第八届技术创新《发现》奖(一)
【美国《发现》月刊7月号文章】题:1997年《发现》杂志技术创新奖原编者按8年前我们开始评选一年一度的《发现》技术创新奖,以此承认和褒奖作为我们这个技术时代无名英雄的科学家和工程师。今年我们邀请了大约4000家企业、学术机构和政府研究中心提名具有创新精神的技术。本刊编辑从被提名的技术中筛选出33项参加最后评选,它们分属7个领域,包括汽车和运输、航空和航天、计算机硬件和电子技术、计算机软件、环境保护、视觉以及声音技术。再由专家们从中选出7项获奖技术。第8个奖项,即由编辑评选的新兴技术奖,授予新出现的但用途远不明朗的技术。今年有两项纳米技术领域的发明获此奖。新兴技术奖获奖技术一:1BM的分子算盘发明人:詹姆斯·金泽夫斯基
自从科学家在80年代中期发现碳—60分子——一种形状类似于两个网格球的结构,又名布基球——以来,他们一直在努力寻找某些与之有实际联系的东西。詹姆斯·金泽夫斯基是IBM公司设在瑞士的苏黎世研究实验室的物理学家,他在一定程度上成功地做到了这一点。。
事情始于金泽夫斯基和他在IBM实验室的同事一起摆弄的一台掘进扫描显微镜,该显微镜有极其纤细的探头,能像盲人阅读盲文那样透过物质表面记录原子的存在。当他们发现显微镜的探头还可以像犁一样刮过原子团并留下细微的沟痕后,为了取乐,便很快开始对单个原子如法炮制,他们甚至用35个氙原子拼出了IBM三个英文字母。然后金泽夫斯基和他的几个同事想到用一台遂道扫描显微镜(STM)和一些布基球制作一个能计算的机器。去年11月他们推出了世界上第一台分子算盘。
该算盘很简单——只是10个布基球沿铜质表面上的一条细微的沟排成一列。为了计算,金泽夫斯基用遂道扫描显微镜的探头把布基球拖来拖去。细沟实际上是铜表面自然出现的微小台阶,它们使金泽夫斯基可在室温下演算。
理论上金泽夫斯基的算盘储存信息的容量是常规电子计算机存储器的10亿倍。尽管在应用上它还很烦琐,但它显示了科学家在处理十分微小的物体方面已经非常熟练——它甚至可能是迈向制造出分子般大小的机器的第一步。
获奖技术二:纽约大学的脱氧核糖核酸结构
发明人:纳德里安·西曼
如果科学家能实现他们制造大小如分子的机器的梦想,那么总有一天微型机器人会在病人的血管四处游走以治疗外伤和感染,或者直接向肝、心脏或其他身体器官运送药物。这一天也许还很遥远,但化学家纳德里安·西曼已经向前走了一步。利用脱氧核糖核酸(DNA)长长的双螺旋结构,他造出了集数百万个脱氧核糖核酸分子于一身、总长超过一枚硬币的物体。
西曼是在1980年想到制造这种微型物体的。当时他正在研究互相结合成带四根臂的脱氧核糖核酸链。西曼想,为什么不自行设计能够自动结合成更为复杂结构的脱氧核糖核酸链呢?他开始制造有5根和6根臂的接合,最后逐步造出了平面、立方体以及平截八面体的结构。
尽管脱氧核糖核酸链很坚固,可以把它们像木条一样搭成分子的框架,但事实表明脱氧核糖核酸链的结合很不稳定。不过西曼在1996年设计和制造了可以使他的结构免于下垂的坚固的双层结合。现在他认为他已经掌握了制造微型机器的基本技术。他说:“我们知道如何用脱氧核糖核酸制造几乎所有的形状。”(一)

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