納米(mi)技術(nanotechnology)是用(yong)單個原子、分子制(zhi)造物質的科(ke)學技術,研究結構尺寸在1至100納米(mi)范圍內(nei)材料的性質和應用(yong)。
納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)是以許多現(xian)(xian)代(dai)先進(jin)科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)為基(ji)礎的科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu),它是動(dong)態科(ke)學(xue)(xue)(xue)(動(dong)態力學(xue)(xue)(xue))和(he)現(xian)(xian)代(dai)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(混沌(dun)物理、智能量(liang)子(zi)、量(liang)子(zi)力學(xue)(xue)(xue)、介(jie)觀物理、分(fen)子(zi)生(sheng)(sheng)物學(xue)(xue)(xue))和(he)現(xian)(xian)代(dai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(計算(suan)機技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)、微電(dian)子(zi)和(he)掃描隧道顯微鏡技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)、核分(fen)析(xi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu))結合的產(chan)物,納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)又將引(yin)發一系(xi)列新的科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu),例如:納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)物理學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)生(sheng)(sheng)物學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)電(dian)子(zi)學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)加工技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)和(he)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)計量(liang)學(xue)(xue)(xue)等(deng)。
納米技(ji)(ji)術(shu)(nanotechnology),也(ye)稱毫微(wei)技(ji)(ji)術(shu),是(shi)研究(jiu)(jiu)結(jie)構尺寸在1納米至100納米范(fan)圍(wei)內材料(liao)的(de)性質和應用(yong)的(de)一種技(ji)(ji)術(shu)。1981年掃描(miao)隧道顯微(wei)鏡發(fa)明后,誕生了一門以(yi)1到100納米長度為(wei)研究(jiu)(jiu)分(fen)子(zi)世界,它(ta)的(de)最終目標(biao)是(shi)直接以(yi)原子(zi)或分(fen)子(zi)來構造具有特定功能的(de)產品。因此,納米技(ji)(ji)術(shu)其實(shi)就是(shi)一種用(yong)單(dan)個原子(zi)、分(fen)子(zi)制造物質的(de)技(ji)(ji)術(shu)。
從迄今為止的(de)研究來看,關于納米技(ji)術分為三種概念:
第一(yi)(yi)種(zhong)(zhong),是1986年美國科學家德雷(lei)克斯(si)勒博(bo)士在《創造的(de)機器(qi)(qi)》一(yi)(yi)書中提出(chu)的(de)分(fen)子(zi)(zi)納(na)米(mi)技術。根據這(zhe)一(yi)(yi)概(gai)念,可(ke)以(yi)使組合(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)機器(qi)(qi)實用(yong)化,從而可(ke)以(yi)任(ren)意組合(he)所有種(zhong)(zhong)類的(de)分(fen)子(zi)(zi),可(ke)以(yi)制造出(chu)任(ren)何種(zhong)(zhong)類的(de)分(fen)子(zi)(zi)結構。這(zhe)種(zhong)(zhong)概(gai)念的(de)納(na)米(mi)技術還未取得重大進展。
第(di)二種(zhong)概(gai)念(nian)把納(na)米(mi)技(ji)(ji)術(shu)定位為(wei)微加工技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)極限(xian)。也就是通過納(na)米(mi)精度的(de)(de)(de)"加工"來(lai)人(ren)工形(xing)成納(na)米(mi)大(da)小的(de)(de)(de)結構的(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)。這種(zhong)納(na)米(mi)級的(de)(de)(de)加工技(ji)(ji)術(shu),也使半導體微型化即(ji)將(jiang)達到(dao)極限(xian)。現有技(ji)(ji)術(shu)即(ji)使發(fa)展下去,從理論上講終(zhong)將(jiang)會(hui)達到(dao)限(xian)度,這是因(yin)為(wei),如果把電路(lu)的(de)(de)(de)線幅(fu)逐(zhu)漸變小,將(jiang)使構成電路(lu)的(de)(de)(de)絕緣膜變得(de)極薄(bo),這樣將(jiang)破壞絕緣效果。此外,還有發(fa)熱和晃動等問(wen)題。為(wei)了解決(jue)這些問(wen)題,研究人(ren)員(yuan)正(zheng)在研究新型的(de)(de)(de)納(na)米(mi)技(ji)(ji)術(shu)。
第三種概(gai)念(nian)是從生(sheng)物(wu)的角度出發(fa)而提出的。本來,生(sheng)物(wu)在(zai)細(xi)胞(bao)和生(sheng)物(wu)膜內就(jiu)存在(zai)納米(mi)(mi)級的結構(gou)。DNA分子計(ji)(ji)算機、細(xi)胞(bao)生(sheng)物(wu)計(ji)(ji)算機的開發(fa),成(cheng)為納米(mi)(mi)生(sheng)物(wu)技術的重要內容。
納米(mi)(mi)技術是一門交叉性很強的綜合學科(ke)(ke)(ke),研究的內(nei)容涉及(ji)現代科(ke)(ke)(ke)技的廣闊(kuo)領域。納米(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)學與技術主要包括:
納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)體系物(wu)理(li)學(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)化(hua)學(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料學(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)生(sheng)物(wu)學(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)電子學(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)加工(gong)學(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)力(li)學(xue)等(deng)。這七個相對獨立(li)又(you)相互(hu)滲透的(de)學(xue)科和(he)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)器件、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)尺度的(de)檢測與表征這三個研究領域。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料的(de)制備(bei)和(he)研究是整個納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)科技(ji)的(de)基礎(chu)。其中,納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)物(wu)理(li)學(xue)和(he)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)化(hua)學(xue)是納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)術的(de)理(li)論基礎(chu),而納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)電子學(xue)是納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)術最重要的(de)內容。
1993年,第(di)一(yi)屆國(guo)際納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)大會(INTC)在(zai)美國(guo)召開(kai),將納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)劃分為6大分支:納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)物(wu)理學(xue)、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)生(sheng)物(wu)學(xue)、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)化(hua)學(xue)、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)電子學(xue)、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)加工技(ji)術(shu)(shu)(shu)和納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)計量學(xue),促進了納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)發展。由(you)于該技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)特殊(shu)性(xing),神奇性(xing)和廣泛性(xing),吸引(yin)了世(shi)界各國(guo)的(de)(de)許多(duo)優秀(xiu)科學(xue)家紛(fen)紛(fen)為之努力(li)研究。納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)一(yi)般指納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)(0.1一(yi)100nm)的(de)(de)材料、設計、制造,測(ce)量、控制和產(chan)品(pin)的(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)。納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)主要包括(kuo):納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)測(ce)量技(ji)術(shu)(shu)(shu):納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)表層物(wu)理力(li)學(xue)性(xing)能的(de)(de)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)(shu)(shu):納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)加工技(ji)術(shu)(shu)(shu);納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)粒子的(de)(de)制備(bei)技(ji)術(shu)(shu)(shu);納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材料;納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)生(sheng)物(wu)學(xue)技(ji)術(shu)(shu)(shu);納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)組裝技(ji)術(shu)(shu)(shu)等(deng)。
納米技術包含(han)下(xia)列四(si)個主(zhu)要方面:
1、納米(mi)材料:當(dang)物(wu)質(zhi)到納米(mi)尺度以后(hou),大約是在(zai)0.1—100納米(mi)這(zhe)個范(fan)圍空間,物(wu)質(zhi)的(de)性(xing)能(neng)就會發(fa)生(sheng)突(tu)變,出現特殊性(xing)能(neng)。這(zhe)種既具不(bu)同于原(yuan)(yuan)來(lai)組(zu)成(cheng)的(de)原(yuan)(yuan)子、分子,也不(bu)同于宏觀的(de)物(wu)質(zhi)的(de)特殊性(xing)能(neng)構(gou)成(cheng)的(de)材料,即為納米(mi)材料。
如(ru)果(guo)僅僅是尺度(du)達到(dao)納(na)米(mi),而沒有特殊(shu)性(xing)能(neng)的(de)材料(liao),也不(bu)能(neng)叫納(na)米(mi)材料(liao)。
過去(qu),人(ren)們只(zhi)注意原子、分子或者宇(yu)宙空間(jian),常常忽略這個(ge)(ge)中間(jian)領域,而這個(ge)(ge)領域實際(ji)上大量存在(zai)于自然(ran)界,只(zhi)是(shi)以前(qian)沒有認(ren)識(shi)到這個(ge)(ge)尺度(du)范圍(wei)的(de)性能(neng)。第一(yi)個(ge)(ge)真(zhen)正認(ren)識(shi)到它(ta)的(de)性能(neng)并(bing)引用(yong)納(na)(na)米(mi)概念的(de)是(shi)日(ri)本科學家,他們在(zai)20世紀70年代(dai)用(yong)蒸發(fa)法制備超(chao)微離子,并(bing)通過研(yan)究它(ta)的(de)性能(neng)發(fa)現:一(yi)個(ge)(ge)導電、導熱的(de)銅、銀導體(ti)做成納(na)(na)米(mi)尺度(du)以后,它(ta)就(jiu)失(shi)去(qu)原來的(de)性質,表現出既不導電、也不導熱。磁性材料也是(shi)如此,像鐵鈷(gu)合金(jin),把(ba)它(ta)做成大約20—30納(na)(na)米(mi)大小,磁疇就(jiu)變成單磁疇,它(ta)的(de)磁性要比原來高1000倍。80年代(dai)中期,人(ren)們就(jiu)正式把(ba)這類材料命(ming)名(ming)為納(na)(na)米(mi)材料。
為什么磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)(chou)變成單磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)(chou),磁(ci)(ci)(ci)性(xing)要比(bi)原來提高1000倍呢?這是(shi)(shi)因(yin)為,磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)(chou)中的單個原子(zi)排(pai)列的并不是(shi)(shi)很(hen)規(gui)(gui)則(ze),而單原子(zi)中間是(shi)(shi)一個原子(zi)核,外則(ze)是(shi)(shi)電子(zi)繞(rao)其旋(xuan)轉(zhuan)的電子(zi),這是(shi)(shi)形成磁(ci)(ci)(ci)性(xing)的原因(yin)。但是(shi)(shi),變成單磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)(chou)后(hou),單個原子(zi)排(pai)列的很(hen)規(gui)(gui)則(ze),對外顯(xian)示了強(qiang)大磁(ci)(ci)(ci)性(xing)。
這(zhe)一(yi)特性(xing),主要用(yong)于制(zhi)(zhi)造微特電(dian)機。如(ru)果(guo)將技術發展到一(yi)定的時候,用(yong)于制(zhi)(zhi)造磁懸浮,可以制(zhi)(zhi)造出速度(du)更快(kuai)、更穩定、更節(jie)約(yue)能源的高速度(du)列車。
2、納(na)(na)米動力(li)學:主要是(shi)微(wei)(wei)機(ji)械(xie)和微(wei)(wei)電(dian)機(ji),或(huo)總稱為(wei)微(wei)(wei)型電(dian)動機(ji)械(xie)系統(tong)(MEMS),用(yong)于(yu)有傳(chuan)動機(ji)械(xie)的(de)微(wei)(wei)型傳(chuan)感器和執行器、光纖通訊系統(tong),特(te)種電(dian)子(zi)設備、醫療和診斷儀(yi)器等(deng).用(yong)的(de)是(shi)一(yi)種類似于(yu)集(ji)成(cheng)電(dian)器設計和制造的(de)新工藝。特(te)點是(shi)部件(jian)很小,刻蝕的(de)深度(du)往(wang)往(wang)要求數十至數百微(wei)(wei)米,而寬度(du)誤(wu)差(cha)很小。這種工藝還可(ke)用(yong)于(yu)制作三相(xiang)電(dian)動機(ji),用(yong)于(yu)超快速離心機(ji)或(huo)陀(tuo)螺(luo)儀(yi)等(deng)。在(zai)研(yan)究(jiu)方面還要相(xiang)應地檢測準原(yuan)子(zi)尺度(du)的(de)微(wei)(wei)變(bian)形(xing)和微(wei)(wei)摩擦等(deng)。雖然它們(men)目前尚未(wei)真正進入納(na)(na)米尺度(du),但有很大的(de)潛在(zai)科學價(jia)值(zhi)和經(jing)濟價(jia)值(zhi)。
理論上講:可以使微電機和檢測技術達到納米數量級。
3、納米(mi)(mi)生(sheng)物(wu)(wu)學和納米(mi)(mi)藥物(wu)(wu)學:如(ru)(ru)在(zai)云母表(biao)面用納米(mi)(mi)微粒(li)度(du)(du)的(de)膠體金(jin)固定dna的(de)粒(li)子,在(zai)二氧化(hua)硅表(biao)面的(de)叉指形電極(ji)做生(sheng)物(wu)(wu)分子間(jian)互作用的(de)試驗,磷脂(zhi)和脂(zhi)肪酸雙層平面生(sheng)物(wu)(wu)膜,dna的(de)精細(xi)(xi)結構(gou)等。有(you)了納米(mi)(mi)技術,還可(ke)用自組裝方法(fa)在(zai)細(xi)(xi)胞(bao)內(nei)放入零(ling)件(jian)或組件(jian)使(shi)構(gou)成新(xin)的(de)材料。新(xin)的(de)藥物(wu)(wu),即(ji)使(shi)是微米(mi)(mi)粒(li)子的(de)細(xi)(xi)粉,也大(da)約(yue)有(you)半數不溶于水(shui);但如(ru)(ru)粒(li)子為納米(mi)(mi)尺度(du)(du)(即(ji)超微粒(li)子),則可(ke)溶于水(shui)。
納(na)米生(sheng)物學發展(zhan)到一定技術時,可(ke)以(yi)用(yong)納(na)米材料(liao)制成具有(you)識(shi)別能力(li)的納(na)米生(sheng)物細(xi)胞(bao),并可(ke)以(yi)吸收(shou)癌(ai)細(xi)胞(bao)的生(sheng)物醫(yi)藥,注入人體內,可(ke)以(yi)用(yong)于(yu)定向殺癌(ai)細(xi)胞(bao)。(上面是老(lao)錢加注)
4、納米(mi)電(dian)子(zi)學:包括基于量子(zi)效(xiao)應(ying)的(de)(de)納米(mi)電(dian)子(zi)器件、納米(mi)結(jie)構的(de)(de)光/電(dian)性質、納米(mi)電(dian)子(zi)材料(liao)的(de)(de)表征(zheng),以及原(yuan)子(zi)操縱和原(yuan)子(zi)組裝(zhuang)等(deng)。當前電(dian)子(zi)技術的(de)(de)趨勢要(yao)(yao)求器件和系統更(geng)(geng)小、更(geng)(geng)快、更(geng)(geng)冷,更(geng)(geng)小,是(shi)(shi)指(zhi)響應(ying)速度(du)要(yao)(yao)快。更(geng)(geng)冷是(shi)(shi)指(zhi)單個器件的(de)(de)功(gong)耗要(yao)(yao)小。但是(shi)(shi)更(geng)(geng)小并非(fei)沒有限度(du)。納米(mi)技術是(shi)(shi)建設者的(de)(de)最后疆(jiang)界,它的(de)(de)影響將是(shi)(shi)巨大的(de)(de)。
納(na)米(mi)技術的(de)靈感,來自于已故物(wu)理(li)學家理(li)查(cha)德(de)·費曼1959年所作的(de)一次題為《在(zai)底部還有(you)很大空(kong)間》的(de)演講。這(zhe)位當時在(zai)加州理(li)工大學任(ren)教的(de)教授(shou)向同事(shi)們提(ti)出(chu)了一個新的(de)想(xiang)法。從石(shi)器時代(dai)開(kai)始,人類從磨尖箭頭到(dao)(dao)光刻芯片的(de)所有(you)技術,都與一次性地(di)削(xue)去或者融合(he)數(shu)以(yi)(yi)(yi)億計的(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)以(yi)(yi)(yi)便把(ba)物(wu)質(zhi)(zhi)做(zuo)成有(you)用的(de)形態有(you)關。費曼質(zhi)(zhi)問道,為什么我(wo)們不可(ke)以(yi)(yi)(yi)從另(ling)外一個角(jiao)度出(chu)發,從單個的(de)分子(zi)(zi)(zi)甚至(zhi)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)開(kai)始進行(xing)組裝(zhuang),以(yi)(yi)(yi)達到(dao)(dao)我(wo)們的(de)要求?他(ta)說:“至(zhi)少依我(wo)看來,物(wu)理(li)學的(de)規律不排(pai)除一個原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)一個原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)地(di)制造物(wu)品(pin)的(de)可(ke)能(neng)性。”
70年(nian)代(dai),科學(xue)家開始從不同角(jiao)度提出有關(guan)納米科技的構想,1974年(nian),科學(xue)家谷(gu)口紀男(Norio Taniguchi)最早使用納米技術一詞(ci)描述(shu)精密機(ji)械(xie)加(jia)工;
1981年,科學家發(fa)明研究納米的重要工具——掃(sao)描隧道(dao)顯微鏡,為我(wo)們揭示一個可見的原(yuan)子、分子世(shi)界,對納米科技發(fa)展產生了積極促進作用;
1990年(nian),IBM公(gong)司阿(a)爾馬登研究中(zhong)心的(de)(de)(de)科學家(jia)(jia)成(cheng)功地(di)(di)對單個(ge)的(de)(de)(de)原子進行了重排,納(na)(na)米(mi)技(ji)術取得一(yi)項(xiang)關(guan)鍵突破。他們(men)使用一(yi)種稱為掃描探針的(de)(de)(de)設(she)備慢慢地(di)(di)把35個(ge)原子移動到各(ge)自的(de)(de)(de)位置(zhi),組成(cheng)了IBM三(san)個(ge)字(zi)母。這(zhe)證明費(fei)曼是正確的(de)(de)(de),二個(ge)字(zi)母加起來還沒(mei)有3個(ge)納(na)(na)米(mi)長。不久,科學家(jia)(jia)不僅(jin)能(neng)(neng)夠操縱單個(ge)的(de)(de)(de)原子,而且還能(neng)(neng)夠“噴(pen)涂原子”。使用分(fen)子束外(wai)延長生(sheng)長技(ji)術,科學家(jia)(jia)們(men)學會了制造(zao)極薄(bo)的(de)(de)(de)特殊晶體薄(bo)膜的(de)(de)(de)方法,每次只(zhi)造(zao)出(chu)一(yi)層分(fen)子。現代制造(zao)計(ji)算(suan)機硬盤(pan)讀寫(xie)頭(tou)使用的(de)(de)(de)就是這(zhe)項(xiang)技(ji)術。著名物理(li)學家(jia)(jia)、諾貝爾獎獲得者(zhe)理(li)查(cha)德·費(fei)曼預言,人(ren)類可(ke)以用小(xiao)的(de)(de)(de)機器(qi)制作(zuo)更小(xiao)的(de)(de)(de)機器(qi),最(zui)后將變成(cheng)根(gen)據人(ren)類意愿,逐個(ge)地(di)(di)排列原子,制造(zao)產品,這(zhe)是關(guan)于納(na)(na)米(mi)技(ji)術最(zui)早(zao)的(de)(de)(de)夢想(xiang)。
1990年7月(yue),第一屆國(guo)際(ji)納米科學技(ji)術(shu)會(hui)議在美國(guo)巴(ba)爾(er)的摩(mo)舉辦,標志著納米科學技(ji)術(shu)的正(zheng)式誕生;
1991年,碳(tan)納(na)(na)米(mi)管(guan)被人類發現,它的質量(liang)是相(xiang)同體積鋼(gang)(gang)的六分之一(yi),強度卻是鋼(gang)(gang)的10倍,成為納(na)(na)米(mi)技術研(yan)究的熱點,諾貝爾化學(xue)獎得(de)主斯莫利教授認為,納(na)(na)米(mi)碳(tan)管(guan)將是未來最(zui)佳纖(xian)維的首選材料,也將被廣泛用于超(chao)微導線(xian)、超(chao)微開關(guan)以(yi)及納(na)(na)米(mi)級電子線(xian)路等(deng);
1993年(nian),繼1989年(nian)美國(guo)(guo)斯坦福大學(xue)搬走原(yuan)子(zi)(zi)團“寫(xie)”下斯坦福大學(xue)英文、1990年(nian)美國(guo)(guo)國(guo)(guo)際商用機器公(gong)司(si)在(zai)鎳(nie)表(biao)面用35個氙(xian)原(yuan)子(zi)(zi)排出(chu)“IBM”之后,中(zhong)國(guo)(guo)科(ke)學(xue)院北京真(zhen)空物理實驗室(shi)自如地操縱原(yuan)子(zi)(zi)成功寫(xie)出(chu)“中(zhong)國(guo)(guo)”二字,標志(zhi)著(zhu)中(zhong)國(guo)(guo)開始在(zai)國(guo)(guo)際納米科(ke)技領域占(zhan)有一席之地;
1997年(nian),美國(guo)科學家首(shou)次成(cheng)(cheng)功地用(yong)單(dan)電(dian)子(zi)移動單(dan)電(dian)子(zi),利用(yong)這種技術可望在2017年(nian)后研制成(cheng)(cheng)功速度和(he)存貯容量比現在提(ti)高成(cheng)(cheng)千上(shang)萬倍的量子(zi)計算機;
1999年,巴西(xi)和美國科學家在進行納(na)米碳管實驗時(shi)發明了(le)世界(jie)上最小(xiao)的“秤(cheng)”,它能(neng)(neng)夠(gou)稱量(liang)(liang)十億分之(zhi)一(yi)克的物體,即(ji)相當于(yu)一(yi)個病毒的重量(liang)(liang);此(ci)后不久(jiu),德國科學家研制出能(neng)(neng)稱量(liang)(liang)單(dan)個原子重量(liang)(liang)的秤(cheng),打破了(le)美國和巴西(xi)科學家聯合創造的紀錄;
到(dao)1999年(nian),納米技術(shu)逐(zhu)步(bu)走向市場,全年(nian)基于(yu)納米產品的營(ying)業額達(da)到(dao)500億美(mei)元;
2001年(nian),一些(xie)國(guo)(guo)家紛紛制定相關(guan)戰略或者(zhe)計(ji)(ji)劃(hua),投入巨(ju)資搶占納(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)戰略高地。日本(ben)設立納(na)(na)(na)米(mi)(mi)材料研(yan)究(jiu)中心(xin),把納(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)列入新(xin)5年(nian)科(ke)技(ji)基本(ben)計(ji)(ji)劃(hua)的(de)研(yan)發重點;德國(guo)(guo)專門建(jian)立納(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)研(yan)究(jiu)網;美國(guo)(guo)將納(na)(na)(na)米(mi)(mi)計(ji)(ji)劃(hua)視為下一次(ci)工業(ye)革命的(de)核心(xin),美國(guo)(guo)政府部門將納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)基礎研(yan)究(jiu)方面的(de)投資從1997年(nian)的(de)1.16億(yi)美元(yuan)增(zeng)加到2001年(nian)的(de)4.97億(yi)美元(yuan)。中國(guo)(guo)也將納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)列為中國(guo)(guo)的(de)“973計(ji)(ji)劃(hua)”進行(xing)大(da)力(li)的(de)發展與其相關(guan)產業(ye)的(de)大(da)力(li)扶持。
當前納米技術的研(yan)究和(he)應用(yong)主要(yao)在(zai)(zai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)和(he)制(zhi)(zhi)備、微電子和(he)計算機技術、醫學與健(jian)康(kang)、航(hang)天和(he)航(hang)空(kong)、環(huan)境和(he)能源、生物技術和(he)農產品等方面。用(yong)納米材(cai)(cai)料(liao)(liao)制(zhi)(zhi)作(zuo)的器材(cai)(cai)重量更(geng)輕(qing)、硬度更(geng)強、壽(shou)命(ming)更(geng)長、維(wei)修費更(geng)低、設計更(geng)方便。利用(yong)納米材(cai)(cai)料(liao)(liao)還可以制(zhi)(zhi)作(zuo)出(chu)特(te)定性質的材(cai)(cai)料(liao)(liao)或(huo)自然界不存在(zai)(zai)的材(cai)(cai)料(liao)(liao),制(zhi)(zhi)作(zuo)出(chu)生物材(cai)(cai)料(liao)(liao)和(he)仿生材(cai)(cai)料(liao)(liao)。
1、納米(mi)(mi)是一種(zhong)幾(ji)何(he)尺寸的(de)度(du)量單位(wei),1納米(mi)(mi)=百萬分(fen)之一毫米(mi)(mi)。
2、納米技術(shu)帶動了技術(shu)革命。
3、利用納米技術制作的藥物可以阻斷毛細(xi)血管,“餓死(si)”癌細(xi)胞(bao)。
4、如果在衛星上用納(na)米(mi)集成器件,衛星將(jiang)更(geng)小,更(geng)容易發射。
5、納米技(ji)術(shu)是多科學綜合,有(you)些(xie)目標需要(yao)長時間的努力才會實現。
6、納米技術(shu)和信息(xi)科學(xue)技術(shu)、生命科學(xue)技術(shu)是當前的(de)科學(xue)發展(zhan)主(zhu)流,它(ta)們的(de)發展(zhan)將使人類(lei)社(she)會、生存環境(jing)和科學(xue)技術(shu)本(ben)身變得更美好。
7、納米技術可(ke)以觀察(cha)病人身體中(zhong)的癌細胞病變及情況,可(ke)讓醫(yi)生(sheng)對癥下藥。
納米(mi)(mi)級測量(liang)(liang)技(ji)術包括:納米(mi)(mi)級精度(du)的尺寸和位移的測量(liang)(liang),納米(mi)(mi)級表面形貌的測量(liang)(liang)。納米(mi)(mi)級測量(liang)(liang)技(ji)術主要有兩個發展方(fang)向。
一是光(guang)(guang)干(gan)(gan)涉測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)技(ji)術(shu),它是利(li)用(yong)(yong)光(guang)(guang)的干(gan)(gan)涉條紋(wen)來提高測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)的分辨率,其測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)方法有:雙頻激光(guang)(guang)干(gan)(gan)涉測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)法、光(guang)(guang)外差干(gan)(gan)涉測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)法、X射線干(gan)(gan)涉測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)法、F一P標準工具測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)法等,可(ke)(ke)用(yong)(yong)于(yu)長度和位移的精(jing)確(que)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang),也可(ke)(ke)用(yong)(yong)于(yu)表面顯微形貌的測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)。
二是掃描探針(zhen)顯微測(ce)(ce)(ce)量(liang)技術(STM),其基(ji)本(ben)原理是基(ji)于(yu)量(liang)子(zi)力學的隧道效應,它的原理是用極(ji)尖的探針(zhen)(或類似的方法)對(dui)被(bei)測(ce)(ce)(ce)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)進行(xing)掃描(探針(zhen)和(he)被(bei)測(ce)(ce)(ce)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)實際并不接觸(chu)),借助納米(mi)級的三維位移定位控制系統測(ce)(ce)(ce)出該表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的三維微觀立體形貌(mao)。主要用于(yu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的微觀形貌(mao)和(he)尺寸(cun)。
用這原(yuan)理(li)的測量(liang)方法有:掃(sao)描隧道顯微(wei)鏡(STM)、原(yuan)子(zi)力顯微(wei)鏡(AFM)等。
納(na)米級加(jia)工(gong)的含意(yi)是達到納(na)米級精度的加(jia)工(gong)技術。
由于原子間(jian)的(de)(de)(de)距離為0.1一0.3nm,納(na)米加(jia)工的(de)(de)(de)實質(zhi)(zhi)就(jiu)是要(yao)切(qie)斷原子間(jian)的(de)(de)(de)結合(he),實現原子或分(fen)子的(de)(de)(de)去除,切(qie)斷原子間(jian)結合(he)所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)能量,必然要(yao)求超(chao)過該(gai)物質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)原子間(jian)結合(he)能,即(ji)所播的(de)(de)(de)能量密度是很大的(de)(de)(de)。用傳統(tong)的(de)(de)(de)切(qie)削、磨削加(jia)工方法進行納(na)米級(ji)加(jia)工就(jiu)相當(dang)困(kun)難了。
截至2008年(nian)納米加(jia)工有了很大的(de)突破,如電子束光刻(UGA技術)加(jia)工超大規模集成電路時,可實(shi)現0.1μm線寬(kuan)的(de)加(jia)工:離(li)子刻蝕可實(shi)現微米級(ji)和(he)納米級(ji)表層材料的(de)去(qu)除(chu):掃描隧道顯微技術可實(shi)現單個原子的(de)去(qu)除(chu)、扭遷、增添和(he)原子的(de)重組。
納米粒子(zi)的制備方(fang)法(fa)很多,可(ke)分為物(wu)理方(fang)法(fa)和化學方(fang)法(fa)。
真空(kong)冷授法:用(yong)真空(kong)蒸(zheng)發、加熱、高(gao)頻感應(ying)等方法使原料氣(qi)化或形成等粒子體,然后(hou)驟冷。其特點純(chun)度(du)高(gao)、結(jie)晶組織(zhi)好、位度(du)可控(kong),但技術設備要求高(gao)。
物理粉碎法:透過機械粉碎、電火花爆炸等方法得到納(na)米(mi)粒子。其特點操作簡單(dan)、成本低,但產(chan)晶純度(du)低,順粒分布不均勻。
機械球(qiu)磨(mo)法:采用球(qiu)磨(mo)方法,控制適當的(de)條件(jian)得到(dao)純(chun)元素(su)、合金或復合材料的(de)納米粒子。其特點(dian)操作簡單、成本低,但(dan)產品(pin)純(chun)度低,顆粒分布(bu)不均勻。
氣相沉積法:利用(yong)金屬化合物蒸汽的化學反應(ying)合成(cheng)納米材(cai)料。其特點產品純度高,粒(li)度分布(bu)窄。
沉淀法:把沉淀劑(ji)加人到鹽(yan)溶(rong)液(ye)中反應后,將沉淀熱處理得到納米材料.其(qi)特點簡單易行,但純度低,顆(ke)粒半徑大,適合(he)制備載化物。
水熱(re)合(he)成法(fa):高溫(wen)高壓(ya)下在水溶液或蒸汽等(deng)流體(ti)中合(he)成,再(zai)經分(fen)離和熱(re)處理得納米(mi)粒子。其特點純度高,分(fen)散性好(hao)、粒度易控制。
溶膠凝膠法(fa):金屬化合(he)物(wu)經溶液、溶膠、凝膠而固(gu)化,再經低沮熱處理而生成納米粒(li)子(zi)。其特點反應物(wu)種多,產物(wu)顆粒(li)均一(yi),過程易(yi)控制,適于氧化物(wu)和11一(yi)VI族化合(he)物(wu)的制備。
徽乳液(ye)(ye)法:兩(liang):互不相溶(rong)(rong)的溶(rong)(rong)劑在(zai)表面活性劑的作(zuo)用下形成乳液(ye)(ye),在(zai)徽泡中經成核,聚結、團聚、熱處(chu)理后(hou)得(de)納米粒(li)(li)子(zi)。其特點粒(li)(li)子(zi)的單分散和接口性好,11一VI族半導體納米粒(li)(li)子(zi)多(duo)用此法制備。
水(shui)熱合成法——高(gao)溫高(gao)壓下在(zai)水(shui)溶液(ye)或蒸(zheng)汽(qi)等流(liu)體中合成,再經(jing)分離(li)和熱處理(li)得到納米粒子。其特點(dian)是純度(du)高(gao),分散(san)性(xing)好,粒度(du)易控制。
自1991年Gleiter等(deng)人率先制(zhi)得納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)以來,經(jing)過10年的(de)發展納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)有了長足的(de)進步。如今納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)種類較多,按其材(cai)(cai)質分有:金屬材(cai)(cai)料(liao)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)陶瓷材(cai)(cai)料(liao)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)半導(dao)體材(cai)(cai)料(liao)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)復合材(cai)(cai)料(liao)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)聚合材(cai)(cai)料(liao)等(deng)等(deng)。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)是超徽粒材(cai)(cai)料(liao),被稱為“21世(shi)紀新材(cai)(cai)料(liao)”,具(ju)有許多特異性能。
例(li)(li)如(ru)用(yong)納米(mi)(mi)級(ji)金屬(shu)微粉(fen)燒(shao)結成的(de)(de)(de)(de)材料(liao),強度(du)和(he)硬度(du)大(da)大(da)高(gao)(gao)于原來(lai)的(de)(de)(de)(de)金屬(shu),納米(mi)(mi)金屬(shu)居然由(you)導電體(ti)變成絕緣(yuan)體(ti)。一般的(de)(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)強度(du)低(di)并且(qie)很(hen)脆。但(dan)納米(mi)(mi)級(ji)微粉(fen)燒(shao)結成的(de)(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)不但(dan)強度(du)高(gao)(gao)并且(qie)有良好的(de)(de)(de)(de)韌性。納米(mi)(mi)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點會隨超(chao)細粉(fen)的(de)(de)(de)(de)直徑(jing)的(de)(de)(de)(de)減小而(er)(er)降(jiang)低(di)。例(li)(li)如(ru)金的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點為1064℃,但(dan)10nm的(de)(de)(de)(de)金粉(fen)熔(rong)點降(jiang)低(di)到940℃,snm的(de)(de)(de)(de)金粉(fen)熔(rong)點降(jiang)低(di)到830℃,因(yin)而(er)(er)燒(shao)結溫度(du)可(ke)以大(da)大(da)降(jiang)低(di)。納米(mi)(mi)陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)(de)燒(shao)結溫度(du)大(da)大(da)低(di)于原來(lai)的(de)(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)。納米(mi)(mi)級(ji)的(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)劑加入汽(qi)油中。可(ke)提(ti)高(gao)(gao)內燃機的(de)(de)(de)(de)效率。
加(jia)入(ru)固(gu)體燃(ran)料可(ke)使火箭的速(su)度(du)加(jia)快(kuai)。藥物制成納米微(wei)粉。可(ke)以注射到血管內(nei)順利進入(ru)微(wei)血管。
當(dang)前常規的(de)(de)成像技術(shu)只能(neng)檢測到癌(ai)癥在組(zu)織(zhi)上(shang)造成的(de)(de)可(ke)見的(de)(de)變(bian)化,而這(zhe)個時候已經有數(shu)千的(de)(de)癌(ai)細(xi)胞生成并且(qie)可(ke)能(neng)會轉移。而且(qie),即(ji)使是(shi)已經可(ke)以看到腫瘤了,由于(yu)腫瘤本(ben)身的(de)(de)類別(bie)(惡性還是(shi)良性)和特(te)征,要確定有效的(de)(de)治療方(fang)(fang)法也還必(bi)須通過活組(zu)織(zhi)檢查。如果(guo)對(dui)癌(ai)性細(xi)胞或者癌(ai)變(bian)前細(xi)胞以某種方(fang)(fang)式(shi)進行標記,使用傳統設備(bei)即(ji)可(ke)檢測出(chu)來則更有利于(yu)癌(ai)癥的(de)(de)診斷。
要實現這(zhe)一目(mu)標有兩個必(bi)要條件:某技術(shu)能(neng)夠特定識(shi)別癌(ai)性細(xi)胞(bao)且能(neng)夠讓被識(shi)別的(de)(de)癌(ai)性細(xi)胞(bao)可(ke)見(jian)。納(na)米技術(shu)能(neng)夠滿足(zu)這(zhe)兩點。例如(ru),在(zai)金屬(shu)氧化物表(biao)面涂覆可(ke)特異(yi)識(shi)別癌(ai)性細(xi)胞(bao)表(biao)面超表(biao)達的(de)(de)受體的(de)(de)抗體。
由(you)于(yu)金(jin)屬(shu)(shu)氧化物在核磁(ci)共振成像(xiang)(MRI)或計算(suan)機斷層掃描(miao)(CT)下發出(chu)高對比度信號,因此(ci)一旦進入體(ti)內后,這些金(jin)屬(shu)(shu)氧化物納(na)(na)米(mi)顆(ke)粒表面(mian)的(de)抗(kang)體(ti)選擇性地(di)與癌(ai)(ai)性細胞結(jie)合,使檢測儀器(qi)可(ke)以有效地(di)識別出(chu)癌(ai)(ai)性細胞。同樣地(di),金(jin)納(na)(na)米(mi)粒也可(ke)以用于(yu)增(zeng)強在內窺鏡技術中的(de)光散射。納(na)(na)米(mi)技術能夠(gou)將識別癌(ai)(ai)癥類別及不同發展階段的(de)分子標記(ji)可(ke)視(shi)化,讓(rang)醫(yi)生能夠(gou)通過(guo)傳(chuan)統的(de)成像(xiang)技術看到原(yuan)本(ben)檢測不到的(de)細胞和(he)分子。
在(zai)人類與(yu)癌(ai)(ai)癥(zheng)的(de)(de)斗(dou)爭中,有一半的(de)(de)勝(sheng)利是(shi)得(de)益于(yu)早(zao)期的(de)(de)檢測。納米技(ji)術(shu)使(shi)得(de)癌(ai)(ai)癥(zheng)的(de)(de)診斷(duan)更(geng)早(zao)更(geng)準確,并可(ke)用于(yu)治療(liao)監測。納米技(ji)術(shu)也可(ke)以(yi)(yi)增強甚至完(wan)全變革對(dui)組(zu)織和體液中生物標志(zhi)物的(de)(de)篩查。癌(ai)(ai)癥(zheng)與(yu)癌(ai)(ai)癥(zheng)之間(jian),以(yi)(yi)及癌(ai)(ai)細胞與(yu)正常細胞之間(jian)由于(yu)各(ge)種分(fen)子(zi)在(zai)表達和分(fen)布上的(de)(de)差異而各(ge)不(bu)相同(tong)(tong)。隨(sui)著(zhu)治療(liao)技(ji)術(shu)的(de)(de)進步,對(dui)癌(ai)(ai)癥(zheng)的(de)(de)多個生物標志(zhi)物進行(xing)同(tong)(tong)時(shi)檢測是(shi)確定治療(liao)方案時(shi)所必(bi)須的(de)(de)。
納米(mi)顆粒——例如能夠根(gen)據它們本身大(da)小發(fa)出(chu)不(bu)同顏色光(guang)的(de)(de)量(liang)子(zi)點(dian)——可(ke)以(yi)實現(xian)同時檢測(ce)多(duo)種標(biao)記(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。包(bao)被(bei)有抗體的(de)(de)量(liang)子(zi)點(dian)發(fa)出(chu)的(de)(de)激發(fa)光(guang)信號(hao)可(ke)用于篩查某些(xie)類型的(de)(de)癌(ai)癥。不(bu)同顏色的(de)(de)量(liang)子(zi)點(dian)可(ke)與各種癌(ai)癥生物(wu)(wu)標(biao)記(ji)物(wu)(wu)抗體結合,方便腫瘤學家通(tong)過所看到的(de)(de)光(guang)譜(pu)區分(fen)癌(ai)細胞(bao)與健(jian)康細胞(bao)。
由于在(zai)納米尺度下刻蝕(shi)技(ji)術(shu)已達到極限,組裝技(ji)術(shu)將(jiang)成為(wei)納米科技(ji)的重(zhong)要手段,受到人們很大的重(zhong)視。
納米組(zu)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)就是(shi)通過(guo)機(ji)械、物(wu)理、化學或(huo)生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法,把原子(zi)(zi)、分(fen)(fen)子(zi)(zi)或(huo)者(zhe)分(fen)(fen)子(zi)(zi)聚集體進(jin)(jin)行(xing)(xing)組(zu)裝(zhuang)(zhuang),形(xing)成有(you)功能的(de)(de)(de)(de)(de)結構單元。組(zu)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)包括分(fen)(fen)子(zi)(zi)有(you)序(xu)(xu)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu),掃描探針(zhen)原子(zi)(zi)、分(fen)(fen)子(zi)(zi)搬遷技(ji)術(shu)以(yi)及(ji)生(sheng)物(wu)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)。分(fen)(fen)子(zi)(zi)有(you)序(xu)(xu)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)是(shi)通過(guo)分(fen)(fen)子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理或(huo)化學相互作用,形(xing)成有(you)序(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)或(huo)三維(wei)分(fen)(fen)子(zi)(zi)體系。現(xian)(xian)在,分(fen)(fen)子(zi)(zi)有(you)序(xu)(xu)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)及(ji)其應用研(yan)究(jiu)(jiu)方(fang)面取(qu)得(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)新(xin)進(jin)(jin)展主要是(shi)LB膜研(yan)究(jiu)(jiu)及(ji)有(you)關特性的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)(xian)。生(sheng)物(wu)大分(fen)(fen)子(zi)(zi)走向(xiang)識別組(zu)裝(zhuang)(zhuang)。蛋白質(zhi)、核酸等(deng)生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)性大分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)要求商密度定取(qu)向(xiang),這對于制(zhi)備高性能生(sheng)物(wu)微(wei)感膜、發(fa)展生(sheng)物(wu)分(fen)(fen)子(zi)(zi)器件,以(yi)及(ji)研(yan)究(jiu)(jiu)生(sheng)物(wu)大分(fen)(fen)子(zi)(zi)之(zhi)間相互作用是(shi)十分(fen)(fen)重要的(de)(de)(de)(de)(de)。在進(jin)(jin)行(xing)(xing)lgG歸(gui)生(sheng)物(wu)大分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)過(guo)程中,首次利用抗體活(huo)(huo)性片斷的(de)(de)(de)(de)(de)識別功能進(jin)(jin)行(xing)(xing)活(huo)(huo)性生(sheng)物(wu)大分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)。這一重要的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)展使得(de)(de)生(sheng)物(wu)分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)定向(xiang)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)產生(sheng)了新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)突破(po)。
除以(yi)上幾種組裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)外,在(zai)長鏈聚合物分(fen)子上的(de)(de)有(you)序(xu)組裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)、橋連自(zi)組裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)技(ji)術、有(you)序(xu)分(fen)子薄膜的(de)(de)應(ying)用研究等技(ji)術也有(you)進(jin)展(zhan)。采用納米(mi)(mi)加(jia)(jia)工(gong)(gong)技(ji)術還(huan)可以(yi)對材料進(jin)行原子量級(ji)加(jia)(jia)工(gong)(gong),使加(jia)(jia)工(gong)(gong)技(ji)術進(jin)人(ren)一個更加(jia)(jia)徽細的(de)(de)深度(du)。納米(mi)(mi)結(jie)構自(zi)組裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)技(ji)術的(de)(de)發展(zhan),將會使納米(mi)(mi)機(ji)械、納米(mi)(mi)機(ji)電系(xi)統和納米(mi)(mi)生物學(xue)產(chan)生突破性的(de)(de)飛躍。
中(zhong)國(guo)(guo)在(zai)納(na)米(mi)領(ling)域的(de)(de)(de)科學發(fa)現和產業(ye)化(hua)(hua)研究有(you)一定(ding)的(de)(de)(de)優勢。現代(dai)同美、日(ri)、德(de)等國(guo)(guo)位于國(guo)(guo)際第一梯隊的(de)(de)(de)前列。雖然現代(dai)中(zhong)國(guo)(guo)己經建(jian)立了一定(ding)數量(liang)的(de)(de)(de)納(na)米(mi)材料生產基地,納(na)米(mi)技術的(de)(de)(de)開(kai)發(fa)應用也已(yi)經興起,并(bing)初步實現了產業(ye)化(hua)(hua)。納(na)米(mi)要實現大規(gui)模、低成本的(de)(de)(de)產業(ye)化(hua)(hua)生產,還有(you)許多的(de)(de)(de)工作要做,只有(you)依賴(lai)大量(liang)的(de)(de)(de)資金(jin)和高(gao)科技投(tou)人才能換取高(gao)額的(de)(de)(de)利潤回報。
納(na)米(mi)生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)是以納(na)米(mi)尺度研(yan)究細(xi)(xi)胞(bao)內(nei)部(bu)各種細(xi)(xi)胞(bao)器的(de)結構和功能(neng)。研(yan)究細(xi)(xi)胞(bao)內(nei)部(bu),細(xi)(xi)胞(bao)內(nei)外(wai)之間以及整(zheng)個生(sheng)物(wu)(wu)體(ti)的(de)物(wu)(wu)質、能(neng)量和信息交換。納(na)米(mi)生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)的(de)研(yan)究集中在(zai)下列(lie)方面。
DNA研究在形貌(mao)觀察、特性研究和基因改造三個方面有不少(shao)進展。
工(gong)作目(mu)標是弄清人類的記憶、思維,語言和學習(xi)這些高(gao)級神經功能(neng)和人腦(nao)的信(xin)息處理功能(neng)。
這是(shi)納米生(sheng)物學的(de)熱(re)門研究內容。現在(zai)取得(de)(de)不少成(cheng)果(guo)。是(shi)納米技(ji)術中有(you)希(xi)望獲得(de)(de)突破性巨(ju)大成(cheng)果(guo)的(de)部分。
世界上最小的馬達是一種生物馬達—鞭毛馬達。能象螺旋槳那樣旋轉驅動鞭毛旋轉。該馬(ma)達(da)通(tong)常由10種以(yi)上的(de)(de)(de)蛋(dan)白質(zhi)群體(ti)組成(cheng),其構造如同人工(gong)馬(ma)達(da)。由相(xiang)當的(de)(de)(de)定子、轉(zhuan)子、軸承(cheng)、萬向接(jie)頭等組成(cheng)。它的(de)(de)(de)直(zhi)徑只(zhi)有3onm,轉(zhuan)速(su)可(ke)以(yi)高達(da)15r/min,可(ke)在1μs內(nei)(nei)進行右(you)轉(zhuan)或左轉(zhuan)的(de)(de)(de)相(xiang)互切換。利用外(wai)部電(dian)場可(ke)實現加(jia)速(su)或減速(su)。轉(zhuan)動(dong)的(de)(de)(de)動(dong)力源(yuan),是細菌內(nei)(nei)支撐馬(ma)達(da)的(de)(de)(de)薄膜內(nei)(nei)外(wai)的(de)(de)(de)氮氧離(li)子濃度(du)差。實驗證明。細菌體(ti)內(nei)(nei)外(wai)的(de)(de)(de)電(dian)位差也可(ke)驅(qu)動(dong)鞭毛馬(ma)達(da)。現代人們正(zheng)在探索設計一種能用電(dian)位差馭動(dong)的(de)(de)(de)人工(gong)鞭毛馬(ma)達(da)驅(qu)動(dong)器。
日本三菱公司(si)已(yi)開(kai)發(fa)出一(yi)種能模擬人(ren)眼(yan)處理視(shi)覺形象功能的(de)視(shi)網膜(mo)芯片(pian)。該芯片(pian)以砷(shen)化稼(jia)半導體作為片(pian)基。每個(ge)芯片(pian)內含(han)4096個(ge)傳感元。可望進一(yi)步用于機(ji)器(qi)人(ren)。
有(you)人提出制(zhi)作(zuo)類似(si)環和(he)桿那樣(yang)的(de)分(fen)子機(ji)(ji)械。把它們裝配起來(lai)構成計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)(ji)的(de)線路單(dan)元,單(dan)元尺(chi)寸僅Inm,可(ke)組裝成超小(xiao)型計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)(ji),僅有(you)數微米大小(xiao),就(jiu)能(neng)達到現代常用計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)(ji)的(de)同等性能(neng)。
在納米結構(gou)自(zi)(zi)組裝復雜(za)(za)(za)徽型機(ji)電系(xi)統制造(zao)中,很(hen)大(da)的(de)(de)(de)難題是系(xi)統中各部(bu)件的(de)(de)(de)組裝。系(xi)統愈(yu)先(xian)進(jin)、愈(yu)復雜(za)(za)(za),組裝的(de)(de)(de)問題也愈(yu)難解(jie)決。自(zi)(zi)然界(jie)各種生物、生物體內的(de)(de)(de)蛋白質(zhi)、DNA、細胞等都是極為復雜(za)(za)(za)的(de)(de)(de)結構(gou)。它(ta)們的(de)(de)(de)生成、組裝都是自(zi)(zi)動(dong)進(jin)行的(de)(de)(de)。如能了解(jie)并(bing)控(kong)制生物大(da)分子的(de)(de)(de)自(zi)(zi)組裝原理,人(ren)類對自(zi)(zi)然界(jie)的(de)(de)(de)認識和改造(zao)必然會上(shang)升到一個(ge)全新的(de)(de)(de)更高的(de)(de)(de)水平。
納(na)米(mi)機(ji)器人是根(gen)據分(fen)子水平的(de)(de)生物學原(yuan)(yuan)理為(wei)設(she)計原(yuan)(yuan)型,設(she)計制造(zao)可對納(na)米(mi)空間進行(xing)操作的(de)(de)“功能分(fen)子器件”,也稱分(fen)子機(ji)器人;而納(na)米(mi)機(ji)器人的(de)(de)研(yan)發(fa)已成為(wei)當今科(ke)技的(de)(de)前沿(yan)熱點。
2005年,不少(shao)國家紛紛制定(ding)相關戰略或者計劃(hua),投入巨資搶占納米機(ji)器人(ren)這種新科技的(de)戰略高(gao)地。《機(ji)器人(ren)時代》月刊(kan)日(ri)前(qian)指出:納米機(ji)器人(ren)潛(qian)在用(yong)途十(shi)分廣泛,其(qi)中特(te)別重(zhong)要的(de)就是應用(yong)于(yu)醫(yi)療(liao)和軍事領域。
每一種(zhong)新科技的(de)出現(xian),似乎都(dou)包涵(han)著無限可(ke)能。用不(bu)了多久,個(ge)頭只有分(fen)子大(da)小的(de)神奇納米機器(qi)人將源源不(bu)斷地進入(ru)人類的(de)日常生活。中國著名學者周海中教授在1990年發(fa)表的(de)《論機器(qi)人》一文中就預(yu)言:到21世紀中葉(xie),納米機器(qi)人將徹底改變人類的(de)勞動和生活方式。
納米雨(yu)(yu)衣(yi)(yi)傘(san)(san)(san)是雨(yu)(yu)傘(san)(san)(san)與雨(yu)(yu)衣(yi)(yi)的(de)結合體,納米雨(yu)(yu)傘(san)(san)(san)收傘(san)(san)(san)有三折傘(san)(san)(san)和直(zhi)桿傘(san)(san)(san)的(de)收傘(san)(san)(san)形(xing)態(tai)(簡單說,收傘(san)(san)(san)時有長短兩(liang)種選(xuan)擇)。納米雨(yu)(yu)衣(yi)(yi)可(ke)由納米雨(yu)(yu)傘(san)(san)(san)轉變(bian)(bian)而成,納米雨(yu)(yu)衣(yi)(yi)又不(bu)同于一(yi)(yi)般的(de)雨(yu)(yu)衣(yi)(yi),因為(wei)納米雨(yu)(yu)衣(yi)(yi)可(ke)以(yi)保(bao)證從頭到腳絕對不(bu)濕。因為(wei)納米材料,所以(yi)這(zhe)雨(yu)(yu)傘(san)(san)(san)可(ke)以(yi)一(yi)(yi)甩即干(gan)(gan),雨(yu)(yu)傘(san)(san)(san)轉變(bian)(bian)為(wei)雨(yu)(yu)衣(yi)(yi)后,這(zhe)雨(yu)(yu)衣(yi)(yi)也(ye)只需穿著(zhu)時輕輕一(yi)(yi)跳也(ye)即可(ke)全干(gan)(gan)。
2014年8月4日,澳大利亞運用新(xin)發明的布料,制成一款具有開創性的T恤衫,不管人們怎樣(yang)嘗試著浸濕它,此T恤都能(neng)保持良(liang)好的防水性能(neng)。
這(zhe)件叫做(zuo)“騎士”(The Cavalier)的(de)(de)白色T恤是(shi)百分(fen)之(zhi)百棉質(zhi)的(de)(de)。雖然(ran)表面看起來平淡(dan)無(wu)奇,但是(shi)其布(bu)料運用(yong)“疏水”納米技術應用(yong)編織而成,使得這(zhe)件T恤能(neng)(neng)夠有效防(fang)止大部分(fen)液體和污漬的(de)(de)浸(jin)入。這(zhe)種T恤可以用(yong)機(ji)器(qi)清(qing)洗(xi)(xi),其防(fang)水功能(neng)(neng)最多可承受(shou)80次(ci)清(qing)洗(xi)(xi)。它的(de)(de)布(bu)料有天然(ran)自凈功能(neng)(neng),任何附著在上的(de)(de)污漬都能(neng)(neng)用(yong)水擦洗(xi)(xi)或沖(chong)干凈。
和(he)其他含(han)有(you)化學物質的(de)防水應用不同(tong),T恤仿照的(de)是荷葉的(de)自(zi)然疏水特(te)點。此(ci)(ci)布料(liao)的(de)發明對于餐館(guan)和(he)咖啡廳來說(shuo)可能具有(you)革命(ming)性的(de)影響。此(ci)(ci)外,這(zhe)種(zhong)布料(liao)還可以運用在醫(yi)療行(xing)業或醫(yi)院等地。
和生物技術一樣,納(na)米科技也(ye)有很多環境和安(an)全(quan)問題(比(bi)如尺寸(cun)小(xiao)是(shi)否會(hui)避開生物的自(zi)然(ran)防御系(xi)統,還(huan)有是(shi)否能生物降解、毒性副作用(yong)如何等等)。
納米材料(包含有納米顆(ke)粒(li)的(de)材料)本身的(de)存在并不(bu)是(shi)一(yi)(yi)種危(wei)害(hai)。只有它的(de)一(yi)(yi)些方面(mian)具有危(wei)害(hai)性,特別是(shi)他們的(de)移動(dong)性和(he)增強的(de)反(fan)應(ying)性。只有某些納米粒(li)子的(de)某些方面(mian)對(dui)生物或(huo)環境有害(hai),我們才面(mian)臨一(yi)(yi)個真(zhen)的(de)危(wei)害(hai)。
要討論納米(mi)材料對(dui)健康和環境的影響,我們必須區分兩類納米(mi)結(jie)構:
納(na)米(mi)尺寸的(de)粒(li)子(zi)被組(zu)裝在一個基體、材料或(huo)器件上的(de)納(na)米(mi)合成物、納(na)米(mi)表面結構或(huo)納(na)米(mi)組(zu)份(電子(zi),光學傳感器等(deng)),又(you)稱為固定納(na)米(mi)粒(li)子(zi)。
“自(zi)由”納(na)米(mi)(mi)粒子(zi),不管在(zai)生(sheng)產的某些步驟中存還(huan)是直(zhi)接(jie)使用單獨的納(na)米(mi)(mi)粒子(zi)。
這些(xie)自(zi)由納(na)米粒子(zi)可能是(shi)納(na)米尺(chi)寸的(de)(de)單元素(su),化合物,或是(shi)復(fu)雜的(de)(de)混合物,比如在(zai)一種元素(su)上鍍上另(ling)外一張(zhang)物質的(de)(de)“鍍膜”納(na)米粒子(zi)或叫做(zuo)“核殼”納(na)米粒子(zi)。
現代,公認的觀點是,雖然我們需(xu)要關注有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,納米粒(li)子同它(ta)們日常(chang)的對應物實在是區別(bie)太(tai)大了,它(ta)們的有(you)害(hai)效應不能(neng)從(cong)已知毒(du)性推演而來(lai)。這樣討論自由納米粒(li)子的健(jian)康(kang)和環境影響具有(you)很重(zhong)要的意(yi)義。
更(geng)加復雜的(de)(de)(de)(de)是,當我(wo)(wo)們(men)討論納(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)時候,我(wo)(wo)們(men)必須知(zhi)道(dao)含有的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)粉(fen)末或液體幾乎(hu)從來不(bu)(bu)會單分(fen)散化,而是具有一定范(fan)圍內許多不(bu)(bu)同尺(chi)寸。這會使實驗分(fen)析更(geng)加復雜,因為大的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)可能和小(xiao)的(de)(de)(de)(de)有不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)性(xing)質。而且,納(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)具有聚合(he)的(de)(de)(de)(de)趨(qu)勢(shi),而聚合(he)的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)具有同單個納(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)行為。
納米顆粒(li)進入人體有(you)四種途徑:吸入,吞咽,從皮膚(fu)吸收或在醫療過程中(zhong)被有(you)意(yi)的(de)注入(或由植入體釋放)。一旦進入人體,它們(men)具(ju)有(you)高度的(de)可移(yi)動性。在一些個例中(zhong),它們(men)甚至能穿(chuan)越血腦屏障(zhang)。
納(na)米(mi)(mi)粒(li)子在(zai)器官(guan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)行為仍然是(shi)(shi)需要研究的(de)(de)(de)(de)一個大(da)(da)課題。基(ji)本上,納(na)米(mi)(mi)顆粒(li)的(de)(de)(de)(de)行為取決(jue)于它們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小,形狀和(he)(he)同(tong)周圍組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)相互作用活(huo)動(dong)性(xing)。它們(men)(men)可能引起噬菌細胞(吞咽(yan)并(bing)消滅外來物(wu)質的(de)(de)(de)(de)細胞)的(de)(de)(de)(de)“過(guo)載(zai)”,從而引發防御性(xing)的(de)(de)(de)(de)發燒和(he)(he)降低機(ji)體免疫力(li)。它們(men)(men)可能因為無法降解或降解緩慢,而在(zai)器官(guan)里集聚。還有(you)一個顧慮是(shi)(shi)它們(men)(men)同(tong)人體中(zhong)一些生物(wu)過(guo)程發生反應的(de)(de)(de)(de)潛在(zai)危險。由于極大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)表面積,暴露在(zai)組織(zhi)和(he)(he)液(ye)體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)粒(li)子會(hui)立即(ji)吸附他(ta)們(men)(men)遇到(dao)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)分子。這(zhe)樣會(hui)影響(xiang)到(dao)例(li)如(ru)酶和(he)(he)其他(ta)蛋白的(de)(de)(de)(de)調整機(ji)制。
主要擔心納(na)米顆粒可(ke)能會造成(cheng)未知的(de)危害。
納米(mi)技(ji)(ji)術的使(shi)用也存在(zai)社(she)會學風險。在(zai)儀器的層(ceng)面(mian),也包括在(zai)軍(jun)事領域使(shi)用納米(mi)技(ji)(ji)術的可能(neng)性。(例如(ru),在(zai)MIT士(shi)兵(bing)納米(mi)技(ji)(ji)術研究(jiu)所研究(jiu)的裝備士(shi)兵(bing)的植入(ru)體或其他手段(duan),同時還有(you)通過納米(mi)探測器增強的監視手段(duan)。
在結構層面,納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)批(pi)評(ping)家們(men)(men)指出(chu)納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)打開(kai)了一個(ge)(ge)由產權(quan)和公司(si)控制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)新世(shi)界。他們(men)(men)指出(chu),就(jiu)象生物技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)操控基(ji)因的(de)(de)(de)(de)能力伴隨著生命的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利化(hua)一樣,納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(shu)操控分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)帶來(lai)的(de)(de)(de)(de)是(shi)物質的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利化(hua)。過去的(de)(de)(de)(de)幾年里,獲得納(na)(na)米(mi)(mi)尺(chi)度的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利像(xiang)一股淘金熱。2003年,超(chao)過800納(na)(na)米(mi)(mi)相關的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利權(quan)獲得批(pi)準(zhun),這個(ge)(ge)數(shu)字每年都在增長。大(da)公司(si)已經壟(long)斷了納(na)(na)米(mi)(mi)尺(chi)度發明與(yu)發現(xian)的(de)(de)(de)(de)廣泛的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利。例如(ru),NEC和IBM這兩家大(da)公司(si)持(chi)有碳(tan)納(na)(na)米(mi)(mi)管(guan)(guan)這一納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)(ji)基(ji)石之一的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎專(zhuan)利。碳(tan)納(na)(na)米(mi)(mi)管(guan)(guan)具有廣泛的(de)(de)(de)(de)運(yun)用(yong)(yong),并被看(kan)好對從電子(zi)和計算機、到強化(hua)材料、到藥物釋(shi)放和診(zhen)斷的(de)(de)(de)(de)許(xu)多工業領(ling)域(yu)都有關鍵的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)。碳(tan)納(na)(na)米(mi)(mi)管(guan)(guan)很可(ke)能成為取代(dai)傳(chuan)統原材料的(de)(de)(de)(de)主要(yao)工業交易材料。但是(shi),當它們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)途擴(kuo)張時,任(ren)何想要(yao)制(zhi)(zhi)造或出(chu)售碳(tan)納(na)(na)米(mi)(mi)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)人,不管(guan)(guan)應用(yong)(yong)是(shi)什(shen)么,都要(yao)先(xian)向(xiang)NEC或者IBM購買許(xu)可(ke)證。
高級納(na)米(mi)技術,有時(shi)被稱(cheng)為(wei)分子制造,用于(yu)描述分子尺度上的(de)(de)(de)納(na)米(mi)工(gong)程(cheng)系統(納(na)米(mi)機器(qi))。無數例子證明,億萬年(nian)的(de)(de)(de)進化能夠產(chan)生復雜的(de)(de)(de)、隨機優化的(de)(de)(de)生物(wu)機器(qi)。在(zai)(zai)納(na)米(mi)領域中,我們希望使用仿生學的(de)(de)(de)方法找到制造納(na)米(mi)機器(qi)的(de)(de)(de)捷徑。然(ran)而(er),K Eric Drexler和(he)其他研究者提出:高級納(na)米(mi)技術雖(sui)然(ran)最初會使用仿生學輔助(zhu)手段,最終可能會建立在(zai)(zai)機械(xie)工(gong)程(cheng)的(de)(de)(de)原(yuan)理上。
美國(guo)(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)(guo)家科(ke)學(xue)(xue)委員(yuan)會(National Science Board)于西元(yuan)2003年(nian)底批準“國(guo)(guo)(guo)(guo)家納(na)米科(ke)技(ji)(ji)基礎結(jie)構(gou)網絡計劃”(National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network,簡稱NNIN),將由美國(guo)(guo)(guo)(guo)13所大學(xue)(xue)共同建構(gou)支持(chi)(chi)全國(guo)(guo)(guo)(guo)納(na)米科(ke)技(ji)(ji)與教育的(de)(de)(de)網絡體(ti)系。該計劃為(wei)期5年(nian),于公(gong)元(yuan)2004年(nian)一月開(kai)始執行,將提供(gong)整體(ti)性(xing)的(de)(de)(de)全國(guo)(guo)(guo)(guo)性(xing)使用技(ji)(ji)能(neng)以支持(chi)(chi)納(na)米尺度科(ke)學(xue)(xue)工程與技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究與教育工作。預估5年(nian)間至少投資700億(yi)美元(yuan)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究經費。計劃目的(de)(de)(de)不僅在提供(gong)美國(guo)(guo)(guo)(guo)研(yan)(yan)究人員(yuan)頂尖(jian)的(de)(de)(de)實(shi)驗儀器與設備,并能(neng)訓練出一批專精于最先進納(na)米科(ke)技(ji)(ji)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究人員(yuan)。
1.美國發展最新納米(mi)細(xi)胞制造技術(shu)
納(na)米技術(shu)可(ke)制造出粒子小(xiao)于人類血(xue)管(guan)大小(xiao)的(de)物(wu)體,美國(guo)國(guo)家(jia)標準與科(ke)技協會(NIST)指(zhi)出已研究出一種生產(chan)一致的(de),且能夠(gou)自行組合的(de)納(na)米細胞(Nanocells)的(de)方法,以應(ying)用(yong)在封裝壓縮藥物(wu)的(de)治療工作上(shang)。這種技術(shu)當前(qian)可(ke)被(bei)運用(yong)在藥物(wu)的(de)包裝技術(shu)上(shang),可(ke)以更精(jing)確地(di)確保藥物(wu)的(de)用(yong)量,未來將(jiang)運用(yong)在癌(ai)癥化(hua)學治療的(de)相關技術(shu)上(shang)作更進一步的(de)研究。
納米計劃是公元2005年聯(lian)邦跨部會研發預算的主軸,達(da)9.8億美元。
2.DNA檢測芯片(pian)的(de)進展
公元2004年一月,美國HP正式(shi)對外(wai)發表(biao)其用(yong)來快速(su)進行(xing)DNA檢(jian)測(ce)(ce)的(de)納(na)(na)米(mi)(mi)級(ji)芯(xin)片(pian)。2004年在(zai)DNA檢(jian)測(ce)(ce)上采以(yi)光學原理(li)為基(ji)礎的(de)“基(ji)因微芯(xin)片(pian)法”(DNA microarrays)繁復的(de)檢(jian)測(ce)(ce)步驟,HP團隊改由將此繁復步驟交(jiao)由電(dian)路(lu)芯(xin)片(pian)處理(li);制(zhi)作上,DNA檢(jian)測(ce)(ce)芯(xin)片(pian)的(de)傳感元件是一條(tiao)利(li)用(yong)電(dian)子(zi)束蝕刻法(electron-beam lithography)與反應(ying)性離子(zi)蝕刻法(reactive-ion etching)所制(zhi)成粗細約50納(na)(na)米(mi)(mi)的(de)納(na)(na)米(mi)(mi)線。然就商業上考(kao)量,成果卻過于高昂,因此研究團隊正發展利(li)用(yong)較便(bian)宜的(de)光學蝕刻法(optical lithography)以(yi)制(zhi)成DNA檢(jian)測(ce)(ce)芯(xin)片(pian)元件的(de)技術(shu)。
3.地下(xia)水(shui)污染改善之研(yan)究
地(di)下水污染是(shi)現(xian)(xian)代被廣泛討論的(de)一項(xiang)重大議題,現(xian)(xian)代,美國發表(biao)了一種納米(mi)微(wei)(wei)粒(li)(nanoparticles)技(ji)術(shu),在(zai)此(ci)微(wei)(wei)粒(li)中心為鐵芯(xin)(iron)而其(qi)外則由多(duo)層(ceng)(ceng)聚合(he)物加以(yi)包(bao)覆(fu),其(qi)中,內層(ceng)(ceng)是(shi)由防(fang)水性極佳(jia)的(de)復(fu)合(he)甲基丙烯(xi)(xi)酸甲脂(poly methl methacrylate;PMMA)包(bao)覆(fu),而外層(ceng)(ceng)則由親水的(de)sulphonated polystyrene進(jin)行包(bao)覆(fu)。由于(yu)(yu)親水性外層(ceng)(ceng)使納米(mi)微(wei)(wei)粒(li)溶(rong)于(yu)(yu)水,內層(ceng)(ceng)防(fang)水層(ceng)(ceng)則能吸引污染源三氯(lv)乙烯(xi)(xi)(trichloroethylene)。納米(mi)微(wei)(wei)粒(li)中的(de)鐵芯(xin)使得三氯(lv)乙烯(xi)(xi)產生分裂(lie),進(jin)而使得此(ci)項(xiang)污染源逐(zhu)漸分裂(lie)成(cheng)無毒的(de)物質(zhi)。
4.啟動癌癥納米科(ke)技計劃
為(wei)廣(guang)泛將納米科技、癌(ai)癥研究(jiu)與分子生物醫學相互(hu)結合(he),美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)癌(ai)癥中心(NCI)提出(chu)了(le)癌(ai)癥納米科技計(ji)劃(hua)(hua)(Cancer Nanotechnology Plan),并將透過院(yuan)外計(ji)劃(hua)(hua)、院(yuan)內計(ji)劃(hua)(hua)與納米科技標準實驗(yan)室(shi)等三方面進行跨領(ling)域(yu)工作。計(ji)劃(hua)(hua)設定了(le)六個(ge)挑戰:
預防與控制癌癥(zheng):發展能投遞抗癌藥物及多重抗癌疫(yi)苗的納米(mi)級設備。
早(zao)(zao)期發(fa)現與蛋白質學(xue):發(fa)展植入(ru)式(shi)早(zao)(zao)期偵測癌癥生(sheng)物標(biao)記的(de)設備,并發(fa)展能收集大量生(sheng)物標(biao)記進行(xing)大量分析的(de)平臺性(xing)裝置。
影(ying)像診斷(duan):發展可提(ti)高(gao)分(fen)辨(bian)率到可辨(bian)識單獨癌(ai)細(xi)胞的(de)影(ying)像裝置(zhi)(zhi),以(yi)及將一個腫瘤內部不同組織來源的(de)細(xi)胞加以(yi)區分(fen)的(de)納(na)米裝置(zhi)(zhi)。
多功(gong)能治(zhi)療設備:開發兼具診斷與治(zhi)療的納米裝置。
癌(ai)癥照護與生活品質提升:開發改(gai)善慢性(xing)(xing)癌(ai)癥所引發的疼痛、沮喪(sang)、惡心等癥狀,并提供(gong)理想性(xing)(xing)投藥(yao)裝置。
跨領域(yu)訓練(lian):訓練(lian)熟悉癌癥生物學與(yu)納米科技的新(xin)一代(dai)研究(jiu)人(ren)員(yuan)。
1.歐盟的國際納米科學研究政策
歐洲為(wei)全球最早(zao)開(kai)始(shi)進行納(na)(na)米科(ke)學研究的區域,但由(you)于當時(shi)并沒有(you)(you)歐盟加以(yi)居中(zhong)協(xie)調與(yu)規劃(hua),因此(ci)在研究初期因為(wei)缺乏資(zi)金援助、相關管理上的支援,同時(shi)因為(wei)面臨專(zhuan)(zhuan)利取得(de)的問題,導致研究人員遭遇許多阻(zu)礙(ai),公元2004年五(wu)月,歐盟議會(hui)(hui)(European Commission;EC)對(dui)歐洲地區與(yu)國(guo)際社會(hui)(hui)發表一系列有(you)(you)關于納(na)(na)米科(ke)技的專(zhuan)(zhuan)案計(ji)劃(hua),以(yi)宣示歐洲對(dui)于提高納(na)(na)米科(ke)技競爭力(li)的決心。
歐盟將其(qi)計劃(hua)分為五個主要區域:研究(jiu)與發展(R&D)、基礎(chu)建設(infrastructure)、教育與訓練(lian)(education and training)、創新(innovation)以及(ji)社會層面(societal dimension)。
根據(ju)預估,如歐(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)盟(meng)計(ji)(ji)劃(hua)能順//baike.baidu.com/edit/%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E6%8A%80%E6%9C%AF/144920利(li)推展,在(zai)(zai)(zai)(zai)西元(yuan)(yuan)(yuan)2010年(nian)前將可(ke)望為(wei)(wei)歐(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)洲(zhou)創造(zao)上百億(yi)歐(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)元(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)經濟營收。歐(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)盟(meng)議會(hui)也(ye)強調提高社會(hui)大眾對于(yu)(yu)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技的(de)(de)(de)認知,也(ye)同(tong)樣屬(shu)于(yu)(yu)整(zheng)(zheng)體(ti)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)發(fa)(fa)展計(ji)(ji)劃(hua)的(de)(de)(de)一部分。另(ling)外,公(gong)眾健康、安全、環保問(wen)題(ti)及(ji)(ji)消費者保護也(ye)同(tong)樣被包(bao)含(han)在(zai)(zai)(zai)(zai)此(ci)項(xiang)議題(ti)之中。現在(zai)(zai)(zai)(zai),納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)學及(ji)(ji)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技仍(reng)屬(shu)于(yu)(yu)新(xin)興(xing)的(de)(de)(de)R&D領(ling)(ling)域,其(qi)所必(bi)須(xu)解決與(yu)進行研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)對象都存在(zai)(zai)(zai)(zai)于(yu)(yu)原子與(yu)分子的(de)(de)(de)階層(ceng)中。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)學在(zai)(zai)(zai)(zai)未(wei)來(lai)幾年(nian)內(nei)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)是眾所矚目,且必(bi)將對所有的(de)(de)(de)科(ke)(ke)技產(chan)生重大影響。在(zai)(zai)(zai)(zai)未(wei)來(lai),納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技的(de)(de)(de)研(yan)(yan)發(fa)(fa)工作(zuo)也(ye)將對人體(ti)保健、食物、環保研(yan)(yan)究(jiu)、資訊(xun)科(ke)(ke)學、安全、新(xin)興(xing)材料(liao)科(ke)(ke)學及(ji)(ji)能源儲存等領(ling)(ling)域產(chan)生重大的(de)(de)(de)改變。西元(yuan)(yuan)(yuan)2004~2006年(nian)歐(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)盟(meng)所進行的(de)(de)(de)第六期架構計(ji)(ji)劃(hua)(FP6)中,納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技與(yu)新(xin)興(xing)材料(liao)研(yan)(yan)發(fa)(fa)的(de)(de)(de)經費約(yue)為(wei)(wei)歐(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)元(yuan)(yuan)(yuan)13億(yi),而歐(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)盟(meng)議會(hui)也(ye)有意提高經費并延長研(yan)(yan)究(jiu)時程(由(you)公(gong)元(yuan)(yuan)(yuan)2007~2013年(nian))。同(tong)時為(wei)(wei)凝聚(ju)與(yu)加強所有歐(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)盟(meng)會(hui)員國(guo)在(zai)(zai)(zai)(zai)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)學方面(mian)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu),因(yin)此(ci)在(zai)(zai)(zai)(zai)規劃(hua)上歐(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)盟(meng)議會(hui)也(ye)有意召集(ji)民間與(yu)其(qi)他單位(wei)的(de)(de)(de)專家凝聚(ju)共識,以強化整(zheng)(zheng)體(ti)歐(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)盟(meng)在(zai)(zai)(zai)(zai)此(ci)方面(mian)研(yan)(yan)究(jiu)領(ling)(ling)域的(de)(de)(de)力量。
2.創(chuang)新接繼(ji)中心
在公元(yuan)1995年(nian)由歐(ou)盟委員會成立(li)“創(chuang)新接繼中心(xin)”(Innovation Relay Centers, IRCs)。這個的(de)組(zu)織和美國國家科(ke)技移(yi)轉(zhuan)中心(xin)具(ju)相(xiang)同功能。區域(yu)性的(de)創(chuang)新接繼中心(xin)總(zong)數近70個,支援至少位(wei)于30個國家的(de)相(xiang)關科(ke)技移(yi)轉(zhuan)中心(xin)。創(chuang)新接繼中心(xin)的(de)目的(de),是將有問(wen)題的(de)公司和能提出解(jie)決方法的(de)公司結(jie)合在一起。歐(ou)洲多數的(de)納米(mi)科(ke)技公司都可受到創(chuang)新接濟中心(xin)或區域(yu)創(chuang)新和科(ke)技移(yi)轉(zhuan)策(ce)略計劃的(de)援助。
歐洲(zhou)納米(mi)科技計劃接(jie)受(shou)金(jin)援的(de)方式和(he)美(mei)國(guo)大(da)致相同,有(you)些是屬于國(guo)家(jia)型計劃。歐洲(zhou)有(you)多個跨國(guo)研(yan)發機構,以泛(fan)歐工(gong)業研(yan)發網絡(luo)為例,其專門提供無條(tiao)件研(yan)發補助(zhu),目(mu)的(de)將研(yan)發成果發展為產品。透過泛(fan)歐工(gong)業研(yan)發網絡(luo)提供的(de)資(zi)金(jin)補助(zhu)的(de)國(guo)家(jia)包括(kuo)奧地利、挪(nuo)威和(he)英國(guo)。其他在比利時、德國(guo)、斯洛伐(fa)尼(ni)亞、冰島和(he)以色(se)列還包括(kuo)貸款和(he)免(mian)償型補助(zhu)。多數情況下,補助(zhu)金(jin)額不超過計劃完(wan)成的(de)所需總金(jin)額的(de)七成,剩余部分多仰賴地方政府和(he)其他有(you)意愿者贊助(zhu)。
1.日本(ben)理研的(de)納米科學研究(jiu)現(xian)況
日本(ben)理化學(xue)研(yan)究(jiu)所(RIKEN,簡(jian)稱理研(yan))系一跨學(xue)門(men)的(de)研(yan)究(jiu)組(zu)織,該所各部門(men)分(fen)布在日本(ben)的(de)7個(ge)區域。RIKEN的(de)主要基地-和光園區,設置發現(xian)研(yan)究(jiu)中心(DRI)、新領域研(yan)究(jiu)系統(tong)(FRS)及(ji)頭腦科學(xue)中心(BSI)等3研(yan)究(jiu)中心。RIKEN進(jin)(jin)行的(de)研(yan)究(jiu)可區分(fen)為三(san)類:DRI主要進(jin)(jin)行小型但(dan)具(ju)備長(chang)程觀(guan)點的(de)培育研(yan)究(jiu)計劃(hua);FRS同樣執行小型計劃(hua),但(dan)以由上而下(xia)的(de)方式,進(jin)(jin)行較具(ju)動態的(de)中程及(ji)中等規模的(de)計劃(hua);至(zhi)于研(yan)究(jiu)中心則(ze)是進(jin)(jin)行以目標為導向的(de)中至(zhi)長(chang)程的(de)大(da)型計劃(hua)。RIKEN在西(xi)元(yuan)2003會計年度(du)下(xia)半(ban)年(西(xi)元(yuan)2003年十月至(zhi)2004年三(san)月)的(de)研(yan)究(jiu)預算(suan)共4.748億美元(yuan),全年預算(suan)超過9億美元(yuan)。
公元1986年(nian)起RIKEN開(kai)始(shi)從事(shi)納米科(ke)學之研(yan)(yan)究(jiu),但(dan)正(zheng)式(shi)的納米科(ke)學計(ji)劃則是自西(xi)元2002年(nian)開(kai)始(shi),初期選定有18項的納米科(ke)學計(ji)劃,并陸續分別在各(ge)研(yan)(yan)究(jiu)中心進行。
2.日本提高納米科技預算(suan)與產業合作(zuo)(JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION)
日(ri)(ri)本(ben)科學(xue)(xue)與科技(ji)政策(ce)顧問委員會(Council for Science and Technology Policy)消息(xi)指(zhi)出,日(ri)(ri)本(ben)在(zai)西元(yuan)2004年(nian)會計年(nian)度(由4月(yue)1日(ri)(ri)起)中(zhong),納米科技(ji)預(yu)算成(cheng)長3.1個百分比(bi),達到8.8億美(mei)元(yuan)。同時,兩個主(zhu)要(yao)負責日(ri)(ri)本(ben)納米科技(ji)研發(fa)計劃的政府部會,其預(yu)算也(ye)都有(you)成(cheng)長。負責推銷即將完(wan)成(cheng)的研發(fa)工作(zuo)的日(ri)(ri)本(ben)經(jing)濟產業(ye)省(Ministry of Economy Trade and Industry, METI),預(yu)算由西元(yuan)2003年(nian)的0.97億美(mei)元(yuan)提升到公元(yuan)2004年(nian)的1.1億美(mei)元(yuan)。納米科技(ji)與相關原料研究(jiu)被(bei)指(zhi)定(ding)為四個最高優(you)先項目之(zhi)一,其他領(ling)域包括資訊與通訊、生命科學(xue)(xue)與環境(jing)研究(jiu)。
日(ri)本(ben)的預(yu)算是經(jing)由(you)日(ri)本(ben)大藏省(sheng)(sheng)(Finance Ministry)批(pi)準,再(zai)由(you)日(ri)本(ben)國會(Japanese Diet)制定為法律。日(ri)本(ben)文部科學省(sheng)(sheng)(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, MEXT)的納米科技(ji)研發經(jing)費,則由(you)2.3億美(mei)元成長到(dao)2.4億元,將著重(zhong)在基礎(chu)原料研究與新藥(yao)物研究計劃上。
1.韓國的納(na)米科(ke)技策(ce)略
韓國(guo)政府(fu)已深切體認到納(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)為本世紀(ji)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)發(fa)展的(de)戰略制高(gao)點(dian),整合納(na)米(mi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)與(yu)(yu)資訊、生物、材料、能(neng)源、環(huan)境(jing)(jing)、軍事、航太領域(yu)之高(gao)新(xin)(xin)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji),并將創造(zao)出跨學(xue)門(men)研究發(fa)新(xin)(xin)境(jing)(jing)界。韓國(guo)政府(fu)也理解到此新(xin)(xin)興科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)也將是創造(zao)新(xin)(xin)產(chan)業與(yu)(yu)高(gao)科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)產(chan)品的(de)驅動力(li),納(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)學(xue)與(yu)(yu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)突(tu)破性進展更將為人類能(neng)力(li)、社會(hui)產(chan)出、國(guo)家生產(chan)力(li)、經(jing)濟成長與(yu)(yu)生命品質帶來(lai)巨幅的(de)改善。
韓國(guo)已宣示在公元(yuan)2001至2010年十年間(jian)投入(ru)韓幣(bi)2,391兆元(yuan)(約(yue)20億美元(yuan))于(yu)納(na)米(mi)科技的(de)研發,政府投入(ru)在納(na)米(mi)科技的(de)經(jing)費,公元(yuan)2002年與(yu)2000年比較,成長約(yue)400%。納(na)米(mi)國(guo)家(jia)計劃的(de)主要目標(biao)之一為在某(mou)些(xie)競爭性領域取得世界第一并(bing)發展(zhan)產業成長的(de)利基(ji)市場,韓國(guo)同(tong)時(shi)明確的(de)把(ba)發展(zhan)重(zhong)點聚(ju)焦(jiao)于(yu)諸(zhu)如兆元(yuan)級積體電子元(yuan)件(jian)等(deng)核心關鍵(jian)技術。
“2002年(nian)(nian)(nian)執行(xing)納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)發(fa)(fa)(fa)(fa)展計(ji)劃(hua)”與“納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)結(jie)構(gou)材(cai)料(liao)技(ji)術(shu)發(fa)(fa)(fa)(fa)展”、“納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)微機電與制造(zao)技(ji)術(shu)發(fa)(fa)(fa)(fa)展”等兩項(xiang)新領域研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)劃(hua)同步(bu)開(kai)始(shi)實(shi)施,再加上納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)領域研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)劃(hua)在未來6~9年(nian)(nian)(nian)內每(mei)年(nian)(nian)(nian)將(jiang)投入(ru)2千(qian)萬美元(yuan),在眾多政(zheng)府研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)機構(gou)林立的(de)Daejoen科(ke)(ke)學城。韓國高等科(ke)(ke)技(ji)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(KAIST)于2001年(nian)(nian)(nian)設立納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)制造(zao)中(zhong)心,在未來6~9年(nian)(nian)(nian)內投入(ru)1.65億美元(yuan),政(zheng)府調(diao)整“2003年(nian)(nian)(nian)納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)展行(xing)動計(ji)劃(hua)”,包括(kuo):納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)展促(cu)進法案,其目的(de)二:一為(wei)建構(gou)堅固(gu)的(de)納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)核(he)心研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)基(ji)礎,二為(wei)激(ji)勵成熟納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)的(de)產業化,韓國政(zheng)府也將(jiang)配置(zhi)3.8億美元(yuan)(全國納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)經費的(de)19%)于國家納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)產業化計(ji)劃(hua),其中(zhong)包括(kuo)產業研(yan)(yan)發(fa)(fa)(fa)(fa)基(ji)金與創投基(ji)金。
根(gen)據公元2002年(nian)韓(han)國(guo)(guo)專利局報道(dao),納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)專利應用數(shu)目無論(lun)在國(guo)(guo)內或國(guo)(guo)外都呈現大幅成長,新興納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)也(ye)在過去數(shu)年(nian)間呈現可觀地成長,另外根(gen)據韓(han)國(guo)(guo)商工能源部(MOCIE)的(de)統計,西元2002年(nian)納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)新創(chuang)公司也(ye)如雨后春(chun)筍紛紛搶搭納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)列車。
2.韓國預測國際市場對納(na)米紡織品的需(xu)求將快速增加(jia)
韓(han)(han)(han)國產業資(zi)源(yuan)部(bu)預測,今后9年國際(ji)市場(chang)對納(na)米紡(fang)織(zhi)品(pin)的需(xu)求(qiu)將會出現迅速(su)增(zeng)長的趨(qu)勢,交(jiao)易額可望達到近400億美元(yuan)。韓(han)(han)(han)國產業資(zi)源(yuan)部(bu)委托韓(han)(han)(han)國纖維產業聯合(he)會從西元(yuan)2004年八(ba)月份開始的三個月內,對國際(ji)市場(chang)對納(na)米紡(fang)織(zhi)品(pin)的需(xu)求(qiu)和貿(mao)易趨(qu)勢進(jin)行研究分析。
韓國(guo)產業資源(yuan)部分(fen)析認為(wei),國(guo)際市場(chang)(chang)對(dui)(dui)(dui)納米(mi)紡(fang)(fang)織(zhi)品(pin)的(de)(de)需(xu)求(qiu)(qiu)金(jin)額以150億(yi)美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)基(ji)準(zhun),今后每年(nian)將(jiang)(jiang)遞增10.7%,到(dao)(dao)公(gong)元(yuan)(yuan)(yuan)2007年(nian)和2012年(nian),國(guo)際市場(chang)(chang)對(dui)(dui)(dui)納米(mi)紡(fang)(fang)織(zhi)品(pin)的(de)(de)需(xu)求(qiu)(qiu)金(jin)額將(jiang)(jiang)分(fen)別達(da)到(dao)(dao)240億(yi)美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)和397億(yi)元(yuan)(yuan)(yuan)。到(dao)(dao)西元(yuan)(yuan)(yuan)2012年(nian),國(guo)際市場(chang)(chang)對(dui)(dui)(dui)用(yong)于(yu)制藥、電子和生命科學(xue)的(de)(de)超高(gao)效能過濾納米(mi)紡(fang)(fang)織(zhi)品(pin)的(de)(de)需(xu)求(qiu)(qiu)金(jin)額將(jiang)(jiang)達(da)到(dao)(dao)96億(yi)美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),對(dui)(dui)(dui)用(yong)于(yu)防生化(hua)武(wu)器和體育娛樂(le)的(de)(de)納米(mi)紡(fang)(fang)織(zhi)品(pin)的(de)(de)需(xu)求(qiu)(qiu)金(jin)額將(jiang)(jiang)達(da)到(dao)(dao)26億(yi)美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),對(dui)(dui)(dui)用(yong)于(yu)儲存(cun)能源(yuan)的(de)(de)納米(mi)紡(fang)(fang)織(zhi)品(pin)的(de)(de)需(xu)求(qiu)(qiu)金(jin)額將(jiang)(jiang)達(da)到(dao)(dao)205億(yi)美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)。
韓國對納米紡織品的(de)(de)(de)需求(qiu)金(jin)額(e)(e)(e)為19億美(mei)元,占(zhan)國際(ji)市場(chang)需求(qiu)總(zong)額(e)(e)(e)的(de)(de)(de)12.1%。到(dao)西元2012年,韓國對納米紡織品的(de)(de)(de)需求(qiu)金(jin)額(e)(e)(e)將達到(dao)72億美(mei)元,占(zhan)當時國際(ji)市場(chang)需求(qiu)總(zong)額(e)(e)(e)的(de)(de)(de)18.1%。
3.韓(han)國在納米科技的發展幾乎完(wan)全集中在微(wei)電子產業
透過由韓國科技(ji)部(Ministry of Science and Technology)贊助的(de)(de)(de)兆位(wei)水平納米設(she)備(bei)發展(zhan)計劃(Tera-Level Nanodevices Initiatives),韓國的(de)(de)(de)大(da)學和產(chan)業都專注于(yu)發展(zhan)下一世代微電子設(she)備(bei),包括具有兆位(wei)元(yuan)(terabit)容量的(de)(de)(de)內存設(she)備(bei)和具有兆赫茲(terahertz)資(zi)料處(chu)理速(su)度的(de)(de)(de)元(yuan)件。
韓國(guo)最大企業財團之一(yi)的三(san)星設有(you)一(yi)個先進科技研(yan)究所(suo)(Advanced Institute of Technology),從事微(wei)電子(zi)科技的研(yan)究和商業化發展。
臺灣(wan)自公元1996年以(yi)來(lai),國科(ke)會(hui)、經濟部(bu)、教育(yu)(yu)部(bu)等部(bu)會(hui)已支持許多個別(bie)計劃(hua)從(cong)事(shi)有關(guan)于納米科(ke)技(ji)的研(yan)發(fa),較九十年代的如教育(yu)(yu)部(bu)的卓越計劃(hua)、國科(ke)會(hui)納米材料尖端研(yan)究計劃(hua)、經濟部(bu)技(ji)術(shu)處納米技(ji)術(shu)環(huan)境建構(gou)及(ji)其產業(ye)應用(yong)評估(gu)計劃(hua)等等。為了(le)有效地(di)運(yun)用(yong)資源,并整合產官學(xue)研(yan)的智慧與力量,以(yi)提升國際(ji)競爭力;自西元2000年起,國科(ke)會(hui)即(ji)開始規劃(hua)推動(dong)納米科(ke)技(ji)計劃(hua)。
公(gong)(gong)元(yuan)2000年(nian)12月中國(guo)臺(tai)灣地區(qu)行(xing)(xing)政部(bu)(bu)門(men)“科(ke)(ke)技顧(gu)問(wen)(wen)會(hui)議”與西元(yuan)2001年(nian)一月第(di)六(liu)次(ci)“全國(guo)科(ke)(ke)學技術會(hui)議”(全國(guo)科(ke)(ke)技會(hui)議)之(zhi)結論,均指出納(na)米科(ke)(ke)技為臺(tai)灣未來產業發展重點(dian)領域方(fang)向,國(guo)科(ke)(ke)會(hui)遂于西元(yuan)2002年(nian)十(shi)(shi)一月廿一日成立工作小組辦公(gong)(gong)室,負責國(guo)家型(xing)計(ji)劃之(zhi)規劃,“納(na)米國(guo)家型(xing)科(ke)(ke)技計(ji)劃工作小組”之(zhi)成員(yuan)由國(guo)科(ke)(ke)會(hui)、臺(tai)灣行(xing)(xing)政部(bu)(bu)門(men)科(ke)(ke)技顧(gu)問(wen)(wen)組、中研(yan)院(yuan)、中國(guo)臺(tai)灣地區(qu)教育部(bu)(bu)、工研(yan)院(yuan)、經(jing)濟部(bu)(bu)、臺(tai)灣行(xing)(xing)政部(bu)(bu)門(men)“原子能(neng)委員(yuan)會(hui)”及臺(tai)灣行(xing)(xing)政部(bu)(bu)門(men)環(huan)境保護署等單位共二十(shi)(shi)五(wu)位代表組成。
國(guo)科(ke)(ke)會并于公元(yuan)(yuan)(yuan)2002年(nian)一(yi)月(yue)(yue)十五(wu)日召開第一(yi)五(wu)五(wu)次委員會議(yi),討論“納(na)米國(guo)家(jia)型科(ke)(ke)技計(ji)劃(hua)(hua)(hua)”構想;于西元(yuan)(yuan)(yuan)2002年(nian)六月(yue)(yue)第一(yi)五(wu)七次委員會議(yi)中通(tong)過(guo)納(na)米國(guo)家(jia)型科(ke)(ke)技計(ji)劃(hua)(hua)(hua)審議(yi),自西元(yuan)(yuan)(yuan)2003年(nian)一(yi)月(yue)(yue)正式開始推動,并決(jue)定自西元(yuan)(yuan)(yuan)2003年(nian)至(zhi)西元(yuan)(yuan)(yuan)2008年(nian)間,投入經費新臺(tai)幣231.9億元(yuan)(yuan)(yuan)于納(na)米科(ke)(ke)技發展;并于同年(nian)九月(yue)(yue)一(yi)日正式成立納(na)米國(guo)家(jia)型計(ji)劃(hua)(hua)(hua)辦公室,執(zhi)行整體計(ji)劃(hua)(hua)(hua)之領導、策劃(hua)(hua)(hua)與管考。
1.“中國實驗室國家(jia)(jia)認(ren)可(ke)委員(yuan)會”是負(fu)責實驗室和(he)檢查(cha)機構(gou)認(ren)可(ke)及(ji)(ji)相(xiang)關工作(zuo)的(de)認(ren)可(ke)機構(gou),為(wei)規范納米(mi)(mi)產品(pin)市場、推動制定相(xiang)關納米(mi)(mi)材料(liao)及(ji)(ji)產品(pin)的(de)標準,“國家(jia)(jia)納米(mi)(mi)科學中心(xin)”和(he)“中國實驗室國家(jia)(jia)認(ren)可(ke)委員(yuan)會”會商多次,聯合成立“納米(mi)(mi)技術專門委員(yuan)會”,掛靠在(zai)“國家(jia)(jia)納米(mi)(mi)科學中心(xin)”。
2. 中國(guo)政(zheng)府透過中國(guo)科學院主導眾多納(na)(na)米(mi)科技(ji)研發(fa)計劃,多數(shu)強調半導體制(zhi)造技(ji)術和發(fa)展以納(na)(na)米(mi)科技(ji)為基(ji)礎的電子元(yuan)件,另一是利(li)用納(na)(na)米(mi)材料保存考古文物。
已成(cheng)功發展出的(de)產品包括新(xin)式冷氣機,其特點為(wei)利用創新(xin)的(de)納米材質。另估計(ji)約有兩(liang)百家企業積極從(cong)事納米科(ke)技產品的(de)商業化。
滑鐵盧(lu)大學是(shi)全世界第(di)一(yi)所設(she)立以(yi)納米科(ke)(ke)技工(gong)程(cheng)為主科(ke)(ke)的大學。在(zai)2005年開(kai)始收生(sheng)并在(zai)2010年開(kai)設(she)納米科(ke)(ke)技工(gong)程(cheng)碩士班。在(zai)2012年,將會有(you)一(yi)座量子納米中心。
多(duo)倫多(duo)大學(xue)也擁有以納米科技工程(cheng)為副(fu)科的科學(xue)工程(cheng)的大學(xue)。
圭爾夫(fu)大學(xue)則已設立(li)了納米科(ke)學(xue).。