納米技術(shu)(nanotechnology)是用單個原子、分子制(zhi)造物(wu)質的科學技術(shu),研究結構(gou)尺寸在1至100納米范(fan)圍(wei)內材料的性(xing)質和應用。
納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)術(shu)(shu)是(shi)以許多現(xian)代先進科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)術(shu)(shu)為基礎(chu)的科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)術(shu)(shu),它是(shi)動(dong)態科(ke)學(xue)(xue)(xue)(動(dong)態力學(xue)(xue)(xue))和現(xian)代科(ke)學(xue)(xue)(xue)(混沌(dun)物(wu)理(li)、智能量子(zi)、量子(zi)力學(xue)(xue)(xue)、介觀物(wu)理(li)、分(fen)子(zi)生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)(xue))和現(xian)代技(ji)術(shu)(shu)(計(ji)算機技(ji)術(shu)(shu)、微電子(zi)和掃描(miao)隧道顯微鏡技(ji)術(shu)(shu)、核分(fen)析技(ji)術(shu)(shu))結合的產物(wu),納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)術(shu)(shu)又將引發一(yi)系(xi)列(lie)新的科(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)術(shu)(shu),例如:納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)化學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)電子(zi)學(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)加工技(ji)術(shu)(shu)和納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)計(ji)量學(xue)(xue)(xue)等。
納(na)米技(ji)(ji)術(nanotechnology),也稱毫微(wei)技(ji)(ji)術,是研究(jiu)結構尺(chi)寸(cun)在1納(na)米至100納(na)米范(fan)圍內材(cai)料(liao)的性質和應(ying)用(yong)的一(yi)種(zhong)技(ji)(ji)術。1981年掃描隧道顯微(wei)鏡發明(ming)后(hou),誕生了一(yi)門(men)以1到100納(na)米長度為研究(jiu)分子世界,它的最終目標是直(zhi)接以原子或分子來構造具有(you)特定(ding)功能的產品(pin)。因此,納(na)米技(ji)(ji)術其(qi)實就(jiu)是一(yi)種(zhong)用(yong)單個原子、分子制造物質的技(ji)(ji)術。
從迄今為止(zhi)的研究來看,關于納米技術分為三(san)種概念:
第一種,是1986年美國科學家德雷克(ke)斯勒博士在《創(chuang)造的(de)機(ji)器(qi)》一書中提出(chu)的(de)分子(zi)(zi)納米技術(shu)。根(gen)據(ju)這一概念(nian),可以使(shi)組合(he)分子(zi)(zi)的(de)機(ji)器(qi)實用化,從而可以任意組合(he)所(suo)有種類(lei)(lei)的(de)分子(zi)(zi),可以制造出(chu)任何種類(lei)(lei)的(de)分子(zi)(zi)結構。這種概念(nian)的(de)納米技術(shu)還未取得(de)重大(da)進展。
第二(er)種(zhong)概念把納(na)米(mi)技(ji)術(shu)定(ding)位為(wei)微加(jia)工技(ji)術(shu)的(de)極限(xian)。也(ye)就(jiu)是通過納(na)米(mi)精度的(de)"加(jia)工"來人工形成(cheng)(cheng)納(na)米(mi)大小的(de)結構的(de)技(ji)術(shu)。這(zhe)種(zhong)納(na)米(mi)級的(de)加(jia)工技(ji)術(shu),也(ye)使(shi)(shi)半(ban)導(dao)體(ti)微型化即將(jiang)達到極限(xian)。現有(you)技(ji)術(shu)即使(shi)(shi)發展(zhan)下去,從理論上講終將(jiang)會達到限(xian)度,這(zhe)是因為(wei),如(ru)果(guo)把電(dian)(dian)路的(de)線幅逐漸變(bian)小,將(jiang)使(shi)(shi)構成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路的(de)絕緣(yuan)膜變(bian)得極薄,這(zhe)樣將(jiang)破壞絕緣(yuan)效(xiao)果(guo)。此外,還有(you)發熱和晃動等問(wen)題。為(wei)了解決這(zhe)些問(wen)題,研(yan)究人員正在研(yan)究新型的(de)納(na)米(mi)技(ji)術(shu)。
第三種概念(nian)是從生(sheng)(sheng)物的(de)角度出(chu)發而提出(chu)的(de)。本來,生(sheng)(sheng)物在(zai)細胞和生(sheng)(sheng)物膜(mo)內就存在(zai)納(na)米(mi)級的(de)結構。DNA分子(zi)計算機、細胞生(sheng)(sheng)物計算機的(de)開(kai)發,成為納(na)米(mi)生(sheng)(sheng)物技術(shu)的(de)重要內容。
納米(mi)技(ji)術是一門(men)交(jiao)叉性(xing)很強的(de)(de)綜合(he)學科(ke),研究(jiu)的(de)(de)內容涉及現代科(ke)技(ji)的(de)(de)廣闊領域。納米(mi)科(ke)學與(yu)技(ji)術主(zhu)要包括:
納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)體系物理(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)化學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)材料學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)生(sheng)物學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)電子(zi)學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)加工學(xue)(xue)(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)力學(xue)(xue)(xue)(xue)等。這七個(ge)相對獨立(li)又相互(hu)滲透的(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)和納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)材料、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)器(qi)件、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)尺(chi)度的(de)檢測與(yu)表征這三(san)個(ge)研究領域。納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)材料的(de)制備和研究是整個(ge)納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)科(ke)技(ji)(ji)的(de)基礎。其中,納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)物理(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)和納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)化學(xue)(xue)(xue)(xue)是納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)技(ji)(ji)術的(de)理(li)(li)論(lun)基礎,而納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)電子(zi)學(xue)(xue)(xue)(xue)是納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)技(ji)(ji)術最重(zhong)要的(de)內容。
1993年,第一(yi)屆國(guo)際納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)大會(INTC)在美國(guo)召開(kai),將(jiang)納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)劃分為6大分支(zhi):納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)物(wu)理學、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)生物(wu)學、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)化(hua)學、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)電子學、納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)加工技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)計(ji)量(liang)(liang)學,促(cu)進了納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)發展。由于該技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)特殊性(xing),神(shen)奇性(xing)和廣(guang)泛(fan)性(xing),吸引了世界各國(guo)的(de)許多優(you)秀科學家紛紛為之努力研究。納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)一(yi)般指納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級(0.1一(yi)100nm)的(de)材料、設(she)計(ji)、制(zhi)造,測量(liang)(liang)、控(kong)制(zhi)和產品的(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)主要包(bao)括:納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級測量(liang)(liang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu):納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級表層物(wu)理力學性(xing)能的(de)檢測技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu):納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)級加工技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu);納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)粒子的(de)制(zhi)備技(ji)(ji)(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)生物(wu)學技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu);納(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)組裝技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)等。
納(na)米技術(shu)包含下(xia)列(lie)四個主要方面:
1、納(na)米材(cai)料:當(dang)物質到納(na)米尺度以后,大約是在0.1—100納(na)米這個(ge)范圍空(kong)間,物質的(de)性(xing)能就(jiu)會發生(sheng)突變,出現特殊性(xing)能。這種既具不同于原來組(zu)成的(de)原子、分子,也(ye)不同于宏(hong)觀(guan)的(de)物質的(de)特殊性(xing)能構成的(de)材(cai)料,即為納(na)米材(cai)料。
如果僅(jin)僅(jin)是尺度(du)達到納米(mi),而沒有(you)特殊(shu)性(xing)能(neng)的(de)材料(liao),也不(bu)能(neng)叫納米(mi)材料(liao)。
過(guo)去,人們(men)(men)只注意原子、分子或者(zhe)宇宙(zhou)空(kong)間,常常忽略這個中間領(ling)(ling)域(yu),而這個領(ling)(ling)域(yu)實際上大量存(cun)在于自然界,只是以前沒有(you)認識到(dao)(dao)這個尺度范(fan)圍的性能。第一(yi)個真正(zheng)認識到(dao)(dao)它(ta)(ta)(ta)的性能并引(yin)用納(na)米概念的是日本科(ke)學(xue)家,他們(men)(men)在20世(shi)紀70年(nian)代用蒸發(fa)法制備超微離子,并通過(guo)研究(jiu)它(ta)(ta)(ta)的性能發(fa)現(xian):一(yi)個導(dao)電、導(dao)熱的銅、銀導(dao)體(ti)做成納(na)米尺度以后,它(ta)(ta)(ta)就(jiu)(jiu)失去原來(lai)的性質,表現(xian)出既不導(dao)電、也(ye)不導(dao)熱。磁(ci)性材(cai)料也(ye)是如(ru)此(ci),像(xiang)鐵鈷合(he)金,把它(ta)(ta)(ta)做成大約20—30納(na)米大小,磁(ci)疇就(jiu)(jiu)變成單磁(ci)疇,它(ta)(ta)(ta)的磁(ci)性要比原來(lai)高(gao)1000倍(bei)。80年(nian)代中期(qi),人們(men)(men)就(jiu)(jiu)正(zheng)式把這類材(cai)料命(ming)名為納(na)米材(cai)料。
為什(shen)么磁疇(chou)變成單磁疇(chou),磁性要比(bi)原來提高1000倍呢(ni)?這(zhe)是因為,磁疇(chou)中的(de)(de)單個(ge)原子(zi)排(pai)列的(de)(de)并不(bu)是很(hen)規則(ze),而單原子(zi)中間是一個(ge)原子(zi)核(he),外則(ze)是電子(zi)繞其旋轉的(de)(de)電子(zi),這(zhe)是形成磁性的(de)(de)原因。但(dan)是,變成單磁疇(chou)后,單個(ge)原子(zi)排(pai)列的(de)(de)很(hen)規則(ze),對外顯(xian)示了強大磁性。
這(zhe)一(yi)特(te)性,主要(yao)用于制造微(wei)特(te)電(dian)機。如(ru)果將(jiang)技術發展到一(yi)定(ding)(ding)的(de)時(shi)候,用于制造磁(ci)懸浮,可以制造出速(su)度更快、更穩定(ding)(ding)、更節約(yue)能(neng)源的(de)高速(su)度列車。
2、納(na)米動力學:主要是(shi)微機械和(he)微電(dian)(dian)(dian)機,或(huo)總稱為(wei)微型電(dian)(dian)(dian)動機械系(xi)統(MEMS),用于(yu)有(you)傳(chuan)動機械的(de)微型傳(chuan)感器和(he)執行器、光(guang)纖通訊(xun)系(xi)統,特(te)種電(dian)(dian)(dian)子設備、醫療(liao)和(he)診斷儀器等(deng).用的(de)是(shi)一種類似于(yu)集成電(dian)(dian)(dian)器設計和(he)制(zhi)造的(de)新(xin)工藝(yi)。特(te)點(dian)是(shi)部件很小,刻蝕的(de)深度往(wang)往(wang)要求數十至數百微米,而(er)寬度誤(wu)差很小。這(zhe)種工藝(yi)還可用于(yu)制(zhi)作三(san)相(xiang)電(dian)(dian)(dian)動機,用于(yu)超快速離心機或(huo)陀螺(luo)儀等(deng)。在(zai)研究方(fang)面還要相(xiang)應地檢(jian)測準(zhun)原子尺度的(de)微變形和(he)微摩擦等(deng)。雖然(ran)它(ta)們目前尚未真正進入(ru)納(na)米尺度,但有(you)很大(da)的(de)潛在(zai)科學價值和(he)經濟(ji)價值。
理(li)論上講:可(ke)以(yi)使微電機和檢測技術達到納米數量級。
3、納(na)米生物(wu)(wu)學(xue)和(he)納(na)米藥物(wu)(wu)學(xue):如在(zai)云(yun)母表面用納(na)米微粒度的(de)(de)(de)膠體金固定(ding)dna的(de)(de)(de)粒子(zi),在(zai)二(er)氧(yang)化硅(gui)表面的(de)(de)(de)叉指形(xing)電極做(zuo)生物(wu)(wu)分子(zi)間(jian)互作(zuo)用的(de)(de)(de)試驗,磷(lin)脂和(he)脂肪酸雙層平(ping)面生物(wu)(wu)膜(mo),dna的(de)(de)(de)精細(xi)結構(gou)等。有(you)了納(na)米技術,還可用自(zi)組裝方法在(zai)細(xi)胞(bao)內放入零件或組件使構(gou)成新的(de)(de)(de)材料(liao)。新的(de)(de)(de)藥物(wu)(wu),即使是(shi)微米粒子(zi)的(de)(de)(de)細(xi)粉,也大約(yue)有(you)半數不溶于水;但如粒子(zi)為(wei)納(na)米尺度(即超微粒子(zi)),則可溶于水。
納(na)米(mi)生(sheng)物(wu)學發展到一定技術時,可(ke)(ke)以(yi)用納(na)米(mi)材料制成具有識別能力的納(na)米(mi)生(sheng)物(wu)細(xi)胞(bao)(bao),并可(ke)(ke)以(yi)吸收癌細(xi)胞(bao)(bao)的生(sheng)物(wu)醫藥,注入人(ren)體內(nei),可(ke)(ke)以(yi)用于(yu)定向殺(sha)癌細(xi)胞(bao)(bao)。(上面是老(lao)錢加(jia)注)
4、納(na)(na)米(mi)(mi)電(dian)子學:包括基于量子效應(ying)的(de)(de)(de)納(na)(na)米(mi)(mi)電(dian)子器(qi)件、納(na)(na)米(mi)(mi)結構的(de)(de)(de)光/電(dian)性質、納(na)(na)米(mi)(mi)電(dian)子材料的(de)(de)(de)表征(zheng),以(yi)及原子操縱(zong)和(he)原子組裝(zhuang)等。當前(qian)電(dian)子技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)趨(qu)勢要求器(qi)件和(he)系統更(geng)小(xiao)(xiao)、更(geng)快(kuai)、更(geng)冷,更(geng)小(xiao)(xiao),是指響(xiang)應(ying)速(su)度要快(kuai)。更(geng)冷是指單(dan)個(ge)器(qi)件的(de)(de)(de)功耗要小(xiao)(xiao)。但(dan)是更(geng)小(xiao)(xiao)并非沒有限度。納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)是建設者的(de)(de)(de)最后疆(jiang)界,它的(de)(de)(de)影響(xiang)將是巨大的(de)(de)(de)。
納米技術的(de)(de)(de)(de)靈感(gan),來(lai)自于已(yi)故物理(li)(li)(li)學家理(li)(li)(li)查德(de)·費曼(man)1959年所作的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)次題為《在底部還(huan)有(you)(you)很大(da)空(kong)間》的(de)(de)(de)(de)演講。這位當時在加州理(li)(li)(li)工大(da)學任教(jiao)的(de)(de)(de)(de)教(jiao)授向同(tong)事們提出了(le)一(yi)(yi)(yi)個(ge)新的(de)(de)(de)(de)想法。從(cong)(cong)石器(qi)時代開(kai)始,人(ren)類(lei)從(cong)(cong)磨(mo)尖箭頭到(dao)光刻芯片(pian)的(de)(de)(de)(de)所有(you)(you)技術,都與一(yi)(yi)(yi)次性地削去或者融合數(shu)以(yi)億計(ji)的(de)(de)(de)(de)原子(zi)以(yi)便把(ba)物質(zhi)做成有(you)(you)用的(de)(de)(de)(de)形態(tai)有(you)(you)關(guan)。費曼(man)質(zhi)問道,為什么我(wo)們不可(ke)以(yi)從(cong)(cong)另(ling)外一(yi)(yi)(yi)個(ge)角(jiao)度出發,從(cong)(cong)單(dan)個(ge)的(de)(de)(de)(de)分子(zi)甚至(zhi)原子(zi)開(kai)始進行組裝(zhuang),以(yi)達到(dao)我(wo)們的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)?他(ta)說:“至(zhi)少(shao)依我(wo)看(kan)來(lai),物理(li)(li)(li)學的(de)(de)(de)(de)規(gui)律不排除一(yi)(yi)(yi)個(ge)原子(zi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)原子(zi)地制(zhi)造物品的(de)(de)(de)(de)可(ke)能性。”
70年代,科(ke)(ke)學家(jia)開始(shi)從不同角度提出有關(guan)納(na)米(mi)科(ke)(ke)技的構想,1974年,科(ke)(ke)學家(jia)谷口紀男(Norio Taniguchi)最早使用納(na)米(mi)技術一詞描述精密(mi)機械加工;
1981年,科(ke)學(xue)家發明研究納(na)米的重要工(gong)具(ju)——掃描隧(sui)道顯微(wei)鏡(jing),為我們揭(jie)示一個可見的原子(zi)(zi)、分子(zi)(zi)世界(jie),對納(na)米科(ke)技發展產生了積極促進作用;
1990年,IBM公司(si)阿爾(er)馬登研究(jiu)中心的(de)(de)(de)科學(xue)(xue)家(jia)成(cheng)功地對單(dan)個(ge)(ge)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)進行(xing)了(le)重排,納米(mi)(mi)(mi)技術取得一項關(guan)鍵突破(po)。他們(men)使(shi)用(yong)(yong)一種稱為掃描探(tan)針的(de)(de)(de)設備慢慢地把35個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)子(zi)移動到(dao)各(ge)自的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi),組成(cheng)了(le)IBM三個(ge)(ge)字(zi)母。這(zhe)證明費曼是正確(que)的(de)(de)(de),二個(ge)(ge)字(zi)母加起來(lai)還沒有(you)3個(ge)(ge)納米(mi)(mi)(mi)長。不久,科學(xue)(xue)家(jia)不僅能夠(gou)操縱單(dan)個(ge)(ge)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi),而且還能夠(gou)“噴涂(tu)原(yuan)(yuan)子(zi)”。使(shi)用(yong)(yong)分子(zi)束外延長生(sheng)長技術,科學(xue)(xue)家(jia)們(men)學(xue)(xue)會了(le)制(zhi)造極薄的(de)(de)(de)特殊晶體薄膜的(de)(de)(de)方法,每次(ci)只造出(chu)一層分子(zi)。現代制(zhi)造計算機硬盤(pan)讀(du)寫(xie)頭使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)就是這(zhe)項技術。著名物理(li)學(xue)(xue)家(jia)、諾貝爾(er)獎(jiang)獲得者理(li)查德·費曼預言,人(ren)類可以用(yong)(yong)小的(de)(de)(de)機器制(zhi)作更(geng)小的(de)(de)(de)機器,最后將變(bian)成(cheng)根據人(ren)類意愿,逐個(ge)(ge)地排列原(yuan)(yuan)子(zi),制(zhi)造產品,這(zhe)是關(guan)于納米(mi)(mi)(mi)技術最早的(de)(de)(de)夢(meng)想。
1990年7月,第一屆國際納米科學技術會議(yi)在美(mei)國巴爾的(de)摩舉(ju)辦(ban),標志著納米科學技術的(de)正式誕生;
1991年,碳(tan)納(na)米管被人類發現,它的(de)質量是相同體積鋼的(de)六分(fen)之一,強(qiang)度卻是鋼的(de)10倍,成為納(na)米技術研究的(de)熱點,諾貝(bei)爾化學獎得(de)主斯莫利教授認為,納(na)米碳(tan)管將是未來最佳纖維的(de)首選材(cai)料,也將被廣泛用于(yu)超(chao)微(wei)導線、超(chao)微(wei)開關以及納(na)米級電子線路等(deng);
1993年(nian),繼1989年(nian)美國(guo)斯(si)坦(tan)福大(da)學搬走原(yuan)(yuan)子(zi)團(tuan)“寫”下斯(si)坦(tan)福大(da)學英文、1990年(nian)美國(guo)國(guo)際商用機器公司(si)在鎳表面(mian)用35個氙(xian)原(yuan)(yuan)子(zi)排出(chu)(chu)“IBM”之后(hou),中(zhong)(zhong)國(guo)科學院北京真空物理實(shi)驗(yan)室自如地操(cao)縱原(yuan)(yuan)子(zi)成功寫出(chu)(chu)“中(zhong)(zhong)國(guo)”二字,標志著中(zhong)(zhong)國(guo)開始在國(guo)際納(na)米科技領(ling)域(yu)占有一席之地;
1997年,美國科(ke)學家首次成功(gong)地(di)用(yong)單電子移動單電子,利用(yong)這種技術可望在(zai)2017年后(hou)研制成功(gong)速(su)度和(he)存(cun)貯(zhu)容量比現(xian)在(zai)提高(gao)成千(qian)上(shang)萬(wan)倍的(de)量子計(ji)算機;
1999年,巴西(xi)和(he)美(mei)國科學家在(zai)進行納米碳管(guan)實(shi)驗時發明了(le)世界上最(zui)小(xiao)的(de)“秤(cheng)”,它能(neng)夠稱量(liang)(liang)十億分之一克的(de)物體,即相當(dang)于(yu)一個病毒的(de)重(zhong)量(liang)(liang);此(ci)后不久,德國科學家研制(zhi)出能(neng)稱量(liang)(liang)單個原子重(zhong)量(liang)(liang)的(de)秤(cheng),打(da)破(po)了(le)美(mei)國和(he)巴西(xi)科學家聯合(he)創造的(de)紀錄;
到1999年,納米技術逐(zhu)步走向市(shi)場,全年基于(yu)納米產品的營業額達到500億美元(yuan);
2001年(nian),一些國家紛紛制定(ding)相關戰略或者計劃,投(tou)入巨資(zi)搶占納(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)戰略高(gao)地。日本(ben)(ben)設(she)立納(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材料研(yan)究(jiu)(jiu)中心,把納(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)列入新5年(nian)科技(ji)基本(ben)(ben)計劃的(de)(de)(de)研(yan)發重(zhong)點;德(de)國專門建立納(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)(jiu)網;美國將(jiang)(jiang)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)計劃視為下(xia)一次工(gong)業革命的(de)(de)(de)核心,美國政府部門將(jiang)(jiang)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)基礎研(yan)究(jiu)(jiu)方面的(de)(de)(de)投(tou)資(zi)從1997年(nian)的(de)(de)(de)1.16億(yi)美元增加到2001年(nian)的(de)(de)(de)4.97億(yi)美元。中國也(ye)將(jiang)(jiang)納(na)(na)(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)列為中國的(de)(de)(de)“973計劃”進行大(da)力的(de)(de)(de)發展與其相關產(chan)業的(de)(de)(de)大(da)力扶持。
當前納(na)米(mi)技(ji)術的研(yan)究(jiu)和(he)應用(yong)主(zhu)要在材料和(he)制備、微電子和(he)計算機技(ji)術、醫(yi)學(xue)與健(jian)康、航天和(he)航空、環境(jing)和(he)能源、生物(wu)技(ji)術和(he)農產品等(deng)方面。用(yong)納(na)米(mi)材料制作(zuo)的器材重量更輕、硬度更強、壽命更長、維(wei)修費更低(di)、設計更方便。利用(yong)納(na)米(mi)材料還可(ke)以制作(zuo)出特(te)定性質(zhi)的材料或自(zi)然(ran)界(jie)不(bu)存在的材料,制作(zuo)出生物(wu)材料和(he)仿(fang)生材料。
1、納米(mi)是一種幾何(he)尺寸(cun)的度量單位,1納米(mi)=百(bai)萬分(fen)之一毫米(mi)。
2、納米技術(shu)帶動了技術(shu)革命。
3、利用納米技術制作(zuo)的藥(yao)物可(ke)以阻斷毛細血管,“餓(e)死”癌(ai)細胞(bao)。
4、如果在衛星上用納米(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(zong)合(he),有些目標需要長時間的努力(li)才會實(shi)現。
6、納米(mi)技術(shu)和(he)信息科(ke)學技術(shu)、生(sheng)命科(ke)學技術(shu)是當(dang)前的科(ke)學發展主流(liu),它們的發展將(jiang)使人(ren)類社會、生(sheng)存(cun)環境(jing)和(he)科(ke)學技術(shu)本身變得(de)更美好(hao)。
7、納米技術可以(yi)觀察病人身體中的癌細胞病變及(ji)情(qing)況,可讓醫生(sheng)對(dui)癥(zheng)下藥。
納(na)米級(ji)測(ce)(ce)量技(ji)術(shu)包括:納(na)米級(ji)精度(du)的(de)尺寸和(he)位移的(de)測(ce)(ce)量,納(na)米級(ji)表面(mian)形(xing)貌的(de)測(ce)(ce)量。納(na)米級(ji)測(ce)(ce)量技(ji)術(shu)主要有(you)兩個發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)。
一是光干(gan)涉測(ce)量(liang)(liang)技術,它(ta)是利用(yong)(yong)光的(de)(de)(de)干(gan)涉條紋來提高測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)分辨率,其測(ce)量(liang)(liang)方法(fa)有:雙頻(pin)激光干(gan)涉測(ce)量(liang)(liang)法(fa)、光外差干(gan)涉測(ce)量(liang)(liang)法(fa)、X射線干(gan)涉測(ce)量(liang)(liang)法(fa)、F一P標準(zhun)工具測(ce)量(liang)(liang)法(fa)等,可(ke)用(yong)(yong)于長(chang)度和位移(yi)的(de)(de)(de)精(jing)確(que)測(ce)量(liang)(liang),也可(ke)用(yong)(yong)于表面顯微形(xing)貌的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)。
二是掃(sao)描探(tan)針顯微(wei)測量技術(STM),其基本原(yuan)理是基于量子力(li)學的(de)隧道效應(ying),它的(de)原(yuan)理是用極(ji)尖的(de)探(tan)針(或類似的(de)方法)對被測表(biao)(biao)面(mian)進(jin)行掃(sao)描(探(tan)針和被測表(biao)(biao)面(mian)實際并不接觸),借助納米級(ji)的(de)三維(wei)位(wei)移定位(wei)控制系統測出該表(biao)(biao)面(mian)的(de)三維(wei)微(wei)觀(guan)立(li)體形貌(mao)。主要用于測量表(biao)(biao)面(mian)的(de)微(wei)觀(guan)形貌(mao)和尺寸。
用這原理的測(ce)量方(fang)法有(you):掃(sao)描隧道顯(xian)微(wei)鏡(STM)、原子力顯(xian)微(wei)鏡(AFM)等。
納米級加工的含(han)意是達到納米級精度的加工技(ji)術(shu)。
由于(yu)原子(zi)間(jian)的(de)(de)距離(li)為0.1一0.3nm,納米加(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)實(shi)質就(jiu)是(shi)要(yao)切(qie)斷原子(zi)間(jian)的(de)(de)結(jie)合,實(shi)現原子(zi)或分子(zi)的(de)(de)去除,切(qie)斷原子(zi)間(jian)結(jie)合所需要(yao)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang),必然要(yao)求超(chao)過該(gai)物質的(de)(de)原子(zi)間(jian)結(jie)合能(neng)(neng),即所播的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)密度是(shi)很大的(de)(de)。用(yong)傳統(tong)的(de)(de)切(qie)削、磨削加(jia)工(gong)(gong)方法進行納米級加(jia)工(gong)(gong)就(jiu)相當(dang)困難了。
截至(zhi)2008年(nian)納(na)米(mi)加(jia)工(gong)(gong)有(you)了(le)很大的(de)(de)突破,如電子束光刻(UGA技術)加(jia)工(gong)(gong)超大規模集成(cheng)電路(lu)時,可(ke)實現0.1μm線寬的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong):離子刻蝕可(ke)實現微米(mi)級和納(na)米(mi)級表層(ceng)材(cai)料的(de)(de)去除:掃描(miao)隧道顯微技術可(ke)實現單(dan)個原子的(de)(de)去除、扭遷、增(zeng)添和原子的(de)(de)重組(zu)。
納米(mi)粒子的制備方(fang)法很(hen)多,可(ke)分(fen)為物理方(fang)法和化學(xue)方(fang)法。
真(zhen)(zhen)空冷授法:用(yong)真(zhen)(zhen)空蒸發、加(jia)熱(re)、高(gao)頻感(gan)應等方法使原料氣化或形(xing)成等粒子體(ti),然后驟冷。其特點純(chun)度(du)高(gao)、結晶組織好、位度(du)可控,但技術設備要求高(gao)。
物(wu)理(li)粉碎(sui)法(fa):透過機械粉碎(sui)、電火花爆炸等方法(fa)得到納米粒子。其(qi)特點(dian)操作簡單(dan)、成本低,但(dan)產晶純度低,順粒分(fen)布不均(jun)勻。
機械(xie)球磨(mo)法:采(cai)用(yong)球磨(mo)方(fang)法,控制適(shi)當的(de)條件得到純(chun)(chun)元素、合金或復合材(cai)料的(de)納(na)米(mi)粒子。其特點(dian)操作(zuo)簡單、成本低(di),但產品純(chun)(chun)度低(di),顆粒分布不(bu)均勻。
氣相沉積法:利用(yong)金屬化合物(wu)蒸汽的化學反應合成納米材(cai)料。其特點產品純度高(gao),粒度分布窄。
沉(chen)淀法:把沉(chen)淀劑加(jia)人(ren)到(dao)鹽溶液中(zhong)反應后(hou),將沉(chen)淀熱(re)處理得到(dao)納(na)米材料.其特點簡單易行(xing),但(dan)純(chun)度低,顆粒半徑大,適合制備載化物(wu)。
水熱合(he)成(cheng)法:高(gao)溫高(gao)壓(ya)下在水溶(rong)液或蒸(zheng)汽等流體(ti)中合(he)成(cheng),再經分離和(he)熱處理得納(na)米粒子(zi)。其特點純度(du)高(gao),分散性(xing)好、粒度(du)易控制(zhi)。
溶膠(jiao)凝(ning)膠(jiao)法(fa):金屬化(hua)合物經(jing)溶液、溶膠(jiao)、凝(ning)膠(jiao)而固化(hua),再經(jing)低沮熱處(chu)理而生成納米粒子。其特點反(fan)應物種(zhong)多,產物顆粒均一,過程易控制,適于氧化(hua)物和11一VI族化(hua)合物的(de)制備。
徽乳(ru)液法:兩:互(hu)不(bu)相溶的(de)溶劑在(zai)表面活(huo)性劑的(de)作用(yong)下形成乳(ru)液,在(zai)徽泡中經(jing)成核(he),聚結、團聚、熱處理后得納(na)(na)米(mi)粒(li)子(zi)。其特點粒(li)子(zi)的(de)單(dan)分(fen)散和接口性好,11一VI族半(ban)導體納(na)(na)米(mi)粒(li)子(zi)多(duo)用(yong)此(ci)法制備(bei)。
水熱合成(cheng)法——高溫(wen)高壓下在水溶(rong)液(ye)或蒸汽(qi)等流體(ti)中合成(cheng),再經分(fen)離和熱處理得到納(na)米粒子。其特點是純(chun)度高,分(fen)散性好(hao),粒度易(yi)控(kong)制。
自1991年Gleiter等人率(lv)先制得(de)納(na)(na)米(mi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)以來,經過10年的(de)(de)發展納(na)(na)米(mi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)有了長足的(de)(de)進(jin)步。如(ru)今納(na)(na)米(mi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)種類較多(duo),按其材(cai)質分有:金(jin)屬材(cai)料(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)陶瓷材(cai)料(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)半導(dao)體材(cai)料(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)復合材(cai)料(liao)(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)聚合材(cai)料(liao)(liao)(liao)等等。納(na)(na)米(mi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)是超徽粒(li)材(cai)料(liao)(liao)(liao),被稱(cheng)為“21世紀新材(cai)料(liao)(liao)(liao)”,具有許多(duo)特異(yi)性(xing)能。
例如用納(na)(na)米(mi)級(ji)金屬微粉燒(shao)結(jie)成的(de)(de)(de)材料(liao),強度(du)(du)和硬度(du)(du)大大高(gao)于原(yuan)來的(de)(de)(de)金屬,納(na)(na)米(mi)金屬居(ju)然由導電體變成絕緣體。一般的(de)(de)(de)陶瓷強度(du)(du)低(di)(di)并(bing)且很脆。但(dan)納(na)(na)米(mi)級(ji)微粉燒(shao)結(jie)成的(de)(de)(de)陶瓷不但(dan)強度(du)(du)高(gao)并(bing)且有良好(hao)的(de)(de)(de)韌性。納(na)(na)米(mi)材料(liao)的(de)(de)(de)熔點會隨(sui)超細粉的(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)減小而降(jiang)低(di)(di)。例如金的(de)(de)(de)熔點為1064℃,但(dan)10nm的(de)(de)(de)金粉熔點降(jiang)低(di)(di)到940℃,snm的(de)(de)(de)金粉熔點降(jiang)低(di)(di)到830℃,因而燒(shao)結(jie)溫度(du)(du)可以大大降(jiang)低(di)(di)。納(na)(na)米(mi)陶瓷的(de)(de)(de)燒(shao)結(jie)溫度(du)(du)大大低(di)(di)于原(yuan)來的(de)(de)(de)陶瓷。納(na)(na)米(mi)級(ji)的(de)(de)(de)催化劑加入(ru)汽油(you)中。可提高(gao)內燃機的(de)(de)(de)效(xiao)率。
加(jia)入固體燃料可(ke)使火箭的速(su)度(du)加(jia)快。藥物制(zhi)成納(na)米微粉。可(ke)以注射到血管內順利進入微血管。
當(dang)前常規的(de)(de)成(cheng)像技術只能檢(jian)(jian)測到癌癥(zheng)在組(zu)織上造成(cheng)的(de)(de)可(ke)見的(de)(de)變(bian)化,而這個時候已經(jing)有(you)數千的(de)(de)癌細(xi)胞(bao)生成(cheng)并(bing)且可(ke)能會轉移。而且,即(ji)使(shi)是已經(jing)可(ke)以(yi)看到腫(zhong)瘤了,由(you)于腫(zhong)瘤本身(shen)的(de)(de)類別(bie)(惡性(xing)還是良性(xing))和(he)特征,要確定有(you)效(xiao)的(de)(de)治療方(fang)法也(ye)還必須(xu)通過活(huo)組(zu)織檢(jian)(jian)查。如果對癌性(xing)細(xi)胞(bao)或者癌變(bian)前細(xi)胞(bao)以(yi)某種(zhong)方(fang)式進行標(biao)記,使(shi)用傳(chuan)統設(she)備(bei)即(ji)可(ke)檢(jian)(jian)測出(chu)來則更有(you)利于癌癥(zheng)的(de)(de)診(zhen)斷(duan)。
要實現(xian)這(zhe)(zhe)一目(mu)標有兩個(ge)必要條件:某技(ji)術能夠特定識(shi)別(bie)(bie)癌(ai)性(xing)細(xi)胞且能夠讓被識(shi)別(bie)(bie)的(de)癌(ai)性(xing)細(xi)胞可(ke)見。納(na)米(mi)技(ji)術能夠滿(man)足這(zhe)(zhe)兩點。例如,在金屬氧化(hua)物表(biao)(biao)面涂覆(fu)可(ke)特異識(shi)別(bie)(bie)癌(ai)性(xing)細(xi)胞表(biao)(biao)面超表(biao)(biao)達的(de)受體的(de)抗(kang)體。
由(you)于金屬氧化(hua)物在(zai)核磁共振成像(MRI)或計算機斷層掃描(miao)(CT)下發(fa)出高對(dui)比度信(xin)號,因此一旦進入體(ti)內后(hou),這些金屬氧化(hua)物納米顆粒表面的抗體(ti)選(xuan)擇性(xing)地與癌性(xing)細(xi)胞結(jie)合,使(shi)檢(jian)測(ce)(ce)儀器可(ke)以有效地識別出癌性(xing)細(xi)胞。同樣(yang)地,金納米粒也(ye)可(ke)以用于增(zeng)強在(zai)內窺鏡技術中的光散射。納米技術能(neng)夠(gou)將識別癌癥類別及不(bu)同發(fa)展階段的分(fen)子(zi)標記可(ke)視化(hua),讓(rang)醫生能(neng)夠(gou)通(tong)過傳(chuan)統(tong)的成像技術看到(dao)原本檢(jian)測(ce)(ce)不(bu)到(dao)的細(xi)胞和分(fen)子(zi)。
在人類與癌(ai)(ai)癥(zheng)的(de)(de)斗爭中,有(you)一半的(de)(de)勝利是得益(yi)于(yu)(yu)早(zao)期的(de)(de)檢(jian)測(ce)。納米技術(shu)(shu)使得癌(ai)(ai)癥(zheng)的(de)(de)診斷更(geng)早(zao)更(geng)準(zhun)確(que),并(bing)可(ke)用于(yu)(yu)治療(liao)監測(ce)。納米技術(shu)(shu)也(ye)可(ke)以增(zeng)強(qiang)甚(shen)至完全變革(ge)對組(zu)織和(he)體液(ye)中生(sheng)物(wu)標(biao)志物(wu)的(de)(de)篩查。癌(ai)(ai)癥(zheng)與癌(ai)(ai)癥(zheng)之間(jian),以及(ji)癌(ai)(ai)細胞與正常細胞之間(jian)由于(yu)(yu)各種分(fen)子(zi)在表達和(he)分(fen)布(bu)上的(de)(de)差異而各不相同(tong)。隨著治療(liao)技術(shu)(shu)的(de)(de)進(jin)步,對癌(ai)(ai)癥(zheng)的(de)(de)多個生(sheng)物(wu)標(biao)志物(wu)進(jin)行同(tong)時檢(jian)測(ce)是確(que)定治療(liao)方(fang)案時所(suo)必須的(de)(de)。
納米顆粒——例如能夠根據它們本身大(da)小發(fa)出不同顏色光的(de)量(liang)子點(dian)——可(ke)以實現同時檢測(ce)多種標(biao)記(ji)物的(de)目的(de)。包被有抗體的(de)量(liang)子點(dian)發(fa)出的(de)激發(fa)光信(xin)號(hao)可(ke)用于篩查某些類型的(de)癌(ai)癥。不同顏色的(de)量(liang)子點(dian)可(ke)與各(ge)種癌(ai)癥生物標(biao)記(ji)物抗體結合(he),方(fang)便腫(zhong)瘤學家(jia)通過(guo)所看(kan)到的(de)光譜區(qu)分(fen)癌(ai)細(xi)胞與健康細(xi)胞。
由于在納米(mi)尺度下刻蝕技(ji)術已達到極(ji)限,組裝技(ji)術將成為納米(mi)科技(ji)的重要(yao)手段,受到人們很大的重視。
納米組(zu)裝(zhuang)技術(shu)就是通過機械、物(wu)理、化學或生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法,把原子(zi)(zi)、分(fen)子(zi)(zi)或者分(fen)子(zi)(zi)聚(ju)集體(ti)進(jin)行(xing)組(zu)裝(zhuang),形成(cheng)有(you)(you)功能(neng)的(de)(de)(de)(de)結構單元。組(zu)裝(zhuang)技術(shu)包括分(fen)子(zi)(zi)有(you)(you)序(xu)組(zu)裝(zhuang)技術(shu),掃描探針原子(zi)(zi)、分(fen)子(zi)(zi)搬遷技術(shu)以及(ji)生(sheng)物(wu)組(zu)裝(zhuang)技術(shu)。分(fen)子(zi)(zi)有(you)(you)序(xu)組(zu)裝(zhuang)是通過分(fen)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)(de)物(wu)理或化學相互作用,形成(cheng)有(you)(you)序(xu)的(de)(de)(de)(de)二(er)維或三維分(fen)子(zi)(zi)體(ti)系。現(xian)在,分(fen)子(zi)(zi)有(you)(you)序(xu)組(zu)裝(zhuang)技術(shu)及(ji)其應用研(yan)究方(fang)面取得(de)的(de)(de)(de)(de)最新(xin)進(jin)展(zhan)主要是LB膜研(yan)究及(ji)有(you)(you)關特(te)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)發現(xian)。生(sheng)物(wu)大(da)(da)分(fen)子(zi)(zi)走向(xiang)識(shi)別組(zu)裝(zhuang)。蛋白質、核酸等生(sheng)物(wu)活性(xing)(xing)(xing)大(da)(da)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)組(zu)裝(zhuang)要求商(shang)密度(du)定取向(xiang),這對于(yu)制備高性(xing)(xing)(xing)能(neng)生(sheng)物(wu)微(wei)感膜、發展(zhan)生(sheng)物(wu)分(fen)子(zi)(zi)器件,以及(ji)研(yan)究生(sheng)物(wu)大(da)(da)分(fen)子(zi)(zi)之間相互作用是十(shi)分(fen)重要的(de)(de)(de)(de)。在進(jin)行(xing)lgG歸生(sheng)物(wu)大(da)(da)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)組(zu)裝(zhuang)過程中,首次(ci)利用抗體(ti)活性(xing)(xing)(xing)片斷的(de)(de)(de)(de)識(shi)別功能(neng)進(jin)行(xing)活性(xing)(xing)(xing)生(sheng)物(wu)大(da)(da)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)組(zu)裝(zhuang)。這一重要的(de)(de)(de)(de)進(jin)展(zhan)使得(de)生(sheng)物(wu)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)定向(xiang)組(zu)裝(zhuang)產生(sheng)了新(xin)的(de)(de)(de)(de)突破(po)。
除以(yi)上幾種組(zu)裝(zhuang)外,在長鏈聚(ju)合物分(fen)(fen)子上的(de)有(you)序(xu)組(zu)裝(zhuang)、橋連(lian)自(zi)組(zu)裝(zhuang)技(ji)術(shu)、有(you)序(xu)分(fen)(fen)子薄膜的(de)應用研究等(deng)技(ji)術(shu)也有(you)進(jin)展。采用納(na)米加(jia)(jia)(jia)工技(ji)術(shu)還可以(yi)對材料進(jin)行原子量級加(jia)(jia)(jia)工,使(shi)加(jia)(jia)(jia)工技(ji)術(shu)進(jin)人一個更加(jia)(jia)(jia)徽細的(de)深度。納(na)米結構自(zi)組(zu)裝(zhuang)技(ji)術(shu)的(de)發展,將會使(shi)納(na)米機械、納(na)米機電系統(tong)和納(na)米生(sheng)物學產生(sheng)突破性(xing)的(de)飛躍(yue)。
中國(guo)在納米領(ling)域的(de)科(ke)學發現(xian)(xian)和(he)產(chan)(chan)業(ye)化(hua)研究有一定的(de)優勢。現(xian)(xian)代(dai)同美、日、德(de)等(deng)國(guo)位(wei)于國(guo)際第(di)一梯隊的(de)前列。雖然現(xian)(xian)代(dai)中國(guo)己經建立(li)了(le)一定數量的(de)納米材料生產(chan)(chan)基地,納米技術的(de)開發應(ying)用也已(yi)經興起,并(bing)初步(bu)實(shi)現(xian)(xian)了(le)產(chan)(chan)業(ye)化(hua)。納米要實(shi)現(xian)(xian)大規模、低成(cheng)本的(de)產(chan)(chan)業(ye)化(hua)生產(chan)(chan),還有許(xu)多的(de)工(gong)作(zuo)要做,只有依賴(lai)大量的(de)資金和(he)高(gao)科(ke)技投人(ren)才能換取(qu)高(gao)額的(de)利潤回報。
納(na)米生(sheng)物學是以(yi)納(na)米尺度(du)研究(jiu)細胞內(nei)部各種細胞器的(de)(de)結構和(he)功(gong)能(neng)。研究(jiu)細胞內(nei)部,細胞內(nei)外之間以(yi)及整個生(sheng)物體的(de)(de)物質(zhi)、能(neng)量和(he)信息交換(huan)。納(na)米生(sheng)物學的(de)(de)研究(jiu)集中在下列方面(mian)。
DNA研(yan)究在形貌觀察、特性研(yan)究和基因改造三(san)個方面(mian)有(you)不少進展。
工作目(mu)標是弄清(qing)人類(lei)的記憶、思維,語(yu)言和學(xue)習這些高級神經功能和人腦的信(xin)息處理(li)功能。
這是納(na)(na)米生(sheng)物學的(de)熱門研究內容。現在取得不少成果。是納(na)(na)米技術(shu)中有希(xi)望(wang)獲得突(tu)破(po)性巨大成果的(de)部分(fen)。
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)通常由10種以上的(de)(de)蛋白質群體組(zu)成(cheng),其構造如同人(ren)工馬(ma)達(da)。由相當的(de)(de)定子(zi)(zi)、轉(zhuan)子(zi)(zi)、軸承(cheng)、萬向接(jie)頭(tou)等(deng)組(zu)成(cheng)。它(ta)的(de)(de)直徑只有3onm,轉(zhuan)速(su)可(ke)以高達(da)15r/min,可(ke)在1μs內(nei)(nei)進行右轉(zhuan)或左轉(zhuan)的(de)(de)相互切(qie)換。利(li)用(yong)(yong)外部電場可(ke)實(shi)現加速(su)或減(jian)速(su)。轉(zhuan)動(dong)的(de)(de)動(dong)力源,是(shi)細菌(jun)內(nei)(nei)支撐馬(ma)達(da)的(de)(de)薄膜內(nei)(nei)外的(de)(de)氮氧離(li)子(zi)(zi)濃(nong)度差(cha)。實(shi)驗證明。細菌(jun)體內(nei)(nei)外的(de)(de)電位差(cha)也可(ke)驅動(dong)鞭毛馬(ma)達(da)。現代人(ren)們正在探索設計(ji)一種能用(yong)(yong)電位差(cha)馭動(dong)的(de)(de)人(ren)工鞭毛馬(ma)達(da)驅動(dong)器。
日本三菱(ling)公司已開發出一種能模擬人(ren)眼處理視(shi)覺形象(xiang)功能的視(shi)網膜芯片。該芯片以(yi)砷化稼半導體作為片基。每個(ge)芯片內含4096個(ge)傳感元。可望進(jin)一步(bu)用于(yu)機(ji)器(qi)人(ren)。
有人提(ti)出制作類似環和桿那樣的(de)分(fen)子機(ji)(ji)(ji)(ji)械。把它們裝(zhuang)配起來構成(cheng)計算機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)線路單(dan)元,單(dan)元尺(chi)寸僅Inm,可組裝(zhuang)成(cheng)超(chao)小型計算機(ji)(ji)(ji)(ji),僅有數微米大小,就(jiu)能達(da)到現代常用計算機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)同等性能。
在納米結構(gou)(gou)自組(zu)(zu)裝復(fu)雜(za)(za)徽型機電系(xi)統(tong)制(zhi)造中,很大(da)的(de)難(nan)題是系(xi)統(tong)中各(ge)部件的(de)組(zu)(zu)裝。系(xi)統(tong)愈先進、愈復(fu)雜(za)(za),組(zu)(zu)裝的(de)問題也愈難(nan)解決。自然界各(ge)種生物(wu)、生物(wu)體內的(de)蛋白質、DNA、細胞等都是極為復(fu)雜(za)(za)的(de)結構(gou)(gou)。它(ta)們的(de)生成、組(zu)(zu)裝都是自動進行的(de)。如能(neng)了解并控制(zhi)生物(wu)大(da)分子的(de)自組(zu)(zu)裝原理,人類對自然界的(de)認(ren)識和改造必然會上(shang)升到一個全新(xin)的(de)更高的(de)水平。
納米機器人是(shi)根據(ju)分子水平的(de)(de)生物學原(yuan)理為(wei)設計原(yuan)型(xing),設計制(zhi)造可對納米空間進行操作的(de)(de)“功能分子器件”,也稱分子機器人;而納米機器人的(de)(de)研發已成為(wei)當今科技(ji)的(de)(de)前沿熱點(dian)。
2005年(nian),不少(shao)國家紛紛制定相關(guan)戰(zhan)略或者計劃,投(tou)入巨資搶占納(na)米(mi)機(ji)(ji)器(qi)人這種新科技(ji)的(de)戰(zhan)略高地。《機(ji)(ji)器(qi)人時代(dai)》月(yue)刊日前指出:納(na)米(mi)機(ji)(ji)器(qi)人潛在用途十(shi)分廣泛(fan),其中特別重要的(de)就(jiu)是(shi)應用于醫療和軍事領域。
每一(yi)種新科技(ji)的出現,似(si)乎(hu)都包涵著無(wu)限可能(neng)。用不了多久,個頭只有分子大小(xiao)的神奇(qi)納(na)米(mi)(mi)機器(qi)(qi)人(ren)將源源不斷(duan)地(di)進入人(ren)類的日常生活(huo)。中(zhong)國著名學者周海中(zhong)教授在1990年發表的《論機器(qi)(qi)人(ren)》一(yi)文中(zhong)就預言:到21世紀中(zhong)葉,納(na)米(mi)(mi)機器(qi)(qi)人(ren)將徹底改變人(ren)類的勞動和(he)生活(huo)方式。
納(na)(na)(na)米(mi)(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)(yi)傘(san)(san)(san)(san)是雨(yu)(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)(san)(san)與雨(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)(yi)的結合體,納(na)(na)(na)米(mi)(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)(san)(san)收(shou)傘(san)(san)(san)(san)有三折傘(san)(san)(san)(san)和直桿傘(san)(san)(san)(san)的收(shou)傘(san)(san)(san)(san)形(xing)態(簡單說(shuo),收(shou)傘(san)(san)(san)(san)時有長短兩種選擇)。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)(yi)可(ke)(ke)由納(na)(na)(na)米(mi)(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)(san)(san)轉變而(er)成,納(na)(na)(na)米(mi)(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)(yi)又不同(tong)于一(yi)般(ban)的雨(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)(yi),因為納(na)(na)(na)米(mi)(mi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)(yi)可(ke)(ke)以(yi)保證從頭到腳絕對(dui)不濕。因為納(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao),所(suo)以(yi)這雨(yu)(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)(san)(san)可(ke)(ke)以(yi)一(yi)甩即(ji)干,雨(yu)(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)(san)(san)轉變為雨(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)(yi)后,這雨(yu)(yu)(yu)(yu)衣(yi)(yi)也(ye)只需穿著時輕輕一(yi)跳也(ye)即(ji)可(ke)(ke)全(quan)干。
2014年(nian)8月4日,澳大利亞運(yun)用新發明的(de)布料,制成一款(kuan)具有開創性的(de)T恤(xu)(xu)衫,不管人們(men)怎樣嘗(chang)試著浸濕它,此(ci)T恤(xu)(xu)都能(neng)保持良好(hao)的(de)防水性能(neng)。
這(zhe)件(jian)叫做“騎(qi)士”(The Cavalier)的(de)白(bai)色T恤(xu)是百(bai)分(fen)之(zhi)百(bai)棉(mian)質的(de)。雖然表面(mian)看起來平淡(dan)無奇(qi),但(dan)是其布料運用(yong)“疏水”納米(mi)技術(shu)應用(yong)編織而成,使(shi)得這(zhe)件(jian)T恤(xu)能(neng)(neng)夠有效防止大部分(fen)液(ye)體和污漬的(de)浸入。這(zhe)種T恤(xu)可以用(yong)機器(qi)清洗(xi),其防水功(gong)能(neng)(neng)最多可承受80次清洗(xi)。它的(de)布料有天然自(zi)凈功(gong)能(neng)(neng),任(ren)何附著在上(shang)的(de)污漬都能(neng)(neng)用(yong)水擦(ca)洗(xi)或(huo)沖干凈。
和(he)(he)其他含有化學物質的(de)防水應用不同(tong),T恤仿(fang)照(zhao)的(de)是荷(he)葉的(de)自(zi)然疏水特點。此(ci)布(bu)料的(de)發明對(dui)于(yu)餐館和(he)(he)咖啡廳來(lai)說可(ke)能具有革(ge)命(ming)性的(de)影響。此(ci)外,這種(zhong)布(bu)料還可(ke)以運用在(zai)醫療行業或醫院等地。
和生(sheng)物(wu)技術(shu)一(yi)樣,納米科技也有(you)很多環境和安全問題(比如(ru)尺寸(cun)小(xiao)是(shi)否(fou)會避開生(sheng)物(wu)的自然(ran)防御系統,還有(you)是(shi)否(fou)能生(sheng)物(wu)降(jiang)解、毒性副作用如(ru)何等等)。
納(na)(na)米材(cai)料(包含有(you)納(na)(na)米顆粒的(de)材(cai)料)本身的(de)存(cun)在并不是(shi)一(yi)種危害(hai)(hai)。只有(you)它的(de)一(yi)些方(fang)(fang)面(mian)具有(you)危害(hai)(hai)性(xing)(xing),特別(bie)是(shi)他們(men)的(de)移動性(xing)(xing)和增強(qiang)的(de)反(fan)應性(xing)(xing)。只有(you)某些納(na)(na)米粒子的(de)某些方(fang)(fang)面(mian)對生物(wu)或環境有(you)害(hai)(hai),我們(men)才面(mian)臨一(yi)個真的(de)危害(hai)(hai)。
要討論納米材(cai)料對健(jian)康和環境的影響,我們必(bi)須(xu)區分兩類納米結構:
納(na)(na)(na)米(mi)(mi)尺寸的粒子被(bei)組(zu)裝(zhuang)在一個基體、材料或(huo)器件上的納(na)(na)(na)米(mi)(mi)合成物、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)表面結構或(huo)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)組(zu)份(電子,光學傳感器等),又稱為固定納(na)(na)(na)米(mi)(mi)粒子。
“自由”納米粒(li)子,不管在生產的某些步驟中存還是直接使用單獨的納米粒(li)子。
這些(xie)自(zi)由納(na)(na)(na)米(mi)粒子(zi)可能是納(na)(na)(na)米(mi)尺(chi)寸的單元(yuan)素(su),化合物,或是復雜的混合物,比如(ru)在(zai)一(yi)種元(yuan)素(su)上鍍上另(ling)外一(yi)張物質的“鍍膜(mo)”納(na)(na)(na)米(mi)粒子(zi)或叫(jiao)做(zuo)“核殼”納(na)(na)(na)米(mi)粒子(zi)。
現代,公認(ren)的觀點(dian)是,雖然我們需要(yao)關(guan)注有固定納米(mi)粒(li)子的材料(liao),自由納米(mi)粒(li)子是最緊迫關(guan)心(xin)的。
因(yin)為,納米粒子同它們日常的(de)對應物實在(zai)是區別太大(da)了,它們的(de)有害效應不能從已(yi)知毒性推演(yan)而來(lai)。這樣討論自(zi)由納米粒子的(de)健康和環(huan)境(jing)影響(xiang)具有很重(zhong)要(yao)的(de)意義。
更加復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)是,當我(wo)(wo)們(men)討論納(na)(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)時候,我(wo)(wo)們(men)必須知(zhi)道含有的(de)(de)(de)納(na)(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)粉末或液體幾乎(hu)從來不(bu)會單分散化,而是具(ju)有一定(ding)范圍內許多不(bu)同尺(chi)寸(cun)。這會使實驗分析更加復(fu)雜(za),因為大的(de)(de)(de)納(na)(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)可能和小的(de)(de)(de)有不(bu)同的(de)(de)(de)性質。而且,納(na)(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)具(ju)有聚(ju)合的(de)(de)(de)趨勢,而聚(ju)合的(de)(de)(de)納(na)(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)具(ju)有同單個納(na)(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)不(bu)同的(de)(de)(de)行為。
納米(mi)顆粒進入(ru)人(ren)體有(you)四種途徑:吸(xi)入(ru),吞咽,從皮(pi)膚吸(xi)收或在(zai)醫(yi)療(liao)過程中(zhong)(zhong)被有(you)意的(de)注入(ru)(或由植入(ru)體釋放)。一旦進入(ru)人(ren)體,它們具(ju)有(you)高度的(de)可移動性。在(zai)一些(xie)個(ge)例中(zhong)(zhong),它們甚(shen)至能穿越(yue)血腦屏障。
納(na)米粒(li)子在器官中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)行(xing)為(wei)仍然是需(xu)要研究的(de)(de)一個大(da)課題。基本(ben)上,納(na)米顆(ke)粒(li)的(de)(de)行(xing)為(wei)取決于(yu)它(ta)們的(de)(de)大(da)小(xiao),形狀和(he)(he)同周圍(wei)組(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)相互作(zuo)用活動性。它(ta)們可能引起噬(shi)菌細(xi)胞(吞咽并(bing)消滅外來物質的(de)(de)細(xi)胞)的(de)(de)“過載(zai)”,從而引發防(fang)御性的(de)(de)發燒和(he)(he)降(jiang)低機體(ti)免疫力。它(ta)們可能因為(wei)無法降(jiang)解或降(jiang)解緩(huan)慢,而在器官里(li)集(ji)聚。還有一個顧慮是它(ta)們同人體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)一些生物過程發生反應的(de)(de)潛在危險。由于(yu)極大(da)的(de)(de)表面積,暴(bao)露在組(zu)(zu)織(zhi)和(he)(he)液(ye)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)納(na)米粒(li)子會立(li)即吸附他們遇到的(de)(de)大(da)分子。這(zhe)樣會影(ying)響(xiang)到例如酶和(he)(he)其他蛋白的(de)(de)調整機制。
主要擔心納米(mi)顆粒可能會造成未知(zhi)的危害。
納米技術的使(shi)(shi)用也存在社會學風險。在儀(yi)器(qi)的層面,也包括在軍事領域(yu)使(shi)(shi)用納米技術的可能性。(例如,在MIT士兵(bing)納米技術研究(jiu)(jiu)所研究(jiu)(jiu)的裝(zhuang)備士兵(bing)的植入(ru)體(ti)或其他手(shou)(shou)段,同時還有通過(guo)納米探(tan)測器(qi)增強(qiang)的監視手(shou)(shou)段。
在結構層面(mian),納米(mi)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)批評(ping)家們指出(chu)納米(mi)技(ji)術(shu)打開了一個由(you)產權和(he)公司(si)控(kong)制的(de)(de)(de)(de)(de)新世界。他們指出(chu),就(jiu)象(xiang)生物技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)(cao)控(kong)基(ji)因的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力伴隨(sui)著生命的(de)(de)(de)(de)(de)專利(li)(li)化(hua)一樣,納米(mi)技(ji)術(shu)操(cao)(cao)控(kong)分子的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)帶來的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)物質的(de)(de)(de)(de)(de)專利(li)(li)化(hua)。過去的(de)(de)(de)(de)(de)幾年(nian)里,獲得納米(mi)尺度的(de)(de)(de)(de)(de)專利(li)(li)像一股(gu)淘(tao)金(jin)熱。2003年(nian),超過800納米(mi)相關的(de)(de)(de)(de)(de)專利(li)(li)權獲得批準(zhun),這個數(shu)字(zi)每年(nian)都(dou)在增長。大公司(si)已經壟斷了納米(mi)尺度發明與發現的(de)(de)(de)(de)(de)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)專利(li)(li)。例(li)如,NEC和(he)IBM這兩家大公司(si)持有碳(tan)(tan)納米(mi)管(guan)(guan)這一納米(mi)科(ke)技(ji)基(ji)石之一的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎專利(li)(li)。碳(tan)(tan)納米(mi)管(guan)(guan)具(ju)有廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)運用(yong),并被看好對(dui)從(cong)電子和(he)計(ji)算機、到(dao)強(qiang)化(hua)材(cai)料、到(dao)藥物釋放和(he)診斷的(de)(de)(de)(de)(de)許多工業領域都(dou)有關鍵的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)。碳(tan)(tan)納米(mi)管(guan)(guan)很可(ke)能(neng)成(cheng)為取代傳統原(yuan)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)主要工業交易材(cai)料。但是(shi),當它們的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)途擴張時,任何想要制造或出(chu)售碳(tan)(tan)納米(mi)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)人(ren),不管(guan)(guan)應用(yong)是(shi)什么(me),都(dou)要先(xian)向NEC或者IBM購買許可(ke)證。
高(gao)級納(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術,有時被(bei)稱為分子(zi)制造,用于描(miao)述分子(zi)尺度上的(de)(de)納(na)米(mi)(mi)工程系(xi)統(tong)(納(na)米(mi)(mi)機器)。無數例子(zi)證明,億萬年的(de)(de)進化(hua)能夠產(chan)生復雜的(de)(de)、隨機優(you)化(hua)的(de)(de)生物機器。在(zai)納(na)米(mi)(mi)領(ling)域(yu)中(zhong),我(wo)們希(xi)望使用仿生學(xue)的(de)(de)方法找(zhao)到(dao)制造納(na)米(mi)(mi)機器的(de)(de)捷徑(jing)。然而,K Eric Drexler和其他研(yan)究者(zhe)提出(chu):高(gao)級納(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術雖然最初會(hui)使用仿生學(xue)輔助手段,最終可能會(hui)建立(li)在(zai)機械工程的(de)(de)原理上。
美(mei)國(guo)(guo)國(guo)(guo)家(jia)(jia)科(ke)學(xue)委員會(National Science Board)于(yu)西元(yuan)(yuan)2003年(nian)(nian)底批準“國(guo)(guo)家(jia)(jia)納米(mi)科(ke)技基礎(chu)結構網(wang)絡計劃”(National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network,簡(jian)稱NNIN),將(jiang)由(you)美(mei)國(guo)(guo)13所(suo)大(da)學(xue)共同建構支持全(quan)國(guo)(guo)納米(mi)科(ke)技與(yu)(yu)(yu)教育(yu)的(de)網(wang)絡體系。該(gai)計劃為期(qi)5年(nian)(nian),于(yu)公元(yuan)(yuan)2004年(nian)(nian)一月開始(shi)執行,將(jiang)提供整(zheng)體性的(de)全(quan)國(guo)(guo)性使(shi)用技能(neng)以支持納米(mi)尺度科(ke)學(xue)工程(cheng)與(yu)(yu)(yu)技術的(de)研究(jiu)與(yu)(yu)(yu)教育(yu)工作。預估5年(nian)(nian)間至(zhi)少投資700億(yi)美(mei)元(yuan)(yuan)的(de)研究(jiu)經(jing)費(fei)。計劃目(mu)的(de)不僅(jin)在(zai)提供美(mei)國(guo)(guo)研究(jiu)人員頂尖(jian)的(de)實驗儀器與(yu)(yu)(yu)設備,并能(neng)訓練出一批專精于(yu)最先進納米(mi)科(ke)技的(de)研究(jiu)人員。
1.美(mei)國發展(zhan)最(zui)新納米細胞制(zhi)造(zao)技術
納米(mi)技術可制(zhi)造出粒子小(xiao)于(yu)人類(lei)血管(guan)大小(xiao)的(de)物(wu)(wu)體(ti),美國(guo)國(guo)家標(biao)準與(yu)科技協會(NIST)指出已(yi)研究出一種生產一致的(de),且能夠(gou)自行組合的(de)納米(mi)細胞(bao)(Nanocells)的(de)方(fang)法,以(yi)(yi)應用(yong)(yong)(yong)在封裝壓縮藥(yao)(yao)物(wu)(wu)的(de)治(zhi)療工作上。這種技術當前可被運用(yong)(yong)(yong)在藥(yao)(yao)物(wu)(wu)的(de)包裝技術上,可以(yi)(yi)更(geng)精確地確保藥(yao)(yao)物(wu)(wu)的(de)用(yong)(yong)(yong)量,未來(lai)將運用(yong)(yong)(yong)在癌癥化學治(zhi)療的(de)相(xiang)關技術上作更(geng)進一步的(de)研究。
納米計劃是公元(yuan)2005年聯邦跨(kua)部會研發預算的主軸,達9.8億美元(yuan)。
2.DNA檢測(ce)芯(xin)片的(de)進展
公元(yuan)2004年(nian)一月,美國(guo)HP正(zheng)(zheng)式對外發表(biao)其用(yong)來(lai)快速進行(xing)DNA檢(jian)測的(de)納(na)(na)米(mi)級(ji)芯片(pian)。2004年(nian)在DNA檢(jian)測上采以光學原理為基礎(chu)的(de)“基因(yin)微(wei)芯片(pian)法”(DNA microarrays)繁(fan)復的(de)檢(jian)測步驟,HP團(tuan)隊改由將(jiang)此繁(fan)復步驟交(jiao)由電路芯片(pian)處理;制作上,DNA檢(jian)測芯片(pian)的(de)傳感元(yuan)件是一條利(li)用(yong)電子束蝕(shi)(shi)刻(ke)法(electron-beam lithography)與反應(ying)性離子蝕(shi)(shi)刻(ke)法(reactive-ion etching)所制成(cheng)(cheng)粗細(xi)約50納(na)(na)米(mi)的(de)納(na)(na)米(mi)線(xian)。然(ran)就商(shang)業上考量,成(cheng)(cheng)果卻(que)過于高昂,因(yin)此研究(jiu)團(tuan)隊正(zheng)(zheng)發展利(li)用(yong)較(jiao)便(bian)宜的(de)光學蝕(shi)(shi)刻(ke)法(optical lithography)以制成(cheng)(cheng)DNA檢(jian)測芯片(pian)元(yuan)件的(de)技術(shu)。
3.地下水(shui)污染改善之研(yan)究
地(di)下水(shui)污染(ran)(ran)是現(xian)代(dai)被廣泛討論(lun)的(de)(de)一項重大議題,現(xian)代(dai),美國發表了(le)一種(zhong)納(na)米(mi)微(wei)(wei)粒(nanoparticles)技術,在此(ci)微(wei)(wei)粒中心為(wei)鐵芯(xin)(xin)(iron)而(er)其(qi)外(wai)則由多層聚(ju)合物加(jia)以包覆,其(qi)中,內層是由防水(shui)性極佳的(de)(de)復合甲基丙(bing)烯酸甲脂(poly methl methacrylate;PMMA)包覆,而(er)外(wai)層則由親水(shui)的(de)(de)sulphonated polystyrene進行(xing)包覆。由于親水(shui)性外(wai)層使納(na)米(mi)微(wei)(wei)粒溶于水(shui),內層防水(shui)層則能吸引污染(ran)(ran)源三氯乙烯(trichloroethylene)。納(na)米(mi)微(wei)(wei)粒中的(de)(de)鐵芯(xin)(xin)使得三氯乙烯產生分裂,進而(er)使得此(ci)項污染(ran)(ran)源逐漸分裂成無毒(du)的(de)(de)物質。
4.啟動癌(ai)癥納(na)米科(ke)技(ji)計(ji)劃
為(wei)廣(guang)泛將(jiang)納(na)米(mi)科技、癌(ai)癥研究與(yu)分子生物醫(yi)學相互結合(he),美國國家癌(ai)癥中心(NCI)提出了癌(ai)癥納(na)米(mi)科技計(ji)劃(hua)(Cancer Nanotechnology Plan),并將(jiang)透過院外(wai)計(ji)劃(hua)、院內(nei)計(ji)劃(hua)與(yu)納(na)米(mi)科技標準實驗室等三方面進行(xing)跨領(ling)域工作。計(ji)劃(hua)設定了六個挑戰:
預防與控制(zhi)癌(ai)癥:發展(zhan)能(neng)投遞抗(kang)癌(ai)藥物(wu)及多重抗(kang)癌(ai)疫苗的納米級設(she)備。
早期發現與(yu)蛋(dan)白質學:發展(zhan)(zhan)植入式(shi)早期偵(zhen)測癌癥生(sheng)物(wu)標(biao)記(ji)的設備,并發展(zhan)(zhan)能收集大(da)量生(sheng)物(wu)標(biao)記(ji)進(jin)行(xing)大(da)量分析(xi)的平臺性裝置(zhi)。
影像(xiang)診斷:發展可(ke)提高分(fen)辨率到可(ke)辨識單獨癌(ai)細胞的影像(xiang)裝置(zhi),以(yi)及將一個腫瘤(liu)內部不同(tong)組(zu)織(zhi)來源(yuan)的細胞加以(yi)區分(fen)的納(na)米裝置(zhi)。
多功能治療(liao)設(she)備(bei):開發兼具(ju)診斷與(yu)治療(liao)的納米裝置。
癌癥(zheng)照護(hu)與生活(huo)品(pin)質提升:開(kai)發改善(shan)慢(man)性癌癥(zheng)所(suo)引發的疼痛、沮喪(sang)、惡心等癥(zheng)狀,并提供理想性投藥裝置。
跨(kua)領(ling)域訓練:訓練熟悉癌癥生物學(xue)與納米科技的新一代研究人(ren)員。
1.歐盟(meng)的國際納(na)米科學研究政策
歐洲(zhou)為(wei)全球最早開始(shi)進(jin)行納米(mi)科(ke)學(xue)研究(jiu)的(de)(de)區(qu)域,但由于當時(shi)(shi)并沒(mei)有歐盟(meng)加(jia)以(yi)居中(zhong)協調與(yu)(yu)規(gui)劃(hua),因(yin)此在研究(jiu)初(chu)期(qi)因(yin)為(wei)缺乏資(zi)金(jin)援助(zhu)、相(xiang)關管理上的(de)(de)支(zhi)援,同時(shi)(shi)因(yin)為(wei)面(mian)臨(lin)專(zhuan)利取得(de)的(de)(de)問題(ti),導致(zhi)研究(jiu)人(ren)員遭遇許多阻礙,公元(yuan)2004年五(wu)月,歐盟(meng)議會(European Commission;EC)對歐洲(zhou)地區(qu)與(yu)(yu)國際社會發(fa)表一系列有關于納米(mi)科(ke)技的(de)(de)專(zhuan)案計劃(hua),以(yi)宣示歐洲(zhou)對于提高納米(mi)科(ke)技競爭(zheng)力的(de)(de)決心。
歐盟將其計劃分(fen)為五(wu)個主要區域(yu):研(yan)究與發展(R&D)、基礎建設(infrastructure)、教育與訓練(education and training)、創新(innovation)以(yi)及社會(hui)層面(societal dimension)。
根(gen)據預估,如(ru)歐(ou)(ou)盟計(ji)劃(hua)能順//baike.baidu.com/edit/%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E6%8A%80%E6%9C%AF/144920利推展,在(zai)(zai)(zai)西元2010年(nian)前(qian)將可望為(wei)歐(ou)(ou)洲創造上(shang)百億(yi)歐(ou)(ou)元的(de)(de)(de)經濟營收(shou)。歐(ou)(ou)盟議會(hui)(hui)也強調提(ti)高社會(hui)(hui)大(da)眾對于納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)的(de)(de)(de)認知(zhi),也同(tong)樣(yang)屬于整(zheng)體納(na)(na)米(mi)(mi)發(fa)展計(ji)劃(hua)的(de)(de)(de)一部分。另外,公眾健(jian)(jian)康(kang)、安全、環保問題及消費者保護也同(tong)樣(yang)被包含在(zai)(zai)(zai)此(ci)項議題之中(zhong)。現在(zai)(zai)(zai),納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)學(xue)及納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)仍屬于新(xin)興(xing)的(de)(de)(de)R&D領域,其所(suo)(suo)必須解決與進(jin)行研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)對象都(dou)存(cun)在(zai)(zai)(zai)于原子與分子的(de)(de)(de)階層中(zhong)。納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)學(xue)在(zai)(zai)(zai)未來幾年(nian)內(nei)的(de)(de)(de)應用(yong)是眾所(suo)(suo)矚目,且必將對所(suo)(suo)有的(de)(de)(de)科(ke)(ke)技(ji)(ji)產(chan)生重大(da)影響。在(zai)(zai)(zai)未來,納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)發(fa)工作也將對人體保健(jian)(jian)、食物、環保研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)、資(zi)訊科(ke)(ke)學(xue)、安全、新(xin)興(xing)材料(liao)科(ke)(ke)學(xue)及能源儲(chu)存(cun)等領域產(chan)生重大(da)的(de)(de)(de)改變。西元2004~2006年(nian)歐(ou)(ou)盟所(suo)(suo)進(jin)行的(de)(de)(de)第六期架(jia)構計(ji)劃(hua)(FP6)中(zhong),納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)與新(xin)興(xing)材料(liao)研(yan)(yan)(yan)發(fa)的(de)(de)(de)經費約為(wei)歐(ou)(ou)元13億(yi),而(er)歐(ou)(ou)盟議會(hui)(hui)也有意提(ti)高經費并延長研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)時程(由公元2007~2013年(nian))。同(tong)時為(wei)凝聚與加強所(suo)(suo)有歐(ou)(ou)盟會(hui)(hui)員國在(zai)(zai)(zai)納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)學(xue)方面的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu),因(yin)此(ci)在(zai)(zai)(zai)規劃(hua)上(shang)歐(ou)(ou)盟議會(hui)(hui)也有意召(zhao)集民間與其他單位的(de)(de)(de)專(zhuan)家凝聚共(gong)識(shi),以強化整(zheng)體歐(ou)(ou)盟在(zai)(zai)(zai)此(ci)方面研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領域的(de)(de)(de)力(li)量。
2.創新接繼(ji)中心
在(zai)公(gong)元(yuan)1995年由歐盟委員會成(cheng)立“創新(xin)接繼中心(xin)”(Innovation Relay Centers, IRCs)。這(zhe)個(ge)的(de)組織和美國國家科技移轉(zhuan)中心(xin)具相(xiang)同功能。區(qu)域性的(de)創新(xin)接繼中心(xin)總數(shu)(shu)近(jin)70個(ge),支援至(zhi)少位于(yu)30個(ge)國家的(de)相(xiang)關科技移轉(zhuan)中心(xin)。創新(xin)接繼中心(xin)的(de)目的(de),是將有問題(ti)的(de)公(gong)司(si)和能提出(chu)解(jie)決方(fang)法(fa)的(de)公(gong)司(si)結(jie)合(he)在(zai)一起。歐洲多數(shu)(shu)的(de)納米科技公(gong)司(si)都可受到創新(xin)接濟中心(xin)或區(qu)域創新(xin)和科技移轉(zhuan)策略計劃(hua)的(de)援助(zhu)。
歐(ou)(ou)(ou)洲納米科技計劃接受金(jin)援的(de)方式(shi)和美國(guo)(guo)大致相同,有些是屬于國(guo)(guo)家(jia)型計劃。歐(ou)(ou)(ou)洲有多(duo)個(ge)跨(kua)國(guo)(guo)研(yan)發(fa)機構,以泛(fan)歐(ou)(ou)(ou)工業研(yan)發(fa)網絡為例,其專門提(ti)供無條件研(yan)發(fa)補(bu)助,目的(de)將研(yan)發(fa)成(cheng)果發(fa)展(zhan)為產(chan)品。透(tou)過泛(fan)歐(ou)(ou)(ou)工業研(yan)發(fa)網絡提(ti)供的(de)資金(jin)補(bu)助的(de)國(guo)(guo)家(jia)包括奧(ao)地利、挪威和英國(guo)(guo)。其他(ta)(ta)在比(bi)利時、德國(guo)(guo)、斯洛伐尼亞、冰島和以色列還(huan)包括貸款和免(mian)償型補(bu)助。多(duo)數情(qing)況下,補(bu)助金(jin)額不超過計劃完成(cheng)的(de)所需總金(jin)額的(de)七(qi)成(cheng),剩(sheng)余部(bu)分多(duo)仰賴地方政府和其他(ta)(ta)有意愿者贊助。
1.日(ri)本理(li)研的納米科學研究現況
日(ri)本理(li)化學(xue)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所(RIKEN,簡稱理(li)研(yan)(yan)(yan))系一(yi)跨學(xue)門的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)組織,該所各(ge)部門分(fen)布在日(ri)本的(de)(de)(de)(de)(de)7個區域。RIKEN的(de)(de)(de)(de)(de)主要基地-和(he)光園區,設置發現研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)心(DRI)、新領(ling)域研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)系統(FRS)及(ji)頭(tou)腦科學(xue)中(zhong)心(BSI)等(deng)3研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)心。RIKEN進行的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)可區分(fen)為三(san)類:DRI主要進行小型但(dan)具備長(chang)程(cheng)觀(guan)點的(de)(de)(de)(de)(de)培(pei)育(yu)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)(ji)劃;FRS同樣執行小型計(ji)(ji)劃,但(dan)以(yi)(yi)由(you)上(shang)而下的(de)(de)(de)(de)(de)方式,進行較具動態的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)程(cheng)及(ji)中(zhong)等(deng)規模的(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)劃;至于研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)心則(ze)是進行以(yi)(yi)目(mu)標為導向的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)至長(chang)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)大型計(ji)(ji)劃。RIKEN在西元2003會(hui)計(ji)(ji)年(nian)度下半(ban)年(nian)(西元2003年(nian)十月(yue)至2004年(nian)三(san)月(yue))的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)預(yu)算(suan)共4.748億美(mei)元,全年(nian)預(yu)算(suan)超(chao)過(guo)9億美(mei)元。
公元(yuan)1986年(nian)起RIKEN開始從事納米科學之研究(jiu),但正式的納米科學計(ji)(ji)劃(hua)則是自西元(yuan)2002年(nian)開始,初期(qi)選(xuan)定有18項的納米科學計(ji)(ji)劃(hua),并陸續分別(bie)在(zai)各(ge)研究(jiu)中心進(jin)行。
2.日本提高納米科技預算與產業合作(JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION)
日(ri)本(ben)科(ke)(ke)學(xue)與(yu)(yu)科(ke)(ke)技(ji)政(zheng)策(ce)顧問(wen)委員會(Council for Science and Technology Policy)消息指出,日(ri)本(ben)在(zai)西(xi)元2004年會計年度(由4月(yue)1日(ri)起)中,納米科(ke)(ke)技(ji)預(yu)算(suan)成(cheng)長3.1個百分(fen)比(bi),達到(dao)8.8億美(mei)元。同時,兩個主(zhu)要負責日(ri)本(ben)納米科(ke)(ke)技(ji)研(yan)發計劃的(de)(de)政(zheng)府(fu)部會,其(qi)預(yu)算(suan)也都有成(cheng)長。負責推銷即將(jiang)完成(cheng)的(de)(de)研(yan)發工(gong)作(zuo)的(de)(de)日(ri)本(ben)經濟產業省(sheng)(Ministry of Economy Trade and Industry, METI),預(yu)算(suan)由西(xi)元2003年的(de)(de)0.97億美(mei)元提(ti)升(sheng)到(dao)公(gong)元2004年的(de)(de)1.1億美(mei)元。納米科(ke)(ke)技(ji)與(yu)(yu)相關(guan)原料(liao)研(yan)究被指定(ding)為(wei)四個最高優先項目之一,其(qi)他領域(yu)包括(kuo)資訊(xun)與(yu)(yu)通訊(xun)、生命科(ke)(ke)學(xue)與(yu)(yu)環境研(yan)究。
日(ri)本的預(yu)算是(shi)經由(you)(you)日(ri)本大藏省(sheng)(Finance Ministry)批準,再(zai)由(you)(you)日(ri)本國會(hui)(Japanese Diet)制定為法律(lv)。日(ri)本文(wen)部科學省(sheng)(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, MEXT)的納米(mi)科技研發經費,則由(you)(you)2.3億(yi)(yi)美元成(cheng)長到2.4億(yi)(yi)元,將著重在基(ji)礎(chu)原料研究與新藥物研究計劃上。
1.韓國的納(na)米科技(ji)策略
韓國(guo)政府已深(shen)切體認到納米科(ke)技(ji)(ji)為本(ben)世紀科(ke)技(ji)(ji)發展的(de)戰略制高點,整合納米技(ji)(ji)術與(yu)資訊、生物(wu)、材料(liao)、能源、環境、軍事(shi)、航太領域(yu)之高新科(ke)技(ji)(ji),并(bing)將創(chuang)造(zao)出跨學門(men)研究發新境界。韓國(guo)政府也理解到此新興科(ke)技(ji)(ji)也將是創(chuang)造(zao)新產(chan)(chan)業與(yu)高科(ke)技(ji)(ji)產(chan)(chan)品(pin)的(de)驅動力,納米科(ke)學與(yu)技(ji)(ji)術的(de)突(tu)破性進展更將為人類能力、社會產(chan)(chan)出、國(guo)家生產(chan)(chan)力、經濟成(cheng)長與(yu)生命(ming)品(pin)質(zhi)帶來巨幅(fu)的(de)改善。
韓(han)國已(yi)宣示在(zai)公元(yuan)(yuan)2001至2010年十年間投入(ru)韓(han)幣(bi)2,391兆元(yuan)(yuan)(約(yue)20億(yi)美元(yuan)(yuan))于納(na)米(mi)(mi)科技的研發(fa),政府投入(ru)在(zai)納(na)米(mi)(mi)科技的經(jing)費,公元(yuan)(yuan)2002年與2000年比較,成長約(yue)400%。納(na)米(mi)(mi)國家(jia)計劃的主(zhu)要目(mu)標(biao)之一為在(zai)某些競爭性領域取(qu)得世界第(di)一并發(fa)展產業成長的利基市場(chang),韓(han)國同時明確(que)的把發(fa)展重點聚焦于諸如(ru)兆元(yuan)(yuan)級積體(ti)電子元(yuan)(yuan)件等核心關鍵技術。
“2002年(nian)執(zhi)行納米(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)發(fa)(fa)展(zhan)計(ji)(ji)劃(hua)”與(yu)“納米(mi)(mi)(mi)結構材料技(ji)術(shu)發(fa)(fa)展(zhan)”、“納米(mi)(mi)(mi)微機電與(yu)制(zhi)造技(ji)術(shu)發(fa)(fa)展(zhan)”等(deng)(deng)兩項新領域(yu)研(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)(ji)劃(hua)同步開始實(shi)施,再加(jia)上納米(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)領域(yu)研(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)(ji)劃(hua)在(zai)未來6~9年(nian)內每年(nian)將投(tou)(tou)入2千萬美(mei)(mei)元(yuan),在(zai)眾多政府研(yan)究(jiu)(jiu)機構林立(li)(li)的Daejoen科(ke)學(xue)城。韓國高等(deng)(deng)科(ke)技(ji)研(yan)究(jiu)(jiu)院(KAIST)于(yu)(yu)2001年(nian)設(she)立(li)(li)納米(mi)(mi)(mi)制(zhi)造中心(xin),在(zai)未來6~9年(nian)內投(tou)(tou)入1.65億美(mei)(mei)元(yuan),政府調整“2003年(nian)納米(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)發(fa)(fa)展(zhan)行動計(ji)(ji)劃(hua)”,包括:納米(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)發(fa)(fa)展(zhan)促進法案,其目的二:一為建構堅固的納米(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)核心(xin)研(yan)究(jiu)(jiu)基(ji)(ji)礎(chu),二為激(ji)勵成(cheng)熟納米(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)的產業(ye)化,韓國政府也將配置3.8億美(mei)(mei)元(yuan)(全國納米(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)經費的19%)于(yu)(yu)國家納米(mi)(mi)(mi)產業(ye)化計(ji)(ji)劃(hua),其中包括產業(ye)研(yan)發(fa)(fa)基(ji)(ji)金與(yu)創投(tou)(tou)基(ji)(ji)金。
根據公元2002年韓國(guo)專利局報道,納(na)米(mi)科技(ji)專利應用數(shu)目無論(lun)在國(guo)內或國(guo)外都(dou)呈現大幅成長,新興納(na)米(mi)科技(ji)也在過去(qu)數(shu)年間呈現可(ke)觀地成長,另(ling)外根據韓國(guo)商工能源部(MOCIE)的統計,西元2002年納(na)米(mi)科技(ji)新創公司也如雨后春筍紛(fen)紛(fen)搶搭納(na)米(mi)科技(ji)列車。
2.韓國預測國際(ji)市(shi)場(chang)對納米紡(fang)織品(pin)的需求將快速增加
韓(han)國(guo)產業資(zi)源部(bu)預測(ce),今后9年國(guo)際市(shi)場對(dui)納米紡織(zhi)品(pin)的(de)需(xu)求將會出現迅速增長的(de)趨勢,交易額可望達到近400億美元。韓(han)國(guo)產業資(zi)源部(bu)委托韓(han)國(guo)纖(xian)維(wei)產業聯(lian)合會從西元2004年八月(yue)份開始的(de)三個(ge)月(yue)內(nei),對(dui)國(guo)際市(shi)場對(dui)納米紡織(zhi)品(pin)的(de)需(xu)求和貿易趨勢進行研究分(fen)析。
韓國產(chan)業資(zi)源(yuan)部(bu)分析認(ren)為(wei),國際(ji)市(shi)場對(dui)納(na)(na)米紡(fang)織(zhi)品的(de)(de)需求金(jin)額(e)以(yi)150億美(mei)(mei)元(yuan)為(wei)基準,今后(hou)每(mei)年將遞增(zeng)10.7%,到(dao)(dao)(dao)公元(yuan)2007年和2012年,國際(ji)市(shi)場對(dui)納(na)(na)米紡(fang)織(zhi)品的(de)(de)需求金(jin)額(e)將分別(bie)達到(dao)(dao)(dao)240億美(mei)(mei)元(yuan)和397億元(yuan)。到(dao)(dao)(dao)西元(yuan)2012年,國際(ji)市(shi)場對(dui)用于制藥(yao)、電子和生(sheng)命科(ke)學的(de)(de)超高效能(neng)過濾(lv)納(na)(na)米紡(fang)織(zhi)品的(de)(de)需求金(jin)額(e)將達到(dao)(dao)(dao)96億美(mei)(mei)元(yuan),對(dui)用于防(fang)生(sheng)化武器和體育娛樂的(de)(de)納(na)(na)米紡(fang)織(zhi)品的(de)(de)需求金(jin)額(e)將達到(dao)(dao)(dao)26億美(mei)(mei)元(yuan),對(dui)用于儲存(cun)能(neng)源(yuan)的(de)(de)納(na)(na)米紡(fang)織(zhi)品的(de)(de)需求金(jin)額(e)將達到(dao)(dao)(dao)205億美(mei)(mei)元(yuan)。
韓國(guo)對納米紡織(zhi)品的需求(qiu)金(jin)額(e)為19億美元,占(zhan)(zhan)國(guo)際市(shi)場需求(qiu)總額(e)的12.1%。到西元2012年,韓國(guo)對納米紡織(zhi)品的需求(qiu)金(jin)額(e)將(jiang)達到72億美元,占(zhan)(zhan)當(dang)時國(guo)際市(shi)場需求(qiu)總額(e)的18.1%。
3.韓(han)國在納米科技的(de)發(fa)展幾乎完(wan)全集中在微(wei)電子產業
透過由(you)韓(han)國科(ke)技部(Ministry of Science and Technology)贊助的兆位(wei)水平(ping)納米設(she)備(bei)發(fa)(fa)展計劃(hua)(Tera-Level Nanodevices Initiatives),韓(han)國的大學(xue)和產業(ye)都專注于發(fa)(fa)展下一世代微電(dian)子(zi)設(she)備(bei),包括具(ju)有兆位(wei)元(yuan)(terabit)容量的內存設(she)備(bei)和具(ju)有兆赫茲(terahertz)資料處理(li)速度(du)的元(yuan)件。
韓(han)國最(zui)大企(qi)業財團之一的三星(xing)設(she)有一個(ge)先進科技研(yan)究所(Advanced Institute of Technology),從事微電(dian)子(zi)科技的研(yan)究和商業化(hua)發展。
臺灣自公元1996年(nian)以來,國科會、經(jing)(jing)濟部(bu)、教育部(bu)等部(bu)會已支(zhi)持許多個(ge)別計(ji)(ji)劃從事(shi)有(you)關于納(na)米科技(ji)的研發,較九十年(nian)代的如教育部(bu)的卓越計(ji)(ji)劃、國科會納(na)米材料(liao)尖端研究計(ji)(ji)劃、經(jing)(jing)濟部(bu)技(ji)術處納(na)米技(ji)術環境建(jian)構及其(qi)產(chan)業應(ying)用評估(gu)計(ji)(ji)劃等等。為(wei)了有(you)效地(di)運用資源,并(bing)整合產(chan)官學研的智慧與力量,以提升(sheng)國際競爭力;自西元2000年(nian)起,國科會即開始規劃推動納(na)米科技(ji)計(ji)(ji)劃。
公元2000年(nian)12月(yue)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)臺灣(wan)地(di)區(qu)(qu)行(xing)政部(bu)門“科(ke)技(ji)顧(gu)問(wen)會(hui)議(yi)”與西(xi)元2001年(nian)一(yi)月(yue)第六次(ci)“全(quan)國(guo)(guo)(guo)科(ke)學(xue)技(ji)術會(hui)議(yi)”(全(quan)國(guo)(guo)(guo)科(ke)技(ji)會(hui)議(yi))之(zhi)結論,均指出納(na)(na)米(mi)科(ke)技(ji)為臺灣(wan)未(wei)來產業發展重(zhong)點領域(yu)方向,國(guo)(guo)(guo)科(ke)會(hui)遂(sui)于西(xi)元2002年(nian)十(shi)一(yi)月(yue)廿一(yi)日成(cheng)立(li)工作小組(zu)(zu)辦(ban)公室(shi),負責國(guo)(guo)(guo)家型計(ji)劃(hua)之(zhi)規劃(hua),“納(na)(na)米(mi)國(guo)(guo)(guo)家型科(ke)技(ji)計(ji)劃(hua)工作小組(zu)(zu)”之(zhi)成(cheng)員由(you)國(guo)(guo)(guo)科(ke)會(hui)、臺灣(wan)行(xing)政部(bu)門科(ke)技(ji)顧(gu)問(wen)組(zu)(zu)、中(zhong)研(yan)院、中(zhong)國(guo)(guo)(guo)臺灣(wan)地(di)區(qu)(qu)教(jiao)育部(bu)、工研(yan)院、經濟部(bu)、臺灣(wan)行(xing)政部(bu)門“原子能委員會(hui)”及(ji)臺灣(wan)行(xing)政部(bu)門環境保護署等(deng)單位共二十(shi)五位代表組(zu)(zu)成(cheng)。
國科(ke)會并于公元(yuan)2002年(nian)一月十(shi)五日召開第一五五次委員會議,討(tao)論“納(na)(na)米國家(jia)型(xing)科(ke)技(ji)計劃(hua)(hua)”構(gou)想(xiang);于西(xi)元(yuan)2002年(nian)六(liu)月第一五七次委員會議中通過納(na)(na)米國家(jia)型(xing)科(ke)技(ji)計劃(hua)(hua)審議,自西(xi)元(yuan)2003年(nian)一月正(zheng)式開始推(tui)動,并決(jue)定自西(xi)元(yuan)2003年(nian)至西(xi)元(yuan)2008年(nian)間,投入經(jing)費新臺幣231.9億(yi)元(yuan)于納(na)(na)米科(ke)技(ji)發展;并于同年(nian)九(jiu)月一日正(zheng)式成立納(na)(na)米國家(jia)型(xing)計劃(hua)(hua)辦公室,執行(xing)整體(ti)計劃(hua)(hua)之(zhi)領導、策(ce)劃(hua)(hua)與管考(kao)。
1.“中國(guo)(guo)實驗(yan)(yan)室國(guo)(guo)家(jia)認(ren)可委(wei)員會(hui)(hui)”是負責實驗(yan)(yan)室和檢查機(ji)構認(ren)可及相(xiang)關工作的認(ren)可機(ji)構,為規范納(na)(na)米(mi)產品市場、推動(dong)制定相(xiang)關納(na)(na)米(mi)材(cai)料及產品的標準(zhun),“國(guo)(guo)家(jia)納(na)(na)米(mi)科(ke)學中心(xin)(xin)”和“中國(guo)(guo)實驗(yan)(yan)室國(guo)(guo)家(jia)認(ren)可委(wei)員會(hui)(hui)”會(hui)(hui)商多(duo)次,聯合成立“納(na)(na)米(mi)技術專門委(wei)員會(hui)(hui)”,掛靠在(zai)“國(guo)(guo)家(jia)納(na)(na)米(mi)科(ke)學中心(xin)(xin)”。
2. 中國政府透過中國科學院(yuan)主導(dao)眾多(duo)納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)研(yan)發計劃,多(duo)數強調半(ban)導(dao)體制(zhi)造技(ji)術和(he)發展以(yi)納(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)為基礎的電子(zi)元件,另一(yi)是利用納(na)(na)米(mi)(mi)材料(liao)保存(cun)考古文物。
已成功發展出的(de)產(chan)品(pin)包括新(xin)(xin)式(shi)冷氣機,其特點(dian)為利用創新(xin)(xin)的(de)納(na)米(mi)材(cai)質(zhi)。另估計約(yue)有(you)兩百(bai)家企業(ye)積極從事納(na)米(mi)科(ke)技產(chan)品(pin)的(de)商業(ye)化。
滑鐵盧(lu)大(da)學是全世界第(di)一所設(she)立以(yi)納米科技(ji)工程為主科的大(da)學。在(zai)2005年開始收生并在(zai)2010年開設(she)納米科技(ji)工程碩士班(ban)。在(zai)2012年,將會有一座(zuo)量(liang)子納米中心。
多(duo)倫多(duo)大(da)學(xue)也(ye)擁有以納米科(ke)技工程為副科(ke)的科(ke)學(xue)工程的大(da)學(xue)。
圭爾夫大(da)學則(ze)已設立了納米科學.。