學(xué)士學(xué)位論文-納米技術(shù)的發(fā)展

學(xué)士學(xué)位論文 論文題目：納米技術(shù)的發(fā)展 摘要：納米技術(shù)是21世紀(jì)科技發(fā)展的制高點(diǎn)，是新工業(yè)革命的主導(dǎo)技術(shù)，它將引起一場各個(gè)領(lǐng)域生產(chǎn)方式的變革，也將改變未來人們的生活方式和工作方式，使得我們有必要認(rèn)識(shí)一下納米技術(shù)的發(fā)展史。納米技術(shù)的發(fā)展史是一個(gè)很長的過程，同時(shí)也是一個(gè)廣泛應(yīng)用的過程。關(guān)鍵詞：發(fā)展納米技術(shù)納米材料1.1什么是納米技術(shù)納米技術(shù)（nanotechnology）是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)。納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué)）和現(xiàn)代技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，納米科學(xué)技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)，例如納電子學(xué)、納米材科學(xué)、納機(jī)械學(xué)等。所謂納米技術(shù)中的納米（nm）是長度單位，1納米是10-9米（十億分之一米），對宏觀物質(zhì)來說，納米是一個(gè)很小的單位，不如，人的頭發(fā)絲的直徑一般為7000-8000nm，人體紅細(xì)胞的直徑一般為3000-5000nm，一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小，金屬的晶粒尺寸一般在微米量級(jí)；對于微觀物質(zhì)如原子、分子等以前用埃來表示，1埃相當(dāng)于1個(gè)氫原子的直徑，1納米是10埃。1.2納米技術(shù)發(fā)展小史關(guān)于納米技術(shù)的起源，最早提出納米尺度上科學(xué)和技術(shù)問題的是著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德?費(fèi)恩曼。1959年他在一次著名的講演中提出：如果人類可以用小的機(jī)器制造更好的機(jī)器，最后實(shí)現(xiàn)人類意愿在原子和分子的尺度上來加工材料、制備裝置，我們將有許多激動(dòng)人心的新發(fā)現(xiàn)。他指出，我們需要新型的微型化儀器來操縱納米結(jié)構(gòu)并測定其性質(zhì)。那時(shí)，化學(xué)將變成根據(jù)人們的意愿逐個(gè)地準(zhǔn)確放置原子的問題。1974年，Taniguchi最早使用納米技術(shù)一詞描述精細(xì)機(jī)械加工。20世紀(jì)70年代后期，麻省理工學(xué)院德雷克斯勒教授提倡納米科技的研究，但當(dāng)時(shí)多數(shù)主流科學(xué)家對此持懷疑態(tài)度。②雖然當(dāng)時(shí)的主流科學(xué)家對納米技術(shù)不是很看好，總是懷疑的態(tài)度，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米技術(shù)就像出水芙蓉一樣漸漸的展現(xiàn)在科學(xué)家們的眼前。20世紀(jì)70年代，科學(xué)家開始從不同角度提出有關(guān)納米科技的構(gòu)想，科學(xué)家們想通過納米技術(shù)來實(shí)現(xiàn)當(dāng)時(shí)不能完成化學(xué)材料和生物材料，但是仍有很多科學(xué)家持反面意見，他們認(rèn)為納米技術(shù)只是一個(gè)只能幻想而不可能完成的技術(shù)。直到1974年，科學(xué)家唐尼古奇最早使用納米技術(shù)一詞描述精密機(jī)械加工。從此，納米技術(shù)慢慢地被人們認(rèn)可1982年，科學(xué)家發(fā)明研究納米的重要工具——掃描隧道顯微鏡，這個(gè)重要的工具使得人類世界中誕生了一門以0.1到100納米長度為研究的分子世界，它的最終目標(biāo)是直接以原子或分子來構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品。這個(gè)重要的工具對納米科技發(fā)展產(chǎn)生了積極的促進(jìn)作用。1990年7月，第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議在美國巴爾的摩舉辦，標(biāo)志著納米科學(xué)技術(shù)的正式誕生。1991年，碳納米管被人類發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量是相同體積鋼的六分之一，強(qiáng)度卻是鋼的10倍，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)使得納米技術(shù)成為科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主斯莫利教授認(rèn)為，納米碳管將是未來最佳纖維的首選材料，也將被廣泛用于超微導(dǎo)線、超微開關(guān)以及納米級(jí)電子線路等。1997年，美國科學(xué)家首次成功地用單電子移動(dòng)單電子，利用這種技術(shù)可望在20年后研制成功速度和存貯容量比現(xiàn)在提高成千上萬倍的量子計(jì)算機(jī)。1999年，巴西和美國科學(xué)家在進(jìn)行納米碳管實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)明了世界上最小的“秤”，它能夠稱量十億分之一克的物體，即相當(dāng)于一個(gè)病毒的重量;此后不久，德國科學(xué)家研制出能稱量單個(gè)原子重量的秤，打破了美國和巴西科學(xué)家聯(lián)合創(chuàng)造的紀(jì)錄。③到1999年，納米技術(shù)逐步走向市場，全年納米產(chǎn)品的營業(yè)額達(dá)到500億美元。近年來，一些國家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計(jì)劃，投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地。日本設(shè)立納米材料研究中心，把納米技術(shù)列入新5年科技基本計(jì)劃的研發(fā)重點(diǎn);德國專門建立納米技術(shù)研究網(wǎng);美國將納米計(jì)劃視為下一次工業(yè)革命的核心，美國政府部門將納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資從1997年的1.16億美元增加到2001年的4.97億美元，近些年的投入也在保持大幅增加?？偠灾?，納米科技的迅速發(fā)展是在80年代末、90年代初。80年代初發(fā)明了費(fèi)恩曼所期望的納米科技研究的重要儀器——掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)等微觀表征和操縱技術(shù)，它們對納米科技的發(fā)展起到了相當(dāng)大的積極促進(jìn)作用。目前，納米技術(shù)已經(jīng)成為人類科學(xué)中相對普遍的一項(xiàng)科學(xué)，但是納米技術(shù)的發(fā)展卻剛剛開納米技術(shù)將在未來為人類帶來很多意想不到的利益。2．1納米技術(shù)研究的現(xiàn)狀納米科技發(fā)展的歷史不長,但它的發(fā)展卻十分迅速并已受到國內(nèi)外普遍的重視。我國政府十分重視納米科技的發(fā)展,部署了五到十年納米科技領(lǐng)域的發(fā)展戰(zhàn)略和重點(diǎn)任務(wù)。全國現(xiàn)有納米企業(yè)323家,社會(huì)投入資金約30億元,并已形成了以北京、上海、深圳為中心的三大納米材料及納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶,已建立了納米材料生產(chǎn)線30多條。國家計(jì)委決定今年繼續(xù)組織實(shí)施新材料專項(xiàng)工作,使納米成為重中之重,國家也加大了資金投入。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國納米基金項(xiàng)目保持平穩(wěn)增長,年均增長率達(dá)20%～30%。僅最近兩年,中國科學(xué)基金新批準(zhǔn)和資助在研納米基金項(xiàng)目,總經(jīng)費(fèi)就達(dá)8000萬元人民幣。上海市在納米材料制備技術(shù)上取得了特的工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。據(jù)最近對22家單位統(tǒng)計(jì),2000年～2001年期間,申請或授權(quán)專利85項(xiàng),獲獎(jiǎng)11項(xiàng),獲國家級(jí)資助項(xiàng)目60項(xiàng),完成產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目23項(xiàng),實(shí)22913萬元。復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、華東師范大學(xué)、上海大學(xué)等高校相繼成立納米技術(shù)研究中心,推動(dòng)納米科技的發(fā)展。武漢地區(qū)高校、科研院所在納米金屬材料、納米復(fù)合材料、碳納米管等方面取得許多研究成果,部分成果在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位,在國際上也有較大學(xué)術(shù)影響。武漢科技實(shí)力雄厚,納米材料與技術(shù)研究如火如荼。武漢在制備金屬、化合物、碳族納米材料以及納米中藥的制備技術(shù)方面獲得突破性進(jìn)展,制備出納米復(fù)合材料、碳納米管,發(fā)現(xiàn)了非晶完全晶化制備納米合金的新方法,重點(diǎn)發(fā)展納米材料和納米技術(shù)在光電領(lǐng)域的應(yīng)用。廣州將以“發(fā)展民生納米工程,建立南方納米中心”爭取到2010年納米技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化水平達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平,某些方面達(dá)到國際先進(jìn)水平,成為南方最具影響的納米技術(shù)研究中心,將建立研發(fā)基地?，F(xiàn)有14所高校和科研院所從事納米研究,近10家企業(yè)也正在進(jìn)行納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品研制,形成了300多人的研究隊(duì)伍。在近10年內(nèi),廣州還將重點(diǎn)發(fā)展納米技術(shù)在塑料和橡膠、建材、紡織等廣州具有優(yōu)勢的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用,發(fā)展納米電子、光電信息材料與器件,發(fā)展納米技術(shù)在太陽能轉(zhuǎn)化、熱能轉(zhuǎn)化、新型綠色電池中的應(yīng)用,以及在水和空氣治理中的應(yīng)用,發(fā)展納米技術(shù)制藥尤其是在中藥制備中的應(yīng)用,醫(yī)用納米材料、納米診斷器件于技術(shù)中的應(yīng)用。2.2納米技術(shù)的應(yīng)用納米技術(shù)在軍事電子領(lǐng)域中的應(yīng)用納米偵察衛(wèi)星是使用納米元器件、按納米加工方法組裝而成的、質(zhì)量小于10kg的衛(wèi)星。納米衛(wèi)星一般比麻雀略大,擁有十分強(qiáng)大的運(yùn)算能力,數(shù)十顆甚至數(shù)百顆納米衛(wèi)星相連接可以織成“天網(wǎng)”,即納米衛(wèi)星偵察系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)全球地毯式覆蓋偵察,在軍事上則能實(shí)現(xiàn)高空偵察無“死區(qū)”。納米飛行偵察系統(tǒng)是一種微型化的飛行器,它可攜帶各種探測設(shè)備,具有信息處理、導(dǎo)航(帶有小型GPS接收機(jī))和通信能力。其主要功能是秘密部署,到敵方信息和武器系統(tǒng)的內(nèi)部或附近監(jiān)視敵方情況,同時(shí)也可對敵方雷達(dá)、通信等電子設(shè)備實(shí)施有效干擾。它可以附著在建筑物或設(shè)備上起監(jiān)聽作用,也可以直接將敵方目標(biāo)的位置坐標(biāo)傳送到我方的導(dǎo)彈或炮兵發(fā)射基地,并引導(dǎo)精確制導(dǎo)武器實(shí)施攻擊。除了可以飛行的納米飛行偵察器外,還有其它種類的納米偵察與傳感器。其特點(diǎn)是體積小,裝有敏銳的傳感器和電子設(shè)備。納米環(huán)境傳感器散布于武器裝備的蒙皮上或外表面,能察覺細(xì)微的外界“刺激”,以便對武器系統(tǒng)適時(shí)調(diào)整。用納米材料制造潛艇的蒙皮,可以靈敏地“感覺”水流、水溫、水壓等極細(xì)微的環(huán)境變化,并及時(shí)反饋給中央控制系統(tǒng),最低限度地降低噪聲、節(jié)約能源;能根據(jù)水波的變化提前“察覺”來襲的敵方魚雷,使?jié)撏Ъ皶r(shí)做規(guī)避機(jī)動(dòng);能用較低的輻射功率完成“智能武器”的敵我識(shí)別,以免誤傷自己。(二)納米技術(shù)在遺傳育種中的應(yīng)用納米技術(shù)結(jié)合轉(zhuǎn)基因技術(shù)在培育新品種方面取得了突破性的進(jìn)展。通過納米技術(shù)先將DNA染色體全部分解為單個(gè)基因,然后根據(jù)需要進(jìn)行組裝,轉(zhuǎn)基因整合成功率幾乎可達(dá)100%。研究成果表明,科研人員可以讓單個(gè)DNA分子鏈展現(xiàn)出其內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu),并可以操縱它實(shí)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)性能改進(jìn),進(jìn)而形成納米結(jié)構(gòu)或圖形,使人類得以在更小的世界范圍內(nèi)、更深的層次上探索生命的奧秘。(三)納米技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放環(huán)保方面的應(yīng)用新型的納米級(jí)凈水劑具有很強(qiáng)的吸附能力,是普通凈水劑的10～20倍。通過納米孔徑的過濾裝置,還能除去水中的細(xì)菌,使水分子、礦物質(zhì)以及微量元素被保留下來,處理后即可以飲用。用光催化劑處理有機(jī)污染物的廢水是最有前途的、最有效的處理手段,也是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。納米技術(shù)的出現(xiàn)為大氣凈化提供了新的途徑。其中,納米技術(shù)對空氣中20nm和水中20nm的污染物的清除能力是其它技術(shù)不可替代的。在燃煤中加入納米級(jí)助燃催化劑,可幫助煤充分燃燒,提高能源利用率,防止有害氣體產(chǎn)生。研究表明,納米鈦酸鈷還可在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)發(fā)揮催化作用,使汽油燃燒時(shí)不再產(chǎn)生及排放一氧化硫和氮氧化物,使汽車尾氣無需處理。此技術(shù)對我國船舶發(fā)動(dòng)機(jī)有很好的應(yīng)用前景3納米技術(shù)發(fā)展前景納米科技是21世紀(jì)科技產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容之一,納米技術(shù)會(huì)將人類帶入一個(gè)奇跡層出不窮的時(shí)代?？茖W(xué)家認(rèn)為如果能在原子尺寸基準(zhǔn)上控制納米機(jī)器的結(jié)構(gòu)造型,那么納米技術(shù)就將給我們帶來數(shù)不盡的新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和潛在的利益。納米技術(shù)能夠改變材料制造業(yè)的現(xiàn)狀,制造出純度更高的材料;可以制造超級(jí)嗅覺器,用來檢驗(yàn)毒品、炸藥、工廠泄漏物質(zhì)等。納米機(jī)器可以奇跡般地回收并提取微量元素(如果使用其它方法來回收,這些微量元素會(huì)散失到環(huán)境中去),還能清除廢水中的有毒化學(xué)物質(zhì)。納米機(jī)器每秒能完成數(shù)十億次操作,目前需幾天或幾個(gè)月完成的事情,有可能在幾分乃至幾秒鐘內(nèi)完成,因此,可以奇跡般地縮短產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到批量生產(chǎn)所需要的時(shí)間。使用納米機(jī)器,還可以使傳統(tǒng)的裝配工藝變成一次成型工藝。它可以做修理工作,其工作范圍從消除發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕損壞與細(xì)小裂紋到醫(yī)治患者的病變、修復(fù)損壞的器官、進(jìn)行人體肢體再生、人體整容等。近幾年來,人們在制造分子機(jī)器方面已取得許多突破性進(jìn)展。能攻擊病菌的抗生素,就是一個(gè)杰出的例子。人類一旦制造出了新型納米機(jī)器,就可以使它像脫氧核糖核酸DNA以及它的伴生酶那樣,根據(jù)所儲(chǔ)存的指令或控制輸入來完成各種通常方法不能完成的任務(wù)。納米邏輯器件具有先進(jìn)水平,億倍于目前微處理器和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器芯片的容量。納米機(jī)器不僅可以控制單個(gè)電子,而且可以控制單個(gè)光子,實(shí)現(xiàn)通訊瞬息化。近年來剛剛發(fā)展的納米材料出現(xiàn)許多傳統(tǒng)材料不具備的奇異特性,已引起科學(xué)家極大興趣的納米陶瓷的研究成功,使那些為陶瓷增韌奮斗將近一個(gè)世紀(jì)的材料科學(xué)家們看到了希望4納米科技的應(yīng)用前景4.1納米電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)微電子的飛速發(fā)展改變了現(xiàn)代人的生活。計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度幾乎是每兩年翻一翻。納米結(jié)構(gòu)下微處理器的效率將提高一百萬倍，并實(shí)現(xiàn)兆兆比特的存儲(chǔ)器（提高1000倍）。新的物理現(xiàn)象例如量子導(dǎo)電效應(yīng)，量子干涉效應(yīng)等的相繼出現(xiàn)，以致研究量子器件的性能，大規(guī)模制造以及它們的集成是納米電子學(xué)的中心任務(wù)。未來的方向是把微電子技術(shù)和納米技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來。4.2納米結(jié)構(gòu)材料在納米尺度上控制構(gòu)成材料的基本單元的結(jié)構(gòu)和成份，再組裝成具有獨(dú)特性質(zhì)與功能的大結(jié)構(gòu)，這將從根本上改變了材料和器件的制造方法；以新原理和新結(jié)構(gòu)在納米層次上制備特定性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料、生物材料和仿生材料，實(shí)現(xiàn)材料破壞過程中納米級(jí)損傷的診斷和修復(fù)4.3磁學(xué)功能與智能材料新型的具有磁光、磁電效應(yīng)的納米材料是目前磁性材料研究的活動(dòng)領(lǐng)域，例如巨磁阻薄膜材料，超巨磁阻功能氧化物材料，以及近來的自旋電子學(xué)等，都具有不可估量的應(yīng)用前景。新型功能材料是未來科學(xué)技術(shù)發(fā)展的根本，把納米科技應(yīng)用到功能和智能材料的制造上是實(shí)現(xiàn)多功能化的關(guān)鍵。4.4生物工程技術(shù)生物合成和生物過程是啟發(fā)和制造新的納米結(jié)構(gòu)的靈感，納米級(jí)敏感器可以監(jiān)視生命器官的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。納米科技在生物工程方面的發(fā)展前景大致為：快速有效決定基因序列，使整個(gè)診斷和治療過程效率革命化；新型藥物運(yùn)輸方式，突破當(dāng)前一些藥物不可進(jìn)入生物體內(nèi)的禁區(qū)；初期探測疾病，變治療疾病為早期測試與預(yù)防；發(fā)展血液循環(huán)系統(tǒng)的微機(jī)清掃和修護(hù)科技。4.5航天航空技術(shù)由于航天燃料的自身重力影響，使得探索太空奧秘的空間技術(shù)受到了極大的限制，因此，如何減少材料的尺寸、重量以及能源的損耗是航天事業(yè)研究中心。納米結(jié)構(gòu)的材料可以提供質(zhì)量輕、強(qiáng)度高而且熱穩(wěn)性高的優(yōu)質(zhì)材料。這方面的研究內(nèi)容還包括：研制低能耗、抗輻照及高性能計(jì)算機(jī)；微型航天用納米集成的測試；控制儀器和電子設(shè)備；抗熱膨脹、耐磨損的納米結(jié)構(gòu)涂層材料。4.6環(huán)境與能源的納米材料由于納米材料有著獨(dú)特的物理化學(xué)性能——高比表面積，所以納米技術(shù)在提高能源效率、能量儲(chǔ)存、能源再生、能量轉(zhuǎn)換及能量產(chǎn)生等方面有極大優(yōu)勢。納米技術(shù)在環(huán)境與能源領(lǐng)域方面的主要發(fā)展方向有：發(fā)展清理污染水體與大氣的多孔材料；發(fā)展綠色能源和環(huán)境處理技術(shù)，消除污染，建綠色環(huán)境；發(fā)展高維度多孔有序的儲(chǔ)氫材料；發(fā)展新型高效電池材料。5納米技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢5．1國際納米技術(shù)發(fā)展態(tài)勢納米時(shí)代的到來比預(yù)計(jì)時(shí)間提前5—6年去年美國納米科技最高獎(jiǎng)授予美國哈佛大學(xué)化學(xué)研究院LiBer教授。當(dāng)記者問他納米時(shí)代何時(shí)到來時(shí)，他說如果在去年，我還不能做出一個(gè)確切的回答，但是現(xiàn)在我非常有理由地說，納米技術(shù)制高點(diǎn)，納米電子元器件、分子線路、邏輯線路、AND轉(zhuǎn)換，這些制作方法已經(jīng)接近或基本達(dá)到工業(yè)界的要求，芯片市場就是一個(gè)例子。所以，國際納米技術(shù)發(fā)展態(tài)勢挑戰(zhàn)嚴(yán)峻，競爭激烈，也向我們提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。2、以市場和需求為導(dǎo)向，帶動(dòng)納米技術(shù)成熟，已成為納米技術(shù)新的發(fā)展趨勢即使是基礎(chǔ)研究，也要以應(yīng)用目標(biāo)做牽引，它的自由度也是受到應(yīng)用目標(biāo)的限制。當(dāng)然，也有一部分純基礎(chǔ)研究，主要是探索納米科學(xué)普適的規(guī)律，有少數(shù)人做這類的工作，也應(yīng)當(dāng)支持，但是，納米科技研究的主旋律應(yīng)該以市場為導(dǎo)向(包括現(xiàn)實(shí)市場和未來市場)，以創(chuàng)造財(cái)富為宗旨，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。納米技術(shù)不是一個(gè)繡花的技術(shù)，也不是觀賞的技術(shù)，它是為國家創(chuàng)造財(cái)富的技術(shù)，因?yàn)榻裉鞗]有任何一個(gè)技術(shù)像納米技術(shù)那樣與市場結(jié)合如此之緊密，無論從創(chuàng)造財(cái)富的動(dòng)力，還是從創(chuàng)造財(cái)富的潛力來分析，納米技術(shù)都為創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富提供了廣闊的空間。我們分析納米技術(shù)的市場，“現(xiàn)實(shí)市場”是8個(gè)月，大的公司全部以這個(gè)目標(biāo)制定，用納米技術(shù)和現(xiàn)在的技術(shù)相結(jié)合，來進(jìn)行創(chuàng)新，使現(xiàn)在的產(chǎn)品升級(jí)?！奥额^市場”在未來三年，主要在能源、環(huán)保、新材料等領(lǐng)域。納米技術(shù)的制高點(diǎn)——納米加工技術(shù)、納米電子技術(shù)、納米生物技術(shù)、納米醫(yī)療等重大生產(chǎn)方式變革，包括進(jìn)入血管納米機(jī)器人都在內(nèi)，屬于未來市場，大致定為10年左右。2008年奧運(yùn)會(huì)以后，就是2010年。面對這樣挑戰(zhàn)的形勢，中國怎么辦．92010年全世界納米技術(shù)市場估計(jì)在2萬億美元左右，美國已經(jīng)夸下?？?，要占一半。在這樣的生產(chǎn)方式、工作方式變革的時(shí)代，中國有快速發(fā)展的機(jī)會(huì)，能夠跨過去，中國就可能在這場競爭的角逐中占有自己的位置。面對嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，我們必須重新思考、重新布局我們發(fā)展納米技術(shù)的計(jì)劃，特別要注重發(fā)展納米實(shí)用化技術(shù)。5.2我國納米技術(shù)的形勢中國的納米技術(shù)研究在國際上是有地位的，任何一個(gè)國家在部署新的計(jì)劃時(shí)，都把中國作一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行分析，中國關(guān)于納米科技的研究在國際上起步比較早，在基礎(chǔ)研究上狀態(tài)不錯(cuò)，如果真正以論文來衡量(并不能代表中國的絕對水平)，截止到2001年底，中國在前十年發(fā)表論文的數(shù)量僅次于美國、Et本，占第三位，超過德國。中國納米材料的專利在世界也占有百分之十幾的份額。我們納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)逐年增加，截止到去年有300多家，而納米粉體材料的生產(chǎn)線就有31條，這是難能可貴的。而且中國應(yīng)用納米材料、納米技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造升級(jí)，在輕工、電子、紡織、建筑材料、精細(xì)化工、電力工業(yè)、環(huán)境、能源和醫(yī)藥等領(lǐng)域都已全面展開。特別是在有些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造包括油漆、涂料、抗菌、衛(wèi)生、加工等等都引起了國外的普遍關(guān)注，它們非常注意中國的發(fā)展動(dòng)向。我們的問題是發(fā)展實(shí)用化技術(shù)動(dòng)力不足，缺乏有顯示度的實(shí)用化技術(shù)，缺乏市場目標(biāo)的牽引，技術(shù)集成不夠，把科學(xué)技術(shù)變成財(cái)富的動(dòng)力不足，措施不夠有力，納米科技成果轉(zhuǎn)化不夠。結(jié)論納米科學(xué)是一門將基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)集于一體的新興科學(xué)，主要包括納米電子學(xué)、納米材料學(xué)和納米生物學(xué)等。21世紀(jì)將是納米技術(shù)的時(shí)代，為此，國家科委、中科院將納米技術(shù)定位為“21世紀(jì)最重要、最前沿的科學(xué)”。納米材料的應(yīng)用涉及到各個(gè)領(lǐng)域，在機(jī)械、電子、光學(xué)、磁學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。納米科學(xué)技術(shù)的誕生，將對人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并有可能從根本上解決人類面臨的許多問題，特別是能源、人類健康和環(huán)境保護(hù)等重大問題。21世紀(jì)初的主要任務(wù)是依據(jù)納米材料各種新穎的物理和化學(xué)特性，設(shè)計(jì)出各種新型的材料和器件。通過納米材料科學(xué)技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)品的改性，增加其高科技含量以及發(fā)展納米結(jié)構(gòu)的新型產(chǎn)品，目前已出現(xiàn)可喜的苗頭，具備了形成21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn)的基礎(chǔ)。納米材料將成為材料科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)大放異彩的明星展現(xiàn)在新材料、能源、信息等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮舉足輕重的作用。隨著其制備和改性技術(shù)的不斷發(fā)展，納米材料在精細(xì)化工和醫(yī)藥生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域會(huì)得到日益廣泛的應(yīng)用。我國科學(xué)家自80年代中期開始對納米技術(shù)進(jìn)行跟蹤研究和開發(fā)，國家科技部把納米材料列入了863攻關(guān)計(jì)劃,經(jīng)過近15年的努力、已經(jīng)取得了可喜的成果，特別值得一提的是，山東小鴨電器股份有限公司在國內(nèi)首家采用納米復(fù)合抗菌除味材料制作洗衣機(jī)的外筒，具有耐高溫，耐摩擦，韌性好，硬度高等優(yōu)點(diǎn)、既保持了洗衣機(jī)的清潔、又防止細(xì)菌滋生，開辟了健康洗衣機(jī)的新紀(jì)元、在納米科技革命企業(yè)生產(chǎn)中一馬當(dāng)先。納米技術(shù)正向所有人走來，裝在口袋里的計(jì)算機(jī)、進(jìn)入人體內(nèi)治病的機(jī)器人、戴在手腕上的電視機(jī)、掛在扣子上的移動(dòng)電話在不久的將來，勢必成為現(xiàn)實(shí)。正如美國IBM公司總裁Amotong所言:納米技術(shù)將成為21世紀(jì)信息時(shí)代的核心、人類的發(fā)展已進(jìn)入納米時(shí)代。從實(shí)用化角度來看，今后一段時(shí)間內(nèi)，絕大多數(shù)納米晶樣品的制備仍將以非晶晶化法和機(jī)械合金化法為主，它們發(fā)展的關(guān)鍵是壓制過程的突破。此外在機(jī)械合金化技術(shù)中，尚需進(jìn)一步克服機(jī)械合金化過程中所帶來的雜質(zhì)和應(yīng)力的影響。對于能采用塑性變形等技術(shù)可