这是一本关于纳米技术及其应用的科普读物，涉及生物物理学、医学及工程科学等领域。
纳米技术是生物学与医学领域的明星，也让物理学家为之着迷，是多学科交叉融合的典型科学领域之一。一直以来，像生命的起源、生命的多样性等吸引各个领域科学家的问题，远未得到明确的解答；然而，逐渐加快的学科融合已经成为必然趋势，让我们意识到自己正处于一个拐点上：科技即将改变我们对于生命的认识，而这会带给人类更强大的治愈疾病的力量。
这本书言简意赅地讲述了生物学、医学、物理学等学科融合的历程，介绍了由此产生的新科学。作者将对生命的研究置于广阔的语境中，旨在对支配整个宇宙运行的规则有全新的理解，也展望了这种学科融合对人类的健康和生活质量的提升有怎样的深远影响。
21世纪以来，科学的逐步融合，特别是物理学、纳米技术、生物和医学等学科的交叉融合，横跨不同的大陆，也跨越了不同的科学与文化。这种科学的融合正带来一场变革，不只是在技术领域，也涉及我们与物质世界在生理、文化和哲学层面的联系。
这本书为我们展示了物理学、生物学和纳米科学技术交叉融合的科学领域以生命为核心的新科学。作者具备多个学科的研究背景，她将对生命的研究置于广阔的语境中，思索并探讨着快速变化的现在，也带我们想象让新技术美梦成真的光明未来。
作为普及性读物，这本书在科学性、思辨性与可读性之间达成了微妙的平衡，它言简意赅，为前沿科学进展配上令人惊叹的彩图。这本书能够为我们推开通向纳米尺度之窗，展现跨领域材料的力量，带来新视角的深入思考。
索尼娅·孔特拉（Sonia Contera）
牛津大学物理系生物物理学教授、牛津马丁学院医用纳米科学研究中心联席主任。她的研究方向是物理学、生物学和纳米科学技术的交叉领域，具备多个学科的研究背景。
前言及致谢 V
绪论 科学融合于生物学，重塑健康 001
生物学与医学中的纳米技术 003
定量生物学的诞生：生命的全新物理学 005
生物学和医学的转变 010
创新材料的未来 014
第1 章 终，我们拥抱生物学的复杂性 019
分层的宇宙，分层的生命 023
近距离对焦生物的复杂性：还原生物 025
拉远镜头：解释由复杂性形成的生物学行为 030
利用纳米技术工具研究生物 041
观察进行纳米尺度行走的蛋白质 045
调查多尺度的细胞行为 048
细胞如何对机械作用力与环境做出反应？ 051
将机械信号翻译成生物语言 052
用机械信号与电学信号连接不同尺度 058
生物电对器官活动的程序控制 060
分层的生物、分层的大脑以及分层的思维 061
接纳生物的复杂性 065
第2 章 边制作，边学习：DNA和蛋白质纳米技术 069
DNA纳米技术的诞生 073
利用DNA创造纳米结构 077
DNA折纸术 080
DNA纳米机器人 081
DNA纳米技术的挑战 083
蛋白质纳米技术 086
通过生物演化优化自身的纳米结构 096
利用纳米技术制造仿生材料和仿生设备 097
未来设备：量子物理、生物学与纳米技术的相遇 099
第3 章 医学中的纳米 103
药物发现简史与纳米医学的到来 105
抗生素耐药性与纳米技术 112
利用定制化蛋白质进行药物合理化设计 118
用于可编程化学合成的DNA纳米机器人 121
用于靶向输送药物的纳米技术 122
增强癌症免疫疗法的纳米技术 128
用于基因编辑与基因递送的纳米颗粒 133
药物与分子从聚合材料中可控释放 135
将应用生物响应材料的皮肤贴剂中的药物可控释放 137
用于改进免疫疗法的植入体 138
迈向超增强的免疫系统 140
第4 章 组织与器官再生 143
从细胞的发现到干细胞的发现 147
早期的组织工程 151
操控干细胞的命运 154
用于组织工程的纳米结构材料 156
器官工程 157
三维生物打印 162
芯片上的器官 164
将生物学、物理学与数学用于工程和再生组织 166
个生物杂化的跨领域材料机器人 168
第5 章 总之，生命改变一切 171
结语 生物变成物理：我们成为技术物种的时代正在来临？ 183
科学家为新的技术文化而努力 184
科技与平等 189
创造积极技术未来的愿景 193
在过去的光辉中前行 196
译后记 人类的又一次三岔路口 199
注释 203
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