納(na)米技術(shu)(nanotechnology)是用(yong)單個原子、分子制造物質(zhi)的(de)科學技術(shu),研究(jiu)結構(gou)尺寸在1至100納(na)米范圍內材料的(de)性(xing)質(zhi)和應用(yong)。
納(na)(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)是以許多(duo)現(xian)代(dai)先進科(ke)(ke)學(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)為基(ji)礎的科(ke)(ke)學(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu),它(ta)是動態(tai)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(動態(tai)力學(xue)(xue))和現(xian)代(dai)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(混沌物理、智能量子(zi)、量子(zi)力學(xue)(xue)、介觀(guan)物理、分子(zi)生物學(xue)(xue))和現(xian)代(dai)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(計(ji)算機技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、微電子(zi)和掃描隧(sui)道顯微鏡技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、核分析技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu))結合(he)的產物,納(na)(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)又將引發一系列新的科(ke)(ke)學(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu),例如:納(na)(na)(na)米(mi)物理學(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)生物學(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)化(hua)學(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)電子(zi)學(xue)(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)加工技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)和納(na)(na)(na)米(mi)計(ji)量學(xue)(xue)等。
納米技(ji)(ji)(ji)術(nanotechnology),也稱毫微技(ji)(ji)(ji)術,是研(yan)(yan)究結構尺(chi)寸在1納米至(zhi)100納米范圍(wei)內(nei)材料(liao)的(de)性質和(he)應用(yong)的(de)一(yi)種技(ji)(ji)(ji)術。1981年掃描隧道(dao)顯微鏡發(fa)明后(hou),誕生了一(yi)門以1到(dao)100納米長度為研(yan)(yan)究分子世界,它的(de)最終目標是直接以原(yuan)子或分子來(lai)構造(zao)具有特定功(gong)能的(de)產品。因此,納米技(ji)(ji)(ji)術其實就(jiu)是一(yi)種用(yong)單個(ge)原(yuan)子、分子制造(zao)物(wu)質的(de)技(ji)(ji)(ji)術。
從迄今為止的研究來(lai)看(kan),關于納米技術分為三種概念(nian):
第一種(zhong)(zhong),是(shi)1986年美(mei)國科學家德雷克斯勒博士在《創造的機器(qi)》一書中提出的分子納米技術(shu)。根據這一概念,可(ke)以使組合分子的機器(qi)實(shi)用化,從而可(ke)以任意組合所(suo)有(you)種(zhong)(zhong)類的分子,可(ke)以制造出任何種(zhong)(zhong)類的分子結(jie)構(gou)。這種(zhong)(zhong)概念的納米技術(shu)還未取(qu)得重(zhong)大進展。
第(di)二種概念把納米技(ji)術定位(wei)為微(wei)加(jia)工技(ji)術的(de)(de)(de)(de)極限(xian)。也就是通過納米精(jing)度(du)的(de)(de)(de)(de)"加(jia)工"來人工形成(cheng)納米大小的(de)(de)(de)(de)結構的(de)(de)(de)(de)技(ji)術。這種納米級的(de)(de)(de)(de)加(jia)工技(ji)術,也使(shi)半導(dao)體微(wei)型(xing)化即將(jiang)達到(dao)極限(xian)。現(xian)有(you)技(ji)術即使(shi)發展下去,從(cong)理論上講終將(jiang)會達到(dao)限(xian)度(du),這是因為,如果把電路(lu)的(de)(de)(de)(de)線幅逐漸變小,將(jiang)使(shi)構成(cheng)電路(lu)的(de)(de)(de)(de)絕(jue)緣(yuan)膜變得(de)極薄(bo),這樣將(jiang)破壞絕(jue)緣(yuan)效果。此(ci)外(wai),還(huan)有(you)發熱和晃動等(deng)問題(ti)。為了(le)解決這些問題(ti),研(yan)究人員正在研(yan)究新型(xing)的(de)(de)(de)(de)納米技(ji)術。
第三(san)種(zhong)概念是(shi)從生(sheng)物(wu)(wu)的(de)角(jiao)度出發而(er)提(ti)出的(de)。本來,生(sheng)物(wu)(wu)在(zai)細胞和生(sheng)物(wu)(wu)膜內就存(cun)在(zai)納米級的(de)結構。DNA分子(zi)計算(suan)機(ji)、細胞生(sheng)物(wu)(wu)計算(suan)機(ji)的(de)開發,成為納米生(sheng)物(wu)(wu)技術的(de)重要內容(rong)。
納米技(ji)術是一(yi)門交叉性很強的綜(zong)合學(xue)科,研究(jiu)的內(nei)容(rong)涉及現代科技(ji)的廣闊領域。納米科學(xue)與技(ji)術主要包括:
納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)體系物(wu)理學、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)化學、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材料(liao)學、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)生物(wu)學、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)電子(zi)學、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)加工學、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)力學等。這七個(ge)相對獨(du)立又(you)相互滲透的學科和(he)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材料(liao)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)器件(jian)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)尺度(du)的檢測與表(biao)征這三個(ge)研究領域。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)材料(liao)的制備和(he)研究是(shi)整個(ge)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科技(ji)(ji)的基(ji)礎(chu)。其中,納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)物(wu)理學和(he)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)化學是(shi)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術的理論基(ji)礎(chu),而(er)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)電子(zi)學是(shi)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術最(zui)重要(yao)的內容。
1993年,第一(yi)(yi)屆(jie)國際納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)大會(INTC)在美國召(zhao)開,將納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)劃分(fen)為(wei)6大分(fen)支:納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)物(wu)理學(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)化(hua)學(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)電子學(xue)(xue)、納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)加(jia)工技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)和(he)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)計量學(xue)(xue),促進了納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)發展。由于該技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)特(te)殊(shu)性(xing),神(shen)奇(qi)性(xing)和(he)廣泛性(xing),吸引了世界(jie)各(ge)國的(de)(de)(de)許多優(you)秀(xiu)科學(xue)(xue)家紛(fen)紛(fen)為(wei)之努(nu)力(li)研究。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)一(yi)(yi)般指納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)(ji)(0.1一(yi)(yi)100nm)的(de)(de)(de)材料、設(she)計、制造,測量、控制和(he)產品的(de)(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)主(zhu)要包括:納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)(ji)測量技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu):納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)(ji)表層物(wu)理力(li)學(xue)(xue)性(xing)能的(de)(de)(de)檢測技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu):納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)級(ji)(ji)加(jia)工技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu);納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)粒子的(de)(de)(de)制備(bei)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu);納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材料;納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu);納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)組裝(zhuang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)等。
納米(mi)技術包含(han)下(xia)列四個主要方面:
1、納米(mi)材料(liao):當物質到納米(mi)尺(chi)度以后,大約是在(zai)0.1—100納米(mi)這個范圍空(kong)間,物質的(de)(de)性能就會發生突(tu)變,出現特殊(shu)性能。這種既具不同于原來組成的(de)(de)原子、分子,也不同于宏觀的(de)(de)物質的(de)(de)特殊(shu)性能構成的(de)(de)材料(liao),即(ji)為納米(mi)材料(liao)。
如果僅(jin)僅(jin)是(shi)尺度達(da)到納米,而沒有(you)特殊性能的材(cai)料(liao),也不能叫納米材(cai)料(liao)。
過去,人(ren)們(men)只(zhi)注意原(yuan)子、分子或者宇(yu)宙空間,常(chang)常(chang)忽略這(zhe)個(ge)中間領(ling)域,而(er)這(zhe)個(ge)領(ling)域實際上大(da)量(liang)存在于自然界,只(zhi)是(shi)以前沒有認識到(dao)這(zhe)個(ge)尺度(du)范圍(wei)的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)。第一個(ge)真正認識到(dao)它(ta)的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)并引用(yong)納米(mi)概念的(de)是(shi)日本科(ke)學家,他們(men)在20世紀(ji)70年代用(yong)蒸(zheng)發(fa)法(fa)制備超微離(li)子,并通過研究它(ta)的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)發(fa)現(xian):一個(ge)導(dao)(dao)(dao)(dao)電、導(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)的(de)銅、銀導(dao)(dao)(dao)(dao)體做成納米(mi)尺度(du)以后(hou),它(ta)就失(shi)去原(yuan)來的(de)性(xing)質,表現(xian)出(chu)既不(bu)導(dao)(dao)(dao)(dao)電、也不(bu)導(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)。磁性(xing)材(cai)料(liao)也是(shi)如此,像(xiang)鐵鈷合(he)金,把(ba)它(ta)做成大(da)約20—30納米(mi)大(da)小,磁疇就變成單磁疇,它(ta)的(de)磁性(xing)要比原(yuan)來高1000倍(bei)。80年代中期(qi),人(ren)們(men)就正式把(ba)這(zhe)類材(cai)料(liao)命名為納米(mi)材(cai)料(liao)。
為(wei)什么磁(ci)(ci)疇(chou)變成單(dan)磁(ci)(ci)疇(chou),磁(ci)(ci)性(xing)(xing)要比原(yuan)(yuan)來(lai)提高1000倍呢(ni)?這是(shi)(shi)因(yin)為(wei),磁(ci)(ci)疇(chou)中的(de)(de)單(dan)個原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)排列(lie)的(de)(de)并不是(shi)(shi)很(hen)規則(ze),而單(dan)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)中間是(shi)(shi)一個原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)核(he),外則(ze)是(shi)(shi)電(dian)子(zi)(zi)繞(rao)其旋轉的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi),這是(shi)(shi)形(xing)成磁(ci)(ci)性(xing)(xing)的(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)。但(dan)是(shi)(shi),變成單(dan)磁(ci)(ci)疇(chou)后,單(dan)個原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)排列(lie)的(de)(de)很(hen)規則(ze),對外顯示了(le)強大磁(ci)(ci)性(xing)(xing)。
這一特性,主要用(yong)于(yu)制(zhi)造微特電機。如(ru)果將(jiang)技(ji)術發(fa)展到一定(ding)的時候,用(yong)于(yu)制(zhi)造磁懸浮,可以制(zhi)造出速度(du)更快、更穩定(ding)、更節(jie)約能源的高(gao)速度(du)列車。
2、納米動(dong)(dong)力學:主要是微(wei)(wei)(wei)(wei)機(ji)械和微(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)機(ji),或總稱(cheng)為微(wei)(wei)(wei)(wei)型(xing)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)械系統(tong)(MEMS),用(yong)(yong)于(yu)有傳動(dong)(dong)機(ji)械的(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)型(xing)傳感器(qi)(qi)(qi)和執(zhi)行器(qi)(qi)(qi)、光纖通(tong)訊系統(tong),特種電(dian)(dian)子設備、醫療(liao)和診斷儀(yi)器(qi)(qi)(qi)等.用(yong)(yong)的(de)(de)是一種類(lei)似(si)于(yu)集成電(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)設計和制(zhi)造的(de)(de)新工(gong)藝(yi)。特點(dian)是部件很(hen)小(xiao),刻蝕的(de)(de)深度(du)(du)往往要求數十至數百微(wei)(wei)(wei)(wei)米,而寬度(du)(du)誤差很(hen)小(xiao)。這(zhe)種工(gong)藝(yi)還可用(yong)(yong)于(yu)制(zhi)作三相(xiang)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji),用(yong)(yong)于(yu)超快速離(li)心機(ji)或陀螺儀(yi)等。在(zai)研究(jiu)方面還要相(xiang)應地檢測(ce)準原子尺度(du)(du)的(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)變形和微(wei)(wei)(wei)(wei)摩擦等。雖然它們(men)目前尚未真正進入納米尺度(du)(du),但有很(hen)大的(de)(de)潛在(zai)科學價(jia)值和經濟價(jia)值。
理論上講:可以(yi)使微電機(ji)和檢測技術達到納米(mi)數量級。
3、納(na)米(mi)生物(wu)學和納(na)米(mi)藥物(wu)學:如(ru)在(zai)云(yun)母表面用納(na)米(mi)微粒度的(de)(de)(de)膠體(ti)金固定dna的(de)(de)(de)粒子(zi),在(zai)二氧化硅表面的(de)(de)(de)叉指形(xing)電極做生物(wu)分子(zi)間互作用的(de)(de)(de)試驗,磷脂和脂肪酸雙層平面生物(wu)膜(mo),dna的(de)(de)(de)精細結構等。有(you)了(le)納(na)米(mi)技術,還可用自組裝方法在(zai)細胞內放入(ru)零件或組件使構成新的(de)(de)(de)材料。新的(de)(de)(de)藥物(wu),即(ji)使是微米(mi)粒子(zi)的(de)(de)(de)細粉,也(ye)大約有(you)半數不(bu)溶于水;但如(ru)粒子(zi)為(wei)納(na)米(mi)尺度(即(ji)超微粒子(zi)),則可溶于水。
納米生物(wu)學發展到一定技術時,可以(yi)用(yong)納米材料制(zhi)成具有(you)識別能力的(de)納米生物(wu)細(xi)(xi)胞(bao),并可以(yi)吸收癌細(xi)(xi)胞(bao)的(de)生物(wu)醫藥(yao),注入人體內,可以(yi)用(yong)于定向殺癌細(xi)(xi)胞(bao)。(上面是(shi)老錢加注)
4、納(na)(na)(na)米(mi)電子學(xue):包括(kuo)基于量子效應的納(na)(na)(na)米(mi)電子器件(jian)、納(na)(na)(na)米(mi)結構的光/電性質、納(na)(na)(na)米(mi)電子材(cai)料(liao)的表征,以及原子操(cao)縱(zong)和(he)原子組裝等。當(dang)前電子技術的趨勢(shi)要(yao)求器件(jian)和(he)系統更(geng)(geng)小、更(geng)(geng)快(kuai)、更(geng)(geng)冷(leng),更(geng)(geng)小,是指響(xiang)應速(su)度要(yao)快(kuai)。更(geng)(geng)冷(leng)是指單(dan)個器件(jian)的功耗要(yao)小。但是更(geng)(geng)小并非沒有(you)限度。納(na)(na)(na)米(mi)技術是建設者的最后疆(jiang)界,它的影響(xiang)將是巨大(da)的。
納米技術(shu)的(de)(de)靈(ling)感(gan),來(lai)自于已故(gu)物理(li)學家理(li)查德·費曼(man)1959年(nian)所作的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)次題為《在底部還有(you)(you)很大(da)空間(jian)》的(de)(de)演講。這位(wei)當時(shi)在加州理(li)工大(da)學任(ren)教的(de)(de)教授(shou)向同事們(men)提出了一(yi)(yi)(yi)個(ge)新的(de)(de)想法。從(cong)石器時(shi)代(dai)開始(shi),人(ren)類從(cong)磨尖箭(jian)頭到(dao)光刻芯片的(de)(de)所有(you)(you)技術(shu),都與一(yi)(yi)(yi)次性(xing)地削去或者融(rong)合數以億計的(de)(de)原(yuan)子(zi)以便(bian)把物質做(zuo)成有(you)(you)用的(de)(de)形(xing)態有(you)(you)關。費曼(man)質問道,為什么我們(men)不可以從(cong)另外(wai)一(yi)(yi)(yi)個(ge)角度出發,從(cong)單(dan)個(ge)的(de)(de)分子(zi)甚至原(yuan)子(zi)開始(shi)進行(xing)組(zu)裝(zhuang),以達到(dao)我們(men)的(de)(de)要求?他說:“至少依我看來(lai),物理(li)學的(de)(de)規律不排除一(yi)(yi)(yi)個(ge)原(yuan)子(zi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)原(yuan)子(zi)地制造物品(pin)的(de)(de)可能性(xing)。”
70年代,科(ke)學(xue)家(jia)開始從不同角度提出(chu)有關納米科(ke)技的構想,1974年,科(ke)學(xue)家(jia)谷口紀男(nan)(Norio Taniguchi)最(zui)早(zao)使用(yong)納米技術一詞描述(shu)精密機(ji)械(xie)加工;
1981年,科(ke)學家發明研(yan)究納米(mi)的(de)(de)重要工具——掃描隧道顯(xian)微鏡,為(wei)我們揭示(shi)一個可見的(de)(de)原(yuan)子(zi)、分子(zi)世界,對納米(mi)科(ke)技(ji)發展產生了(le)積極促(cu)進作用(yong);
1990年,IBM公司阿爾馬登(deng)研究中心的(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(jin)行了(le)重排,納(na)(na)米(mi)技(ji)(ji)術取得(de)一(yi)項(xiang)(xiang)關鍵(jian)突(tu)破。他們使用(yong)一(yi)種稱為掃描探針的(de)(de)(de)設備慢慢地把35個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)子(zi)移動到各自的(de)(de)(de)位置,組成(cheng)了(le)IBM三個(ge)(ge)字母。這(zhe)證(zheng)明費(fei)曼是(shi)正確的(de)(de)(de),二個(ge)(ge)字母加起(qi)來(lai)還(huan)沒有3個(ge)(ge)納(na)(na)米(mi)長。不久(jiu),科學(xue)(xue)家(jia)不僅能(neng)夠操縱單(dan)個(ge)(ge)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi),而且(qie)還(huan)能(neng)夠“噴涂原(yuan)(yuan)子(zi)”。使用(yong)分子(zi)束外延長生長技(ji)(ji)術,科學(xue)(xue)家(jia)們學(xue)(xue)會了(le)制(zhi)造極薄(bo)的(de)(de)(de)特殊晶體薄(bo)膜的(de)(de)(de)方法(fa),每次(ci)只(zhi)造出一(yi)層分子(zi)。現(xian)代(dai)制(zhi)造計算(suan)機硬(ying)盤讀寫頭使用(yong)的(de)(de)(de)就是(shi)這(zhe)項(xiang)(xiang)技(ji)(ji)術。著名(ming)物(wu)理學(xue)(xue)家(jia)、諾貝爾獎獲(huo)得(de)者理查德·費(fei)曼預言,人(ren)類可以(yi)用(yong)小的(de)(de)(de)機器制(zhi)作更小的(de)(de)(de)機器,最后(hou)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(shi)關于納(na)(na)米(mi)技(ji)(ji)術最早的(de)(de)(de)夢想。
1990年7月(yue),第一屆(jie)國際(ji)納(na)米科(ke)學技術會議在美國巴(ba)爾(er)的摩(mo)舉辦(ban),標志著納(na)米科(ke)學技術的正(zheng)式誕生;
1991年,碳納米(mi)(mi)管被人類發現,它的(de)(de)質量(liang)是相同(tong)體積鋼(gang)的(de)(de)六分(fen)之(zhi)一,強度卻是鋼(gang)的(de)(de)10倍,成為納米(mi)(mi)技術(shu)研究(jiu)的(de)(de)熱點,諾貝爾化學(xue)獎得(de)主(zhu)斯莫利教授認為,納米(mi)(mi)碳管將是未來最佳纖維的(de)(de)首(shou)選(xuan)材料,也將被廣泛用于超(chao)微導線、超(chao)微開關以及納米(mi)(mi)級電子線路等(deng);
1993年,繼1989年美國(guo)斯(si)坦福大(da)學(xue)搬走原子團“寫”下(xia)斯(si)坦福大(da)學(xue)英(ying)文、1990年美國(guo)國(guo)際商用機器公(gong)司在鎳表面用35個(ge)氙原子排出“IBM”之(zhi)后,中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)北(bei)京真空物理實驗室自如地操縱原子成功寫出“中(zhong)國(guo)”二字,標志著(zhu)中(zhong)國(guo)開始在國(guo)際納米科(ke)技(ji)領域占有一席之(zhi)地;
1997年(nian),美國科學家首次成(cheng)功地(di)用(yong)單(dan)電子移動單(dan)電子,利用(yong)這種(zhong)技(ji)術可望在(zai)2017年(nian)后(hou)研制成(cheng)功速(su)度(du)和存貯容(rong)量比現在(zai)提高成(cheng)千上萬(wan)倍的量子計(ji)算(suan)機;
1999年,巴(ba)西和美(mei)國科學(xue)家在進行納米碳管實驗時發明(ming)了(le)世界上最小的(de)“秤”,它(ta)能夠稱量(liang)十億分之一克(ke)的(de)物體,即相當于一個(ge)病毒的(de)重量(liang);此后(hou)不久(jiu),德(de)國科學(xue)家研制(zhi)出(chu)能稱量(liang)單個(ge)原子重量(liang)的(de)秤,打破了(le)美(mei)國和巴(ba)西科學(xue)家聯合創造的(de)紀(ji)錄;
到1999年,納(na)米技術逐步走向市場,全(quan)年基于納(na)米產品的營業額達到500億美元;
2001年,一些(xie)國家紛紛制定(ding)相(xiang)關戰(zhan)略(lve)或者計(ji)劃(hua),投(tou)入(ru)巨資搶占納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術戰(zhan)略(lve)高地。日(ri)本(ben)設立納(na)(na)米(mi)(mi)材料研究(jiu)(jiu)中心,把納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術列入(ru)新5年科(ke)技(ji)基(ji)本(ben)計(ji)劃(hua)的(de)研發(fa)重點;德國專(zhuan)門建立納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術研究(jiu)(jiu)網;美(mei)國將(jiang)納(na)(na)米(mi)(mi)計(ji)劃(hua)視為(wei)下一次工業革命的(de)核心,美(mei)國政府(fu)部門將(jiang)納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)基(ji)礎研究(jiu)(jiu)方面的(de)投(tou)資從(cong)1997年的(de)1.16億(yi)美(mei)元(yuan)增加(jia)到2001年的(de)4.97億(yi)美(mei)元(yuan)。中國也(ye)將(jiang)納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)列為(wei)中國的(de)“973計(ji)劃(hua)”進行大力(li)的(de)發(fa)展與其相(xiang)關產業的(de)大力(li)扶(fu)持(chi)。
當前納米(mi)技術的(de)(de)研究和(he)(he)(he)應用(yong)主要(yao)在(zai)(zai)材(cai)料(liao)和(he)(he)(he)制備(bei)、微電子和(he)(he)(he)計算(suan)機技術、醫學與健康、航天和(he)(he)(he)航空、環境和(he)(he)(he)能源、生(sheng)物(wu)技術和(he)(he)(he)農產品等方面。用(yong)納米(mi)材(cai)料(liao)制作(zuo)的(de)(de)器材(cai)重量(liang)更輕、硬度更強、壽命(ming)更長、維修費更低、設計更方便。利用(yong)納米(mi)材(cai)料(liao)還可以(yi)制作(zuo)出特定(ding)性質的(de)(de)材(cai)料(liao)或自(zi)然界不(bu)存在(zai)(zai)的(de)(de)材(cai)料(liao),制作(zuo)出生(sheng)物(wu)材(cai)料(liao)和(he)(he)(he)仿(fang)生(sheng)材(cai)料(liao)。
1、納米(mi)是一種幾(ji)何尺(chi)寸(cun)的度量(liang)單位,1納米(mi)=百萬分之一毫米(mi)。
2、納米技(ji)術帶動(dong)了技(ji)術革命。
3、利用納米技術(shu)制作的藥物可以阻斷毛細血管(guan),“餓死”癌細胞。
4、如果(guo)在(zai)衛(wei)星上用納米集成器件,衛(wei)星將更小(xiao),更容(rong)易發(fa)射。
5、納米(mi)技術是多科學(xue)綜(zong)合,有些目標需(xu)要長時間的努(nu)力才(cai)會實現。
6、納米技術(shu)和信息科學(xue)技術(shu)、生命科學(xue)技術(shu)是(shi)當前的(de)科學(xue)發(fa)展主流(liu),它(ta)們的(de)發(fa)展將(jiang)使人類社會、生存環境和科學(xue)技術(shu)本身變得更(geng)美好(hao)。
7、納米技(ji)術可(ke)以觀察病人身體(ti)中的癌細胞病變(bian)及情況,可(ke)讓醫生對癥下藥。
納(na)米(mi)級(ji)(ji)測量技術包括(kuo):納(na)米(mi)級(ji)(ji)精度的尺寸和位(wei)移的測量,納(na)米(mi)級(ji)(ji)表(biao)面形貌的測量。納(na)米(mi)級(ji)(ji)測量技術主要有兩(liang)個發(fa)展方向。
一(yi)是光干涉(she)測(ce)(ce)(ce)量(liang)技(ji)術,它(ta)是利用光的(de)干涉(she)條紋來提高測(ce)(ce)(ce)量(liang)的(de)分辨率,其測(ce)(ce)(ce)量(liang)方(fang)法有:雙頻激光干涉(she)測(ce)(ce)(ce)量(liang)法、光外差干涉(she)測(ce)(ce)(ce)量(liang)法、X射線干涉(she)測(ce)(ce)(ce)量(liang)法、F一(yi)P標準工(gong)具測(ce)(ce)(ce)量(liang)法等,可用于(yu)長度和位移(yi)的(de)精確(que)測(ce)(ce)(ce)量(liang),也(ye)可用于(yu)表面顯(xian)微形貌(mao)的(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)。
二是(shi)(shi)掃描(miao)探針顯(xian)微測量(liang)技術(STM),其基(ji)本原理是(shi)(shi)基(ji)于量(liang)子力(li)學的(de)(de)隧道效(xiao)應,它的(de)(de)原理是(shi)(shi)用極尖的(de)(de)探針(或類似的(de)(de)方(fang)法)對被測表面(mian)進行掃描(miao)(探針和(he)被測表面(mian)實際并(bing)不接觸),借助納米級的(de)(de)三維(wei)位(wei)(wei)移定位(wei)(wei)控(kong)制系統測出(chu)該表面(mian)的(de)(de)三維(wei)微觀(guan)立(li)體形(xing)貌。主要用于測量(liang)表面(mian)的(de)(de)微觀(guan)形(xing)貌和(he)尺(chi)寸。
用這原理的測量(liang)方法有:掃(sao)描隧道顯(xian)微(wei)鏡(jing)(STM)、原子(zi)力顯(xian)微(wei)鏡(jing)(AFM)等(deng)。
納米級(ji)(ji)加工的(de)含意是達到納米級(ji)(ji)精度的(de)加工技術。
由于原(yuan)子(zi)間(jian)(jian)的距(ju)離為0.1一0.3nm,納米(mi)加工(gong)的實質(zhi)就(jiu)是要(yao)切(qie)斷原(yuan)子(zi)間(jian)(jian)的結(jie)(jie)合,實現原(yuan)子(zi)或分子(zi)的去除,切(qie)斷原(yuan)子(zi)間(jian)(jian)結(jie)(jie)合所(suo)需要(yao)的能量,必然(ran)要(yao)求超(chao)過該物質(zhi)的原(yuan)子(zi)間(jian)(jian)結(jie)(jie)合能,即所(suo)播的能量密度是很大的。用傳(chuan)統的切(qie)削、磨削加工(gong)方法進行納米(mi)級(ji)加工(gong)就(jiu)相當(dang)困(kun)難了(le)。
截(jie)至2008年(nian)納米加(jia)(jia)工(gong)(gong)有了(le)很大(da)的(de)突破,如電子束光刻(UGA技術(shu))加(jia)(jia)工(gong)(gong)超大(da)規模集成(cheng)電路時(shi),可實現0.1μm線寬的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong):離(li)子刻蝕可實現微米級和納米級表層材料的(de)去除(chu):掃描(miao)隧道(dao)顯微技術(shu)可實現單個原(yuan)子的(de)去除(chu)、扭遷(qian)、增添和原(yuan)子的(de)重組。
納米粒(li)子(zi)的制備方法很多,可分(fen)為物理方法和化學方法。
真空(kong)冷(leng)授法(fa):用真空(kong)蒸發、加熱、高(gao)(gao)頻感應等方法(fa)使(shi)原料氣化(hua)或形成等粒子(zi)體,然后驟(zou)冷(leng)。其特點純度(du)高(gao)(gao)、結晶組(zu)織好(hao)、位度(du)可控(kong),但技術設備要求高(gao)(gao)。
物理粉(fen)(fen)碎法:透過機械粉(fen)(fen)碎、電火(huo)花爆炸(zha)等方法得到納米粒子(zi)。其特點操(cao)作簡(jian)單、成本低,但產(chan)晶純度低,順粒分布(bu)不均勻。
機械球磨法(fa):采(cai)用球磨方法(fa),控制適當的條件得到純元素(su)、合金或復合材料的納米(mi)粒子。其特點操作簡單、成本低,但(dan)產品純度低,顆粒分(fen)布不(bu)均勻(yun)。
氣相沉積法:利用金屬化合物蒸汽的(de)化學反應合成納米材(cai)料。其(qi)特(te)點產品純(chun)度高,粒度分布(bu)窄。
沉淀(dian)法(fa):把沉淀(dian)劑加人到鹽溶液中反應后(hou),將沉淀(dian)熱(re)處理得到納米材料.其特點簡單(dan)易行,但純度低,顆粒半徑大,適合(he)制備載化物。
水熱合(he)成法:高溫高壓下在(zai)水溶(rong)液或蒸汽(qi)等流體中合(he)成,再經分(fen)離和熱處(chu)理(li)得納米粒子。其(qi)特點純(chun)度(du)高,分(fen)散性好、粒度(du)易控制(zhi)。
溶膠(jiao)凝膠(jiao)法:金屬化合物(wu)(wu)經溶液、溶膠(jiao)、凝膠(jiao)而固(gu)化,再經低沮熱處理而生成納米(mi)粒(li)子。其特點(dian)反應物(wu)(wu)種多,產物(wu)(wu)顆(ke)粒(li)均一,過程易控制,適(shi)于氧化物(wu)(wu)和11一VI族化合物(wu)(wu)的制備。
徽(hui)乳液(ye)法(fa):兩:互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下(xia)形成(cheng)乳液(ye),在徽(hui)泡中經成(cheng)核,聚結、團聚、熱處理后得(de)納(na)(na)米粒(li)(li)子。其特點粒(li)(li)子的單分(fen)散和(he)接口性好,11一(yi)VI族半(ban)導體納(na)(na)米粒(li)(li)子多用此法(fa)制(zhi)備(bei)。
水熱(re)合(he)(he)成法——高溫高壓下在(zai)水溶液或蒸汽等(deng)流體中合(he)(he)成,再(zai)經分離和熱(re)處理(li)得到納米粒(li)(li)子。其特點是純度高,分散性好,粒(li)(li)度易(yi)控制。
自1991年(nian)Gleiter等人率(lv)先制得納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)以來,經過10年(nian)的(de)發展(zhan)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)有了長(chang)足的(de)進步。如(ru)今納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)種類較多(duo)(duo),按其材(cai)(cai)(cai)質(zhi)分有:金屬(shu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)陶瓷材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)半導體材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)聚(ju)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)等等。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)是超徽粒材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),被稱(cheng)為(wei)“21世紀新材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)”,具(ju)有許多(duo)(duo)特異性(xing)能。
例(li)如用(yong)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)級(ji)(ji)金(jin)屬微(wei)粉(fen)(fen)燒(shao)結(jie)成的(de)(de)(de)材料,強度(du)(du)(du)和(he)硬度(du)(du)(du)大(da)大(da)高于原(yuan)來的(de)(de)(de)金(jin)屬,納(na)(na)(na)米(mi)(mi)金(jin)屬居然(ran)由導電(dian)體變成絕緣體。一般的(de)(de)(de)陶瓷(ci)強度(du)(du)(du)低(di)并(bing)且很脆。但納(na)(na)(na)米(mi)(mi)級(ji)(ji)微(wei)粉(fen)(fen)燒(shao)結(jie)成的(de)(de)(de)陶瓷(ci)不但強度(du)(du)(du)高并(bing)且有(you)良好的(de)(de)(de)韌性。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)材料的(de)(de)(de)熔點會(hui)隨(sui)超細粉(fen)(fen)的(de)(de)(de)直徑(jing)的(de)(de)(de)減(jian)小(xiao)而降低(di)。例(li)如金(jin)的(de)(de)(de)熔點為(wei)1064℃,但10nm的(de)(de)(de)金(jin)粉(fen)(fen)熔點降低(di)到940℃,snm的(de)(de)(de)金(jin)粉(fen)(fen)熔點降低(di)到830℃,因而燒(shao)結(jie)溫度(du)(du)(du)可以大(da)大(da)降低(di)。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)陶瓷(ci)的(de)(de)(de)燒(shao)結(jie)溫度(du)(du)(du)大(da)大(da)低(di)于原(yuan)來的(de)(de)(de)陶瓷(ci)。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)級(ji)(ji)的(de)(de)(de)催化劑(ji)加入汽油(you)中。可提高內(nei)燃機(ji)的(de)(de)(de)效(xiao)率。
加入固體(ti)燃(ran)料可使火箭的速度(du)加快(kuai)。藥物制成(cheng)納米微(wei)粉。可以注射到血(xue)管(guan)內順(shun)利進入微(wei)血(xue)管(guan)。
當(dang)前常規的成(cheng)像技術只能檢(jian)測(ce)到癌(ai)癥在(zai)組織上(shang)造成(cheng)的可(ke)(ke)見(jian)的變化,而這(zhe)個(ge)時(shi)候已經有數(shu)千的癌(ai)細胞生成(cheng)并且可(ke)(ke)能會轉移。而且,即使是(shi)已經可(ke)(ke)以(yi)看到腫瘤了,由于(yu)腫瘤本身(shen)的類別(惡性還(huan)是(shi)良性)和特征,要確定有效(xiao)的治(zhi)療(liao)方(fang)法(fa)也還(huan)必須(xu)通過活組織檢(jian)查。如果對(dui)癌(ai)性細胞或(huo)者癌(ai)變前細胞以(yi)某種(zhong)方(fang)式進行標記,使用(yong)傳(chuan)統設(she)備即可(ke)(ke)檢(jian)測(ce)出來則更有利于(yu)癌(ai)癥的診斷。
要實現這(zhe)一(yi)目標有(you)兩(liang)個必要條(tiao)件:某技(ji)術(shu)能夠(gou)特定識別(bie)癌(ai)性細胞且能夠(gou)讓被識別(bie)的(de)(de)癌(ai)性細胞可見(jian)。納米技(ji)術(shu)能夠(gou)滿(man)足這(zhe)兩(liang)點。例如(ru),在(zai)金(jin)屬氧化物表(biao)面涂覆(fu)可特異(yi)識別(bie)癌(ai)性細胞表(biao)面超表(biao)達的(de)(de)受體的(de)(de)抗體。
由于金屬氧(yang)化(hua)物在核磁共振成(cheng)像(xiang)(MRI)或(huo)計算機斷層掃描(CT)下發出高對比度(du)信號,因此一旦進入(ru)體內后,這些(xie)金屬氧(yang)化(hua)物納(na)米顆(ke)粒表(biao)面的(de)抗體選擇(ze)性地(di)與癌性細(xi)胞(bao)結合,使檢測儀器可(ke)以(yi)有效(xiao)地(di)識(shi)別出癌性細(xi)胞(bao)。同(tong)樣地(di),金納(na)米粒也可(ke)以(yi)用于增強在內窺鏡技術中的(de)光散射(she)。納(na)米技術能夠將識(shi)別癌癥類別及不(bu)同(tong)發展(zhan)階段的(de)分(fen)子標記可(ke)視(shi)化(hua),讓醫生能夠通過傳統的(de)成(cheng)像(xiang)技術看到原本檢測不(bu)到的(de)細(xi)胞(bao)和分(fen)子。
在人類與癌(ai)癥的(de)(de)(de)(de)斗(dou)爭中,有一半的(de)(de)(de)(de)勝利是(shi)得(de)益(yi)于早(zao)期的(de)(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)。納米(mi)技術(shu)使(shi)得(de)癌(ai)癥的(de)(de)(de)(de)診(zhen)斷更(geng)早(zao)更(geng)準確,并可用于治(zhi)(zhi)療(liao)監測(ce)。納米(mi)技術(shu)也可以(yi)增強甚至完(wan)全變革(ge)對組織和體液中生(sheng)物(wu)標志(zhi)物(wu)的(de)(de)(de)(de)篩查(cha)。癌(ai)癥與癌(ai)癥之(zhi)間,以(yi)及癌(ai)細胞與正(zheng)常細胞之(zhi)間由于各種分子在表達和分布上的(de)(de)(de)(de)差異而各不相同。隨著治(zhi)(zhi)療(liao)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)步,對癌(ai)癥的(de)(de)(de)(de)多個生(sheng)物(wu)標志(zhi)物(wu)進(jin)(jin)行同時檢(jian)測(ce)是(shi)確定治(zhi)(zhi)療(liao)方案時所必須的(de)(de)(de)(de)。
納(na)米顆(ke)粒——例(li)如能夠(gou)根據它(ta)們本(ben)身大(da)小發出不同顏(yan)(yan)色(se)(se)光的量(liang)子(zi)點——可(ke)以(yi)實現同時檢測多種(zhong)標記物(wu)的目(mu)的。包被有抗(kang)體的量(liang)子(zi)點發出的激發光信號可(ke)用(yong)于篩查(cha)某些類型的癌癥。不同顏(yan)(yan)色(se)(se)的量(liang)子(zi)點可(ke)與(yu)各(ge)種(zhong)癌癥生(sheng)物(wu)標記物(wu)抗(kang)體結合,方便(bian)腫瘤學家通(tong)過所(suo)看到的光譜區分癌細胞(bao)與(yu)健康細胞(bao)。
由于在(zai)納米尺(chi)度下(xia)刻蝕(shi)技術已達到(dao)極限,組裝技術將(jiang)成為納米科技的重要手段,受到(dao)人們很大的重視。
納米組(zu)(zu)裝(zhuang)技(ji)術就(jiu)是通過機(ji)械、物(wu)(wu)理、化(hua)學(xue)或生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)方(fang)法,把原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)或者(zhe)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)聚集體進(jin)行(xing)組(zu)(zu)裝(zhuang),形(xing)成有(you)功能(neng)(neng)的(de)(de)(de)結構單元。組(zu)(zu)裝(zhuang)技(ji)術包括分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)序(xu)(xu)組(zu)(zu)裝(zhuang)技(ji)術,掃描探針(zhen)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)搬遷技(ji)術以及(ji)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)組(zu)(zu)裝(zhuang)技(ji)術。分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)序(xu)(xu)組(zu)(zu)裝(zhuang)是通過分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理或化(hua)學(xue)相互作用,形(xing)成有(you)序(xu)(xu)的(de)(de)(de)二(er)維(wei)或三維(wei)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)體系(xi)。現在,分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)序(xu)(xu)組(zu)(zu)裝(zhuang)技(ji)術及(ji)其應用研(yan)究方(fang)面取得的(de)(de)(de)最新(xin)進(jin)展(zhan)(zhan)主要是LB膜(mo)研(yan)究及(ji)有(you)關特性的(de)(de)(de)發現。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)大(da)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)走向(xiang)(xiang)識別(bie)組(zu)(zu)裝(zhuang)。蛋(dan)白質(zhi)、核酸等(deng)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性大(da)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)裝(zhuang)要求(qiu)商密度(du)定取向(xiang)(xiang),這(zhe)對于(yu)制備高性能(neng)(neng)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)微感膜(mo)、發展(zhan)(zhan)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)器件,以及(ji)研(yan)究生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)大(da)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間相互作用是十分(fen)(fen)重要的(de)(de)(de)。在進(jin)行(xing)lgG歸生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)大(da)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)裝(zhuang)過程中,首次(ci)利用抗體活(huo)性片(pian)斷的(de)(de)(de)識別(bie)功能(neng)(neng)進(jin)行(xing)活(huo)性生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)大(da)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)裝(zhuang)。這(zhe)一重要的(de)(de)(de)進(jin)展(zhan)(zhan)使得生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)定向(xiang)(xiang)組(zu)(zu)裝(zhuang)產生(sheng)(sheng)了新(xin)的(de)(de)(de)突破。
除以上幾(ji)種組裝外,在長鏈聚合物(wu)分(fen)子(zi)上的有(you)序組裝、橋連(lian)自組裝技(ji)術(shu)、有(you)序分(fen)子(zi)薄膜的應(ying)用研究等技(ji)術(shu)也有(you)進展。采用納(na)米加(jia)(jia)工技(ji)術(shu)還(huan)可(ke)以對材料進行原子(zi)量級加(jia)(jia)工,使加(jia)(jia)工技(ji)術(shu)進人一(yi)個(ge)更加(jia)(jia)徽細的深(shen)度(du)。納(na)米結構自組裝技(ji)術(shu)的發展,將會使納(na)米機械(xie)、納(na)米機電系統和(he)納(na)米生物(wu)學(xue)產生突破(po)性的飛躍。
中(zhong)國在納(na)米(mi)領域的(de)(de)科學發現和產(chan)業(ye)化(hua)研究有一定的(de)(de)優勢。現代同美、日、德等(deng)國位于國際(ji)第(di)一梯隊(dui)的(de)(de)前列。雖然現代中(zhong)國己經(jing)建立了一定數(shu)量的(de)(de)納(na)米(mi)材料生產(chan)基地,納(na)米(mi)技術的(de)(de)開發應用也已經(jing)興起,并初步實現了產(chan)業(ye)化(hua)。納(na)米(mi)要實現大規(gui)模(mo)、低成本的(de)(de)產(chan)業(ye)化(hua)生產(chan),還有許(xu)多的(de)(de)工作要做,只(zhi)有依(yi)賴大量的(de)(de)資金和高科技投人才能換(huan)取高額的(de)(de)利(li)潤(run)回(hui)報(bao)。
納米生(sheng)物(wu)學是以(yi)納米尺度研(yan)究細(xi)胞(bao)內部各種細(xi)胞(bao)器的結(jie)構和功(gong)能。研(yan)究細(xi)胞(bao)內部,細(xi)胞(bao)內外(wai)之(zhi)間以(yi)及整(zheng)個生(sheng)物(wu)體的物(wu)質、能量和信息交(jiao)換。納米生(sheng)物(wu)學的研(yan)究集中在(zai)下列方面。
DNA研究(jiu)在形貌觀察、特性(xing)研究(jiu)和基因改造三個方(fang)面有(you)不(bu)少(shao)進展。
工作(zuo)目標是弄(nong)清人類的(de)記憶(yi)、思(si)維,語言和學(xue)習這些高級(ji)神經功(gong)能(neng)和人腦的(de)信(xin)息(xi)處理功(gong)能(neng)。
這(zhe)是納米生物學的(de)熱門研(yan)究內容。現(xian)在取得不(bu)少(shao)成(cheng)果。是納米技術中有希望(wang)獲(huo)得突破(po)性巨大成(cheng)果的(de)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)通常由10種以上的(de)(de)蛋白(bai)質群體組成,其構造如同(tong)人工(gong)馬(ma)達(da)。由相當的(de)(de)定子、轉子、軸承(cheng)、萬向接頭等組成。它的(de)(de)直徑只有3onm,轉速(su)可以高(gao)達(da)15r/min,可在(zai)1μs內(nei)進行(xing)右轉或(huo)左轉的(de)(de)相互切換。利用外(wai)部(bu)電場可實現(xian)加(jia)速(su)或(huo)減速(su)。轉動(dong)的(de)(de)動(dong)力源,是細菌內(nei)支撐馬(ma)達(da)的(de)(de)薄膜內(nei)外(wai)的(de)(de)氮氧離子濃度(du)差。實驗(yan)證明。細菌體內(nei)外(wai)的(de)(de)電位差也可驅動(dong)鞭毛(mao)(mao)馬(ma)達(da)。現(xian)代人們正在(zai)探索設計一種能用電位差馭動(dong)的(de)(de)人工(gong)鞭毛(mao)(mao)馬(ma)達(da)驅動(dong)器。
日本三菱公司(si)已開發出一種能模擬(ni)人眼處理視覺形象功(gong)能的視網(wang)膜芯(xin)片(pian)。該芯(xin)片(pian)以(yi)砷化稼半導(dao)體作為片(pian)基。每個芯(xin)片(pian)內含4096個傳感元。可望進一步用于機(ji)器人。
有(you)(you)人(ren)提(ti)出制作類(lei)似環和桿那樣(yang)的(de)分子(zi)機械。把它們(men)裝配起來構(gou)成(cheng)計(ji)(ji)算機的(de)線(xian)路單(dan)元,單(dan)元尺(chi)寸僅(jin)Inm,可組裝成(cheng)超小(xiao)型計(ji)(ji)算機,僅(jin)有(you)(you)數微米大小(xiao),就能達到現代常用計(ji)(ji)算機的(de)同等性能。
在納米結構(gou)自(zi)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)復(fu)雜(za)徽(hui)型機電系統制造中,很大的(de)(de)(de)難題是系統中各部件的(de)(de)(de)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)。系統愈先(xian)進、愈復(fu)雜(za),組(zu)裝(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)問題也愈難解(jie)決。自(zi)然(ran)界(jie)各種生(sheng)物(wu)、生(sheng)物(wu)體內的(de)(de)(de)蛋白(bai)質、DNA、細胞等都是極為復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)結構(gou)。它們(men)的(de)(de)(de)生(sheng)成(cheng)、組(zu)裝(zhuang)(zhuang)都是自(zi)動(dong)進行的(de)(de)(de)。如(ru)能了解(jie)并控制生(sheng)物(wu)大分子的(de)(de)(de)自(zi)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)原理(li),人類(lei)對自(zi)然(ran)界(jie)的(de)(de)(de)認識和改造必然(ran)會上升到(dao)一(yi)個全新(xin)的(de)(de)(de)更高(gao)的(de)(de)(de)水平。
納米(mi)機器人(ren)是(shi)根(gen)據分子水平的(de)(de)生物學原理(li)為(wei)設(she)計原型,設(she)計制(zhi)造可(ke)對納米(mi)空間進行(xing)操作(zuo)的(de)(de)“功能分子器件”,也稱分子機器人(ren);而(er)納米(mi)機器人(ren)的(de)(de)研發已成為(wei)當今科(ke)技(ji)的(de)(de)前沿熱點。
2005年,不(bu)少國(guo)家(jia)紛紛制定相關戰略或者計劃,投入巨資搶占納米機器(qi)人這種新(xin)科技的(de)(de)戰略高(gao)地。《機器(qi)人時代》月刊日前指出:納米機器(qi)人潛在(zai)用(yong)途(tu)十分廣泛,其中特(te)別重要的(de)(de)就是應用(yong)于醫(yi)療和軍事(shi)領域。
每一(yi)種新科技的(de)出現(xian),似乎都包涵(han)著無限可能。用不了(le)多久,個頭只有分子大小(xiao)的(de)神(shen)奇納(na)米機(ji)(ji)器人(ren)(ren)將源(yuan)源(yuan)不斷地進入人(ren)(ren)類的(de)日常生(sheng)活。中國著名學者周海中教(jiao)授在(zai)1990年(nian)發表的(de)《論機(ji)(ji)器人(ren)(ren)》一(yi)文(wen)中就預言:到21世紀中葉,納(na)米機(ji)(ji)器人(ren)(ren)將徹底改變(bian)人(ren)(ren)類的(de)勞動和(he)生(sheng)活方式。
納米雨衣(yi)(yi)傘(san)(san)(san)是雨傘(san)(san)(san)與(yu)雨衣(yi)(yi)的(de)結合體,納米雨傘(san)(san)(san)收傘(san)(san)(san)有三折傘(san)(san)(san)和直(zhi)桿(gan)傘(san)(san)(san)的(de)收傘(san)(san)(san)形態(簡(jian)單說,收傘(san)(san)(san)時(shi)有長短兩種(zhong)選擇)。納米雨衣(yi)(yi)可(ke)(ke)(ke)由納米雨傘(san)(san)(san)轉(zhuan)變(bian)而成,納米雨衣(yi)(yi)又不(bu)同于一(yi)般的(de)雨衣(yi)(yi),因為納米雨衣(yi)(yi)可(ke)(ke)(ke)以保證從頭(tou)到腳絕對不(bu)濕。因為納米材料(liao),所以這(zhe)雨傘(san)(san)(san)可(ke)(ke)(ke)以一(yi)甩即干,雨傘(san)(san)(san)轉(zhuan)變(bian)為雨衣(yi)(yi)后,這(zhe)雨衣(yi)(yi)也只需穿著時(shi)輕輕一(yi)跳(tiao)也即可(ke)(ke)(ke)全干。
2014年8月4日,澳大利亞(ya)運用(yong)新(xin)發明的布(bu)料,制成一款具有(you)開創性的T恤(xu)衫(shan),不管人們怎樣嘗試著(zhu)浸濕它,此(ci)T恤(xu)都能(neng)保持良好的防(fang)水性能(neng)。
這(zhe)件叫做“騎(qi)士”(The Cavalier)的(de)白(bai)色(se)T恤(xu)是百分(fen)之(zhi)百棉質的(de)。雖然表(biao)面(mian)看起來平(ping)淡無奇,但是其布料運用“疏水”納米技術(shu)應(ying)用編織而成,使得這(zhe)件T恤(xu)能夠有(you)效(xiao)防(fang)止(zhi)大(da)部(bu)分(fen)液體和污漬(zi)的(de)浸入。這(zhe)種(zhong)T恤(xu)可以用機器清洗(xi)(xi),其防(fang)水功能最多可承受80次清洗(xi)(xi)。它的(de)布料有(you)天然自凈功能,任何(he)附著在上的(de)污漬(zi)都(dou)能用水擦(ca)洗(xi)(xi)或沖干(gan)凈。
和(he)其他含有化學(xue)物質的防(fang)水(shui)應用不(bu)同,T恤仿照(zhao)的是荷葉的自(zi)然疏水(shui)特(te)點。此(ci)布料的發明對于餐館和(he)咖啡廳來(lai)說(shuo)可能具有革命性的影響。此(ci)外(wai),這種(zhong)布料還可以運用在醫療行業或醫院等地。
和生物(wu)(wu)技(ji)術一樣,納米科技(ji)也(ye)有(you)很多環境和安全問題(比如尺(chi)寸小是否(fou)會避開生物(wu)(wu)的自然防御系統(tong),還有(you)是否(fou)能(neng)生物(wu)(wu)降解、毒(du)性副作(zuo)用如何等(deng)等(deng))。
納米(mi)材料(包含(han)有納米(mi)顆粒的(de)(de)材料)本身的(de)(de)存(cun)在并不是一(yi)種(zhong)危害(hai)。只有它的(de)(de)一(yi)些方面具有危害(hai)性,特(te)別是他(ta)們(men)的(de)(de)移動性和增強的(de)(de)反應性。只有某些納米(mi)粒子的(de)(de)某些方面對生(sheng)物或(huo)環境有害(hai),我們(men)才(cai)面臨一(yi)個(ge)真的(de)(de)危害(hai)。
要討論(lun)納米材料對健康和環(huan)境的影響,我們(men)必須區(qu)分兩(liang)類納米結構:
納(na)米(mi)尺寸的粒子被組(zu)裝(zhuang)在一個基(ji)體、材料或器件上的納(na)米(mi)合成物、納(na)米(mi)表面(mian)結構或納(na)米(mi)組(zu)份(fen)(電子,光學(xue)傳感器等),又稱(cheng)為固定納(na)米(mi)粒子。
“自由”納(na)(na)米(mi)粒子,不管在生(sheng)產的某些(xie)步驟中(zhong)存還是直接使用單獨的納(na)(na)米(mi)粒子。
這些自由納(na)(na)米粒(li)子(zi)可能(neng)是納(na)(na)米尺寸的單元素,化合物,或(huo)是復(fu)雜的混合物,比如在一種元素上鍍上另(ling)外一張物質的“鍍膜”納(na)(na)米粒(li)子(zi)或(huo)叫做“核殼”納(na)(na)米粒(li)子(zi)。
現(xian)代,公認的(de)觀點是,雖然(ran)我(wo)們(men)需要關注有固定納(na)米(mi)(mi)粒子的(de)材料,自由納(na)米(mi)(mi)粒子是最緊迫關心的(de)。
因為,納米粒(li)子(zi)同它(ta)們日常的對(dui)應物實在是區別太大了(le),它(ta)們的有(you)害效應不能從(cong)已知毒性推演而來。這樣討論自由納米粒(li)子(zi)的健康和(he)環境影響具有(you)很(hen)重要的意(yi)義。
更加(jia)復雜(za)(za)的(de)(de)(de)(de)是(shi),當(dang)我(wo)們討(tao)論納(na)米(mi)粒子的(de)(de)(de)(de)時候,我(wo)們必須知道(dao)含有的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)粒子的(de)(de)(de)(de)粉(fen)末或(huo)液體幾(ji)乎(hu)從來不會單(dan)分散(san)化,而是(shi)具有一定范圍內許多(duo)不同(tong)尺寸。這會使實(shi)驗(yan)分析更加(jia)復雜(za)(za),因為大的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)粒子可能和小的(de)(de)(de)(de)有不同(tong)的(de)(de)(de)(de)性質。而且(qie),納(na)米(mi)粒子具有聚(ju)合(he)的(de)(de)(de)(de)趨勢(shi),而聚(ju)合(he)的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)粒子具有同(tong)單(dan)個(ge)納(na)米(mi)粒子不同(tong)的(de)(de)(de)(de)行為。
納米顆粒進入(ru)(ru)人體有(you)四(si)種途徑:吸(xi)入(ru)(ru),吞咽,從(cong)皮(pi)膚吸(xi)收或在醫療過程中被有(you)意的注入(ru)(ru)(或由植入(ru)(ru)體釋放(fang))。一(yi)旦進入(ru)(ru)人體,它(ta)們(men)具有(you)高度(du)的可移動性(xing)。在一(yi)些(xie)個例中,它(ta)們(men)甚至能穿越血(xue)腦屏障(zhang)。
納(na)(na)米粒子在(zai)(zai)器官(guan)(guan)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)行(xing)為仍然是(shi)(shi)需(xu)要研究的(de)一個大(da)課題。基本上,納(na)(na)米顆粒的(de)行(xing)為取決于它(ta)們(men)(men)(men)的(de)大(da)小,形狀(zhuang)和同周圍組織(zhi)的(de)相互作用活(huo)動性(xing)。它(ta)們(men)(men)(men)可能引起噬(shi)菌細胞(吞咽并消滅外來物(wu)質的(de)細胞)的(de)“過(guo)(guo)載”,從而引發防御性(xing)的(de)發燒和降低機(ji)(ji)體免(mian)疫力。它(ta)們(men)(men)(men)可能因為無(wu)法(fa)降解或降解緩慢,而在(zai)(zai)器官(guan)(guan)里集聚。還有一個顧慮是(shi)(shi)它(ta)們(men)(men)(men)同人體中(zhong)(zhong)(zhong)一些生(sheng)物(wu)過(guo)(guo)程發生(sheng)反應的(de)潛在(zai)(zai)危險。由于極大(da)的(de)表面積(ji),暴露在(zai)(zai)組織(zhi)和液體中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)納(na)(na)米粒子會立(li)即(ji)吸(xi)附他(ta)們(men)(men)(men)遇(yu)到(dao)的(de)大(da)分子。這樣會影響到(dao)例如酶和其他(ta)蛋白的(de)調整機(ji)(ji)制。
主要(yao)擔心納(na)米顆粒可(ke)能會造成未(wei)知的危害。
納(na)米(mi)(mi)技(ji)術的(de)(de)使用也存在社會(hui)學風險。在儀器的(de)(de)層面,也包括在軍事領域使用納(na)米(mi)(mi)技(ji)術的(de)(de)可能性(xing)。(例如,在MIT士(shi)兵(bing)納(na)米(mi)(mi)技(ji)術研(yan)究(jiu)所研(yan)究(jiu)的(de)(de)裝備士(shi)兵(bing)的(de)(de)植入體或其他手段,同時還有(you)通過納(na)米(mi)(mi)探測器增強(qiang)的(de)(de)監視手段。
在(zai)結構層面(mian),納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)的(de)(de)批評(ping)家(jia)們(men)指(zhi)(zhi)出(chu)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)打開了(le)一(yi)(yi)個由產權(quan)和(he)(he)公(gong)司控(kong)制(zhi)的(de)(de)新世界。他們(men)指(zhi)(zhi)出(chu),就象生物技(ji)術(shu)的(de)(de)操控(kong)基因的(de)(de)能(neng)力伴隨(sui)著生命的(de)(de)專(zhuan)利(li)化(hua)一(yi)(yi)樣,納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)操控(kong)分子的(de)(de)技(ji)術(shu)帶來的(de)(de)是物質(zhi)的(de)(de)專(zhuan)利(li)化(hua)。過(guo)去的(de)(de)幾年(nian)里,獲得納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)尺度的(de)(de)專(zhuan)利(li)像一(yi)(yi)股淘(tao)金熱。2003年(nian),超過(guo)800納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)相關的(de)(de)專(zhuan)利(li)權(quan)獲得批準(zhun),這(zhe)個數字每年(nian)都在(zai)增長。大公(gong)司已經壟斷(duan)了(le)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)尺度發(fa)(fa)明與發(fa)(fa)現的(de)(de)廣泛的(de)(de)專(zhuan)利(li)。例如,NEC和(he)(he)IBM這(zhe)兩(liang)家(jia)大公(gong)司持有碳納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)管(guan)這(zhe)一(yi)(yi)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)基石之(zhi)一(yi)(yi)的(de)(de)基礎專(zhuan)利(li)。碳納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)管(guan)具(ju)有廣泛的(de)(de)運(yun)用(yong),并被看好對從電子和(he)(he)計算機(ji)、到強化(hua)材(cai)(cai)料(liao)、到藥物釋放和(he)(he)診斷(duan)的(de)(de)許多(duo)工業領域都有關鍵(jian)的(de)(de)作用(yong)。碳納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)管(guan)很可(ke)能(neng)成為(wei)取代傳統原(yuan)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)主(zhu)要工業交(jiao)易材(cai)(cai)料(liao)。但是,當它們(men)的(de)(de)用(yong)途擴張時,任何想要制(zhi)造或出(chu)售碳納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)管(guan)的(de)(de)人,不(bu)管(guan)應用(yong)是什(shen)么,都要先向NEC或者IBM購買(mai)許可(ke)證。
高(gao)級(ji)納米(mi)(mi)技術,有(you)時被稱為分子(zi)(zi)制(zhi)造,用(yong)于描述分子(zi)(zi)尺度上的納米(mi)(mi)工程(cheng)系統(納米(mi)(mi)機(ji)器(qi))。無數例子(zi)(zi)證明(ming),億(yi)萬年的進(jin)化(hua)能夠(gou)產生(sheng)復雜的、隨(sui)機(ji)優化(hua)的生(sheng)物機(ji)器(qi)。在納米(mi)(mi)領域中,我們希望使用(yong)仿(fang)生(sheng)學的方法(fa)找到制(zhi)造納米(mi)(mi)機(ji)器(qi)的捷徑。然(ran)而(er),K Eric Drexler和其他研究者提(ti)出:高(gao)級(ji)納米(mi)(mi)技術雖然(ran)最初會使用(yong)仿(fang)生(sheng)學輔助手段,最終可能會建立在機(ji)械工程(cheng)的原(yuan)理上。
美國(guo)國(guo)家科學委員(yuan)會(National Science Board)于(yu)(yu)西元2003年(nian)底批(pi)(pi)準“國(guo)家納米科技(ji)基礎結構網絡(luo)計劃(hua)”(National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network,簡稱NNIN),將由美國(guo)13所大學共同建構支(zhi)持全國(guo)納米科技(ji)與(yu)教(jiao)育的網絡(luo)體系。該(gai)計劃(hua)為(wei)期5年(nian),于(yu)(yu)公元2004年(nian)一(yi)月開始執行,將提(ti)供整體性的全國(guo)性使(shi)用(yong)技(ji)能(neng)(neng)以支(zhi)持納米尺度科學工程與(yu)技(ji)術的研(yan)究(jiu)與(yu)教(jiao)育工作。預估(gu)5年(nian)間至少投資700億美元的研(yan)究(jiu)經費。計劃(hua)目的不僅(jin)在提(ti)供美國(guo)研(yan)究(jiu)人員(yuan)頂尖的實驗儀器與(yu)設備,并能(neng)(neng)訓(xun)練出一(yi)批(pi)(pi)專精于(yu)(yu)最先進納米科技(ji)的研(yan)究(jiu)人員(yuan)。
1.美(mei)國發展(zhan)最新納米(mi)細胞制造(zao)技術
納米(mi)技術可制造出粒(li)子小(xiao)于人(ren)類血管大小(xiao)的物(wu)體,美(mei)國國家標準(zhun)與科技協會(NIST)指出已研究(jiu)出一種生產一致的,且能夠自行組合的納米(mi)細胞(Nanocells)的方法,以應用在封裝壓縮(suo)藥(yao)(yao)(yao)物(wu)的治療工作(zuo)上(shang)。這種技術當(dang)前(qian)可被運(yun)用在藥(yao)(yao)(yao)物(wu)的包裝技術上(shang),可以更(geng)(geng)精確地確保藥(yao)(yao)(yao)物(wu)的用量,未來(lai)將運(yun)用在癌癥化學治療的相關技術上(shang)作(zuo)更(geng)(geng)進一步的研究(jiu)。
納(na)米計劃是公元2005年聯邦跨部(bu)會研發(fa)預算的主(zhu)軸,達9.8億(yi)美元。
2.DNA檢測芯片的進展
公元(yuan)(yuan)2004年一月(yue),美國HP正式對外發表其(qi)用來快速(su)進行(xing)DNA檢(jian)測(ce)(ce)的納(na)米(mi)級芯(xin)(xin)片(pian)。2004年在(zai)DNA檢(jian)測(ce)(ce)上(shang)采以(yi)光(guang)(guang)學原理(li)為基礎(chu)的“基因微芯(xin)(xin)片(pian)法”(DNA microarrays)繁復(fu)的檢(jian)測(ce)(ce)步驟(zou),HP團(tuan)隊改由(you)將此繁復(fu)步驟(zou)交由(you)電(dian)路芯(xin)(xin)片(pian)處(chu)理(li);制作上(shang),DNA檢(jian)測(ce)(ce)芯(xin)(xin)片(pian)的傳感元(yuan)(yuan)件是一條(tiao)利用電(dian)子束蝕(shi)(shi)刻法(electron-beam lithography)與反應(ying)性離(li)子蝕(shi)(shi)刻法(reactive-ion etching)所制成粗細約50納(na)米(mi)的納(na)米(mi)線。然就商業(ye)上(shang)考(kao)量,成果卻過于高(gao)昂,因此研究團(tuan)隊正發展(zhan)利用較便宜(yi)的光(guang)(guang)學蝕(shi)(shi)刻法(optical lithography)以(yi)制成DNA檢(jian)測(ce)(ce)芯(xin)(xin)片(pian)元(yuan)(yuan)件的技術。
3.地下水(shui)污(wu)染改善之研究
地下水(shui)污(wu)染是現代(dai)(dai)被廣泛討論的(de)一項(xiang)重(zhong)大議題,現代(dai)(dai),美國發表了一種納(na)(na)米微粒(li)(nanoparticles)技術,在此微粒(li)中(zhong)心為鐵芯(iron)而(er)(er)其外則由(you)多層聚合物(wu)加以包(bao)覆,其中(zhong),內層是由(you)防水(shui)性(xing)極(ji)佳的(de)復合甲基丙(bing)烯酸甲脂(poly methl methacrylate;PMMA)包(bao)覆,而(er)(er)外層則由(you)親(qin)水(shui)的(de)sulphonated polystyrene進行包(bao)覆。由(you)于(yu)(yu)親(qin)水(shui)性(xing)外層使(shi)(shi)納(na)(na)米微粒(li)溶(rong)于(yu)(yu)水(shui),內層防水(shui)層則能吸引污(wu)染源三氯乙烯(trichloroethylene)。納(na)(na)米微粒(li)中(zhong)的(de)鐵芯使(shi)(shi)得三氯乙烯產生分(fen)裂(lie),進而(er)(er)使(shi)(shi)得此項(xiang)污(wu)染源逐漸分(fen)裂(lie)成無毒的(de)物(wu)質。
4.啟(qi)動癌(ai)癥(zheng)納米科技(ji)計(ji)劃
為(wei)廣泛將納米(mi)(mi)科技、癌癥(zheng)研究(jiu)與分子(zi)生物(wu)醫學相互結合,美國國家癌癥(zheng)中心(xin)(NCI)提出了癌癥(zheng)納米(mi)(mi)科技計(ji)劃(hua)(Cancer Nanotechnology Plan),并將透(tou)過(guo)院外計(ji)劃(hua)、院內計(ji)劃(hua)與納米(mi)(mi)科技標準實驗室等三方面(mian)進行跨領域工作(zuo)。計(ji)劃(hua)設定了六(liu)個(ge)挑戰:
預防與(yu)控(kong)制癌癥:發展能投遞抗(kang)癌藥物及多重抗(kang)癌疫苗的(de)納米級設備(bei)。
早期發(fa)(fa)現與蛋(dan)白質學(xue):發(fa)(fa)展(zhan)植入式早期偵測癌癥生物標(biao)記的(de)設(she)備,并(bing)發(fa)(fa)展(zhan)能收集大(da)量(liang)生物標(biao)記進行大(da)量(liang)分析的(de)平(ping)臺性裝(zhuang)置。
影(ying)像診(zhen)斷(duan):發展(zhan)可提高分辨(bian)率到可辨(bian)識(shi)單(dan)獨癌細胞的(de)影(ying)像裝置,以及將一(yi)個腫瘤內部不同組織來源的(de)細胞加(jia)以區(qu)分的(de)納米(mi)裝置。
多功能治療(liao)設(she)備:開發兼具診斷與治療(liao)的納米裝置。
癌(ai)癥(zheng)(zheng)照護與生活品質提升(sheng):開(kai)發(fa)改(gai)善(shan)慢性癌(ai)癥(zheng)(zheng)所引發(fa)的(de)疼(teng)痛、沮喪(sang)、惡心等癥(zheng)(zheng)狀,并(bing)提供(gong)理想性投藥裝置(zhi)。
跨領域訓練:訓練熟悉癌癥生物學(xue)與納米科技的新(xin)一代研究人(ren)員(yuan)。
1.歐(ou)盟(meng)的國際納(na)米科學研究政策
歐洲為全球最早開(kai)始進(jin)行納(na)米科學(xue)研究(jiu)的區域,但由于當時并沒(mei)有歐盟(meng)加以(yi)居中協調與(yu)(yu)規劃,因此在研究(jiu)初期因為缺乏資金援助、相關管理上的支援,同時因為面(mian)臨專利取得的問題,導致(zhi)研究(jiu)人員遭遇許多阻礙(ai),公元2004年(nian)五月,歐盟(meng)議(yi)會(hui)(hui)(European Commission;EC)對歐洲地區與(yu)(yu)國際(ji)社會(hui)(hui)發表(biao)一系列有關于納(na)米科技的專案計劃,以(yi)宣示歐洲對于提(ti)高納(na)米科技競爭力的決心(xin)。
歐盟將其(qi)計劃(hua)分為(wei)五(wu)個主要區(qu)域:研究與(yu)發展(R&D)、基礎建設(infrastructure)、教育與(yu)訓練(education and training)、創新(xin)(innovation)以及社會層(ceng)面(societal dimension)。
根據預估,如歐(ou)(ou)盟(meng)計(ji)劃能順//baike.baidu.com/edit/%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E6%8A%80%E6%9C%AF/144920利推展,在(zai)(zai)西元2010年前將可望為歐(ou)(ou)洲創造上百億(yi)歐(ou)(ou)元的(de)經(jing)濟營(ying)收。歐(ou)(ou)盟(meng)議(yi)會(hui)也(ye)強調提高(gao)社(she)會(hui)大(da)眾對(dui)(dui)于納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)技的(de)認知,也(ye)同(tong)(tong)樣屬(shu)于整體(ti)納(na)(na)米(mi)發(fa)(fa)展計(ji)劃的(de)一部分。另(ling)外,公(gong)眾健康(kang)、安(an)全、環(huan)保(bao)問題及消費者保(bao)護(hu)也(ye)同(tong)(tong)樣被包含(han)在(zai)(zai)此項議(yi)題之中。現(xian)在(zai)(zai),納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)學及納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)技仍(reng)屬(shu)于新興的(de)R&D領(ling)域,其(qi)所(suo)(suo)必須解決與(yu)(yu)(yu)進行研(yan)究的(de)對(dui)(dui)象都存在(zai)(zai)于原(yuan)子(zi)與(yu)(yu)(yu)分子(zi)的(de)階層中。納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)學在(zai)(zai)未(wei)來(lai)幾(ji)年內的(de)應用是眾所(suo)(suo)矚目(mu),且必將對(dui)(dui)所(suo)(suo)有(you)的(de)科(ke)(ke)(ke)技產生(sheng)重大(da)影響。在(zai)(zai)未(wei)來(lai),納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)技的(de)研(yan)發(fa)(fa)工作(zuo)也(ye)將對(dui)(dui)人體(ti)保(bao)健、食物、環(huan)保(bao)研(yan)究、資訊科(ke)(ke)(ke)學、安(an)全、新興材料(liao)科(ke)(ke)(ke)學及能源儲存等領(ling)域產生(sheng)重大(da)的(de)改變。西元2004~2006年歐(ou)(ou)盟(meng)所(suo)(suo)進行的(de)第六期架構計(ji)劃(FP6)中,納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)技與(yu)(yu)(yu)新興材料(liao)研(yan)發(fa)(fa)的(de)經(jing)費約為歐(ou)(ou)元13億(yi),而歐(ou)(ou)盟(meng)議(yi)會(hui)也(ye)有(you)意(yi)提高(gao)經(jing)費并延長研(yan)究時程(cheng)(由公(gong)元2007~2013年)。同(tong)(tong)時為凝(ning)聚與(yu)(yu)(yu)加強所(suo)(suo)有(you)歐(ou)(ou)盟(meng)會(hui)員(yuan)國在(zai)(zai)納(na)(na)米(mi)科(ke)(ke)(ke)學方面的(de)研(yan)究,因(yin)此在(zai)(zai)規劃上歐(ou)(ou)盟(meng)議(yi)會(hui)也(ye)有(you)意(yi)召集民間與(yu)(yu)(yu)其(qi)他(ta)單位的(de)專家凝(ning)聚共識,以強化整體(ti)歐(ou)(ou)盟(meng)在(zai)(zai)此方面研(yan)究領(ling)域的(de)力量。
2.創(chuang)新(xin)接繼中心
在(zai)公(gong)元1995年由歐盟委員會成立(li)“創(chuang)新(xin)接(jie)繼(ji)中(zhong)心(xin)”(Innovation Relay Centers, IRCs)。這個的(de)(de)組(zu)織和(he)(he)(he)美國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)家(jia)科技(ji)(ji)移轉中(zhong)心(xin)具相同功能。區域(yu)性的(de)(de)創(chuang)新(xin)接(jie)繼(ji)中(zhong)心(xin)總數(shu)近(jin)70個,支援至(zhi)少位于30個國(guo)(guo)(guo)家(jia)的(de)(de)相關科技(ji)(ji)移轉中(zhong)心(xin)。創(chuang)新(xin)接(jie)繼(ji)中(zhong)心(xin)的(de)(de)目的(de)(de),是將有問(wen)題的(de)(de)公(gong)司(si)和(he)(he)(he)能提出解決方法的(de)(de)公(gong)司(si)結合在(zai)一起。歐洲多數(shu)的(de)(de)納米科技(ji)(ji)公(gong)司(si)都可受到(dao)創(chuang)新(xin)接(jie)濟中(zhong)心(xin)或(huo)區域(yu)創(chuang)新(xin)和(he)(he)(he)科技(ji)(ji)移轉策略計劃的(de)(de)援助(zhu)。
歐洲納米科技計劃(hua)(hua)接受金(jin)援(yuan)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)式和美國(guo)大致相(xiang)同,有些是(shi)屬于國(guo)家(jia)型(xing)(xing)計劃(hua)(hua)。歐洲有多(duo)個跨國(guo)研(yan)(yan)發機構,以泛(fan)歐工(gong)業(ye)(ye)研(yan)(yan)發網(wang)絡為例,其專門(men)提供無條件研(yan)(yan)發補(bu)(bu)(bu)助(zhu),目的(de)(de)(de)將研(yan)(yan)發成(cheng)果發展為產品(pin)。透過泛(fan)歐工(gong)業(ye)(ye)研(yan)(yan)發網(wang)絡提供的(de)(de)(de)資金(jin)補(bu)(bu)(bu)助(zhu)的(de)(de)(de)國(guo)家(jia)包(bao)(bao)括奧(ao)地(di)利、挪威和英國(guo)。其他在(zai)比利時、德國(guo)、斯洛伐尼亞、冰島和以色列還包(bao)(bao)括貸款和免(mian)償型(xing)(xing)補(bu)(bu)(bu)助(zhu)。多(duo)數情況下,補(bu)(bu)(bu)助(zhu)金(jin)額不超過計劃(hua)(hua)完成(cheng)的(de)(de)(de)所(suo)需總金(jin)額的(de)(de)(de)七(qi)成(cheng),剩(sheng)余部分(fen)多(duo)仰賴地(di)方(fang)(fang)政府和其他有意愿者贊助(zhu)。
1.日本(ben)理(li)研的納米科學研究現況
日本理化學(xue)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)所(RIKEN,簡稱理研(yan)(yan)(yan))系一跨學(xue)門(men)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)組織(zhi),該(gai)所各部門(men)分布在日本的(de)(de)(de)(de)7個區(qu)域。RIKEN的(de)(de)(de)(de)主要(yao)基地-和(he)光園區(qu),設置發現研(yan)(yan)(yan)究(jiu)中心(xin)(xin)(xin)(xin)(DRI)、新領域研(yan)(yan)(yan)究(jiu)系統(FRS)及頭腦科學(xue)中心(xin)(xin)(xin)(xin)(BSI)等(deng)(deng)3研(yan)(yan)(yan)究(jiu)中心(xin)(xin)(xin)(xin)。RIKEN進行(xing)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)可區(qu)分為三(san)類(lei):DRI主要(yao)進行(xing)小型(xing)但具備長(chang)程觀點的(de)(de)(de)(de)培(pei)育研(yan)(yan)(yan)究(jiu)計(ji)劃(hua);FRS同(tong)樣執行(xing)小型(xing)計(ji)劃(hua),但以由上而下的(de)(de)(de)(de)方式,進行(xing)較具動態的(de)(de)(de)(de)中程及中等(deng)(deng)規(gui)模的(de)(de)(de)(de)計(ji)劃(hua);至于研(yan)(yan)(yan)究(jiu)中心(xin)(xin)(xin)(xin)則是進行(xing)以目標為導向的(de)(de)(de)(de)中至長(chang)程的(de)(de)(de)(de)大型(xing)計(ji)劃(hua)。RIKEN在西元(yuan)2003會計(ji)年(nian)度(du)下半年(nian)(西元(yuan)2003年(nian)十月至2004年(nian)三(san)月)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)預算(suan)共4.748億美元(yuan),全年(nian)預算(suan)超過9億美元(yuan)。
公元1986年(nian)起RIKEN開始(shi)(shi)從事納(na)米(mi)科(ke)學之研(yan)究(jiu),但正式的(de)(de)納(na)米(mi)科(ke)學計劃則是自西元2002年(nian)開始(shi)(shi),初(chu)期(qi)選定有18項的(de)(de)納(na)米(mi)科(ke)學計劃,并陸續(xu)分別(bie)在各研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)進行。
2.日本提(ti)高納米科技預算與產業合作(JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION)
日(ri)本(ben)(ben)科(ke)學(xue)與(yu)科(ke)技政(zheng)策顧問委(wei)員會(Council for Science and Technology Policy)消息指出,日(ri)本(ben)(ben)在西元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)2004年(nian)會計年(nian)度(由(you)4月1日(ri)起)中(zhong),納米科(ke)技預算(suan)成長(chang)3.1個(ge)百分比,達到8.8億美元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。同時,兩(liang)個(ge)主(zhu)要負(fu)責日(ri)本(ben)(ben)納米科(ke)技研(yan)發計劃(hua)的(de)(de)(de)政(zheng)府部會,其(qi)預算(suan)也(ye)都有成長(chang)。負(fu)責推銷即將完成的(de)(de)(de)研(yan)發工作的(de)(de)(de)日(ri)本(ben)(ben)經濟產業省(Ministry of Economy Trade and Industry, METI),預算(suan)由(you)西元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)2003年(nian)的(de)(de)(de)0.97億美元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)提升到公元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)2004年(nian)的(de)(de)(de)1.1億美元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。納米科(ke)技與(yu)相關(guan)原料研(yan)究被指定為(wei)四個(ge)最(zui)高優先項目之一,其(qi)他(ta)領域包(bao)括(kuo)資訊與(yu)通訊、生(sheng)命科(ke)學(xue)與(yu)環(huan)境研(yan)究。
日本(ben)(ben)的(de)預算是(shi)經(jing)(jing)由日本(ben)(ben)大(da)藏省(Finance Ministry)批準,再由日本(ben)(ben)國會(Japanese Diet)制定為法律(lv)。日本(ben)(ben)文部科學(xue)省(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, MEXT)的(de)納米科技研(yan)(yan)發經(jing)(jing)費,則由2.3億美元成(cheng)長到2.4億元,將著重在基礎原料研(yan)(yan)究(jiu)與新藥物(wu)研(yan)(yan)究(jiu)計劃上。
1.韓國的(de)納米(mi)科(ke)技策略
韓國(guo)政府已(yi)深(shen)切體認(ren)到納(na)米科(ke)技為本世紀科(ke)技發(fa)(fa)展的戰略制高(gao)點(dian),整(zheng)合納(na)米技術(shu)(shu)與(yu)(yu)資訊(xun)、生物、材料、能源、環境、軍事、航(hang)太領域之高(gao)新(xin)科(ke)技,并(bing)將創(chuang)造出跨學(xue)門研究發(fa)(fa)新(xin)境界。韓國(guo)政府也理解到此新(xin)興科(ke)技也將是(shi)創(chuang)造新(xin)產(chan)(chan)業(ye)與(yu)(yu)高(gao)科(ke)技產(chan)(chan)品的驅(qu)動力(li)(li),納(na)米科(ke)學(xue)與(yu)(yu)技術(shu)(shu)的突(tu)破性進展更將為人(ren)類能力(li)(li)、社會產(chan)(chan)出、國(guo)家生產(chan)(chan)力(li)(li)、經濟(ji)成長與(yu)(yu)生命(ming)品質(zhi)帶來巨幅的改善。
韓國已宣示在(zai)公(gong)元(yuan)2001至2010年(nian)(nian)十年(nian)(nian)間投入韓幣2,391兆元(yuan)(約(yue)20億美元(yuan))于納(na)米科技(ji)(ji)的(de)研(yan)發(fa),政府投入在(zai)納(na)米科技(ji)(ji)的(de)經費,公(gong)元(yuan)2002年(nian)(nian)與2000年(nian)(nian)比較,成長(chang)約(yue)400%。納(na)米國家計(ji)劃(hua)的(de)主要目(mu)標之(zhi)一(yi)(yi)為在(zai)某些競爭性領域取(qu)得世界第一(yi)(yi)并發(fa)展產業(ye)成長(chang)的(de)利基市(shi)場(chang),韓國同時明確的(de)把發(fa)展重點(dian)聚焦于諸(zhu)如兆元(yuan)級(ji)積體電子元(yuan)件等(deng)核心關鍵(jian)技(ji)(ji)術。
“2002年(nian)(nian)執行納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)發展(zhan)計(ji)劃(hua)(hua)”與(yu)“納(na)(na)米(mi)(mi)結(jie)構(gou)材料技(ji)術(shu)發展(zhan)”、“納(na)(na)米(mi)(mi)微(wei)機電與(yu)制造(zao)技(ji)術(shu)發展(zhan)”等兩項(xiang)新領(ling)域研(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)劃(hua)(hua)同(tong)步開(kai)始實(shi)施,再(zai)加上(shang)納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)領(ling)域研(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)劃(hua)(hua)在(zai)(zai)未來6~9年(nian)(nian)內(nei)每年(nian)(nian)將投入2千萬(wan)美元(yuan),在(zai)(zai)眾多政(zheng)府研(yan)究(jiu)(jiu)機構(gou)林(lin)立的(de)(de)Daejoen科(ke)(ke)(ke)學(xue)城(cheng)。韓(han)(han)國高(gao)等科(ke)(ke)(ke)技(ji)研(yan)究(jiu)(jiu)院(KAIST)于(yu)2001年(nian)(nian)設立納(na)(na)米(mi)(mi)制造(zao)中心(xin)(xin),在(zai)(zai)未來6~9年(nian)(nian)內(nei)投入1.65億(yi)美元(yuan),政(zheng)府調整“2003年(nian)(nian)納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)發展(zhan)行動計(ji)劃(hua)(hua)”,包括(kuo):納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)發展(zhan)促進法案,其(qi)目的(de)(de)二:一(yi)為(wei)建構(gou)堅(jian)固(gu)的(de)(de)納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)核心(xin)(xin)研(yan)究(jiu)(jiu)基礎,二為(wei)激勵成熟納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)的(de)(de)產業化(hua),韓(han)(han)國政(zheng)府也將配置3.8億(yi)美元(yuan)(全國納(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技(ji)經費的(de)(de)19%)于(yu)國家納(na)(na)米(mi)(mi)產業化(hua)計(ji)劃(hua)(hua),其(qi)中包括(kuo)產業研(yan)發基金與(yu)創(chuang)投基金。
根(gen)據公元(yuan)2002年(nian)韓國(guo)專利(li)局(ju)報道,納(na)米科技專利(li)應用數(shu)目(mu)無論(lun)在(zai)國(guo)內或國(guo)外都呈現大幅成(cheng)長(chang),新(xin)興納(na)米科技也在(zai)過去數(shu)年(nian)間呈現可觀(guan)地成(cheng)長(chang),另(ling)外根(gen)據韓國(guo)商工能源(yuan)部(MOCIE)的統計,西元(yuan)2002年(nian)納(na)米科技新(xin)創公司也如(ru)雨后春(chun)筍紛紛搶搭(da)納(na)米科技列車。
2.韓(han)國(guo)預(yu)測國(guo)際市場對(dui)納米(mi)紡(fang)織(zhi)品的(de)需求(qiu)將快速(su)增加(jia)
韓(han)(han)國產業資源部預(yu)測,今后9年國際市場對(dui)納米紡(fang)織品的(de)(de)需求(qiu)將會(hui)出現(xian)迅速(su)增長(chang)的(de)(de)趨(qu)勢(shi),交易(yi)(yi)額可(ke)望達(da)到近400億美元(yuan)。韓(han)(han)國產業資源部委托韓(han)(han)國纖維產業聯合會(hui)從西元(yuan)2004年八月(yue)份(fen)開始(shi)的(de)(de)三個月(yue)內,對(dui)國際市場對(dui)納米紡(fang)織品的(de)(de)需求(qiu)和貿易(yi)(yi)趨(qu)勢(shi)進行研究分析。
韓國產(chan)業資源部分(fen)析(xi)認為,國際市(shi)場(chang)對(dui)(dui)納(na)米(mi)紡織品的(de)需求(qiu)(qiu)(qiu)金額(e)以150億(yi)美(mei)(mei)元(yuan)(yuan)為基準,今后每年將遞增10.7%,到(dao)公元(yuan)(yuan)2007年和(he)2012年,國際市(shi)場(chang)對(dui)(dui)納(na)米(mi)紡織品的(de)需求(qiu)(qiu)(qiu)金額(e)將分(fen)別達(da)(da)到(dao)240億(yi)美(mei)(mei)元(yuan)(yuan)和(he)397億(yi)元(yuan)(yuan)。到(dao)西元(yuan)(yuan)2012年,國際市(shi)場(chang)對(dui)(dui)用(yong)于制藥、電子和(he)生命(ming)科學的(de)超高效能過濾納(na)米(mi)紡織品的(de)需求(qiu)(qiu)(qiu)金額(e)將達(da)(da)到(dao)96億(yi)美(mei)(mei)元(yuan)(yuan),對(dui)(dui)用(yong)于防生化武(wu)器和(he)體育娛樂的(de)納(na)米(mi)紡織品的(de)需求(qiu)(qiu)(qiu)金額(e)將達(da)(da)到(dao)26億(yi)美(mei)(mei)元(yuan)(yuan),對(dui)(dui)用(yong)于儲存能源的(de)納(na)米(mi)紡織品的(de)需求(qiu)(qiu)(qiu)金額(e)將達(da)(da)到(dao)205億(yi)美(mei)(mei)元(yuan)(yuan)。
韓(han)國(guo)(guo)(guo)對納(na)米紡織品的(de)需(xu)求金額(e)為(wei)19億美(mei)元(yuan),占國(guo)(guo)(guo)際市(shi)場(chang)需(xu)求總(zong)額(e)的(de)12.1%。到(dao)西(xi)元(yuan)2012年,韓(han)國(guo)(guo)(guo)對納(na)米紡織品的(de)需(xu)求金額(e)將達到(dao)72億美(mei)元(yuan),占當時國(guo)(guo)(guo)際市(shi)場(chang)需(xu)求總(zong)額(e)的(de)18.1%。
3.韓國在納米科技(ji)的發展幾乎(hu)完全集中在微(wei)電子產業
透過由韓國(guo)科(ke)技部(bu)(Ministry of Science and Technology)贊助的兆(zhao)(zhao)位(wei)水平納米設備發展(zhan)計劃(hua)(Tera-Level Nanodevices Initiatives),韓國(guo)的大學和產業都專注于(yu)發展(zhan)下一世代微電子(zi)設備,包(bao)括(kuo)具有兆(zhao)(zhao)位(wei)元(terabit)容(rong)量的內存設備和具有兆(zhao)(zhao)赫茲(terahertz)資料處理速度的元件。
韓國最大企業財(cai)團之一(yi)(yi)的三(san)星設有一(yi)(yi)個先(xian)進科(ke)技(ji)研究所(Advanced Institute of Technology),從事微電子科(ke)技(ji)的研究和商業化(hua)發展。
臺灣自(zi)公元1996年以來,國科會(hui)(hui)、經濟部(bu)、教(jiao)育部(bu)等(deng)部(bu)會(hui)(hui)已支持許多個(ge)別計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)從事(shi)有關(guan)于納(na)米(mi)科技(ji)(ji)的(de)研發(fa),較九(jiu)十年代的(de)如教(jiao)育部(bu)的(de)卓(zhuo)越(yue)計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)、國科會(hui)(hui)納(na)米(mi)材料尖(jian)端研究(jiu)計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)、經濟部(bu)技(ji)(ji)術處納(na)米(mi)技(ji)(ji)術環(huan)境建構及其產業(ye)應(ying)用評估計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)等(deng)等(deng)。為(wei)了有效(xiao)地運用資源,并整合產官(guan)學研的(de)智慧與力量,以提升國際(ji)競爭力;自(zi)西元2000年起,國科會(hui)(hui)即(ji)開始規劃(hua)(hua)(hua)(hua)推(tui)動納(na)米(mi)科技(ji)(ji)計(ji)劃(hua)(hua)(hua)(hua)。
公(gong)元2000年12月中(zhong)國(guo)(guo)臺(tai)灣(wan)地(di)區(qu)(qu)行(xing)政(zheng)(zheng)(zheng)部(bu)(bu)門(men)“科(ke)(ke)技(ji)顧(gu)問會(hui)(hui)議(yi)”與西元2001年一(yi)月第六(liu)次“全國(guo)(guo)科(ke)(ke)學技(ji)術會(hui)(hui)議(yi)”(全國(guo)(guo)科(ke)(ke)技(ji)會(hui)(hui)議(yi))之結(jie)論,均指(zhi)出納(na)米科(ke)(ke)技(ji)為臺(tai)灣(wan)未(wei)來產業發展重點(dian)領(ling)域方向(xiang),國(guo)(guo)科(ke)(ke)會(hui)(hui)遂于西元2002年十一(yi)月廿一(yi)日成立(li)工作小組(zu)辦(ban)公(gong)室(shi),負責國(guo)(guo)家(jia)型計劃(hua)(hua)之規劃(hua)(hua),“納(na)米國(guo)(guo)家(jia)型科(ke)(ke)技(ji)計劃(hua)(hua)工作小組(zu)”之成員由國(guo)(guo)科(ke)(ke)會(hui)(hui)、臺(tai)灣(wan)行(xing)政(zheng)(zheng)(zheng)部(bu)(bu)門(men)科(ke)(ke)技(ji)顧(gu)問組(zu)、中(zhong)研院、中(zhong)國(guo)(guo)臺(tai)灣(wan)地(di)區(qu)(qu)教育部(bu)(bu)、工研院、經濟部(bu)(bu)、臺(tai)灣(wan)行(xing)政(zheng)(zheng)(zheng)部(bu)(bu)門(men)“原子能(neng)委(wei)員會(hui)(hui)”及臺(tai)灣(wan)行(xing)政(zheng)(zheng)(zheng)部(bu)(bu)門(men)環境保(bao)護署(shu)等單位(wei)共二十五(wu)位(wei)代表組(zu)成。
國(guo)科(ke)(ke)(ke)會并(bing)于(yu)(yu)公(gong)元2002年(nian)一(yi)月十五(wu)(wu)日召開第(di)(di)一(yi)五(wu)(wu)五(wu)(wu)次委(wei)員(yuan)會議,討論“納(na)米(mi)(mi)(mi)國(guo)家(jia)型(xing)科(ke)(ke)(ke)技計(ji)(ji)劃(hua)”構(gou)想;于(yu)(yu)西(xi)元2002年(nian)六月第(di)(di)一(yi)五(wu)(wu)七次委(wei)員(yuan)會議中通過納(na)米(mi)(mi)(mi)國(guo)家(jia)型(xing)科(ke)(ke)(ke)技計(ji)(ji)劃(hua)審議,自西(xi)元2003年(nian)一(yi)月正式開始推動,并(bing)決定自西(xi)元2003年(nian)至西(xi)元2008年(nian)間,投入(ru)經(jing)費新臺幣231.9億元于(yu)(yu)納(na)米(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)(ke)技發展;并(bing)于(yu)(yu)同年(nian)九月一(yi)日正式成立(li)納(na)米(mi)(mi)(mi)國(guo)家(jia)型(xing)計(ji)(ji)劃(hua)辦公(gong)室,執(zhi)行整(zheng)體計(ji)(ji)劃(hua)之領導、策劃(hua)與管考。
1.“中國實驗(yan)室(shi)(shi)國家(jia)認可委(wei)員(yuan)會(hui)”是負責實驗(yan)室(shi)(shi)和檢查機(ji)構認可及相關工作的(de)認可機(ji)構,為(wei)規范納米(mi)(mi)產品(pin)市(shi)場、推動制定相關納米(mi)(mi)材料(liao)及產品(pin)的(de)標準,“國家(jia)納米(mi)(mi)科學中心(xin)”和“中國實驗(yan)室(shi)(shi)國家(jia)認可委(wei)員(yuan)會(hui)”會(hui)商多次,聯合成(cheng)立“納米(mi)(mi)技術專門委(wei)員(yuan)會(hui)”,掛靠在“國家(jia)納米(mi)(mi)科學中心(xin)”。
2. 中國(guo)(guo)政府透過中國(guo)(guo)科(ke)學院主導眾(zhong)多納米(mi)科(ke)技研(yan)發計劃,多數強調半(ban)導體制造技術(shu)和發展以納米(mi)科(ke)技為基礎的電子元件,另一(yi)是利用(yong)納米(mi)材料保(bao)存考古文物。
已成(cheng)功發展出的(de)產品包括(kuo)新式(shi)冷氣機(ji),其(qi)特點為利用創新的(de)納(na)米(mi)材質。另估計約有(you)兩(liang)百家(jia)企(qi)業積極從事納(na)米(mi)科技產品的(de)商業化。
滑鐵盧大學是全世界第(di)一所設(she)立(li)以納米科(ke)(ke)技工(gong)(gong)程為主科(ke)(ke)的大學。在(zai)2005年開始收生(sheng)并(bing)在(zai)2010年開設(she)納米科(ke)(ke)技工(gong)(gong)程碩士班。在(zai)2012年,將會有(you)一座(zuo)量子納米中心。
多(duo)(duo)倫多(duo)(duo)大學也(ye)擁有以(yi)納米科技工程(cheng)為副科的科學工程(cheng)的大學。
圭爾夫(fu)大學(xue)則已設立了納米科學(xue).。