纳米技术(收集3篇)
纳米技术范文篇1
全世界的首篇纳米硒的论文就是中国科学家撰写的。1997年纳米硒问世之后，1998年经鉴定申请了国家专利，1999年第二次鉴定后由四通纳米港迅速产业化，逐步被人们所认识和接受。我去香港讲学，就有人问我要这个产品，他们反映台湾也在搞这个项目推广，而这个项目是推向实用化进程最快的一个项目，也是将源头创新和市场接轨最好的事物。所以说，这样一个产品理应受到政府的重视和支持。
Chinesescientistsfirstreportedthepropertiesofnanoseleniumafterobtainingitspatentright.StoneNanoTechnologyPortLtd.rapidlyinvestedforthisnoveltechnologyandtheproductintheformofhealthfoodhasgainedgoodreputationitwarrants.WhileIwasinHongKongforacademicactivity,manypeopletheretoldmetheyenjoyedthisproduct,theyalsosaiditwaspopularinTaiwan.Theprojectisinnovative,moveing-fast,highlyintegratedintomarket.Thus,suchaproductoughttobepaidattentionandbesupportedbygovernment.
纳米科技发展速度之快出乎了大家的预期，尤其是实用化技术的进程大大加快。比如，美国的目标是到2010年纳米科技的GDP达到10000亿美元，并培养80万人真正懂纳米科技。并且纳米生物学会比美国上一届总统克林顿估计r20年发展历程缩短5年左右。目前美国有大量实验室和风险投资正式对源头创新进行投入，生产方式在纳米组合空间得以体现，其中美国硅谷由政府支持建立全球第一条芯片生产线，这条生产线生产的芯片是人的肉眼看不见的、尺度只有100纳米、而且计算速度提高1000倍。此外，在新材料领域及医药领域的纳米技术的应用也有很大突破。
现在各国都致力于纳米技术和纳米产业发展，美国的发展是全面的，而日本主要致力于纳米机器人的发展，德国则定位于环境和能源，英国定位于医药领域的应用，法国重新建立国家纳米中心。总之纳米实用进程加快了，并将成为各国竞争的焦点。
客观来说，中国的纳米科技起步早，在纳米科技基础研究方面与国际水平相差不大。但我国要真正将纳米技术转为财富、使纳米为我国GDP做贡献，还面临三大问题：其一，我国的纳米技术缺乏实用化进程、缺乏市场目标做牵引、缺乏进入市场具体规划，没有适合本国纳米发展的领域；其二，纳米技术应是多学科交叉的，科学家应该能组织在一起进行纳米技术的应用，这样才能迅速集成技术进入市场，而我国是各干各的；其三，我国前一段时期市场上出现炒做概念、乱用概念，错误地低估纳米技术，其实我们要认识到，纳米不使性能提高便一钱不值，不能将性能提高和纳米科技内涵脱离开来。
那么我国纳米技术有没有领先呢？有。譬如纳米硒，是世界上为数不多的纳米技术的领先产品，在硒的研究方面中国本身就具有领先水平，全球硒的膳食标准就是中国参与制订的，而且硒又是普遍看好的一个事物，它对免疫力的提高、维持新陈代谢的平衡及防止癌症起到了别的元素不可替代的作用。缺碘会导致大脖子病，缺钙会导致骨质疏松，缺铁导致贫血，那么缺硒导致多种疾病的高发。当然微量元素过量补充也会有反作用。过去人们对硒的副作用看得过高，其实这是过量补充造成的后果。
客观认识硒的作用，那么目前对硒的更高要求是什么呢？我认为主要纳米集成技术加工后使硒变成人体易于吸收的营养，避免硒带来的副作用。传统补硒医学上是非常慎重的，因为有益含量和有害的差得太近了，所以，在医院一般是非吃不可、如癌症放化疗患者才能补硒。而纳米硒具有低毒、高效的功能。这也是对纳米生物学一个相当高的要求。
纳米技术范文篇2
实际上,“纳米”尺度的粒子早已存在。比如,中国古代的徽墨粒子,出土铜镜涂层中的粒子,已在轮胎中使用了100年用作增强剂的炭黑颗粒等,我们用于疾病预防的疫苗产品(常含有一种或数种纳米尺度的蛋白质)也都可以挤身于纳米之列。
那么,究竟什么是纳米世界呢?
从人类历史的发展角度看,科学的发展导致了人类改造世界的一次又一次新飞跃,纳米技术的兴起也是科学发展的结果。
我们知道,是宏观世界与微观世界的结合构成现在丰富多彩、五光十色的自然界。从以牛顿等科学家为核心所取得的经典物理、化学、力学的巨大成就,到目前的计算机网络、宇宙飞船、飞机、汽车、机器人等宏观世界的科学成就彻底改变了人们的生活方式。到目前为止,人类可以进行研究的宏观物质世界的最大尺度是1025m,约10亿光年,这也就是人类目前已观测到的宇宙大致范围。
在微观世界,科学家把物质的运动都还原到原子、分子这一层面上进行研究。从玻尔的原子理论到普朗克、爱因斯坦等的量子力学,微观世界的研究和应用都取得了巨大的成功,从原子弹和氢弹的爆炸,到物质有机合成、转基因食品和克隆羊出现,从原子光谱和激光、几何光学到光纤通讯的出现。在目前为止,人类所研究的微观物质世界的最小尺度达到了10-19m,也就是人们常常说的夸克(组成中子、质子这一类强子的更基本的单元)水平。
那么,微观世界和宏观世界之间是如何连接的,一直以来是个谜。随着人类科技的进步,我们现在知道它们不是直接而简单的联结,而是存在一个过渡区,这一过渡区域科学家把它叫做介观世界或介观领域,纳米世界(0.1-100纳米)就是介观世界的一个组成部分。因为在这个区间物理上有很多新的现象和新的效应产生,所以它给科学家和人类带来了很多原始的创新机会和商业机会。
现在市场上出现了“纳米概念”的产品。例如,纳米洗衣机和纳米冰箱就是洗衣机和冰箱的内胆涂上一种纳米材料,它们就具有了普通洗衣机和冰箱所没有的可以抑制霉菌生长的功能;纳米领带,将普通领带的表面经物理、化学两种纳米方法处理后,领带便具有很强的自洁能力,不沾水、不沾油;经过纳米化处理的陶瓷,不仅拥有陶瓷现有的光彩和硬度,同时还具有一定的弹性,而不用担心不小心被摔坏。
为什么目前会有那么多人看好纳米技术的前景?
除了它能促进人类认知领域的革命外,第二个原因就是它会引发一场新的工业革命,给企业带来新的商业机会。具有关资料预计,目前微米级的信息技术开始走到尽头,就是说其发展受到了物理的局限。因此美国半导体协会曾提出,需要将用于信息技术关键芯片的尺度缩小到100纳米以下,当芯片尺寸小于100纳米时,量子效应就会起作用,这时纳米领域的全新理论和方法就会成为构建新的纳米芯片的基础。这样的纳米芯片计算速度会更快、存储密度会更高、能耗大大减少……一场新的工业革命就会到来。就如美国前总统克林顿所说的,到那时候,全部美国国会图书馆的资料就可以储存在一个芯片里。
科学界预计纳米技术是21世纪可能会取得重要突破的三个领域之一,美国甚至认为纳米科技会成为21世纪经济发展的发动机。所以,从欧洲到日本,发达国家纷纷制定自己国家的发展战略,投入很多的人力和物力,再加上企业的投入,形成了今天的纳米热。
中国现在已有几百家纳米技术企业,几十条纳米生产线,这是否意味着纳米时代已经成熟了?纳米时代已经到来?一项科学技术应用是否成熟的很重要的标志,一个是理论研究的深入程度;另一个就是其产品的工业化水平。
尽管,目前解释纳米现象的理论五花八门,但真正能够像经典力学解释宏观世界,量子力学解释微观世界那样的理论仍未出现,这是其一。
其二,相对于纳米时代,我们现在还处在一个后微米技术时代。微米技术时代的特征在信息技术及其应用上反映的较为明显。例如,计算机大规模集成电路的设计、加工、信息存储单元的大小,目前还都是在微米尺寸上进行的。尤其是器件,现在线条的宽度虽然到了深亚微米,但是器件本身还都是微米级的。
微电子技术因为发展得比较成熟,利用现有的技术还可以不断地缩小、改进,但是研制成本会呈指数增加,另外在什么程度上量子效应会占多大比例,如何克服量子效应,这些都是需要解决的问题。
在现实生活中,哪些东西已经是纳米技术的产品了?要实现纳米技术的诱人前景,最关键的技术就是纳米材料。目前,往往是做成粉体掺进某个东西中去,看看它是否具有不同于以往的性能,然后把这个材料推出去,我国这几百家企业虽然都有自己的产品,但绝大部分目前基本处于这样一个水平,就是把材料做成纳米级的非常小的颗粒,再把粉体做成材料供大家使用,这显然是非常初级的。
我们现在可以在实验室制备出强度和韧性都比原有的材料(比如钢)强10倍以上而重量又轻的材料,这种新材料会带来很多的工业应用和革命。目前就碳管而言可以达到这个程度,但是要想批量生产并降低成本还有问题。
同样,我们也可以在实验室制备出效力高于普通疫苗的纳米佐剂疫苗,但想要批量生产,进行实际应用就需要解决很多关键的技术问题。
物质的结构决定它的性质,结构是单一的,那么性质也基本是均衡的。如何用纳米技术做成大物体时,在宏观尺度物体还保留纳米尺度的特性。这是纳米技术工业化需要解决的一个最关键的问题。例如晶体材料,它的晶格有序,是由于原子排列从微观到宏观都是以同样的方式排列,所以整体的性质和一颗纳米微粒的性质差别并不大。例如,金刚石,其晶格是呈四面体排列,距离、角度都一样,如果无限延伸到宏观上其性能也都是一样的,这就是一块完美的钻石。但自然界的晶体不会是完美的,纳米技术的应用就可以出现完美的金刚石。
另外,我们还需要警惕出现的“伪纳米现象”,例如说将来的纳米武器比核武器要厉害,纳米炸弹爆炸过的地方,整个区域都会变成同一种物质。这在科学理论上就没有什么依据了,完全是信口胡说。
展望未来,全球的纳米科技发展会呈现出以下趋势:一是纳米的科技投入会由原来主要集中在基础研究领域,逐步向应用研究及产业化并举方向转变;二是由单一物理学研究向多学科交叉融合和边沿学科的方向发展;三是由单独的独立部门向集成化和国际化方向发展;四是更加重视关键技术和装备的研发;五是以材料制备为基础的单一生产方式向生物医学和专业器件的具体应用的产业发展。
为了实现纳米科技的可持续发展,保持并加强我国在纳米科技领域的国际竞争能力,除了需要继续开展面向国家重大需求的战略性基础研究外,在纳米材料、器件和系统、测量表征、生物医学等方面的原创性基础研究也是我国未来发展的目标。相信纳米技术在重要和关键技术领域的普及和应用会不断促进相关产业的快速发展。
作者简介
李映波
李映波,男,研究员,1963年10月出生,1984年毕业于昆明医学院临床医学专业,获医学学士学位,1987年昆明医学院研究生班毕业,1990年获中国协和医科大学(现北京协和医学院)医学硕士学位。1998年赴荷兰参加世界银行贷款的中国疫苗项目开发,1999年批准为中国协和医科大学(现北京协和医学院)硕士研究生导师。历任疫苗生产研究室室主任助理、副主任,生产开发处副处长、国有资产管理办公室主任、中心实验室主任、学术委员会委员、职称评审委员会委员、学位评定委员会委员。现为云南省科技专家库成员、国家自然基金委评审专家、国家教育部专家库成员、中国微生物学会临床专业委员会委员、云南省细胞生物学会理事、云南省行为科学学会理事、中国微生物学会永久会员,中华医学会遗传分会会员。
纳米技术范文篇3
纳米，从未远离。它一直和其他技术相结合包装在层层“外衣”下，默默为人类提供着便利。未来，纳米科技有望在信息技术、生物医药、能源环境等领域，给人类带来更多福祉，甚至成为未来世界的改变者。
颠覆性变革印刷业
对于公众来说，纳米技术似乎远不如3D打印技术那么“看得见摸得着”，也不如智慧城市那样耳熟能详。它似乎被束之高阁，仅仅停留在实验室里。
事实真的如此吗？不久前，记者随同中科院北京综合研究中心工作人员到位于怀柔科教园区的中科纳新印刷技术有限公司，与印刷领域的纳米科技来了一次“面对面”接触。
“我们的核心技术是纳米材料绿色制版技术，这是一种非感光、无污染、低成本的新型印刷制版技术，”在中科纳新工作的中科院化学所博士纪艺琼介绍，“如果进一步推广，它必将引发整个印刷业颠覆性的变革。”
走进生产车间，几台看似不起眼的制版机躺在中间，几名工作人员正将一张铝板放进机器内，不多时，一张制好的版材就从机器尾端出口“跑”了出来。没有刺鼻的化学药水味，没有排污管道，甚至没有大的噪音，报纸、杂志制版过程轻而易举完成了。
“喷墨是手段，纳米是我们的核心技术，用纳米手段来实现亲水亲油区域的自由调控。”据纪艺琼介绍，纳米科技给印刷技术带来新的突破，不但环保，还可节约成本，“用这样的印刷设备，可节约30%左右的成本”。
据了解，该项技术的产业化正稳步推进，目前山东等地的报社已开始利用中科纳新的设备大规模印刷报纸。不产生废水，不造成重金属污染，印刷业革命已成为现实。
“纳米”就在我们生活中
除了印刷制版，纳米科技其实早已应用于人们的日常生活之中。只不过，它如同春雨一般，“随风潜入夜，润物细无声”，以至于公众都忽视了它的存在。
“拿纳米钢皂来说，其实技术早就成熟了，在很多地方也买得到。”据国家纳米科学技术指导协调委员会专家组秘书长、国家纳米科学中心科技管理部副主任任红轩介绍，纳米钢皂最早在德国生产出来，近年国内也出现同类产品。这种不锈钢肥皂，能有效去除鱼腥味等多种异味，但由于价格高昂并未进入超市销售，而主要在大商场贩卖。
“纳米科技早就无孔不入了。”在办公室里，任红轩拿起一部苹果手机向记者比画了一下，“这里面的芯片都是利用纳米技术制造出来的，但一般人谁知道？”
在芯片制造领域，纳米科技进步意义重大。每一台电脑、智能手机的生产都离不开芯片。目前，英特尔最先进的移动SoC（系统级芯片）采用22纳米工艺，高通的高端SoC采用28纳米工艺。采用纳米级较低的工艺生产芯片，可提高芯片的性能和能耗效率。最新消息是，英特尔将公布14纳米制造工艺，并表示将利用这项新工艺生产新一代智能手机和平板电脑芯片。毫无疑问，这将带来智能手机、平板电脑性能的新飞跃。
“前两年红火的纳米衣服，在技术上也有了新发展。”据任红轩介绍，国家纳米科学中心正在帮助一家企业研制一种耐高温、透气的纳米衣服，可用于高温下作业的特种行业，“我们提供材料和技术支持，他们生产”。
在医疗领域，纳米科技也早已应用多年。但相对于治疗，目前纳米科技主要在疾病检测领域发挥作用。科学家针对不同病情设计出不同试纸，“最简单的应用就是检查女性是否怀孕的试纸，用的也是纳米技术。”任红轩说。
据了解，2011年，国家纳米科学中心和检验检疫部门合作，研发了用于快速检测植物病毒的试剂盒，目前这种试剂盒已被海关部门投入使用。中科院生物物理所研究员阎锡蕴也向记者介绍，纳米科技在医学成像、农药检测等领域用途很广。她曾利用纳米模拟酶发展了肿瘤诊断新技术。该技术简便、快捷，突破了免疫组化法依赖于昂贵抗体的限制。
人们日常生活中必须用到的电池、手机显示屏等，也离不开纳米技术。“碳纳米管被用作导电材料，已经用于锂离子电池中，且实现了产业化；利用碳纳米管场发射性质制造的显示屏，在手机上的运用效果非常好，也已实现了产业化。”任红轩告诉记者，每当人们打开手机享受其带来的便利时，就已在不自觉地享受着纳米科技带给人类的福祉了。
下一次工业革命的核心？
1991年，碳纳米管为人类发现，此后被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等研究中。1999年，纳米技术逐步走向市场，全年基于纳米产品的营业额达500亿美元……
如今，纳米技术与信息技术、生物技术共同构成当今世界高新技术三大支柱。包括美国、日本、欧盟、俄罗斯等50多个国家和地区都有各自明确的纳米科技发展战略，并投入巨资抢占战略制高点。美国甚至将纳米计划视为下一次工业革命的核心。
“从我国对纳米技术的支持力度看，纳米研究一直是热点。”据任红轩介绍，近年国家在这方面投入的经费基本上每年在10亿元以上。此外，地方政府也有相应投入。当前及未来纳米科技热点在哪里？任红轩称主要集中在以石墨烯为代表的纳米材料、生物医药、信息技术、能源环境几个方面。
“石墨烯是由单层碳原子组成的二维晶体，可是制备功耗更小、速率更高的新一代纳米电子元件的重要基础性材料。它的发现是纳米科技发展史上，距现在最近的一个里程碑事件。”任红轩表示。
在生物医药方面，尽管纳米科技用于新药研发成功的案例不多，但这并非纳米本身的原因，而是因为世界上对药品的研发、上市有着严格审定程序。实际上，科学家们已在实验室研发出很多种新药，在临床数据的表现都很好，但因为审批的原因，正式上市尚需时日。任红轩举例说，经过10多年努力，一种名为“富勒烯包钆”的药物被研发出来，可用于治疗各种肿瘤。它的原理是可在肿瘤组织形成一个包围圈，阻断肿瘤组织与外界物质交换，从而实现抑制其生长的目的。目前，研究人员通过实验发现，它在治疗乳腺癌、胰腺癌方面疗效显著，已申请了三个国际专利和20多个附属专利，并通过了动物实验阶段，未来如果能够走入市场，可能会改变目前现有的肿瘤治疗方式。
在信息技术方面，纳米科技对提高每平方英寸存储器的存储密度、提高中央处理器的计算速度有着至关重要的作用。目前，中科院上海微系统所在纳米相变存储器的产业化关键技术上已取得重大突破。“时下流行的可穿戴智能设备，其芯片、材料将来都离不开纳米技术。纳米技术的进步将推进这些智能设备的发展。”任红轩说。
