科學(xué)的問題


推薦答案納米概念是一個(gè)完全不同于傳統(tǒng)觀念的科學(xué)概念。任何物質(zhì)在顆粒大小進(jìn)入到1納米-100納米的尺度范圍時(shí),其性質(zhì)都會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化,這給我們用這種變化了的性質(zhì)來(lái)構(gòu)架新的功能性材料提供了無(wú)窮的機(jī)會(huì)。

納米技術(shù)包括納米結(jié)構(gòu)技術(shù)和納米材料技術(shù)兩部分,納米結(jié)構(gòu)技術(shù)是納米技術(shù)中的高技術(shù),雖然突破連連,但還不能應(yīng)用。但納米材料技術(shù),由于其應(yīng)用的廣泛性使其要求不高,任何帶有功能性的物質(zhì)都叫材料,而只要求功能是由納米尺度的結(jié)構(gòu)單元所帶來(lái)的材料都是納米材料。

所有的物質(zhì)的納米結(jié)構(gòu)單元都有變化了的性質(zhì),任何新性質(zhì)都可能構(gòu)架新功能,也就可以制備新材料。所以,應(yīng)該非常肯定地說,納米材料的應(yīng)用雖然不能代表納米技術(shù)的主體應(yīng)用水平,但現(xiàn)在卻是已經(jīng)刻意應(yīng)用了。

很多專家由于專業(yè)上的問題混淆了代表納米主體技術(shù)的納米結(jié)構(gòu)技術(shù)和納米材料技術(shù)的應(yīng)用,說是納米材料還是實(shí)驗(yàn)室里的事,說什么應(yīng)用還需要多少年。
科學(xué)的問題


其實(shí),歷史證明任何這樣的預(yù)言都是失敗的,非但納米材料在廣泛應(yīng)用,納米結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用也已經(jīng)開始,美國(guó)《科學(xué)》雜志2001年度評(píng)選出的“十大科學(xué)突破”之一就是納米計(jì)算電路的應(yīng)用。我們應(yīng)該以歡迎的心態(tài)去迎接新技術(shù)的到來(lái),而不是排斥它。
納米科技是在20世紀(jì)80年代末、90年代初才逐步發(fā)展起來(lái)的前沿、交叉性新興學(xué)科領(lǐng)域,它的迅猛發(fā)展將在21世紀(jì)促使幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生一場(chǎng)革命性的變化。目前所有發(fā)達(dá)國(guó)家的政府和企業(yè)都在對(duì)納米科技的研發(fā)進(jìn)行大量的投入,試圖搶占這一21世紀(jì)科技戰(zhàn)略制高點(diǎn)。關(guān)注納米科技的進(jìn)展,盡快組織和部署我國(guó)納米科技的發(fā)展規(guī)劃,對(duì)于我國(guó)新世紀(jì)的發(fā)展影響深遠(yuǎn)。
納米技術(shù)產(chǎn)生背景
什么是納米技術(shù)?納米是一種尺度的度量,是一米的10億分之一,大致相當(dāng)于一個(gè)頭發(fā)絲的百萬(wàn)分之一。所謂納米技術(shù)是人們?cè)诜俏⒂^和非宏觀的一個(gè)納米尺度的中間領(lǐng)域,是認(rèn)識(shí)自然、改變生產(chǎn)方式、工作方式和生活方式的一種全新的技術(shù),它是聯(lián)系納米科學(xué)和含有納米技術(shù)產(chǎn)品平臺(tái)的橋梁,它把人們的技術(shù)創(chuàng)新帶到一個(gè)新的層次、新的空間,大大拓展了人們的創(chuàng)新領(lǐng)域。其實(shí)納米材料早就在自然界存在,例如動(dòng)物的牙齒、貝殼、鯊魚皮、荷葉表面、珊瑚礁、隕石等都具有納米結(jié)構(gòu),中國(guó)古代的顏料、墨、古銅鏡的涂層都是納米材料,然而,他們雖然用了納米技術(shù),制備了納米材料,但并不知道納米材料的重要性,是處于自發(fā)階段,而真正按照自己意志人工合成納米材料是在20世紀(jì)60年代以后。1963年日本科學(xué)家久保亮五第一次提出材料顆??s小到納米尺度,性能發(fā)生突變。1967年日本科學(xué)家上田良二第一次用蒸發(fā)法人工制備了納米尺度的金屬顆粒,當(dāng)時(shí)日本科學(xué)家把納米尺度的顆粒均稱為超微粒子。真正把納米作為材料的命名,是德國(guó)科學(xué)家格萊特教授在1984年第一次制備了尺度由5納米的晶粒組成的固體,他稱之為納米尺度材料。第一次提出納米技術(shù)的概念是美國(guó)科幻小說家伊瑞克?揣克斯勒在1986年提出來(lái)的,1990在巴爾基摹正式出版了納米技術(shù)雜志。
科學(xué)的問題

納米材料是納米技術(shù)中最為活躍的重要組成部分,它與納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工學(xué)、納米摩擦學(xué)、納米測(cè)量學(xué)、納米化學(xué)和納米物理學(xué)共同構(gòu)成了納米科學(xué)技術(shù)的內(nèi)涵。納米技術(shù)內(nèi)涵包含各個(gè)領(lǐng)域,就納米材料學(xué)而言,它包括納米材料的制備技術(shù)以及納米材料向各個(gè)高科技和所有傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域滲透應(yīng)用的技術(shù),特別值得注意的是納米材料不僅是尺度的概念,更重要的是在這個(gè)尺度上出現(xiàn)了在微觀、宏觀不具備的特性,人們利用這些新的特性可以人工合成自然界不存在的或者自然界存在但人類還沒有模仿出來(lái)的新材料,并采用全新的納米技術(shù)把這些材料應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提高國(guó)防實(shí)力和人們的生活質(zhì)量,這就是為什么各國(guó)政府對(duì)發(fā)展納米技術(shù)予以足夠重視的原因。對(duì)我國(guó)這樣一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,這是一個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì),近500年歷史我們有兩次喪失國(guó)家快速發(fā)展的教訓(xùn),我國(guó)的這次機(jī)遇再也不能錯(cuò)過。美國(guó)耶魯大學(xué)中國(guó)現(xiàn)代史教授喬納森.斯彭斯在2000年1月《新聞周刊》上發(fā)表文章,在分析21世紀(jì)中國(guó)時(shí)曾提到,中國(guó)在21世紀(jì)魔術(shù)般的成為超級(jí)先進(jìn)國(guó)家,納米技術(shù)是可選擇的重要途徑。令人振奮的是,我國(guó)在納米材料和納米技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)水平上目前并不落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,在一些方面上已處于領(lǐng)先水平。機(jī)遇難得,我國(guó)政府高瞻遠(yuǎn)矚,亦對(duì)納米技術(shù)高度重視,這將成為我國(guó)科教興國(guó)戰(zhàn)略的一個(gè)重大決策。
科學(xué)的問題


國(guó)外現(xiàn)狀
2000年3月,美國(guó)政府向全世界公布了納米技術(shù)的啟動(dòng)計(jì)劃,在這個(gè)由美國(guó)26名科學(xué)家工作半年完成的幾萬(wàn)字的報(bào)告中,明顯地陳述了一個(gè)觀點(diǎn),這就是納米技術(shù)將引發(fā)21世紀(jì)新的工業(yè)革命。德國(guó)科研技術(shù)部在發(fā)展納米技術(shù)的報(bào)告中也提到,納米技術(shù)是21世紀(jì)的主導(dǎo)技術(shù)之一。著名的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者羅雷爾教授說,如果說70年代重視微米技術(shù)的國(guó)家現(xiàn)在已成為發(fā)達(dá)國(guó)家,那么從現(xiàn)在開始重視納米技術(shù)的國(guó)家,有可能成為21世紀(jì)的先進(jìn)國(guó)家。IBM公司前首席科學(xué)家埃馬窗說,70年代微米技術(shù)引發(fā)了新的信息革命,納米技術(shù)很可能成為新信息革命的核心。美國(guó)政府和國(guó)會(huì)的重要文件中,多次把信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)并列稱之為21世紀(jì)工業(yè)革命的主導(dǎo)技術(shù)。主導(dǎo)技術(shù)的內(nèi)涵是指它向各個(gè)領(lǐng)域滲透的、與各種技術(shù)交叉融合的以及對(duì)新興產(chǎn)業(yè)示范帶動(dòng)的極強(qiáng)能力。在20世紀(jì)末,計(jì)算機(jī)和信息高速公路的技術(shù)向各個(gè)領(lǐng)域滲透,對(duì)人們的生產(chǎn)方式、工作方式和生活方式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,堪稱為世紀(jì)之交新技術(shù)的主導(dǎo)。1998年3月,美國(guó)總統(tǒng)科技助理Neal Lane在回答國(guó)會(huì)提問時(shí)曾經(jīng)說,納米技術(shù)對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的影響很可能超過計(jì)算機(jī),成為21世紀(jì)的主導(dǎo)技術(shù)之一。事實(shí)證明,納米技術(shù)向信息、生物醫(yī)藥、能源和環(huán)境、航空航天、海洋和先進(jìn)制造技術(shù)等高科技領(lǐng)域滲透已嶄露頭角,納米技術(shù)向國(guó)防領(lǐng)域的全方位滲透已初見成效,納米技術(shù)向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的交叉融合已顯示出巨大的潛力。納米技術(shù)在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造提升,增加高科技含量,提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力方面,正在發(fā)揮巨大的作用。納米技術(shù)注入到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),增強(qiáng)了傳統(tǒng)產(chǎn)來(lái)業(yè)的活力,前途方興未艾。
美國(guó) 2004財(cái)政年度的納米技術(shù)研發(fā)預(yù)算近8.5億美元,比上一年增加10%;布什總統(tǒng)2003年12月3日簽署了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》,批準(zhǔn)從2005年財(cái)政年度開始的4年中投入約37億美元。
法國(guó) 從2003年開始實(shí)施國(guó)家納米科技投資3年計(jì)劃:2003至2005年投入5000萬(wàn)歐元用于納米科學(xué)基礎(chǔ)研究;建立5個(gè)納米技術(shù)研究中心和“國(guó)家微米和納米研究網(wǎng)絡(luò)”項(xiàng)目;法國(guó)近10年來(lái)最大的工業(yè)投資項(xiàng)目 - 法國(guó)電子納米技術(shù)中心 “聯(lián)盟-克洛爾2” 于2003年2月27日正式啟動(dòng)。
歐盟 2002年至2006年為納米技術(shù)研究撥款13億歐元。
英國(guó) 今后6年內(nèi)撥款9000萬(wàn)英鎊,支持企業(yè)和大學(xué)商用納米技術(shù)開發(fā),并期望借此吸引2億英鎊的額外投資。
德國(guó) 聯(lián)邦教研部批準(zhǔn)對(duì)納米技術(shù)能力中心投資,以建立更強(qiáng)大的跨學(xué)科合作網(wǎng)絡(luò),在促進(jìn)納米領(lǐng)域內(nèi)跨學(xué)科研究方面發(fā)揮催化器作用。
韓國(guó) 在2007年前投資1000億韓元建立新的“納米技術(shù)研究中心”,實(shí)現(xiàn)大學(xué)與企業(yè)的密切合作,將目前科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)各自獨(dú)立開展的納米項(xiàng)目、納米研究設(shè)施整合在一起,并計(jì)劃在2010年前在納米領(lǐng)域投資2.04兆韓元。

我國(guó)納米發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)制定的改革開放和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,已實(shí)現(xiàn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛,使我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值僅次于美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó),位居世界第六位,這對(duì)一個(gè)基礎(chǔ)薄弱的發(fā)展中國(guó)家是難能可貴的。在21世紀(jì)前20年這個(gè)挑戰(zhàn)和機(jī)遇并存的年代里,如果我們能夠?qū)彆r(shí)度勢(shì),抓住機(jī)遇,在若干領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨躍式發(fā)展,對(duì)我國(guó)十分重要。當(dāng)前以納米技術(shù)、信息技術(shù)和生物技術(shù)為核心的新的工業(yè)革命悄然興起,各國(guó)幾乎站在同一起跑線上,在這技術(shù)更新轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵時(shí)期,為我國(guó)若干領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨躍式發(fā)展提供了極好的機(jī)遇,我們?cè)僖膊荒茏Я紮C(jī)。
我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家,改革開放以后,國(guó)民經(jīng)濟(jì)保持了持續(xù)、快速發(fā)展,引起世界矚目。但是,我們國(guó)家基礎(chǔ)薄弱,主要依靠傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),高科技產(chǎn)業(yè)近年來(lái)雖然發(fā)展很快,但對(duì)我國(guó)GDP的貢獻(xiàn)比例還很小,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距。我國(guó)的國(guó)情決定了我國(guó)發(fā)展納米技術(shù)的總體思路與美國(guó)、日本和歐洲不同,要有中國(guó)自己的特點(diǎn),要走出符合我國(guó)情況的新路子,發(fā)展納米科技,這就是以納米技術(shù)為契機(jī),解決當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和支撐產(chǎn)業(yè)中亟待解決的問題。納米技術(shù)首先向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)切入,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),注入高科技含量,為實(shí)現(xiàn)我國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí),促進(jìn)GDP的增長(zhǎng)做出貢獻(xiàn)。同時(shí)尋找機(jī)遇,向高科技產(chǎn)業(yè)滲透,特別重視在環(huán)境、能源、醫(yī)藥和國(guó)防領(lǐng)域應(yīng)用納米技術(shù),培育新興納米產(chǎn)業(yè),逐步形成產(chǎn)業(yè)鏈,使這些產(chǎn)業(yè)的起點(diǎn)就定位在21世紀(jì)該領(lǐng)域的技術(shù)制高點(diǎn)上,為實(shí)現(xiàn)我國(guó)上述領(lǐng)域跨躍式發(fā)展奠定基礎(chǔ)。信息、宇航、生物技術(shù)和新材料方面,目前應(yīng)用納米技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的差距,但也存在局部機(jī)遇,只要選取準(zhǔn)切入點(diǎn),在某些方面形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新的產(chǎn)品平臺(tái),進(jìn)而發(fā)展成納米高科技產(chǎn)業(yè)是完全有可能的。
根據(jù)國(guó)際納米材料和技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合我國(guó)國(guó)情和未來(lái)五到十年我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要,選擇對(duì)于社會(huì)發(fā)展、國(guó)力增強(qiáng)起重要作用的納米材料和技術(shù),全方位向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)滲透,形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新興納米產(chǎn)業(yè)鏈,增強(qiáng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力,為實(shí)現(xiàn)我國(guó)第三步戰(zhàn)略目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。在若干個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域發(fā)展納米材料和技術(shù),形成納米產(chǎn)業(yè)。特種納米材料的產(chǎn)業(yè)化,如納米碳管、高效含能納米材料、納米稀土材料、高亮度納米熒光材料和重要的金屬納米材料;信息產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵納米材料,如網(wǎng)絡(luò)通訊(光通訊和微波通訊)中的納米技術(shù),高清晰度、高分辨數(shù)字顯示技術(shù)中的納米技術(shù);合理利用能源和開發(fā)能源中的關(guān)鍵納米材料和技術(shù);優(yōu)化資源環(huán)境中的關(guān)鍵納米材料和技術(shù);生物、醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中的納米材料和技術(shù)等。
我國(guó)發(fā)展納米材料和技術(shù)要堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向,注意納米技術(shù)和現(xiàn)有高科技和傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合。從事納米研究和開發(fā)的科技人員要和其他專業(yè)人員相結(jié)合,也要與企業(yè)家相結(jié)合;企業(yè)家是納米科技成果產(chǎn)業(yè)化的主力,科技人員起先導(dǎo)的作用;要選準(zhǔn)目標(biāo)、切入點(diǎn)和突破口,縮短納米科技成果轉(zhuǎn)化的周期;要注意知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù),鼓勵(lì)申請(qǐng)發(fā)明專利,特別重視申請(qǐng)國(guó)外的發(fā)明專利;建議各級(jí)政府設(shè)立納米科技研究的快速反應(yīng)基金和納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)投資基金。
我國(guó)對(duì)納米科技的重要性已有較高的認(rèn)識(shí),并給予了一定的支持。國(guó)家科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院等部門從“八五” “九五”開始就設(shè)立了攀登計(jì)劃項(xiàng)目和相關(guān)的重點(diǎn)、重大項(xiàng)目,去年科技部又啟動(dòng)了有關(guān)納米材料的國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目。我國(guó)通過這些項(xiàng)目對(duì)納米科技領(lǐng)域資助的總經(jīng)費(fèi)大約相當(dāng)于700萬(wàn)美元,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,投入經(jīng)費(fèi)相差很大。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),從1991年到2000年的十年中,共資助9200多萬(wàn)元,在納米材料的合成與制備、性能與表征、測(cè)試新技術(shù)和理論、系統(tǒng)組裝和器件以及微機(jī)電系統(tǒng)等方面取得了一批基礎(chǔ)研究成果。
進(jìn)入“十五”計(jì)劃之后,納米科技呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢(shì)頭,基金委按照國(guó)家納米科技發(fā)展綱要的要求,進(jìn)一步加大投入,在2001到2003三年內(nèi)投入了1.96億元,資助了800個(gè)項(xiàng)目。下面的示意圖是13年來(lái)自然科學(xué)基金支持納米科技項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)數(shù)量和項(xiàng)目數(shù)量的初步統(tǒng)計(jì)情況,實(shí)際資助的數(shù)量還要高于這個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)字。

資助納米項(xiàng)目數(shù)[點(diǎn)擊放大] 資助納米經(jīng)費(fèi)數(shù)[點(diǎn)擊放大]

其中863計(jì)劃中涉及的納米科技項(xiàng)目投資
(1)專項(xiàng)布局:
國(guó)家撥款:2億元 已安排:102個(gè)課題,國(guó)撥1.52億元
第一批:63個(gè)課題 國(guó)撥 1.09億元 自 籌 3.78億元
第二批:39個(gè)課題 國(guó)撥 0.43億元 自 籌 1.59億元
(2)攻關(guān)項(xiàng)目布局
國(guó)家撥款:9200萬(wàn)元 前三年安排:19個(gè)課題
國(guó)撥5200萬(wàn)元,地方政府配套和自籌 29500萬(wàn)元
人員投入600余人/年
我國(guó)的納米科技研究,特別是在納米材料方面取得重要的進(jìn)展,并引起了國(guó)際上的關(guān)注。1995年,德國(guó)科技部對(duì)各國(guó)在納米技術(shù)方面的相對(duì)領(lǐng)先程度的分析中,我國(guó)在納米材料方面與法國(guó)同列第五等級(jí),前四個(gè)等級(jí)為 日本、德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)和北歐。從受資助項(xiàng)目來(lái)看,我國(guó)的研究力量主要集中在納米材料的合成和制備,掃描探針顯微學(xué),分子電子學(xué)以及極少數(shù)納米技術(shù)的應(yīng)用等方面。但由于條件所限,研究工作只能集中在硬件條件要求不太高的一些領(lǐng)域。雖然我國(guó)科學(xué)家在納米碳管、納米材料的若干領(lǐng)域已取得一些很出色的研究成果,但國(guó)家在納米科技領(lǐng)域的總體水平與美、日、歐相比,差距還是很大的,尤其是在納米器件方面差距更為明顯。
目前,我國(guó)擁有一支比較精干的納米科技研究隊(duì)伍,他們主要集中在中國(guó)科學(xué)院的有關(guān)研究所,北京大學(xué)、清華大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、南京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等國(guó)內(nèi)一批知名高校。為集中本系統(tǒng)內(nèi)的納米研究的主要力量,北京大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院還相繼成立了各自的納米科技研究中心。
2000年10月11日,中國(guó)共產(chǎn)黨中央十五屆五中全會(huì)通過《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十個(gè)五年計(jì)劃的建議》,明確提出了將新材料和納米科學(xué)的進(jìn)展作為“十五”規(guī)劃中科技進(jìn)步和創(chuàng)新的重要任務(wù)。這為我國(guó)21世紀(jì)初納米科技的快速發(fā)展奠定了重要的基礎(chǔ)。
發(fā)展我國(guó)納米科技的重要意義在于:首先,納米科技將在21世紀(jì)對(duì)我們的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及國(guó)家安全產(chǎn)生重大影響。具有知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代特征的21世紀(jì),將是生命科技和信息科技高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的時(shí)代。而納米科學(xué)和技術(shù)將促進(jìn)包括生命科技、信息科技在內(nèi)的幾乎所有技術(shù)的飛速發(fā)展。西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)此正在積極籌劃,以期達(dá)到知識(shí)壟斷。目前西方的國(guó)家和企業(yè)已將納米核心技術(shù)列為絕對(duì)的國(guó)家機(jī)密和商業(yè)機(jī)密,嚴(yán)格限制對(duì)我國(guó)的出口。其次,發(fā)展納米科技將極大提高我國(guó)的科技競(jìng)爭(zhēng)力。納米科技興起于20世紀(jì)80年代初,對(duì)于世界各國(guó)來(lái)說,都屬全新的科技領(lǐng)域,盡管我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有不小差距,但我們?cè)诩{米材料領(lǐng)域基本與國(guó)際先進(jìn)水平保持同步,只要措施得當(dāng),我們完全有可能趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的步伐。第三,納米科技將促進(jìn)我國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造。由于現(xiàn)實(shí)的納米科技,尤其是納米材料在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面所表現(xiàn)的投入少、見效快、市場(chǎng)前景廣闊等特點(diǎn),在以傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主的我國(guó)企業(yè)內(nèi)比較容易推廣。因此,納米科技的應(yīng)用已得到我國(guó)企業(yè)界的廣泛響應(yīng),這為納米科技在中國(guó)發(fā)展奠定了重要的動(dòng)力基礎(chǔ)。目前,我國(guó)涉及納米科技的企業(yè)已有102家。為增強(qiáng)我國(guó)的國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)第三步發(fā)展戰(zhàn)略的順利實(shí)施,保障我國(guó)未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展和國(guó)家安全,必須大力加強(qiáng)納米科技的研發(fā)工作,動(dòng)員多學(xué)科、跨部門和跨行業(yè)的力量參加到這一領(lǐng)域中來(lái)。
我國(guó)納米科技存在的主要的問題主要表現(xiàn)在多學(xué)科交叉融合程度不夠、缺乏重要的實(shí)驗(yàn)設(shè)施、基礎(chǔ)研究薄弱、信息交流少。為克服和解決這些問題,使我國(guó)能夠抓住機(jī)遇,迎頭趕上,特建議:

(1) 應(yīng)在國(guó)家層次上確定我國(guó)納米科技的發(fā)展戰(zhàn)略,制訂我國(guó)的納米科技發(fā)展的近期、中長(zhǎng)期規(guī)劃;兼顧基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開發(fā)研究的協(xié)調(diào)發(fā)展,推動(dòng)科技成果產(chǎn)業(yè)化,協(xié)助有關(guān)部門盡快制定與納米科技相關(guān)的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
(2) 成立國(guó)家級(jí)的“納米科技專家咨詢小組”。協(xié)助政府做好我國(guó)納米科技戰(zhàn)略的制訂和研究開發(fā)工作。
(3) 成立國(guó)家納米科技研究和工程中心,集中投人能夠?yàn)榧{米科技的發(fā)展提供服務(wù)的技術(shù)平臺(tái),并組織協(xié)調(diào)科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)業(yè)界的共同參與。
(4) 堅(jiān)持“有所為,有所不為”的方針,發(fā)揮優(yōu)勢(shì),突出特色。要加強(qiáng)研究基地的建設(shè),改善基礎(chǔ)設(shè)施條件,增加科技專項(xiàng)的投入,同時(shí)要十分重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。目前我國(guó)的納米研究應(yīng)主要集中在創(chuàng)造和制備優(yōu)異性能的納米材料,設(shè)計(jì)制備各種納米器件和裝置,探測(cè)和分析納米區(qū)域的性質(zhì)和現(xiàn)象等領(lǐng)域。納米材料是納米科技的基礎(chǔ),我國(guó)已有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)。這方面的布局應(yīng)更注重與產(chǎn)業(yè)化的結(jié)合,尤其是與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)合,積極吸納企業(yè)的參與和投入;納米器件的研究水平和應(yīng)用程度標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家納米科技的總體水平,對(duì)信息產(chǎn)業(yè)及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防的關(guān)聯(lián)度最大,需要的投入也最大。而我國(guó)在這方面投入最少、基礎(chǔ)薄弱,應(yīng)積極組織力量,以明確的應(yīng)用目的為目標(biāo),但在近20年內(nèi)還是以基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究為主;納米領(lǐng)域性質(zhì)的探測(cè)、表征是納米材料和納米器件研究與發(fā)展的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和必要條件,應(yīng)在重視基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的同時(shí),兼顧與產(chǎn)業(yè)化的結(jié)合。
(5) 加強(qiáng)信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè),促進(jìn)國(guó)內(nèi)外納米科技的信息交流。
(6) 以國(guó)家納米研究和工程中心為載體,建立培養(yǎng)和吸引納米科技人才。
納米技術(shù)的應(yīng)用

著名的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Feyneman在60年代就預(yù)言,如果對(duì)物體微小規(guī)模上的排列加以某種控制的話,物體就能得到大量的異乎尋常的特性。他所說的材料就是現(xiàn)在的納米材料。納米材料研究是目前材料科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn),納米技術(shù)被公認(rèn)為是21世紀(jì)最具有前途的科研領(lǐng)域。 納米材料從根本上改變了材料的結(jié)構(gòu),為克服材料科學(xué)研究領(lǐng)域中長(zhǎng)期未能解決的問題開辟了新途徑。其應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下七方面:

在陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用,納米陶瓷隨之產(chǎn)生,希望以此來(lái)克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有像金屬一樣的柔韌性和可加工性。許多專家認(rèn)為,如能解決單相納米陶瓷的燒結(jié)過程中抑制晶粒長(zhǎng)大的技術(shù)問題,則它將具有高硬度、高韌性、低溫超塑性、易加工等優(yōu)點(diǎn)。

在微電子學(xué)上的應(yīng)用

納米電子學(xué)立足于最新的物理理論和最先進(jìn)的工藝手段,按照全新的理念來(lái)構(gòu)造電子系統(tǒng),并開發(fā)物質(zhì)潛在的儲(chǔ)存和處理信息的能力,實(shí)現(xiàn)信息采集和處理能力的革命性突破,納米電子學(xué)將成為下世紀(jì)信息時(shí)代的核心。

在生物工程上的應(yīng)用

雖然分子計(jì)算機(jī)目前只是處于理想階段,但科學(xué)家已經(jīng)考慮應(yīng)用幾種生物分子制造計(jì)算機(jī)的組件,其中細(xì)菌視紫紅質(zhì)最具前景。該生物材料具有特異的熱、光、化學(xué)物理特性和很好的穩(wěn)定性,并且,其奇特的光學(xué)循環(huán)特性可用于儲(chǔ)存信息,從而起到代替當(dāng)今計(jì)算機(jī)信息處理和信息存儲(chǔ)的作用,它將使單位體積物質(zhì)的儲(chǔ)存和信息處理能力提高上百萬(wàn)倍。 在光電領(lǐng)域的應(yīng)用納米技術(shù)的發(fā)展,使微電子和光電子的結(jié)合更加緊密,在光電信息傳輸、存貯、處理、運(yùn)算和顯示等方面,使光電器件的性能大大提高。將納米技術(shù)用于現(xiàn)有雷達(dá)信息處理上,可使其能力提高10倍至幾百倍,甚至可以將超高分辨率納米孔徑雷達(dá)放到衛(wèi)星上進(jìn)行高精度的對(duì)地偵察。最近,麻省理工學(xué)院的研究人員把被激發(fā)的鋇原子一個(gè)一個(gè)地送入激光器中,每個(gè)原子發(fā)射一個(gè)有用的光子,其效率之高,令人驚訝。 在化工領(lǐng)域的應(yīng)用將納米TiO2粉體按一定比例加入到化妝品中,則可以有效地遮蔽紫外線。將金屬納米粒子摻雜到化纖制品或紙張中,可以大大降低靜電作用。利用納米微粒構(gòu)成的海綿體狀的輕燒結(jié)體,可用于氣體同位素、混合稀有氣體及有機(jī)化合物等的分離和濃縮。納米微粒還可用作導(dǎo)電涂料,用作印刷油墨,制作固體潤(rùn)滑劑等。 研究人員還發(fā)現(xiàn),可以利用納米碳管其獨(dú)特的孔狀結(jié)構(gòu),大的比表面(每克納米碳管的表面積高達(dá)幾百平方米)、較高的機(jī)械強(qiáng)度做成納米反應(yīng)器,該反應(yīng)器能夠使化學(xué)反應(yīng)局限于一個(gè)很小的范圍內(nèi)進(jìn)行。

在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

科研人員已經(jīng)成功利用納米微粒進(jìn)行了細(xì)胞分離,用金的納米粒子進(jìn)行定位病變治療,以減少副作用等。另外,利用納米顆粒作為載體的病毒誘導(dǎo)物已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展,現(xiàn)在已用于臨床動(dòng)物實(shí)驗(yàn),估計(jì)不久的將來(lái)即可服務(wù)于人類。 研究納米技術(shù)在生命醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,可以在納米尺度上了解生物大分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其與功能的關(guān)系,獲取生命信息。科學(xué)家們?cè)O(shè)想利用納米技術(shù)制造出分子機(jī)器人,在血液中循環(huán),對(duì)身體各部位進(jìn)行檢測(cè)、診斷,并實(shí)施特殊治療。

在分子組裝方面的應(yīng)用

如何合成具有特定尺寸,并且粒度均勻分布無(wú)團(tuán)聚的納米材料,一直是科研工作者努力解決的問題。目前,納米技術(shù)深入到了對(duì)單原子的操縱,通過利用軟化學(xué)與主客體模板化學(xué),超分子化學(xué)相結(jié)合的技術(shù),正在成為組裝與剪裁,實(shí)現(xiàn)分子手術(shù)的主要手段。 納米技術(shù)作為一種最具有市場(chǎng)應(yīng)用潛力的新興科學(xué)技術(shù),其重要性毋庸質(zhì)疑,許多發(fā)達(dá)國(guó)家都投入了大量資金進(jìn)行研究,正如錢學(xué)森院士所預(yù)言的那樣:"納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)將是下一階段科技發(fā)展的特點(diǎn),會(huì)是一次技術(shù)革命,從而將是21世紀(jì)的又一次產(chǎn)業(yè)革命。"
網(wǎng)上報(bào)名
  • 姓名:
  • 專業(yè):
  • 層次: ??分?jǐn)?shù):
  • 電話:
  • QQ/微信:
  • 地址:

文中圖片素材來(lái)源網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系644062549@qq.com刪除

轉(zhuǎn)載注明出處:http://www.haoleitv.com