納米技術(nanotechnology)是用單個(ge)原子、分(fen)子制(zhi)造物質的(de)科學技術,研究(jiu)結構尺寸在1至100納米范圍(wei)內材料(liao)的(de)性質和應用。
納(na)米科學(xue)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)是(shi)(shi)以(yi)許多現(xian)(xian)代先進科學(xue)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)為基礎的(de)科學(xue)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu),它(ta)是(shi)(shi)動態科學(xue)(動態力學(xue))和(he)現(xian)(xian)代科學(xue)(混沌物(wu)理、智(zhi)能量子(zi)(zi)(zi)、量子(zi)(zi)(zi)力學(xue)、介觀物(wu)理、分(fen)子(zi)(zi)(zi)生物(wu)學(xue))和(he)現(xian)(xian)代技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(計(ji)算機技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、微電子(zi)(zi)(zi)和(he)掃描隧道顯微鏡(jing)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、核分(fen)析技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu))結合(he)的(de)產物(wu),納(na)米科學(xue)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)又將引發一系列新的(de)科學(xue)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu),例如:納(na)米物(wu)理學(xue)、納(na)米生物(wu)學(xue)、納(na)米化學(xue)、納(na)米電子(zi)(zi)(zi)學(xue)、納(na)米加(jia)工技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和(he)納(na)米計(ji)量學(xue)等。
納米(mi)技(ji)(ji)術(nanotechnology),也稱毫微技(ji)(ji)術,是研究結構(gou)尺寸在1納米(mi)至100納米(mi)范圍內(nei)材料的(de)(de)性質(zhi)和應用的(de)(de)一(yi)(yi)種技(ji)(ji)術。1981年掃描隧道顯微鏡發(fa)明后,誕生(sheng)了一(yi)(yi)門以1到100納米(mi)長度為研究分(fen)子世界(jie),它的(de)(de)最終目(mu)標是直(zhi)接以原(yuan)子或分(fen)子來(lai)構(gou)造(zao)具有特定功能的(de)(de)產品(pin)。因(yin)此,納米(mi)技(ji)(ji)術其實就(jiu)是一(yi)(yi)種用單個原(yuan)子、分(fen)子制造(zao)物質(zhi)的(de)(de)技(ji)(ji)術。
從迄(qi)今(jin)為(wei)止(zhi)的研究來看,關(guan)于納(na)米技術分為(wei)三(san)種概(gai)念:
第一(yi)種(zhong)(zhong),是1986年美國科(ke)學家德(de)雷克斯勒博士在(zai)《創造(zao)的(de)機器(qi)》一(yi)書(shu)中提出的(de)分(fen)子納(na)米技(ji)術。根(gen)據(ju)這一(yi)概念,可(ke)(ke)以(yi)使組合分(fen)子的(de)機器(qi)實用化(hua),從而(er)可(ke)(ke)以(yi)任(ren)意組合所(suo)有種(zhong)(zhong)類的(de)分(fen)子,可(ke)(ke)以(yi)制造(zao)出任(ren)何(he)種(zhong)(zhong)類的(de)分(fen)子結構(gou)。這種(zhong)(zhong)概念的(de)納(na)米技(ji)術還未(wei)取得重(zhong)大進(jin)展。
第二(er)種概念把納米技(ji)術定(ding)位為微(wei)(wei)加工(gong)技(ji)術的(de)(de)(de)極限(xian)。也(ye)就是通過納米精度的(de)(de)(de)"加工(gong)"來人工(gong)形成納米大小的(de)(de)(de)結構的(de)(de)(de)技(ji)術。這(zhe)種納米級的(de)(de)(de)加工(gong)技(ji)術,也(ye)使(shi)(shi)(shi)半(ban)導體微(wei)(wei)型化即將(jiang)達到(dao)極限(xian)。現有(you)技(ji)術即使(shi)(shi)(shi)發展(zhan)下去,從理論上講終將(jiang)會(hui)達到(dao)限(xian)度,這(zhe)是因為,如果(guo)把電路(lu)的(de)(de)(de)線幅逐漸變(bian)小,將(jiang)使(shi)(shi)(shi)構成電路(lu)的(de)(de)(de)絕緣(yuan)膜變(bian)得極薄,這(zhe)樣將(jiang)破(po)壞絕緣(yuan)效果(guo)。此外,還有(you)發熱和晃動等問(wen)題(ti)。為了解決這(zhe)些問(wen)題(ti),研(yan)究(jiu)人員正在研(yan)究(jiu)新型的(de)(de)(de)納米技(ji)術。
第三種概念是從生物(wu)(wu)(wu)的角度出發而提出的。本(ben)來,生物(wu)(wu)(wu)在(zai)細胞(bao)和(he)生物(wu)(wu)(wu)膜內就存在(zai)納(na)米(mi)級的結構(gou)。DNA分(fen)子計算機、細胞(bao)生物(wu)(wu)(wu)計算機的開發,成為納(na)米(mi)生物(wu)(wu)(wu)技術的重要內容。
納(na)米技(ji)術是一門(men)交叉性很強的綜合學科(ke),研究的內(nei)容涉及現代(dai)科(ke)技(ji)的廣(guang)闊(kuo)領域。納(na)米科(ke)學與技(ji)術主要包括:
納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)體系物理學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料(liao)學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)生物學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)電子學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)加工學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)力學(xue)(xue)(xue)等。這(zhe)七(qi)個相對獨立又相互滲(shen)透的(de)學(xue)(xue)(xue)科和納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料(liao)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)器件、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)尺度的(de)檢測與表(biao)征(zheng)這(zhe)三個研究領(ling)域。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料(liao)的(de)制(zhi)備和研究是整個納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科技(ji)的(de)基(ji)礎。其中,納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)物理學(xue)(xue)(xue)和納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)(xue)是納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術的(de)理論基(ji)礎,而納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)電子學(xue)(xue)(xue)是納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術最重要的(de)內容。
1993年,第一(yi)屆國(guo)際納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)大會(INTC)在美(mei)國(guo)召開,將納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)劃分為6大分支:納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)物理學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)生物學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)電子學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)加工技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)計(ji)量(liang)(liang)學(xue)(xue)(xue),促進了納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的發展。由(you)于該技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的特殊性(xing),神奇性(xing)和廣泛(fan)性(xing),吸引了世界(jie)各國(guo)的許(xu)多優(you)秀科學(xue)(xue)(xue)家紛(fen)紛(fen)為之努力研究。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)一(yi)般指納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)(0.1一(yi)100nm)的材料、設(she)計(ji)、制(zhi)(zhi)造,測量(liang)(liang)、控制(zhi)(zhi)和產(chan)品的技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)主要包括:納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)測量(liang)(liang)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu):納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)表(biao)層物理力學(xue)(xue)(xue)性(xing)能的檢測技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu):納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)加工技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu);納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)粒子的制(zhi)(zhi)備技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu);納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材料;納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)生物學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu);納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)組裝技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)等。
納米技(ji)術包含下列四(si)個主要方面:
1、納(na)米(mi)材(cai)料:當(dang)物(wu)質(zhi)到納(na)米(mi)尺度(du)以(yi)后,大約(yue)是(shi)在0.1—100納(na)米(mi)這(zhe)個范圍(wei)空間,物(wu)質(zhi)的(de)性能就會發生(sheng)突(tu)變(bian),出現特(te)殊性能。這(zhe)種既具不同于原來(lai)組(zu)成的(de)原子、分子,也不同于宏(hong)觀(guan)的(de)物(wu)質(zhi)的(de)特(te)殊性能構成的(de)材(cai)料,即為納(na)米(mi)材(cai)料。
如果僅僅是尺度達到納(na)米,而沒有特殊性能的(de)材(cai)料(liao),也不(bu)能叫納(na)米材(cai)料(liao)。
過(guo)(guo)去(qu),人(ren)們(men)只注(zhu)意原子(zi)(zi)、分子(zi)(zi)或者宇宙空(kong)間(jian),常常忽略這(zhe)個(ge)(ge)中間(jian)領域(yu),而這(zhe)個(ge)(ge)領域(yu)實際(ji)上大(da)量存在于自然(ran)界,只是以前沒有(you)認(ren)識(shi)到(dao)(dao)這(zhe)個(ge)(ge)尺度范圍的(de)(de)性(xing)能(neng)。第一個(ge)(ge)真正(zheng)認(ren)識(shi)到(dao)(dao)它(ta)(ta)的(de)(de)性(xing)能(neng)并引用納(na)米概念的(de)(de)是日(ri)本科學(xue)家,他們(men)在20世紀70年(nian)代(dai)用蒸發法制(zhi)備超微離子(zi)(zi),并通過(guo)(guo)研究它(ta)(ta)的(de)(de)性(xing)能(neng)發現(xian):一個(ge)(ge)導電(dian)、導熱的(de)(de)銅、銀導體(ti)做成(cheng)(cheng)納(na)米尺度以后(hou),它(ta)(ta)就失去(qu)原來(lai)的(de)(de)性(xing)質(zhi),表現(xian)出既不導電(dian)、也(ye)不導熱。磁性(xing)材料(liao)(liao)也(ye)是如(ru)此,像(xiang)鐵鈷合金,把它(ta)(ta)做成(cheng)(cheng)大(da)約20—30納(na)米大(da)小,磁疇(chou)就變成(cheng)(cheng)單磁疇(chou),它(ta)(ta)的(de)(de)磁性(xing)要比原來(lai)高1000倍。80年(nian)代(dai)中期(qi),人(ren)們(men)就正(zheng)式(shi)把這(zhe)類材料(liao)(liao)命名(ming)為納(na)米材料(liao)(liao)。
為什么磁(ci)疇(chou)變成單(dan)(dan)磁(ci)疇(chou),磁(ci)性要比原來提高1000倍呢?這是因為,磁(ci)疇(chou)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)單(dan)(dan)個(ge)原子排列的(de)(de)(de)并不是很(hen)規則,而單(dan)(dan)原子中(zhong)(zhong)間是一個(ge)原子核(he),外則是電(dian)子繞其旋(xuan)轉的(de)(de)(de)電(dian)子,這是形成磁(ci)性的(de)(de)(de)原因。但是,變成單(dan)(dan)磁(ci)疇(chou)后,單(dan)(dan)個(ge)原子排列的(de)(de)(de)很(hen)規則,對(dui)外顯示了強大(da)磁(ci)性。
這一(yi)特(te)性,主(zhu)要用于(yu)制(zhi)(zhi)造(zao)微特(te)電機。如果將技術發展到一(yi)定(ding)的時(shi)候,用于(yu)制(zhi)(zhi)造(zao)磁懸(xuan)浮,可以制(zhi)(zhi)造(zao)出(chu)速度更快(kuai)、更穩定(ding)、更節約能(neng)源的高速度列車。
2、納(na)米動(dong)力(li)學:主要是微(wei)機(ji)械(xie)和微(wei)電(dian)(dian)機(ji),或總稱為(wei)微(wei)型(xing)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)械(xie)系(xi)統(tong)(MEMS),用于(yu)有傳動(dong)機(ji)械(xie)的(de)(de)微(wei)型(xing)傳感器和執行器、光(guang)纖通訊系(xi)統(tong),特(te)種(zhong)電(dian)(dian)子(zi)設(she)備、醫療和診斷儀(yi)(yi)器等.用的(de)(de)是一種(zhong)類似于(yu)集(ji)成電(dian)(dian)器設(she)計和制(zhi)造的(de)(de)新工藝。特(te)點(dian)是部件(jian)很(hen)小,刻蝕的(de)(de)深度往(wang)往(wang)要求數(shu)十至數(shu)百微(wei)米,而寬度誤(wu)差很(hen)小。這種(zhong)工藝還可用于(yu)制(zhi)作三相電(dian)(dian)動(dong)機(ji),用于(yu)超快(kuai)速離心機(ji)或陀螺(luo)儀(yi)(yi)等。在研究(jiu)方面還要相應地檢測準(zhun)原子(zi)尺度的(de)(de)微(wei)變形和微(wei)摩擦等。雖然它(ta)們目前尚未真正進入納(na)米尺度,但有很(hen)大的(de)(de)潛在科學價(jia)值(zhi)和經(jing)濟價(jia)值(zhi)。
理論上講(jiang):可以使微電機和(he)檢測技(ji)術達到納米數量級。
3、納(na)米(mi)生物學(xue)(xue)和納(na)米(mi)藥(yao)物學(xue)(xue):如(ru)在云母表面用納(na)米(mi)微粒(li)度(du)的(de)(de)膠體金固定(ding)dna的(de)(de)粒(li)子(zi)(zi),在二(er)氧化硅表面的(de)(de)叉指形電(dian)極做生物分子(zi)(zi)間互作用的(de)(de)試驗(yan),磷脂(zhi)和脂(zhi)肪酸雙層平面生物膜,dna的(de)(de)精細(xi)結構等。有了納(na)米(mi)技術,還可用自組裝方法在細(xi)胞內(nei)放入零件或組件使構成新的(de)(de)材料。新的(de)(de)藥(yao)物,即使是微米(mi)粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)細(xi)粉,也大約(yue)有半數不溶(rong)于水;但(dan)如(ru)粒(li)子(zi)(zi)為(wei)納(na)米(mi)尺度(du)(即超微粒(li)子(zi)(zi)),則(ze)可溶(rong)于水。
納米生物學發展到一定技術時,可以用納米材料制(zhi)成具有識(shi)別(bie)能(neng)力的(de)納米生物細(xi)(xi)胞,并(bing)可以吸收癌細(xi)(xi)胞的(de)生物醫藥(yao),注入人(ren)體內,可以用于定向殺(sha)癌細(xi)(xi)胞。(上面是(shi)老錢加注)
4、納米(mi)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)學(xue):包括基于量子(zi)(zi)(zi)效應的納米(mi)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)器(qi)(qi)件、納米(mi)結構的光/電(dian)(dian)(dian)性質、納米(mi)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)材(cai)料的表征,以及原子(zi)(zi)(zi)操縱和原子(zi)(zi)(zi)組裝等。當前(qian)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)技(ji)術的趨勢要求器(qi)(qi)件和系統更(geng)小、更(geng)快、更(geng)冷,更(geng)小,是指(zhi)(zhi)響應速度要快。更(geng)冷是指(zhi)(zhi)單個器(qi)(qi)件的功耗要小。但是更(geng)小并(bing)非沒有限度。納米(mi)技(ji)術是建設者的最(zui)后疆界(jie),它(ta)的影響將是巨大的。
納(na)米技術的(de)(de)靈感,來(lai)自于(yu)已故(gu)物理(li)(li)學家理(li)(li)查德(de)·費(fei)曼1959年(nian)所作(zuo)的(de)(de)一(yi)(yi)次(ci)(ci)題為《在(zai)底部還有(you)很大(da)(da)空間(jian)》的(de)(de)演講。這位當時(shi)在(zai)加州理(li)(li)工(gong)大(da)(da)學任教的(de)(de)教授向同事(shi)們提(ti)出了一(yi)(yi)個(ge)新(xin)的(de)(de)想法。從(cong)石(shi)器時(shi)代開始,人(ren)類(lei)從(cong)磨尖(jian)箭頭到光刻芯(xin)片的(de)(de)所有(you)技術,都(dou)與(yu)一(yi)(yi)次(ci)(ci)性地(di)削去(qu)或(huo)者融合(he)數以(yi)億計的(de)(de)原(yuan)子以(yi)便把物質做(zuo)成有(you)用(yong)的(de)(de)形(xing)態有(you)關。費(fei)曼質問道(dao),為什么我(wo)們不可以(yi)從(cong)另外一(yi)(yi)個(ge)角度出發(fa),從(cong)單個(ge)的(de)(de)分子甚至原(yuan)子開始進行組(zu)裝(zhuang),以(yi)達到我(wo)們的(de)(de)要求?他說:“至少依(yi)我(wo)看來(lai),物理(li)(li)學的(de)(de)規律(lv)不排(pai)除一(yi)(yi)個(ge)原(yuan)子一(yi)(yi)個(ge)原(yuan)子地(di)制造物品的(de)(de)可能性。”
70年代,科(ke)學家開始從不(bu)同角度提出有關納(na)米(mi)科(ke)技的構想,1974年,科(ke)學家谷口紀(ji)男(Norio Taniguchi)最(zui)早(zao)使用納(na)米(mi)技術一(yi)詞描述精(jing)密機械加工;
1981年(nian),科學家發(fa)明研究納米的重要工具(ju)——掃描隧道顯微鏡,為我們揭示(shi)一個可見的原(yuan)子、分(fen)子世界,對納米科技發(fa)展產生了積極促進(jin)作用;
1990年,IBM公(gong)司(si)阿爾(er)馬登研(yan)究中心的科學(xue)家成(cheng)功地(di)對單個(ge)(ge)的原(yuan)(yuan)子(zi)進行(xing)了重排,納米(mi)技術取得一(yi)(yi)項關鍵突破。他們使用(yong)一(yi)(yi)種稱為掃(sao)描探針的設備慢慢地(di)把35個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)子(zi)移(yi)動到(dao)各自的位置,組(zu)成(cheng)了IBM三個(ge)(ge)字(zi)母。這證明費(fei)曼(man)是正確的,二個(ge)(ge)字(zi)母加起來(lai)還(huan)(huan)沒有3個(ge)(ge)納米(mi)長。不(bu)久,科學(xue)家不(bu)僅能夠操縱單個(ge)(ge)的原(yuan)(yuan)子(zi),而且還(huan)(huan)能夠“噴涂原(yuan)(yuan)子(zi)”。使用(yong)分(fen)子(zi)束(shu)外延(yan)長生長技術,科學(xue)家們學(xue)會了制造(zao)(zao)極薄(bo)的特殊晶(jing)體薄(bo)膜的方法,每次只造(zao)(zao)出一(yi)(yi)層分(fen)子(zi)。現(xian)代制造(zao)(zao)計算機(ji)硬盤讀寫(xie)頭使用(yong)的就(jiu)是這項技術。著名物(wu)理學(xue)家、諾貝爾(er)獎獲得者理查德·費(fei)曼(man)預言,人類可以用(yong)小的機(ji)器制作更小的機(ji)器,最(zui)后將(jiang)變(bian)成(cheng)根據人類意愿,逐(zhu)個(ge)(ge)地(di)排列原(yuan)(yuan)子(zi),制造(zao)(zao)產品,這是關于納米(mi)技術最(zui)早(zao)的夢想。
1990年7月(yue),第一屆國(guo)際納(na)米科學技(ji)術會(hui)議在美國(guo)巴(ba)爾的(de)摩舉辦,標志著納(na)米科學技(ji)術的(de)正(zheng)式誕生;
1991年(nian),碳納(na)米(mi)管被人類發現,它的(de)質量(liang)是相同體(ti)積鋼的(de)六分(fen)之(zhi)一,強度卻是鋼的(de)10倍(bei),成(cheng)為(wei)納(na)米(mi)技術研究的(de)熱點,諾貝爾(er)化學獎(jiang)得(de)主(zhu)斯(si)莫利教(jiao)授認(ren)為(wei),納(na)米(mi)碳管將(jiang)是未來最佳纖維的(de)首選(xuan)材料,也將(jiang)被廣泛(fan)用于超微(wei)導線、超微(wei)開關以及納(na)米(mi)級電子線路等;
1993年,繼1989年美(mei)國(guo)斯坦福大學搬(ban)走原子(zi)(zi)團“寫”下斯坦福大學英文、1990年美(mei)國(guo)國(guo)際(ji)商用機(ji)器公司在鎳表面用35個(ge)氙原子(zi)(zi)排出“IBM”之后,中(zhong)國(guo)科(ke)(ke)學院北京真空物(wu)理實驗室自如地(di)操縱原子(zi)(zi)成功寫出“中(zhong)國(guo)”二字(zi),標志著中(zhong)國(guo)開始在國(guo)際(ji)納米科(ke)(ke)技(ji)領(ling)域占有一席之地(di);
1997年,美國(guo)科(ke)學家(jia)首次成(cheng)功地用(yong)單電(dian)子(zi)移動(dong)單電(dian)子(zi),利用(yong)這種技(ji)術可(ke)望在2017年后研制成(cheng)功速度和存貯容量比現(xian)在提高成(cheng)千上萬倍的量子(zi)計算(suan)機;
1999年,巴(ba)西(xi)和美(mei)國(guo)科(ke)學家在進行納(na)米碳管實驗時發明了(le)世界上最小的“秤”,它(ta)能夠稱量十億分之一克的物體(ti),即相當于一個病毒的重量;此(ci)后(hou)不久,德國(guo)科(ke)學家研(yan)制出能稱量單個原子重量的秤,打破了(le)美(mei)國(guo)和巴(ba)西(xi)科(ke)學家聯合創造的紀(ji)錄;
到(dao)1999年(nian),納米技術(shu)逐(zhu)步走(zou)向市場,全年(nian)基于納米產品的營業額達(da)到(dao)500億(yi)美元(yuan);
2001年(nian)(nian)(nian)(nian),一(yi)些(xie)國(guo)家紛紛制定相關戰略或者計(ji)劃(hua)(hua),投入(ru)巨資搶(qiang)占納米(mi)技術戰略高地。日(ri)本設立納米(mi)材料研究中心,把納米(mi)技術列入(ru)新(xin)5年(nian)(nian)(nian)(nian)科技基(ji)本計(ji)劃(hua)(hua)的(de)(de)研發重(zhong)點;德(de)國(guo)專門建立納米(mi)技術研究網;美(mei)國(guo)將納米(mi)計(ji)劃(hua)(hua)視(shi)為(wei)下一(yi)次工業革命的(de)(de)核(he)心,美(mei)國(guo)政府(fu)部門將納米(mi)科技基(ji)礎(chu)研究方面的(de)(de)投資從1997年(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)1.16億(yi)美(mei)元增加到(dao)2001年(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)4.97億(yi)美(mei)元。中國(guo)也(ye)將納米(mi)科技列為(wei)中國(guo)的(de)(de)“973計(ji)劃(hua)(hua)”進行(xing)大力(li)的(de)(de)發展與(yu)其相關產業的(de)(de)大力(li)扶持。
當前納(na)米技術的研究(jiu)和應用主要在材(cai)料(liao)(liao)和制備(bei)、微電子和計(ji)算機技術、醫學與健康、航(hang)天和航(hang)空、環境和能源、生(sheng)(sheng)物技術和農(nong)產品等方面。用納(na)米材(cai)料(liao)(liao)制作(zuo)(zuo)的器材(cai)重(zhong)量(liang)更輕、硬度更強、壽(shou)命更長、維修費更低、設計(ji)更方便。利用納(na)米材(cai)料(liao)(liao)還可以制作(zuo)(zuo)出(chu)特(te)定(ding)性質的材(cai)料(liao)(liao)或自然界不存在的材(cai)料(liao)(liao),制作(zuo)(zuo)出(chu)生(sheng)(sheng)物材(cai)料(liao)(liao)和仿生(sheng)(sheng)材(cai)料(liao)(liao)。
1、納米(mi)(mi)是(shi)一種幾何尺(chi)寸(cun)的度量單位(wei),1納米(mi)(mi)=百萬(wan)分之一毫米(mi)(mi)。
2、納(na)米技(ji)術帶動(dong)了技(ji)術革命。
3、利用納(na)米技術制作(zuo)的藥物可以(yi)阻斷毛細(xi)血管,“餓(e)死”癌細(xi)胞。
4、如果在(zai)衛星(xing)(xing)上用納米(mi)集成(cheng)器件(jian),衛星(xing)(xing)將(jiang)更(geng)小(xiao),更(geng)容(rong)易發(fa)射。
5、納米技術是(shi)多科學(xue)綜合,有些目標需要(yao)長時間的(de)努力才會實(shi)現。
6、納米技(ji)術和信息科(ke)學(xue)技(ji)術、生命科(ke)學(xue)技(ji)術是當前的科(ke)學(xue)發(fa)展(zhan)主流,它們的發(fa)展(zhan)將使人類社會、生存環境和科(ke)學(xue)技(ji)術本身變得更美好(hao)。
7、納米技(ji)術可(ke)以觀察病(bing)人身體中(zhong)的癌細胞病(bing)變及情況,可(ke)讓醫生對癥下藥(yao)。
納(na)米級(ji)測量(liang)技術(shu)包括:納(na)米級(ji)精度的尺(chi)寸和位移的測量(liang),納(na)米級(ji)表面形貌(mao)的測量(liang)。納(na)米級(ji)測量(liang)技術(shu)主(zhu)要有兩個發展方向。
一是(shi)光(guang)(guang)干涉測(ce)(ce)(ce)量技術,它是(shi)利用(yong)光(guang)(guang)的(de)干涉條紋來提高測(ce)(ce)(ce)量的(de)分辨率,其測(ce)(ce)(ce)量方法有:雙(shuang)頻激光(guang)(guang)干涉測(ce)(ce)(ce)量法、光(guang)(guang)外差(cha)干涉測(ce)(ce)(ce)量法、X射(she)線干涉測(ce)(ce)(ce)量法、F一P標準工具測(ce)(ce)(ce)量法等,可用(yong)于(yu)長度(du)和位(wei)移的(de)精確測(ce)(ce)(ce)量,也(ye)可用(yong)于(yu)表面顯微形(xing)貌的(de)測(ce)(ce)(ce)量。
二是(shi)掃描探(tan)(tan)針顯微測(ce)量(liang)技術(STM),其基本原理是(shi)基于量(liang)子(zi)力學的(de)(de)(de)(de)隧道效應,它的(de)(de)(de)(de)原理是(shi)用極尖的(de)(de)(de)(de)探(tan)(tan)針(或(huo)類似的(de)(de)(de)(de)方法)對被測(ce)表(biao)(biao)面進行掃描(探(tan)(tan)針和被測(ce)表(biao)(biao)面實際并不接觸),借助納米級的(de)(de)(de)(de)三維位移定位控制系統測(ce)出該表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)三維微觀立體(ti)形(xing)貌。主要用于測(ce)量(liang)表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)微觀形(xing)貌和尺寸。
用(yong)這原(yuan)理(li)的測量方法有:掃描(miao)隧(sui)道顯微鏡(STM)、原(yuan)子力(li)顯微鏡(AFM)等。
納(na)(na)米(mi)級加工的(de)含(han)意是達(da)到納(na)(na)米(mi)級精度的(de)加工技(ji)術。
由于原(yuan)子間(jian)的(de)(de)距離為0.1一(yi)0.3nm,納(na)米加工(gong)的(de)(de)實(shi)質就是要切(qie)斷(duan)原(yuan)子間(jian)的(de)(de)結合,實(shi)現原(yuan)子或分(fen)子的(de)(de)去除(chu),切(qie)斷(duan)原(yuan)子間(jian)結合所需要的(de)(de)能量,必(bi)然要求超過該(gai)物質的(de)(de)原(yuan)子間(jian)結合能,即所播的(de)(de)能量密度是很大(da)的(de)(de)。用傳統的(de)(de)切(qie)削、磨削加工(gong)方法進(jin)行納(na)米級加工(gong)就相當困難了。
截至2008年(nian)納(na)米(mi)加(jia)工有了(le)很(hen)大(da)的(de)突(tu)破(po),如(ru)電子(zi)(zi)(zi)束光刻(ke)(UGA技術(shu))加(jia)工超大(da)規(gui)模集成電路(lu)時,可(ke)實現0.1μm線寬的(de)加(jia)工:離子(zi)(zi)(zi)刻(ke)蝕可(ke)實現微(wei)米(mi)級(ji)和納(na)米(mi)級(ji)表層材料的(de)去除:掃(sao)描隧道顯微(wei)技術(shu)可(ke)實現單個(ge)原子(zi)(zi)(zi)的(de)去除、扭(niu)遷、增添(tian)和原子(zi)(zi)(zi)的(de)重組。
納(na)米粒子的制備方法很多,可分為物理方法和(he)化學方法。
真(zhen)空冷(leng)(leng)授(shou)法:用真(zhen)空蒸發(fa)、加熱(re)、高頻感應等(deng)方法使原料(liao)氣化或(huo)形成等(deng)粒子體(ti),然后驟冷(leng)(leng)。其特點純度(du)高、結晶組織好、位(wei)度(du)可控,但技(ji)術設備要(yao)求高。
物(wu)理粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)法:透過(guo)機(ji)械粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點(dian)操作簡單(dan)、成本低,但(dan)產晶(jing)純度低,順粒分布不均(jun)勻。
機械球磨(mo)法:采用球磨(mo)方法,控制(zhi)適當(dang)的條件(jian)得到純元(yuan)素、合金或復(fu)合材料的納米粒(li)子(zi)。其(qi)特點操作簡單(dan)、成本低(di),但產品純度(du)低(di),顆粒(li)分布不均勻。
氣相(xiang)沉積(ji)法(fa):利用金(jin)屬化(hua)合物(wu)蒸(zheng)汽的化(hua)學反應合成(cheng)納米材料(liao)。其(qi)特點(dian)產品純度(du)高(gao),粒度(du)分布窄。
沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)法(fa):把沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)劑加人(ren)到鹽溶(rong)液(ye)中(zhong)反應后,將沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)熱(re)處理得到納米材料.其特點簡(jian)單(dan)易行(xing),但(dan)純度(du)低,顆粒半徑大(da),適合制備載化物。
水(shui)熱合(he)成(cheng)法:高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓下在水(shui)溶液或蒸汽等流體中(zhong)合(he)成(cheng),再經(jing)分離(li)和熱處理得納米粒子。其特點純度高(gao)(gao),分散(san)性好、粒度易控制(zhi)。
溶(rong)膠(jiao)凝膠(jiao)法:金(jin)屬化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物經(jing)(jing)溶(rong)液(ye)、溶(rong)膠(jiao)、凝膠(jiao)而固化(hua)(hua)(hua)(hua),再(zai)經(jing)(jing)低(di)沮(ju)熱處理而生成納米(mi)粒子(zi)。其特(te)點反應物種(zhong)多,產物顆粒均一(yi),過程易控制,適于氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物和11一(yi)VI族化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物的制備。
徽乳液(ye)法(fa):兩:互不(bu)相(xiang)溶的溶劑在表面活性劑的作用(yong)下(xia)形成(cheng)乳液(ye),在徽泡中經成(cheng)核,聚(ju)結、團聚(ju)、熱處理后(hou)得納(na)米粒子。其特(te)點(dian)粒子的單分散和接(jie)口(kou)性好,11一VI族半導體納(na)米粒子多用(yong)此(ci)法(fa)制備。
水(shui)熱(re)合成法——高溫高壓下在水(shui)溶液或蒸汽等(deng)流體中合成,再(zai)經分離(li)和熱(re)處理得到納(na)米粒子。其特點是純度高,分散性好,粒度易控制(zhi)。
自1991年(nian)Gleiter等人率先制得(de)納(na)米(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)以來,經過(guo)10年(nian)的發展納(na)米(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)有了長(chang)足的進步。如(ru)今納(na)米(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)種類較多,按(an)其材(cai)(cai)質分(fen)有:金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)、納(na)米(mi)陶瓷材(cai)(cai)料(liao)(liao)、納(na)米(mi)半導體(ti)材(cai)(cai)料(liao)(liao)、納(na)米(mi)復合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)、納(na)米(mi)聚合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)等等。納(na)米(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)是超徽粒材(cai)(cai)料(liao)(liao),被稱為“21世紀新材(cai)(cai)料(liao)(liao)”,具(ju)有許(xu)多特異(yi)性能。
例(li)如(ru)用(yong)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級金(jin)(jin)屬(shu)(shu)微粉燒結(jie)成的(de)材(cai)料(liao)(liao),強度(du)(du)和硬(ying)度(du)(du)大(da)(da)大(da)(da)高(gao)(gao)于(yu)原來的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu),納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)居然由導(dao)電(dian)體變成絕(jue)緣(yuan)體。一般的(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)強度(du)(du)低并且很(hen)脆(cui)。但(dan)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級微粉燒結(jie)成的(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)不但(dan)強度(du)(du)高(gao)(gao)并且有良好(hao)的(de)韌性。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)的(de)熔(rong)點會(hui)隨超(chao)細粉的(de)直徑的(de)減小而降(jiang)低。例(li)如(ru)金(jin)(jin)的(de)熔(rong)點為1064℃,但(dan)10nm的(de)金(jin)(jin)粉熔(rong)點降(jiang)低到940℃,snm的(de)金(jin)(jin)粉熔(rong)點降(jiang)低到830℃,因而燒結(jie)溫度(du)(du)可以大(da)(da)大(da)(da)降(jiang)低。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)燒結(jie)溫度(du)(du)大(da)(da)大(da)(da)低于(yu)原來的(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級的(de)催(cui)化(hua)劑加入汽油(you)中(zhong)。可提高(gao)(gao)內(nei)燃機的(de)效(xiao)率。
加入固體燃(ran)料可(ke)使火(huo)箭的速度(du)加快(kuai)。藥物(wu)制成納(na)米微粉。可(ke)以(yi)注射到(dao)血管內順(shun)利(li)進入微血管。
當前常規的成(cheng)像技術只能檢(jian)測到癌癥在組織上造成(cheng)的可(ke)見的變(bian)化,而(er)這個時候已(yi)經有(you)數(shu)千(qian)的癌細胞(bao)生(sheng)成(cheng)并且可(ke)能會轉移。而(er)且,即(ji)使是(shi)已(yi)經可(ke)以(yi)看到腫(zhong)瘤了,由(you)于(yu)腫(zhong)瘤本(ben)身的類別(惡(e)性還是(shi)良性)和特征,要確定有(you)效(xiao)的治療(liao)方法(fa)也還必須通過(guo)活(huo)組織檢(jian)查。如果對癌性細胞(bao)或(huo)者(zhe)癌變(bian)前細胞(bao)以(yi)某種方式(shi)進行(xing)標記,使用(yong)傳統(tong)設(she)備(bei)即(ji)可(ke)檢(jian)測出(chu)來則更有(you)利于(yu)癌癥的診斷。
要實(shi)現這一目標有兩個必要條件:某(mou)技術能(neng)夠特定識(shi)別癌(ai)性細(xi)胞且(qie)能(neng)夠讓(rang)被識(shi)別的(de)癌(ai)性細(xi)胞可(ke)見。納(na)米技術能(neng)夠滿足這兩點。例如(ru),在金屬氧(yang)化物表面涂(tu)覆可(ke)特異識(shi)別癌(ai)性細(xi)胞表面超表達(da)的(de)受(shou)體(ti)的(de)抗體(ti)。
由于金屬(shu)氧化(hua)物在核磁共振成(cheng)(cheng)像(xiang)(MRI)或計算(suan)機斷層掃描(CT)下發出高對比度(du)信號,因此(ci)一旦進入體內后,這(zhe)些金屬(shu)氧化(hua)物納米顆粒(li)表面(mian)的(de)抗(kang)體選擇性地與癌(ai)性細胞結合(he),使(shi)檢測儀器可(ke)(ke)以有效地識別出癌(ai)性細胞。同樣地,金納米粒(li)也可(ke)(ke)以用(yong)于增強在內窺(kui)鏡(jing)技(ji)術中的(de)光散射。納米技(ji)術能(neng)(neng)夠將識別癌(ai)癥(zheng)類別及不同發展階段(duan)的(de)分(fen)(fen)子標(biao)記(ji)可(ke)(ke)視化(hua),讓(rang)醫生(sheng)能(neng)(neng)夠通過(guo)傳統的(de)成(cheng)(cheng)像(xiang)技(ji)術看到(dao)原本檢測不到(dao)的(de)細胞和分(fen)(fen)子。
在人類與(yu)(yu)癌(ai)(ai)癥的(de)(de)斗(dou)爭中,有一半的(de)(de)勝利是得益于早(zao)期的(de)(de)檢測。納米(mi)技(ji)(ji)術(shu)使得癌(ai)(ai)癥的(de)(de)診(zhen)斷更早(zao)更準確(que),并可用于治療(liao)監測。納米(mi)技(ji)(ji)術(shu)也可以增強甚至(zhi)完全變革(ge)對組織和體液(ye)中生(sheng)物(wu)標志物(wu)的(de)(de)篩查。癌(ai)(ai)癥與(yu)(yu)癌(ai)(ai)癥之間,以及(ji)癌(ai)(ai)細胞與(yu)(yu)正常(chang)細胞之間由于各種分(fen)子在表達和分(fen)布上(shang)的(de)(de)差(cha)異(yi)而各不相同(tong)。隨著治療(liao)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)進(jin)步(bu),對癌(ai)(ai)癥的(de)(de)多個生(sheng)物(wu)標志物(wu)進(jin)行同(tong)時檢測是確(que)定治療(liao)方案時所必須的(de)(de)。
納米顆粒——例如(ru)能夠根據它們本身大小發(fa)出(chu)不同顏色(se)光的(de)(de)(de)(de)量(liang)子點——可以實現同時檢測多種標記物的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。包被有抗體的(de)(de)(de)(de)量(liang)子點發(fa)出(chu)的(de)(de)(de)(de)激發(fa)光信號可用(yong)于篩查(cha)某些類(lei)型的(de)(de)(de)(de)癌癥。不同顏色(se)的(de)(de)(de)(de)量(liang)子點可與各種癌癥生(sheng)物標記物抗體結合,方(fang)便腫瘤學家通過所看到的(de)(de)(de)(de)光譜(pu)區分癌細胞與健康細胞。
由于在納(na)米尺度下刻蝕(shi)技(ji)術已達到(dao)極限,組裝(zhuang)技(ji)術將成為納(na)米科技(ji)的(de)重(zhong)要手段,受(shou)到(dao)人(ren)們很大的(de)重(zhong)視。
納(na)米組(zu)(zu)裝(zhuang)技術(shu)就是(shi)通(tong)過機械、物理、化(hua)(hua)學(xue)(xue)或(huo)生物的(de)(de)方法,把原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)或(huo)者(zhe)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)聚集(ji)體進(jin)行(xing)組(zu)(zu)裝(zhuang),形成有(you)(you)功能的(de)(de)結構單(dan)元。組(zu)(zu)裝(zhuang)技術(shu)包括分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)序組(zu)(zu)裝(zhuang)技術(shu),掃描(miao)探針原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)搬(ban)遷技術(shu)以(yi)及生物組(zu)(zu)裝(zhuang)技術(shu)。分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)序組(zu)(zu)裝(zhuang)是(shi)通(tong)過分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)物理或(huo)化(hua)(hua)學(xue)(xue)相互(hu)作用,形成有(you)(you)序的(de)(de)二維或(huo)三維分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)體系(xi)。現(xian)在(zai),分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)序組(zu)(zu)裝(zhuang)技術(shu)及其應用研(yan)究方面取(qu)得的(de)(de)最新進(jin)展主要(yao)(yao)是(shi)LB膜研(yan)究及有(you)(you)關(guan)特性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)發現(xian)。生物大(da)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)走(zou)向識別(bie)組(zu)(zu)裝(zhuang)。蛋白質(zhi)、核酸等生物活(huo)性(xing)(xing)(xing)大(da)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)組(zu)(zu)裝(zhuang)要(yao)(yao)求商密(mi)度定取(qu)向,這對于制備高性(xing)(xing)(xing)能生物微感(gan)膜、發展生物分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)器件,以(yi)及研(yan)究生物大(da)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間相互(hu)作用是(shi)十分(fen)(fen)(fen)重要(yao)(yao)的(de)(de)。在(zai)進(jin)行(xing)lgG歸(gui)生物大(da)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)組(zu)(zu)裝(zhuang)過程中,首次利用抗體活(huo)性(xing)(xing)(xing)片(pian)斷的(de)(de)識別(bie)功能進(jin)行(xing)活(huo)性(xing)(xing)(xing)生物大(da)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)組(zu)(zu)裝(zhuang)。這一(yi)重要(yao)(yao)的(de)(de)進(jin)展使得生物分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)定向組(zu)(zu)裝(zhuang)產生了新的(de)(de)突破。
除以(yi)上(shang)幾種組裝外,在長(chang)鏈聚合物分子(zi)上(shang)的(de)(de)有序組裝、橋連自組裝技(ji)(ji)術、有序分子(zi)薄膜的(de)(de)應用(yong)研究等技(ji)(ji)術也有進(jin)展(zhan)。采用(yong)納米加工(gong)技(ji)(ji)術還可以(yi)對材料進(jin)行(xing)原(yuan)子(zi)量級加工(gong),使(shi)加工(gong)技(ji)(ji)術進(jin)人一個更加徽細的(de)(de)深度(du)。納米結構自組裝技(ji)(ji)術的(de)(de)發展(zhan),將會使(shi)納米機械、納米機電系統和(he)納米生物學(xue)產生突破性的(de)(de)飛躍。
中(zhong)國(guo)在納(na)米(mi)領域(yu)的科學(xue)發現(xian)(xian)和產(chan)業化研究有一定的優勢。現(xian)(xian)代(dai)同美、日、德等(deng)國(guo)位于(yu)國(guo)際第一梯隊的前列。雖然現(xian)(xian)代(dai)中(zhong)國(guo)己經建(jian)立(li)了(le)一定數(shu)量的納(na)米(mi)材料生(sheng)(sheng)產(chan)基地,納(na)米(mi)技(ji)術的開發應用也已(yi)經興起,并初步實現(xian)(xian)了(le)產(chan)業化。納(na)米(mi)要實現(xian)(xian)大規模、低成(cheng)本的產(chan)業化生(sheng)(sheng)產(chan),還有許多的工作要做,只有依賴大量的資金(jin)和高科技(ji)投人(ren)才(cai)能換取(qu)高額(e)的利潤回報。
納(na)米(mi)(mi)生物(wu)學是以(yi)納(na)米(mi)(mi)尺度研究(jiu)細(xi)胞(bao)內(nei)部各種細(xi)胞(bao)器的(de)(de)結構(gou)和(he)功能(neng)。研究(jiu)細(xi)胞(bao)內(nei)部,細(xi)胞(bao)內(nei)外之間以(yi)及整個(ge)生物(wu)體(ti)的(de)(de)物(wu)質、能(neng)量和(he)信息交換。納(na)米(mi)(mi)生物(wu)學的(de)(de)研究(jiu)集中在下列(lie)方面(mian)。
DNA研究在形貌觀(guan)察、特性(xing)研究和基因改造三個方面(mian)有不少進(jin)展。
工作目標是弄清人類的(de)記憶、思維,語言和(he)學習這些高級神經功(gong)能(neng)和(he)人腦(nao)的(de)信息處理功(gong)能(neng)。
這(zhe)是納(na)米(mi)(mi)生物學(xue)的熱(re)門研究內容。現在取得(de)不(bu)少成果(guo)。是納(na)米(mi)(mi)技(ji)術中有希望(wang)獲得(de)突破性巨(ju)大成果(guo)的部(bu)分。
世界上最小的馬達是一種生物馬達—鞭毛馬達。能象螺旋槳那樣旋轉驅動鞭毛旋轉。該馬(ma)達(da)(da)(da)通常(chang)由10種以上的蛋白質群體組(zu)成(cheng)(cheng),其構造如同(tong)人(ren)工馬(ma)達(da)(da)(da)。由相(xiang)當(dang)的定(ding)子(zi)、轉子(zi)、軸承、萬向接頭等組(zu)成(cheng)(cheng)。它的直徑(jing)只有(you)3onm,轉速可(ke)(ke)以高達(da)(da)(da)15r/min,可(ke)(ke)在1μs內進行右(you)轉或左轉的相(xiang)互切換。利用外部(bu)電(dian)(dian)場可(ke)(ke)實現(xian)加速或減速。轉動(dong)(dong)的動(dong)(dong)力(li)源,是(shi)細菌內支撐馬(ma)達(da)(da)(da)的薄(bo)膜(mo)內外的氮氧離子(zi)濃(nong)度差。實驗證明。細菌體內外的電(dian)(dian)位差也可(ke)(ke)驅動(dong)(dong)鞭毛(mao)馬(ma)達(da)(da)(da)。現(xian)代(dai)人(ren)們正(zheng)在探(tan)索設計(ji)一(yi)種能用電(dian)(dian)位差馭動(dong)(dong)的人(ren)工鞭毛(mao)馬(ma)達(da)(da)(da)驅動(dong)(dong)器。
日本(ben)三菱公司已開發出一種能模(mo)擬人眼處(chu)理視覺形象功能的視網膜芯片。該(gai)芯片以砷化稼半導(dao)體作為片基。每個(ge)芯片內含(han)4096個(ge)傳感元。可望進一步用于機(ji)器人。
有(you)(you)人提出制作類似環和桿那(nei)樣(yang)的分子機械。把(ba)它們(men)裝配起來構成計算(suan)(suan)機的線路(lu)單(dan)元,單(dan)元尺寸僅Inm,可組裝成超小(xiao)型計算(suan)(suan)機,僅有(you)(you)數微米大小(xiao),就能(neng)達到(dao)現代常(chang)用計算(suan)(suan)機的同等性能(neng)。
在納米結(jie)構(gou)自(zi)(zi)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)復雜徽型機電系(xi)統(tong)制(zhi)造中(zhong),很(hen)大的(de)難(nan)題(ti)是(shi)系(xi)統(tong)中(zhong)各部件的(de)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)。系(xi)統(tong)愈先進(jin)、愈復雜,組(zu)裝(zhuang)(zhuang)的(de)問題(ti)也(ye)愈難(nan)解決。自(zi)(zi)然界(jie)各種生(sheng)物、生(sheng)物體(ti)內的(de)蛋白質(zhi)、DNA、細胞等都(dou)是(shi)極(ji)為(wei)復雜的(de)結(jie)構(gou)。它們的(de)生(sheng)成、組(zu)裝(zhuang)(zhuang)都(dou)是(shi)自(zi)(zi)動(dong)進(jin)行的(de)。如能了解并控制(zhi)生(sheng)物大分子的(de)自(zi)(zi)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)原理,人類對(dui)自(zi)(zi)然界(jie)的(de)認識(shi)和改(gai)造必然會上升到一個(ge)全新的(de)更高的(de)水(shui)平。
納(na)米(mi)(mi)機器(qi)人(ren)是(shi)根據分(fen)子水平的(de)生物學原理為設(she)計原型,設(she)計制造可對納(na)米(mi)(mi)空間進行操(cao)作(zuo)的(de)“功能分(fen)子器(qi)件(jian)”,也稱(cheng)分(fen)子機器(qi)人(ren);而納(na)米(mi)(mi)機器(qi)人(ren)的(de)研發已成(cheng)為當今科(ke)技的(de)前沿熱點。
2005年,不少國(guo)家紛紛制定相關戰(zhan)(zhan)略或(huo)者計劃,投入巨資搶占(zhan)納米機(ji)器人這種新科技的(de)戰(zhan)(zhan)略高地。《機(ji)器人時代》月刊日前(qian)指出(chu):納米機(ji)器人潛在用途十分廣泛,其中特(te)別重(zhong)要的(de)就是(shi)應(ying)用于醫療(liao)和(he)軍事(shi)領(ling)域。
每一種新科技的出現,似乎都包(bao)涵著(zhu)無限可能。用不了多久,個頭只有分子大小的神(shen)奇納(na)米機(ji)器人(ren)將(jiang)源源不斷地進入人(ren)類的日常(chang)生活。中(zhong)國著(zhu)名(ming)學者周海中(zhong)教授在(zai)1990年(nian)發表(biao)的《論機(ji)器人(ren)》一文中(zhong)就預言:到21世(shi)紀中(zhong)葉,納(na)米機(ji)器人(ren)將(jiang)徹底改變人(ren)類的勞動和生活方式(shi)。
納(na)(na)米(mi)雨(yu)衣(yi)(yi)傘(san)(san)是雨(yu)傘(san)(san)與雨(yu)衣(yi)(yi)的(de)(de)結合體,納(na)(na)米(mi)雨(yu)傘(san)(san)收傘(san)(san)有三折傘(san)(san)和直(zhi)桿(gan)傘(san)(san)的(de)(de)收傘(san)(san)形態(簡單說,收傘(san)(san)時有長短兩種選擇)。納(na)(na)米(mi)雨(yu)衣(yi)(yi)可(ke)由納(na)(na)米(mi)雨(yu)傘(san)(san)轉(zhuan)變(bian)而成,納(na)(na)米(mi)雨(yu)衣(yi)(yi)又(you)不同于一(yi)般(ban)的(de)(de)雨(yu)衣(yi)(yi),因為納(na)(na)米(mi)雨(yu)衣(yi)(yi)可(ke)以(yi)(yi)保證(zheng)從頭(tou)到腳絕對不濕。因為納(na)(na)米(mi)材(cai)料(liao),所以(yi)(yi)這(zhe)雨(yu)傘(san)(san)可(ke)以(yi)(yi)一(yi)甩即干(gan),雨(yu)傘(san)(san)轉(zhuan)變(bian)為雨(yu)衣(yi)(yi)后,這(zhe)雨(yu)衣(yi)(yi)也只(zhi)需(xu)穿著時輕(qing)輕(qing)一(yi)跳也即可(ke)全干(gan)。
2014年8月4日,澳大利亞運用新發明的(de)布(bu)料,制成一款具有開創性(xing)的(de)T恤(xu)衫,不管(guan)人們怎(zen)樣嘗試著浸濕它,此T恤(xu)都能(neng)(neng)保持良好(hao)的(de)防水性(xing)能(neng)(neng)。
這件叫(jiao)做“騎士(shi)”(The Cavalier)的(de)(de)白色T恤是百(bai)分之百(bai)棉質的(de)(de)。雖然表面(mian)看起來(lai)平淡無奇(qi),但是其布料運(yun)用(yong)“疏水”納(na)米技術應用(yong)編織而(er)成,使得這件T恤能(neng)夠有效防止大(da)部分液體(ti)和污漬的(de)(de)浸(jin)入(ru)。這種(zhong)T恤可以用(yong)機器清(qing)洗(xi),其防水功能(neng)最多可承受(shou)80次(ci)清(qing)洗(xi)。它(ta)的(de)(de)布料有天然自凈功能(neng),任何附(fu)著(zhu)在(zai)上的(de)(de)污漬都(dou)能(neng)用(yong)水擦洗(xi)或沖干凈。
和其他(ta)含有化學物質(zhi)的(de)(de)防水(shui)應用不同,T恤仿照的(de)(de)是荷葉的(de)(de)自(zi)然疏水(shui)特點。此布料的(de)(de)發明(ming)對于餐館和咖啡廳來(lai)說可能(neng)具有革命性的(de)(de)影(ying)響。此外,這種布料還可以運用在(zai)醫(yi)療行(xing)業或(huo)醫(yi)院(yuan)等地(di)。
和生(sheng)物(wu)(wu)技(ji)術(shu)一樣,納(na)米(mi)科技(ji)也有(you)很多環境(jing)和安全(quan)問題(比如尺寸小是(shi)否會避(bi)開生(sheng)物(wu)(wu)的(de)自然防御(yu)系統,還有(you)是(shi)否能生(sheng)物(wu)(wu)降解、毒性副作用如何等等)。
納米材(cai)料(liao)(包含有(you)納米顆粒(li)的(de)(de)(de)材(cai)料(liao))本身的(de)(de)(de)存在并不是一種危害(hai)。只(zhi)有(you)它的(de)(de)(de)一些方(fang)面(mian)(mian)具有(you)危害(hai)性,特別(bie)是他們的(de)(de)(de)移動性和增強的(de)(de)(de)反應性。只(zhi)有(you)某(mou)(mou)些納米粒(li)子的(de)(de)(de)某(mou)(mou)些方(fang)面(mian)(mian)對生物或(huo)環境有(you)害(hai),我(wo)們才面(mian)(mian)臨一個真的(de)(de)(de)危害(hai)。
要討論納米材料(liao)對(dui)健(jian)康(kang)和(he)環境的影響,我們(men)必須區分兩類納米結構:
納(na)(na)米(mi)尺寸的粒(li)子被組裝在一個基體(ti)、材料或器件上的納(na)(na)米(mi)合成物、納(na)(na)米(mi)表面結構或納(na)(na)米(mi)組份(電子,光學傳感器等),又(you)稱為固定(ding)納(na)(na)米(mi)粒(li)子。
“自(zi)由(you)”納米粒子,不管在(zai)生產的某些步(bu)驟中(zhong)存還(huan)是直接使用單獨的納米粒子。
這些自由(you)納米(mi)粒(li)(li)子可能(neng)是(shi)(shi)納米(mi)尺寸的單元(yuan)素(su),化合物,或是(shi)(shi)復雜的混合物,比(bi)如在一種元(yuan)素(su)上鍍上另(ling)外一張物質的“鍍膜”納米(mi)粒(li)(li)子或叫做“核殼”納米(mi)粒(li)(li)子。
現代,公認的(de)觀點是,雖然我們需要關(guan)注有固定(ding)納米粒(li)子的(de)材料,自由納米粒(li)子是最緊(jin)迫(po)關(guan)心(xin)的(de)。
因(yin)為,納米(mi)(mi)粒(li)子同它們日常(chang)的對應物(wu)實(shi)在(zai)是區別太大了,它們的有(you)害(hai)效應不(bu)能從已(yi)知(zhi)毒性推演而(er)來。這樣討(tao)論自(zi)由納米(mi)(mi)粒(li)子的健康(kang)和環境影響(xiang)具有(you)很(hen)重要的意義。
更加復雜(za)的(de)(de)(de)(de)是(shi),當我們討論納米粒子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)時候(hou),我們必須知道含(han)有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)納米粒子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)粉末或液體幾乎(hu)從來不(bu)會單分(fen)散化(hua),而是(shi)具(ju)有(you)(you)(you)一定范圍內許多不(bu)同尺寸。這(zhe)會使實驗(yan)分(fen)析(xi)更加復雜(za),因為大的(de)(de)(de)(de)納米粒子(zi)(zi)可能和小的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)性質。而且,納米粒子(zi)(zi)具(ju)有(you)(you)(you)聚合的(de)(de)(de)(de)趨勢,而聚合的(de)(de)(de)(de)納米粒子(zi)(zi)具(ju)有(you)(you)(you)同單個納米粒子(zi)(zi)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)行為。
納米顆粒進入(ru)人體有四種途徑:吸入(ru),吞咽,從皮(pi)膚吸收或在醫療過程中(zhong)被有意(yi)的(de)注(zhu)入(ru)(或由(you)植入(ru)體釋放(fang))。一旦進入(ru)人體,它們具有高度的(de)可(ke)移動性。在一些(xie)個例中(zhong),它們甚至能穿越血腦屏障。
納米(mi)(mi)粒子(zi)在器(qi)官中(zhong)的(de)(de)(de)行為仍然是需(xu)要研(yan)究的(de)(de)(de)一個大(da)(da)課題。基本上(shang),納米(mi)(mi)顆粒的(de)(de)(de)行為取決于它(ta)(ta)們(men)的(de)(de)(de)大(da)(da)小,形狀和(he)同周圍組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)相互作用活動性(xing)。它(ta)(ta)們(men)可能引(yin)起噬菌細(xi)胞(吞咽并(bing)消(xiao)滅外來物(wu)質的(de)(de)(de)細(xi)胞)的(de)(de)(de)“過載”,從而引(yin)發防御性(xing)的(de)(de)(de)發燒(shao)和(he)降(jiang)低機(ji)體免疫(yi)力。它(ta)(ta)們(men)可能因為無法(fa)降(jiang)解或降(jiang)解緩慢,而在器(qi)官里集聚。還(huan)有一個顧慮是它(ta)(ta)們(men)同人體中(zhong)一些生物(wu)過程發生反應(ying)的(de)(de)(de)潛在危險。由于極大(da)(da)的(de)(de)(de)表面積(ji),暴露在組(zu)織(zhi)和(he)液體中(zhong)的(de)(de)(de)納米(mi)(mi)粒子(zi)會立(li)即(ji)吸附(fu)他(ta)們(men)遇到的(de)(de)(de)大(da)(da)分(fen)子(zi)。這樣會影響到例如酶(mei)和(he)其他(ta)蛋(dan)白的(de)(de)(de)調整機(ji)制。
主要擔心納(na)米顆(ke)粒可能(neng)會造成未(wei)知的危(wei)害。
納米(mi)技術的(de)使用(yong)也(ye)存(cun)在(zai)社會學(xue)風險。在(zai)儀器(qi)(qi)的(de)層(ceng)面,也(ye)包括在(zai)軍事(shi)領域使用(yong)納米(mi)技術的(de)可能(neng)性(xing)。(例(li)如,在(zai)MIT士兵(bing)納米(mi)技術研(yan)究(jiu)所研(yan)究(jiu)的(de)裝備士兵(bing)的(de)植入(ru)體或其他手段(duan),同(tong)時還有通(tong)過(guo)納米(mi)探測器(qi)(qi)增強的(de)監視手段(duan)。
在(zai)結構(gou)層面,納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)(de)批評家(jia)們指出(chu)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)術打開了一(yi)個由產權和(he)公(gong)司(si)控(kong)制的(de)(de)(de)(de)新世界。他們指出(chu),就象生物(wu)技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)(de)操(cao)控(kong)基因(yin)的(de)(de)(de)(de)能力(li)伴隨著生命的(de)(de)(de)(de)專利(li)(li)(li)化(hua)一(yi)樣,納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)術操(cao)控(kong)分子的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術帶來的(de)(de)(de)(de)是(shi)物(wu)質的(de)(de)(de)(de)專利(li)(li)(li)化(hua)。過去的(de)(de)(de)(de)幾年(nian)里,獲(huo)得納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)尺度的(de)(de)(de)(de)專利(li)(li)(li)像一(yi)股淘金熱。2003年(nian),超過800納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)相關的(de)(de)(de)(de)專利(li)(li)(li)權獲(huo)得批準(zhun),這(zhe)個數字每年(nian)都(dou)在(zai)增長。大公(gong)司(si)已(yi)經壟斷(duan)了納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)尺度發(fa)明與發(fa)現的(de)(de)(de)(de)廣泛的(de)(de)(de)(de)專利(li)(li)(li)。例(li)如,NEC和(he)IBM這(zhe)兩(liang)家(jia)大公(gong)司(si)持有碳納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)管(guan)這(zhe)一(yi)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)科技(ji)(ji)基石之(zhi)一(yi)的(de)(de)(de)(de)基礎專利(li)(li)(li)。碳納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)管(guan)具有廣泛的(de)(de)(de)(de)運用,并被看好對從電子和(he)計(ji)算機、到強化(hua)材(cai)料、到藥物(wu)釋放和(he)診(zhen)斷(duan)的(de)(de)(de)(de)許多工業(ye)領(ling)域都(dou)有關鍵的(de)(de)(de)(de)作用。碳納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)管(guan)很可能成(cheng)為取代傳統原材(cai)料的(de)(de)(de)(de)主要工業(ye)交易(yi)材(cai)料。但是(shi),當它們的(de)(de)(de)(de)用途擴張時(shi),任(ren)何想要制造(zao)或出(chu)售碳納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)管(guan)的(de)(de)(de)(de)人,不管(guan)應用是(shi)什么,都(dou)要先向NEC或者(zhe)IBM購(gou)買許可證。
高級納(na)米技術,有時被(bei)稱為分(fen)子(zi)制(zhi)(zhi)造,用于描述分(fen)子(zi)尺度上(shang)的(de)納(na)米工程系統(納(na)米機(ji)器(qi)(qi)(qi))。無數例子(zi)證明,億萬年的(de)進化能夠產生(sheng)復雜的(de)、隨機(ji)優(you)化的(de)生(sheng)物機(ji)器(qi)(qi)(qi)。在納(na)米領域中(zhong),我們(men)希望(wang)使(shi)用仿(fang)生(sheng)學(xue)(xue)的(de)方法找(zhao)到制(zhi)(zhi)造納(na)米機(ji)器(qi)(qi)(qi)的(de)捷徑(jing)。然而,K Eric Drexler和(he)其他研(yan)究(jiu)者提(ti)出:高級納(na)米技術雖(sui)然最(zui)初(chu)會使(shi)用仿(fang)生(sheng)學(xue)(xue)輔助(zhu)手段,最(zui)終(zhong)可能會建立在機(ji)械工程的(de)原(yuan)理上(shang)。
美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)科學委(wei)員(yuan)會(National Science Board)于西元(yuan)2003年底批(pi)準(zhun)“國(guo)家(jia)納(na)(na)米科技基礎結構網(wang)絡計(ji)(ji)劃”(National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network,簡稱NNIN),將由美(mei)國(guo)13所大學共同(tong)建構支(zhi)持(chi)全國(guo)納(na)(na)米科技與(yu)教(jiao)育的網(wang)絡體(ti)系(xi)。該計(ji)(ji)劃為期5年,于公元(yuan)2004年一月開始執行,將提供(gong)整體(ti)性的全國(guo)性使(shi)用技能以支(zhi)持(chi)納(na)(na)米尺度科學工程與(yu)技術的研(yan)(yan)究(jiu)與(yu)教(jiao)育工作。預估5年間至(zhi)少(shao)投資(zi)700億美(mei)元(yuan)的研(yan)(yan)究(jiu)經費。計(ji)(ji)劃目(mu)的不(bu)僅在提供(gong)美(mei)國(guo)研(yan)(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)頂尖的實(shi)驗儀器與(yu)設備,并能訓練出一批(pi)專精于最先(xian)進納(na)(na)米科技的研(yan)(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)。
1.美國發(fa)展最新納米細胞制造技術
納米技(ji)術可制造出(chu)(chu)粒子小于人類血(xue)管大(da)小的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)體(ti),美國國家標準與(yu)科技(ji)協會(hui)(NIST)指出(chu)(chu)已研(yan)究出(chu)(chu)一(yi)種(zhong)生產(chan)一(yi)致的(de)(de),且能夠(gou)自行(xing)組合的(de)(de)納米細胞(bao)(Nanocells)的(de)(de)方法,以應用在(zai)封(feng)裝壓縮藥(yao)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)治療(liao)工(gong)作上。這(zhe)種(zhong)技(ji)術當前可被運用在(zai)藥(yao)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)包(bao)裝技(ji)術上,可以更精確地確保藥(yao)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)用量,未(wei)來將運用在(zai)癌癥(zheng)化(hua)學(xue)治療(liao)的(de)(de)相關技(ji)術上作更進一(yi)步的(de)(de)研(yan)究。
納米計劃是公(gong)元2005年(nian)聯邦跨部會研發預算的主(zhu)軸,達(da)9.8億美元。
2.DNA檢測芯片的進展
公元(yuan)2004年一月,美(mei)國HP正式對外發表其用來快速進行DNA檢(jian)(jian)測(ce)的(de)納米級芯(xin)片(pian)(pian)。2004年在DNA檢(jian)(jian)測(ce)上采以光學(xue)原理為(wei)基(ji)礎的(de)“基(ji)因微芯(xin)片(pian)(pian)法(fa)(fa)”(DNA microarrays)繁(fan)(fan)復的(de)檢(jian)(jian)測(ce)步驟(zou),HP團隊改由將此(ci)繁(fan)(fan)復步驟(zou)交(jiao)由電(dian)路芯(xin)片(pian)(pian)處理;制作上,DNA檢(jian)(jian)測(ce)芯(xin)片(pian)(pian)的(de)傳感元(yuan)件是一條利用電(dian)子束蝕(shi)刻法(fa)(fa)(electron-beam lithography)與反(fan)應性離(li)子蝕(shi)刻法(fa)(fa)(reactive-ion etching)所制成粗(cu)細約(yue)50納米的(de)納米線。然(ran)就商(shang)業上考量,成果(guo)卻過于(yu)高昂,因此(ci)研究團隊正發展(zhan)利用較便宜的(de)光學(xue)蝕(shi)刻法(fa)(fa)(optical lithography)以制成DNA檢(jian)(jian)測(ce)芯(xin)片(pian)(pian)元(yuan)件的(de)技(ji)術。
3.地下水污染改善(shan)之(zhi)研(yan)究
地下水污(wu)(wu)染是(shi)現(xian)代被廣泛討論的一項重大議題,現(xian)代,美國發(fa)表(biao)了一種(zhong)納(na)米(mi)微粒(nanoparticles)技術(shu),在此微粒中心為鐵(tie)芯(iron)而其外則(ze)(ze)(ze)由(you)多層(ceng)聚合物(wu)加以包覆(fu),其中,內層(ceng)是(shi)由(you)防水性極(ji)佳(jia)的復(fu)合甲(jia)基丙烯(xi)酸(suan)甲(jia)脂(poly methl methacrylate;PMMA)包覆(fu),而外層(ceng)則(ze)(ze)(ze)由(you)親水的sulphonated polystyrene進(jin)行包覆(fu)。由(you)于(yu)親水性外層(ceng)使(shi)納(na)米(mi)微粒溶于(yu)水,內層(ceng)防水層(ceng)則(ze)(ze)(ze)能吸引(yin)污(wu)(wu)染源(yuan)三氯乙烯(xi)(trichloroethylene)。納(na)米(mi)微粒中的鐵(tie)芯使(shi)得三氯乙烯(xi)產生分(fen)裂,進(jin)而使(shi)得此項污(wu)(wu)染源(yuan)逐漸分(fen)裂成無毒的物(wu)質(zhi)。
4.啟動癌癥納米科(ke)技計劃(hua)
為(wei)廣泛(fan)將(jiang)納米(mi)科技、癌癥(zheng)研究與分子生物醫(yi)學相互結合,美(mei)國國家癌癥(zheng)中心(NCI)提出了癌癥(zheng)納米(mi)科技計(ji)劃(Cancer Nanotechnology Plan),并將(jiang)透過院外計(ji)劃、院內計(ji)劃與納米(mi)科技標(biao)準實(shi)驗室等三方面進行跨(kua)領域工作。計(ji)劃設(she)定了六個(ge)挑戰:
預防(fang)與控制(zhi)癌(ai)癥(zheng):發展能投遞抗癌(ai)藥物及多重抗癌(ai)疫苗的納米級設備。
早期發現與蛋(dan)白質學:發展(zhan)植入式早期偵(zhen)測癌癥(zheng)生物標記的(de)設(she)備,并發展(zhan)能收集(ji)大量(liang)生物標記進(jin)行大量(liang)分析的(de)平(ping)臺性裝置。
影像診斷:發(fa)展可提高分辨(bian)率到可辨(bian)識單獨癌細胞的影像裝置,以及(ji)將一個腫瘤內部不同組(zu)織來源的細胞加以區分的納米(mi)裝置。
多功能治(zhi)療設備:開發兼具診(zhen)斷與(yu)治(zhi)療的納(na)米裝置。
癌(ai)癥(zheng)照護與生活品質提(ti)(ti)升:開發改善慢性癌(ai)癥(zheng)所(suo)引發的(de)疼痛(tong)、沮喪、惡心等癥(zheng)狀,并提(ti)(ti)供理想性投藥裝(zhuang)置。
跨(kua)領域訓練(lian):訓練(lian)熟(shu)悉(xi)癌癥生物(wu)學與(yu)納米科技的新一(yi)代研究人員。
1.歐(ou)盟的國際(ji)納(na)米科學研究政策
歐(ou)洲為(wei)全(quan)球最早開始進行納米(mi)科學研(yan)究(jiu)(jiu)的區域,但(dan)由于(yu)當時(shi)并沒有(you)歐(ou)盟加以(yi)居中協調與規劃,因此在研(yan)究(jiu)(jiu)初期因為(wei)缺(que)乏資金援助、相關管理上的支(zhi)援,同時(shi)因為(wei)面臨(lin)專(zhuan)利取(qu)得的問(wen)題,導致研(yan)究(jiu)(jiu)人員遭(zao)遇(yu)許多阻礙(ai),公元2004年五月,歐(ou)盟議會(European Commission;EC)對歐(ou)洲地區與國際(ji)社會發表一系(xi)列有(you)關于(yu)納米(mi)科技(ji)的專(zhuan)案計(ji)劃,以(yi)宣示歐(ou)洲對于(yu)提高(gao)納米(mi)科技(ji)競爭(zheng)力(li)的決(jue)心。
歐(ou)盟將(jiang)其計劃分為五(wu)個(ge)主要區域:研究與發展(R&D)、基礎(chu)建設(infrastructure)、教育(yu)與訓練(education and training)、創(chuang)新(innovation)以及(ji)社會層(ceng)面(societal dimension)。
根(gen)據預(yu)估,如歐盟(meng)計劃能順//baike.baidu.com/edit/%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E6%8A%80%E6%9C%AF/144920利(li)推展,在(zai)西元(yuan)2010年前將可望為(wei)歐洲創(chuang)造上百億歐元(yuan)的(de)(de)經(jing)濟營收。歐盟(meng)議會也強調(diao)提(ti)高(gao)社會大眾(zhong)對(dui)于(yu)(yu)納(na)(na)(na)米科(ke)技的(de)(de)認知,也同樣屬于(yu)(yu)整體納(na)(na)(na)米發(fa)展計劃的(de)(de)一(yi)部分。另(ling)外,公(gong)眾(zhong)健康(kang)、安全、環保(bao)(bao)(bao)問題及(ji)消費者(zhe)保(bao)(bao)(bao)護也同樣被包含在(zai)此(ci)項議題之(zhi)中(zhong)。現(xian)在(zai),納(na)(na)(na)米科(ke)學(xue)(xue)(xue)及(ji)納(na)(na)(na)米科(ke)技仍(reng)屬于(yu)(yu)新興(xing)(xing)的(de)(de)R&D領域,其(qi)所必(bi)(bi)須解決與(yu)進(jin)行(xing)研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)對(dui)象都存(cun)在(zai)于(yu)(yu)原子與(yu)分子的(de)(de)階(jie)層中(zhong)。納(na)(na)(na)米科(ke)學(xue)(xue)(xue)在(zai)未來(lai)幾年內的(de)(de)應用是眾(zhong)所矚目,且必(bi)(bi)將對(dui)所有(you)的(de)(de)科(ke)技產生(sheng)重大影響(xiang)。在(zai)未來(lai),納(na)(na)(na)米科(ke)技的(de)(de)研(yan)(yan)發(fa)工作(zuo)也將對(dui)人體保(bao)(bao)(bao)健、食物、環保(bao)(bao)(bao)研(yan)(yan)究(jiu)、資訊科(ke)學(xue)(xue)(xue)、安全、新興(xing)(xing)材(cai)料科(ke)學(xue)(xue)(xue)及(ji)能源(yuan)儲存(cun)等領域產生(sheng)重大的(de)(de)改變。西元(yuan)2004~2006年歐盟(meng)所進(jin)行(xing)的(de)(de)第六期架構計劃(FP6)中(zhong),納(na)(na)(na)米科(ke)技與(yu)新興(xing)(xing)材(cai)料研(yan)(yan)發(fa)的(de)(de)經(jing)費約為(wei)歐元(yuan)13億,而歐盟(meng)議會也有(you)意提(ti)高(gao)經(jing)費并延長研(yan)(yan)究(jiu)時程(由公(gong)元(yuan)2007~2013年)。同時為(wei)凝聚(ju)與(yu)加(jia)強所有(you)歐盟(meng)會員國在(zai)納(na)(na)(na)米科(ke)學(xue)(xue)(xue)方(fang)面(mian)的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu),因此(ci)在(zai)規劃上歐盟(meng)議會也有(you)意召(zhao)集民間與(yu)其(qi)他(ta)單位(wei)的(de)(de)專家凝聚(ju)共識,以強化(hua)整體歐盟(meng)在(zai)此(ci)方(fang)面(mian)研(yan)(yan)究(jiu)領域的(de)(de)力量。
2.創新接(jie)繼中心
在公(gong)元1995年由(you)歐(ou)盟委員會成(cheng)立(li)“創新(xin)(xin)接(jie)繼中心(xin)”(Innovation Relay Centers, IRCs)。這個(ge)的(de)(de)組(zu)織和(he)美國(guo)國(guo)家科(ke)(ke)技(ji)移轉(zhuan)中心(xin)具相(xiang)同(tong)功能。區域(yu)性的(de)(de)創新(xin)(xin)接(jie)繼中心(xin)總數近70個(ge),支援至少(shao)位于30個(ge)國(guo)家的(de)(de)相(xiang)關科(ke)(ke)技(ji)移轉(zhuan)中心(xin)。創新(xin)(xin)接(jie)繼中心(xin)的(de)(de)目的(de)(de),是將有問(wen)題的(de)(de)公(gong)司(si)和(he)能提出解決方法的(de)(de)公(gong)司(si)結合(he)在一起(qi)。歐(ou)洲(zhou)多數的(de)(de)納米(mi)科(ke)(ke)技(ji)公(gong)司(si)都可受到創新(xin)(xin)接(jie)濟中心(xin)或(huo)區域(yu)創新(xin)(xin)和(he)科(ke)(ke)技(ji)移轉(zhuan)策略計(ji)劃的(de)(de)援助(zhu)。
歐(ou)洲(zhou)納米科(ke)技計劃(hua)接受(shou)金援(yuan)的(de)(de)(de)(de)方(fang)式和美(mei)國(guo)(guo)大致相同,有(you)些是屬于國(guo)(guo)家型計劃(hua)。歐(ou)洲(zhou)有(you)多個跨國(guo)(guo)研(yan)發(fa)機構,以泛歐(ou)工業研(yan)發(fa)網(wang)絡(luo)為例,其(qi)專門提供無條(tiao)件(jian)研(yan)發(fa)補(bu)(bu)助,目的(de)(de)(de)(de)將研(yan)發(fa)成(cheng)果發(fa)展(zhan)為產品。透過(guo)泛歐(ou)工業研(yan)發(fa)網(wang)絡(luo)提供的(de)(de)(de)(de)資(zi)金補(bu)(bu)助的(de)(de)(de)(de)國(guo)(guo)家包(bao)括(kuo)(kuo)奧地利(li)、挪(nuo)威和英(ying)國(guo)(guo)。其(qi)他在比(bi)利(li)時、德國(guo)(guo)、斯洛伐(fa)尼(ni)亞、冰島和以色列還(huan)包(bao)括(kuo)(kuo)貸(dai)款和免償型補(bu)(bu)助。多數(shu)情(qing)況下,補(bu)(bu)助金額(e)不超過(guo)計劃(hua)完(wan)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)所需(xu)總金額(e)的(de)(de)(de)(de)七(qi)成(cheng),剩余部分多仰賴地方(fang)政(zheng)府(fu)和其(qi)他有(you)意愿者贊助。
1.日本理研的納米(mi)科學研究現(xian)況(kuang)
日本理化學研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)(RIKEN,簡稱理研(yan)(yan)(yan))系一(yi)跨學門的研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)組織,該所(suo)各部門分布在(zai)日本的7個區(qu)(qu)域(yu)。RIKEN的主(zhu)要基地-和光(guang)園區(qu)(qu),設置發現研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)心(DRI)、新領(ling)域(yu)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)系統(FRS)及頭腦科學中(zhong)(zhong)心(BSI)等(deng)3研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)心。RIKEN進(jin)行(xing)(xing)(xing)的研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)可區(qu)(qu)分為三類:DRI主(zhu)要進(jin)行(xing)(xing)(xing)小(xiao)型但具(ju)備長(chang)程觀(guan)點的培育研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)計(ji)(ji)劃;FRS同(tong)樣執行(xing)(xing)(xing)小(xiao)型計(ji)(ji)劃,但以由上(shang)而下的方式(shi),進(jin)行(xing)(xing)(xing)較具(ju)動(dong)態的中(zhong)(zhong)程及中(zhong)(zhong)等(deng)規模的計(ji)(ji)劃;至于研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)心則是進(jin)行(xing)(xing)(xing)以目標為導向的中(zhong)(zhong)至長(chang)程的大型計(ji)(ji)劃。RIKEN在(zai)西元2003會計(ji)(ji)年(nian)度下半年(nian)(西元2003年(nian)十月至2004年(nian)三月)的研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)預(yu)算(suan)共4.748億美元,全年(nian)預(yu)算(suan)超過(guo)9億美元。
公元1986年起RIKEN開(kai)(kai)始從事納米科學之研究(jiu),但正式(shi)的(de)納米科學計劃則是自西元2002年開(kai)(kai)始,初期選定有18項的(de)納米科學計劃,并陸續分別在各研究(jiu)中心進行。
2.日本提高納(na)米科技預算與(yu)產業合作(JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION)
日(ri)(ri)本(ben)科(ke)(ke)(ke)學(xue)與(yu)(yu)科(ke)(ke)(ke)技政(zheng)(zheng)策顧問委員(yuan)會(Council for Science and Technology Policy)消(xiao)息指出,日(ri)(ri)本(ben)在(zai)西(xi)元(yuan)2004年(nian)會計年(nian)度(du)(由4月1日(ri)(ri)起(qi))中,納米(mi)科(ke)(ke)(ke)技預算(suan)成(cheng)(cheng)長3.1個(ge)百分比,達到8.8億美(mei)(mei)元(yuan)。同時,兩個(ge)主(zhu)要(yao)負責日(ri)(ri)本(ben)納米(mi)科(ke)(ke)(ke)技研(yan)發計劃的政(zheng)(zheng)府部會,其(qi)預算(suan)也都(dou)有(you)成(cheng)(cheng)長。負責推銷即(ji)將完成(cheng)(cheng)的研(yan)發工作的日(ri)(ri)本(ben)經濟產業省(sheng)(Ministry of Economy Trade and Industry, METI),預算(suan)由西(xi)元(yuan)2003年(nian)的0.97億美(mei)(mei)元(yuan)提升到公元(yuan)2004年(nian)的1.1億美(mei)(mei)元(yuan)。納米(mi)科(ke)(ke)(ke)技與(yu)(yu)相關原料研(yan)究(jiu)被指定為四個(ge)最高優先項目之一,其(qi)他領域包(bao)括資(zi)訊與(yu)(yu)通訊、生命科(ke)(ke)(ke)學(xue)與(yu)(yu)環境研(yan)究(jiu)。
日(ri)本(ben)的預(yu)算是經由(you)日(ri)本(ben)大藏(zang)省(Finance Ministry)批準,再由(you)日(ri)本(ben)國會(Japanese Diet)制(zhi)定為法律。日(ri)本(ben)文部科學省(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, MEXT)的納米科技(ji)研發經費,則由(you)2.3億美元成長到2.4億元,將(jiang)著重在基礎(chu)原料(liao)研究(jiu)與新(xin)藥物研究(jiu)計(ji)劃上。
1.韓(han)國的納米科技策略(lve)
韓國(guo)政(zheng)府已深切體(ti)認到納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技為本世紀科(ke)技發(fa)展的(de)(de)戰略(lve)制(zhi)高(gao)點(dian),整合(he)納(na)(na)米(mi)(mi)技術與資訊、生物、材料、能(neng)源、環境、軍事、航太領域之高(gao)新(xin)科(ke)技,并將創造出跨(kua)學門研(yan)究發(fa)新(xin)境界。韓國(guo)政(zheng)府也理(li)解(jie)到此新(xin)興科(ke)技也將是創造新(xin)產(chan)業與高(gao)科(ke)技產(chan)品的(de)(de)驅動力(li),納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)學與技術的(de)(de)突破(po)性進展更將為人類能(neng)力(li)、社會產(chan)出、國(guo)家生產(chan)力(li)、經(jing)濟成長與生命(ming)品質帶來巨幅的(de)(de)改善。
韓(han)國已宣示在(zai)公(gong)元(yuan)2001至2010年(nian)十年(nian)間投入韓(han)幣2,391兆(zhao)元(yuan)(約20億美元(yuan))于納米(mi)科技的研發(fa)(fa),政府投入在(zai)納米(mi)科技的經費,公(gong)元(yuan)2002年(nian)與2000年(nian)比較,成長(chang)約400%。納米(mi)國家計劃的主要(yao)目標之(zhi)一為在(zai)某些(xie)競爭性領域取得世界第一并發(fa)(fa)展產業(ye)成長(chang)的利(li)基市場(chang),韓(han)國同時明(ming)確(que)的把發(fa)(fa)展重點聚焦于諸如兆(zhao)元(yuan)級積體電子元(yuan)件等(deng)核(he)心關鍵技術。
“2002年執行納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)計(ji)劃(hua)”與(yu)(yu)“納(na)(na)米(mi)(mi)結構材料(liao)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)”、“納(na)(na)米(mi)(mi)微(wei)機(ji)電與(yu)(yu)制造技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)”等(deng)(deng)兩項(xiang)新領(ling)域研究(jiu)(jiu)計(ji)劃(hua)同(tong)步開(kai)始(shi)實施,再加上納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)領(ling)域研究(jiu)(jiu)計(ji)劃(hua)在未(wei)來6~9年內每年將投入(ru)2千萬美元,在眾(zhong)多政(zheng)府研究(jiu)(jiu)機(ji)構林(lin)立的(de)Daejoen科學城。韓國(guo)(guo)高等(deng)(deng)科技(ji)研究(jiu)(jiu)院(yuan)(KAIST)于2001年設立納(na)(na)米(mi)(mi)制造中心,在未(wei)來6~9年內投入(ru)1.65億(yi)美元,政(zheng)府調整(zheng)“2003年納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)發(fa)展(zhan)行動計(ji)劃(hua)”,包(bao)括:納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)發(fa)展(zhan)促(cu)進(jin)法(fa)案(an),其(qi)目的(de)二(er):一為建構堅固的(de)納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)核心研究(jiu)(jiu)基(ji)礎(chu),二(er)為激勵(li)成熟納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)的(de)產(chan)業化,韓國(guo)(guo)政(zheng)府也將配置(zhi)3.8億(yi)美元(全國(guo)(guo)納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)經費的(de)19%)于國(guo)(guo)家納(na)(na)米(mi)(mi)產(chan)業化計(ji)劃(hua),其(qi)中包(bao)括產(chan)業研發(fa)基(ji)金與(yu)(yu)創投基(ji)金。
根據公元(yuan)2002年韓(han)國(guo)專利(li)局(ju)報道(dao),納(na)米(mi)(mi)科技專利(li)應用(yong)數目(mu)無論在國(guo)內或國(guo)外(wai)都呈現大幅(fu)成長,新(xin)興納(na)米(mi)(mi)科技也在過(guo)去數年間呈現可觀(guan)地(di)成長,另外(wai)根據韓(han)國(guo)商工能源部(MOCIE)的統計,西元(yuan)2002年納(na)米(mi)(mi)科技新(xin)創公司也如雨后(hou)春(chun)筍紛(fen)紛(fen)搶搭(da)納(na)米(mi)(mi)科技列車。
2.韓國預測國際市場對納(na)米紡織品(pin)的需求(qiu)將快(kuai)速增加
韓國(guo)產業(ye)(ye)資(zi)源部預測,今后9年(nian)(nian)國(guo)際(ji)(ji)市(shi)場對(dui)納(na)米紡織(zhi)品(pin)的需求將會(hui)出現迅速增長(chang)的趨(qu)(qu)勢,交易額(e)可望達到近(jin)400億美元。韓國(guo)產業(ye)(ye)資(zi)源部委托韓國(guo)纖維產業(ye)(ye)聯合會(hui)從西(xi)元2004年(nian)(nian)八月份(fen)開始(shi)的三個月內,對(dui)國(guo)際(ji)(ji)市(shi)場對(dui)納(na)米紡織(zhi)品(pin)的需求和(he)貿易趨(qu)(qu)勢進(jin)行研(yan)究分析。
韓(han)國(guo)產業(ye)資(zi)源(yuan)部分析認為(wei),國(guo)際(ji)市(shi)(shi)場(chang)對納(na)米(mi)(mi)(mi)紡(fang)(fang)(fang)織(zhi)(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)需求金額(e)以150億(yi)美(mei)元為(wei)基準,今后每年(nian)將遞增10.7%,到(dao)公元2007年(nian)和(he)2012年(nian),國(guo)際(ji)市(shi)(shi)場(chang)對納(na)米(mi)(mi)(mi)紡(fang)(fang)(fang)織(zhi)(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)需求金額(e)將分別達(da)到(dao)240億(yi)美(mei)元和(he)397億(yi)元。到(dao)西元2012年(nian),國(guo)際(ji)市(shi)(shi)場(chang)對用(yong)(yong)于(yu)(yu)制藥、電子和(he)生命科學的(de)(de)(de)超(chao)高效(xiao)能過濾(lv)納(na)米(mi)(mi)(mi)紡(fang)(fang)(fang)織(zhi)(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)需求金額(e)將達(da)到(dao)96億(yi)美(mei)元,對用(yong)(yong)于(yu)(yu)防(fang)生化(hua)武(wu)器和(he)體育娛樂的(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)(mi)紡(fang)(fang)(fang)織(zhi)(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)需求金額(e)將達(da)到(dao)26億(yi)美(mei)元,對用(yong)(yong)于(yu)(yu)儲存能源(yuan)的(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)(mi)紡(fang)(fang)(fang)織(zhi)(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)需求金額(e)將達(da)到(dao)205億(yi)美(mei)元。
韓(han)國(guo)(guo)(guo)對(dui)納(na)米(mi)紡織品的需(xu)求(qiu)金額為(wei)19億美元(yuan),占(zhan)國(guo)(guo)(guo)際市(shi)場需(xu)求(qiu)總額的12.1%。到西元(yuan)2012年,韓(han)國(guo)(guo)(guo)對(dui)納(na)米(mi)紡織品的需(xu)求(qiu)金額將達到72億美元(yuan),占(zhan)當時(shi)國(guo)(guo)(guo)際市(shi)場需(xu)求(qiu)總額的18.1%。
3.韓國在(zai)納(na)米科技的發(fa)展幾乎完(wan)全(quan)集中在(zai)微電子產(chan)業
透過由韓國科(ke)技部(bu)(Ministry of Science and Technology)贊(zan)助(zhu)的兆(zhao)(zhao)位水平納米設備(bei)發(fa)展計(ji)劃(Tera-Level Nanodevices Initiatives),韓國的大(da)學和(he)(he)產(chan)業(ye)都專注于(yu)發(fa)展下一世代微電子設備(bei),包括具有兆(zhao)(zhao)位元(yuan)(terabit)容量的內存設備(bei)和(he)(he)具有兆(zhao)(zhao)赫(he)茲(terahertz)資料處理速度的元(yuan)件。
韓國最大(da)企業財團之一的(de)三星設有一個先(xian)進科技(ji)(ji)研(yan)究(jiu)所(Advanced Institute of Technology),從事微電子科技(ji)(ji)的(de)研(yan)究(jiu)和商業化發展(zhan)。
臺灣自(zi)公元1996年(nian)以(yi)來,國科(ke)(ke)會(hui)(hui)、經濟(ji)部、教育部等部會(hui)(hui)已支持許多個(ge)別(bie)計(ji)(ji)劃從事有關于納(na)米(mi)科(ke)(ke)技(ji)的研發,較九十年(nian)代的如教育部的卓越計(ji)(ji)劃、國科(ke)(ke)會(hui)(hui)納(na)米(mi)材料尖端研究計(ji)(ji)劃、經濟(ji)部技(ji)術處納(na)米(mi)技(ji)術環境建構及其產(chan)業應用評估計(ji)(ji)劃等等。為了有效地運用資源,并整合(he)產(chan)官學研的智慧與力(li)量,以(yi)提(ti)升國際競爭力(li);自(zi)西(xi)元2000年(nian)起,國科(ke)(ke)會(hui)(hui)即開始(shi)規劃推動納(na)米(mi)科(ke)(ke)技(ji)計(ji)(ji)劃。
公(gong)元2000年12月中國(guo)(guo)(guo)臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)地區行(xing)政部(bu)門“科(ke)(ke)技(ji)(ji)顧問會(hui)議(yi)”與(yu)西元2001年一月第(di)六次“全國(guo)(guo)(guo)科(ke)(ke)學技(ji)(ji)術(shu)會(hui)議(yi)”(全國(guo)(guo)(guo)科(ke)(ke)技(ji)(ji)會(hui)議(yi))之結論,均(jun)指(zhi)出(chu)納米科(ke)(ke)技(ji)(ji)為臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)未(wei)來產(chan)業發展重點領(ling)域方(fang)向,國(guo)(guo)(guo)科(ke)(ke)會(hui)遂于西元2002年十一月廿一日成立工作(zuo)小(xiao)組(zu)辦公(gong)室,負責國(guo)(guo)(guo)家(jia)型計劃之規劃,“納米國(guo)(guo)(guo)家(jia)型科(ke)(ke)技(ji)(ji)計劃工作(zuo)小(xiao)組(zu)”之成員(yuan)(yuan)由國(guo)(guo)(guo)科(ke)(ke)會(hui)、臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)行(xing)政部(bu)門科(ke)(ke)技(ji)(ji)顧問組(zu)、中研院(yuan)(yuan)、中國(guo)(guo)(guo)臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)地區教育部(bu)、工研院(yuan)(yuan)、經濟(ji)部(bu)、臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)行(xing)政部(bu)門“原(yuan)子能(neng)委(wei)員(yuan)(yuan)會(hui)”及臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)行(xing)政部(bu)門環境保護(hu)署等單(dan)位(wei)(wei)共二十五位(wei)(wei)代表組(zu)成。
國(guo)(guo)科(ke)(ke)會(hui)(hui)(hui)并(bing)于公元(yuan)2002年(nian)一月十五日召開第一五五次委(wei)員會(hui)(hui)(hui)議(yi)(yi),討論“納米國(guo)(guo)家型(xing)科(ke)(ke)技計劃”構想;于西元(yuan)2002年(nian)六月第一五七次委(wei)員會(hui)(hui)(hui)議(yi)(yi)中通過納米國(guo)(guo)家型(xing)科(ke)(ke)技計劃審議(yi)(yi),自(zi)西元(yuan)2003年(nian)一月正式開始推動,并(bing)決定自(zi)西元(yuan)2003年(nian)至西元(yuan)2008年(nian)間(jian),投入經費新臺幣231.9億元(yuan)于納米科(ke)(ke)技發展;并(bing)于同年(nian)九月一日正式成立納米國(guo)(guo)家型(xing)計劃辦(ban)公室,執(zhi)行整體計劃之領導、策劃與管考。
1.“中(zhong)(zhong)國實(shi)驗(yan)室國家(jia)認(ren)可(ke)(ke)委(wei)員(yuan)會(hui)(hui)(hui)”是負責(ze)實(shi)驗(yan)室和檢查機構認(ren)可(ke)(ke)及相(xiang)關(guan)工作的認(ren)可(ke)(ke)機構,為規(gui)范納米(mi)產(chan)(chan)品市場、推動制定相(xiang)關(guan)納米(mi)材料及產(chan)(chan)品的標準(zhun),“國家(jia)納米(mi)科學(xue)中(zhong)(zhong)心(xin)”和“中(zhong)(zhong)國實(shi)驗(yan)室國家(jia)認(ren)可(ke)(ke)委(wei)員(yuan)會(hui)(hui)(hui)”會(hui)(hui)(hui)商多次,聯(lian)合(he)成立“納米(mi)技術專門(men)委(wei)員(yuan)會(hui)(hui)(hui)”,掛靠在(zai)“國家(jia)納米(mi)科學(xue)中(zhong)(zhong)心(xin)”。
2. 中(zhong)國政府透過中(zhong)國科學院主(zhu)導(dao)眾多納(na)米(mi)科技(ji)研(yan)發計劃,多數強調半導(dao)體制造技(ji)術(shu)和(he)發展以納(na)米(mi)科技(ji)為基礎的電(dian)子元件,另一是利用納(na)米(mi)材料保存考古(gu)文物。
已(yi)成功發(fa)展出(chu)的產品包括新式冷氣機,其特點為利用(yong)創新的納(na)米材質。另(ling)估計約有兩百家企業積極從(cong)事(shi)納(na)米科技產品的商業化。
滑鐵盧大(da)學(xue)是全世界第一所設立以納(na)米(mi)科(ke)(ke)技(ji)工程(cheng)為(wei)主科(ke)(ke)的大(da)學(xue)。在(zai)(zai)2005年開(kai)(kai)始收生并在(zai)(zai)2010年開(kai)(kai)設納(na)米(mi)科(ke)(ke)技(ji)工程(cheng)碩士班。在(zai)(zai)2012年,將(jiang)會有一座量子納(na)米(mi)中心。
多(duo)倫多(duo)大學也擁有以納米科技工(gong)程為副科的科學工(gong)程的大學。
圭爾夫大學則已設立了納米科學.。