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納米與生命 版權信息
- ISBN：9787521735314
- 條形碼：9787521735314 ; 978-7-5217-3531-4
- 裝幀：一般純質紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
納米與生命 本書特色
適讀人群 ：對前沿科學進展感興趣的大眾讀者，比如《生命是什么》《生命與新物理學》《生命的實驗室》《大設計》《大圖21世紀以來，科學的逐步融合，特別是物理學、納米技術、生物和醫學等學科的交叉融合，橫跨不同的大陸，也跨越了不同的科學與文化。這種科學的融合正帶來一場變革，不只是在技術領域，也涉及我們與物質世界在生理、文化和哲學層面的聯系。 這本書為我們展示了物理學、生物學和納米科學技術交叉融合的科學領域——以生命為核心的新科學。作者具備多個學科的研究背景，她將對生命的研究置于廣闊的語境中，思索并探討著快速變化的現在，也帶我們想象讓新技術美夢成真的光明未來。 作為普及性讀物，這本書在科學性、思辨性與可讀性之間達成了微妙的平衡，它言簡意賅，為前沿科學進展配上令人驚嘆的彩圖。這本書能夠為我們推開通向納米尺度之窗，展現跨領域材料的力量，帶來新視角的深入思考。
納米與生命 內容簡介
這是一本關于納米技術及其應用的科普讀物，涉及生物物理學、醫學及工程科學等領域。 納米技術是生物學與醫學領域的明星，也讓物理學家為之著迷，是多學科交叉融合的典型科學領域之一。一直以來，像生命的起源、生命的多樣性等吸引各個領域科學家的問題，遠未得到明確的解答；然而，逐漸加快的學科融合已經成為必然趨勢，讓我們意識到自己正處于一個拐點上：科技即將改變我們對于生命的認識，而這會帶給人類更強大的治愈疾病的力量。 這本書言簡意賅地講述了生物學、醫學、物理學等學科融合的歷程，介紹了由此產生的新科學。作者將對生命的研究置于廣闊的語境中，旨在對支配整個宇宙運行的規則有全新的理解，也展望了這種學科融合對人類的健康和生活質量的提升有怎樣的深遠影響。
納米與生命 目錄
前言及致謝 V
緒論 科學融合于生物學，重塑健康 001
生物學與醫學中的納米技術 003
定量生物學的誕生：生命的全新物理學 005
生物學和醫學的轉變 010
創新材料的未來 014
第1 章 *終，我們擁抱生物學的復雜性 019
分層的宇宙，分層的生命 023
近距離對焦生物的復雜性：還原生物 025
拉遠鏡頭：解釋由復雜性形成的生物學行為 030
利用納米技術工具研究生物 041
觀察進行納米尺度行走的蛋白質 045
調查多尺度的細胞行為 048
細胞如何對機械作用力與環境做出反應？ 051
將機械信號翻譯成生物語言 052
用機械信號與電學信號連接不同尺度 058
生物電對器官活動的程序控制 060
分層的生物、分層的大腦以及分層的思維 061
接納生物的復雜性 065
第2 章 邊制作，邊學習：DNA和蛋白質納米技術 069
DNA納米技術的誕生 073
利用DNA創造納米結構 077
DNA折紙術 080
DNA納米機器人 081
DNA納米技術的挑戰 083
蛋白質納米技術 086
通過生物演化優化自身的納米結構 096
利用納米技術制造仿生材料和仿生設備 097
未來設備：量子物理、生物學與納米技術的相遇 099
第3 章 醫學中的納米 103
藥物發現簡史與納米醫學的到來 105
抗生素耐藥性與納米技術 112
利用定制化蛋白質進行藥物合理化設計 118
用于可編程化學合成的DNA納米機器人 121
用于靶向輸送藥物的納米技術 122
增強癌癥免疫療法的納米技術 128
用于基因編輯與基因遞送的納米顆粒 133
藥物與分子從聚合材料中可控釋放 135
將應用生物響應材料的皮膚貼劑中的藥物可控釋放 137
用于改進免疫療法的植入體 138
邁向超增強的免疫系統 140
第4 章 組織與器官再生 143
從細胞的發現到干細胞的發現 147
早期的組織工程 151
操控干細胞的命運 154
用于組織工程的納米結構材料 156
器官工程 157
三維生物打印 162
芯片上的器官 164
將生物學、物理學與數學用于工程和再生組織 166
**個生物雜化的跨領域材料機器人 168
第5 章 總之，生命改變一切 171
結語 生物變成物理：我們成為技術物種的時代正在來臨？ 183
科學家為新的技術文化而努力 184
科技與平等 189
創造積極技術未來的愿景 193
在過去的光輝中前行 196
譯后記 人類的又一次三岔路口 199
注釋 203
展開全部
納米與生命 節選
緒論 科學融合于生物學，重塑健康（節選） 生物學是現代科學中被研究得zui為深刻的學科。健康、死亡、我們在宇宙中的位置與身份……除了這些人類永恒關注的生命話題之外，隱藏在生物學復雜性背后的力量，正在讓幾乎所有科學技術的分支都被吸引到對生命的研究中去。生物學不再是生物學家、生化學家以及藥物學家的自留地；在21世紀，物理學、數學以及工程科學都在與更為傳統的生物學科融合，在其多面而動態的結構與功能中，尋找對生命更深層的理解。在我們這個激蕩不已又失去方向的年代，生物學內在的運轉模式，以及它對生命意義的獨到見解，已經成為人類創造力的焦點，孕育著技術與文化上的創新。這也許會讓我們更好地生存，又或者會加速我們的滅亡。 科學對生物學的訴求，是要在所有生物學的空間尺度上獲得滿足——從納米尺寸的分子，到微米大小的細胞，再到以米作為單位的真核生物1；對于所有的表現形式也是如此，從生物中各種分子令人難以置信的形態與功能的多樣性，到驅動復雜蛋白質、脂膜或DNA（脫氧核糖核酸）螺旋精密組裝的作用力與過程。科學尋求有關單個分子、細胞、組織、器官以及生態系統的知識，這包括了對生物學結構如何催生個體以及集體“智慧”2的研究，而這一智慧又讓活著的生命得以在地球上繼續生存。 除了對知識純粹的探索，經濟收益和社會影響力也是科學界的日常驅動力（甚至更多的是因為科研基金）；因此，人們會注意到，目前科學界希望所有事情都和生物學掛鉤的動力，通常是技術方面的。從生物學獲取的潛在技術回報十分豐富，一如新的學科從生物學中汲取知識產生的演變。比如，計算機科學家熱衷于學習人類大腦組織的精確細節，以便他們在算法結構中反映出神經元之間的層狀連接。他們希望這可以帶來AI（人工智能）的大幅提升，同時有助于更好地理解人類自身的思考能力。材料科學家和機器人科學家觀察生物結構的組裝，以激發設計新型仿生材料和機器人的靈感。在物理領域，科學家研究負責光合作用的植物蛋白質，尋找可應用于未來的量子計算機的生物配方。 無論這些參與生物學研究的新加入者多么活躍和專注，醫學始終占據著生物研究的中心位置，是主要的智力、社會及經濟引擎。醫學研究有助于吸引基金的注入，而且更為重要的是，它扮演著知識整合者的角色。被吸引到生物領域的科學技術，出于不同的目的，以不同的路徑抵達此處，但是醫學可以消除學科間的文化障礙，加速它們的融合，從而尋找更好的策略以發現本質的發病原因，并采取更好的干預措施以保持或恢復健康。 認識疾病并進行治療，這是一個無比復雜的挑戰，需要“攜手共進”——把所有可用的技術和科學知識都集合起來。尖端醫療研究已經融入了AI、材料技術、機器人技術的zui新發展成果，而且毫無疑問會在量子計算機成熟之后就得到應用。去過現代醫院的每個人都可以見證，大多數人類技術都以這樣或那樣的形式被改造，以便適應醫院的使用條件：從毫不起眼的溫度計，到用來給腫瘤成像的PET（正電子發射斷層成像）掃描儀背后的正電子物理學；從用來控制生育的手機應用軟件，到用于根除疾病的基因編輯技術。醫院就是zui富營養的文化載體，為科學技術知識的融合與生長提供了土壤。 當前研究的廣度、強度以及發展速度，充分說明我們還生活在生物學與醫學發生大變革以前的時代。那些長期困擾人類的問題，比如生命的起源與多樣性，還有我們智力與意識的來源，可能遠遠得不到明確的答案。然而，以前所未有的強度加速進行的跨學科融合，讓我們感覺自己正處在一個轉折點，即將不可逆轉地奉迎新技術的降臨。這些技術將會改變我們對生物學的理解與控制，它們將以非常新穎又有效的方式，賜予我們力量治療自身，從而延長或改造我們的生命。
納米與生命 作者簡介
索尼婭·孔特拉（Sonia Contera） 牛津大學物理系生物物理學教授、牛津馬丁學院醫用納米科學研究中心聯席主任。她的研究方向是物理學、生物學和納米科學技術的交叉領域，具備多個學科的研究背景。
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