通過把作為燃料以及氧化劑的納米材料混合在一起，美國密蘇里-哥倫比亞大學(xué)和陸軍研究人員聯(lián)合制造出一種可燃納米炸彈，可產(chǎn)生速度高達(dá)3馬赫的沖擊波。這種納米尺寸的“智能炸彈”可望將靶向藥物輸送到癌細(xì)胞，同時不損傷健康細(xì)胞。該研究成果發(fā)表在最新一期的《應(yīng)用物理通訊》雜志上。

　　納米尺度的鋁熱劑能產(chǎn)生沖擊波，它們的特性與一些原始鉛基炸藥相類似。因此，這些材料有可能取代原始鉛基炸藥。用微芯片技術(shù)將它們集成后，利用這些緊湊的微芯片系統(tǒng)就能產(chǎn)生微量定向沖擊波。這種微系統(tǒng)在國防和生命科學(xué)領(lǐng)域都有許多應(yīng)用，例如靶向藥物和基因的輸送。

　　研究人員解釋道，該種納米鋁熱劑復(fù)合物由金屬燃料和無機(jī)氧化劑制成，具有“杰出的”燃燒特性。將低密度的氧化銅納米桿(燃料)和鋁納米粒子(氧化劑)混合后，在燃料和氧化劑之間充分形成接觸面。在納米尺度下，低密度與大接觸面的納米鋁熱劑復(fù)合物可導(dǎo)致燃燒被極其迅速地傳播。

　　研究小組在一個帶有光纖和壓力傳感器的激波管中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并測量燃燒波的速度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該納米復(fù)合物可產(chǎn)生每秒1500米—2300米的燃燒波，速度在3馬赫范圍之內(nèi)。

　　研究人員稱，這種納米炸彈的威力也許將會帶來癌癥及艾滋病藥物傳遞的突破。首先，這種藥物可用針頭注射，進(jìn)而擴(kuò)散到全身。然后，利用瞄準(zhǔn)腫瘤的手持裝置向腫瘤發(fā)出脈沖，該脈沖誘使納米智能炸彈產(chǎn)生定向沖擊波，將被瞄準(zhǔn)的細(xì)胞破開一個小洞，藥物由此進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。此外，沖擊波的力量能在幾毫秒內(nèi)將藥物推入細(xì)胞。

　　在動物組織上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，該方法的成功率高達(dá)99%，幾乎所有細(xì)胞都可成功地接收到藥物。另一方面，實(shí)驗(yàn)也證實(shí)該方法與化療等傳統(tǒng)療法相比，對健康細(xì)胞的副作用要小得多。

　　對于常規(guī)炸藥，沖擊波形成于爆炸過程中。在納米鋁熱劑中，化學(xué)反應(yīng)的快速傳播使得在無須爆炸的情況下形成沖擊波成為可能。研究人員稱，不爆炸而能產(chǎn)生沖擊波則是這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵所在。

　　如果一切進(jìn)展順利，研究人員希望在2年—5年內(nèi)推出這樣的裝置。除了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，納米炸彈在地質(zhì)學(xué)和地震學(xué)等其他領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用前景。(記者 馮衛(wèi)東)