适用于生物体系的纳米技术研究

　　随着医学技术的不断进步，越来越多的植入式医疗器件被应用到临床中。植入式医疗器件需要持续稳定的能源供给才能有效运行，一旦能源耗尽，植入式医疗器件便失去功效，因此能量供给系统是限制植入式器件使用寿命的关键因素。目前比较成熟的供能技术主要有锂电池和磁感应技术。锂电池因安全可靠、能量密度高、密封性好等特点被广泛使用，但当锂电池电能耗尽后，必须通过外科手术进行更换。此外，锂电池巨大的体积占比阻碍了植入式器件的微纳化。使用磁感应技术虽然可将体外的电能通过皮肤传递到体内，但其能量传递效率较低，并且会对周围的医疗设备产生射频干扰，应用前景不明朗。

　　更为关键的是，随着纳米科技的快速发展，植入式纳米器件发展迅速钉。未来如纳米传感器、纳米药物载体和纳米机器人等纳米器件将在疾病的监控、诊断、治疗、药物靶向传递、人体器官修复等方面发挥重要作用。而植入式纳米器件的驱动功率非常小，只需要毫瓦甚至微瓦级的功率就能正常运转。如果使用锂电池给纳米器件供能的话，将会导致纳米器件的质量和尺寸大大增加，阻碍了植入式器件的临床应用。因此，如何给植入式纳米器件提供长期、持续、稳定的能源成为器件实用化的主要技术瓶颈。开发长效稳走的能源供给系统对于植入式纳米器件意义重大。

　　佐治亚理工学院（ Georgia Institute of Technology）的王中林教授在2006年提出了自驱动纳米技术的概念。自驱动纳米技术可以从环境中收集能量，然后转化为电能，实现能量自给。如果将自驱动纳米技术与植入式纳米器件相匹配，即使没有外部的能源供给，植入式纳米器件也可正常运转钉。因而，近年来国内外展开了大量关于自驱动纳米技术的研究，主要包括：纳米发电机、生物燃料电池、太阳能电池等。本文系统地综述了现阶段自驱动纳米技术的研究进展，以期为自驱动纳米技术的应用与发展提供技术参考和理论借鉴。