Science技术突破：能呼吸的管

灵活能自组装的纳米管时代到来，来自韩国首尔国立大学的研究人员利用一侧是疏水性，另一侧是亲水性的卷曲大分子构建了能在水溶液中自叠加，构建纳米管的环状结构，这些纳米管能感知温度的变化扩张和收缩，这项突破性技术促进了动态纳米结构研究向前迈进了一大步，也将可能用于癌症治疗等药物传输中。相关成果公布在Science杂志上。

虽然分子结合在一起很容易，但它们之间没有共价键连接，因此“这种环状结构在子间可以滑动，具有灵活的直径，”文章第一作者，Myongsoo Lee解释道，Lee和他的研究组通过调节温度促进这种运动，从而令纳米内部通道能在3至4纳米尺寸间波动，这种纳米管随着温度的下降而扩大，随着环境变热而收缩，创建一个随温度变化，“类似脉动的血管”一样的应答，Lee解释说。

纳米管中空结构还具有其它的优势。医学研究人员希望利用包裹有药物的纳米管，帮助靶向机体的特殊部位进行治疗，从而避免对其它部位的副作用。

为了检测这些纳米管如何与内部粒子相互作用的，Lee等人在此系统上加上了一个光敏感fullerene（富勒烯）分子，后者应用范围广，已被用于抗肿瘤治疗（对光损伤敏感的癌细胞），以及太阳能电池中。这些富勒烯是在纳米管自组装过程中加入的，因为这些分子是疏水性的。Lee和他的同事发现富勒烯在收缩纳米管上，比扩张纳米管上包装的更为密集，收缩纳米管还会导致富勒烯脱离。

Lee解释说，之前的纳米管是通过共价键或氢键组装的，这令纳米管灵活降低。“为了克服这种局限性，”Lee说，“我们采用了6个弯曲形分子作为循环搭建块，构建了六聚体”，由于相邻分子间能滑动，因此增加了灵活性。

“要想将分子组装成纳米管，并不是一件容易的事，”犹他州立大学纳米技术教授臧玲（Ling Zang，音译）说，并未参与这一研究。但Lee和他的研究组能利用大分子中芳香环构建所需的结构。“这一研究组想出的这个聪明的分子设计，能高度调控动态组装过程，”臧说。

这种灵活的纳米管能作为其它纳米结构的模板，Lee说。许多纳米技术应用都利用了纳米粒子电或磁的特性，比如太阳能电池，但是要设计良好，还需要模板，Lee解释说。

灵活的模板也可以让研究人员改变纳米结构的性能。例如，收缩纳米管中纳米粒子紧密堆积，形成导电性高的材料，而扩大的纳米管则使得颗粒分散，减少它们的电导率。

到目前为止Lee的研究小组还只研究了富勒烯如何与纳米管相互作用，不过研究人员已经开始研究了一系列不同的纳米粒子，甚至是蛋白，分析它们如何在紧密好松弛状态之间转换。