納(na)米技術(shu)(nanotechnology)是用(yong)單個原子、分子制造物質(zhi)的科學(xue)技術(shu),研究(jiu)結構尺寸在1至100納(na)米范(fan)圍內材料(liao)的性質(zhi)和應用(yong)。
納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)是(shi)以(yi)許多(duo)現代(dai)先(xian)進科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)為基礎的科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu),它(ta)是(shi)動態(tai)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(動態(tai)力(li)學(xue)(xue)(xue))和現代(dai)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(混沌物(wu)理、智能量(liang)子(zi)(zi)、量(liang)子(zi)(zi)力(li)學(xue)(xue)(xue)、介觀物(wu)理、分(fen)子(zi)(zi)生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)(xue))和現代(dai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(計(ji)算機(ji)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、微電(dian)子(zi)(zi)和掃描(miao)隧道顯微鏡(jing)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、核分(fen)析技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu))結合的產物(wu),納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)又將引(yin)發一(yi)系列新的科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu),例如:納(na)(na)(na)米(mi)(mi)物(wu)理學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)化(hua)學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)電(dian)子(zi)(zi)學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)加(jia)工技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和納(na)(na)(na)米(mi)(mi)計(ji)量(liang)學(xue)(xue)(xue)等。
納米(mi)(mi)技術(shu)(shu)(nanotechnology),也稱毫微技術(shu)(shu),是研(yan)(yan)究結構尺(chi)寸(cun)在1納米(mi)(mi)至100納米(mi)(mi)范圍內材料的(de)性質和(he)應用的(de)一(yi)種(zhong)(zhong)技術(shu)(shu)。1981年(nian)掃描隧道顯微鏡發明(ming)后,誕生了一(yi)門以(yi)1到(dao)100納米(mi)(mi)長度為研(yan)(yan)究分子(zi)(zi)世界,它(ta)的(de)最終目(mu)標是直接以(yi)原子(zi)(zi)或分子(zi)(zi)來構造具有特定功能的(de)產品。因此(ci),納米(mi)(mi)技術(shu)(shu)其實就是一(yi)種(zhong)(zhong)用單個原子(zi)(zi)、分子(zi)(zi)制造物質的(de)技術(shu)(shu)。
從(cong)迄(qi)今為止(zhi)的研究(jiu)來看,關于納米技術分為三種概念:
第一種,是1986年美國(guo)科學家德(de)雷克斯(si)勒博(bo)士在(zai)《創造(zao)的(de)(de)機(ji)器(qi)》一書(shu)中提出的(de)(de)分子(zi)納米技(ji)術。根(gen)據這一概念,可以(yi)使組合分子(zi)的(de)(de)機(ji)器(qi)實用化,從而可以(yi)任意組合所有(you)種類的(de)(de)分子(zi),可以(yi)制造(zao)出任何種類的(de)(de)分子(zi)結構。這種概念的(de)(de)納米技(ji)術還未取得重大進展(zhan)。
第二(er)種概(gai)念把(ba)納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)定位為微加(jia)工(gong)技(ji)(ji)術(shu)的(de)極限(xian)。也(ye)就是通過納(na)(na)米(mi)(mi)精度(du)的(de)"加(jia)工(gong)"來人工(gong)形成(cheng)納(na)(na)米(mi)(mi)大(da)小的(de)結構的(de)技(ji)(ji)術(shu)。這種納(na)(na)米(mi)(mi)級(ji)的(de)加(jia)工(gong)技(ji)(ji)術(shu),也(ye)使半導體微型(xing)化即將達到極限(xian)。現(xian)有技(ji)(ji)術(shu)即使發(fa)展下(xia)去,從理(li)論上(shang)講終將會達到限(xian)度(du),這是因為,如果把(ba)電路(lu)的(de)線幅(fu)逐(zhu)漸變(bian)小,將使構成(cheng)電路(lu)的(de)絕緣(yuan)膜變(bian)得(de)極薄,這樣(yang)將破壞絕緣(yuan)效果。此外,還有發(fa)熱和晃(huang)動等(deng)問(wen)題(ti)。為了(le)解(jie)決這些問(wen)題(ti),研究人員正在研究新型(xing)的(de)納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)。
第(di)三種概念(nian)是從生物(wu)的(de)(de)角度出(chu)發(fa)而提出(chu)的(de)(de)。本來,生物(wu)在細胞和(he)生物(wu)膜內(nei)就(jiu)存在納米(mi)級的(de)(de)結(jie)構(gou)。DNA分子(zi)計算機(ji)、細胞生物(wu)計算機(ji)的(de)(de)開發(fa),成為納米(mi)生物(wu)技術的(de)(de)重(zhong)要(yao)內(nei)容(rong)。
納米技術是一(yi)門交叉性很強的綜合學科(ke),研(yan)究的內容涉(she)及(ji)現代科(ke)技的廣闊領(ling)域。納米科(ke)學與(yu)技術主(zhu)要包括:
納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)體系(xi)物理(li)學(xue)(xue)、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料學(xue)(xue)、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)生(sheng)物學(xue)(xue)、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)電子學(xue)(xue)、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)加工學(xue)(xue)、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)力學(xue)(xue)等。這七個相對獨立又(you)相互滲(shen)透的(de)學(xue)(xue)科和納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)器件、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)尺度的(de)檢測與表(biao)征這三(san)個研究(jiu)(jiu)領域(yu)。納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料的(de)制備和研究(jiu)(jiu)是(shi)整個納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科技的(de)基礎。其中,納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)物理(li)學(xue)(xue)和納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)是(shi)納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技術的(de)理(li)論(lun)基礎,而納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)電子學(xue)(xue)是(shi)納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技術最重要的(de)內容。
1993年(nian),第一(yi)屆國(guo)際納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)大(da)會(hui)(INTC)在美國(guo)召開,將納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)劃分(fen)為(wei)6大(da)分(fen)支:納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)物(wu)(wu)理學(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)化(hua)學(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)電子學(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)和納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)計(ji)量(liang)學(xue),促進了納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)的(de)發展。由于該技(ji)術(shu)的(de)特殊性,神奇性和廣泛性,吸引了世(shi)界各(ge)國(guo)的(de)許(xu)多優秀科學(xue)家(jia)紛紛為(wei)之努力研究。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)一(yi)般(ban)指納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級(0.1一(yi)100nm)的(de)材料、設計(ji)、制造,測(ce)量(liang)、控制和產品的(de)技(ji)術(shu)。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)主要包括:納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級測(ce)量(liang)技(ji)術(shu):納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級表層物(wu)(wu)理力學(xue)性能的(de)檢測(ce)技(ji)術(shu):納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級加(jia)工(gong)技(ji)術(shu);納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)粒子的(de)制備技(ji)術(shu);納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料;納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)技(ji)術(shu);納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)組裝技(ji)術(shu)等(deng)。
納米技術包含下列四個(ge)主要方面(mian):
1、納(na)米(mi)材(cai)料:當物(wu)質(zhi)到納(na)米(mi)尺度以后,大約是(shi)在0.1—100納(na)米(mi)這個范圍空(kong)間,物(wu)質(zhi)的性(xing)能就會(hui)發生突變,出現(xian)特殊(shu)性(xing)能。這種既(ji)具不同于原(yuan)(yuan)來組成的原(yuan)(yuan)子、分子,也不同于宏觀(guan)的物(wu)質(zhi)的特殊(shu)性(xing)能構成的材(cai)料,即為(wei)納(na)米(mi)材(cai)料。
如果(guo)僅僅是尺度(du)達到納米(mi),而沒有特殊性能(neng)的材料(liao),也不能(neng)叫納米(mi)材料(liao)。
過(guo)(guo)去,人們只注意(yi)原(yuan)子、分子或者宇宙空間,常(chang)常(chang)忽(hu)略這(zhe)個中間領(ling)域(yu),而這(zhe)個領(ling)域(yu)實際上大(da)量存在于自然(ran)界,只是(shi)以(yi)前沒有認識(shi)到這(zhe)個尺(chi)度范圍(wei)的(de)性能(neng)。第一個真正認識(shi)到它的(de)性能(neng)并引用納米概念的(de)是(shi)日(ri)本科學家,他們在20世(shi)紀70年代用蒸發(fa)法制備(bei)超(chao)微離(li)子,并通過(guo)(guo)研(yan)究(jiu)它的(de)性能(neng)發(fa)現:一個導(dao)(dao)電、導(dao)(dao)熱的(de)銅、銀導(dao)(dao)體(ti)做成納米尺(chi)度以(yi)后,它就(jiu)失去原(yuan)來的(de)性質(zhi),表(biao)現出既(ji)不(bu)導(dao)(dao)電、也(ye)不(bu)導(dao)(dao)熱。磁(ci)性材(cai)料也(ye)是(shi)如此,像鐵鈷合金,把它做成大(da)約20—30納米大(da)小,磁(ci)疇就(jiu)變(bian)成單磁(ci)疇,它的(de)磁(ci)性要比原(yuan)來高1000倍。80年代中期,人們就(jiu)正式把這(zhe)類(lei)材(cai)料命名為(wei)納米材(cai)料。
為(wei)什么磁(ci)疇(chou)變(bian)成(cheng)單(dan)(dan)磁(ci)疇(chou),磁(ci)性(xing)要比原來提高1000倍(bei)呢?這是(shi)因為(wei),磁(ci)疇(chou)中的(de)單(dan)(dan)個(ge)原子排(pai)列的(de)并不是(shi)很規(gui)則,而單(dan)(dan)原子中間是(shi)一個(ge)原子核,外(wai)則是(shi)電子繞其旋轉的(de)電子,這是(shi)形成(cheng)磁(ci)性(xing)的(de)原因。但是(shi),變(bian)成(cheng)單(dan)(dan)磁(ci)疇(chou)后(hou),單(dan)(dan)個(ge)原子排(pai)列的(de)很規(gui)則,對外(wai)顯(xian)示(shi)了強(qiang)大磁(ci)性(xing)。
這一特性,主(zhu)要用于制(zhi)造微特電機。如(ru)果將技術發展到一定的時(shi)候,用于制(zhi)造磁懸浮,可以制(zhi)造出速度(du)更(geng)快、更(geng)穩定、更(geng)節(jie)約(yue)能源的高(gao)速度(du)列車。
2、納(na)米動(dong)力學(xue):主要(yao)是(shi)微機(ji)(ji)(ji)械和(he)(he)微電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji),或總(zong)稱(cheng)為(wei)微型電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)械系統(tong)(MEMS),用于(yu)(yu)有傳(chuan)動(dong)機(ji)(ji)(ji)械的(de)微型傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)(he)執行(xing)器(qi)、光(guang)纖通訊系統(tong),特(te)種(zhong)(zhong)電(dian)(dian)(dian)子設備(bei)、醫療和(he)(he)診斷儀(yi)(yi)器(qi)等.用的(de)是(shi)一種(zhong)(zhong)類似于(yu)(yu)集成電(dian)(dian)(dian)器(qi)設計和(he)(he)制造的(de)新(xin)工藝(yi)。特(te)點是(shi)部(bu)件(jian)很(hen)小,刻(ke)蝕的(de)深度(du)往(wang)往(wang)要(yao)求數(shu)十至(zhi)數(shu)百微米,而寬度(du)誤差很(hen)小。這種(zhong)(zhong)工藝(yi)還可(ke)用于(yu)(yu)制作三相電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji),用于(yu)(yu)超快速(su)離心(xin)機(ji)(ji)(ji)或陀螺儀(yi)(yi)等。在(zai)研究方面還要(yao)相應地檢測準原子尺(chi)度(du)的(de)微變形和(he)(he)微摩(mo)擦等。雖然它(ta)們目前(qian)尚未真正(zheng)進入納(na)米尺(chi)度(du),但有很(hen)大的(de)潛在(zai)科學(xue)價(jia)值(zhi)和(he)(he)經(jing)濟價(jia)值(zhi)。
理(li)論上講:可以使微電機和檢測技術達到納米數量級。
3、納(na)(na)米生物(wu)學(xue)和納(na)(na)米藥物(wu)學(xue):如(ru)在云母表(biao)面(mian)用(yong)納(na)(na)米微(wei)(wei)粒(li)(li)度(du)的膠體金固定dna的粒(li)(li)子(zi),在二氧(yang)化(hua)硅表(biao)面(mian)的叉指形電極做生物(wu)分子(zi)間互作用(yong)的試驗(yan),磷脂和脂肪酸(suan)雙層(ceng)平面(mian)生物(wu)膜(mo),dna的精細(xi)(xi)結構等。有了納(na)(na)米技術,還可(ke)用(yong)自組裝方法在細(xi)(xi)胞內放入(ru)零件(jian)或組件(jian)使(shi)(shi)構成(cheng)新的材料。新的藥物(wu),即使(shi)(shi)是(shi)微(wei)(wei)米粒(li)(li)子(zi)的細(xi)(xi)粉,也大約(yue)有半數不(bu)溶于(yu)水(shui);但如(ru)粒(li)(li)子(zi)為納(na)(na)米尺度(du)(即超微(wei)(wei)粒(li)(li)子(zi)),則可(ke)溶于(yu)水(shui)。
納(na)米(mi)生(sheng)物(wu)學發展(zhan)到一定技術時,可(ke)(ke)以用(yong)納(na)米(mi)材料制(zhi)成具有識別能力的(de)納(na)米(mi)生(sheng)物(wu)細胞,并可(ke)(ke)以吸(xi)收癌(ai)細胞的(de)生(sheng)物(wu)醫藥,注(zhu)入人(ren)體內,可(ke)(ke)以用(yong)于(yu)定向殺癌(ai)細胞。(上面是(shi)老錢加注(zhu))
4、納(na)(na)米電子(zi)學(xue):包括基于量子(zi)效應的(de)納(na)(na)米電子(zi)器(qi)件、納(na)(na)米結構的(de)光(guang)/電性質(zhi)、納(na)(na)米電子(zi)材料的(de)表征,以及原子(zi)操縱(zong)和原子(zi)組裝等。當前電子(zi)技(ji)術的(de)趨(qu)勢要求器(qi)件和系統(tong)更(geng)(geng)小(xiao)(xiao)、更(geng)(geng)快(kuai)、更(geng)(geng)冷,更(geng)(geng)小(xiao)(xiao),是指響(xiang)應速度要快(kuai)。更(geng)(geng)冷是指單個器(qi)件的(de)功耗要小(xiao)(xiao)。但是更(geng)(geng)小(xiao)(xiao)并非(fei)沒有限度。納(na)(na)米技(ji)術是建設(she)者的(de)最后疆(jiang)界,它的(de)影響(xiang)將是巨大的(de)。
納米技(ji)術的(de)(de)(de)靈感,來自于已故物理(li)學(xue)(xue)家理(li)查德·費曼(man)1959年所作(zuo)的(de)(de)(de)一(yi)次(ci)題為(wei)《在底(di)部還有(you)很大空間》的(de)(de)(de)演講。這位當時在加州理(li)工大學(xue)(xue)任教的(de)(de)(de)教授(shou)向(xiang)同事們提出了一(yi)個(ge)新的(de)(de)(de)想法。從(cong)(cong)石器時代開始,人類從(cong)(cong)磨尖箭頭到光刻(ke)芯片的(de)(de)(de)所有(you)技(ji)術,都與一(yi)次(ci)性地(di)削去或者融合(he)數以(yi)億(yi)計的(de)(de)(de)原子(zi)以(yi)便把物質做(zuo)成(cheng)有(you)用(yong)的(de)(de)(de)形態有(you)關。費曼(man)質問道,為(wei)什么我(wo)(wo)們不(bu)可以(yi)從(cong)(cong)另外一(yi)個(ge)角(jiao)度出發(fa),從(cong)(cong)單個(ge)的(de)(de)(de)分子(zi)甚至(zhi)(zhi)原子(zi)開始進行組裝,以(yi)達到我(wo)(wo)們的(de)(de)(de)要求?他說:“至(zhi)(zhi)少依我(wo)(wo)看來,物理(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)規律不(bu)排除一(yi)個(ge)原子(zi)一(yi)個(ge)原子(zi)地(di)制造物品(pin)的(de)(de)(de)可能性。”
70年(nian)代,科(ke)(ke)學家開始從不(bu)同角度(du)提出有關納米科(ke)(ke)技的(de)構(gou)想,1974年(nian),科(ke)(ke)學家谷口(kou)紀男(nan)(Norio Taniguchi)最早使(shi)用(yong)納米技術一詞(ci)描述精密機械加(jia)工;
1981年,科學(xue)家發(fa)明研(yan)究納米(mi)的(de)重(zhong)要(yao)工具——掃(sao)描隧道顯微鏡,為我(wo)們揭示一(yi)個可見的(de)原(yuan)子(zi)、分子(zi)世(shi)界(jie),對納米(mi)科技發(fa)展產(chan)生了(le)積極促進作用;
1990年(nian),IBM公司阿爾馬登研(yan)究中心的(de)科(ke)(ke)(ke)學(xue)家(jia)成功(gong)地對單個(ge)(ge)的(de)原(yuan)(yuan)子(zi)進行了重排,納(na)米技(ji)術取得(de)一(yi)項(xiang)關(guan)鍵突(tu)破。他(ta)們使用(yong)(yong)一(yi)種(zhong)稱為掃描探針(zhen)的(de)設(she)備慢慢地把35個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)子(zi)移動到各自的(de)位置,組成了IBM三個(ge)(ge)字(zi)母。這(zhe)證(zheng)明費曼是(shi)(shi)正確的(de),二(er)個(ge)(ge)字(zi)母加起來還(huan)(huan)沒(mei)有3個(ge)(ge)納(na)米長(chang)。不久(jiu),科(ke)(ke)(ke)學(xue)家(jia)不僅(jin)能夠(gou)操縱單個(ge)(ge)的(de)原(yuan)(yuan)子(zi),而(er)且還(huan)(huan)能夠(gou)“噴(pen)涂原(yuan)(yuan)子(zi)”。使用(yong)(yong)分子(zi)束外延(yan)長(chang)生長(chang)技(ji)術,科(ke)(ke)(ke)學(xue)家(jia)們學(xue)會了制(zhi)造極薄(bo)的(de)特殊晶體(ti)薄(bo)膜(mo)的(de)方法(fa),每次只造出一(yi)層(ceng)分子(zi)。現代制(zhi)造計(ji)算機(ji)硬盤讀寫(xie)頭使用(yong)(yong)的(de)就是(shi)(shi)這(zhe)項(xiang)技(ji)術。著名物理學(xue)家(jia)、諾貝爾獎(jiang)獲得(de)者理查德·費曼預言,人(ren)類可(ke)以用(yong)(yong)小(xiao)(xiao)的(de)機(ji)器(qi)制(zhi)作更小(xiao)(xiao)的(de)機(ji)器(qi),最后將變成根據人(ren)類意(yi)愿,逐個(ge)(ge)地排列原(yuan)(yuan)子(zi),制(zhi)造產品(pin),這(zhe)是(shi)(shi)關(guan)于納(na)米技(ji)術最早的(de)夢想。
1990年7月,第一屆國際納米(mi)科學(xue)技術(shu)會議在美國巴爾(er)的摩舉辦,標志著納米(mi)科學(xue)技術(shu)的正式誕生;
1991年,碳納(na)(na)米管被人類(lei)發現,它(ta)的質(zhi)量是相同(tong)體積鋼的六分(fen)之(zhi)一,強度卻是鋼的10倍,成(cheng)為納(na)(na)米技術研究的熱點(dian),諾貝爾化學獎得主斯(si)莫(mo)利教授(shou)認為,納(na)(na)米碳管將(jiang)是未來最佳(jia)纖維(wei)的首選材料,也將(jiang)被廣泛用于超微導線、超微開關(guan)以及納(na)(na)米級電子(zi)線路等;
1993年,繼1989年美國(guo)(guo)(guo)斯坦福大學搬走原子(zi)團“寫”下斯坦福大學英文、1990年美國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)際商用機器(qi)公司在(zai)鎳表面用35個氙原子(zi)排(pai)出(chu)“IBM”之后,中國(guo)(guo)(guo)科學院(yuan)北京真空物理實(shi)驗(yan)室自如(ru)地(di)操縱原子(zi)成功(gong)寫出(chu)“中國(guo)(guo)(guo)”二字,標(biao)志著中國(guo)(guo)(guo)開(kai)始在(zai)國(guo)(guo)(guo)際納(na)米科技領域占有(you)一席之地(di);
1997年(nian),美國科學家(jia)首(shou)次成功(gong)地用單電(dian)子移動單電(dian)子,利用這種技術(shu)可望在(zai)2017年(nian)后研制成功(gong)速度和(he)存貯容量比現在(zai)提高(gao)成千上(shang)萬倍的(de)量子計算機(ji);
1999年,巴(ba)(ba)西和美(mei)國科學(xue)家(jia)在進行納米碳管實驗時發明了世(shi)界上最小的“秤”,它能夠稱(cheng)量(liang)十億分(fen)之一克的物體(ti),即相當于一個病毒(du)的重量(liang);此后(hou)不久,德(de)國科學(xue)家(jia)研制出(chu)能稱(cheng)量(liang)單個原子重量(liang)的秤,打破了美(mei)國和巴(ba)(ba)西科學(xue)家(jia)聯合創造的紀錄(lu);
到1999年,納(na)(na)米技術逐步走向市場(chang),全年基于納(na)(na)米產(chan)品(pin)的營業額達到500億美(mei)元;
2001年(nian)(nian),一些國家紛(fen)紛(fen)制定相關戰(zhan)(zhan)略或者計(ji)劃,投(tou)入巨資搶占納米(mi)技(ji)(ji)術(shu)戰(zhan)(zhan)略高地。日本設(she)立(li)納米(mi)材(cai)料(liao)研(yan)(yan)究中心,把納米(mi)技(ji)(ji)術(shu)列入新(xin)5年(nian)(nian)科技(ji)(ji)基本計(ji)劃的(de)研(yan)(yan)發重點;德國專(zhuan)門建立(li)納米(mi)技(ji)(ji)術(shu)研(yan)(yan)究網(wang);美(mei)(mei)國將納米(mi)計(ji)劃視為下(xia)一次(ci)工(gong)業革命(ming)的(de)核心,美(mei)(mei)國政(zheng)府部門將納米(mi)科技(ji)(ji)基礎研(yan)(yan)究方面的(de)投(tou)資從1997年(nian)(nian)的(de)1.16億美(mei)(mei)元增(zeng)加(jia)到2001年(nian)(nian)的(de)4.97億美(mei)(mei)元。中國也將納米(mi)科技(ji)(ji)列為中國的(de)“973計(ji)劃”進行大(da)力(li)的(de)發展與其(qi)相關產業的(de)大(da)力(li)扶(fu)持。
當前(qian)納(na)(na)米(mi)技(ji)術(shu)的(de)研究和(he)(he)應用(yong)主要(yao)在材料(liao)(liao)和(he)(he)制備、微電(dian)子(zi)和(he)(he)計算機技(ji)術(shu)、醫學(xue)與健康、航天和(he)(he)航空、環境和(he)(he)能源、生(sheng)物(wu)(wu)技(ji)術(shu)和(he)(he)農產品等(deng)方面。用(yong)納(na)(na)米(mi)材料(liao)(liao)制作(zuo)的(de)器材重量更輕、硬度更強、壽命(ming)更長、維修費更低(di)、設計更方便。利用(yong)納(na)(na)米(mi)材料(liao)(liao)還可(ke)以制作(zuo)出特(te)定性質的(de)材料(liao)(liao)或自(zi)然界不存在的(de)材料(liao)(liao),制作(zuo)出生(sheng)物(wu)(wu)材料(liao)(liao)和(he)(he)仿生(sheng)材料(liao)(liao)。
1、納米(mi)是一種幾何尺寸的度量單位,1納米(mi)=百(bai)萬分(fen)之(zhi)一毫米(mi)。
2、納(na)米技術帶動了技術革命。
3、利用納米技術制作(zuo)的(de)藥物可(ke)以阻斷毛細血管,“餓死”癌細胞。
4、如果在衛星上用納米集成器件,衛星將更小,更容易發射。
5、納米技術是(shi)多科學(xue)綜合,有(you)些目(mu)標需要長時間的努力才會實現。
6、納米技術(shu)和信(xin)息(xi)科學(xue)技術(shu)、生命科學(xue)技術(shu)是(shi)當(dang)前的科學(xue)發(fa)展主(zhu)流,它們的發(fa)展將使人類社會、生存(cun)環境和科學(xue)技術(shu)本身變得更美好(hao)。
7、納米(mi)技術可以觀察病人身體中的癌細胞病變及情況,可讓醫生對癥下藥(yao)。
納米(mi)級(ji)測(ce)量技(ji)術(shu)包括(kuo):納米(mi)級(ji)精(jing)度的尺寸和位移的測(ce)量,納米(mi)級(ji)表面(mian)形貌(mao)的測(ce)量。納米(mi)級(ji)測(ce)量技(ji)術(shu)主要有兩個發展方(fang)向。
一是(shi)光干涉測量(liang)技術,它是(shi)利(li)用(yong)光的(de)干涉條紋來提(ti)高(gao)測量(liang)的(de)分辨(bian)率,其(qi)測量(liang)方法(fa)(fa)有:雙(shuang)頻激光干涉測量(liang)法(fa)(fa)、光外(wai)差干涉測量(liang)法(fa)(fa)、X射線干涉測量(liang)法(fa)(fa)、F一P標(biao)準工具測量(liang)法(fa)(fa)等,可用(yong)于長度和位移(yi)的(de)精(jing)確(que)測量(liang),也可用(yong)于表面顯微(wei)形(xing)貌的(de)測量(liang)。
二(er)是(shi)掃描(miao)(miao)探(tan)針(zhen)顯(xian)微測量技(ji)術(STM),其基(ji)本原理(li)是(shi)基(ji)于量子力(li)學的(de)隧(sui)道效(xiao)應,它的(de)原理(li)是(shi)用(yong)極尖的(de)探(tan)針(zhen)(或(huo)類似的(de)方法)對被測表(biao)面(mian)(mian)進行(xing)掃描(miao)(miao)(探(tan)針(zhen)和被測表(biao)面(mian)(mian)實(shi)際并不接觸(chu)),借助納米級的(de)三(san)維位移定位控制系統測出該表(biao)面(mian)(mian)的(de)三(san)維微觀(guan)立體形貌(mao)。主要用(yong)于測量表(biao)面(mian)(mian)的(de)微觀(guan)形貌(mao)和尺寸。
用這原理(li)的測(ce)量方法有:掃描隧道顯(xian)微鏡(STM)、原子力顯(xian)微鏡(AFM)等。
納米級(ji)加工(gong)的(de)含意是達到納米級(ji)精度的(de)加工(gong)技術。
由于原(yuan)子(zi)(zi)間(jian)的(de)距離為0.1一0.3nm,納(na)米加(jia)工的(de)實質就是要(yao)切(qie)斷原(yuan)子(zi)(zi)間(jian)的(de)結(jie)合,實現(xian)原(yuan)子(zi)(zi)或(huo)分子(zi)(zi)的(de)去除(chu),切(qie)斷原(yuan)子(zi)(zi)間(jian)結(jie)合所需要(yao)的(de)能量,必(bi)然要(yao)求(qiu)超過(guo)該物質的(de)原(yuan)子(zi)(zi)間(jian)結(jie)合能,即所播的(de)能量密度是很大(da)的(de)。用傳統的(de)切(qie)削、磨削加(jia)工方法進行納(na)米級加(jia)工就相當困難了(le)。
截至2008年納(na)米(mi)(mi)加(jia)工(gong)(gong)有了很大(da)的(de)(de)突(tu)破,如電子束(shu)光刻(UGA技術)加(jia)工(gong)(gong)超大(da)規模集成電路時,可(ke)實現0.1μm線寬的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong):離子刻蝕可(ke)實現微米(mi)(mi)級(ji)和納(na)米(mi)(mi)級(ji)表層(ceng)材料(liao)的(de)(de)去除:掃(sao)描隧道顯微技術可(ke)實現單個原(yuan)子的(de)(de)去除、扭遷、增添和原(yuan)子的(de)(de)重(zhong)組。
納米粒(li)子的制備方(fang)法很多,可分為物理方(fang)法和(he)化學(xue)方(fang)法。
真(zhen)空冷(leng)授(shou)法:用(yong)真(zhen)空蒸發、加熱、高頻感應等方(fang)法使原(yuan)料氣化或形成等粒子(zi)體,然后驟冷(leng)。其特點純(chun)度(du)高、結晶組(zu)織好、位度(du)可控,但(dan)技術設備要求高。
物理粉碎法(fa):透(tou)過機械粉碎、電火花爆炸(zha)等方法(fa)得到納米粒子。其特(te)點操(cao)作(zuo)簡(jian)單、成本低(di),但產晶純(chun)度低(di),順粒分布不均勻。
機械球磨(mo)法:采用球磨(mo)方法,控(kong)制(zhi)適當(dang)的(de)條件得到純元素(su)、合金或復合材料的(de)納米(mi)粒子。其特點(dian)操作簡單、成本低,但產(chan)品純度低,顆(ke)粒分布不均勻(yun)。
氣相沉積法(fa):利用金屬(shu)化合物蒸汽的化學反應合成納米材料。其特點產品(pin)純(chun)度高,粒度分布(bu)窄。
沉淀法:把沉淀劑加人到(dao)鹽溶液中反(fan)應后,將沉淀熱處(chu)理得到(dao)納(na)米材料.其特點簡單(dan)易(yi)行(xing),但純度低,顆(ke)粒半徑大,適合制備(bei)載化物。
水(shui)熱(re)合成法:高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓下(xia)在水(shui)溶液或(huo)蒸汽等流體中(zhong)合成,再經分(fen)離和熱(re)處(chu)理得納米粒(li)子。其特點純度(du)高(gao)(gao),分(fen)散性(xing)好(hao)、粒(li)度(du)易(yi)控制。
溶(rong)膠凝膠法:金屬化合(he)物(wu)經(jing)溶(rong)液、溶(rong)膠、凝膠而固化,再經(jing)低沮熱(re)處理而生成(cheng)納米粒(li)(li)子。其特點反應物(wu)種多,產物(wu)顆粒(li)(li)均一,過程易控制,適于氧化物(wu)和11一VI族化合(he)物(wu)的制備。
徽乳液法:兩:互不相(xiang)溶的(de)溶劑(ji)在(zai)表面活性劑(ji)的(de)作(zuo)用下形成(cheng)乳液,在(zai)徽泡中經成(cheng)核,聚(ju)結(jie)、團聚(ju)、熱處(chu)理后得納米粒(li)(li)子(zi)。其特點粒(li)(li)子(zi)的(de)單分散和(he)接口性好,11一VI族半導體納米粒(li)(li)子(zi)多用此法制備。
水(shui)熱合成(cheng)法——高溫(wen)高壓下在(zai)水(shui)溶液或蒸汽(qi)等流體(ti)中合成(cheng),再經分離和熱處理得到(dao)納米粒子。其特點是純度高,分散性(xing)好,粒度易控制。
自1991年(nian)Gleiter等(deng)人率先制得納(na)米材(cai)料(liao)(liao)以來,經(jing)過(guo)10年(nian)的(de)發展納(na)米材(cai)料(liao)(liao)有(you)了長(chang)足的(de)進(jin)步。如今納(na)米材(cai)料(liao)(liao)種類(lei)較多,按其(qi)材(cai)質分(fen)有(you):金屬材(cai)料(liao)(liao)、納(na)米陶(tao)瓷材(cai)料(liao)(liao)、納(na)米半導體材(cai)料(liao)(liao)、納(na)米復合材(cai)料(liao)(liao)、納(na)米聚合材(cai)料(liao)(liao)等(deng)等(deng)。納(na)米材(cai)料(liao)(liao)是超徽粒(li)材(cai)料(liao)(liao),被稱為“21世紀新材(cai)料(liao)(liao)”,具有(you)許(xu)多特異(yi)性能(neng)。
例如(ru)用納(na)米(mi)(mi)級(ji)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)微(wei)粉燒(shao)結成的(de)(de)材料,強度(du)(du)和硬度(du)(du)大大高于(yu)原來的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu),納(na)米(mi)(mi)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)居(ju)然由導電體(ti)變成絕緣體(ti)。一般(ban)的(de)(de)陶瓷(ci)強度(du)(du)低并(bing)且(qie)很(hen)脆。但納(na)米(mi)(mi)級(ji)微(wei)粉燒(shao)結成的(de)(de)陶瓷(ci)不但強度(du)(du)高并(bing)且(qie)有良(liang)好(hao)的(de)(de)韌性。納(na)米(mi)(mi)材料的(de)(de)熔(rong)(rong)點(dian)(dian)會隨超細粉的(de)(de)直(zhi)徑(jing)的(de)(de)減(jian)小(xiao)而(er)降低。例如(ru)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)熔(rong)(rong)點(dian)(dian)為1064℃,但10nm的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)粉熔(rong)(rong)點(dian)(dian)降低到(dao)940℃,snm的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)粉熔(rong)(rong)點(dian)(dian)降低到(dao)830℃,因(yin)而(er)燒(shao)結溫(wen)度(du)(du)可以大大降低。納(na)米(mi)(mi)陶瓷(ci)的(de)(de)燒(shao)結溫(wen)度(du)(du)大大低于(yu)原來的(de)(de)陶瓷(ci)。納(na)米(mi)(mi)級(ji)的(de)(de)催化(hua)劑加入汽油(you)中。可提高內(nei)燃機(ji)的(de)(de)效(xiao)率。
加入固體燃(ran)料(liao)可使火箭的速度加快(kuai)。藥物制成納米微粉。可以注射(she)到血管(guan)內順利進入微血管(guan)。
當(dang)前(qian)常規的成(cheng)像技術只能檢(jian)測(ce)到(dao)癌癥(zheng)在組(zu)織上造(zao)成(cheng)的可(ke)(ke)見的變化,而(er)這個時候(hou)已(yi)經有數千的癌細胞生成(cheng)并(bing)且可(ke)(ke)能會轉(zhuan)移。而(er)且,即(ji)使(shi)是已(yi)經可(ke)(ke)以看到(dao)腫瘤(liu)了(le),由于腫瘤(liu)本身(shen)的類別(惡(e)性還(huan)是良性)和特征,要(yao)確定有效的治療方法也還(huan)必須(xu)通(tong)過活組(zu)織檢(jian)查(cha)。如果(guo)對癌性細胞或者癌變前(qian)細胞以某(mou)種方式(shi)進行標記(ji),使(shi)用傳統設備即(ji)可(ke)(ke)檢(jian)測(ce)出來(lai)則更有利于癌癥(zheng)的診斷。
要(yao)實現這一目標(biao)有兩個必要(yao)條件(jian):某技(ji)(ji)術能夠(gou)特定識(shi)(shi)別(bie)(bie)癌性細胞(bao)(bao)且能夠(gou)讓被識(shi)(shi)別(bie)(bie)的(de)癌性細胞(bao)(bao)可見(jian)。納米技(ji)(ji)術能夠(gou)滿足這兩點。例(li)如,在金屬氧化(hua)物表面涂覆可特異識(shi)(shi)別(bie)(bie)癌性細胞(bao)(bao)表面超表達的(de)受(shou)體的(de)抗體。
由于金屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)在核磁(ci)共振成像(MRI)或計算機斷層掃(sao)描(miao)(CT)下發(fa)出高對(dui)比(bi)度信號,因此一旦進入體(ti)內(nei)后(hou),這些金屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)納米(mi)(mi)顆粒表面的抗體(ti)選擇性(xing)(xing)地(di)與(yu)癌(ai)性(xing)(xing)細胞結合,使檢測(ce)儀器可(ke)(ke)以有效地(di)識別(bie)出癌(ai)性(xing)(xing)細胞。同樣地(di),金納米(mi)(mi)粒也(ye)可(ke)(ke)以用(yong)于增強(qiang)在內(nei)窺鏡技(ji)術中的光散射。納米(mi)(mi)技(ji)術能夠將識別(bie)癌(ai)癥類別(bie)及不(bu)同發(fa)展階段的分(fen)子標記可(ke)(ke)視化(hua)(hua)(hua),讓醫生能夠通過傳統的成像技(ji)術看到原(yuan)本檢測(ce)不(bu)到的細胞和(he)分(fen)子。
在人(ren)類與(yu)癌(ai)癥的(de)斗(dou)爭(zheng)中,有一半的(de)勝利是(shi)得益(yi)于(yu)早期的(de)檢測。納米技術(shu)使(shi)得癌(ai)癥的(de)診斷(duan)更早更準(zhun)確,并可用于(yu)治療(liao)監測。納米技術(shu)也可以增強甚至(zhi)完全變革(ge)對(dui)組織和體液(ye)中生(sheng)物標(biao)志(zhi)物的(de)篩查(cha)。癌(ai)癥與(yu)癌(ai)癥之間(jian),以及癌(ai)細胞與(yu)正常細胞之間(jian)由于(yu)各(ge)種分子在表達和分布上的(de)差異而各(ge)不相(xiang)同。隨(sui)著(zhu)治療(liao)技術(shu)的(de)進步(bu),對(dui)癌(ai)癥的(de)多個(ge)生(sheng)物標(biao)志(zhi)物進行同時(shi)檢測是(shi)確定治療(liao)方案時(shi)所必(bi)須(xu)的(de)。
納米(mi)顆粒——例如(ru)能夠(gou)根據(ju)它們(men)本(ben)身大小發出不同顏(yan)色光(guang)的量(liang)子(zi)(zi)點(dian)——可(ke)以實現同時(shi)檢(jian)測多(duo)種(zhong)(zhong)標記物的目的。包(bao)被有抗體(ti)的量(liang)子(zi)(zi)點(dian)發出的激(ji)發光(guang)信號可(ke)用(yong)于篩(shai)查某些類型的癌癥。不同顏(yan)色的量(liang)子(zi)(zi)點(dian)可(ke)與各種(zhong)(zhong)癌癥生物標記物抗體(ti)結合,方便(bian)腫瘤學家通過所(suo)看到的光(guang)譜(pu)區分癌細胞與健康細胞。
由于在(zai)納(na)(na)米尺度下刻蝕技(ji)術已(yi)達到(dao)極(ji)限,組裝技(ji)術將成(cheng)為納(na)(na)米科(ke)技(ji)的(de)重要(yao)手(shou)段,受到(dao)人們很大的(de)重視。
納米組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)技術(shu)就是通(tong)過(guo)(guo)機械、物理、化學或(huo)(huo)生(sheng)(sheng)物的方法(fa),把原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)或(huo)(huo)者分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)聚集體進行組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang),形成有功能的結構(gou)單元。組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)技術(shu)包括(kuo)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有序(xu)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)技術(shu),掃(sao)描探針(zhen)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)搬遷技術(shu)以及(ji)生(sheng)(sheng)物組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)技術(shu)。分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有序(xu)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)是通(tong)過(guo)(guo)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間(jian)的物理或(huo)(huo)化學相互作用,形成有序(xu)的二維或(huo)(huo)三(san)維分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)體系(xi)。現(xian)在,分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有序(xu)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)技術(shu)及(ji)其(qi)應用研究(jiu)方面取(qu)得的最新進展主要(yao)是LB膜研究(jiu)及(ji)有關(guan)特性的發現(xian)。生(sheng)(sheng)物大(da)(da)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)走向(xiang)識別組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)。蛋白質、核酸等生(sheng)(sheng)物活(huo)(huo)(huo)性大(da)(da)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)要(yao)求商(shang)密度定取(qu)向(xiang),這對(dui)于制備(bei)高性能生(sheng)(sheng)物微感(gan)膜、發展生(sheng)(sheng)物分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)器(qi)件,以及(ji)研究(jiu)生(sheng)(sheng)物大(da)(da)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間(jian)相互作用是十分(fen)(fen)(fen)重要(yao)的。在進行lgG歸生(sheng)(sheng)物大(da)(da)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)過(guo)(guo)程中,首(shou)次利用抗(kang)體活(huo)(huo)(huo)性片斷的識別功能進行活(huo)(huo)(huo)性生(sheng)(sheng)物大(da)(da)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)。這一重要(yao)的進展使得生(sheng)(sheng)物分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的定向(xiang)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)產生(sheng)(sheng)了新的突破。
除以上(shang)幾種組裝外(wai),在長鏈(lian)聚合物分(fen)子(zi)上(shang)的有(you)序組裝、橋(qiao)連(lian)自(zi)組裝技(ji)術(shu)(shu)、有(you)序分(fen)子(zi)薄膜(mo)的應用研究等技(ji)術(shu)(shu)也有(you)進展(zhan)。采用納米(mi)加(jia)(jia)工(gong)技(ji)術(shu)(shu)還可以對材料進行原子(zi)量級加(jia)(jia)工(gong),使(shi)加(jia)(jia)工(gong)技(ji)術(shu)(shu)進人一個更加(jia)(jia)徽細的深度。納米(mi)結(jie)構自(zi)組裝技(ji)術(shu)(shu)的發展(zhan),將會使(shi)納米(mi)機械、納米(mi)機電系統和(he)納米(mi)生物學產生突破性(xing)的飛躍。
中國(guo)在(zai)納(na)米(mi)領域(yu)的(de)科(ke)學發現和(he)產(chan)(chan)業化(hua)研(yan)究有一(yi)(yi)定(ding)的(de)優勢。現代(dai)同美、日、德等(deng)國(guo)位于國(guo)際第一(yi)(yi)梯隊的(de)前(qian)列。雖然現代(dai)中國(guo)己(ji)經建立了一(yi)(yi)定(ding)數量(liang)的(de)納(na)米(mi)材料(liao)生產(chan)(chan)基地,納(na)米(mi)技(ji)術(shu)的(de)開發應用也已經興起,并初步實(shi)現了產(chan)(chan)業化(hua)。納(na)米(mi)要實(shi)現大規(gui)模、低成本(ben)的(de)產(chan)(chan)業化(hua)生產(chan)(chan),還有許多的(de)工作要做,只有依賴大量(liang)的(de)資金和(he)高科(ke)技(ji)投人才能換取高額(e)的(de)利潤回報。
納米(mi)生物學(xue)是以(yi)(yi)納米(mi)尺度(du)研究細(xi)(xi)胞(bao)(bao)內部各(ge)種細(xi)(xi)胞(bao)(bao)器的結構和功(gong)能。研究細(xi)(xi)胞(bao)(bao)內部,細(xi)(xi)胞(bao)(bao)內外之間(jian)以(yi)(yi)及整個生物體的物質、能量和信(xin)息交換。納米(mi)生物學(xue)的研究集中在下列方面(mian)。
DNA研(yan)究(jiu)在(zai)形貌觀(guan)察(cha)、特(te)性(xing)研(yan)究(jiu)和(he)基(ji)因改造三個方面有不(bu)少進展。
工作目標是弄(nong)清人(ren)類的(de)記憶(yi)、思維(wei),語言和學習這些(xie)高級神經功(gong)能(neng)和人(ren)腦(nao)的(de)信(xin)息(xi)處理功(gong)能(neng)。
這是(shi)納(na)米生物學的(de)熱門研究內容(rong)。現在取得不少成果(guo)。是(shi)納(na)米技術中有希望獲得突破性巨大成果(guo)的(de)部分(fen)。
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)(ma)(ma)達通常由10種以上的(de)(de)蛋白(bai)質(zhi)群體組成,其構(gou)造如同人(ren)工馬(ma)(ma)(ma)達。由相(xiang)當的(de)(de)定子(zi)、轉(zhuan)子(zi)、軸(zhou)承(cheng)、萬向接頭等組成。它的(de)(de)直徑(jing)只有3onm,轉(zhuan)速可(ke)以高(gao)達15r/min,可(ke)在1μs內(nei)進(jin)行右(you)轉(zhuan)或左轉(zhuan)的(de)(de)相(xiang)互(hu)切換。利(li)用外部電場可(ke)實現加速或減速。轉(zhuan)動(dong)的(de)(de)動(dong)力源,是細菌內(nei)支撐馬(ma)(ma)(ma)達的(de)(de)薄(bo)膜(mo)內(nei)外的(de)(de)氮氧(yang)離(li)子(zi)濃度差。實驗(yan)證明(ming)。細菌體內(nei)外的(de)(de)電位差也可(ke)驅動(dong)鞭毛馬(ma)(ma)(ma)達。現代人(ren)們正在探索設計(ji)一種能用電位差馭動(dong)的(de)(de)人(ren)工鞭毛馬(ma)(ma)(ma)達驅動(dong)器(qi)。
日(ri)本三菱公(gong)司已開發出一(yi)種能(neng)模擬(ni)人眼處理視覺形象功能(neng)的視網(wang)膜芯片(pian)。該芯片(pian)以砷化稼半導體作為片(pian)基。每個芯片(pian)內含4096個傳感(gan)元。可望進一(yi)步用于機器人。
有人提出制作類(lei)似(si)環(huan)和桿那(nei)樣的(de)分子(zi)機(ji)(ji)械。把它們裝(zhuang)配起來構成計算(suan)機(ji)(ji)的(de)線路單元,單元尺(chi)寸僅Inm,可組裝(zhuang)成超(chao)小型計算(suan)機(ji)(ji),僅有數微米大小,就能達到(dao)現代(dai)常用計算(suan)機(ji)(ji)的(de)同(tong)等性能。
在(zai)納(na)米結構(gou)(gou)自組(zu)裝復(fu)雜徽型機電系(xi)統制造中,很大的難題是系(xi)統中各部件(jian)的組(zu)裝。系(xi)統愈(yu)先進、愈(yu)復(fu)雜,組(zu)裝的問題也(ye)愈(yu)難解(jie)決。自然界(jie)各種生(sheng)(sheng)物(wu)、生(sheng)(sheng)物(wu)體內的蛋白質、DNA、細胞等(deng)都是極為復(fu)雜的結構(gou)(gou)。它們的生(sheng)(sheng)成、組(zu)裝都是自動進行的。如能了(le)解(jie)并控(kong)制生(sheng)(sheng)物(wu)大分子的自組(zu)裝原理,人類對自然界(jie)的認識和改造必(bi)然會上升到一個(ge)全(quan)新的更高的水平。
納(na)(na)米機(ji)(ji)器人是根(gen)據分子(zi)水平的(de)生(sheng)物學原理為設(she)計(ji)原型,設(she)計(ji)制造可對(dui)納(na)(na)米空間進(jin)行(xing)操作的(de)“功能分子(zi)器件(jian)”,也(ye)稱分子(zi)機(ji)(ji)器人;而納(na)(na)米機(ji)(ji)器人的(de)研發已成為當今科(ke)技的(de)前沿熱點。
2005年,不(bu)少國(guo)家(jia)紛紛制(zhi)定相關戰(zhan)略(lve)(lve)或者計劃(hua),投入巨(ju)資搶占納(na)(na)米(mi)機器人這種新(xin)科技的(de)戰(zhan)略(lve)(lve)高地(di)。《機器人時代》月刊(kan)日前指出:納(na)(na)米(mi)機器人潛(qian)在用(yong)途十分廣泛(fan),其中(zhong)特別重要(yao)的(de)就是應(ying)用(yong)于醫療和軍(jun)事(shi)領域。
每一(yi)(yi)種新科技(ji)的出現,似乎都包涵著無(wu)限可能(neng)。用不了多久,個(ge)頭只有(you)分子大(da)小的神奇納米(mi)機器(qi)人(ren)(ren)(ren)將源(yuan)源(yuan)不斷(duan)地進入(ru)人(ren)(ren)(ren)類的日常生活。中(zhong)(zhong)(zhong)國著名學者(zhe)周海(hai)中(zhong)(zhong)(zhong)教授在1990年發表的《論機器(qi)人(ren)(ren)(ren)》一(yi)(yi)文中(zhong)(zhong)(zhong)就預言:到21世(shi)紀中(zhong)(zhong)(zhong)葉,納米(mi)機器(qi)人(ren)(ren)(ren)將徹底(di)改變人(ren)(ren)(ren)類的勞動和生活方式。
納(na)(na)(na)米(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)傘(san)(san)(san)是雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)(san)與(yu)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)的結合體(ti),納(na)(na)(na)米(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)(san)收(shou)傘(san)(san)(san)有三折(zhe)傘(san)(san)(san)和(he)直桿(gan)傘(san)(san)(san)的收(shou)傘(san)(san)(san)形態(簡單說,收(shou)傘(san)(san)(san)時(shi)有長短(duan)兩種選擇)。納(na)(na)(na)米(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)可(ke)由納(na)(na)(na)米(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)(san)轉(zhuan)變而成,納(na)(na)(na)米(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)又(you)不同于(yu)一般的雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi),因為納(na)(na)(na)米(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)可(ke)以(yi)(yi)保證從頭到(dao)腳絕對不濕(shi)。因為納(na)(na)(na)米(mi)材料,所以(yi)(yi)這雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)(san)可(ke)以(yi)(yi)一甩即干(gan),雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)(san)轉(zhuan)變為雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)后,這雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)也只需穿著(zhu)時(shi)輕輕一跳也即可(ke)全干(gan)。
2014年8月(yue)4日,澳大利亞運用新發明的布料,制成(cheng)一款具有(you)開創性的T恤(xu)衫,不管人們怎樣嘗試著浸濕它,此T恤(xu)都能保持良好的防水性能。
這(zhe)(zhe)件(jian)叫(jiao)做“騎士”(The Cavalier)的(de)白色T恤是(shi)百分之百棉質的(de)。雖然表面(mian)看起來平淡(dan)無奇,但是(shi)其(qi)(qi)布(bu)料(liao)運(yun)用“疏水(shui)”納米技(ji)術應用編織而成,使(shi)得這(zhe)(zhe)件(jian)T恤能(neng)夠(gou)有效防止(zhi)大(da)部分液體和(he)污(wu)漬(zi)的(de)浸入。這(zhe)(zhe)種T恤可以用機器清洗(xi)(xi)(xi),其(qi)(qi)防水(shui)功能(neng)最多可承受80次清洗(xi)(xi)(xi)。它的(de)布(bu)料(liao)有天然自凈功能(neng),任何附著在(zai)上的(de)污(wu)漬(zi)都(dou)能(neng)用水(shui)擦洗(xi)(xi)(xi)或沖干凈。
和其(qi)他含有化學(xue)物質的(de)防水(shui)應(ying)用不(bu)同,T恤仿照的(de)是(shi)荷葉的(de)自然疏水(shui)特(te)點(dian)。此(ci)布(bu)料(liao)的(de)發(fa)明對于餐館和咖啡廳來說可能具(ju)有革命性的(de)影響。此(ci)外,這種布(bu)料(liao)還可以(yi)運用在醫療行業或(huo)醫院等地。
和(he)生(sheng)物(wu)技術(shu)一樣,納米科(ke)技也(ye)有很多環境(jing)和(he)安全問題(比如尺寸(cun)小是否會避開生(sheng)物(wu)的自然防御系統,還(huan)有是否能生(sheng)物(wu)降解、毒性副作用如何等等)。
納(na)米(mi)材料(包含有(you)(you)(you)納(na)米(mi)顆粒的(de)材料)本身的(de)存在并不是一種(zhong)危(wei)害(hai)(hai)(hai)。只(zhi)有(you)(you)(you)它的(de)一些(xie)方面具(ju)有(you)(you)(you)危(wei)害(hai)(hai)(hai)性,特別是他們的(de)移動性和增強的(de)反(fan)應性。只(zhi)有(you)(you)(you)某些(xie)納(na)米(mi)粒子的(de)某些(xie)方面對生物或環境有(you)(you)(you)害(hai)(hai)(hai),我們才(cai)面臨一個真的(de)危(wei)害(hai)(hai)(hai)。
要討(tao)論納米材料對健康和環境的影響,我們必須區分兩類納米結構(gou):
納(na)米尺寸的粒子(zi)被組裝在(zai)一個基體、材料或(huo)器件上的納(na)米合成(cheng)物、納(na)米表面結構或(huo)納(na)米組份(電(dian)子(zi),光(guang)學傳感器等),又(you)稱為固定納(na)米粒子(zi)。
“自由”納米粒子(zi),不(bu)管在生產的某(mou)些步驟(zou)中存還(huan)是(shi)直(zhi)接使用單獨的納米粒子(zi)。
這(zhe)些自由納(na)米粒(li)子可能(neng)是納(na)米尺(chi)寸的(de)單元素,化合物,或是復(fu)雜的(de)混合物,比如在一(yi)種(zhong)元素上鍍上另外(wai)一(yi)張物質的(de)“鍍膜”納(na)米粒(li)子或叫做“核殼”納(na)米粒(li)子。
現代,公認(ren)的觀點是,雖然我們需要關注有(you)固定納米粒子的材料,自由納米粒子是最緊迫關心的。
因(yin)為,納(na)米粒子同它(ta)們日常的(de)對應(ying)物實在(zai)是區別太大了,它(ta)們的(de)有害(hai)效應(ying)不能從已知毒性推(tui)演(yan)而來。這樣討論自(zi)由(you)納(na)米粒子的(de)健康和環(huan)境影(ying)響具(ju)有很(hen)重要的(de)意義。
更加復(fu)雜(za)的(de)是,當(dang)我們(men)討論納(na)(na)米粒(li)子(zi)(zi)的(de)時(shi)候(hou),我們(men)必須知道含有(you)(you)的(de)納(na)(na)米粒(li)子(zi)(zi)的(de)粉末或液體幾乎從來不(bu)會單(dan)分散化,而是具有(you)(you)一定范圍內許多(duo)不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)尺寸(cun)。這會使實驗分析更加復(fu)雜(za),因為(wei)大的(de)納(na)(na)米粒(li)子(zi)(zi)可能和小的(de)有(you)(you)不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)性(xing)質。而且,納(na)(na)米粒(li)子(zi)(zi)具有(you)(you)聚合(he)(he)的(de)趨(qu)勢,而聚合(he)(he)的(de)納(na)(na)米粒(li)子(zi)(zi)具有(you)(you)同(tong)(tong)(tong)(tong)單(dan)個納(na)(na)米粒(li)子(zi)(zi)不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)行為(wei)。
納(na)米顆粒(li)進入(ru)人(ren)體有(you)四種(zhong)途(tu)徑:吸入(ru),吞咽,從皮膚吸收或在醫療過程中被有(you)意的(de)注(zhu)入(ru)(或由植入(ru)體釋放)。一(yi)旦進入(ru)人(ren)體,它們具(ju)有(you)高度的(de)可(ke)移動性。在一(yi)些個(ge)例中,它們甚至能穿越血腦屏障。
納(na)米(mi)粒(li)子在(zai)器官(guan)中的(de)(de)行為(wei)仍然(ran)是需(xu)要研究的(de)(de)一(yi)個大課(ke)題。基本(ben)上(shang),納(na)米(mi)顆粒(li)的(de)(de)行為(wei)取決(jue)于(yu)(yu)它們的(de)(de)大小,形(xing)狀和同(tong)(tong)周圍組織的(de)(de)相互作(zuo)用活動性(xing)。它們可能引起(qi)噬菌細(xi)胞(吞咽并消滅外來物質的(de)(de)細(xi)胞)的(de)(de)“過載”,從而引發防御性(xing)的(de)(de)發燒和降(jiang)低機(ji)體免(mian)疫力。它們可能因為(wei)無(wu)法降(jiang)解或降(jiang)解緩慢,而在(zai)器官(guan)里集聚。還有一(yi)個顧慮是它們同(tong)(tong)人體中一(yi)些生物過程發生反(fan)應的(de)(de)潛在(zai)危險(xian)。由于(yu)(yu)極大的(de)(de)表面積,暴露在(zai)組織和液體中的(de)(de)納(na)米(mi)粒(li)子會立(li)即吸(xi)附他們遇到的(de)(de)大分子。這樣會影(ying)響到例如酶和其他蛋白的(de)(de)調整機(ji)制。
主要擔(dan)心納米(mi)顆粒可能會(hui)造成未知的危害。
納米技(ji)術的(de)使用也(ye)存在社會學風險(xian)。在儀器(qi)(qi)的(de)層面,也(ye)包(bao)括在軍事領域使用納米技(ji)術的(de)可能性。(例如(ru),在MIT士兵(bing)納米技(ji)術研究所研究的(de)裝備士兵(bing)的(de)植入(ru)體(ti)或其他(ta)手段(duan)(duan),同時還有(you)通(tong)過納米探測器(qi)(qi)增強的(de)監視手段(duan)(duan)。
在結構層面,納(na)米(mi)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)批(pi)評(ping)家們指(zhi)出(chu)納(na)米(mi)技(ji)術打(da)開了一(yi)個由產權和(he)公司(si)控(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)新世界(jie)。他們指(zhi)出(chu),就象生物(wu)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)操控(kong)基因的(de)(de)(de)(de)能力伴(ban)隨著生命的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)化(hua)一(yi)樣,納(na)米(mi)技(ji)術操控(kong)分子的(de)(de)(de)(de)技(ji)術帶(dai)來的(de)(de)(de)(de)是(shi)物(wu)質的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)化(hua)。過去的(de)(de)(de)(de)幾(ji)年里,獲(huo)得(de)納(na)米(mi)尺度的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)像一(yi)股淘金熱(re)。2003年,超過800納(na)米(mi)相關的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)權獲(huo)得(de)批(pi)準,這(zhe)個數字每年都(dou)在增長。大公司(si)已經(jing)壟斷了納(na)米(mi)尺度發明(ming)與發現的(de)(de)(de)(de)廣泛的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)。例如,NEC和(he)IBM這(zhe)兩家大公司(si)持有碳納(na)米(mi)管(guan)(guan)這(zhe)一(yi)納(na)米(mi)科(ke)技(ji)基石之一(yi)的(de)(de)(de)(de)基礎專(zhuan)利(li)(li)。碳納(na)米(mi)管(guan)(guan)具有廣泛的(de)(de)(de)(de)運用,并(bing)被(bei)看好對從電子和(he)計算機、到(dao)(dao)強化(hua)材(cai)料(liao)、到(dao)(dao)藥(yao)物(wu)釋放和(he)診斷的(de)(de)(de)(de)許多工(gong)業領(ling)域都(dou)有關鍵的(de)(de)(de)(de)作用。碳納(na)米(mi)管(guan)(guan)很可能成為取代傳統原(yuan)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)主要工(gong)業交易(yi)材(cai)料(liao)。但是(shi),當它們的(de)(de)(de)(de)用途擴(kuo)張時,任(ren)何想要制(zhi)造或(huo)出(chu)售(shou)碳納(na)米(mi)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)人,不管(guan)(guan)應用是(shi)什么,都(dou)要先向NEC或(huo)者IBM購買許可證。
高級(ji)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)技術,有時被稱為分(fen)(fen)子制造,用于描述分(fen)(fen)子尺度上(shang)的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)工(gong)程(cheng)系統(納(na)(na)(na)米(mi)(mi)機(ji)器(qi))。無(wu)數(shu)例子證明,億萬年的(de)(de)進化(hua)能夠產生(sheng)復雜的(de)(de)、隨機(ji)優化(hua)的(de)(de)生(sheng)物機(ji)器(qi)。在納(na)(na)(na)米(mi)(mi)領(ling)域中,我(wo)們希(xi)望使用仿(fang)生(sheng)學(xue)的(de)(de)方法找到制造納(na)(na)(na)米(mi)(mi)機(ji)器(qi)的(de)(de)捷徑。然而,K Eric Drexler和其(qi)他研(yan)究者提出:高級(ji)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)技術雖然最初會使用仿(fang)生(sheng)學(xue)輔助手段,最終(zhong)可能會建(jian)立在機(ji)械工(gong)程(cheng)的(de)(de)原理上(shang)。
美(mei)國(guo)(guo)國(guo)(guo)家科(ke)學(xue)委員(yuan)(yuan)會(hui)(National Science Board)于西元2003年(nian)(nian)底批準“國(guo)(guo)家納米(mi)科(ke)技(ji)(ji)(ji)基礎結構網絡(luo)計(ji)劃(hua)”(National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network,簡稱NNIN),將由美(mei)國(guo)(guo)13所大學(xue)共同建構支持全國(guo)(guo)納米(mi)科(ke)技(ji)(ji)(ji)與(yu)教(jiao)育(yu)的(de)網絡(luo)體(ti)系(xi)。該計(ji)劃(hua)為期5年(nian)(nian),于公元2004年(nian)(nian)一(yi)月開(kai)始(shi)執行,將提供整體(ti)性的(de)全國(guo)(guo)性使用技(ji)(ji)(ji)能以(yi)支持納米(mi)尺度(du)科(ke)學(xue)工程與(yu)技(ji)(ji)(ji)術的(de)研(yan)究(jiu)與(yu)教(jiao)育(yu)工作(zuo)。預估5年(nian)(nian)間(jian)至少投資700億美(mei)元的(de)研(yan)究(jiu)經費。計(ji)劃(hua)目(mu)的(de)不僅在(zai)提供美(mei)國(guo)(guo)研(yan)究(jiu)人員(yuan)(yuan)頂(ding)尖(jian)的(de)實(shi)驗儀器與(yu)設(she)備,并能訓練出(chu)一(yi)批專精于最先進(jin)納米(mi)科(ke)技(ji)(ji)(ji)的(de)研(yan)究(jiu)人員(yuan)(yuan)。
1.美國發展(zhan)最(zui)新納米細胞制(zhi)造技術
納米技(ji)(ji)(ji)術可制造出粒子小(xiao)于(yu)人類血管大(da)小(xiao)的(de)(de)(de)物體(ti),美國國家標準(zhun)與科技(ji)(ji)(ji)協會(NIST)指(zhi)出已研(yan)究出一(yi)種生產(chan)一(yi)致的(de)(de)(de),且能夠自行組合(he)的(de)(de)(de)納米細胞(Nanocells)的(de)(de)(de)方(fang)法,以應用在封裝壓(ya)縮藥物的(de)(de)(de)治療工作上(shang)。這種技(ji)(ji)(ji)術當(dang)前可被(bei)運用在藥物的(de)(de)(de)包裝技(ji)(ji)(ji)術上(shang),可以更精(jing)確(que)地確(que)保藥物的(de)(de)(de)用量,未來(lai)將運用在癌癥化學治療的(de)(de)(de)相關技(ji)(ji)(ji)術上(shang)作更進一(yi)步的(de)(de)(de)研(yan)究。
納米計劃是公元2005年聯(lian)邦跨部會研發(fa)預算的主軸,達9.8億美元。
2.DNA檢測芯片的進展
公元2004年一月(yue),美國(guo)HP正式對(dui)外發(fa)(fa)表其用來快速(su)進行DNA檢(jian)測的納(na)米級(ji)芯片(pian)。2004年在DNA檢(jian)測上(shang)采以(yi)光(guang)(guang)學(xue)原理(li)為(wei)基礎(chu)的“基因微芯片(pian)法”(DNA microarrays)繁復(fu)的檢(jian)測步驟(zou),HP團隊(dui)改由將此繁復(fu)步驟(zou)交由電路芯片(pian)處(chu)理(li);制(zhi)作上(shang),DNA檢(jian)測芯片(pian)的傳(chuan)感(gan)元件是(shi)一條利(li)用電子束(shu)蝕(shi)(shi)刻(ke)法(electron-beam lithography)與反應性離(li)子蝕(shi)(shi)刻(ke)法(reactive-ion etching)所制(zhi)成粗(cu)細(xi)約50納(na)米的納(na)米線。然就(jiu)商(shang)業上(shang)考量,成果(guo)卻(que)過于(yu)高昂,因此研究(jiu)團隊(dui)正發(fa)(fa)展利(li)用較便宜的光(guang)(guang)學(xue)蝕(shi)(shi)刻(ke)法(optical lithography)以(yi)制(zhi)成DNA檢(jian)測芯片(pian)元件的技術。
3.地下水污(wu)染改善之研究
地下(xia)水(shui)污染是現代被廣(guang)泛討(tao)論的(de)一(yi)(yi)項重大議題,現代,美國發(fa)表了一(yi)(yi)種納米微(wei)(wei)粒(nanoparticles)技術,在(zai)此(ci)微(wei)(wei)粒中心為鐵芯(iron)而(er)其外(wai)則(ze)由(you)(you)多層(ceng)聚(ju)合(he)物加以包覆,其中,內層(ceng)是由(you)(you)防水(shui)性極佳的(de)復合(he)甲(jia)基(ji)丙烯酸甲(jia)脂(poly methl methacrylate;PMMA)包覆,而(er)外(wai)層(ceng)則(ze)由(you)(you)親水(shui)的(de)sulphonated polystyrene進(jin)行包覆。由(you)(you)于親水(shui)性外(wai)層(ceng)使(shi)納米微(wei)(wei)粒溶于水(shui),內層(ceng)防水(shui)層(ceng)則(ze)能吸引污染源三氯(lv)乙烯(trichloroethylene)。納米微(wei)(wei)粒中的(de)鐵芯使(shi)得(de)三氯(lv)乙烯產(chan)生分裂,進(jin)而(er)使(shi)得(de)此(ci)項污染源逐(zhu)漸分裂成無(wu)毒的(de)物質。
4.啟動癌癥納米(mi)科技計劃
為廣泛將(jiang)納米科技、癌癥研究(jiu)與分子生物醫學(xue)相互結合,美(mei)國(guo)國(guo)家癌癥中心(NCI)提出(chu)了(le)癌癥納米科技計劃(Cancer Nanotechnology Plan),并將(jiang)透過院(yuan)外計劃、院(yuan)內(nei)計劃與納米科技標準實驗室等三方(fang)面進(jin)行跨領域工作(zuo)。計劃設定了(le)六個挑戰(zhan):
預防與(yu)控制(zhi)癌癥:發展能(neng)投遞抗(kang)癌藥物(wu)及多(duo)重抗(kang)癌疫苗(miao)的(de)納米(mi)級(ji)設備。
早(zao)期發(fa)現與蛋白質學:發(fa)展(zhan)植入式早(zao)期偵測癌癥生(sheng)物(wu)標記的(de)設備(bei),并發(fa)展(zhan)能(neng)收集大量生(sheng)物(wu)標記進行大量分析(xi)的(de)平臺性裝置。
影(ying)(ying)像診斷:發展可(ke)提高(gao)分辨率到可(ke)辨識單獨癌細胞的影(ying)(ying)像裝置,以及將一個腫(zhong)瘤內(nei)部(bu)不同組織來源(yuan)的細胞加以區(qu)分的納米裝置。
多功(gong)能治療(liao)設備:開發兼具(ju)診(zhen)斷與治療(liao)的納(na)米裝置。
癌(ai)癥照護與生活品(pin)質提升:開發改善慢(man)性癌(ai)癥所引(yin)發的疼痛、沮喪(sang)、惡心等(deng)癥狀,并(bing)提供理想性投(tou)藥裝(zhuang)置。
跨領域訓練(lian):訓練(lian)熟悉癌癥生(sheng)物學與納(na)米科技的新一代(dai)研究人員。
1.歐(ou)盟的國(guo)際納(na)米科學研究政策
歐(ou)洲(zhou)為(wei)全球最(zui)早開(kai)始進(jin)行納(na)米(mi)科學研究的(de)區(qu)域(yu),但由于(yu)當時(shi)并(bing)沒有歐(ou)盟加以居中(zhong)協調(diao)與規劃(hua),因此在研究初(chu)期因為(wei)缺乏(fa)資金援(yuan)(yuan)助、相關管理上的(de)支(zhi)援(yuan)(yuan),同時(shi)因為(wei)面臨專利取得的(de)問(wen)題,導(dao)致研究人員(yuan)遭遇許(xu)多阻礙(ai),公元2004年(nian)五月,歐(ou)盟議會(hui)(hui)(European Commission;EC)對歐(ou)洲(zhou)地區(qu)與國際社會(hui)(hui)發(fa)表(biao)一系列有關于(yu)納(na)米(mi)科技的(de)專案(an)計(ji)劃(hua),以宣(xuan)示歐(ou)洲(zhou)對于(yu)提高納(na)米(mi)科技競爭(zheng)力的(de)決心(xin)。
歐(ou)盟將其計劃分為五個(ge)主要區域:研究與發展(zhan)(R&D)、基(ji)礎建(jian)設(infrastructure)、教育(yu)與訓(xun)練(education and training)、創新(xin)(innovation)以及社會(hui)層(ceng)面(societal dimension)。
根據預估,如歐(ou)(ou)盟(meng)計劃(hua)能順//baike.baidu.com/edit/%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E6%8A%80%E6%9C%AF/144920利推展,在(zai)(zai)(zai)西(xi)元(yuan)(yuan)(yuan)2010年(nian)前將(jiang)可望(wang)為歐(ou)(ou)洲創造上百(bai)億歐(ou)(ou)元(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)經(jing)濟營收。歐(ou)(ou)盟(meng)議會(hui)也(ye)(ye)強(qiang)調(diao)提高(gao)社會(hui)大眾對于(yu)納(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)(ji)的(de)(de)認知,也(ye)(ye)同樣(yang)屬于(yu)整體納(na)米(mi)(mi)發展計劃(hua)的(de)(de)一(yi)部分(fen)。另外(wai),公眾健康、安全、環(huan)保(bao)問題(ti)及(ji)消(xiao)費(fei)者保(bao)護也(ye)(ye)同樣(yang)被包含在(zai)(zai)(zai)此項議題(ti)之中。現在(zai)(zai)(zai),納(na)米(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)及(ji)納(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)(ji)仍屬于(yu)新(xin)興的(de)(de)R&D領(ling)域,其(qi)所(suo)(suo)(suo)必(bi)須解(jie)決與(yu)進(jin)行(xing)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)的(de)(de)對象都存(cun)在(zai)(zai)(zai)于(yu)原子與(yu)分(fen)子的(de)(de)階層中。納(na)米(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)在(zai)(zai)(zai)未來幾年(nian)內的(de)(de)應用是(shi)眾所(suo)(suo)(suo)矚目,且(qie)必(bi)將(jiang)對所(suo)(suo)(suo)有(you)(you)的(de)(de)科(ke)技(ji)(ji)產生(sheng)重大影響。在(zai)(zai)(zai)未來,納(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)(ji)的(de)(de)研(yan)(yan)發工作也(ye)(ye)將(jiang)對人體保(bao)健、食物(wu)、環(huan)保(bao)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)、資訊科(ke)學(xue)(xue)、安全、新(xin)興材(cai)料科(ke)學(xue)(xue)及(ji)能源(yuan)儲存(cun)等領(ling)域產生(sheng)重大的(de)(de)改(gai)變。西(xi)元(yuan)(yuan)(yuan)2004~2006年(nian)歐(ou)(ou)盟(meng)所(suo)(suo)(suo)進(jin)行(xing)的(de)(de)第六期架(jia)構計劃(hua)(FP6)中,納(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)(ji)與(yu)新(xin)興材(cai)料研(yan)(yan)發的(de)(de)經(jing)費(fei)約為歐(ou)(ou)元(yuan)(yuan)(yuan)13億,而歐(ou)(ou)盟(meng)議會(hui)也(ye)(ye)有(you)(you)意提高(gao)經(jing)費(fei)并延長(chang)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)時程(由公元(yuan)(yuan)(yuan)2007~2013年(nian))。同時為凝聚與(yu)加(jia)強(qiang)所(suo)(suo)(suo)有(you)(you)歐(ou)(ou)盟(meng)會(hui)員國在(zai)(zai)(zai)納(na)米(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)方面的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu),因此在(zai)(zai)(zai)規劃(hua)上歐(ou)(ou)盟(meng)議會(hui)也(ye)(ye)有(you)(you)意召集(ji)民間與(yu)其(qi)他(ta)單位的(de)(de)專家凝聚共識,以強(qiang)化整體歐(ou)(ou)盟(meng)在(zai)(zai)(zai)此方面研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)領(ling)域的(de)(de)力量(liang)。
2.創新接繼(ji)中心
在公元(yuan)1995年由歐(ou)盟委員(yuan)會成立“創(chuang)(chuang)新接(jie)(jie)(jie)繼中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)”(Innovation Relay Centers, IRCs)。這個(ge)的(de)組織(zhi)和美國(guo)國(guo)家(jia)科(ke)技(ji)(ji)移(yi)轉中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)具(ju)相(xiang)同功能。區(qu)域性的(de)創(chuang)(chuang)新接(jie)(jie)(jie)繼中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)總數(shu)近70個(ge),支援至少位于(yu)30個(ge)國(guo)家(jia)的(de)相(xiang)關科(ke)技(ji)(ji)移(yi)轉中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)。創(chuang)(chuang)新接(jie)(jie)(jie)繼中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)的(de)目(mu)的(de),是將(jiang)有(you)問題的(de)公司和能提出(chu)解決方法的(de)公司結合在一起。歐(ou)洲多數(shu)的(de)納米科(ke)技(ji)(ji)公司都可受到(dao)創(chuang)(chuang)新接(jie)(jie)(jie)濟中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)或(huo)區(qu)域創(chuang)(chuang)新和科(ke)技(ji)(ji)移(yi)轉策略計劃的(de)援助。
歐洲(zhou)納(na)米科技(ji)計(ji)劃接受金(jin)援的(de)(de)(de)方式和(he)(he)美(mei)國(guo)(guo)(guo)大(da)致相同,有(you)(you)些(xie)是屬(shu)于(yu)國(guo)(guo)(guo)家型計(ji)劃。歐洲(zhou)有(you)(you)多個跨國(guo)(guo)(guo)研(yan)(yan)發機構,以泛歐工(gong)業(ye)(ye)研(yan)(yan)發網絡為例,其專門提(ti)供無條件研(yan)(yan)發補助(zhu),目的(de)(de)(de)將(jiang)研(yan)(yan)發成(cheng)(cheng)果(guo)發展為產(chan)品。透(tou)過(guo)泛歐工(gong)業(ye)(ye)研(yan)(yan)發網絡提(ti)供的(de)(de)(de)資金(jin)補助(zhu)的(de)(de)(de)國(guo)(guo)(guo)家包(bao)括(kuo)奧地(di)利(li)、挪威和(he)(he)英國(guo)(guo)(guo)。其他(ta)在比利(li)時、德國(guo)(guo)(guo)、斯洛伐(fa)尼亞、冰島(dao)和(he)(he)以色列還包(bao)括(kuo)貸款和(he)(he)免償型補助(zhu)。多數情(qing)況下,補助(zhu)金(jin)額(e)不超過(guo)計(ji)劃完成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)所需總金(jin)額(e)的(de)(de)(de)七成(cheng)(cheng),剩余部(bu)分多仰賴地(di)方政府和(he)(he)其他(ta)有(you)(you)意(yi)愿者贊助(zhu)。
1.日本理(li)研的(de)納米科(ke)學(xue)研究現況
日本理化(hua)學研(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)(RIKEN,簡稱(cheng)理研(yan))系一跨(kua)學門的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)組織,該(gai)所(suo)各部門分(fen)布在日本的(de)(de)7個區(qu)域(yu)。RIKEN的(de)(de)主要基地(di)-和光(guang)園(yuan)區(qu),設(she)置發現(xian)研(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)(zhong)心(DRI)、新領域(yu)研(yan)究(jiu)(jiu)系統(FRS)及(ji)頭腦科學中(zhong)(zhong)(zhong)心(BSI)等3研(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)(zhong)心。RIKEN進行(xing)(xing)的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)可區(qu)分(fen)為三類:DRI主要進行(xing)(xing)小型但(dan)具備長程觀(guan)點的(de)(de)培育研(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)劃(hua);FRS同樣執行(xing)(xing)小型計(ji)劃(hua),但(dan)以由上而下(xia)的(de)(de)方式,進行(xing)(xing)較具動態(tai)的(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)程及(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)等規(gui)模的(de)(de)計(ji)劃(hua);至于(yu)研(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)(zhong)心則是進行(xing)(xing)以目標為導向的(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)至長程的(de)(de)大型計(ji)劃(hua)。RIKEN在西元(yuan)(yuan)2003會計(ji)年度(du)下(xia)半年(西元(yuan)(yuan)2003年十月(yue)至2004年三月(yue))的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)預算共4.748億美元(yuan)(yuan),全(quan)年預算超(chao)過9億美元(yuan)(yuan)。
公元1986年起RIKEN開始從事納(na)米(mi)科(ke)學(xue)(xue)之研(yan)究,但正式的(de)納(na)米(mi)科(ke)學(xue)(xue)計(ji)(ji)劃(hua)則是(shi)自西元2002年開始,初(chu)期選定有18項的(de)納(na)米(mi)科(ke)學(xue)(xue)計(ji)(ji)劃(hua),并陸(lu)續(xu)分別在各研(yan)究中心進行。
2.日(ri)本提高納米科技預算與產業(ye)合(he)作(JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION)
日(ri)本(ben)(ben)科(ke)學與科(ke)技政(zheng)策顧問委員會(hui)(Council for Science and Technology Policy)消息(xi)指(zhi)出,日(ri)本(ben)(ben)在西(xi)元(yuan)2004年(nian)(nian)會(hui)計(ji)年(nian)(nian)度(由4月1日(ri)起)中,納米(mi)科(ke)技預(yu)算成長(chang)3.1個(ge)百(bai)分比,達到8.8億(yi)美(mei)元(yuan)。同時(shi),兩個(ge)主要負(fu)責日(ri)本(ben)(ben)納米(mi)科(ke)技研發(fa)計(ji)劃的政(zheng)府部會(hui),其預(yu)算也都有(you)成長(chang)。負(fu)責推銷(xiao)即將(jiang)完成的研發(fa)工(gong)作的日(ri)本(ben)(ben)經濟產業省(sheng)(Ministry of Economy Trade and Industry, METI),預(yu)算由西(xi)元(yuan)2003年(nian)(nian)的0.97億(yi)美(mei)元(yuan)提升到公元(yuan)2004年(nian)(nian)的1.1億(yi)美(mei)元(yuan)。納米(mi)科(ke)技與相關原(yuan)料研究(jiu)被指(zhi)定(ding)為四個(ge)最高優(you)先項目之一,其他領域(yu)包括資(zi)訊與通(tong)訊、生命科(ke)學與環境研究(jiu)。
日(ri)本的預算(suan)是經由(you)日(ri)本大藏省(Finance Ministry)批(pi)準,再由(you)日(ri)本國(guo)會(Japanese Diet)制定為法律(lv)。日(ri)本文部科(ke)學省(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, MEXT)的納(na)米科(ke)技研發經費(fei),則由(you)2.3億美元成長(chang)到2.4億元,將著重在基礎(chu)原料(liao)研究與新藥物研究計(ji)劃(hua)上(shang)。
1.韓國(guo)的(de)納米科技(ji)策略
韓國政府已深切體(ti)認到(dao)納米科技(ji)(ji)為本世紀科技(ji)(ji)發(fa)展(zhan)的(de)戰(zhan)略制高(gao)點,整合納米技(ji)(ji)術與資訊(xun)、生物、材料、能(neng)源、環境(jing)、軍事、航太領域之高(gao)新(xin)科技(ji)(ji),并(bing)將創造出跨學門研究(jiu)發(fa)新(xin)境(jing)界。韓國政府也(ye)理解到(dao)此新(xin)興科技(ji)(ji)也(ye)將是創造新(xin)產業與高(gao)科技(ji)(ji)產品(pin)的(de)驅(qu)動(dong)力,納米科學與技(ji)(ji)術的(de)突(tu)破(po)性進展(zhan)更將為人類能(neng)力、社會產出、國家生產力、經(jing)濟成(cheng)長與生命品(pin)質帶來巨幅的(de)改善。
韓(han)國(guo)(guo)已宣示(shi)在公元(yuan)2001至2010年十年間(jian)投入(ru)韓(han)幣2,391兆元(yuan)(約(yue)20億美(mei)元(yuan))于納(na)米(mi)科(ke)技的研發(fa),政府投入(ru)在納(na)米(mi)科(ke)技的經費,公元(yuan)2002年與2000年比較(jiao),成長(chang)約(yue)400%。納(na)米(mi)國(guo)(guo)家計劃(hua)的主要目(mu)標(biao)之一為在某些(xie)競(jing)爭性領域取得世界第一并發(fa)展(zhan)產業成長(chang)的利基市(shi)場,韓(han)國(guo)(guo)同(tong)時明(ming)確的把發(fa)展(zhan)重點(dian)聚焦于諸(zhu)如兆元(yuan)級積體(ti)電(dian)子元(yuan)件(jian)等核心(xin)關鍵技術(shu)。
“2002年(nian)(nian)(nian)執行納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)發展(zhan)(zhan)(zhan)計劃(hua)(hua)”與(yu)“納(na)(na)米(mi)(mi)結構(gou)材料技(ji)術(shu)發展(zhan)(zhan)(zhan)”、“納(na)(na)米(mi)(mi)微機(ji)電(dian)與(yu)制造技(ji)術(shu)發展(zhan)(zhan)(zhan)”等(deng)兩項(xiang)新領域研(yan)究計劃(hua)(hua)同(tong)步開始實施,再加上納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)領域研(yan)究計劃(hua)(hua)在(zai)未(wei)來6~9年(nian)(nian)(nian)內每年(nian)(nian)(nian)將(jiang)投(tou)入(ru)2千(qian)萬美(mei)元(yuan),在(zai)眾多政(zheng)府(fu)研(yan)究機(ji)構(gou)林立的Daejoen科學城。韓國高等(deng)科技(ji)研(yan)究院(KAIST)于(yu)2001年(nian)(nian)(nian)設立納(na)(na)米(mi)(mi)制造中心(xin),在(zai)未(wei)來6~9年(nian)(nian)(nian)內投(tou)入(ru)1.65億美(mei)元(yuan),政(zheng)府(fu)調整“2003年(nian)(nian)(nian)納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)發展(zhan)(zhan)(zhan)行動計劃(hua)(hua)”,包括:納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)發展(zhan)(zhan)(zhan)促進法(fa)案,其目的二:一為建構(gou)堅(jian)固的納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)核(he)心(xin)研(yan)究基(ji)礎,二為激勵(li)成熟(shu)納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)的產業(ye)(ye)化,韓國政(zheng)府(fu)也將(jiang)配置(zhi)3.8億美(mei)元(yuan)(全國納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)經費的19%)于(yu)國家納(na)(na)米(mi)(mi)產業(ye)(ye)化計劃(hua)(hua),其中包括產業(ye)(ye)研(yan)發基(ji)金(jin)(jin)與(yu)創投(tou)基(ji)金(jin)(jin)。
根(gen)據(ju)公(gong)元2002年(nian)韓國(guo)(guo)專利局報道(dao),納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)專利應(ying)用數目(mu)無論在(zai)國(guo)(guo)內(nei)或國(guo)(guo)外都呈現大幅成長(chang),新興納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)也在(zai)過去數年(nian)間呈現可觀地成長(chang),另(ling)外根(gen)據(ju)韓國(guo)(guo)商工能源(yuan)部(MOCIE)的統計(ji),西(xi)元2002年(nian)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)新創(chuang)公(gong)司也如雨后春筍(sun)紛紛搶搭(da)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)列車(che)。
2.韓國預(yu)測國際市場對納米紡織品的需求將快速(su)增(zeng)加
韓國產(chan)(chan)業資源(yuan)部(bu)預(yu)測,今后(hou)9年國際市場(chang)對(dui)納(na)米紡織(zhi)品的(de)(de)需(xu)求(qiu)將會出現(xian)迅速增長(chang)的(de)(de)趨勢(shi),交易額可望(wang)達到近400億(yi)美元。韓國產(chan)(chan)業資源(yuan)部(bu)委(wei)托韓國纖維(wei)產(chan)(chan)業聯(lian)合會從西元2004年八月份開始(shi)的(de)(de)三個月內(nei),對(dui)國際市場(chang)對(dui)納(na)米紡織(zhi)品的(de)(de)需(xu)求(qiu)和貿易趨勢(shi)進行研究(jiu)分析。
韓國(guo)產業(ye)資源(yuan)部(bu)分析認(ren)為,國(guo)際市(shi)場對(dui)納(na)米(mi)紡(fang)(fang)織品(pin)(pin)的(de)需(xu)求(qiu)金(jin)額(e)以(yi)150億美元為基準(zhun),今(jin)后(hou)每年(nian)(nian)(nian)將遞增10.7%,到公元2007年(nian)(nian)(nian)和(he)2012年(nian)(nian)(nian),國(guo)際市(shi)場對(dui)納(na)米(mi)紡(fang)(fang)織品(pin)(pin)的(de)需(xu)求(qiu)金(jin)額(e)將分別達(da)到240億美元和(he)397億元。到西元2012年(nian)(nian)(nian),國(guo)際市(shi)場對(dui)用于制藥、電子(zi)和(he)生命科(ke)學的(de)超高效能(neng)過濾納(na)米(mi)紡(fang)(fang)織品(pin)(pin)的(de)需(xu)求(qiu)金(jin)額(e)將達(da)到96億美元,對(dui)用于防(fang)生化武(wu)器和(he)體育(yu)娛樂的(de)納(na)米(mi)紡(fang)(fang)織品(pin)(pin)的(de)需(xu)求(qiu)金(jin)額(e)將達(da)到26億美元,對(dui)用于儲存能(neng)源(yuan)的(de)納(na)米(mi)紡(fang)(fang)織品(pin)(pin)的(de)需(xu)求(qiu)金(jin)額(e)將達(da)到205億美元。
韓(han)國(guo)(guo)對納(na)米紡織(zhi)(zhi)品的(de)(de)需求(qiu)(qiu)金(jin)額(e)為19億美元,占國(guo)(guo)際市場需求(qiu)(qiu)總額(e)的(de)(de)12.1%。到(dao)西元2012年(nian),韓(han)國(guo)(guo)對納(na)米紡織(zhi)(zhi)品的(de)(de)需求(qiu)(qiu)金(jin)額(e)將達到(dao)72億美元,占當時(shi)國(guo)(guo)際市場需求(qiu)(qiu)總額(e)的(de)(de)18.1%。
3.韓國在納米(mi)科技的發(fa)展幾(ji)乎完全集中在微電子產業
透過由(you)韓國科技部(Ministry of Science and Technology)贊助的(de)兆位水平納米設備發展計劃(hua)(Tera-Level Nanodevices Initiatives),韓國的(de)大學(xue)和產業都(dou)專注于發展下(xia)一世代微(wei)電子設備,包括具有兆位元(terabit)容量的(de)內存設備和具有兆赫茲(terahertz)資料(liao)處理速度的(de)元件。
韓(han)國最大企業財(cai)團之一的三星(xing)設有(you)一個先進(jin)科技研究(jiu)所(Advanced Institute of Technology),從事微電子科技的研究(jiu)和商(shang)業化發展(zhan)。
臺灣自(zi)公(gong)元(yuan)1996年(nian)以來,國(guo)科會(hui)(hui)、經濟(ji)(ji)部、教育部等部會(hui)(hui)已支持許多(duo)個別(bie)計(ji)劃(hua)從(cong)事有關于納米科技的(de)研發,較九十年(nian)代的(de)如教育部的(de)卓越計(ji)劃(hua)、國(guo)科會(hui)(hui)納米材料尖端研究計(ji)劃(hua)、經濟(ji)(ji)部技術(shu)處(chu)納米技術(shu)環(huan)境(jing)建構(gou)及其(qi)產業(ye)應(ying)用評(ping)估計(ji)劃(hua)等等。為(wei)了有效(xiao)地運用資源,并整合(he)產官學研的(de)智慧(hui)與力量,以提(ti)升國(guo)際競爭力;自(zi)西元(yuan)2000年(nian)起,國(guo)科會(hui)(hui)即開始規劃(hua)推動納米科技計(ji)劃(hua)。
公元(yuan)(yuan)2000年12月中(zhong)國臺(tai)(tai)灣(wan)地區(qu)(qu)行政部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)“科(ke)(ke)技(ji)顧問會(hui)(hui)議”與西元(yuan)(yuan)2001年一(yi)月第六次“全(quan)國科(ke)(ke)學技(ji)術會(hui)(hui)議”(全(quan)國科(ke)(ke)技(ji)會(hui)(hui)議)之(zhi)結論,均(jun)指(zhi)出(chu)納米科(ke)(ke)技(ji)為臺(tai)(tai)灣(wan)未來產業發展(zhan)重點領域方(fang)向,國科(ke)(ke)會(hui)(hui)遂于西元(yuan)(yuan)2002年十一(yi)月廿一(yi)日成立工(gong)作小組辦公室,負(fu)責國家(jia)型計(ji)劃(hua)(hua)之(zhi)規(gui)劃(hua)(hua),“納米國家(jia)型科(ke)(ke)技(ji)計(ji)劃(hua)(hua)工(gong)作小組”之(zhi)成員由(you)國科(ke)(ke)會(hui)(hui)、臺(tai)(tai)灣(wan)行政部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)科(ke)(ke)技(ji)顧問組、中(zhong)研院(yuan)、中(zhong)國臺(tai)(tai)灣(wan)地區(qu)(qu)教育部(bu)(bu)(bu)、工(gong)研院(yuan)、經(jing)濟部(bu)(bu)(bu)、臺(tai)(tai)灣(wan)行政部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)“原子能委員會(hui)(hui)”及臺(tai)(tai)灣(wan)行政部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)環(huan)境(jing)保護署等單(dan)位共二(er)十五位代表組成。
國科會并(bing)于(yu)(yu)公元(yuan)(yuan)2002年(nian)一月十五(wu)日召開第一五(wu)五(wu)次(ci)委(wei)員會議(yi),討論“納米國家(jia)型科技計(ji)劃(hua)(hua)”構想(xiang);于(yu)(yu)西元(yuan)(yuan)2002年(nian)六(liu)月第一五(wu)七次(ci)委(wei)員會議(yi)中通過納米國家(jia)型科技計(ji)劃(hua)(hua)審議(yi),自西元(yuan)(yuan)2003年(nian)一月正(zheng)式(shi)開始(shi)推(tui)動,并(bing)決定(ding)自西元(yuan)(yuan)2003年(nian)至西元(yuan)(yuan)2008年(nian)間,投(tou)入經費新臺幣231.9億元(yuan)(yuan)于(yu)(yu)納米科技發展;并(bing)于(yu)(yu)同年(nian)九月一日正(zheng)式(shi)成立納米國家(jia)型計(ji)劃(hua)(hua)辦(ban)公室,執行整體計(ji)劃(hua)(hua)之(zhi)領導(dao)、策劃(hua)(hua)與管考。
1.“中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)實(shi)驗(yan)室(shi)國(guo)(guo)家(jia)認(ren)可(ke)(ke)委(wei)員(yuan)會(hui)(hui)”是負責實(shi)驗(yan)室(shi)和檢查機(ji)構認(ren)可(ke)(ke)及相關(guan)工作的認(ren)可(ke)(ke)機(ji)構,為規范納(na)(na)米產品市場、推(tui)動(dong)制(zhi)定相關(guan)納(na)(na)米材料(liao)及產品的標準,“國(guo)(guo)家(jia)納(na)(na)米科(ke)學中(zhong)(zhong)心(xin)”和“中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)實(shi)驗(yan)室(shi)國(guo)(guo)家(jia)認(ren)可(ke)(ke)委(wei)員(yuan)會(hui)(hui)”會(hui)(hui)商多次,聯合成立“納(na)(na)米技(ji)術專門(men)委(wei)員(yuan)會(hui)(hui)”,掛靠在“國(guo)(guo)家(jia)納(na)(na)米科(ke)學中(zhong)(zhong)心(xin)”。
2. 中國政府(fu)透過中國科學院主導眾多(duo)納米(mi)科技研發計劃(hua),多(duo)數強調半(ban)導體制造(zao)技術和發展以(yi)納米(mi)科技為基礎的電子元件,另一是(shi)利用納米(mi)材料保存(cun)考古文(wen)物。
已(yi)成功發(fa)展出的產(chan)品包括新式冷氣機(ji),其特(te)點為(wei)利用(yong)創新的納(na)米材質(zhi)。另估計約有兩百家企業(ye)積極從事納(na)米科技產(chan)品的商業(ye)化(hua)。
滑(hua)鐵盧(lu)大學是全世界第(di)一所(suo)設(she)立以(yi)納米科(ke)技(ji)工程(cheng)為(wei)主科(ke)的大學。在2005年開始收生并在2010年開設(she)納米科(ke)技(ji)工程(cheng)碩(shuo)士(shi)班。在2012年,將會有(you)一座(zuo)量子納米中心。
多倫多大學(xue)(xue)也擁有以納(na)米科(ke)技(ji)工程為副科(ke)的科(ke)學(xue)(xue)工程的大學(xue)(xue)。
圭爾夫大學則已設立了(le)納米科學.。