納(na)米技術(shu)(nanotechnology)是用單個(ge)原子(zi)、分子(zi)制造物質的科學(xue)技術(shu),研究結構尺寸在1至100納(na)米范圍內材料的性質和應(ying)用。
納(na)(na)米(mi)(mi)科學(xue)(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)是以許多現代先(xian)進(jin)科學(xue)(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)為基礎(chu)的科學(xue)(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu),它(ta)是動態(tai)科學(xue)(xue)(xue)(xue)(動態(tai)力學(xue)(xue)(xue)(xue))和(he)(he)現代科學(xue)(xue)(xue)(xue)(混沌(dun)物理(li)、智(zhi)能量子、量子力學(xue)(xue)(xue)(xue)、介觀(guan)物理(li)、分(fen)子生(sheng)物學(xue)(xue)(xue)(xue))和(he)(he)現代技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(計算機技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、微電子和(he)(he)掃描隧(sui)道顯微鏡(jing)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、核(he)分(fen)析技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu))結合的產(chan)物,納(na)(na)米(mi)(mi)科學(xue)(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)又將引(yin)發一系列新(xin)的科學(xue)(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu),例(li)如:納(na)(na)米(mi)(mi)物理(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)生(sheng)物學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)化學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)電子學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)加工(gong)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和(he)(he)納(na)(na)米(mi)(mi)計量學(xue)(xue)(xue)(xue)等。
納(na)(na)米技術(shu)(nanotechnology),也稱(cheng)毫微(wei)技術(shu),是(shi)(shi)研究結構(gou)尺寸在(zai)1納(na)(na)米至100納(na)(na)米范(fan)圍內(nei)材料的(de)性質和應用的(de)一(yi)種(zhong)技術(shu)。1981年掃描隧(sui)道(dao)顯微(wei)鏡發明后,誕(dan)生了(le)一(yi)門以1到100納(na)(na)米長(chang)度(du)為(wei)研究分子(zi)世(shi)界,它的(de)最終目標是(shi)(shi)直(zhi)接以原子(zi)或分子(zi)來構(gou)造具有特定功能的(de)產品。因(yin)此,納(na)(na)米技術(shu)其實(shi)就(jiu)是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)用單個原子(zi)、分子(zi)制造物質的(de)技術(shu)。
從迄今為止(zhi)的(de)研究來看,關于納米技術分(fen)為三種概念(nian):
第一(yi)種,是1986年美國(guo)科學家德雷克斯(si)勒(le)博(bo)士(shi)在《創(chuang)造的(de)(de)(de)機(ji)器》一(yi)書中提出的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)納(na)米技(ji)術。根(gen)據(ju)這(zhe)(zhe)一(yi)概(gai)(gai)念(nian)(nian),可以(yi)使組(zu)合(he)(he)分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)機(ji)器實(shi)用化,從而可以(yi)任意組(zu)合(he)(he)所有(you)種類的(de)(de)(de)分(fen)子(zi),可以(yi)制造出任何種類的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)結構。這(zhe)(zhe)種概(gai)(gai)念(nian)(nian)的(de)(de)(de)納(na)米技(ji)術還未(wei)取得重大進展(zhan)。
第二種概念把納(na)(na)米(mi)(mi)技術定位(wei)為微(wei)加(jia)工(gong)(gong)技術的(de)極限(xian)。也(ye)就(jiu)是通(tong)過(guo)納(na)(na)米(mi)(mi)精(jing)度的(de)"加(jia)工(gong)(gong)"來人(ren)工(gong)(gong)形成(cheng)納(na)(na)米(mi)(mi)大小的(de)結構的(de)技術。這種納(na)(na)米(mi)(mi)級的(de)加(jia)工(gong)(gong)技術,也(ye)使半導體(ti)微(wei)型化即將(jiang)達(da)到極限(xian)。現有技術即使發展下(xia)去,從理論上講終將(jiang)會達(da)到限(xian)度,這是因(yin)為,如果(guo)把電(dian)路(lu)的(de)線幅逐漸(jian)變(bian)小,將(jiang)使構成(cheng)電(dian)路(lu)的(de)絕(jue)緣膜變(bian)得極薄,這樣將(jiang)破壞絕(jue)緣效果(guo)。此外,還有發熱和晃動等問題。為了解決這些問題,研究(jiu)(jiu)人(ren)員正在研究(jiu)(jiu)新(xin)型的(de)納(na)(na)米(mi)(mi)技術。
第三種概念(nian)是從(cong)生物(wu)的(de)(de)角(jiao)度出(chu)發而提(ti)出(chu)的(de)(de)。本(ben)來,生物(wu)在細胞(bao)和(he)生物(wu)膜內(nei)就(jiu)存在納米級的(de)(de)結構。DNA分子計(ji)算機、細胞(bao)生物(wu)計(ji)算機的(de)(de)開發,成(cheng)為(wei)納米生物(wu)技術的(de)(de)重(zhong)要(yao)內(nei)容(rong)。
納米技術是一(yi)門交叉(cha)性(xing)很強(qiang)的綜合學(xue)科(ke)(ke),研究(jiu)的內容(rong)涉及(ji)現代科(ke)(ke)技的廣闊領域。納米科(ke)(ke)學(xue)與技術主要包(bao)括:
納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)體系物理(li)學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)生物學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)電(dian)子學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)加工學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)力學(xue)(xue)等。這七個相對獨立又相互(hu)滲透的(de)(de)(de)學(xue)(xue)科和(he)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)器(qi)件、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)尺度的(de)(de)(de)檢測與表征(zheng)這三個研(yan)究(jiu)領域(yu)。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料的(de)(de)(de)制備(bei)和(he)研(yan)究(jiu)是整個納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科技(ji)(ji)的(de)(de)(de)基礎(chu)。其中,納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)物理(li)學(xue)(xue)和(he)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)是納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)理(li)論(lun)基礎(chu),而納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)電(dian)子學(xue)(xue)是納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)術最重要的(de)(de)(de)內(nei)容。
1993年(nian),第一(yi)屆國(guo)際納(na)(na)(na)(na)米技(ji)術(shu)大會(INTC)在美國(guo)召開,將(jiang)納(na)(na)(na)(na)米技(ji)術(shu)劃(hua)分為6大分支:納(na)(na)(na)(na)米物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米生物(wu)學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米化學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米電(dian)子學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米加(jia)工技(ji)術(shu)和納(na)(na)(na)(na)米計量學(xue)(xue)(xue),促(cu)進了納(na)(na)(na)(na)米技(ji)術(shu)的(de)發展。由于該(gai)技(ji)術(shu)的(de)特殊性(xing),神奇性(xing)和廣泛性(xing),吸引了世界各國(guo)的(de)許多優秀科(ke)學(xue)(xue)(xue)家紛紛為之(zhi)努力研究。納(na)(na)(na)(na)米技(ji)術(shu)一(yi)般指納(na)(na)(na)(na)米級(ji)(ji)(0.1一(yi)100nm)的(de)材料(liao)、設(she)計、制造,測量、控(kong)制和產品的(de)技(ji)術(shu)。納(na)(na)(na)(na)米技(ji)術(shu)主要包括:納(na)(na)(na)(na)米級(ji)(ji)測量技(ji)術(shu):納(na)(na)(na)(na)米級(ji)(ji)表層物(wu)理(li)力學(xue)(xue)(xue)性(xing)能的(de)檢測技(ji)術(shu):納(na)(na)(na)(na)米級(ji)(ji)加(jia)工技(ji)術(shu);納(na)(na)(na)(na)米粒子的(de)制備(bei)技(ji)術(shu);納(na)(na)(na)(na)米材料(liao);納(na)(na)(na)(na)米生物(wu)學(xue)(xue)(xue)技(ji)術(shu);納(na)(na)(na)(na)米組裝技(ji)術(shu)等。
納米技術包含下列四(si)個主要方面(mian):
1、納(na)米(mi)材料(liao)(liao)(liao):當物質(zhi)到納(na)米(mi)尺度以(yi)后,大(da)約是在(zai)0.1—100納(na)米(mi)這個范(fan)圍空間,物質(zhi)的(de)(de)性能就會(hui)發生突變,出現特殊性能。這種既(ji)具不同(tong)于原來(lai)組成(cheng)的(de)(de)原子、分子,也(ye)不同(tong)于宏(hong)觀的(de)(de)物質(zhi)的(de)(de)特殊性能構成(cheng)的(de)(de)材料(liao)(liao)(liao),即(ji)為納(na)米(mi)材料(liao)(liao)(liao)。
如果(guo)僅(jin)僅(jin)是尺度(du)達到納(na)米,而沒有特(te)殊性能的材料(liao),也(ye)不(bu)能叫納(na)米材料(liao)。
過去,人(ren)們(men)(men)只(zhi)注意(yi)原子(zi)、分子(zi)或者(zhe)宇宙(zhou)空間(jian),常常忽略這(zhe)個(ge)中間(jian)領域(yu),而這(zhe)個(ge)領域(yu)實際上(shang)大量存在(zai)于(yu)自然界(jie),只(zhi)是(shi)以前沒有認識到這(zhe)個(ge)尺(chi)度范圍的性(xing)能。第一個(ge)真正認識到它的性(xing)能并引(yin)用納米概念的是(shi)日本(ben)科(ke)學家(jia),他們(men)(men)在(zai)20世紀70年(nian)代用蒸(zheng)發(fa)法(fa)制(zhi)備超(chao)微離(li)子(zi),并通過研究它的性(xing)能發(fa)現(xian)(xian):一個(ge)導(dao)電、導(dao)熱的銅、銀(yin)導(dao)體做成納米尺(chi)度以后,它就(jiu)失去原來(lai)(lai)的性(xing)質,表現(xian)(xian)出(chu)既不導(dao)電、也(ye)不導(dao)熱。磁性(xing)材(cai)料(liao)也(ye)是(shi)如此(ci),像鐵鈷合金,把它做成大約20—30納米大小,磁疇就(jiu)變成單磁疇,它的磁性(xing)要比原來(lai)(lai)高1000倍。80年(nian)代中期,人(ren)們(men)(men)就(jiu)正式把這(zhe)類(lei)材(cai)料(liao)命名為納米材(cai)料(liao)。
為(wei)什么磁(ci)疇變成(cheng)單(dan)磁(ci)疇,磁(ci)性(xing)要比原(yuan)來提(ti)高1000倍呢?這是因(yin)為(wei),磁(ci)疇中(zhong)的(de)(de)單(dan)個原(yuan)子(zi)排列的(de)(de)并(bing)不是很(hen)規(gui)則,而單(dan)原(yuan)子(zi)中(zhong)間(jian)是一(yi)個原(yuan)子(zi)核,外則是電子(zi)繞其(qi)旋轉的(de)(de)電子(zi),這是形成(cheng)磁(ci)性(xing)的(de)(de)原(yuan)因(yin)。但是,變成(cheng)單(dan)磁(ci)疇后,單(dan)個原(yuan)子(zi)排列的(de)(de)很(hen)規(gui)則,對外顯示了強大磁(ci)性(xing)。
這一特性,主要用(yong)于制(zhi)造(zao)微特電(dian)機。如果(guo)將技術發展到一定的時候,用(yong)于制(zhi)造(zao)磁懸浮,可(ke)以(yi)制(zhi)造(zao)出(chu)速度更(geng)快(kuai)、更(geng)穩(wen)定、更(geng)節約(yue)能源的高速度列車。
2、納米動力學:主要是微(wei)機(ji)械(xie)和(he)(he)微(wei)電(dian)(dian)機(ji),或總稱為微(wei)型電(dian)(dian)動機(ji)械(xie)系(xi)統(tong)(tong)(MEMS),用于(yu)(yu)有(you)(you)傳(chuan)動機(ji)械(xie)的(de)微(wei)型傳(chuan)感器(qi)(qi)和(he)(he)執行器(qi)(qi)、光纖通訊系(xi)統(tong)(tong),特種電(dian)(dian)子設備、醫療和(he)(he)診斷(duan)儀(yi)器(qi)(qi)等.用的(de)是一種類似于(yu)(yu)集成(cheng)電(dian)(dian)器(qi)(qi)設計和(he)(he)制造的(de)新(xin)工(gong)藝。特點是部(bu)件很(hen)小(xiao),刻蝕(shi)的(de)深度(du)往往要求數十(shi)至數百微(wei)米,而寬(kuan)度(du)誤差很(hen)小(xiao)。這種工(gong)藝還可(ke)用于(yu)(yu)制作(zuo)三(san)相電(dian)(dian)動機(ji),用于(yu)(yu)超快速離心機(ji)或陀(tuo)螺(luo)儀(yi)等。在(zai)(zai)研究方面還要相應地(di)檢測準原子尺度(du)的(de)微(wei)變(bian)形和(he)(he)微(wei)摩擦等。雖然它們目前尚未真正進入納米尺度(du),但(dan)有(you)(you)很(hen)大的(de)潛在(zai)(zai)科(ke)學價(jia)值(zhi)和(he)(he)經(jing)濟價(jia)值(zhi)。
理論上講:可(ke)以(yi)使微電機和(he)檢測(ce)技術達到納米數量級。
3、納(na)米生物(wu)學(xue)和(he)納(na)米藥(yao)物(wu)學(xue):如(ru)在(zai)(zai)云母表面用(yong)納(na)米微粒度的(de)(de)膠(jiao)體金固定dna的(de)(de)粒子(zi),在(zai)(zai)二(er)氧化硅表面的(de)(de)叉指(zhi)形電(dian)極(ji)做生物(wu)分子(zi)間(jian)互作(zuo)用(yong)的(de)(de)試驗,磷脂(zhi)和(he)脂(zhi)肪酸雙層平面生物(wu)膜,dna的(de)(de)精細(xi)(xi)結構等。有了納(na)米技術,還(huan)可用(yong)自組裝方(fang)法在(zai)(zai)細(xi)(xi)胞內放(fang)入零件或組件使構成新的(de)(de)材料。新的(de)(de)藥(yao)物(wu),即使是微米粒子(zi)的(de)(de)細(xi)(xi)粉,也大約有半數不溶(rong)于水;但如(ru)粒子(zi)為納(na)米尺度(即超微粒子(zi)),則(ze)可溶(rong)于水。
納米(mi)(mi)生物學(xue)發展到(dao)一(yi)定技(ji)術時,可以用納米(mi)(mi)材(cai)料(liao)制成具有識別能(neng)力的納米(mi)(mi)生物細胞(bao),并可以吸收癌細胞(bao)的生物醫藥,注入人(ren)體內,可以用于定向殺癌細胞(bao)。(上面是老錢加注)
4、納(na)米(mi)電子(zi)學:包括(kuo)基于量子(zi)效應的(de)(de)納(na)米(mi)電子(zi)器(qi)件(jian)、納(na)米(mi)結(jie)構的(de)(de)光/電性(xing)質(zhi)、納(na)米(mi)電子(zi)材料的(de)(de)表征,以及(ji)原子(zi)操(cao)縱和(he)(he)原子(zi)組(zu)裝等。當前電子(zi)技(ji)(ji)術的(de)(de)趨勢要求(qiu)器(qi)件(jian)和(he)(he)系統更(geng)小(xiao)、更(geng)快、更(geng)冷,更(geng)小(xiao),是(shi)指響應速度要快。更(geng)冷是(shi)指單個器(qi)件(jian)的(de)(de)功耗要小(xiao)。但(dan)是(shi)更(geng)小(xiao)并非沒有限(xian)度。納(na)米(mi)技(ji)(ji)術是(shi)建設(she)者的(de)(de)最后(hou)疆界,它(ta)的(de)(de)影響將是(shi)巨大的(de)(de)。
納(na)米技(ji)術的(de)(de)(de)靈(ling)感,來自(zi)于已故物理學家理查德(de)·費曼1959年所(suo)(suo)作的(de)(de)(de)一次題為(wei)《在(zai)底部還有很(hen)大空間》的(de)(de)(de)演講。這位(wei)當時(shi)在(zai)加州理工大學任教的(de)(de)(de)教授向同(tong)事們(men)提出(chu)了一個(ge)(ge)(ge)新(xin)的(de)(de)(de)想法(fa)。從石器(qi)時(shi)代(dai)開始,人類從磨尖箭頭到光刻芯(xin)片的(de)(de)(de)所(suo)(suo)有技(ji)術,都與一次性地(di)削去或者融(rong)合數以(yi)(yi)億計(ji)的(de)(de)(de)原子(zi)(zi)以(yi)(yi)便(bian)把(ba)物質(zhi)做(zuo)成有用的(de)(de)(de)形態(tai)有關。費曼質(zhi)問道,為(wei)什么我們(men)不可以(yi)(yi)從另外一個(ge)(ge)(ge)角度出(chu)發,從單個(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)分子(zi)(zi)甚至(zhi)原子(zi)(zi)開始進行(xing)組(zu)裝,以(yi)(yi)達到我們(men)的(de)(de)(de)要(yao)求?他(ta)說:“至(zhi)少依我看來,物理學的(de)(de)(de)規律不排除一個(ge)(ge)(ge)原子(zi)(zi)一個(ge)(ge)(ge)原子(zi)(zi)地(di)制造物品(pin)的(de)(de)(de)可能(neng)性。”
70年代,科(ke)學(xue)家(jia)開始從不同(tong)角度提出有(you)關納(na)米(mi)科(ke)技的構(gou)想(xiang),1974年,科(ke)學(xue)家(jia)谷口紀男(Norio Taniguchi)最(zui)早使用納(na)米(mi)技術一詞(ci)描述精密機械加(jia)工;
1981年,科學家發(fa)明研(yan)究(jiu)納(na)(na)米(mi)的(de)重要工(gong)具(ju)——掃描(miao)隧道(dao)顯微鏡,為我們揭示(shi)一個可見的(de)原子、分子世界,對納(na)(na)米(mi)科技發(fa)展(zhan)產生了(le)積極(ji)促(cu)進(jin)作用(yong);
1990年,IBM公司阿爾(er)馬登研究中心的(de)(de)科學(xue)家(jia)(jia)成(cheng)功地對單個(ge)的(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)進行了重(zhong)排(pai),納(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術取得一(yi)項(xiang)關鍵突破(po)。他們使用(yong)一(yi)種稱為掃(sao)描探針的(de)(de)設備慢(man)慢(man)地把35個(ge)原(yuan)子(zi)(zi)移動到各自的(de)(de)位置(zhi),組成(cheng)了IBM三個(ge)字(zi)母。這證明費曼是(shi)正(zheng)確的(de)(de),二(er)個(ge)字(zi)母加起來還(huan)沒有3個(ge)納(na)米(mi)(mi)長。不久,科學(xue)家(jia)(jia)不僅能夠操(cao)縱單個(ge)的(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi),而且還(huan)能夠“噴涂原(yuan)子(zi)(zi)”。使用(yong)分子(zi)(zi)束外延長生長技(ji)(ji)術,科學(xue)家(jia)(jia)們學(xue)會了制(zhi)造極薄的(de)(de)特(te)殊晶體(ti)薄膜的(de)(de)方法(fa),每次只造出一(yi)層分子(zi)(zi)。現代制(zhi)造計(ji)算機(ji)硬盤(pan)讀寫(xie)頭使用(yong)的(de)(de)就是(shi)這項(xiang)技(ji)(ji)術。著名物(wu)理學(xue)家(jia)(jia)、諾(nuo)貝爾(er)獎(jiang)獲得者理查德·費曼預言,人類(lei)(lei)可(ke)以用(yong)小(xiao)的(de)(de)機(ji)器制(zhi)作(zuo)更小(xiao)的(de)(de)機(ji)器,最后(hou)將變(bian)成(cheng)根據人類(lei)(lei)意愿,逐(zhu)個(ge)地排(pai)列原(yuan)子(zi)(zi),制(zhi)造產品(pin),這是(shi)關于納(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術最早的(de)(de)夢想。
1990年7月,第一屆國際(ji)納(na)米科學技術會議在美國巴爾的(de)摩(mo)舉辦,標志著(zhu)納(na)米科學技術的(de)正式(shi)誕生;
1991年,碳(tan)納(na)米管(guan)被(bei)(bei)人類(lei)發現,它的(de)(de)質量(liang)是(shi)(shi)相同體積鋼(gang)(gang)的(de)(de)六分之一,強度卻是(shi)(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)10倍,成為納(na)米技(ji)術研究的(de)(de)熱點,諾貝爾化學(xue)獎得(de)主斯(si)莫(mo)利教授認為,納(na)米碳(tan)管(guan)將是(shi)(shi)未來最佳纖維的(de)(de)首選(xuan)材料,也將被(bei)(bei)廣泛(fan)用于超(chao)(chao)微導(dao)線、超(chao)(chao)微開關(guan)以及納(na)米級電(dian)子線路等;
1993年,繼1989年美(mei)國(guo)斯坦福(fu)大學搬走原(yuan)(yuan)子(zi)團“寫(xie)”下(xia)斯坦福(fu)大學英文、1990年美(mei)國(guo)國(guo)際商用機器公司在鎳表面用35個氙原(yuan)(yuan)子(zi)排出“IBM”之后,中(zhong)國(guo)科(ke)學院北京真空物理實驗室自如地操(cao)縱原(yuan)(yuan)子(zi)成功寫(xie)出“中(zhong)國(guo)”二(er)字,標志著中(zhong)國(guo)開始在國(guo)際納(na)米科(ke)技(ji)領(ling)域(yu)占有一席之地;
1997年,美國科學家首(shou)次成功(gong)地用(yong)單(dan)電子(zi)移動單(dan)電子(zi),利用(yong)這種(zhong)技術可望在(zai)2017年后研制成功(gong)速度和存貯容量比現在(zai)提高(gao)成千上萬倍(bei)的量子(zi)計算機;
1999年,巴西和(he)(he)美國科學(xue)家在進行納米(mi)碳管實驗(yan)時發(fa)明了(le)世界(jie)上最小的“秤”,它能夠稱量(liang)(liang)十(shi)億分之一克的物(wu)體(ti),即相(xiang)當于一個(ge)病毒(du)的重(zhong)量(liang)(liang);此后不(bu)久,德(de)國科學(xue)家研制出能稱量(liang)(liang)單個(ge)原(yuan)子重(zhong)量(liang)(liang)的秤,打破(po)了(le)美國和(he)(he)巴西科學(xue)家聯合創造的紀(ji)錄(lu);
到(dao)1999年,納(na)米技術逐步走向市場,全年基于納(na)米產品的營業額達到(dao)500億美元;
2001年(nian)(nian),一(yi)些國(guo)家紛紛制定相關戰(zhan)(zhan)略或(huo)者計(ji)(ji)劃(hua)(hua),投(tou)入巨資(zi)搶(qiang)占納米(mi)技(ji)(ji)(ji)(ji)術戰(zhan)(zhan)略高地。日本設(she)立納米(mi)材(cai)料研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin),把納米(mi)技(ji)(ji)(ji)(ji)術列(lie)入新5年(nian)(nian)科技(ji)(ji)(ji)(ji)基(ji)本計(ji)(ji)劃(hua)(hua)的(de)(de)(de)研(yan)發(fa)重點;德國(guo)專門(men)(men)建立納米(mi)技(ji)(ji)(ji)(ji)術研(yan)究(jiu)網;美(mei)國(guo)將(jiang)納米(mi)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)視為(wei)下(xia)一(yi)次工業革命的(de)(de)(de)核(he)心(xin),美(mei)國(guo)政府(fu)部門(men)(men)將(jiang)納米(mi)科技(ji)(ji)(ji)(ji)基(ji)礎研(yan)究(jiu)方面的(de)(de)(de)投(tou)資(zi)從(cong)1997年(nian)(nian)的(de)(de)(de)1.16億美(mei)元增加到2001年(nian)(nian)的(de)(de)(de)4.97億美(mei)元。中(zhong)國(guo)也將(jiang)納米(mi)科技(ji)(ji)(ji)(ji)列(lie)為(wei)中(zhong)國(guo)的(de)(de)(de)“973計(ji)(ji)劃(hua)(hua)”進行大力的(de)(de)(de)發(fa)展與其相關產業的(de)(de)(de)大力扶(fu)持。
當前納(na)(na)米(mi)技術(shu)的(de)(de)研究和(he)(he)(he)(he)應用主(zhu)要在(zai)材(cai)(cai)料(liao)和(he)(he)(he)(he)制(zhi)備、微電子和(he)(he)(he)(he)計算機技術(shu)、醫學與健康、航天和(he)(he)(he)(he)航空、環境和(he)(he)(he)(he)能源、生物技術(shu)和(he)(he)(he)(he)農產品等方(fang)(fang)面(mian)。用納(na)(na)米(mi)材(cai)(cai)料(liao)制(zhi)作的(de)(de)器(qi)材(cai)(cai)重(zhong)量更輕、硬度更強、壽(shou)命(ming)更長(chang)、維修費更低、設計更方(fang)(fang)便。利用納(na)(na)米(mi)材(cai)(cai)料(liao)還可以(yi)制(zhi)作出特定性質的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)或自然(ran)界不存在(zai)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao),制(zhi)作出生物材(cai)(cai)料(liao)和(he)(he)(he)(he)仿生材(cai)(cai)料(liao)。
1、納米是一種幾何尺寸的度量單位,1納米=百萬(wan)分之一毫米。
2、納米技(ji)術(shu)帶動了技(ji)術(shu)革(ge)命。
3、利用納米技術制(zhi)作的(de)藥物可以(yi)阻斷毛細血管(guan),“餓死”癌細胞(bao)。
4、如(ru)果在衛(wei)星(xing)上用納米集成器(qi)件,衛(wei)星(xing)將更小,更容易發射。
5、納米技術是多科學綜(zong)合(he),有些目標(biao)需要長時間的努力才會實(shi)現。
6、納米技(ji)術和信息(xi)科學(xue)技(ji)術、生命科學(xue)技(ji)術是(shi)當前的科學(xue)發展主流,它(ta)們的發展將使(shi)人類社會、生存(cun)環(huan)境和科學(xue)技(ji)術本身變(bian)得(de)更(geng)美好。
7、納(na)米技術可以觀察(cha)病(bing)(bing)人身體中的癌細(xi)胞病(bing)(bing)變及情況,可讓醫(yi)生對(dui)癥下藥。
納(na)米(mi)級(ji)測(ce)量(liang)技術(shu)包(bao)括:納(na)米(mi)級(ji)精度(du)的尺寸和位移的測(ce)量(liang),納(na)米(mi)級(ji)表面形貌的測(ce)量(liang)。納(na)米(mi)級(ji)測(ce)量(liang)技術(shu)主(zhu)要有兩個發展(zhan)方(fang)向。
一(yi)是光(guang)干(gan)(gan)涉(she)(she)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)技術(shu),它是利用(yong)光(guang)的干(gan)(gan)涉(she)(she)條紋來(lai)提高測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)的分辨率(lv),其測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)方(fang)法(fa)有:雙頻激光(guang)干(gan)(gan)涉(she)(she)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)法(fa)、光(guang)外差干(gan)(gan)涉(she)(she)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)法(fa)、X射線干(gan)(gan)涉(she)(she)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)法(fa)、F一(yi)P標準工具(ju)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)法(fa)等(deng),可用(yong)于長度和(he)位移的精確測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang),也(ye)可用(yong)于表面顯(xian)微形貌(mao)的測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)。
二是(shi)掃描(miao)探針(zhen)顯微測(ce)量(liang)技術(STM),其基本原理是(shi)基于(yu)(yu)量(liang)子力學的(de)(de)隧道效應,它的(de)(de)原理是(shi)用極尖的(de)(de)探針(zhen)(或類似的(de)(de)方(fang)法)對被(bei)測(ce)表面(mian)進行掃描(miao)(探針(zhen)和(he)(he)被(bei)測(ce)表面(mian)實際并不(bu)接觸),借助納米級的(de)(de)三(san)維位(wei)移定位(wei)控制系統(tong)測(ce)出(chu)該(gai)表面(mian)的(de)(de)三(san)維微觀立體形(xing)貌(mao)。主(zhu)要(yao)用于(yu)(yu)測(ce)量(liang)表面(mian)的(de)(de)微觀形(xing)貌(mao)和(he)(he)尺寸。
用這(zhe)原理(li)的測量方法(fa)有:掃(sao)描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)等(deng)。
納(na)米(mi)級加工(gong)的含意是達到(dao)納(na)米(mi)級精度的加工(gong)技術(shu)。
由于原(yuan)(yuan)子間(jian)(jian)的(de)距(ju)離為(wei)0.1一(yi)0.3nm,納米加(jia)工(gong)的(de)實(shi)質(zhi)(zhi)就是要(yao)(yao)切斷原(yuan)(yuan)子間(jian)(jian)的(de)結合,實(shi)現(xian)原(yuan)(yuan)子或分子的(de)去除,切斷原(yuan)(yuan)子間(jian)(jian)結合所(suo)需要(yao)(yao)的(de)能量(liang),必然要(yao)(yao)求超過該物質(zhi)(zhi)的(de)原(yuan)(yuan)子間(jian)(jian)結合能,即所(suo)播的(de)能量(liang)密度是很大的(de)。用傳(chuan)統的(de)切削(xue)、磨削(xue)加(jia)工(gong)方法(fa)進行納米級加(jia)工(gong)就相(xiang)當困難了(le)。
截至2008年納(na)米加工(gong)(gong)有(you)了(le)很(hen)大的(de)突破,如(ru)電(dian)子束光刻(ke)(UGA技術)加工(gong)(gong)超大規模(mo)集成電(dian)路時,可實(shi)現(xian)0.1μm線寬的(de)加工(gong)(gong):離子刻(ke)蝕可實(shi)現(xian)微米級和納(na)米級表層材料的(de)去除:掃描隧道顯(xian)微技術可實(shi)現(xian)單(dan)個原子的(de)去除、扭遷、增添和原子的(de)重組。
納米粒子(zi)的制備(bei)方法很(hen)多(duo),可分為物理方法和化學方法。
真(zhen)(zhen)空(kong)冷(leng)授(shou)法(fa)(fa):用真(zhen)(zhen)空(kong)蒸發(fa)、加熱、高頻感(gan)應等方(fang)法(fa)(fa)使原(yuan)料氣化或形成等粒子體(ti),然后驟冷(leng)。其特點純(chun)度高、結(jie)晶組(zu)織好、位度可(ke)控(kong),但技術設備(bei)要求高。
物理粉碎法:透過機械粉碎、電(dian)火花爆炸等方法得(de)到納(na)米(mi)粒(li)子。其特點操作(zuo)簡單、成本低,但(dan)產晶純度低,順(shun)粒(li)分布不均勻(yun)。
機械球磨法(fa):采用球磨方法(fa),控制適(shi)當的條(tiao)件得到純(chun)元(yuan)素(su)、合金(jin)或復合材料的納米(mi)粒子。其特點操作簡單、成本低(di),但(dan)產品純(chun)度低(di),顆粒分布不均勻。
氣相沉積法:利用金屬化(hua)合物蒸汽(qi)的化(hua)學反(fan)應合成納米材料。其特點(dian)產品(pin)純度高,粒度分布窄。
沉淀(dian)法:把沉淀(dian)劑加人到(dao)鹽(yan)溶液中反應后,將沉淀(dian)熱(re)處理(li)得到(dao)納米材料(liao).其特點(dian)簡單易行(xing),但純(chun)度(du)低(di),顆粒半徑大,適合制備載化物。
水(shui)熱(re)合(he)成法:高溫(wen)高壓下在水(shui)溶液或蒸汽等流體(ti)中合(he)成,再經分離和熱(re)處理得納(na)米粒(li)子。其特點純(chun)度(du)(du)高,分散性好、粒(li)度(du)(du)易控制(zhi)。
溶(rong)(rong)膠凝膠法:金屬化(hua)合物經(jing)(jing)溶(rong)(rong)液(ye)、溶(rong)(rong)膠、凝膠而固化(hua),再經(jing)(jing)低沮(ju)熱處理而生成(cheng)納米(mi)粒(li)子。其特點反應(ying)物種(zhong)多,產物顆粒(li)均(jun)一,過(guo)程易控(kong)制(zhi)(zhi),適(shi)于(yu)氧化(hua)物和11一VI族(zu)化(hua)合物的制(zhi)(zhi)備。
徽乳液法(fa):兩(liang):互不相溶(rong)的溶(rong)劑在表面活性劑的作用下形成乳液,在徽泡中經(jing)成核,聚(ju)結、團(tuan)聚(ju)、熱處理后得(de)納米(mi)粒子(zi)。其特點粒子(zi)的單分(fen)散和接(jie)口性好,11一VI族半導(dao)體納米(mi)粒子(zi)多用此法(fa)制(zhi)備。
水熱合成(cheng)法——高(gao)溫高(gao)壓下在水溶液(ye)或蒸汽等流(liu)體中合成(cheng),再經分離和熱處理得(de)到納米粒(li)子(zi)。其特點是純(chun)度(du)(du)高(gao),分散性好,粒(li)度(du)(du)易控制。
自(zi)1991年Gleiter等人(ren)率先制得納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)以來,經過(guo)10年的發展(zhan)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)有(you)了長足的進(jin)步(bu)。如今(jin)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)種類較多,按其材(cai)質分有(you):金屬材(cai)料(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)陶(tao)瓷材(cai)料(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)半導體材(cai)料(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)復合材(cai)料(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)聚合材(cai)料(liao)(liao)(liao)等等。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)是超徽粒材(cai)料(liao)(liao)(liao),被稱為“21世紀新材(cai)料(liao)(liao)(liao)”,具(ju)有(you)許(xu)多特異(yi)性能。
例(li)如(ru)(ru)用(yong)納米級金屬微(wei)粉(fen)燒結成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)材料,強(qiang)度和硬度大(da)大(da)高于原來的(de)(de)(de)(de)(de)金屬,納米金屬居然由導電體變(bian)成(cheng)絕緣(yuan)體。一(yi)般的(de)(de)(de)(de)(de)陶(tao)瓷強(qiang)度低(di)并(bing)且很脆。但納米級微(wei)粉(fen)燒結成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)陶(tao)瓷不(bu)但強(qiang)度高并(bing)且有良好的(de)(de)(de)(de)(de)韌性。納米材料的(de)(de)(de)(de)(de)熔點會隨超細粉(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)直徑的(de)(de)(de)(de)(de)減小而降(jiang)低(di)。例(li)如(ru)(ru)金的(de)(de)(de)(de)(de)熔點為1064℃,但10nm的(de)(de)(de)(de)(de)金粉(fen)熔點降(jiang)低(di)到940℃,snm的(de)(de)(de)(de)(de)金粉(fen)熔點降(jiang)低(di)到830℃,因而燒結溫度可(ke)以大(da)大(da)降(jiang)低(di)。納米陶(tao)瓷的(de)(de)(de)(de)(de)燒結溫度大(da)大(da)低(di)于原來的(de)(de)(de)(de)(de)陶(tao)瓷。納米級的(de)(de)(de)(de)(de)催(cui)化劑(ji)加入汽(qi)油中。可(ke)提(ti)高內燃機的(de)(de)(de)(de)(de)效率(lv)。
加入(ru)固(gu)體燃(ran)料可使火箭的速度加快。藥(yao)物制成納米(mi)微粉(fen)。可以(yi)注射到血管(guan)(guan)內順利進入(ru)微血管(guan)(guan)。
當前常(chang)規的(de)(de)(de)成(cheng)像技術(shu)只能檢(jian)(jian)測到(dao)癌(ai)(ai)癥(zheng)在(zai)組(zu)(zu)織上造成(cheng)的(de)(de)(de)可(ke)見的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化,而這個時(shi)候已(yi)(yi)經有(you)數千的(de)(de)(de)癌(ai)(ai)細胞(bao)(bao)生成(cheng)并且可(ke)能會轉移。而且,即(ji)使(shi)(shi)是(shi)(shi)已(yi)(yi)經可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)腫(zhong)(zhong)瘤(liu)了,由于腫(zhong)(zhong)瘤(liu)本身的(de)(de)(de)類(lei)別(惡性(xing)還是(shi)(shi)良性(xing))和特征,要(yao)確定有(you)效的(de)(de)(de)治療(liao)方法也還必(bi)須通過活組(zu)(zu)織檢(jian)(jian)查。如果(guo)對癌(ai)(ai)性(xing)細胞(bao)(bao)或(huo)者癌(ai)(ai)變(bian)(bian)前細胞(bao)(bao)以(yi)某種方式進行標(biao)記,使(shi)(shi)用傳統設備即(ji)可(ke)檢(jian)(jian)測出來(lai)則更有(you)利于癌(ai)(ai)癥(zheng)的(de)(de)(de)診斷。
要(yao)實現這一目標有兩(liang)個必要(yao)條件:某技術(shu)(shu)能(neng)(neng)夠(gou)特(te)定(ding)識別(bie)癌(ai)性(xing)(xing)細(xi)胞且能(neng)(neng)夠(gou)讓被識別(bie)的(de)癌(ai)性(xing)(xing)細(xi)胞可見。納米技術(shu)(shu)能(neng)(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)這兩(liang)點。例如,在金屬氧化(hua)物表面(mian)涂覆可特(te)異識別(bie)癌(ai)性(xing)(xing)細(xi)胞表面(mian)超表達的(de)受體(ti)的(de)抗體(ti)。
由于(yu)金(jin)屬(shu)(shu)氧化(hua)物(wu)在核磁共振成像(MRI)或計(ji)算(suan)機斷層掃描(CT)下(xia)發(fa)出(chu)高對比度信號,因此一(yi)旦(dan)進入體(ti)內后,這些金(jin)屬(shu)(shu)氧化(hua)物(wu)納(na)米顆粒表面(mian)的(de)抗體(ti)選擇(ze)性(xing)(xing)地(di)與(yu)癌性(xing)(xing)細(xi)胞(bao)結合,使檢(jian)測儀器可(ke)以有效地(di)識(shi)別(bie)出(chu)癌性(xing)(xing)細(xi)胞(bao)。同樣(yang)地(di),金(jin)納(na)米粒也可(ke)以用于(yu)增(zeng)強在內窺鏡技術(shu)中的(de)光散射(she)。納(na)米技術(shu)能(neng)夠將識(shi)別(bie)癌癥類別(bie)及不同發(fa)展階段(duan)的(de)分(fen)子(zi)標(biao)記(ji)可(ke)視化(hua),讓醫生能(neng)夠通過傳(chuan)統的(de)成像技術(shu)看到原本檢(jian)測不到的(de)細(xi)胞(bao)和(he)分(fen)子(zi)。
在(zai)人類與(yu)癌(ai)(ai)癥(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)斗爭中,有一(yi)半的(de)(de)(de)(de)(de)勝利是得(de)益于(yu)早(zao)期的(de)(de)(de)(de)(de)檢測(ce)(ce)。納(na)米(mi)技術使得(de)癌(ai)(ai)癥(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)診斷更早(zao)更準確(que),并可用于(yu)治療監測(ce)(ce)。納(na)米(mi)技術也可以(yi)增強甚至完全變革對(dui)組(zu)織和(he)體液中生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)標志(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)篩查。癌(ai)(ai)癥(zheng)與(yu)癌(ai)(ai)癥(zheng)之(zhi)間,以(yi)及癌(ai)(ai)細胞與(yu)正常細胞之(zhi)間由于(yu)各種分子在(zai)表(biao)達和(he)分布上的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)而各不(bu)相(xiang)同。隨著治療技術的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)步,對(dui)癌(ai)(ai)癥(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)多個生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)標志(zhi)物(wu)(wu)進(jin)行同時(shi)檢測(ce)(ce)是確(que)定治療方案時(shi)所必(bi)須的(de)(de)(de)(de)(de)。
納米顆粒——例如能夠(gou)根據它們(men)本身(shen)大(da)小發(fa)(fa)出不同(tong)(tong)顏(yan)色光的(de)量子(zi)點——可(ke)以實現(xian)同(tong)(tong)時檢測(ce)多(duo)種(zhong)標記(ji)物(wu)的(de)目的(de)。包被有抗體的(de)量子(zi)點發(fa)(fa)出的(de)激發(fa)(fa)光信號可(ke)用于篩(shai)查某些類型(xing)的(de)癌(ai)癥。不同(tong)(tong)顏(yan)色的(de)量子(zi)點可(ke)與(yu)各種(zhong)癌(ai)癥生物(wu)標記(ji)物(wu)抗體結合,方(fang)便腫瘤學家通過所看到的(de)光譜區分癌(ai)細胞與(yu)健康細胞。
由于(yu)在(zai)納(na)米尺度(du)下(xia)刻(ke)蝕(shi)技術已(yi)達到極限,組裝(zhuang)技術將成為納(na)米科技的(de)重要手段,受到人們很大的(de)重視(shi)。
納米組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)術就是(shi)通過機械、物(wu)(wu)理、化(hua)學或生(sheng)物(wu)(wu)的方法,把(ba)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)或者分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)聚集體(ti)進行(xing)組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang),形成有(you)(you)(you)(you)功(gong)能的結構單(dan)元。組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)術包括(kuo)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)(you)(you)序(xu)組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)術,掃描(miao)探針原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)搬遷技(ji)(ji)術以及(ji)(ji)生(sheng)物(wu)(wu)組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)術。分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)(you)(you)序(xu)組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)是(shi)通過分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的物(wu)(wu)理或化(hua)學相互作用(yong)(yong),形成有(you)(you)(you)(you)序(xu)的二維或三維分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)體(ti)系。現在(zai),分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)(you)(you)序(xu)組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)術及(ji)(ji)其(qi)應用(yong)(yong)研究(jiu)(jiu)方面取得(de)的最新進展(zhan)主要是(shi)LB膜研究(jiu)(jiu)及(ji)(ji)有(you)(you)(you)(you)關(guan)特性(xing)(xing)的發現。生(sheng)物(wu)(wu)大(da)(da)(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)走向(xiang)識別(bie)組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)。蛋白質、核酸等(deng)生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)大(da)(da)(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)要求商密(mi)度定取向(xiang),這對于制備高性(xing)(xing)能生(sheng)物(wu)(wu)微感(gan)膜、發展(zhan)生(sheng)物(wu)(wu)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)器件,以及(ji)(ji)研究(jiu)(jiu)生(sheng)物(wu)(wu)大(da)(da)(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間相互作用(yong)(yong)是(shi)十分(fen)(fen)(fen)(fen)重要的。在(zai)進行(xing)lgG歸(gui)生(sheng)物(wu)(wu)大(da)(da)(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)過程中,首次利用(yong)(yong)抗體(ti)活(huo)性(xing)(xing)片斷的識別(bie)功(gong)能進行(xing)活(huo)性(xing)(xing)生(sheng)物(wu)(wu)大(da)(da)(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)。這一重要的進展(zhan)使得(de)生(sheng)物(wu)(wu)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的定向(xiang)組(zu)(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)產生(sheng)了(le)新的突破。
除以上幾(ji)種(zhong)組(zu)裝外,在長鏈聚合物分(fen)子(zi)上的有序組(zu)裝、橋連自(zi)組(zu)裝技(ji)(ji)術、有序分(fen)子(zi)薄(bo)膜的應用研(yan)究等技(ji)(ji)術也(ye)有進(jin)展(zhan)(zhan)。采用納米(mi)(mi)加(jia)工技(ji)(ji)術還可以對(dui)材料進(jin)行原子(zi)量級加(jia)工,使(shi)加(jia)工技(ji)(ji)術進(jin)人一個更加(jia)徽細的深度。納米(mi)(mi)結(jie)構自(zi)組(zu)裝技(ji)(ji)術的發展(zhan)(zhan),將(jiang)會使(shi)納米(mi)(mi)機(ji)械、納米(mi)(mi)機(ji)電系統和(he)納米(mi)(mi)生(sheng)(sheng)物學產生(sheng)(sheng)突破性(xing)的飛躍。
中國(guo)在納米領域的(de)科(ke)學發現(xian)(xian)(xian)和產(chan)業(ye)化研究有一定的(de)優(you)勢。現(xian)(xian)(xian)代同(tong)美(mei)、日、德(de)等國(guo)位于國(guo)際(ji)第一梯隊的(de)前列。雖然現(xian)(xian)(xian)代中國(guo)己經(jing)建立(li)了一定數量的(de)納米材料生產(chan)基(ji)地(di),納米技術的(de)開發應用也已經(jing)興(xing)起,并初步實(shi)現(xian)(xian)(xian)了產(chan)業(ye)化。納米要實(shi)現(xian)(xian)(xian)大規模、低成本的(de)產(chan)業(ye)化生產(chan),還有許多(duo)的(de)工作要做,只(zhi)有依賴(lai)大量的(de)資(zi)金和高科(ke)技投人才能換(huan)取(qu)高額(e)的(de)利潤(run)回報。
納(na)米生(sheng)物(wu)(wu)學是以(yi)納(na)米尺度研(yan)究細(xi)(xi)胞(bao)內部各種細(xi)(xi)胞(bao)器(qi)的結構和功能。研(yan)究細(xi)(xi)胞(bao)內部,細(xi)(xi)胞(bao)內外之間(jian)以(yi)及整個生(sheng)物(wu)(wu)體的物(wu)(wu)質、能量(liang)和信(xin)息交換(huan)。納(na)米生(sheng)物(wu)(wu)學的研(yan)究集(ji)中在下列方面。
DNA研(yan)(yan)究在形貌觀察、特(te)性(xing)研(yan)(yan)究和(he)基因改(gai)造三個方面有不(bu)少(shao)進展。
工作目標是弄清人類的(de)記(ji)憶、思維,語言(yan)和學(xue)習這些高級神經功能和人腦的(de)信息(xi)處理(li)功能。
這是納(na)(na)米生物學的(de)熱門(men)研(yan)究內(nei)容(rong)。現(xian)在取得(de)不(bu)少成果。是納(na)(na)米技(ji)術中有希望獲得(de)突破(po)性巨大成果的(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)達(da)(da)通常(chang)由10種(zhong)以上的(de)(de)(de)蛋(dan)白(bai)質群體組成,其(qi)構造如(ru)同人(ren)工馬(ma)達(da)(da)。由相當(dang)的(de)(de)(de)定(ding)子(zi)、轉(zhuan)子(zi)、軸(zhou)承、萬向接(jie)頭等組成。它的(de)(de)(de)直徑(jing)只(zhi)有(you)3onm,轉(zhuan)速可以高達(da)(da)15r/min,可在1μs內進行右(you)轉(zhuan)或左轉(zhuan)的(de)(de)(de)相互(hu)切換。利用(yong)(yong)外(wai)(wai)部電場可實現加速或減速。轉(zhuan)動的(de)(de)(de)動力源,是(shi)細(xi)菌(jun)內支撐馬(ma)達(da)(da)的(de)(de)(de)薄膜內外(wai)(wai)的(de)(de)(de)氮氧離子(zi)濃度差(cha)。實驗證明。細(xi)菌(jun)體內外(wai)(wai)的(de)(de)(de)電位(wei)差(cha)也可驅(qu)動鞭(bian)毛馬(ma)達(da)(da)。現代(dai)人(ren)們正在探索(suo)設計(ji)一種(zhong)能用(yong)(yong)電位(wei)差(cha)馭(yu)動的(de)(de)(de)人(ren)工鞭(bian)毛馬(ma)達(da)(da)驅(qu)動器。
日本三(san)菱公司已開發出一(yi)種能模擬(ni)人眼處(chu)理視(shi)覺形象功能的(de)視(shi)網膜芯片(pian)。該(gai)芯片(pian)以砷化稼半導體作為片(pian)基(ji)。每個芯片(pian)內含4096個傳感元。可(ke)望進一(yi)步用于機器人。
有人提(ti)出制作(zuo)類似環(huan)和桿(gan)那樣的(de)分(fen)子機(ji)械(xie)。把它(ta)們裝配起來構(gou)成計算(suan)機(ji)的(de)線路單元(yuan),單元(yuan)尺(chi)寸(cun)僅(jin)Inm,可(ke)組裝成超小型計算(suan)機(ji),僅(jin)有數微米大(da)小,就能達到現代常用計算(suan)機(ji)的(de)同等性能。
在納(na)米結構(gou)自(zi)(zi)(zi)組裝復(fu)雜徽(hui)型機電系(xi)統制(zhi)造(zao)中,很大的(de)難(nan)題(ti)是系(xi)統中各(ge)部件的(de)組裝。系(xi)統愈先進(jin)、愈復(fu)雜,組裝的(de)問(wen)題(ti)也愈難(nan)解決(jue)。自(zi)(zi)(zi)然(ran)(ran)界各(ge)種生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)內的(de)蛋白質(zhi)、DNA、細(xi)胞等都(dou)是極為復(fu)雜的(de)結構(gou)。它(ta)們的(de)生(sheng)(sheng)成、組裝都(dou)是自(zi)(zi)(zi)動進(jin)行的(de)。如能了解并(bing)控制(zhi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)大分子的(de)自(zi)(zi)(zi)組裝原理,人類對自(zi)(zi)(zi)然(ran)(ran)界的(de)認識和改造(zao)必(bi)然(ran)(ran)會上升到一個全(quan)新的(de)更高的(de)水平。
納米機器人(ren)是根據分子水平的(de)生物學原理為設計原型,設計制(zhi)造可對納米空間進行操作(zuo)的(de)“功能分子器件”,也(ye)稱(cheng)分子機器人(ren);而納米機器人(ren)的(de)研發已成為當今(jin)科技的(de)前沿(yan)熱點。
2005年,不(bu)少(shao)國家(jia)紛(fen)紛(fen)制定相關戰略或(huo)者計(ji)劃,投入巨資搶占納(na)米機(ji)器(qi)人這種新科技的戰略高地。《機(ji)器(qi)人時代》月(yue)刊日(ri)前指(zhi)出(chu):納(na)米機(ji)器(qi)人潛(qian)在用途(tu)十分廣泛,其中(zhong)特(te)別重要的就是應用于(yu)醫療和軍事領域。
每一(yi)種新科技的(de)(de)出現,似乎都包涵著(zhu)無(wu)限可能。用不(bu)了多久,個頭只有分子大小的(de)(de)神奇納米機器人(ren)將(jiang)源(yuan)(yuan)源(yuan)(yuan)不(bu)斷(duan)地進入人(ren)類的(de)(de)日常生活(huo)。中國著(zhu)名(ming)學者周海中教授在1990年發表的(de)(de)《論機器人(ren)》一(yi)文中就預言:到21世紀中葉,納米機器人(ren)將(jiang)徹底(di)改(gai)變人(ren)類的(de)(de)勞(lao)動(dong)和生活(huo)方式。
納(na)(na)米雨(yu)(yu)衣(yi)傘(san)(san)是雨(yu)(yu)傘(san)(san)與雨(yu)(yu)衣(yi)的結合體,納(na)(na)米雨(yu)(yu)傘(san)(san)收傘(san)(san)有三折傘(san)(san)和直桿傘(san)(san)的收傘(san)(san)形態(簡單(dan)說,收傘(san)(san)時有長短兩種選擇)。納(na)(na)米雨(yu)(yu)衣(yi)可由納(na)(na)米雨(yu)(yu)傘(san)(san)轉變(bian)而成,納(na)(na)米雨(yu)(yu)衣(yi)又不同于一(yi)般的雨(yu)(yu)衣(yi),因(yin)為納(na)(na)米雨(yu)(yu)衣(yi)可以(yi)保證從(cong)頭(tou)到腳絕對不濕(shi)。因(yin)為納(na)(na)米材料,所以(yi)這雨(yu)(yu)傘(san)(san)可以(yi)一(yi)甩(shuai)即干(gan),雨(yu)(yu)傘(san)(san)轉變(bian)為雨(yu)(yu)衣(yi)后(hou),這雨(yu)(yu)衣(yi)也只需穿著(zhu)時輕輕一(yi)跳也即可全(quan)干(gan)。
2014年8月4日,澳(ao)大利(li)亞運用新發(fa)明的布料,制成一(yi)款具有開創性的T恤衫,不管人們怎樣嘗試著浸濕它,此T恤都能(neng)保持(chi)良好的防水性能(neng)。
這件叫做“騎士”(The Cavalier)的(de)白色T恤(xu)是百分之百棉質(zhi)的(de)。雖(sui)然(ran)表面看起來平淡無奇,但是其布(bu)(bu)料運用(yong)(yong)“疏水”納米技術應用(yong)(yong)編(bian)織而(er)成,使得(de)這件T恤(xu)能(neng)夠有效防(fang)止大部分液(ye)體(ti)和(he)污漬的(de)浸入。這種(zhong)T恤(xu)可以用(yong)(yong)機器清洗,其防(fang)水功(gong)能(neng)最多可承受80次清洗。它(ta)的(de)布(bu)(bu)料有天然(ran)自凈功(gong)能(neng),任何附著在上的(de)污漬都能(neng)用(yong)(yong)水擦洗或沖干凈。
和其他含有化學物質的(de)防(fang)水應(ying)用不(bu)同(tong),T恤仿照(zhao)的(de)是荷(he)葉的(de)自然疏(shu)水特點。此布料的(de)發明(ming)對于餐館和咖啡廳來(lai)說可(ke)能具有革命(ming)性的(de)影響。此外,這種布料還可(ke)以運用在(zai)醫療行業或醫院(yuan)等地。
和生物技(ji)術一(yi)樣,納米科技(ji)也有很多環(huan)境(jing)和安全問題(ti)(比如尺寸小是(shi)否會(hui)避開生物的自然防御系統,還有是(shi)否能生物降(jiang)解、毒性副作用如何等等)。
納米(mi)材料(liao)(包(bao)含有(you)(you)納米(mi)顆粒(li)的(de)(de)材料(liao))本(ben)身(shen)的(de)(de)存在(zai)并(bing)不是一(yi)(yi)種危(wei)害(hai)。只有(you)(you)它(ta)的(de)(de)一(yi)(yi)些方(fang)(fang)面具有(you)(you)危(wei)害(hai)性(xing),特別是他們的(de)(de)移動性(xing)和(he)增強的(de)(de)反(fan)應性(xing)。只有(you)(you)某(mou)(mou)些納米(mi)粒(li)子的(de)(de)某(mou)(mou)些方(fang)(fang)面對生(sheng)物或環(huan)境有(you)(you)害(hai),我們才面臨(lin)一(yi)(yi)個真的(de)(de)危(wei)害(hai)。
要(yao)討論(lun)納米材料對健(jian)康和環境的影響,我(wo)們必須區分兩(liang)類納米結構:
納(na)米(mi)尺(chi)寸(cun)的粒(li)子被組裝在一個基體(ti)、材料或(huo)器(qi)件上的納(na)米(mi)合(he)成物、納(na)米(mi)表面結構或(huo)納(na)米(mi)組份(電子,光學(xue)傳(chuan)感器(qi)等),又稱為固定納(na)米(mi)粒(li)子。
“自由(you)”納(na)米粒(li)子(zi)(zi),不管在生產的某些步(bu)驟中(zhong)存還是直接使用單獨的納(na)米粒(li)子(zi)(zi)。
這些(xie)自(zi)由納(na)米(mi)(mi)粒子可能(neng)是納(na)米(mi)(mi)尺寸的(de)單元素,化合(he)物,或是復雜的(de)混合(he)物,比如在一(yi)種元素上鍍上另外一(yi)張(zhang)物質的(de)“鍍膜”納(na)米(mi)(mi)粒子或叫做(zuo)“核殼”納(na)米(mi)(mi)粒子。
現代,公認(ren)的觀(guan)點是(shi),雖然(ran)我們需要關注有固定(ding)納(na)米粒子的材料(liao),自由(you)納(na)米粒子是(shi)最緊(jin)迫關心(xin)的。
因為,納米(mi)粒子(zi)同它(ta)們(men)日常的對應(ying)物(wu)實(shi)在(zai)是(shi)區別太大(da)了(le),它(ta)們(men)的有(you)害效應(ying)不能(neng)從已知毒性推演而來。這(zhe)樣(yang)討論自由納米(mi)粒子(zi)的健(jian)康和環境影響具有(you)很重(zhong)要的意義。
更(geng)加復雜的(de)(de)(de)(de)是,當我(wo)們(men)討(tao)論(lun)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)時(shi)候,我(wo)們(men)必(bi)須知道含有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)粉末或液體幾乎從來不(bu)會(hui)單分散化,而(er)是具有(you)(you)一定范圍內許(xu)多(duo)不(bu)同(tong)尺寸。這會(hui)使實(shi)驗分析更(geng)加復雜,因為大的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)可(ke)能和小的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)性(xing)質。而(er)且,納(na)米(mi)粒(li)子(zi)具有(you)(you)聚(ju)合(he)的(de)(de)(de)(de)趨勢,而(er)聚(ju)合(he)的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)具有(you)(you)同(tong)單個(ge)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)行為。
納米顆粒進入(ru)(ru)人(ren)體(ti)(ti)有四(si)種途(tu)徑:吸入(ru)(ru),吞咽,從皮膚吸收或(huo)在醫療(liao)過程(cheng)中(zhong)被有意的(de)(de)注入(ru)(ru)(或(huo)由植入(ru)(ru)體(ti)(ti)釋放)。一旦進入(ru)(ru)人(ren)體(ti)(ti),它們(men)(men)具(ju)有高度的(de)(de)可(ke)移動性。在一些個例中(zhong),它們(men)(men)甚至(zhi)能(neng)穿越血腦屏障。
納米(mi)(mi)粒(li)子(zi)在器官(guan)中的(de)(de)行為(wei)(wei)仍然是需要研究的(de)(de)一(yi)個(ge)大(da)(da)課題。基本上,納米(mi)(mi)顆粒(li)的(de)(de)行為(wei)(wei)取決于(yu)它們(men)(men)的(de)(de)大(da)(da)小,形狀和(he)同周(zhou)圍組織的(de)(de)相互作用活動性。它們(men)(men)可能引起噬菌細胞(吞(tun)咽并(bing)消滅(mie)外來(lai)物質(zhi)的(de)(de)細胞)的(de)(de)“過載”,從而引發(fa)防御性的(de)(de)發(fa)燒和(he)降低機體免疫力。它們(men)(men)可能因為(wei)(wei)無法(fa)降解(jie)或降解(jie)緩慢,而在器官(guan)里集(ji)聚。還有一(yi)個(ge)顧慮是它們(men)(men)同人(ren)體中一(yi)些生物過程發(fa)生反應的(de)(de)潛在危險。由于(yu)極(ji)大(da)(da)的(de)(de)表面積,暴(bao)露在組織和(he)液體中的(de)(de)納米(mi)(mi)粒(li)子(zi)會立即吸附他(ta)們(men)(men)遇到的(de)(de)大(da)(da)分(fen)子(zi)。這樣會影響到例如(ru)酶和(he)其他(ta)蛋白(bai)的(de)(de)調(diao)整(zheng)機制。
主要擔心(xin)納米顆粒可能會造成未知的危害。
納(na)米(mi)技術(shu)的使用也(ye)存(cun)在(zai)社(she)會學風險。在(zai)儀器(qi)的層面,也(ye)包(bao)括在(zai)軍事(shi)領(ling)域(yu)使用納(na)米(mi)技術(shu)的可能性。(例如,在(zai)MIT士(shi)兵納(na)米(mi)技術(shu)研究所(suo)研究的裝備士(shi)兵的植入體或其他手(shou)段,同時還有通過納(na)米(mi)探測器(qi)增強的監(jian)視手(shou)段。
在結構層面,納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術的(de)(de)(de)批評(ping)家們(men)(men)指出納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術打開了一(yi)(yi)個(ge)由產(chan)權(quan)和(he)公(gong)司控制的(de)(de)(de)新(xin)世界。他們(men)(men)指出,就象生物技(ji)術的(de)(de)(de)操控基(ji)因的(de)(de)(de)能力伴隨著(zhu)生命(ming)的(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)化(hua)一(yi)(yi)樣,納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術操控分子(zi)的(de)(de)(de)技(ji)術帶來的(de)(de)(de)是(shi)物質的(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)化(hua)。過去的(de)(de)(de)幾年里,獲(huo)得(de)納(na)(na)米(mi)(mi)尺度的(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)像一(yi)(yi)股淘金熱。2003年,超過800納(na)(na)米(mi)(mi)相關(guan)的(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)權(quan)獲(huo)得(de)批準,這(zhe)個(ge)數字(zi)每年都(dou)在增長。大公(gong)司已經壟斷(duan)了納(na)(na)米(mi)(mi)尺度發明(ming)與(yu)發現(xian)的(de)(de)(de)廣泛的(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)。例如,NEC和(he)IBM這(zhe)兩(liang)家大公(gong)司持有(you)碳納(na)(na)米(mi)(mi)管這(zhe)一(yi)(yi)納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)基(ji)石(shi)之(zhi)一(yi)(yi)的(de)(de)(de)基(ji)礎專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)。碳納(na)(na)米(mi)(mi)管具有(you)廣泛的(de)(de)(de)運(yun)用(yong),并被看好對從電子(zi)和(he)計(ji)算機、到強化(hua)材(cai)料、到藥(yao)物釋放和(he)診(zhen)斷(duan)的(de)(de)(de)許多工(gong)業領(ling)域都(dou)有(you)關(guan)鍵(jian)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。碳納(na)(na)米(mi)(mi)管很可(ke)能成為(wei)取代(dai)傳統(tong)原材(cai)料的(de)(de)(de)主要(yao)工(gong)業交(jiao)易(yi)材(cai)料。但是(shi),當它們(men)(men)的(de)(de)(de)用(yong)途擴張時,任(ren)何想要(yao)制造(zao)或(huo)(huo)出售碳納(na)(na)米(mi)(mi)管的(de)(de)(de)人,不管應(ying)用(yong)是(shi)什(shen)么,都(dou)要(yao)先向NEC或(huo)(huo)者(zhe)IBM購買(mai)許可(ke)證。
高級(ji)(ji)納(na)(na)米(mi)技術,有時被稱(cheng)為分(fen)子(zi)制造(zao),用(yong)于描述分(fen)子(zi)尺(chi)度上的(de)(de)納(na)(na)米(mi)工(gong)程(cheng)系(xi)統(納(na)(na)米(mi)機(ji)器(qi))。無數例子(zi)證明,億萬年(nian)的(de)(de)進(jin)化能(neng)夠產生(sheng)復雜(za)的(de)(de)、隨機(ji)優(you)化的(de)(de)生(sheng)物機(ji)器(qi)。在納(na)(na)米(mi)領域中,我們希望使用(yong)仿(fang)生(sheng)學的(de)(de)方(fang)法找到制造(zao)納(na)(na)米(mi)機(ji)器(qi)的(de)(de)捷徑。然而,K Eric Drexler和(he)其他(ta)研究者提(ti)出:高級(ji)(ji)納(na)(na)米(mi)技術雖然最(zui)初會使用(yong)仿(fang)生(sheng)學輔助手段,最(zui)終(zhong)可能(neng)會建立在機(ji)械工(gong)程(cheng)的(de)(de)原理(li)上。
美(mei)(mei)國(guo)國(guo)家科學委(wei)員會(National Science Board)于西元2003年(nian)(nian)底批(pi)準“國(guo)家納(na)米(mi)科技(ji)(ji)基礎結構網絡計劃”(National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network,簡稱NNIN),將由(you)美(mei)(mei)國(guo)13所(suo)大學共(gong)同建構支持全國(guo)納(na)米(mi)科技(ji)(ji)與(yu)教(jiao)育(yu)的(de)(de)網絡體(ti)系(xi)。該(gai)計劃為期5年(nian)(nian),于公元2004年(nian)(nian)一月開始(shi)執(zhi)行,將提供(gong)整(zheng)體(ti)性的(de)(de)全國(guo)性使用技(ji)(ji)能以支持納(na)米(mi)尺(chi)度(du)科學工程與(yu)技(ji)(ji)術的(de)(de)研究(jiu)與(yu)教(jiao)育(yu)工作。預估(gu)5年(nian)(nian)間至少投資700億(yi)美(mei)(mei)元的(de)(de)研究(jiu)經費。計劃目的(de)(de)不僅在提供(gong)美(mei)(mei)國(guo)研究(jiu)人員頂尖的(de)(de)實驗儀器(qi)與(yu)設(she)備,并能訓練出一批(pi)專精于最先進納(na)米(mi)科技(ji)(ji)的(de)(de)研究(jiu)人員。
1.美(mei)國發展最新納米(mi)細(xi)胞制造技術
納(na)米技(ji)術可(ke)制造出粒子小于人類血(xue)管大(da)小的(de)物體,美國(guo)國(guo)家標(biao)準與科技(ji)協會(NIST)指出已研究出一(yi)種生產(chan)一(yi)致的(de),且能夠自行組合的(de)納(na)米細胞(Nanocells)的(de)方(fang)法,以(yi)應(ying)用(yong)在(zai)封裝(zhuang)壓縮藥(yao)物的(de)治療工(gong)作上。這種技(ji)術當前可(ke)被運用(yong)在(zai)藥(yao)物的(de)包裝(zhuang)技(ji)術上,可(ke)以(yi)更精確地確保藥(yao)物的(de)用(yong)量,未(wei)來將運用(yong)在(zai)癌癥化學治療的(de)相關技(ji)術上作更進一(yi)步的(de)研究。
納米計(ji)劃是(shi)公元(yuan)2005年(nian)聯(lian)邦跨(kua)部會研發預(yu)算的主(zhu)軸(zhou),達(da)9.8億(yi)美(mei)元(yuan)。
2.DNA檢(jian)測(ce)芯(xin)片的進展
公元(yuan)(yuan)2004年(nian)一(yi)月,美(mei)國HP正式(shi)對外發表(biao)其(qi)用來快速進(jin)行DNA檢(jian)測(ce)的(de)(de)(de)納米(mi)級芯片(pian)。2004年(nian)在DNA檢(jian)測(ce)上(shang)采以(yi)光學(xue)原理(li)為基礎(chu)的(de)(de)(de)“基因微芯片(pian)法”(DNA microarrays)繁復(fu)的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)步(bu)驟,HP團(tuan)隊(dui)改由(you)將此(ci)繁復(fu)步(bu)驟交由(you)電路芯片(pian)處理(li);制作上(shang),DNA檢(jian)測(ce)芯片(pian)的(de)(de)(de)傳感元(yuan)(yuan)件是一(yi)條利(li)(li)用電子(zi)束蝕(shi)刻法(electron-beam lithography)與反應(ying)性(xing)離(li)子(zi)蝕(shi)刻法(reactive-ion etching)所制成(cheng)(cheng)粗(cu)細約50納米(mi)的(de)(de)(de)納米(mi)線(xian)。然就(jiu)商業上(shang)考量,成(cheng)(cheng)果卻過于高昂,因此(ci)研(yan)究團(tuan)隊(dui)正發展利(li)(li)用較(jiao)便宜的(de)(de)(de)光學(xue)蝕(shi)刻法(optical lithography)以(yi)制成(cheng)(cheng)DNA檢(jian)測(ce)芯片(pian)元(yuan)(yuan)件的(de)(de)(de)技術。
3.地下水污染改善之(zhi)研(yan)究
地下水(shui)(shui)污(wu)(wu)染是(shi)現代被(bei)廣泛(fan)討論的(de)一項(xiang)(xiang)重大議題,現代,美國(guo)發(fa)表了一種納(na)米微(wei)粒(nanoparticles)技術(shu),在此(ci)微(wei)粒中心為(wei)鐵芯(iron)而(er)其外(wai)(wai)則(ze)(ze)由(you)多層聚合物加以包(bao)覆(fu),其中,內(nei)層是(shi)由(you)防水(shui)(shui)性極(ji)佳的(de)復(fu)合甲(jia)(jia)基丙烯(xi)酸甲(jia)(jia)脂(poly methl methacrylate;PMMA)包(bao)覆(fu),而(er)外(wai)(wai)層則(ze)(ze)由(you)親水(shui)(shui)的(de)sulphonated polystyrene進行(xing)包(bao)覆(fu)。由(you)于(yu)親水(shui)(shui)性外(wai)(wai)層使(shi)納(na)米微(wei)粒溶于(yu)水(shui)(shui),內(nei)層防水(shui)(shui)層則(ze)(ze)能(neng)吸引污(wu)(wu)染源三(san)氯乙(yi)烯(xi)(trichloroethylene)。納(na)米微(wei)粒中的(de)鐵芯使(shi)得(de)(de)三(san)氯乙(yi)烯(xi)產(chan)生分裂(lie)(lie),進而(er)使(shi)得(de)(de)此(ci)項(xiang)(xiang)污(wu)(wu)染源逐(zhu)漸(jian)分裂(lie)(lie)成無(wu)毒的(de)物質。
4.啟動癌(ai)癥納(na)米(mi)科技計劃
為廣(guang)泛將(jiang)納米科(ke)(ke)技、癌癥(zheng)研究與分(fen)子生物醫(yi)學相互結合,美國國家癌癥(zheng)中(zhong)心(NCI)提出了(le)癌癥(zheng)納米科(ke)(ke)技計劃(hua)(hua)(Cancer Nanotechnology Plan),并將(jiang)透過院外計劃(hua)(hua)、院內計劃(hua)(hua)與納米科(ke)(ke)技標準(zhun)實驗室等(deng)三方(fang)面進行跨領域工作。計劃(hua)(hua)設定了(le)六個挑戰:
預防與控制癌(ai)癥:發展(zhan)能投遞抗癌(ai)藥物及多(duo)重抗癌(ai)疫苗(miao)的納米級設備。
早期發現(xian)與蛋白質學:發展植入(ru)式早期偵測(ce)癌癥(zheng)生(sheng)物標(biao)記的設備,并發展能收(shou)集(ji)大量生(sheng)物標(biao)記進行大量分析的平臺性裝置。
影(ying)像診斷(duan):發展可提(ti)高分辨率到可辨識(shi)單獨癌細(xi)胞(bao)的(de)影(ying)像裝置,以及將一個腫瘤內部不同組織來源的(de)細(xi)胞(bao)加以區(qu)分的(de)納米裝置。
多功能治療設(she)備:開發兼具診(zhen)斷與治療的納米裝置。
癌癥(zheng)照護與生活品(pin)質提(ti)升:開發改善慢性癌癥(zheng)所引發的疼痛、沮喪、惡心等癥(zheng)狀,并提(ti)供(gong)理想性投藥裝置。
跨領域訓(xun)(xun)練:訓(xun)(xun)練熟(shu)悉癌癥生物學(xue)與(yu)納米科技的(de)新一代(dai)研究人員。
1.歐盟的國(guo)際納米科學研究政策
歐洲為(wei)全球最早開(kai)始進行納(na)(na)米科(ke)學研究的區域,但由于(yu)當時并沒有歐盟加(jia)以(yi)(yi)居中協調與規劃(hua)(hua),因此在研究初期(qi)因為(wei)缺乏資(zi)金援助、相(xiang)關管理上的支援,同時因為(wei)面臨專(zhuan)利取得的問(wen)題,導致研究人員遭遇許(xu)多阻礙,公元2004年(nian)五(wu)月,歐盟議會(European Commission;EC)對歐洲地(di)區與國際社會發(fa)表一系列有關于(yu)納(na)(na)米科(ke)技的專(zhuan)案計劃(hua)(hua),以(yi)(yi)宣示歐洲對于(yu)提高(gao)納(na)(na)米科(ke)技競(jing)爭(zheng)力的決心。
歐(ou)盟將其計劃分為五個主要區(qu)域:研究與發(fa)展(R&D)、基(ji)礎(chu)建設(infrastructure)、教育與訓練(education and training)、創新(innovation)以(yi)及社會(hui)層面(societal dimension)。
根據預估,如(ru)歐(ou)盟(meng)計(ji)(ji)劃能(neng)順//baike.baidu.com/edit/%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E6%8A%80%E6%9C%AF/144920利推展(zhan),在(zai)(zai)西(xi)元(yuan)2010年前將(jiang)(jiang)可望為歐(ou)洲創造上(shang)百億歐(ou)元(yuan)的(de)(de)(de)經濟營(ying)收。歐(ou)盟(meng)議會(hui)也(ye)(ye)強(qiang)調提高社會(hui)大(da)眾(zhong)對(dui)(dui)于納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)的(de)(de)(de)認知,也(ye)(ye)同樣屬于整體(ti)(ti)納(na)(na)米(mi)發(fa)展(zhan)計(ji)(ji)劃的(de)(de)(de)一部分(fen)。另外(wai),公眾(zhong)健康、安(an)全(quan)、環保(bao)(bao)問題(ti)及消費者保(bao)(bao)護也(ye)(ye)同樣被包(bao)含(han)在(zai)(zai)此項議題(ti)之中(zhong)。現(xian)在(zai)(zai),納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)學(xue)及納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)仍屬于新(xin)興(xing)的(de)(de)(de)R&D領域,其所必須解(jie)決與(yu)進行(xing)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)對(dui)(dui)象都存在(zai)(zai)于原子與(yu)分(fen)子的(de)(de)(de)階層中(zhong)。納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)學(xue)在(zai)(zai)未來幾年內的(de)(de)(de)應用是眾(zhong)所矚目,且必將(jiang)(jiang)對(dui)(dui)所有(you)的(de)(de)(de)科(ke)(ke)(ke)技(ji)產生重(zhong)大(da)影響。在(zai)(zai)未來,納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)的(de)(de)(de)研(yan)發(fa)工作也(ye)(ye)將(jiang)(jiang)對(dui)(dui)人體(ti)(ti)保(bao)(bao)健、食物、環保(bao)(bao)研(yan)究(jiu)、資(zi)訊科(ke)(ke)(ke)學(xue)、安(an)全(quan)、新(xin)興(xing)材料(liao)科(ke)(ke)(ke)學(xue)及能(neng)源儲存等領域產生重(zhong)大(da)的(de)(de)(de)改變。西(xi)元(yuan)2004~2006年歐(ou)盟(meng)所進行(xing)的(de)(de)(de)第六期架構計(ji)(ji)劃(FP6)中(zhong),納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)與(yu)新(xin)興(xing)材料(liao)研(yan)發(fa)的(de)(de)(de)經費約為歐(ou)元(yuan)13億,而歐(ou)盟(meng)議會(hui)也(ye)(ye)有(you)意(yi)(yi)提高經費并延長(chang)研(yan)究(jiu)時程(由公元(yuan)2007~2013年)。同時為凝聚(ju)與(yu)加(jia)強(qiang)所有(you)歐(ou)盟(meng)會(hui)員國在(zai)(zai)納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)學(xue)方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu),因(yin)此在(zai)(zai)規(gui)劃上(shang)歐(ou)盟(meng)議會(hui)也(ye)(ye)有(you)意(yi)(yi)召集民間與(yu)其他單位的(de)(de)(de)專家凝聚(ju)共識(shi),以強(qiang)化(hua)整體(ti)(ti)歐(ou)盟(meng)在(zai)(zai)此方(fang)面(mian)研(yan)究(jiu)領域的(de)(de)(de)力(li)量。
2.創新接繼中心
在公(gong)(gong)(gong)元1995年由歐盟委員會成立“創(chuang)新接(jie)繼中(zhong)(zhong)心”(Innovation Relay Centers, IRCs)。這個的(de)(de)組(zu)織和美國(guo)國(guo)家(jia)科技(ji)移轉中(zhong)(zhong)心具(ju)相同(tong)功能(neng)。區(qu)域(yu)性的(de)(de)創(chuang)新接(jie)繼中(zhong)(zhong)心總數(shu)近70個,支(zhi)援至(zhi)少位于30個國(guo)家(jia)的(de)(de)相關(guan)科技(ji)移轉中(zhong)(zhong)心。創(chuang)新接(jie)繼中(zhong)(zhong)心的(de)(de)目(mu)的(de)(de),是將有問題的(de)(de)公(gong)(gong)(gong)司(si)和能(neng)提出解(jie)決方法的(de)(de)公(gong)(gong)(gong)司(si)結合在一起。歐洲(zhou)多(duo)數(shu)的(de)(de)納(na)米科技(ji)公(gong)(gong)(gong)司(si)都(dou)可(ke)受到創(chuang)新接(jie)濟中(zhong)(zhong)心或區(qu)域(yu)創(chuang)新和科技(ji)移轉策略計劃(hua)的(de)(de)援助。
歐洲納米科技計劃(hua)接(jie)受金(jin)援的(de)(de)方(fang)式和(he)(he)(he)美國(guo)(guo)大致相同,有些是屬于國(guo)(guo)家型計劃(hua)。歐洲有多(duo)(duo)個跨(kua)國(guo)(guo)研(yan)發機構,以泛歐工業(ye)(ye)研(yan)發網絡為例,其專(zhuan)門提供無條(tiao)件研(yan)發補(bu)助(zhu),目的(de)(de)將研(yan)發成果發展(zhan)為產品(pin)。透(tou)過(guo)泛歐工業(ye)(ye)研(yan)發網絡提供的(de)(de)資(zi)金(jin)補(bu)助(zhu)的(de)(de)國(guo)(guo)家包括奧地(di)利、挪威和(he)(he)(he)英(ying)國(guo)(guo)。其他在比利時、德(de)國(guo)(guo)、斯洛伐(fa)尼亞、冰島和(he)(he)(he)以色列(lie)還(huan)包括貸款(kuan)和(he)(he)(he)免(mian)償型補(bu)助(zhu)。多(duo)(duo)數情況下(xia),補(bu)助(zhu)金(jin)額(e)不超過(guo)計劃(hua)完(wan)成的(de)(de)所需(xu)總金(jin)額(e)的(de)(de)七成,剩(sheng)余(yu)部分多(duo)(duo)仰(yang)賴地(di)方(fang)政(zheng)府和(he)(he)(he)其他有意愿者贊助(zhu)。
1.日本(ben)理研的納(na)米(mi)科學研究現況
日本理(li)(li)化學研(yan)究(jiu)所(RIKEN,簡稱理(li)(li)研(yan))系一跨學門(men)的(de)研(yan)究(jiu)組織,該(gai)所各部(bu)門(men)分(fen)布在(zai)日本的(de)7個區域。RIKEN的(de)主(zhu)要基(ji)地-和光園區,設置發現(xian)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)(DRI)、新領(ling)域研(yan)究(jiu)系統(FRS)及頭腦科學中(zhong)心(xin)(BSI)等(deng)3研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)。RIKEN進(jin)行(xing)(xing)的(de)研(yan)究(jiu)可區分(fen)為三類:DRI主(zhu)要進(jin)行(xing)(xing)小型但具備(bei)長程(cheng)觀點的(de)培育研(yan)究(jiu)計(ji)劃;FRS同樣執行(xing)(xing)小型計(ji)劃,但以(yi)由(you)上而(er)下的(de)方(fang)式(shi),進(jin)行(xing)(xing)較具動態的(de)中(zhong)程(cheng)及中(zhong)等(deng)規模的(de)計(ji)劃;至于(yu)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)則(ze)是進(jin)行(xing)(xing)以(yi)目標(biao)為導向的(de)中(zhong)至長程(cheng)的(de)大型計(ji)劃。RIKEN在(zai)西元(yuan)(yuan)2003會計(ji)年(nian)度下半年(nian)(西元(yuan)(yuan)2003年(nian)十月(yue)至2004年(nian)三月(yue))的(de)研(yan)究(jiu)預(yu)算(suan)共4.748億美元(yuan)(yuan),全年(nian)預(yu)算(suan)超過9億美元(yuan)(yuan)。
公元1986年起RIKEN開始(shi)(shi)從事納米科(ke)學(xue)之研究,但(dan)正式(shi)的納米科(ke)學(xue)計劃則是自西(xi)元2002年開始(shi)(shi),初期(qi)選定有18項的納米科(ke)學(xue)計劃,并(bing)陸續分(fen)別在各研究中心進行。
2.日本提高(gao)納米科技預算與產業合作(JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION)
日本科(ke)(ke)學與(yu)科(ke)(ke)技(ji)(ji)政(zheng)(zheng)策顧(gu)問(wen)委(wei)員會(Council for Science and Technology Policy)消息指出,日本在西(xi)(xi)元(yuan)2004年(nian)會計(ji)(ji)年(nian)度(由4月1日起)中(zhong),納(na)米科(ke)(ke)技(ji)(ji)預算成(cheng)長(chang)(chang)3.1個(ge)百分(fen)比(bi),達到(dao)8.8億美(mei)元(yuan)。同時,兩個(ge)主要負(fu)責(ze)(ze)日本納(na)米科(ke)(ke)技(ji)(ji)研(yan)發(fa)計(ji)(ji)劃的(de)(de)政(zheng)(zheng)府部會,其預算也都有成(cheng)長(chang)(chang)。負(fu)責(ze)(ze)推銷即將完成(cheng)的(de)(de)研(yan)發(fa)工作的(de)(de)日本經濟產業省(Ministry of Economy Trade and Industry, METI),預算由西(xi)(xi)元(yuan)2003年(nian)的(de)(de)0.97億美(mei)元(yuan)提升到(dao)公元(yuan)2004年(nian)的(de)(de)1.1億美(mei)元(yuan)。納(na)米科(ke)(ke)技(ji)(ji)與(yu)相(xiang)關原料研(yan)究被指定為四個(ge)最高(gao)優先項目(mu)之一(yi),其他領域包(bao)括資(zi)訊與(yu)通訊、生命科(ke)(ke)學與(yu)環(huan)境研(yan)究。
日本(ben)(ben)(ben)的預算是經由(you)日本(ben)(ben)(ben)大藏(zang)省(sheng)(sheng)(Finance Ministry)批準,再由(you)日本(ben)(ben)(ben)國會(hui)(Japanese Diet)制定為法(fa)律。日本(ben)(ben)(ben)文部科學(xue)省(sheng)(sheng)(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, MEXT)的納米科技(ji)研發經費,則(ze)由(you)2.3億美元成(cheng)長(chang)到2.4億元,將著重在(zai)基礎原料研究與新藥物(wu)研究計(ji)劃上。
1.韓國的納米(mi)科技策略
韓國(guo)政(zheng)府(fu)已深切(qie)體認(ren)到(dao)(dao)納(na)(na)米科(ke)(ke)技(ji)為本世紀(ji)科(ke)(ke)技(ji)發展(zhan)的(de)(de)戰略制(zhi)高(gao)點(dian),整合(he)納(na)(na)米技(ji)術(shu)與資訊、生物、材料、能源、環境、軍事、航太領域之高(gao)新(xin)科(ke)(ke)技(ji),并將創造(zao)出跨(kua)學門研究(jiu)發新(xin)境界。韓國(guo)政(zheng)府(fu)也(ye)理解到(dao)(dao)此(ci)新(xin)興(xing)科(ke)(ke)技(ji)也(ye)將是(shi)創造(zao)新(xin)產業與高(gao)科(ke)(ke)技(ji)產品(pin)的(de)(de)驅動力,納(na)(na)米科(ke)(ke)學與技(ji)術(shu)的(de)(de)突破性進展(zhan)更將為人類能力、社會產出、國(guo)家(jia)生產力、經濟成長與生命品(pin)質帶來巨幅(fu)的(de)(de)改善。
韓(han)國(guo)已(yi)宣(xuan)示(shi)在(zai)(zai)公(gong)元(yuan)(yuan)(yuan)2001至2010年十年間投(tou)(tou)入韓(han)幣(bi)2,391兆元(yuan)(yuan)(yuan)(約20億美元(yuan)(yuan)(yuan))于納(na)米(mi)科(ke)(ke)技的研發,政府投(tou)(tou)入在(zai)(zai)納(na)米(mi)科(ke)(ke)技的經費(fei),公(gong)元(yuan)(yuan)(yuan)2002年與2000年比(bi)較,成長約400%。納(na)米(mi)國(guo)家計劃(hua)的主要目標之一為(wei)在(zai)(zai)某些(xie)競爭性領域(yu)取得世界第(di)一并發展產業(ye)成長的利基市場,韓(han)國(guo)同時明確的把發展重點聚(ju)焦于諸如兆元(yuan)(yuan)(yuan)級(ji)積(ji)體電(dian)子元(yuan)(yuan)(yuan)件等核心關鍵技術。
“2002年(nian)執(zhi)行納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)發展(zhan)計(ji)劃”與“納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)結構(gou)(gou)(gou)材料技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)發展(zhan)”、“納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)微(wei)機(ji)電與制(zhi)造技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)發展(zhan)”等(deng)兩項新(xin)領域研(yan)究計(ji)劃同步開始(shi)實(shi)施,再(zai)加(jia)上納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)領域研(yan)究計(ji)劃在(zai)(zai)(zai)未(wei)來(lai)6~9年(nian)內每年(nian)將(jiang)投(tou)入2千萬美元(yuan),在(zai)(zai)(zai)眾多政府(fu)研(yan)究機(ji)構(gou)(gou)(gou)林立的(de)Daejoen科(ke)(ke)(ke)學城(cheng)。韓國(guo)高(gao)等(deng)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)研(yan)究院(yuan)(KAIST)于2001年(nian)設立納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)制(zhi)造中心(xin),在(zai)(zai)(zai)未(wei)來(lai)6~9年(nian)內投(tou)入1.65億美元(yuan),政府(fu)調整“2003年(nian)納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)發展(zhan)行動(dong)計(ji)劃”,包括:納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)發展(zhan)促進法(fa)案,其目的(de)二(er):一為建構(gou)(gou)(gou)堅固的(de)納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)核心(xin)研(yan)究基礎,二(er)為激(ji)勵成熟納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)產(chan)業(ye)化,韓國(guo)政府(fu)也將(jiang)配置3.8億美元(yuan)(全國(guo)納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)經費的(de)19%)于國(guo)家納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)產(chan)業(ye)化計(ji)劃,其中包括產(chan)業(ye)研(yan)發基金與創投(tou)基金。
根(gen)據(ju)公(gong)(gong)元(yuan)(yuan)2002年(nian)韓國專利(li)局報(bao)道(dao),納(na)米科(ke)(ke)技(ji)專利(li)應用數目無論在國內或(huo)國外都呈現大幅(fu)成(cheng)長,新興納(na)米科(ke)(ke)技(ji)也(ye)在過去數年(nian)間呈現可(ke)觀地成(cheng)長,另外根(gen)據(ju)韓國商工能源部(MOCIE)的統計,西元(yuan)(yuan)2002年(nian)納(na)米科(ke)(ke)技(ji)新創公(gong)(gong)司(si)也(ye)如雨后春筍紛(fen)紛(fen)搶搭納(na)米科(ke)(ke)技(ji)列車(che)。
2.韓國預(yu)測國際市場對納米紡織品的需(xu)求將快速增加
韓(han)國產業(ye)(ye)資源部預(yu)測,今后9年(nian)國際(ji)市場對(dui)納米(mi)紡織(zhi)品的(de)需求將會出(chu)現迅速增長的(de)趨勢,交(jiao)易額可望(wang)達(da)到近(jin)400億美元(yuan)。韓(han)國產業(ye)(ye)資源部委托韓(han)國纖維產業(ye)(ye)聯(lian)合會從西元(yuan)2004年(nian)八(ba)月份(fen)開(kai)始的(de)三個月內,對(dui)國際(ji)市場對(dui)納米(mi)紡織(zhi)品的(de)需求和貿(mao)易趨勢進行研究分析。
韓國(guo)產(chan)業資源部(bu)分(fen)(fen)析認為(wei),國(guo)際(ji)市場對(dui)納米(mi)(mi)紡(fang)織品(pin)(pin)的需(xu)求(qiu)金(jin)(jin)額以(yi)150億美(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)基(ji)準,今后每(mei)年(nian)(nian)將遞增10.7%,到(dao)公(gong)元(yuan)(yuan)(yuan)2007年(nian)(nian)和(he)(he)2012年(nian)(nian),國(guo)際(ji)市場對(dui)納米(mi)(mi)紡(fang)織品(pin)(pin)的需(xu)求(qiu)金(jin)(jin)額將分(fen)(fen)別達(da)到(dao)240億美(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)和(he)(he)397億元(yuan)(yuan)(yuan)。到(dao)西元(yuan)(yuan)(yuan)2012年(nian)(nian),國(guo)際(ji)市場對(dui)用于(yu)制藥、電子和(he)(he)生(sheng)命科學的超高效能過濾納米(mi)(mi)紡(fang)織品(pin)(pin)的需(xu)求(qiu)金(jin)(jin)額將達(da)到(dao)96億美(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),對(dui)用于(yu)防生(sheng)化武器(qi)和(he)(he)體(ti)育娛樂的納米(mi)(mi)紡(fang)織品(pin)(pin)的需(xu)求(qiu)金(jin)(jin)額將達(da)到(dao)26億美(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),對(dui)用于(yu)儲存能源的納米(mi)(mi)紡(fang)織品(pin)(pin)的需(xu)求(qiu)金(jin)(jin)額將達(da)到(dao)205億美(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)。
韓國對納米紡(fang)織品的需求金額(e)為19億(yi)美(mei)元,占國際(ji)市場需求總額(e)的12.1%。到西(xi)元2012年,韓國對納米紡(fang)織品的需求金額(e)將(jiang)達(da)到72億(yi)美(mei)元,占當時國際(ji)市場需求總額(e)的18.1%。
3.韓國在(zai)納米科技的發(fa)展(zhan)幾(ji)乎完(wan)全集中在(zai)微電子產(chan)業
透過由韓(han)國科技部(bu)(Ministry of Science and Technology)贊(zan)助的兆位水(shui)平(ping)納米設備(bei)(bei)發展(zhan)計劃(Tera-Level Nanodevices Initiatives),韓(han)國的大學和產(chan)業都專注于(yu)發展(zhan)下(xia)一(yi)世代微(wei)電(dian)子設備(bei)(bei),包括具有兆位元(terabit)容量的內存設備(bei)(bei)和具有兆赫(he)茲(terahertz)資料處(chu)理(li)速度的元件。
韓國最大企業財團(tuan)之(zhi)一(yi)的三星設有一(yi)個先進(jin)科(ke)(ke)技(ji)研究(jiu)所(Advanced Institute of Technology),從事微電子科(ke)(ke)技(ji)的研究(jiu)和商業化發展(zhan)。
臺灣自公元1996年(nian)以來(lai),國(guo)科(ke)(ke)會(hui)、經(jing)(jing)濟部、教育(yu)部等(deng)部會(hui)已支持許(xu)多個(ge)別計(ji)(ji)劃從事有(you)關(guan)于(yu)納(na)米科(ke)(ke)技(ji)的(de)研發,較九十年(nian)代(dai)的(de)如教育(yu)部的(de)卓越計(ji)(ji)劃、國(guo)科(ke)(ke)會(hui)納(na)米材料尖端研究(jiu)計(ji)(ji)劃、經(jing)(jing)濟部技(ji)術處納(na)米技(ji)術環境建構(gou)及其(qi)產業應(ying)用(yong)評(ping)估計(ji)(ji)劃等(deng)等(deng)。為了有(you)效(xiao)地運(yun)用(yong)資(zi)源,并整合產官(guan)學研的(de)智慧(hui)與(yu)力量,以提(ti)升國(guo)際(ji)競爭力;自西(xi)元2000年(nian)起,國(guo)科(ke)(ke)會(hui)即開始規劃推動納(na)米科(ke)(ke)技(ji)計(ji)(ji)劃。
公元(yuan)2000年(nian)12月中(zhong)國(guo)臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)地區(qu)行(xing)政(zheng)部門(men)“科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)顧問會(hui)(hui)(hui)議(yi)(yi)”與西(xi)元(yuan)2001年(nian)一月第六次“全(quan)國(guo)科(ke)(ke)(ke)學技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術會(hui)(hui)(hui)議(yi)(yi)”(全(quan)國(guo)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)會(hui)(hui)(hui)議(yi)(yi))之結論,均(jun)指出納(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)未(wei)來產業發展重點領域方(fang)向,國(guo)科(ke)(ke)(ke)會(hui)(hui)(hui)遂于西(xi)元(yuan)2002年(nian)十(shi)(shi)一月廿一日成立工作小(xiao)組辦公室,負責國(guo)家型計(ji)劃(hua)之規劃(hua),“納(na)米(mi)國(guo)家型科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)計(ji)劃(hua)工作小(xiao)組”之成員由國(guo)科(ke)(ke)(ke)會(hui)(hui)(hui)、臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)行(xing)政(zheng)部門(men)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)顧問組、中(zhong)研(yan)院、中(zhong)國(guo)臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)地區(qu)教(jiao)育(yu)部、工研(yan)院、經濟部、臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)行(xing)政(zheng)部門(men)“原子(zi)能委員會(hui)(hui)(hui)”及臺(tai)(tai)灣(wan)(wan)行(xing)政(zheng)部門(men)環境保護署等單位共二(er)十(shi)(shi)五位代表組成。
國(guo)科(ke)會(hui)并于(yu)公元(yuan)2002年(nian)(nian)(nian)一(yi)月(yue)(yue)十五(wu)日(ri)召開(kai)第一(yi)五(wu)五(wu)次委(wei)員(yuan)(yuan)會(hui)議,討論“納(na)米(mi)國(guo)家型科(ke)技計(ji)劃(hua)(hua)(hua)”構想(xiang);于(yu)西(xi)(xi)元(yuan)2002年(nian)(nian)(nian)六月(yue)(yue)第一(yi)五(wu)七次委(wei)員(yuan)(yuan)會(hui)議中(zhong)通過納(na)米(mi)國(guo)家型科(ke)技計(ji)劃(hua)(hua)(hua)審議,自(zi)(zi)西(xi)(xi)元(yuan)2003年(nian)(nian)(nian)一(yi)月(yue)(yue)正式開(kai)始(shi)推動,并決定自(zi)(zi)西(xi)(xi)元(yuan)2003年(nian)(nian)(nian)至西(xi)(xi)元(yuan)2008年(nian)(nian)(nian)間,投入經費新臺幣231.9億元(yuan)于(yu)納(na)米(mi)科(ke)技發展;并于(yu)同年(nian)(nian)(nian)九月(yue)(yue)一(yi)日(ri)正式成(cheng)立(li)納(na)米(mi)國(guo)家型計(ji)劃(hua)(hua)(hua)辦公室(shi),執(zhi)行(xing)整體計(ji)劃(hua)(hua)(hua)之領導、策劃(hua)(hua)(hua)與管考。
1.“中(zhong)國實驗(yan)室(shi)國家(jia)認(ren)可委員會”是負責實驗(yan)室(shi)和檢查機構認(ren)可及(ji)(ji)相關(guan)工作(zuo)的(de)認(ren)可機構,為(wei)規范納(na)米(mi)(mi)產(chan)品市場、推動(dong)制定相關(guan)納(na)米(mi)(mi)材(cai)料及(ji)(ji)產(chan)品的(de)標(biao)準(zhun),“國家(jia)納(na)米(mi)(mi)科(ke)學中(zhong)心(xin)”和“中(zhong)國實驗(yan)室(shi)國家(jia)認(ren)可委員會”會商多(duo)次(ci),聯合成(cheng)立“納(na)米(mi)(mi)技術專門委員會”,掛(gua)靠在(zai)“國家(jia)納(na)米(mi)(mi)科(ke)學中(zhong)心(xin)”。
2. 中國政府透(tou)過中國科(ke)學院主導(dao)眾多(duo)納米科(ke)技研發(fa)計劃(hua),多(duo)數強調半導(dao)體制造(zao)技術和發(fa)展以納米科(ke)技為基(ji)礎的(de)電子元件,另一是利用(yong)納米材料保存考(kao)古文(wen)物。
已(yi)成(cheng)功(gong)發(fa)展出的產品(pin)(pin)包括(kuo)新式冷氣機,其(qi)特點為利用創新的納(na)米材質。另(ling)估計約(yue)有兩百家企業(ye)積極從事納(na)米科技產品(pin)(pin)的商業(ye)化(hua)。
滑鐵盧大學(xue)是(shi)全世界(jie)第一(yi)所設(she)立以(yi)納米(mi)科技(ji)工程(cheng)為(wei)主科的大學(xue)。在(zai)2005年開(kai)始收生并在(zai)2010年開(kai)設(she)納米(mi)科技(ji)工程(cheng)碩士班。在(zai)2012年,將會(hui)有一(yi)座量子納米(mi)中心(xin)。
多倫(lun)多大(da)學也擁(yong)有以納米科(ke)技(ji)工(gong)程為副科(ke)的科(ke)學工(gong)程的大(da)學。
圭爾夫(fu)大(da)學則已設立了納米科學.。