小納米 大機會 (2004-09-28)
發布時間:2007-12-04
作者(zhě):
來源:人民(mín)日(rì)報
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重大影響
納米技術的潛在優勢(shì)體現在各個領域,其技術浪潮的衝擊將影響到國家(jiā)安全和(hé)人們生活的方方麵麵:
??材料(liào)與製造:納米技術將根本改變未來的材料生產方式,隨之而來的將是生產出重量更輕、強度更大並可編程的材料,創造基於新(xīn)原理和結構的新器件(jiàn)。
??醫學和衛生:納米技術(shù)使人類(lèi)擴展了表征單個基因組成(chéng)、測量單(dān)個分(fèn)子性(xìng)能的能力(lì),將引發臨床學和(hé)治(zhì)療(liáo)學的革命,促進細胞生物學和病(bìng)理學基礎研究的發展。利用納米技(jì)術可顯著加(jiā)快基因排序和測(cè)定基因(yīn)表達的過程,可診斷癌細胞,可為藥物傳遞提供新的方式和路線,可通過自裝配或生物(wù)擬(nǐ)態方法生成有(yǒu)生物靈性的納米係統和材料。
??航空與航天探索(suǒ):納米結構是設計和製造用於飛機、火箭、空間(jiān)站和行星/太陽探索平(píng)台等的更輕、更強、更穩定的材(cái)料的關鍵,它的利用便於完成更多(duō)的宇宙探索任務(wù)。
??環境與能源:納米技術可用於監測和解決(jué)環境(jìng)問題,開發新(xīn)的“綠色”處理技(jì)術,管理(lǐ)環境和核廢料。利用納米(mǐ)技(jì)術可開發新的(de)儲能、節能(néng)和清潔能源技術。
??生物技術和農業:利用納(nà)米技術可把蛋白質、脂肪等(děng)有獨特性能(néng)的生物納米材料聚集成為合成材料和器件,模擬生物係統。利(lì)用納米技術生產的生物可降解化學藥品可滋養植物和保護(hù)植物免遭昆蟲侵害,並改良(liáng)動物和(hé)植物的基因等。利用納米技術可測(cè)試DNA,了解植物的基因(yīn)排列和表達。
??國家安全:利用納米(mǐ)電子學可建立更複雜的虛擬軍事培訓係統,將納米器件(jiàn)和微器件結合起(qǐ)來可用於控製核(hé)安全係統等等(děng)。
??科學與教育:納米尺度跨學科研究的高度交叉和綜(zōng)合性對各學科提出(chū)了更高的要求,其研究的動力將增強現有各學(xué)科與新興領域間的聯係,改變現有的教育和培訓(xùn)方式。
此外,納米技術對社(shè)會倫(lún)理道德產生的影響也不可低估。總之,納米技術在總體上對社會的衝擊將遠(yuǎn)比上世紀70年代出現的微電子技術(shù)大得多,它將影響幾乎所有現代技術領域的(de)創新和技術進步。 競爭態勢
自美(měi)國2000年宣布“國家納(nà)米技術倡議”以來,國際間已形成(chéng)納米科技研究開發的熱(rè)潮。為了提高國家在全球未來競爭(zhēng)和戰略技術方麵的(de)優勢,許多(duō)國家已經根據各自的資源特(tè)征和戰略需求,選擇了研究開發重點。
美國選擇5大類納米技術的研究開發戰略領域進(jìn)行長期投資:納米科學與(yǔ)工程的(de)長期基礎研究;重大挑戰項(xiàng)目研究;傑出中心和研究網絡;研究基(jī)礎設施;倫理、法律和社會影響以及教育培訓。美國還頒布了納米技術法律,以保障(zhàng)納(nà)米技術的研究開發,應對納米技(jì)術帶來的社會影響。
歐盟則瞄準了信息處理和存(cún)儲係統方麵的納米器件、納(nà)米材料等(děng)方麵的研究(jiū)。德國看好麵向產業的研究開發(fā),將研究精力集中在(zài)超薄(báo)功能(néng)薄膜、光電子領域的應用、最新納米結構的開發、超精細表麵測量和納米(mǐ)結構(gòu)的(de)分析方法上。英國在2003年(nián)確定了6個納米技術重點領域:電子與通信、藥品傳遞係統、生物組織工程和藥物移植及器件(jiàn)、納米材料、納米儀器和工具及度量、傳感器和製動器。今年在微(wēi)納米製造倡議中首次資助25個項目。法國(guó)主要瞄準量子信息、納米對象的組織和裝配,納米電子學、納米材料和納米生物科學。
日本將研究重點(diǎn)確定在納米材料研究、納米生物技術,並開發(fā)用於下一代半導體器件的基礎技術上。經濟產業省近年來在製定納(nà)米技術的(de)政策中,強調提升日本產業競爭力和提高生命質量,增強並加速諸如納米製造(zào)和測量技(jì)術等方麵的基礎研究,加速(sù)納米技(jì)術的商(shāng)業化(huà),促進國(guó)際合(hé)作。 實際應用
目前(qián),納米技術正向物理、化(huà)學、生物學、新材料、生物技術、農業、環境和能源等諸多領域滲透,取得了重要進展並得到不同程度的應用。美國2002年在矽穀建立了世界上第一條納米芯片生產線。美國康奈爾(ěr)大(dà)學利用納米技術,用晶體(tǐ)矽製作了10微米長、每根弦隻有50納米寬、共6根琴弦的世界上最小的吉他,這表明納米電(diàn)子機械(xiè)器件的新一代技術(shù)的發展。研究人員開發了不受光衍射極(jí)限限(xiàn)製的近場光學儲存新技術,表明了超高(gāo)密度納米(mǐ)光學信息存儲技術的突破。英特爾公司技術開(kāi)發小組的研究人員經過多(duō)年的(de)努力,於今年5月宣布研究成功了一種取代二氧化矽作為門電介質的“high-K”的新材料,有望將(jiāng)半導體(tǐ)集成(chéng)電路芯片的尺度降(jiàng)低(dī)到45納(nà)米,從而使莫爾斯定律在未來依然有效。美國的納米材料發現公司不久前與美國國防部(bù)聯(lián)手研究開發燃料電池,將未完全利用的軍火的爆炸力(lì)轉換為電(diàn)力用作燃料電池的能量,旨在為軍隊的將士提供能量便攜器(qì)。
納(nà)米科技的迅猛發展使納米產品日益融入人類的生產和(hé)生活(huó)。美國(guó)國家基金會的一(yī)份研究表明,受納米技(jì)術影響的(de)產品(pǐn)在2001年後的10?15年估計將超過1萬(wàn)億美(měi)元。目前全球(qiú)納(nà)米技術的年產(chǎn)值已達到500億美元。當然,納米科技在發展中還(hái)麵臨著很多問(wèn)題和嚴峻的挑戰,將向著與生物技術、信息技術、認知科學融合的方向發展。