俄罗斯作家鲍里斯·日特科夫于1931年创作了短篇小说《微型手》，讲述叙述者创造出微型手来进行精细手术。虽然这部作品问世已近100年，但它展现了研究人员如今正在探索的纳米科学的真正基础。
纳米科学研究的是尺寸为十亿分之一米的分子。作为参照，人类头发的直径约为50,000至100,000纳米。在如此微小的尺度上，材料的性质介于一块金属和单个原子之间。这种独特的环境意味着它们可能具有很强的反应性，并可用作催化剂。
若从单一材料性质如何变化的角度简单考察，纳米科学背后的理念往往更容易理解。但这一领域并不止于此：如今，我们正迈向医疗疗法以及小于尘埃的微型载具。曾被视为科幻的事物，正迅速成为现实。
1. 医疗凝胶
在BioWare的《质量效应》等电子游戏中，玩家可以用看似神奇的医疗凝胶治愈角色的伤势。现实中的凝胶虽无法像电子游戏那样带来无限生命或史诗般的冒险，却也能在数秒内止住动脉出血。
“Veti-gel”由植物细胞壁中的多糖聚合物制成。将其敷在伤口上时，它可以模拟细胞外基质的结构——细胞赖以存在的复杂网状结构。这种凝胶实质上充当支架，帮助基质重新形成、恢复连接，并在不施加压力的情况下止血。
2. 愈合分子
的确，伤口愈合是许多情节紧张的科幻故事中的重要元素。类似《星际迷航》中的皮肤再生器，能够用于治愈伤口的手持工具已经问世。
在纳米尺度上，一个团队开发了凝胶纳米颗粒，可靶向一种特定酶（FL2）；这种酶会减缓皮肤细胞向伤口迁移。研究人员提出，降低这种酶的水平将加快伤口愈合。
不过，通常很难将减缓这种酶活性所需的小干扰RNA（SiRNA）分子送入体内，因为未经保护的RNA链会在体内迅速降解。因此，研究人员将这些SiRNA分子包裹在纳米级凝胶外壳中，以帮助其被吸收并运送进细胞。采用这种方法处理的伤口，比未采用该方法的伤口愈合速度快一倍，同时保持了正常的组织再生。
3. 自我修复技术
电影《终结者2》中有一个邪恶机器人，可以自行修复，在几秒内“愈合”。幸好，现实远没有那么可怕——不过，我们已经接近拥有能够自我修复的技术。
化学家设计出自愈合碳纤维聚合物，这种材料受力时会破裂，使环氧树脂从材料中渗出并与催化剂混合。树脂与催化剂接触后，会形成强度很高、修复效率最高可达108%的塑料。这项技术类似瘀伤愈合，只不过释放出来的不是破裂血管中的血液，而是树脂。
从基础层面看，这或许意味着我们再也不必担心手机屏幕开裂。但它还可以修复细小裂纹，包括飞机飞行时出现的裂纹，甚至还可以封住弹孔。
4. 微型赛车
1966年，观众在电影《神奇旅程》中看到一艘潜艇的船员被缩小到微观尺度，并被注入一位科学家的体内，惊叹不已。我们当然还远未达到把微型人类注入其他人体内的程度，但科学家已经制造出能够朝特定方向行驶的分子级载具。
2011年，科学家本·费林加制造了一辆四轮纳米汽车，由四个分子马达组成，底盘则是一条碳链。它的车轮只有60个原子大小，车身宽度比一级方程式赛车小666,666,666多倍，因此很难想象如何驾驶这些微型载具，更别说让它们参赛了。但今年将举行首届为期两天的纳米汽车竞赛。各支队伍将在一条完全由黄金构成的赛道上竞逐，这条赛道由研究人员逐个原子精心搭建。赛道表面还会放置额外的原子作为障碍，参赛者必须绕行。
5. 奇幻美食
多年来，罗尔德·达尔的《查理和巧克力工厂》凭借作者对奇特口味和新奇糖果的生动描写，让数百万人垂涎欲滴。
现实中，还没有能尝出三道菜大餐味道的口香糖——至少目前还没有——也没有能让人飞起来的汽水。不过，食品制造商一直在研究如何利用分子技术改变味道和质地。
纳米技术多年来一直应用于食品中，例如蛋黄酱中的乳化剂。如今，科学家正研究如何利用纳米技术提升普通食品的营养价值和外观。
澳大利亚烘焙企业Tip-Top正在使用纳米胶囊，将Omega-3油加入面包。这些胶囊只会在适宜的环境——胃中——打开，因此能够带来Omega-3的益处，同时避免其令人不悦的味道。同样，雀巢和联合利华等公司也在研究纳米胶囊，以改善食品的质地。
纳米技术目前还无法实现科幻作品所承诺的一切，但它正在改变我们熟知的世界。我们不断探索更小的尺度，其潜力也将越来越大。
