入自體骨。人體對它沒有排異反應和副作用，不能不說是修複大段骨缺損的最佳材料。
納米人工骨是怎樣被植入人體的呢？首先，醫生要用電刀在病人的後背，劃開一個長約15厘米的刀口，在刀口切到7厘米深的時候，醫生用咬骨鉗和椎板鉗打開椎板，對造成椎管狹窄的骨質增生進行切除。
然後，用釘子在腰椎上固定好鈦合金板，將切下來的椎板骨剪成顆粒狀，和白色的直徑1～2毫米大小的納米人工骨顆粒混合在一起，植在了三個腰椎橫突（和椎板一起構成腰椎的橫向的骨頭）之間。由於對病人采取了多種止血措施，所以，在整個手術過程中沒有輸一滴血。等到半年後，骨顆粒就會和腰椎橫突長在一起，並和鈦合金板一並起到固定腰椎的作用。
這種納米骨又是如何幫助人骨自行生長的呢？它在植入人體後，就會沿著支架不斷生長，人體的骨細胞就會慢慢爬進多孔的生物材料內部，破骨細胞一邊“吃掉”納米骨，成骨細胞一邊鞏固陣地，在納米骨的內部生長起來。隨著時間的推移，骨細胞在納米骨的內部聚集得越來越多，納米骨的材料逐漸被人體吸收，直到最後納米骨完全被人體自身的骨細胞所代替。
納米人工骨可以根據不同病人的需要加工成顆粒狀、柱狀、塊狀等多種形狀，目前可注射的納米人工骨針劑正在研發中，它是專門用來治療骨質疏鬆的。
納米人工骨由於比較輕，1克到2克納米人工骨移植術，需要的費用是一兩千元錢，與其它種類產品的價格很接近。目前有幾種在納米人工骨中可以提高骨愈合速度的生長因子，非常適用於大塊骨缺損的病人，有望能發展成係列的產品來用於這類病人，不過這些骨生長因子的價格會很貴。
經過努力，這種納米人工骨已經被用於了臨床，給廣大的骨病患者帶來了福音。
第一位嚐試的病人手術後走出醫院，高興地說：“當時我真的是很害怕，不知道行不行，現在終於能站起來和正常人一樣走路了。”
有一位70多歲的老大爺，他的家人為他選擇了植入納米人工骨。雖然老人並不清楚自己植入的是什麼材料的骨頭，但他逢人便激動地說：“我的頸椎病有十幾年了，以前走路很不方便，一走路這筋像是在抻著，非常疼，現在手術做完後，我感覺腿發鬆了，而且腦子也不像原來那樣漲得慌了，三天後我就能下床走幾步了，不用割自己身上的骨頭，真是太好了。”
還有一位，由於外傷造成的腰椎骨折碎片壓迫了神經，使得她的小便失禁，一咳嗽就要小便，這已經折磨她5年了，以前她還以為是更年期的症狀。自從植入了納米人工骨後，她說：“我咳嗽時再也沒有小便了。”她還患有嚴重的腰椎管狹窄，要等到半年後才能進行腰椎管減壓手術，她在出院時對醫生說：“納米人工骨要給我留著，半年後我還要用。”
除了他們，還有許多植入納米人工骨的患者，都對這一先進的技術給予了充分的肯定和讚譽。可以預見，將來像他們這樣接受植入納米人工骨，從而告別骨病的人會越來越多。
在中國，每年因為做骨腫瘤切除手術後，進行骨修複的病例就有幾十萬例。但是，隨著在臨床上廣泛使用的這種納米人造骨技術，他們將重新獲得健康生活的希望。
除了在腰椎管減壓手術之後的腰椎固定和骨愈合上使用之外，這種納米人工骨還有非常廣泛的用途：如創傷、感染引起的骨質缺損、外傷造成的骨折、骨質不連、畸形愈合、骨腫瘤等病變，甚至是骨質疏鬆，都需要植入納米人工骨，來提高骨的硬度和幫助迅速愈合。
在不久的將來，有可能實現用納米晶膠原基骨材料修複人的整段骨頭，使人體的整塊骨頭再生。
讓我們滿懷熱忱去挑戰各種醫學難題，希望我們的夢想能早日實現，從而造福人類。
2．“金屬疲勞”的危害
大家平時在日常生活中見到的那種閃閃發亮，筋骨錚錚的金屬，被人們用來製造成了各種各樣的機器、兵刃，以及火車、飛機、艦船等等。可大家有所不知，金屬也是有它的缺點的。在各種不同外力的反複作用下，是會發生疲勞現象的，如果發生疲勞現象，又沒有及時得到修複，那樣造成的後果是十分嚴重的。事實也證明了，金屬疲勞的現象在我們日常的生產生活中是十分普遍的。
根據人們多年的調查發現，在金屬的部件中，有大多數的損壞都是由疲勞引起的。在我們的日常生活中，也經常會有金屬疲勞帶來的危害。比如，一輛自行車正在馬路上行走，突然間前叉折斷，讓人防不勝防，結果就會造成車翻了，人也受傷了的後果；在平時做飯炒菜時，鋁鏟在鍋裏不停的翻動，時間長了，鋁鏟就會折斷，給人的生活帶來了不便；農民在挖地時，鐵鍁突然斷裂、刨地時鐵鎬斷裂等，這些現象是屢見不鮮。
多年前，德國一列高速列車，正在行駛的途中，突然發生出軌的事故，結果造成了一百多人遇難身亡，後果相當嚴重，可以說這是德國近幾十年來發生的最慘重的鐵路事故。後來經過對事故的調查發現，一節車廂的車輪內部發生疲勞斷裂竟是造成這起事故的真正原因所在。
早在幾百年以前，人們就已經注意到了金屬疲勞給大家在各方麵帶來的危害。但是，當時由於技術條件非常的落後，人們還不能找到造成疲勞破壞的原因所在。
自從顯微鏡和電子顯微鏡的發明出現之後，讓人們揭開了金屬疲勞的秘密所在，發明了很巧妙的方法來解決疲勞的現象，並且在這個道路上不斷的取得了新的成果。
我們很多人不明白金屬在疲勞時為什麼會產生破壞作用。這是因為，在金屬的內部結構中，並不是很均勻的，結果就會造成應力傳遞時的不平衡，有些地方還會成為應力的集中區。並且在金屬內部的缺陷處，還會有許多微小裂紋的存在。在力的連續作用下，裂紋就會越來越大，這時材料中可以傳遞應力的部分會越來越少，直到餘下的部分不能再繼續的傳遞負載時，金屬構件就會被全部的毀壞掉。
經過研究發現，增強金屬抗疲勞作用的最有效的方法，就是在金屬材料中添加各種微量的“維生素”。例如，在鐵和有色金屬裏，可以添加微量的稀土元素，這樣就可以很大程度上提高鐵和有色金屬抗疲勞的能力，並且可以延長使用的壽命。經過科學技術不斷的發展，已經出現了“金屬免疫療法”這樣新的技術，它是用事先引入的方法，加強金屬的疲勞強度，從而減少疲勞帶來的損壞。另外，在金屬的構件上，也應該盡量避免有薄弱的環節，可以使用輔助性的工藝來增加金屬構件表麵的光潔度，防止發生鏽蝕。對產生震動的機械設備要采取防震的措施，防止發生金屬疲勞現象的可能性。必要時，對金屬的內部結構要進行檢測，這樣對防止金屬的疲勞也是非常有好處的。
金屬疲勞就會有裂紋，這種裂紋能給人們帶來災難，不過它也有其它的妙用。如今，人們利用金屬疲勞斷裂的特性，製造出了應力斷料機，它能對各種各樣性能的金屬和非金屬，在一個切口處產生的疲勞斷裂進行加工修複，隻需要幾秒鍾的時間。而且，越是很難切削的材料，越是很容易通過這種機器來加工，可以滿足人們不同的需求。
金屬疲勞造成的危害確實不容忽視，相信隻要利用科學的方法是可以解決這個問題的，從而讓它給人們的生產生活帶來方便。
3．植物生長成的黃金
如果有人說小麥或玉米裏也含有黃金，作物的禾稈可以變成黃金，你肯定會不相信，一定會認為這是天方夜譚。但是，在科學家們的眼裏，什麼都是有用的，任何東西都可以變廢為寶。
美國某所大學的兩位研究人員正在研究和開發如何從植物裏提取“黃金”。這兩位博士經過對小麥和燕麥進行對比試驗，結果發現，燕麥是比較理想的“淘金”植物，它的產出量要大些。
如果這項技術形成一種全新的產業，其產值在未來幾年內可達到幾億美元。不過，科學家奉勸人們，用這樣的方法得到的黃金數量是非常少的，而且這樣的黃金，不是真實的金錠和金塊，而是一種黃金粒子，直徑非常非常的小。別認為這樣你就可以發財了，放棄了你的工作，去大規模的種植，弄不好你會虧大的。
從植物裏提取黃金的方法，是人們在治理城市汙染中發現和形成的。研究者利用鉻嚴重汙染的場地，讓植物來清除它們。經過對植物進行分析後發現，金屬在植物裏並不是處於分散的狀態，而是像電子工業中的量子點那樣，以納米粒子團的形式沉積在植物裏。於是科學家就從清除汙染研究的項目轉移到了納米技術研究的領域。
研究人員讓植物的種子，在富含黃金的人工生長介質裏生長發芽，用X射線和電子顯微鏡觀察，不但在植物的幼芽裏看到了黃金，而且還驚喜地發現，這些黃金還形成了一種納米粒子黃金。
在研究人員看來，提取黃金不是很困難，隻要使用溶劑將有機物質溶解，剩下的就是黃金。試驗初步表明，黃金粒子雖然不以規則的形態出現，隻要改變生長介質的酸性，黃金粒子就會變成整齊一致的形態。
自從研究成果報道後，科學家還對從植物裏提取其它的金屬進行了試驗，像銀、銪、鈀和鐵的納米粒子，現在正在研究用於磁記錄的鉑離子。研究人員認為，要想達到批量生產，可以用種植植物的方法，在室內富含金的土壤裏或者在廢棄的金礦場地上，來獲取納米粒子。
植物是能夠從土壤裏吸收金屬的，並且能吸收各種有毒化合物，人們可以把植物當作一種生物吸塵器，用來清除受到砷、TNT和鋅以及具有放射性的銫等汙染的場地。
植物的作用遠不止這些，它還能用於勘探黃金。研究人員在熱帶地區發現，植物裏含金量的多少，可以成為在土壤裏尋找新黃金的一種標記。特別是火山爆發後，土壤被塵埃和灰燼覆蓋，不能對土壤進行直接取樣測試，這就需要依靠植物勘探黃金。
目前，製造黃金納米粒子的方法投資很大，在製造的過程中也會產生化學汙染，對保護環境極為不利。活的植物能夠形成微型金塊，為製造納米粒子開辟了一條嶄新的途徑。這種“淘金”方法是源於植物有吸收金屬的能力這一原理的，所以說，它不用投入昂貴的成本，這也是一種從土壤裏開采“黃金”的廉價方法。
如果能從植物中提取出這種黃金粒子，那將是既經濟又有利於保護環境。就讓那些生長在土壤裏的植物，為我們現在正迅速興起的納米技術，提供需要的“黃金”吧！
4．取代矽的塑料
隨著各種新型塑料的發明，以及科學家對塑料在電子領域的研究，塑料在電子領域的應用將會越來越廣泛，並且將逐漸替代矽。
眾所周知，矽是一種重要的半導體材料，目前在電子領域，幾乎沒有什麼材料可以替代它，但是，最重要的一點是它的成本相當的高，所以，就促使人們去尋找一種矽的替代品。
塑料是由高分子化合物聚合而形成的，隨著人們發現高分子聚合物也有自發光及導電的性能後，就開始逐漸對其進行深入的研究。
據國外的化學家介紹說，目前對高分子聚合物特性研究的進展，已幫助人類製造出了很多不用矽材料就能製作的電子元器件。像目前用高分子聚合物製成的發光二極管，就已在手機單色顯示屏以及其它一些顯示設備上應用。因為這些材料有自發光的特點，所以製造成的新型屏幕要比傳統的，像電腦、電視這樣的屏幕亮100倍，顯示的文字和圖片也可以從任意的角度來觀看，而液晶顯示器對人的視角就有很大的限製。除此之外，在一些被廣泛應用的電子設備製造領域，各種帶微芯片的片卡以及條形碼讀取設備等，也逐漸開始用高分子聚合物代替矽材料。
在未來的幾年裏，科學家對高分子聚合物的研究將會有更大的突破。如高分子聚合物太陽能電池，也是近幾年才開始研究的，目前已經取得了一定的進展。這項研究讓太陽能轉化為電能的效率，有了一定的提高，如果研究取得全麵的成功，必將帶來被廣泛應用的前景，而且它的成本也相當的低。按照現在的製造工藝，人們已經能把導電塑料做得相當的薄，而且還具有彎曲等特性，如果將它應用在電腦的製造上，可以把電腦的體積進一步的縮小，並且還能提高電腦的運行速度。
一些化學家現在已開始了對發光塑料、導電塑料的研究。伴隨著人們對塑料的研究不斷取得的進展，塑料在電子領域已呈現出替代矽的趨勢，應用範圍也將會越來越廣。
塑料芯片由於具有可溶解的特性，加工處理起來更容易一些，而且比矽芯片便宜許多，因此，它也可以成為電路和電子元器件的製造材料。
在未來的日子裏，塑料在電子領域的應用將會是大勢所趨。它的應用，不但使人們研究出了各種新型的替代材料，最重要的是對產品的工藝及性能有了提高，而且也縮小了生產的成本。
5．性能更佳的碳納米晶體管
現在，科學家已開發出了當今性能最優異的碳納米晶體管，它在某些方麵的性能指標，已超過了世界上最先進的矽晶體管。這一發明，讓未來半導體行業的主要材料碳納米晶體管取代了矽晶體管，在創造發明的前進道路上又邁出了一大步。
這種新開發出的“單層碳納米管場效應晶體管”，采用的結構與傳統的“金屬氧化物半導體場效應晶體管”非常相似。其單位寬度的跨導參數值是目前性能最好的“金屬氧化物半導體場效應晶體管”的2倍以上。用這樣的方法製造出來的碳納米晶體管，和以前設計的碳納米晶體管比較，在衡量晶體管電流載流量的跨導參數值上創造了新的最高紀錄。載流量與晶體管的速度有著一定的關聯性，跨導參數值越高，晶體管的運行速度就會越快，所製造成的集成電路的功能，也將會更加的強大。
現有的矽芯片在未來十幾年將達到物理極限，能顯著縮小晶體管尺寸的納米電子技術，將會大有所為。其中，具有神奇性能的碳納米晶體管替代矽材料將是一個發展的趨勢。
科學家證實，碳納米晶體管作為矽晶體管的替代品，可行性是非常大的。在目前看來，科學家無法找到通過縮小矽芯片的尺寸來提高芯片速度很好的辦法，所以，碳納米晶體管的作用將會顯得更加突出。
科學家指出，碳納米晶體管的電子器件真正的被商業化應用，從而投入使用，可能還需要十幾年的時間。不過，從矽電子時代到納米電子時代的過渡，是不會一蹴而就的，它將是一個循序漸進的過程。