材料研究與生物技術的結合

在波士頓舉行的材料研究學會（MRS）年會為時一周的一系列研究報告中，有很多生物材料方面的陳述。由于MRS涉及現代工業和技術的幾乎每個領域，它的重點從無機過程向有機和生物過程轉移可能預示著整個社會的一種趨勢。

    pSiMedica 公司創始人之一、首席科學官Leigh Canham 的全會報告也可能是電子工業的一個先兆。Canham 是多孔硅在生物醫藥中的應用方面的先驅，他相信，可以制備出與活組織高度兼容的硅。

    他的演講《硅技術與人體的連接：新千年中的仿生學》對硅電子學在醫學診斷和治療中的應用前景持樂觀態度。他預言，MEMS將在可植入治療裝置如傳感器和驅動器以及組織的電刺激中起重要作用。

    Canham 本身的經歷可能揭示了半導體技術專家們的潛在機會。
    
    九十年代初，在任職英國國防評估研究所半導體研究員期間，他發現多孔硅能發光。由于這種材料有很高的化學反應活性，在集成電路中的應用很難實現。但這一發現揭示了硅與生物過程之間的一個關鍵聯系，并促使Canham 把他的研究重點轉移到生物醫藥上來。

    Canham 介紹了他的公司研制的一種具有生物兼容性的硅——生物硅（Biosilicon）——在醫藥中的正在努力實現的應用。

    PSiMedica 公司正在努力實現的應用包括：藥物輸送、用放射性的“種子”攻擊腫瘤細胞以及可與組織融合的電子裝置。

    紐約大學的Nadrian Seeman 在生物材料分會上所作的一個介紹性陳述強調了DNA作為在納米尺度上創造復雜三維結構的催化劑的重要性。DNA 同時具有本質上的手性結構和在顆粒間形成獨特的3-D 鍵的能力。這促使研究者們發展由計算機產生的能在化學上指導復雜幾何結構的裝配的算法。

    大會還展示了分子印刻技術的快速發展。分子印刻技術是生物學與工業技術之間的接口。基本的技術是使用聚合物膜作為生物分子的軟模板。例如，可以把感興趣的蛋白質分子壓進一張聚合物膜中，再把該分子除去，這樣就得到了這個分子的物理模型。然后可把這張膜硬化，并用它來檢測這種分子，因為這個復雜的模型只能與這種蛋白質結合。用磷光顆粒標記溶液中的蛋白質分子，并對聚合物膜進行光學檢驗就可以確定這種蛋白質的存在。

    但這只是分子印刻技術的一個可能的應用。一項派生技術實現了用于硅超大規模集成電路的納米印刻平板印刷。

    這些系統能生產超過現有光學平板印刷法的特定大小的電路，而且對制造業來說同樣具有平行生產能力上的優勢。聚合物膜用電子束平板印刷制成的硅模板印刻，然后被硬化以做成蝕刻掩膜。