納米(mi)技術(nanotechnology)是用(yong)單個原子、分子制造(zao)物質(zhi)的科學技術,研究結(jie)構(gou)尺寸在1至100納米(mi)范圍(wei)內材料的性質(zhi)和應用(yong)。
納(na)米(mi)科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)是以許多現(xian)代(dai)先進科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)為基礎的科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu),它是動態科(ke)學(xue)(xue)(xue)(動態力(li)學(xue)(xue)(xue))和(he)現(xian)代(dai)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(混(hun)沌物(wu)(wu)理、智能量(liang)(liang)(liang)子、量(liang)(liang)(liang)子力(li)學(xue)(xue)(xue)、介觀物(wu)(wu)理、分子生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue))和(he)現(xian)代(dai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(計算機技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、微(wei)電子和(he)掃描隧道顯微(wei)鏡(jing)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、核分析技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu))結合的產物(wu)(wu),納(na)米(mi)科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)又(you)將引發一(yi)系列新的科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu),例如:納(na)米(mi)物(wu)(wu)理學(xue)(xue)(xue)、納(na)米(mi)生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue)、納(na)米(mi)化學(xue)(xue)(xue)、納(na)米(mi)電子學(xue)(xue)(xue)、納(na)米(mi)加工技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和(he)納(na)米(mi)計量(liang)(liang)(liang)學(xue)(xue)(xue)等。
納(na)米技(ji)(ji)(ji)術(shu)(nanotechnology),也稱毫(hao)微技(ji)(ji)(ji)術(shu),是研究結構尺(chi)寸在1納(na)米至(zhi)100納(na)米范圍內材料(liao)的(de)性質(zhi)和應(ying)用的(de)一(yi)種技(ji)(ji)(ji)術(shu)。1981年掃(sao)描(miao)隧(sui)道顯(xian)微鏡發(fa)明(ming)后,誕生了(le)一(yi)門以1到100納(na)米長(chang)度(du)為(wei)研究分子(zi)世界,它的(de)最終目標是直(zhi)接以原子(zi)或分子(zi)來構造具有特定(ding)功能的(de)產品。因(yin)此(ci),納(na)米技(ji)(ji)(ji)術(shu)其(qi)實就是一(yi)種用單個原子(zi)、分子(zi)制造物質(zhi)的(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)。
從迄(qi)今(jin)為止的(de)研(yan)究(jiu)來看,關于納米技術分(fen)為三種概念:
第一(yi)種,是1986年美國科學(xue)家德雷克斯(si)勒博士在《創造的(de)機器(qi)》一(yi)書中提(ti)出(chu)的(de)分子納(na)米技(ji)術(shu)。根(gen)據這(zhe)一(yi)概念,可(ke)以(yi)使組合分子的(de)機器(qi)實用化(hua),從而可(ke)以(yi)任(ren)意(yi)組合所有種類的(de)分子,可(ke)以(yi)制造出(chu)任(ren)何種類的(de)分子結構(gou)。這(zhe)種概念的(de)納(na)米技(ji)術(shu)還未取(qu)得重大進展。
第二種概念把納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)定位為微加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)極(ji)(ji)限(xian)。也就是通過納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)精度的(de)(de)(de)"加(jia)工(gong)"來人工(gong)形成納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)大小(xiao)的(de)(de)(de)結構的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)。這種納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)技(ji)術(shu),也使(shi)半導體微型化即(ji)將(jiang)達(da)到極(ji)(ji)限(xian)。現有(you)技(ji)術(shu)即(ji)使(shi)發展(zhan)下去(qu),從理論上講終(zhong)將(jiang)會達(da)到限(xian)度,這是因(yin)為,如(ru)果把電(dian)路(lu)的(de)(de)(de)線幅逐漸變小(xiao),將(jiang)使(shi)構成電(dian)路(lu)的(de)(de)(de)絕(jue)緣(yuan)膜變得(de)極(ji)(ji)薄,這樣將(jiang)破壞絕(jue)緣(yuan)效果。此外,還有(you)發熱和晃動等問(wen)題(ti)。為了解決這些問(wen)題(ti),研究(jiu)人員正(zheng)在研究(jiu)新型的(de)(de)(de)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)。
第三(san)種概(gai)念是從生(sheng)物的(de)角度出(chu)發而提出(chu)的(de)。本來,生(sheng)物在(zai)細胞和生(sheng)物膜內就存在(zai)納米級的(de)結構。DNA分(fen)子計(ji)算機、細胞生(sheng)物計(ji)算機的(de)開發,成為納米生(sheng)物技(ji)術(shu)的(de)重要內容。
納(na)米(mi)技(ji)術(shu)是一門交叉性很強的(de)綜合學(xue)科,研究的(de)內容涉(she)及現(xian)代科技(ji)的(de)廣闊領域。納(na)米(mi)科學(xue)與(yu)技(ji)術(shu)主要(yao)包括(kuo):
納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)體(ti)系物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)生物(wu)學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)電子學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)加工學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)力學(xue)(xue)(xue)(xue)等。這(zhe)七個相(xiang)對獨立(li)又(you)相(xiang)互滲透的(de)(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)科和納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)器件、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)尺(chi)度的(de)(de)檢測與表征這(zhe)三個研究領域。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)料的(de)(de)制備和研究是整個納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)科技(ji)(ji)的(de)(de)基(ji)礎。其中,納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)和納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)(xue)(xue)是納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)術的(de)(de)理(li)論(lun)基(ji)礎,而納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)電子學(xue)(xue)(xue)(xue)是納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)術最(zui)重要的(de)(de)內容。
1993年,第一(yi)屆國際納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)大會(INTC)在美國召開,將納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)劃分為(wei)6大分支(zhi):納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)物(wu)(wu)理學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)生物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)電子學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)加工(gong)技(ji)術(shu)(shu)(shu)和納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)計量學(xue)(xue)(xue),促進了納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)發展。由于(yu)該(gai)技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)特殊(shu)性,神奇性和廣(guang)泛性,吸引了世界(jie)各(ge)國的(de)(de)許多優(you)秀科學(xue)(xue)(xue)家(jia)紛紛為(wei)之(zhi)努力(li)研究。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)一(yi)般(ban)指納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)(0.1一(yi)100nm)的(de)(de)材料(liao)、設計、制造,測量、控制和產品的(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)主要包括:納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)測量技(ji)術(shu)(shu)(shu):納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)表層物(wu)(wu)理力(li)學(xue)(xue)(xue)性能(neng)的(de)(de)檢測技(ji)術(shu)(shu)(shu):納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)加工(gong)技(ji)術(shu)(shu)(shu);納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)粒子的(de)(de)制備技(ji)術(shu)(shu)(shu);納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材料(liao);納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)生物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue)技(ji)術(shu)(shu)(shu);納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)組裝技(ji)術(shu)(shu)(shu)等(deng)。
納米技(ji)術包含下列四個主要方面:
1、納米(mi)材(cai)(cai)料:當(dang)物(wu)(wu)(wu)質到(dao)納米(mi)尺度(du)以后,大約是在0.1—100納米(mi)這(zhe)(zhe)個范圍空(kong)間,物(wu)(wu)(wu)質的性(xing)能就(jiu)會發生突(tu)變,出現特殊性(xing)能。這(zhe)(zhe)種既具不(bu)同于原來(lai)組成的原子、分子,也不(bu)同于宏(hong)觀的物(wu)(wu)(wu)質的特殊性(xing)能構成的材(cai)(cai)料,即(ji)為納米(mi)材(cai)(cai)料。
如果僅僅是尺度達到(dao)納米,而沒有特殊(shu)性能(neng)的材料,也不能(neng)叫納米材料。
過去,人(ren)們只(zhi)注(zhu)意原子(zi)、分子(zi)或者宇(yu)宙空(kong)間,常常忽略(lve)這(zhe)個中間領域(yu),而這(zhe)個領域(yu)實際上大(da)量(liang)存(cun)在于自然界,只(zhi)是以(yi)前沒有認識到(dao)這(zhe)個尺度范圍的(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。第一(yi)個真(zhen)正認識到(dao)它的(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)并引用納(na)米(mi)概念的(de)是日本科學家,他們在20世紀70年代用蒸發(fa)法制備超微離子(zi),并通(tong)過研究它的(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)發(fa)現:一(yi)個導(dao)電、導(dao)熱的(de)銅、銀(yin)導(dao)體做(zuo)成納(na)米(mi)尺度以(yi)后,它就(jiu)失去原來的(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)質,表現出既不導(dao)電、也不導(dao)熱。磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)材料也是如此(ci),像鐵鈷合(he)金,把(ba)它做(zuo)成大(da)約20—30納(na)米(mi)大(da)小,磁(ci)(ci)疇就(jiu)變成單磁(ci)(ci)疇,它的(de)磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)要比原來高1000倍(bei)。80年代中期,人(ren)們就(jiu)正式把(ba)這(zhe)類材料命名(ming)為納(na)米(mi)材料。
為什么磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)(chou)變成(cheng)單磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)(chou),磁(ci)(ci)(ci)性要(yao)比原(yuan)(yuan)(yuan)來(lai)提高1000倍呢?這(zhe)是(shi)因為,磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)(chou)中(zhong)的(de)單個(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)子排列(lie)的(de)并(bing)不是(shi)很規則(ze),而單原(yuan)(yuan)(yuan)子中(zhong)間是(shi)一個(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)子核,外(wai)則(ze)是(shi)電子繞其旋(xuan)轉(zhuan)的(de)電子,這(zhe)是(shi)形成(cheng)磁(ci)(ci)(ci)性的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)因。但是(shi),變成(cheng)單磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)(chou)后,單個(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)子排列(lie)的(de)很規則(ze),對外(wai)顯(xian)示了強大磁(ci)(ci)(ci)性。
這一(yi)特性,主要(yao)用于(yu)制(zhi)造(zao)微特電機。如(ru)果(guo)將技術發展到一(yi)定的(de)(de)時候(hou),用于(yu)制(zhi)造(zao)磁懸浮,可(ke)以制(zhi)造(zao)出速度更(geng)快、更(geng)穩(wen)定、更(geng)節約(yue)能源的(de)(de)高(gao)速度列車。
2、納(na)(na)米(mi)動力學:主要(yao)是(shi)(shi)微(wei)(wei)機(ji)械和(he)(he)(he)微(wei)(wei)電機(ji),或總(zong)稱(cheng)為(wei)微(wei)(wei)型(xing)電動機(ji)械系統(MEMS),用于(yu)有傳動機(ji)械的(de)微(wei)(wei)型(xing)傳感器和(he)(he)(he)執(zhi)行器、光纖通訊(xun)系統,特種(zhong)(zhong)電子(zi)設備、醫療和(he)(he)(he)診斷(duan)儀(yi)器等(deng).用的(de)是(shi)(shi)一種(zhong)(zhong)類似于(yu)集成電器設計和(he)(he)(he)制(zhi)造的(de)新工(gong)藝。特點(dian)是(shi)(shi)部(bu)件很(hen)小,刻蝕的(de)深度(du)往(wang)往(wang)要(yao)求數十至數百微(wei)(wei)米(mi),而寬(kuan)度(du)誤差很(hen)小。這種(zhong)(zhong)工(gong)藝還(huan)可用于(yu)制(zhi)作三(san)相電動機(ji),用于(yu)超快速離(li)心機(ji)或陀(tuo)螺儀(yi)等(deng)。在(zai)研究方(fang)面還(huan)要(yao)相應(ying)地檢測準原子(zi)尺度(du)的(de)微(wei)(wei)變形和(he)(he)(he)微(wei)(wei)摩擦等(deng)。雖然(ran)它們目前尚未真正進入納(na)(na)米(mi)尺度(du),但有很(hen)大的(de)潛(qian)在(zai)科學價(jia)值(zhi)和(he)(he)(he)經濟(ji)價(jia)值(zhi)。
理論上講:可以使微(wei)電機(ji)和檢測技術(shu)達(da)到納米數量級。
3、納(na)米(mi)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學和納(na)米(mi)藥物(wu)(wu)學:如在云母表(biao)面(mian)用(yong)納(na)米(mi)微粒(li)度的(de)膠體金固(gu)定dna的(de)粒(li)子(zi),在二氧化硅表(biao)面(mian)的(de)叉指形電(dian)極做(zuo)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)分子(zi)間互作用(yong)的(de)試驗,磷脂和脂肪酸(suan)雙層(ceng)平(ping)面(mian)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜,dna的(de)精(jing)細(xi)結構(gou)等。有了納(na)米(mi)技(ji)術,還可用(yong)自組(zu)裝方法在細(xi)胞內放入零件(jian)或組(zu)件(jian)使(shi)構(gou)成新(xin)的(de)材料。新(xin)的(de)藥物(wu)(wu),即使(shi)是微米(mi)粒(li)子(zi)的(de)細(xi)粉,也大約有半數(shu)不溶(rong)于水;但如粒(li)子(zi)為納(na)米(mi)尺度(即超微粒(li)子(zi)),則可溶(rong)于水。
納(na)米生(sheng)物(wu)學發展到一定技術時,可以用納(na)米材料制成(cheng)具有識(shi)別(bie)能力(li)的納(na)米生(sheng)物(wu)細(xi)胞,并可以吸收(shou)癌(ai)細(xi)胞的生(sheng)物(wu)醫藥,注入人體內,可以用于定向殺癌(ai)細(xi)胞。(上面是老錢加注)
4、納(na)米電(dian)(dian)子(zi)學(xue):包括基于(yu)量子(zi)效應(ying)(ying)的(de)(de)(de)納(na)米電(dian)(dian)子(zi)器(qi)件、納(na)米結構的(de)(de)(de)光/電(dian)(dian)性(xing)質(zhi)、納(na)米電(dian)(dian)子(zi)材料的(de)(de)(de)表征,以及原子(zi)操縱和原子(zi)組裝(zhuang)等。當前電(dian)(dian)子(zi)技術的(de)(de)(de)趨勢要求器(qi)件和系統更小、更快、更冷,更小,是(shi)(shi)指響應(ying)(ying)速度要快。更冷是(shi)(shi)指單個器(qi)件的(de)(de)(de)功(gong)耗要小。但(dan)是(shi)(shi)更小并非沒(mei)有限度。納(na)米技術是(shi)(shi)建設者的(de)(de)(de)最后疆界,它的(de)(de)(de)影(ying)響將是(shi)(shi)巨大的(de)(de)(de)。
納(na)米技術(shu)的(de)(de)靈感,來自(zi)于已故(gu)物(wu)理(li)學(xue)(xue)家理(li)查德(de)·費曼1959年(nian)所作的(de)(de)一(yi)次題為(wei)(wei)《在(zai)底部還有很大空間》的(de)(de)演講。這位當(dang)時(shi)在(zai)加州理(li)工(gong)大學(xue)(xue)任教(jiao)的(de)(de)教(jiao)授向同事(shi)們(men)提(ti)出了(le)一(yi)個(ge)新的(de)(de)想法。從(cong)石器時(shi)代開始(shi),人(ren)類從(cong)磨尖(jian)箭頭到光刻芯片的(de)(de)所有技術(shu),都與一(yi)次性(xing)地削(xue)去或者融(rong)合數以(yi)億計的(de)(de)原子以(yi)便把物(wu)質做成(cheng)有用的(de)(de)形態有關。費曼質問(wen)道,為(wei)(wei)什么我(wo)(wo)們(men)不(bu)可以(yi)從(cong)另外一(yi)個(ge)角度出發,從(cong)單個(ge)的(de)(de)分子甚至原子開始(shi)進行組裝,以(yi)達到我(wo)(wo)們(men)的(de)(de)要求?他說:“至少(shao)依(yi)我(wo)(wo)看來,物(wu)理(li)學(xue)(xue)的(de)(de)規律不(bu)排(pai)除(chu)一(yi)個(ge)原子一(yi)個(ge)原子地制造物(wu)品的(de)(de)可能性(xing)。”
70年代,科學家開始從不同(tong)角度提出有關納米科技(ji)的構想(xiang),1974年,科學家谷口(kou)紀男(nan)(Norio Taniguchi)最(zui)早使用納米技(ji)術一(yi)詞描述精(jing)密機械加(jia)工(gong);
1981年,科(ke)學家(jia)發(fa)明(ming)研究納米的重要工具——掃(sao)描(miao)隧道顯微(wei)鏡,為我們揭示一個(ge)可見(jian)的原(yuan)子、分子世界(jie),對納米科(ke)技發(fa)展產生(sheng)了(le)積極(ji)促進作用;
1990年(nian),IBM公司阿爾馬登研究中心的(de)(de)(de)(de)科(ke)(ke)學(xue)家成(cheng)功地對(dui)單個(ge)的(de)(de)(de)(de)原子(zi)(zi)進行了(le)重排(pai),納(na)米(mi)技(ji)(ji)術取得一項關鍵突破。他們(men)使用一種稱為掃描探針的(de)(de)(de)(de)設備慢(man)慢(man)地把35個(ge)原子(zi)(zi)移動到各自的(de)(de)(de)(de)位置,組成(cheng)了(le)IBM三個(ge)字母(mu)。這證明費曼是正確的(de)(de)(de)(de),二個(ge)字母(mu)加起來還(huan)(huan)沒有3個(ge)納(na)米(mi)長(chang)。不久,科(ke)(ke)學(xue)家不僅能(neng)夠操縱單個(ge)的(de)(de)(de)(de)原子(zi)(zi),而且還(huan)(huan)能(neng)夠“噴涂原子(zi)(zi)”。使用分子(zi)(zi)束外延長(chang)生長(chang)技(ji)(ji)術,科(ke)(ke)學(xue)家們(men)學(xue)會了(le)制(zhi)造極薄的(de)(de)(de)(de)特殊晶(jing)體薄膜(mo)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法,每(mei)次只造出(chu)一層(ceng)分子(zi)(zi)。現(xian)代(dai)制(zhi)造計算機硬盤讀(du)寫頭使用的(de)(de)(de)(de)就是這項技(ji)(ji)術。著名物(wu)理(li)學(xue)家、諾貝(bei)爾獎獲得者理(li)查德·費曼預言,人類可(ke)以用小的(de)(de)(de)(de)機器制(zhi)作更小的(de)(de)(de)(de)機器,最(zui)后將變(bian)成(cheng)根據人類意愿,逐個(ge)地排(pai)列(lie)原子(zi)(zi),制(zhi)造產品,這是關于納(na)米(mi)技(ji)(ji)術最(zui)早的(de)(de)(de)(de)夢(meng)想。
1990年7月,第一屆國(guo)際納(na)米(mi)(mi)科學技術會議在美(mei)國(guo)巴爾的(de)摩舉辦,標志(zhi)著納(na)米(mi)(mi)科學技術的(de)正式(shi)誕生;
1991年,碳納(na)米管(guan)被人類發現,它的質量(liang)是相同體積(ji)鋼的六分之一(yi),強度卻是鋼的10倍,成為納(na)米技術研究的熱(re)點(dian),諾貝爾化學獎得主斯莫(mo)利教授(shou)認為,納(na)米碳管(guan)將是未來(lai)最(zui)佳纖(xian)維(wei)的首選材料(liao),也將被廣泛用于超微導(dao)線、超微開關以及納(na)米級(ji)電(dian)子線路等;
1993年,繼1989年美國(guo)(guo)斯坦福大學(xue)搬走原子團“寫”下(xia)斯坦福大學(xue)英文、1990年美國(guo)(guo)國(guo)(guo)際商用機器公司(si)在鎳(nie)表面用35個(ge)氙原子排(pai)出“IBM”之后,中(zhong)國(guo)(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)北京(jing)真空物理實驗室自(zi)如地(di)操縱原子成功寫出“中(zhong)國(guo)(guo)”二(er)字,標(biao)志(zhi)著中(zhong)國(guo)(guo)開(kai)始在國(guo)(guo)際納米科(ke)技領域占有(you)一席之地(di);
1997年(nian),美國科學家(jia)首(shou)次成(cheng)功(gong)(gong)地用單(dan)電(dian)子移動單(dan)電(dian)子,利用這種(zhong)技術可望在2017年(nian)后研制成(cheng)功(gong)(gong)速度和存貯容量(liang)比現在提高成(cheng)千上萬倍的量(liang)子計(ji)算(suan)機;
1999年,巴西(xi)和美國科(ke)學(xue)家(jia)在進(jin)行(xing)納米碳管實驗時發(fa)明了(le)(le)世界上最小的(de)“秤”,它能(neng)夠(gou)稱(cheng)量(liang)(liang)(liang)十(shi)億分之一(yi)(yi)克的(de)物(wu)體,即(ji)相當于一(yi)(yi)個(ge)病(bing)毒的(de)重量(liang)(liang)(liang);此后(hou)不久,德國科(ke)學(xue)家(jia)研制出(chu)能(neng)稱(cheng)量(liang)(liang)(liang)單個(ge)原(yuan)子重量(liang)(liang)(liang)的(de)秤,打破了(le)(le)美國和巴西(xi)科(ke)學(xue)家(jia)聯(lian)合(he)創(chuang)造(zao)的(de)紀(ji)錄(lu);
到1999年,納米技(ji)術逐(zhu)步走(zou)向市場,全(quan)年基于納米產品的營(ying)業額達到500億美元(yuan);
2001年,一些國(guo)(guo)(guo)家紛紛制定相(xiang)關戰略或者計劃,投(tou)入巨資(zi)搶占納米(mi)技術戰略高地(di)。日本設立納米(mi)材料研(yan)究(jiu)中心(xin),把(ba)納米(mi)技術列入新5年科技基本計劃的(de)(de)研(yan)發(fa)重(zhong)點;德國(guo)(guo)(guo)專門建立納米(mi)技術研(yan)究(jiu)網;美國(guo)(guo)(guo)將(jiang)納米(mi)計劃視為下(xia)一次工業革(ge)命的(de)(de)核(he)心(xin),美國(guo)(guo)(guo)政府部門將(jiang)納米(mi)科技基礎(chu)研(yan)究(jiu)方面的(de)(de)投(tou)資(zi)從(cong)1997年的(de)(de)1.16億(yi)美元增加(jia)到(dao)2001年的(de)(de)4.97億(yi)美元。中國(guo)(guo)(guo)也將(jiang)納米(mi)科技列為中國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)“973計劃”進行大(da)(da)力(li)的(de)(de)發(fa)展與(yu)其(qi)相(xiang)關產業的(de)(de)大(da)(da)力(li)扶持。
當前(qian)納米技(ji)(ji)(ji)術的(de)(de)(de)研究(jiu)和(he)應用主要在(zai)材(cai)(cai)(cai)料和(he)制(zhi)備、微電(dian)子和(he)計(ji)(ji)算機技(ji)(ji)(ji)術、醫(yi)學與健(jian)康、航(hang)天(tian)和(he)航(hang)空(kong)、環境和(he)能(neng)源、生物技(ji)(ji)(ji)術和(he)農(nong)產品(pin)等方面。用納米材(cai)(cai)(cai)料制(zhi)作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)器材(cai)(cai)(cai)重量更(geng)輕、硬(ying)度(du)更(geng)強、壽命更(geng)長(chang)、維(wei)修費更(geng)低、設計(ji)(ji)更(geng)方便。利用納米材(cai)(cai)(cai)料還可以制(zhi)作(zuo)(zuo)出特定(ding)性質的(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料或(huo)自(zi)然界不存在(zai)的(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料,制(zhi)作(zuo)(zuo)出生物材(cai)(cai)(cai)料和(he)仿生材(cai)(cai)(cai)料。
1、納米是一種幾何尺(chi)寸(cun)的度(du)量單位,1納米=百萬分之一毫(hao)米。
2、納米技術帶動了技術革命。
3、利(li)用納米技術(shu)制作的藥物(wu)可以阻斷(duan)毛(mao)細血管,“餓死”癌細胞。
4、如果在衛(wei)星上用納米集(ji)成(cheng)器件,衛(wei)星將更(geng)小,更(geng)容易(yi)發射。
5、納米技術是(shi)多(duo)科(ke)學綜合,有些目標需要(yao)長時間的努力才會實(shi)現(xian)。
6、納米技(ji)術和(he)信息(xi)科(ke)學(xue)(xue)技(ji)術、生命科(ke)學(xue)(xue)技(ji)術是(shi)當前(qian)的(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)發展(zhan)主(zhu)流,它們的(de)(de)發展(zhan)將使人類社會、生存環境和(he)科(ke)學(xue)(xue)技(ji)術本身變得更美好。
7、納米(mi)技(ji)術(shu)可以觀察病人身體(ti)中(zhong)的癌細胞病變及情況,可讓醫生對癥下藥。
納米(mi)級測量(liang)技(ji)術(shu)包括:納米(mi)級精度(du)的(de)尺寸和(he)位移的(de)測量(liang),納米(mi)級表(biao)面(mian)形貌的(de)測量(liang)。納米(mi)級測量(liang)技(ji)術(shu)主要有兩個發展(zhan)方向(xiang)。
一是(shi)光干涉(she)測量技術,它(ta)是(shi)利用光的(de)(de)干涉(she)條紋來提高測量的(de)(de)分辨率(lv),其測量方法(fa)有(you):雙頻激光干涉(she)測量法(fa)、光外(wai)差干涉(she)測量法(fa)、X射線干涉(she)測量法(fa)、F一P標準(zhun)工具測量法(fa)等,可(ke)用于長度和(he)位移(yi)的(de)(de)精確測量,也(ye)可(ke)用于表面顯微(wei)形貌(mao)的(de)(de)測量。
二是掃(sao)描探針(zhen)顯(xian)微測(ce)量技術(STM),其基本原理(li)是基于量子力學(xue)的(de)(de)隧(sui)道效應,它的(de)(de)原理(li)是用極(ji)尖的(de)(de)探針(zhen)(或類(lei)似(si)的(de)(de)方法(fa))對被測(ce)表(biao)面進行掃(sao)描(探針(zhen)和(he)被測(ce)表(biao)面實際并不接觸),借(jie)助(zhu)納(na)米級的(de)(de)三維位(wei)移(yi)定(ding)位(wei)控制系統測(ce)出該表(biao)面的(de)(de)三維微觀(guan)立體形(xing)貌。主要用于測(ce)量表(biao)面的(de)(de)微觀(guan)形(xing)貌和(he)尺寸(cun)。
用這原(yuan)理的測(ce)量方法(fa)有:掃描隧道顯(xian)微鏡(jing)(STM)、原(yuan)子力顯(xian)微鏡(jing)(AFM)等。
納米級加工的含意是(shi)達到(dao)納米級精(jing)度(du)的加工技(ji)術。
由于原(yuan)子間(jian)的(de)距離(li)為0.1一(yi)0.3nm,納米(mi)加工(gong)的(de)實(shi)質就(jiu)是要(yao)(yao)(yao)切斷(duan)原(yuan)子間(jian)的(de)結合(he),實(shi)現原(yuan)子或分子的(de)去(qu)除(chu),切斷(duan)原(yuan)子間(jian)結合(he)所需要(yao)(yao)(yao)的(de)能(neng)量,必(bi)然要(yao)(yao)(yao)求超過該物質的(de)原(yuan)子間(jian)結合(he)能(neng),即所播的(de)能(neng)量密度是很大(da)的(de)。用傳統的(de)切削(xue)、磨削(xue)加工(gong)方(fang)法進行納米(mi)級加工(gong)就(jiu)相當困難(nan)了。
截(jie)至2008年納米(mi)(mi)加工(gong)有(you)了很大(da)的突(tu)破,如電(dian)子束光(guang)刻(UGA技(ji)術(shu))加工(gong)超大(da)規模集成電(dian)路時(shi),可實現(xian)0.1μm線(xian)寬的加工(gong):離子刻蝕可實現(xian)微米(mi)(mi)級和納米(mi)(mi)級表層(ceng)材料(liao)的去除(chu):掃描(miao)隧(sui)道(dao)顯微技(ji)術(shu)可實現(xian)單個原(yuan)子的去除(chu)、扭(niu)遷、增添(tian)和原(yuan)子的重(zhong)組。
納米粒子的制備方法(fa)(fa)(fa)很多,可(ke)分為物理方法(fa)(fa)(fa)和化學方法(fa)(fa)(fa)。
真空冷(leng)授(shou)法:用真空蒸發、加熱、高(gao)頻感(gan)應等(deng)方法使原料氣(qi)化或形成等(deng)粒子(zi)體,然后(hou)驟冷(leng)。其特點純度高(gao)、結晶(jing)組織好(hao)、位度可控,但技術設(she)備要求高(gao)。
物理粉碎法(fa):透過機(ji)械粉碎、電火花爆炸(zha)等方法(fa)得到納米粒子。其特點操作簡單、成(cheng)本低,但產晶純度低,順粒分布不均勻(yun)。
機械球磨法:采(cai)用球磨方(fang)法,控(kong)制(zhi)適當(dang)的(de)條件得到純(chun)元素、合(he)金或復合(he)材料的(de)納米(mi)粒子。其特點(dian)操作(zuo)簡(jian)單、成本低,但產(chan)品純(chun)度低,顆粒分布不均勻(yun)。
氣(qi)相沉積法(fa):利用金屬(shu)化合物蒸(zheng)汽的(de)化學反應合成納米材(cai)料。其(qi)特點產品純度(du)高,粒度(du)分布窄。
沉淀(dian)(dian)法:把沉淀(dian)(dian)劑(ji)加(jia)人到鹽(yan)溶(rong)液(ye)中(zhong)反應后,將沉淀(dian)(dian)熱(re)處理得(de)到納米(mi)材料(liao).其特點簡單易行,但純度(du)低,顆(ke)粒半徑大,適(shi)合(he)制備載化物。
水(shui)熱合成法:高溫高壓下在水(shui)溶液或蒸汽等流體中合成,再經分離(li)和(he)熱處理得納米粒(li)子。其特點純(chun)度高,分散性好(hao)、粒(li)度易控(kong)制(zhi)。
溶(rong)(rong)膠(jiao)凝膠(jiao)法:金屬化(hua)合物(wu)(wu)經(jing)溶(rong)(rong)液、溶(rong)(rong)膠(jiao)、凝膠(jiao)而(er)固化(hua),再(zai)經(jing)低沮熱處理(li)而(er)生成(cheng)納米粒子。其特點反應(ying)物(wu)(wu)種多,產物(wu)(wu)顆(ke)粒均一,過程易控(kong)制(zhi),適(shi)于(yu)氧化(hua)物(wu)(wu)和11一VI族化(hua)合物(wu)(wu)的制(zhi)備。
徽(hui)乳液法:兩:互不相溶的(de)溶劑在表(biao)面活性(xing)劑的(de)作用下形成(cheng)乳液,在徽(hui)泡中經(jing)成(cheng)核(he),聚結(jie)、團聚、熱處理后得納米粒(li)子(zi)。其(qi)特點粒(li)子(zi)的(de)單分散(san)和接(jie)口(kou)性(xing)好,11一VI族半(ban)導體(ti)納米粒(li)子(zi)多(duo)用此(ci)法制備(bei)。
水(shui)熱合成法——高(gao)溫高(gao)壓下在水(shui)溶液或蒸(zheng)汽等流(liu)體中合成,再經分離和熱處(chu)理(li)得到納米(mi)粒子。其特點是純度(du)高(gao),分散(san)性好,粒度(du)易控制(zhi)。
自1991年Gleiter等(deng)人率(lv)先制(zhi)得納(na)(na)米(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)以來,經(jing)過10年的發展納(na)(na)米(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)有(you)了長足的進(jin)步。如今納(na)(na)米(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)種(zhong)類較多,按其材(cai)(cai)質分(fen)有(you):金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)陶瓷材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)半導體材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)聚合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)等(deng)等(deng)。納(na)(na)米(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)是(shi)超徽粒材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao),被(bei)稱為“21世紀新材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)”,具有(you)許多特(te)異性能(neng)。
例如(ru)用納(na)(na)米級金(jin)屬(shu)微(wei)粉燒結(jie)成的(de)材料(liao),強(qiang)(qiang)度(du)(du)和硬度(du)(du)大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)高于原來的(de)金(jin)屬(shu),納(na)(na)米金(jin)屬(shu)居然由導電(dian)體變成絕緣體。一(yi)般(ban)的(de)陶(tao)瓷強(qiang)(qiang)度(du)(du)低并且很脆(cui)。但(dan)納(na)(na)米級微(wei)粉燒結(jie)成的(de)陶(tao)瓷不但(dan)強(qiang)(qiang)度(du)(du)高并且有良好的(de)韌(ren)性(xing)。納(na)(na)米材料(liao)的(de)熔(rong)(rong)點(dian)(dian)會(hui)隨(sui)超(chao)細(xi)粉的(de)直徑的(de)減(jian)小而降(jiang)(jiang)(jiang)低。例如(ru)金(jin)的(de)熔(rong)(rong)點(dian)(dian)為1064℃,但(dan)10nm的(de)金(jin)粉熔(rong)(rong)點(dian)(dian)降(jiang)(jiang)(jiang)低到(dao)940℃,snm的(de)金(jin)粉熔(rong)(rong)點(dian)(dian)降(jiang)(jiang)(jiang)低到(dao)830℃,因而燒結(jie)溫度(du)(du)可(ke)以(yi)大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)降(jiang)(jiang)(jiang)低。納(na)(na)米陶(tao)瓷的(de)燒結(jie)溫度(du)(du)大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)低于原來的(de)陶(tao)瓷。納(na)(na)米級的(de)催化劑加入汽油(you)中。可(ke)提高內燃機(ji)的(de)效率。
加入固體燃(ran)料可(ke)(ke)使(shi)火箭的速度加快。藥物制成納米微粉。可(ke)(ke)以注(zhu)射到(dao)血(xue)(xue)管內順利進入微血(xue)(xue)管。
當前(qian)常規的(de)成像技(ji)術只能檢測(ce)到(dao)癌(ai)(ai)癥在(zai)組織(zhi)(zhi)上造(zao)成的(de)可(ke)見的(de)變化,而這(zhe)個時候已經(jing)有數千的(de)癌(ai)(ai)細(xi)胞(bao)生成并且可(ke)能會(hui)轉移(yi)。而且,即使是已經(jing)可(ke)以看到(dao)腫(zhong)瘤了,由于腫(zhong)瘤本身的(de)類別(bie)(惡性(xing)還是良性(xing))和特征,要(yao)確定有效(xiao)的(de)治療方法也還必須通過活(huo)組織(zhi)(zhi)檢查。如(ru)果對癌(ai)(ai)性(xing)細(xi)胞(bao)或者癌(ai)(ai)變前(qian)細(xi)胞(bao)以某種方式(shi)進(jin)行標記,使用傳統(tong)設(she)備即可(ke)檢測(ce)出來(lai)則更有利(li)于癌(ai)(ai)癥的(de)診(zhen)斷。
要實現這一目標有兩個必要條件(jian):某技術(shu)能(neng)夠(gou)特(te)定識(shi)別癌(ai)(ai)性細胞(bao)且能(neng)夠(gou)讓(rang)被識(shi)別的癌(ai)(ai)性細胞(bao)可見(jian)。納米技術(shu)能(neng)夠(gou)滿足這兩點。例如(ru),在金屬(shu)氧化物表面涂覆可特(te)異識(shi)別癌(ai)(ai)性細胞(bao)表面超表達的受體的抗(kang)體。
由(you)于金屬氧(yang)化物(wu)在(zai)核磁共(gong)振成像(MRI)或計算(suan)機斷(duan)層(ceng)掃描(CT)下發出(chu)高(gao)對比度(du)信號,因此一旦進入體內后(hou),這些金屬氧(yang)化物(wu)納(na)米顆粒(li)表(biao)面的抗體選擇性地(di)與癌(ai)性細胞結合,使(shi)檢測儀器可(ke)以(yi)有效地(di)識別(bie)(bie)出(chu)癌(ai)性細胞。同樣地(di),金納(na)米粒(li)也可(ke)以(yi)用于增強在(zai)內窺鏡技術(shu)(shu)中的光散射。納(na)米技術(shu)(shu)能夠(gou)將識別(bie)(bie)癌(ai)癥(zheng)類別(bie)(bie)及不同發展階段的分子(zi)標記可(ke)視(shi)化,讓醫(yi)生能夠(gou)通過傳(chuan)統的成像技術(shu)(shu)看到原(yuan)本檢測不到的細胞和分子(zi)。
在人類(lei)與癌(ai)癥的(de)(de)(de)斗爭中,有一(yi)半的(de)(de)(de)勝利是(shi)得益于早期的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測。納(na)米技(ji)術使得癌(ai)癥的(de)(de)(de)診斷更早更準確,并可用于治(zhi)療(liao)監(jian)測。納(na)米技(ji)術也可以增強甚至(zhi)完全(quan)變革(ge)對組織和(he)體液(ye)中生物(wu)標志物(wu)的(de)(de)(de)篩查。癌(ai)癥與癌(ai)癥之(zhi)間,以及癌(ai)細胞與正(zheng)常細胞之(zhi)間由于各種分子在表達和(he)分布上(shang)的(de)(de)(de)差異而各不相同(tong)。隨著治(zhi)療(liao)技(ji)術的(de)(de)(de)進步,對癌(ai)癥的(de)(de)(de)多個(ge)生物(wu)標志物(wu)進行同(tong)時檢(jian)(jian)測是(shi)確定治(zhi)療(liao)方案時所必(bi)須的(de)(de)(de)。
納(na)米顆粒——例(li)如能夠根據(ju)它們本身大小發出不同(tong)顏(yan)色光(guang)的(de)量(liang)子(zi)點(dian)——可(ke)以(yi)實現同(tong)時檢測多(duo)種標記物(wu)的(de)目(mu)的(de)。包被(bei)有抗(kang)體(ti)的(de)量(liang)子(zi)點(dian)發出的(de)激(ji)發光(guang)信號(hao)可(ke)用(yong)于篩查某些(xie)類型的(de)癌癥(zheng)。不同(tong)顏(yan)色的(de)量(liang)子(zi)點(dian)可(ke)與各種癌癥(zheng)生物(wu)標記物(wu)抗(kang)體(ti)結合,方便腫瘤學家通過所看到的(de)光(guang)譜區分癌細(xi)(xi)胞與健康細(xi)(xi)胞。
由于在納米尺度下(xia)刻蝕技(ji)術已(yi)達(da)到極限,組裝技(ji)術將成為納米科技(ji)的重要(yao)手段(duan),受到人(ren)們很大的重視。
納米組(zu)(zu)裝技(ji)術(shu)就(jiu)是(shi)通過機械(xie)、物(wu)理(li)、化學或(huo)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)方法,把(ba)原子(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)或(huo)者分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)聚集體(ti)進(jin)行(xing)組(zu)(zu)裝,形成(cheng)有(you)功(gong)能(neng)的(de)結構(gou)單元。組(zu)(zu)裝技(ji)術(shu)包括分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)序(xu)(xu)組(zu)(zu)裝技(ji)術(shu),掃(sao)描探針原子(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)搬遷(qian)技(ji)術(shu)以(yi)及(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)組(zu)(zu)裝技(ji)術(shu)。分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)序(xu)(xu)組(zu)(zu)裝是(shi)通過分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)物(wu)理(li)或(huo)化學相(xiang)(xiang)互作用(yong),形成(cheng)有(you)序(xu)(xu)的(de)二維(wei)或(huo)三(san)維(wei)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)體(ti)系(xi)。現(xian)在,分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)序(xu)(xu)組(zu)(zu)裝技(ji)術(shu)及(ji)其應(ying)用(yong)研究(jiu)方面取(qu)得的(de)最新進(jin)展(zhan)(zhan)主要(yao)是(shi)LB膜(mo)研究(jiu)及(ji)有(you)關特性(xing)的(de)發現(xian)。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)大分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)走向(xiang)識別組(zu)(zu)裝。蛋白質、核酸等生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)大分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)組(zu)(zu)裝要(yao)求商密度定取(qu)向(xiang),這(zhe)對(dui)于制備高性(xing)能(neng)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)微感膜(mo)、發展(zhan)(zhan)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)器件(jian),以(yi)及(ji)研究(jiu)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)大分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間相(xiang)(xiang)互作用(yong)是(shi)十分(fen)(fen)重要(yao)的(de)。在進(jin)行(xing)lgG歸生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)大分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)組(zu)(zu)裝過程(cheng)中(zhong),首次利(li)用(yong)抗體(ti)活性(xing)片(pian)斷的(de)識別功(gong)能(neng)進(jin)行(xing)活性(xing)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)大分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)組(zu)(zu)裝。這(zhe)一(yi)重要(yao)的(de)進(jin)展(zhan)(zhan)使得生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)定向(xiang)組(zu)(zu)裝產生(sheng)(sheng)(sheng)了新的(de)突(tu)破。
除(chu)以上幾種組(zu)裝(zhuang)外,在長鏈聚(ju)合物分(fen)子上的(de)有(you)(you)序組(zu)裝(zhuang)、橋連(lian)自組(zu)裝(zhuang)技術(shu)(shu)、有(you)(you)序分(fen)子薄膜的(de)應(ying)用研究等技術(shu)(shu)也(ye)有(you)(you)進(jin)展。采用納(na)米(mi)(mi)(mi)加工技術(shu)(shu)還可以對材料進(jin)行原子量(liang)級加工,使加工技術(shu)(shu)進(jin)人一(yi)個(ge)更(geng)加徽細(xi)的(de)深度(du)。納(na)米(mi)(mi)(mi)結(jie)構自組(zu)裝(zhuang)技術(shu)(shu)的(de)發展,將會使納(na)米(mi)(mi)(mi)機械、納(na)米(mi)(mi)(mi)機電系統(tong)和納(na)米(mi)(mi)(mi)生物學(xue)產生突破性(xing)的(de)飛躍(yue)。
中國(guo)(guo)在納米(mi)領域的(de)科學(xue)發現(xian)和(he)產(chan)(chan)業(ye)化(hua)(hua)研究有一(yi)定(ding)的(de)優勢。現(xian)代同美、日、德等國(guo)(guo)位于國(guo)(guo)際第一(yi)梯隊(dui)的(de)前列(lie)。雖然現(xian)代中國(guo)(guo)己經(jing)建立了一(yi)定(ding)數量的(de)納米(mi)材料生產(chan)(chan)基地,納米(mi)技術(shu)的(de)開發應用也已(yi)經(jing)興起,并(bing)初步實現(xian)了產(chan)(chan)業(ye)化(hua)(hua)。納米(mi)要(yao)實現(xian)大規模、低成本(ben)的(de)產(chan)(chan)業(ye)化(hua)(hua)生產(chan)(chan),還有許多的(de)工作(zuo)要(yao)做,只有依(yi)賴大量的(de)資(zi)金和(he)高科技投人才能換取高額的(de)利潤回報。
納米生(sheng)物學是(shi)以納米尺度研(yan)(yan)究細胞(bao)(bao)內部各種(zhong)細胞(bao)(bao)器(qi)的結構和功能。研(yan)(yan)究細胞(bao)(bao)內部,細胞(bao)(bao)內外之間以及(ji)整個(ge)生(sheng)物體(ti)的物質、能量和信息交換。納米生(sheng)物學的研(yan)(yan)究集中在下列(lie)方(fang)面。
DNA研(yan)究(jiu)在(zai)形貌觀察(cha)、特(te)性(xing)研(yan)究(jiu)和基(ji)因改造三個方面有不少進展。
工作目標是弄清人類(lei)的記(ji)憶、思維,語言和學習這些(xie)高(gao)級神經功能和人腦的信息處理功能。
這是納(na)米生物(wu)學的熱門研究內容。現在取得不少成果(guo)。是納(na)米技術中有希望獲得突破(po)性巨(ju)大(da)成果(guo)的部分。
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)(da)(da)通常(chang)由10種以(yi)(yi)上的(de)蛋白(bai)質群體(ti)組成,其構造如同人工馬(ma)達(da)(da)(da)。由相(xiang)當的(de)定子、轉(zhuan)子、軸承(cheng)、萬向接頭等組成。它的(de)直徑只有3onm,轉(zhuan)速(su)可以(yi)(yi)高達(da)(da)(da)15r/min,可在(zai)(zai)1μs內進(jin)行右轉(zhuan)或左轉(zhuan)的(de)相(xiang)互切換。利(li)用外(wai)部電(dian)場可實(shi)(shi)現加速(su)或減速(su)。轉(zhuan)動(dong)的(de)動(dong)力源,是細(xi)菌內支(zhi)撐馬(ma)達(da)(da)(da)的(de)薄膜內外(wai)的(de)氮氧離子濃度(du)差。實(shi)(shi)驗證(zheng)明。細(xi)菌體(ti)內外(wai)的(de)電(dian)位差也可驅動(dong)鞭毛馬(ma)達(da)(da)(da)。現代人們正(zheng)在(zai)(zai)探(tan)索(suo)設計一種能(neng)用電(dian)位差馭動(dong)的(de)人工鞭毛馬(ma)達(da)(da)(da)驅動(dong)器。
日本三(san)菱公司已(yi)開發出一種能(neng)模擬人眼(yan)處理視覺形(xing)象(xiang)功能(neng)的視網膜芯片。該芯片以砷化稼(jia)半導(dao)體作為片基。每個(ge)(ge)芯片內(nei)含4096個(ge)(ge)傳感元。可(ke)望進(jin)一步用于機器(qi)人。
有人提(ti)出(chu)制(zhi)作類(lei)似環和桿那樣的(de)分(fen)子(zi)機械。把它們(men)裝(zhuang)配起來構(gou)成計算(suan)機的(de)線路單(dan)元(yuan),單(dan)元(yuan)尺寸僅Inm,可組裝(zhuang)成超小型(xing)計算(suan)機,僅有數微米大小,就能達(da)到現代常用計算(suan)機的(de)同等(deng)性能。
在納米結構自組裝(zhuang)復雜(za)徽型機(ji)電系(xi)統制造中,很大(da)的(de)(de)難題是(shi)(shi)系(xi)統中各部件的(de)(de)組裝(zhuang)。系(xi)統愈(yu)先進(jin)、愈(yu)復雜(za),組裝(zhuang)的(de)(de)問題也愈(yu)難解(jie)決(jue)。自然界各種(zhong)生物、生物體(ti)內(nei)的(de)(de)蛋白質(zhi)、DNA、細胞等都是(shi)(shi)極為復雜(za)的(de)(de)結構。它們(men)的(de)(de)生成、組裝(zhuang)都是(shi)(shi)自動進(jin)行的(de)(de)。如(ru)能了解(jie)并(bing)控制生物大(da)分(fen)子的(de)(de)自組裝(zhuang)原理(li),人(ren)類對自然界的(de)(de)認(ren)識和(he)改(gai)造必(bi)然會(hui)上升到(dao)一個全(quan)新(xin)的(de)(de)更(geng)高的(de)(de)水平。
納米(mi)機(ji)器人是根(gen)據分(fen)子(zi)水平的(de)(de)生物學原理(li)為(wei)設計原型,設計制造可(ke)對納米(mi)空間進(jin)行操作的(de)(de)“功能分(fen)子(zi)器件(jian)”,也稱(cheng)分(fen)子(zi)機(ji)器人;而(er)納米(mi)機(ji)器人的(de)(de)研發已成為(wei)當今科技的(de)(de)前沿熱點。
2005年,不少(shao)國家紛紛制定相關戰(zhan)略或者計劃(hua),投(tou)入巨(ju)資搶占納米(mi)機(ji)器人這種新科技的(de)戰(zhan)略高地(di)。《機(ji)器人時代(dai)》月刊日前指出(chu):納米(mi)機(ji)器人潛在用途十分廣泛,其(qi)中特別重要的(de)就是應(ying)用于醫(yi)療和(he)軍事領(ling)域。
每(mei)一(yi)種新科技的(de)出現,似乎都包涵著無限可能(neng)。用不(bu)了多久(jiu),個頭(tou)只有分子大小(xiao)的(de)神(shen)奇(qi)納(na)米(mi)機器人(ren)將源(yuan)源(yuan)不(bu)斷(duan)地進入人(ren)類的(de)日常生活(huo)(huo)。中(zhong)國著名學(xue)者周海中(zhong)教授(shou)在1990年發(fa)表的(de)《論機器人(ren)》一(yi)文中(zhong)就預言:到21世紀(ji)中(zhong)葉,納(na)米(mi)機器人(ren)將徹底改變(bian)人(ren)類的(de)勞動和生活(huo)(huo)方(fang)式。
納(na)(na)米(mi)(mi)雨衣(yi)(yi)(yi)傘(san)(san)(san)是雨傘(san)(san)(san)與雨衣(yi)(yi)(yi)的結合體,納(na)(na)米(mi)(mi)雨傘(san)(san)(san)收傘(san)(san)(san)有三折傘(san)(san)(san)和(he)直(zhi)桿傘(san)(san)(san)的收傘(san)(san)(san)形(xing)態(簡(jian)單(dan)說,收傘(san)(san)(san)時(shi)有長短兩種選擇(ze))。納(na)(na)米(mi)(mi)雨衣(yi)(yi)(yi)可(ke)(ke)由納(na)(na)米(mi)(mi)雨傘(san)(san)(san)轉變而成,納(na)(na)米(mi)(mi)雨衣(yi)(yi)(yi)又不同(tong)于一般的雨衣(yi)(yi)(yi),因(yin)為(wei)納(na)(na)米(mi)(mi)雨衣(yi)(yi)(yi)可(ke)(ke)以(yi)保證從頭到腳絕(jue)對(dui)不濕。因(yin)為(wei)納(na)(na)米(mi)(mi)材料,所以(yi)這(zhe)雨傘(san)(san)(san)可(ke)(ke)以(yi)一甩即干(gan),雨傘(san)(san)(san)轉變為(wei)雨衣(yi)(yi)(yi)后,這(zhe)雨衣(yi)(yi)(yi)也只需(xu)穿著(zhu)時(shi)輕輕一跳也即可(ke)(ke)全干(gan)。
2014年(nian)8月4日,澳大利亞運(yun)用(yong)新(xin)發明的(de)布料,制成一款具有開創性(xing)的(de)T恤(xu)衫,不管人們怎樣嘗試著浸(jin)濕(shi)它(ta),此T恤(xu)都能保持良好的(de)防水(shui)性(xing)能。
這件叫做“騎(qi)士”(The Cavalier)的白色T恤是百(bai)分之(zhi)百(bai)棉質的。雖然表面看起來平淡無奇,但是其布料運用(yong)“疏水”納(na)米技術應用(yong)編(bian)織而成,使得(de)這件T恤能(neng)夠有效防止大部分液(ye)體(ti)和污(wu)漬的浸入。這種T恤可以用(yong)機器清(qing)洗(xi),其防水功能(neng)最多可承(cheng)受80次清(qing)洗(xi)。它的布料有天然自凈(jing)功能(neng),任何(he)附(fu)著在上的污(wu)漬都能(neng)用(yong)水擦洗(xi)或沖干凈(jing)。
和其(qi)他(ta)含有化學物質的防水(shui)應用不(bu)同,T恤仿照的是荷葉的自然疏水(shui)特點。此布料(liao)的發明對于餐館(guan)和咖啡(fei)廳來(lai)說可能(neng)具有革命性的影響。此外,這種布料(liao)還可以運用在醫(yi)療行業(ye)或醫(yi)院等地。
和(he)生(sheng)(sheng)物(wu)技(ji)術一樣,納米科(ke)技(ji)也有很多環(huan)境(jing)和(he)安全問(wen)題(比如(ru)尺寸(cun)小(xiao)是否會避開生(sheng)(sheng)物(wu)的自然防(fang)御系(xi)統,還(huan)有是否能生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)解、毒性副作用如(ru)何等等)。
納(na)米材(cai)料(liao)(包含有(you)(you)納(na)米顆粒(li)的(de)材(cai)料(liao))本身的(de)存在并不是(shi)一種危害(hai)(hai)。只(zhi)有(you)(you)它的(de)一些方(fang)面具有(you)(you)危害(hai)(hai)性,特別是(shi)他們的(de)移(yi)動性和增強的(de)反應性。只(zhi)有(you)(you)某(mou)些納(na)米粒(li)子的(de)某(mou)些方(fang)面對生物或(huo)環境(jing)有(you)(you)害(hai)(hai),我們才面臨一個真的(de)危害(hai)(hai)。
要(yao)討論納米材料對健康和(he)環境的影響,我們(men)必須區分兩類納米結構:
納(na)(na)米(mi)尺寸的(de)粒子被組(zu)裝在(zai)一個基(ji)體、材料或(huo)器(qi)件(jian)上的(de)納(na)(na)米(mi)合(he)成物、納(na)(na)米(mi)表面(mian)結構(gou)或(huo)納(na)(na)米(mi)組(zu)份(電子,光學傳感器(qi)等),又稱為固(gu)定納(na)(na)米(mi)粒子。
“自(zi)由”納米(mi)粒子(zi),不管在生產(chan)的(de)某些步驟中(zhong)存還是直接使用單獨的(de)納米(mi)粒子(zi)。
這(zhe)些自(zi)由納(na)米(mi)(mi)粒子可能是納(na)米(mi)(mi)尺寸的(de)單元素,化合物(wu)(wu),或(huo)是復雜的(de)混合物(wu)(wu),比(bi)如(ru)在一種元素上鍍上另外一張(zhang)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)“鍍膜”納(na)米(mi)(mi)粒子或(huo)叫做“核殼”納(na)米(mi)(mi)粒子。
現代,公認(ren)的(de)觀點(dian)是,雖然我們(men)需要關注有固定納(na)米(mi)粒(li)(li)子(zi)的(de)材料,自由納(na)米(mi)粒(li)(li)子(zi)是最緊迫關心的(de)。
因(yin)為,納(na)米粒(li)子同它們日常的對(dui)應物實在是區(qu)別太大了,它們的有(you)害效(xiao)應不能從已(yi)知毒性推演而來。這樣討論自由(you)納(na)米粒(li)子的健康和環境影(ying)響具有(you)很重要的意義(yi)。
更(geng)加復雜的(de)是,當我們討(tao)論納(na)(na)米(mi)(mi)粒(li)子(zi)(zi)的(de)時候,我們必須知(zhi)道含有(you)(you)的(de)納(na)(na)米(mi)(mi)粒(li)子(zi)(zi)的(de)粉末或(huo)液體幾乎從來不(bu)會(hui)單分(fen)(fen)散化,而(er)是具有(you)(you)一定范圍內許多(duo)不(bu)同(tong)(tong)尺寸。這會(hui)使實驗分(fen)(fen)析更(geng)加復雜,因為大的(de)納(na)(na)米(mi)(mi)粒(li)子(zi)(zi)可能和小(xiao)的(de)有(you)(you)不(bu)同(tong)(tong)的(de)性質。而(er)且(qie),納(na)(na)米(mi)(mi)粒(li)子(zi)(zi)具有(you)(you)聚合(he)的(de)趨(qu)勢(shi),而(er)聚合(he)的(de)納(na)(na)米(mi)(mi)粒(li)子(zi)(zi)具有(you)(you)同(tong)(tong)單個(ge)納(na)(na)米(mi)(mi)粒(li)子(zi)(zi)不(bu)同(tong)(tong)的(de)行為。
納米顆粒進入(ru)(ru)人(ren)體(ti)有四種途(tu)徑:吸(xi)入(ru)(ru),吞咽,從皮膚(fu)吸(xi)收或(huo)在醫(yi)療過程中(zhong)被有意的注入(ru)(ru)(或(huo)由植入(ru)(ru)體(ti)釋放)。一(yi)旦進入(ru)(ru)人(ren)體(ti),它(ta)們具有高度的可移動(dong)性。在一(yi)些(xie)個例中(zhong),它(ta)們甚至能穿越血腦屏(ping)障(zhang)。
納(na)米粒子在(zai)(zai)器(qi)官(guan)中的(de)行為仍然是(shi)需要研究的(de)一(yi)個大(da)課(ke)題。基本上,納(na)米顆粒的(de)行為取決于(yu)它(ta)們(men)(men)的(de)大(da)小,形狀和(he)同(tong)周圍組織(zhi)的(de)相(xiang)互作用活動性。它(ta)們(men)(men)可能引起噬菌細(xi)胞(吞咽并消(xiao)滅外來物質的(de)細(xi)胞)的(de)“過載”,從而(er)(er)引發(fa)防御性的(de)發(fa)燒和(he)降低機(ji)體免疫力。它(ta)們(men)(men)可能因為無法降解(jie)或降解(jie)緩慢,而(er)(er)在(zai)(zai)器(qi)官(guan)里集(ji)聚。還有(you)一(yi)個顧慮是(shi)它(ta)們(men)(men)同(tong)人體中一(yi)些生物過程發(fa)生反(fan)應的(de)潛在(zai)(zai)危(wei)險。由于(yu)極大(da)的(de)表面積,暴(bao)露在(zai)(zai)組織(zhi)和(he)液(ye)體中的(de)納(na)米粒子會立即(ji)吸附他們(men)(men)遇(yu)到(dao)的(de)大(da)分子。這樣會影響(xiang)到(dao)例如(ru)酶和(he)其他蛋白(bai)的(de)調整機(ji)制。
主要(yao)擔心(xin)納米顆粒可能(neng)會(hui)造成(cheng)未知的危害。
納(na)米(mi)技術的(de)(de)使用也存在社會學風險。在儀器的(de)(de)層面(mian),也包括在軍事領域使用納(na)米(mi)技術的(de)(de)可能性。(例如,在MIT士兵納(na)米(mi)技術研(yan)究(jiu)(jiu)所研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)裝備士兵的(de)(de)植入體或(huo)其他手段,同時還有(you)通過納(na)米(mi)探測器增強的(de)(de)監視手段。
在(zai)結構層(ceng)面,納(na)米(mi)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)批(pi)評家們指出(chu)納(na)米(mi)技(ji)(ji)術(shu)打開了一個(ge)由(you)產(chan)權和公司(si)控(kong)制的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)世界。他們指出(chu),就象(xiang)生(sheng)物(wu)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)操控(kong)基因的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力伴隨(sui)著生(sheng)命的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利化一樣(yang),納(na)米(mi)技(ji)(ji)術(shu)操控(kong)分子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)帶來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是物(wu)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利化。過去(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾年里,獲得納(na)米(mi)尺度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利像(xiang)一股淘金熱。2003年,超過800納(na)米(mi)相關的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利權獲得批(pi)準(zhun),這(zhe)個(ge)數(shu)字(zi)每年都在(zai)增長。大公司(si)已經壟(long)斷(duan)了納(na)米(mi)尺度發(fa)明與(yu)發(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利。例(li)如(ru),NEC和IBM這(zhe)兩家大公司(si)持有碳(tan)納(na)米(mi)管這(zhe)一納(na)米(mi)科技(ji)(ji)基石之(zhi)一的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎專(zhuan)(zhuan)利。碳(tan)納(na)米(mi)管具(ju)有廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)用(yong)(yong),并被看好(hao)對從電子和計(ji)算機、到(dao)強化材料(liao)(liao)、到(dao)藥物(wu)釋放和診斷(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)許多工(gong)業領域都有關鍵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)。碳(tan)納(na)米(mi)管很可(ke)能成(cheng)為取代(dai)傳統原材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要工(gong)業交易材料(liao)(liao)。但是,當它們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)途擴張時,任(ren)何想要制造或出(chu)售(shou)碳(tan)納(na)米(mi)管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人(ren),不管應用(yong)(yong)是什么(me),都要先向NEC或者IBM購買(mai)許可(ke)證(zheng)。
高(gao)(gao)級納米(mi)技(ji)術(shu),有時被稱為分(fen)子制(zhi)造,用于描述分(fen)子尺度上的(de)(de)(de)納米(mi)工(gong)(gong)程系統(tong)(納米(mi)機(ji)器)。無數例(li)子證明,億萬年的(de)(de)(de)進化(hua)能夠產生(sheng)(sheng)復雜的(de)(de)(de)、隨機(ji)優化(hua)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物機(ji)器。在(zai)納米(mi)領域(yu)中,我們希望使用仿生(sheng)(sheng)學的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)找到制(zhi)造納米(mi)機(ji)器的(de)(de)(de)捷徑。然(ran)而,K Eric Drexler和(he)其他研究者(zhe)提出(chu):高(gao)(gao)級納米(mi)技(ji)術(shu)雖然(ran)最初會使用仿生(sheng)(sheng)學輔助(zhu)手(shou)段,最終可能會建立在(zai)機(ji)械工(gong)(gong)程的(de)(de)(de)原(yuan)理上。
美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家科學委員會(National Science Board)于西(xi)元2003年(nian)底批準“國(guo)(guo)家納米科技基礎結構網絡計(ji)(ji)劃(hua)(hua)”(National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network,簡稱NNIN),將(jiang)由美國(guo)(guo)13所(suo)大學共同建(jian)構支持(chi)全國(guo)(guo)納米科技與(yu)(yu)(yu)教育的網絡體系(xi)。該計(ji)(ji)劃(hua)(hua)為期5年(nian),于公元2004年(nian)一(yi)月開(kai)始執(zhi)行,將(jiang)提供(gong)整(zheng)體性的全國(guo)(guo)性使用技能以支持(chi)納米尺(chi)度科學工程與(yu)(yu)(yu)技術的研究與(yu)(yu)(yu)教育工作。預估5年(nian)間(jian)至(zhi)少投資700億美元的研究經費。計(ji)(ji)劃(hua)(hua)目的不僅在提供(gong)美國(guo)(guo)研究人員頂尖的實驗儀(yi)器與(yu)(yu)(yu)設備,并能訓練出一(yi)批專精于最先進納米科技的研究人員。
1.美(mei)國發(fa)展(zhan)最新納米(mi)細(xi)胞(bao)制(zhi)造技術(shu)
納米技術可制造出(chu)粒(li)子小于人類血管大小的(de)(de)物(wu)(wu)體,美國國家標準(zhun)與科技協會(NIST)指出(chu)已研究出(chu)一種生產一致的(de)(de),且能夠自行組合(he)的(de)(de)納米細(xi)胞(Nanocells)的(de)(de)方法,以(yi)應用在(zai)封裝壓縮藥(yao)物(wu)(wu)的(de)(de)治療工作上(shang)。這(zhe)種技術當前可被運用在(zai)藥(yao)物(wu)(wu)的(de)(de)包裝技術上(shang),可以(yi)更(geng)精確地確保藥(yao)物(wu)(wu)的(de)(de)用量,未來將運用在(zai)癌癥化(hua)學治療的(de)(de)相(xiang)關技術上(shang)作更(geng)進一步的(de)(de)研究。
納(na)米計劃是公元2005年聯邦跨部會(hui)研(yan)發預算的(de)主軸,達9.8億美元。
2.DNA檢測芯(xin)片的進展
公元(yuan)(yuan)2004年一(yi)(yi)月,美國HP正式對外發表其(qi)用(yong)來快速進行(xing)DNA檢(jian)測的(de)(de)納米級(ji)芯片(pian)。2004年在DNA檢(jian)測上(shang)(shang)采以光學(xue)原(yuan)理(li)為基礎(chu)的(de)(de)“基因微芯片(pian)法”(DNA microarrays)繁復(fu)的(de)(de)檢(jian)測步(bu)(bu)驟,HP團(tuan)隊(dui)改由將(jiang)此繁復(fu)步(bu)(bu)驟交(jiao)由電(dian)路芯片(pian)處理(li);制(zhi)(zhi)作(zuo)上(shang)(shang),DNA檢(jian)測芯片(pian)的(de)(de)傳感元(yuan)(yuan)件(jian)是一(yi)(yi)條利(li)用(yong)電(dian)子束蝕刻(ke)法(electron-beam lithography)與反應性離子蝕刻(ke)法(reactive-ion etching)所(suo)制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)粗細約50納米的(de)(de)納米線(xian)。然就商業(ye)上(shang)(shang)考(kao)量,成(cheng)(cheng)果卻(que)過于高昂,因此研究團(tuan)隊(dui)正發展利(li)用(yong)較便宜的(de)(de)光學(xue)蝕刻(ke)法(optical lithography)以制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)DNA檢(jian)測芯片(pian)元(yuan)(yuan)件(jian)的(de)(de)技術(shu)。
3.地下水污染改(gai)善之研究(jiu)
地下水(shui)(shui)污染是(shi)現(xian)代被廣泛討論的(de)一(yi)項重(zhong)大議題,現(xian)代,美國發表了一(yi)種納(na)(na)米微粒(nanoparticles)技術,在此(ci)微粒中(zhong)心為鐵(tie)(tie)芯(xin)(xin)(iron)而其(qi)外(wai)則(ze)由多層(ceng)聚合(he)物加以包覆(fu),其(qi)中(zhong),內(nei)層(ceng)是(shi)由防(fang)水(shui)(shui)性(xing)極(ji)佳的(de)復合(he)甲基(ji)丙烯(xi)(xi)酸甲脂(zhi)(poly methl methacrylate;PMMA)包覆(fu),而外(wai)層(ceng)則(ze)由親水(shui)(shui)的(de)sulphonated polystyrene進(jin)行包覆(fu)。由于親水(shui)(shui)性(xing)外(wai)層(ceng)使(shi)納(na)(na)米微粒溶于水(shui)(shui),內(nei)層(ceng)防(fang)水(shui)(shui)層(ceng)則(ze)能吸引污染源三(san)氯(lv)乙烯(xi)(xi)(trichloroethylene)。納(na)(na)米微粒中(zhong)的(de)鐵(tie)(tie)芯(xin)(xin)使(shi)得三(san)氯(lv)乙烯(xi)(xi)產生分裂,進(jin)而使(shi)得此(ci)項污染源逐漸分裂成無毒(du)的(de)物質。
4.啟(qi)動癌癥納(na)米科技計劃
為廣泛將納(na)米科技(ji)、癌(ai)(ai)癥(zheng)研究與(yu)分子生物(wu)醫(yi)學相互結合(he),美(mei)國國家癌(ai)(ai)癥(zheng)中心(NCI)提(ti)出了癌(ai)(ai)癥(zheng)納(na)米科技(ji)計(ji)劃(hua)(Cancer Nanotechnology Plan),并將透過院外計(ji)劃(hua)、院內計(ji)劃(hua)與(yu)納(na)米科技(ji)標準實驗室等三方面進行跨(kua)領域工作。計(ji)劃(hua)設(she)定(ding)了六個(ge)挑戰:
預防與控(kong)制癌(ai)癥:發展能(neng)投遞抗癌(ai)藥物(wu)及多重抗癌(ai)疫苗的納米級設備。
早期發現(xian)與(yu)蛋白質(zhi)學:發展(zhan)(zhan)植(zhi)入式早期偵測癌癥生物(wu)標記的(de)(de)設備,并發展(zhan)(zhan)能收集大(da)量生物(wu)標記進行大(da)量分析的(de)(de)平臺性裝置。
影像診斷:發(fa)展可提(ti)高分(fen)辨率到可辨識單獨癌(ai)細胞的(de)影像裝置,以(yi)及將一個腫瘤內部不同組(zu)織來源的(de)細胞加以(yi)區分(fen)的(de)納米裝置。
多(duo)功能(neng)治療設備:開發兼(jian)具診斷與治療的納米裝置。
癌癥(zheng)照護與(yu)生(sheng)活品質提升:開發(fa)改善慢性(xing)癌癥(zheng)所引發(fa)的(de)疼痛、沮喪(sang)、惡心(xin)等癥(zheng)狀,并提供理想性(xing)投藥裝置(zhi)。
跨(kua)領域訓練(lian):訓練(lian)熟悉癌癥(zheng)生物學與納米科技的(de)新一代研究人員(yuan)。
1.歐盟的國際納米科學研究政策
歐(ou)(ou)洲為全球最早(zao)開(kai)始進行納(na)米科(ke)(ke)學研(yan)究的(de)區(qu)域,但由(you)于(yu)當時(shi)并沒有(you)歐(ou)(ou)盟(meng)加以居中協調(diao)與規劃(hua),因(yin)此在(zai)研(yan)究初期因(yin)為缺(que)乏資金援(yuan)助、相關(guan)管理上的(de)支(zhi)援(yuan),同時(shi)因(yin)為面臨(lin)專(zhuan)利取得的(de)問題,導致(zhi)研(yan)究人員(yuan)遭遇許多阻礙(ai),公元2004年五月,歐(ou)(ou)盟(meng)議會(European Commission;EC)對歐(ou)(ou)洲地(di)區(qu)與國(guo)際社會發表一系列有(you)關(guan)于(yu)納(na)米科(ke)(ke)技的(de)專(zhuan)案計劃(hua),以宣示歐(ou)(ou)洲對于(yu)提高(gao)納(na)米科(ke)(ke)技競爭(zheng)力的(de)決心。
歐(ou)盟將其計劃分為(wei)五(wu)個主要區域:研究與(yu)發展(zhan)(R&D)、基(ji)礎建設(she)(infrastructure)、教育與(yu)訓練(education and training)、創新(innovation)以及社會層面(societal dimension)。
根(gen)據預(yu)估,如(ru)歐(ou)盟(meng)(meng)計劃能順(shun)//baike.baidu.com/edit/%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E6%8A%80%E6%9C%AF/144920利推展(zhan),在西(xi)元(yuan)(yuan)(yuan)2010年前將可望為(wei)歐(ou)洲創造(zao)上百億歐(ou)元(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)濟營收。歐(ou)盟(meng)(meng)議(yi)會(hui)也(ye)強(qiang)調提高社會(hui)大(da)眾(zhong)(zhong)對于(yu)納(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)認知(zhi),也(ye)同樣屬于(yu)整體(ti)(ti)納(na)米(mi)(mi)(mi)發展(zhan)計劃的(de)(de)(de)(de)(de)一部分(fen)。另外(wai),公眾(zhong)(zhong)健康、安全、環保問(wen)題(ti)及(ji)(ji)消(xiao)費者保護也(ye)同樣被包含在此項議(yi)題(ti)之中(zhong)。現在,納(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)及(ji)(ji)納(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)(ji)(ji)仍(reng)屬于(yu)新興的(de)(de)(de)(de)(de)R&D領(ling)(ling)域(yu),其所(suo)必(bi)須(xu)解決(jue)與進行(xing)研(yan)究的(de)(de)(de)(de)(de)對象都存在于(yu)原子與分(fen)子的(de)(de)(de)(de)(de)階層(ceng)中(zhong)。納(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)在未(wei)來(lai)幾年內的(de)(de)(de)(de)(de)應用是眾(zhong)(zhong)所(suo)矚目,且(qie)必(bi)將對所(suo)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)科(ke)技(ji)(ji)(ji)產(chan)生(sheng)重大(da)影響。在未(wei)來(lai),納(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)發工(gong)作(zuo)也(ye)將對人體(ti)(ti)保健、食物(wu)、環保研(yan)究、資(zi)訊(xun)科(ke)學(xue)(xue)、安全、新興材料科(ke)學(xue)(xue)及(ji)(ji)能源(yuan)儲存等(deng)領(ling)(ling)域(yu)產(chan)生(sheng)重大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)。西(xi)元(yuan)(yuan)(yuan)2004~2006年歐(ou)盟(meng)(meng)所(suo)進行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)第六(liu)期(qi)架構計劃(FP6)中(zhong),納(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)(ji)(ji)與新興材料研(yan)發的(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)費約為(wei)歐(ou)元(yuan)(yuan)(yuan)13億,而歐(ou)盟(meng)(meng)議(yi)會(hui)也(ye)有(you)意提高經(jing)費并(bing)延長研(yan)究時程(cheng)(由公元(yuan)(yuan)(yuan)2007~2013年)。同時為(wei)凝聚與加強(qiang)所(suo)有(you)歐(ou)盟(meng)(meng)會(hui)員國在納(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究,因此在規劃上歐(ou)盟(meng)(meng)議(yi)會(hui)也(ye)有(you)意召集民(min)間與其他單位的(de)(de)(de)(de)(de)專家凝聚共(gong)識,以強(qiang)化整體(ti)(ti)歐(ou)盟(meng)(meng)在此方(fang)面(mian)研(yan)究領(ling)(ling)域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)力量。
2.創新接繼中(zhong)心(xin)
在公元1995年由(you)歐盟委員會成立“創新接繼中(zhong)(zhong)(zhong)心”(Innovation Relay Centers, IRCs)。這個(ge)的組織和美國(guo)國(guo)家(jia)科(ke)技移轉中(zhong)(zhong)(zhong)心具相同(tong)功能。區域性的創新接繼中(zhong)(zhong)(zhong)心總數近70個(ge),支援(yuan)至少位于30個(ge)國(guo)家(jia)的相關科(ke)技移轉中(zhong)(zhong)(zhong)心。創新接繼中(zhong)(zhong)(zhong)心的目(mu)的,是將有(you)問(wen)題的公司和能提出解(jie)決方法(fa)的公司結合在一(yi)起。歐洲(zhou)多(duo)數的納米科(ke)技公司都可受(shou)到創新接濟中(zhong)(zhong)(zhong)心或(huo)區域創新和科(ke)技移轉策(ce)略計劃的援(yuan)助。
歐洲納米科技計劃接受金援的(de)(de)方式(shi)和(he)美(mei)國(guo)大致相同,有些是屬(shu)于國(guo)家型計劃。歐洲有多(duo)個跨國(guo)研(yan)發(fa)機構,以泛歐工業(ye)研(yan)發(fa)網(wang)絡為(wei)例,其(qi)(qi)專門提供無條件研(yan)發(fa)補助,目的(de)(de)將研(yan)發(fa)成果發(fa)展為(wei)產品。透過(guo)泛歐工業(ye)研(yan)發(fa)網(wang)絡提供的(de)(de)資金補助的(de)(de)國(guo)家包(bao)括(kuo)奧地(di)利(li)、挪威和(he)英國(guo)。其(qi)(qi)他在(zai)比利(li)時、德國(guo)、斯(si)洛伐尼亞(ya)、冰島和(he)以色(se)列還(huan)包(bao)括(kuo)貸款和(he)免償型補助。多(duo)數情(qing)況下,補助金額不超過(guo)計劃完成的(de)(de)所(suo)需總金額的(de)(de)七成,剩余部分多(duo)仰賴(lai)地(di)方政(zheng)府和(he)其(qi)(qi)他有意愿(yuan)者贊助。
1.日本理研(yan)的納米科(ke)學研(yan)究現況
日本理化學研(yan)(yan)(yan)究(jiu)所(RIKEN,簡稱理研(yan)(yan)(yan))系(xi)一跨學門的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)組織,該(gai)所各部門分(fen)布在日本的(de)(de)7個區(qu)(qu)域。RIKEN的(de)(de)主要基地-和光園區(qu)(qu),設置發現研(yan)(yan)(yan)究(jiu)中心(xin)(DRI)、新領域研(yan)(yan)(yan)究(jiu)系(xi)統(FRS)及頭(tou)腦科學中心(xin)(BSI)等3研(yan)(yan)(yan)究(jiu)中心(xin)。RIKEN進(jin)(jin)行(xing)的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)可區(qu)(qu)分(fen)為(wei)三類:DRI主要進(jin)(jin)行(xing)小型但(dan)具(ju)備長程(cheng)觀點的(de)(de)培育研(yan)(yan)(yan)究(jiu)計劃(hua);FRS同樣執行(xing)小型計劃(hua),但(dan)以由(you)上而下的(de)(de)方式,進(jin)(jin)行(xing)較具(ju)動態的(de)(de)中程(cheng)及中等規模(mo)的(de)(de)計劃(hua);至(zhi)(zhi)(zhi)于研(yan)(yan)(yan)究(jiu)中心(xin)則是(shi)進(jin)(jin)行(xing)以目標為(wei)導向的(de)(de)中至(zhi)(zhi)(zhi)長程(cheng)的(de)(de)大型計劃(hua)。RIKEN在西(xi)(xi)元2003會(hui)計年(nian)度下半年(nian)(西(xi)(xi)元2003年(nian)十月至(zhi)(zhi)(zhi)2004年(nian)三月)的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)預算(suan)(suan)共4.748億(yi)美元,全年(nian)預算(suan)(suan)超過9億(yi)美元。
公元1986年起RIKEN開(kai)始從事納米科學(xue)之研究,但(dan)正式的納米科學(xue)計(ji)劃則是(shi)自西(xi)元2002年開(kai)始,初期(qi)選定(ding)有18項的納米科學(xue)計(ji)劃,并(bing)陸續分別(bie)在各研究中心進行。
2.日本提高納米科技預算與(yu)產業(ye)合作(JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION)
日(ri)(ri)(ri)(ri)本科學與(yu)科技(ji)(ji)政策顧(gu)問委員會(Council for Science and Technology Policy)消息指出,日(ri)(ri)(ri)(ri)本在西(xi)(xi)元(yuan)2004年(nian)會計年(nian)度(du)(由4月1日(ri)(ri)(ri)(ri)起(qi))中,納(na)米(mi)科技(ji)(ji)預算(suan)成長(chang)3.1個(ge)(ge)百(bai)分比,達到(dao)(dao)8.8億(yi)美元(yuan)。同時(shi),兩個(ge)(ge)主要負(fu)責日(ri)(ri)(ri)(ri)本納(na)米(mi)科技(ji)(ji)研(yan)(yan)發計劃的(de)政府部(bu)會,其預算(suan)也(ye)都有成長(chang)。負(fu)責推銷即將(jiang)完成的(de)研(yan)(yan)發工作的(de)日(ri)(ri)(ri)(ri)本經濟產業省(Ministry of Economy Trade and Industry, METI),預算(suan)由西(xi)(xi)元(yuan)2003年(nian)的(de)0.97億(yi)美元(yuan)提(ti)升到(dao)(dao)公元(yuan)2004年(nian)的(de)1.1億(yi)美元(yuan)。納(na)米(mi)科技(ji)(ji)與(yu)相(xiang)關原料研(yan)(yan)究被指定為四個(ge)(ge)最高優(you)先項目之一(yi),其他領域包括資訊(xun)與(yu)通(tong)訊(xun)、生命科學與(yu)環境研(yan)(yan)究。
日本(ben)的預(yu)算是經(jing)(jing)由日本(ben)大藏省(Finance Ministry)批準(zhun),再由日本(ben)國會(Japanese Diet)制定為(wei)法律(lv)。日本(ben)文部科學省(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, MEXT)的納米科技研發經(jing)(jing)費,則由2.3億美元成長到2.4億元,將(jiang)著重在(zai)基礎原料研究與新藥物研究計劃上。
1.韓國(guo)的納米科技策略
韓國政(zheng)(zheng)府(fu)已深(shen)切體認到納米科(ke)技(ji)為本世(shi)紀科(ke)技(ji)發(fa)展的戰略制高(gao)點,整合納米技(ji)術與資(zi)訊、生(sheng)物(wu)、材料、能(neng)源、環(huan)境、軍事、航(hang)太領(ling)域之高(gao)新科(ke)技(ji),并(bing)將(jiang)創造(zao)出跨學(xue)門研(yan)究發(fa)新境界。韓國政(zheng)(zheng)府(fu)也(ye)理解到此新興科(ke)技(ji)也(ye)將(jiang)是創造(zao)新產(chan)業(ye)與高(gao)科(ke)技(ji)產(chan)品(pin)(pin)的驅動力(li),納米科(ke)學(xue)與技(ji)術的突破性進展更將(jiang)為人類(lei)能(neng)力(li)、社(she)會(hui)產(chan)出、國家生(sheng)產(chan)力(li)、經濟成長與生(sheng)命品(pin)(pin)質帶來巨幅的改善。
韓(han)國已(yi)宣示在(zai)(zai)公元(yuan)2001至2010年(nian)十年(nian)間投入韓(han)幣2,391兆(zhao)(zhao)元(yuan)(約20億美元(yuan))于納(na)米科技(ji)(ji)的(de)研發(fa),政府投入在(zai)(zai)納(na)米科技(ji)(ji)的(de)經費,公元(yuan)2002年(nian)與2000年(nian)比較,成(cheng)長(chang)約400%。納(na)米國家計劃的(de)主要(yao)目標之(zhi)一為在(zai)(zai)某些競爭性領域取得世界第一并發(fa)展產業成(cheng)長(chang)的(de)利基市場,韓(han)國同時明確的(de)把發(fa)展重點聚(ju)焦于諸如兆(zhao)(zhao)元(yuan)級積(ji)體電子元(yuan)件(jian)等(deng)核(he)心關鍵(jian)技(ji)(ji)術。
“2002年(nian)執行(xing)納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)(ji)術發(fa)(fa)展(zhan)計劃(hua)(hua)”與“納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)結構材料(liao)技(ji)(ji)(ji)(ji)術發(fa)(fa)展(zhan)”、“納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)微機(ji)(ji)電(dian)與制(zhi)造(zao)技(ji)(ji)(ji)(ji)術發(fa)(fa)展(zhan)”等(deng)兩項新領(ling)域(yu)研(yan)究(jiu)計劃(hua)(hua)同步(bu)開始(shi)實施(shi),再加上(shang)納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)領(ling)域(yu)研(yan)究(jiu)計劃(hua)(hua)在未來6~9年(nian)內每年(nian)將投(tou)(tou)入2千萬美(mei)元,在眾多政(zheng)府(fu)研(yan)究(jiu)機(ji)(ji)構林立的(de)Daejoen科(ke)(ke)學城。韓國高等(deng)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)研(yan)究(jiu)院(yuan)(KAIST)于(yu)2001年(nian)設立納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)制(zhi)造(zao)中心,在未來6~9年(nian)內投(tou)(tou)入1.65億美(mei)元,政(zheng)府(fu)調(diao)整(zheng)“2003年(nian)納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)發(fa)(fa)展(zhan)行(xing)動計劃(hua)(hua)”,包(bao)括(kuo):納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)發(fa)(fa)展(zhan)促進法案,其(qi)目的(de)二:一為(wei)建構堅固的(de)納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)核(he)心研(yan)究(jiu)基(ji)(ji)(ji)礎(chu),二為(wei)激勵成(cheng)熟納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)產業化(hua),韓國政(zheng)府(fu)也將配置3.8億美(mei)元(全國納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)經費的(de)19%)于(yu)國家納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)產業化(hua)計劃(hua)(hua),其(qi)中包(bao)括(kuo)產業研(yan)發(fa)(fa)基(ji)(ji)(ji)金與創(chuang)投(tou)(tou)基(ji)(ji)(ji)金。
根據(ju)公元2002年(nian)(nian)韓(han)國專利(li)局報道,納米科(ke)(ke)技(ji)(ji)專利(li)應用數(shu)目無論(lun)在國內(nei)或國外都呈(cheng)現大(da)幅成長,新興納米科(ke)(ke)技(ji)(ji)也在過去(qu)數(shu)年(nian)(nian)間呈(cheng)現可觀地成長,另外根據(ju)韓(han)國商工能源(yuan)部(MOCIE)的統(tong)計,西(xi)元2002年(nian)(nian)納米科(ke)(ke)技(ji)(ji)新創公司也如雨后(hou)春(chun)筍紛紛搶(qiang)搭納米科(ke)(ke)技(ji)(ji)列(lie)車。
2.韓國預(yu)測國際市場(chang)對納米紡織品的需求(qiu)將快(kuai)速增加
韓(han)國(guo)產(chan)業資(zi)源部(bu)預測,今后9年國(guo)際市場對納米紡織品的(de)需(xu)(xu)求(qiu)將會出(chu)現迅速增長(chang)的(de)趨(qu)勢,交易額可望達(da)到近(jin)400億美元。韓(han)國(guo)產(chan)業資(zi)源部(bu)委托韓(han)國(guo)纖維產(chan)業聯合會從西元2004年八(ba)月份開始的(de)三個月內(nei),對國(guo)際市場對納米紡織品的(de)需(xu)(xu)求(qiu)和(he)貿易趨(qu)勢進行研究分析。
韓國(guo)產業資源(yuan)部分析認(ren)為,國(guo)際(ji)(ji)市場(chang)對納(na)米(mi)紡(fang)織(zhi)品(pin)的(de)(de)需(xu)求金額(e)以(yi)150億(yi)美(mei)(mei)(mei)元(yuan)為基準,今后每年(nian)(nian)(nian)將(jiang)遞(di)增10.7%,到(dao)公元(yuan)2007年(nian)(nian)(nian)和(he)2012年(nian)(nian)(nian),國(guo)際(ji)(ji)市場(chang)對納(na)米(mi)紡(fang)織(zhi)品(pin)的(de)(de)需(xu)求金額(e)將(jiang)分別(bie)達到(dao)240億(yi)美(mei)(mei)(mei)元(yuan)和(he)397億(yi)元(yuan)。到(dao)西元(yuan)2012年(nian)(nian)(nian),國(guo)際(ji)(ji)市場(chang)對用于(yu)制藥(yao)、電子和(he)生(sheng)命科學的(de)(de)超高效能過(guo)濾納(na)米(mi)紡(fang)織(zhi)品(pin)的(de)(de)需(xu)求金額(e)將(jiang)達到(dao)96億(yi)美(mei)(mei)(mei)元(yuan),對用于(yu)防生(sheng)化(hua)武(wu)器和(he)體育娛樂的(de)(de)納(na)米(mi)紡(fang)織(zhi)品(pin)的(de)(de)需(xu)求金額(e)將(jiang)達到(dao)26億(yi)美(mei)(mei)(mei)元(yuan),對用于(yu)儲存能源(yuan)的(de)(de)納(na)米(mi)紡(fang)織(zhi)品(pin)的(de)(de)需(xu)求金額(e)將(jiang)達到(dao)205億(yi)美(mei)(mei)(mei)元(yuan)。
韓國對納米紡織(zhi)品的(de)需(xu)(xu)求(qiu)金額(e)為(wei)19億美元,占(zhan)國際(ji)市(shi)場(chang)需(xu)(xu)求(qiu)總額(e)的(de)12.1%。到西元2012年,韓國對納米紡織(zhi)品的(de)需(xu)(xu)求(qiu)金額(e)將達(da)到72億美元,占(zhan)當時(shi)國際(ji)市(shi)場(chang)需(xu)(xu)求(qiu)總額(e)的(de)18.1%。
3.韓國(guo)在納米科技的(de)發展幾乎完全集中在微電(dian)子產業
透過由韓國(guo)科(ke)技部(Ministry of Science and Technology)贊(zan)助的(de)兆(zhao)位(wei)水(shui)平納米設備發展計劃(hua)(Tera-Level Nanodevices Initiatives),韓國(guo)的(de)大(da)學(xue)和(he)產業都專注(zhu)于發展下(xia)一世(shi)代微電子設備,包括具(ju)有兆(zhao)位(wei)元(yuan)(terabit)容(rong)量(liang)的(de)內(nei)存(cun)設備和(he)具(ju)有兆(zhao)赫茲(terahertz)資料(liao)處理速度的(de)元(yuan)件。
韓國最大企業財團之一(yi)的三星(xing)設有一(yi)個先進科(ke)技研(yan)(yan)究(jiu)所(Advanced Institute of Technology),從事微(wei)電子(zi)科(ke)技的研(yan)(yan)究(jiu)和商業化發展。
臺灣自公元1996年以來,國科(ke)會(hui)、經(jing)(jing)濟(ji)部(bu)(bu)(bu)、教育部(bu)(bu)(bu)等部(bu)(bu)(bu)會(hui)已支持許多個別計劃從(cong)事有關于(yu)納(na)米(mi)科(ke)技(ji)的研發,較九(jiu)十(shi)年代的如(ru)教育部(bu)(bu)(bu)的卓越(yue)計劃、國科(ke)會(hui)納(na)米(mi)材料尖端研究計劃、經(jing)(jing)濟(ji)部(bu)(bu)(bu)技(ji)術處納(na)米(mi)技(ji)術環境建構(gou)及其產業應用評估計劃等等。為了(le)有效地運用資源,并整合產官學(xue)研的智慧與力量,以提(ti)升國際競爭力;自西元2000年起(qi),國科(ke)會(hui)即開始規劃推(tui)動(dong)納(na)米(mi)科(ke)技(ji)計劃。
公元(yuan)2000年(nian)12月(yue)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)臺(tai)(tai)灣(wan)地(di)區(qu)行政部(bu)(bu)(bu)門(men)“科(ke)(ke)技(ji)顧(gu)(gu)問會(hui)(hui)議”與(yu)西(xi)元(yuan)2001年(nian)一(yi)月(yue)第六(liu)次“全(quan)(quan)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)科(ke)(ke)學技(ji)術(shu)會(hui)(hui)議”(全(quan)(quan)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)科(ke)(ke)技(ji)會(hui)(hui)議)之(zhi)結(jie)論,均(jun)指出納(na)米科(ke)(ke)技(ji)為(wei)臺(tai)(tai)灣(wan)未來(lai)產業發展重點領域方向,國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)科(ke)(ke)會(hui)(hui)遂(sui)于西(xi)元(yuan)2002年(nian)十一(yi)月(yue)廿一(yi)日成(cheng)立(li)工作小(xiao)組辦(ban)公室(shi),負責(ze)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家型計劃(hua)(hua)之(zhi)規劃(hua)(hua),“納(na)米國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家型科(ke)(ke)技(ji)計劃(hua)(hua)工作小(xiao)組”之(zhi)成(cheng)員(yuan)由(you)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)科(ke)(ke)會(hui)(hui)、臺(tai)(tai)灣(wan)行政部(bu)(bu)(bu)門(men)科(ke)(ke)技(ji)顧(gu)(gu)問組、中(zhong)(zhong)研院、中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)臺(tai)(tai)灣(wan)地(di)區(qu)教育部(bu)(bu)(bu)、工研院、經濟部(bu)(bu)(bu)、臺(tai)(tai)灣(wan)行政部(bu)(bu)(bu)門(men)“原子能(neng)委員(yuan)會(hui)(hui)”及臺(tai)(tai)灣(wan)行政部(bu)(bu)(bu)門(men)環境保護署等單位(wei)共二(er)十五位(wei)代表組成(cheng)。
國(guo)科(ke)會并于公元(yuan)(yuan)(yuan)2002年一(yi)月十五(wu)日召開第(di)一(yi)五(wu)五(wu)次委(wei)員會議(yi),討論“納(na)米國(guo)家(jia)型科(ke)技計劃(hua)”構想(xiang);于西(xi)元(yuan)(yuan)(yuan)2002年六(liu)月第(di)一(yi)五(wu)七次委(wei)員會議(yi)中通過(guo)納(na)米國(guo)家(jia)型科(ke)技計劃(hua)審議(yi),自(zi)西(xi)元(yuan)(yuan)(yuan)2003年一(yi)月正(zheng)式開始推動(dong),并決定自(zi)西(xi)元(yuan)(yuan)(yuan)2003年至西(xi)元(yuan)(yuan)(yuan)2008年間,投入經費新(xin)臺幣231.9億元(yuan)(yuan)(yuan)于納(na)米科(ke)技發展;并于同年九月一(yi)日正(zheng)式成(cheng)立(li)納(na)米國(guo)家(jia)型計劃(hua)辦(ban)公室,執行整體(ti)計劃(hua)之領導、策劃(hua)與管考。
1.“中(zhong)國(guo)實(shi)驗室(shi)國(guo)家(jia)(jia)認(ren)(ren)(ren)可委員(yuan)會”是負責實(shi)驗室(shi)和(he)檢查機構認(ren)(ren)(ren)可及相關工(gong)作的認(ren)(ren)(ren)可機構,為(wei)規范納米產品市場、推動制(zhi)定(ding)相關納米材料(liao)及產品的標準,“國(guo)家(jia)(jia)納米科學(xue)中(zhong)心(xin)”和(he)“中(zhong)國(guo)實(shi)驗室(shi)國(guo)家(jia)(jia)認(ren)(ren)(ren)可委員(yuan)會”會商多次,聯合(he)成立“納米技術專門委員(yuan)會”,掛靠在“國(guo)家(jia)(jia)納米科學(xue)中(zhong)心(xin)”。
2. 中國(guo)政府透過中國(guo)科(ke)學院主(zhu)導眾多納米(mi)科(ke)技(ji)研發計劃,多數強調(diao)半導體制造(zao)技(ji)術和發展以納米(mi)科(ke)技(ji)為基礎的電(dian)子元件,另一是利用納米(mi)材料保存考(kao)古文(wen)物。
已成功發展出(chu)的(de)產品包括新式冷氣(qi)機(ji),其特點為利(li)用創(chuang)新的(de)納米材質。另估計約有(you)兩百家企業(ye)積極從事納米科技產品的(de)商業(ye)化(hua)。
滑鐵盧(lu)大學(xue)是全世界第一所設立(li)以納米(mi)(mi)科(ke)(ke)技工(gong)程為主科(ke)(ke)的大學(xue)。在2005年開始收生并(bing)在2010年開設納米(mi)(mi)科(ke)(ke)技工(gong)程碩士班(ban)。在2012年,將(jiang)會有一座量子納米(mi)(mi)中心。
多(duo)倫多(duo)大(da)學也擁有以納米科技工程為副科的科學工程的大(da)學。
圭爾夫大學則已設(she)立了納米科學.。