小納米 大機會
發布時間:2007/8/28 0:00:00 訪問次數:558
重大影響
納米技術的潛在優勢體現在各個領域,其技術浪潮的沖擊將影響到國家安全和人們生活的方方面面:
———材料與制造: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、強度更大并可編程的材料,創造基于新原理和結構的新器件。
———醫學和衛生:納米技術使人類擴展了表征單個基因組成、測量單個分子性能的能力,將引發臨床學和治療學的革命,促進細胞生物學和病理學基礎研究的發展。利用納米技術可顯著加快基因排序和測定基因表達的過程,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擬態方法生成有生物靈性的納米系統和材料。
———航空與航天探索:納米結構是設計和制造用于飛機、火箭、空間站和行星/太陽探索平臺等的更輕、更強、更穩定的材料的關鍵,它的利用便于完成更多的宇宙探索任務。
———環境與能源:納米技術可用于監測和解決環境問題,開發新的“綠色”處理技術,管理環境和核廢料。利用納米技術可開發新的儲能、節能和清潔能源技術。
———生物技術和農業:利用納米技術可把蛋白質、脂肪等有獨特性能的生物納米材料聚集成為合成材料和器件,模擬生物系統。利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植物免遭昆蟲侵害,并改良動物和植物的基因等。利用納米技術可測試DNA,了解植物的基因排列和表達。
———國家安全:利用納米電子學可建立更復雜的虛擬軍事培訓系統,將納米器件和微器件結合起來可用于控制核安全系統等等。
———科學與教育:納米尺度跨學科研究的高度交叉和綜合性對各學科提出了更高的要求,其研究的動力將增強現有各學科與新興領域間的聯系,改變現有的教育和培訓方式。
此外,納米技術對社會倫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沖擊將遠比上世紀70年代出現的微電子技術大得多,它將影響幾乎所有現代技術領域的創新和技術進步。
競爭態勢
自美國2000年宣布“國家納米技術倡議”以來,國際間已形成納米科技研究開發的熱潮。為了提高國家在全球未來競爭和戰略技術方面的優勢,許多國家已經根據各自的資源特征和戰略需求,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行長期投資:納米科學與工程的長期基礎研究;重大挑戰項目研究;杰出中心和研究網絡;研究基礎設施;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,以保障納米技術的研究開發,應對納米技術帶來的社會影響。
歐盟則瞄準了信息處理和存儲系統方面的納米器件、納米材料等方面的研究。德國看好面向產業的研究開發,將研究精力集中在超薄功能薄膜、光電子領域的應用、最新納米結構的開發、超精細表面測量和納米結構的分析方法上。英國在2003年確定了6個納米技術重點領域:電子與通信、藥品傳遞系統、生物組織工程和藥物移植及器件、納米材料、納米儀器和工具及度量、傳感器和制動器。今年在微納米制造倡議中首次資助25個項目。法國主要瞄準量子信息、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。
日本將研究重點確定在納米材料研究、納米生物技術,并開發用于下一代半導體器件的基礎技術上。經濟產業省近年來在制定納米技術的政策中,強調提升日本產業競爭力和提高生命質量,增強并加速諸如納米制造和測量技術等方面的基礎研究,加速納米技術的商業化,促進國際合作。
實際應用
目前,納米技術正向物理、化學、生物學、新材料、生物技術、農業、環境和能源等諸多領域滲透,取得了重要進展并得到不同程度的應用。美國2002年在硅谷建立了世界上第一條納米芯片生產線。美國康奈爾大學利用納米技術,用晶體硅制作了10微米長、每根弦只有50納米寬、共6根琴弦的世界上最小的吉他,這表明納米電子機械器件的新一代技術的發展。研究人員開發了不受光衍射極限限制的近場光學儲存新技術,表明了超高密度納米光學信息存儲技術的突破。英特爾公司技術開發小組的研究人員經過多年的努力,于今年5月宣布研究成功了一種取代二氧化硅作為門電介質的“high-K”的新材料,有望將半導體集成電路芯片的尺度降低到45納米,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聯手研究開發燃料電池,將未完全利用的軍火的爆炸力轉換為電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。
納米科技的迅猛發展使納米產品日益融入人類的生產和生活。美國國家基金會的一份研究表明,受納米技術影響的產品在2001年后的10—15年估計將超過1萬億美元。目前全球納米技術的年產值已達到500億美元。當然,納米科技在發展中還面臨著很多問題和嚴峻的挑戰,將向著與生物技術、信息
重大影響
納米技術的潛在優勢體現在各個領域,其技術浪潮的沖擊將影響到國家安全和人們生活的方方面面:
———材料與制造: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、強度更大并可編程的材料,創造基于新原理和結構的新器件。
———醫學和衛生:納米技術使人類擴展了表征單個基因組成、測量單個分子性能的能力,將引發臨床學和治療學的革命,促進細胞生物學和病理學基礎研究的發展。利用納米技術可顯著加快基因排序和測定基因表達的過程,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擬態方法生成有生物靈性的納米系統和材料。
———航空與航天探索:納米結構是設計和制造用于飛機、火箭、空間站和行星/太陽探索平臺等的更輕、更強、更穩定的材料的關鍵,它的利用便于完成更多的宇宙探索任務。
———環境與能源:納米技術可用于監測和解決環境問題,開發新的“綠色”處理技術,管理環境和核廢料。利用納米技術可開發新的儲能、節能和清潔能源技術。
———生物技術和農業:利用納米技術可把蛋白質、脂肪等有獨特性能的生物納米材料聚集成為合成材料和器件,模擬生物系統。利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植物免遭昆蟲侵害,并改良動物和植物的基因等。利用納米技術可測試DNA,了解植物的基因排列和表達。
———國家安全:利用納米電子學可建立更復雜的虛擬軍事培訓系統,將納米器件和微器件結合起來可用于控制核安全系統等等。
———科學與教育:納米尺度跨學科研究的高度交叉和綜合性對各學科提出了更高的要求,其研究的動力將增強現有各學科與新興領域間的聯系,改變現有的教育和培訓方式。
此外,納米技術對社會倫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沖擊將遠比上世紀70年代出現的微電子技術大得多,它將影響幾乎所有現代技術領域的創新和技術進步。
競爭態勢
自美國2000年宣布“國家納米技術倡議”以來,國際間已形成納米科技研究開發的熱潮。為了提高國家在全球未來競爭和戰略技術方面的優勢,許多國家已經根據各自的資源特征和戰略需求,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行長期投資:納米科學與工程的長期基礎研究;重大挑戰項目研究;杰出中心和研究網絡;研究基礎設施;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,以保障納米技術的研究開發,應對納米技術帶來的社會影響。
歐盟則瞄準了信息處理和存儲系統方面的納米器件、納米材料等方面的研究。德國看好面向產業的研究開發,將研究精力集中在超薄功能薄膜、光電子領域的應用、最新納米結構的開發、超精細表面測量和納米結構的分析方法上。英國在2003年確定了6個納米技術重點領域:電子與通信、藥品傳遞系統、生物組織工程和藥物移植及器件、納米材料、納米儀器和工具及度量、傳感器和制動器。今年在微納米制造倡議中首次資助25個項目。法國主要瞄準量子信息、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。
日本將研究重點確定在納米材料研究、納米生物技術,并開發用于下一代半導體器件的基礎技術上。經濟產業省近年來在制定納米技術的政策中,強調提升日本產業競爭力和提高生命質量,增強并加速諸如納米制造和測量技術等方面的基礎研究,加速納米技術的商業化,促進國際合作。
實際應用
目前,納米技術正向物理、化學、生物學、新材料、生物技術、農業、環境和能源等諸多領域滲透,取得了重要進展并得到不同程度的應用。美國2002年在硅谷建立了世界上第一條納米芯片生產線。美國康奈爾大學利用納米技術,用晶體硅制作了10微米長、每根弦只有50納米寬、共6根琴弦的世界上最小的吉他,這表明納米電子機械器件的新一代技術的發展。研究人員開發了不受光衍射極限限制的近場光學儲存新技術,表明了超高密度納米光學信息存儲技術的突破。英特爾公司技術開發小組的研究人員經過多年的努力,于今年5月宣布研究成功了一種取代二氧化硅作為門電介質的“high-K”的新材料,有望將半導體集成電路芯片的尺度降低到45納米,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聯手研究開發燃料電池,將未完全利用的軍火的爆炸力轉換為電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。
納米科技的迅猛發展使納米產品日益融入人類的生產和生活。美國國家基金會的一份研究表明,受納米技術影響的產品在2001年后的10—15年估計將超過1萬億美元。目前全球納米技術的年產值已達到500億美元。當然,納米科技在發展中還面臨著很多問題和嚴峻的挑戰,將向著與生物技術、信息