納米技(ji)術(shu)(nanotechnology)是用單個(ge)原子、分子制造物質(zhi)(zhi)的(de)科(ke)學技(ji)術(shu),研究結構(gou)尺寸(cun)在1至100納米范圍內(nei)材料的(de)性質(zhi)(zhi)和應用。
納(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)是(shi)以許多現代先進(jin)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)為基(ji)礎的(de)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu),它是(shi)動態科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)(動態力學(xue)(xue)(xue))和現代科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)(混沌物(wu)理、智能量子(zi)、量子(zi)力學(xue)(xue)(xue)、介觀(guan)物(wu)理、分子(zi)生物(wu)學(xue)(xue)(xue))和現代技(ji)(ji)(ji)術(shu)(計算機技(ji)(ji)(ji)術(shu)、微電(dian)子(zi)和掃(sao)描(miao)隧道顯微鏡技(ji)(ji)(ji)術(shu)、核(he)分析技(ji)(ji)(ji)術(shu))結合(he)的(de)產物(wu),納(na)米(mi)(mi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu)又將引發一系列新的(de)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)(ji)術(shu),例如:納(na)米(mi)(mi)物(wu)理學(xue)(xue)(xue)、納(na)米(mi)(mi)生物(wu)學(xue)(xue)(xue)、納(na)米(mi)(mi)化(hua)學(xue)(xue)(xue)、納(na)米(mi)(mi)電(dian)子(zi)學(xue)(xue)(xue)、納(na)米(mi)(mi)加(jia)工技(ji)(ji)(ji)術(shu)和納(na)米(mi)(mi)計量學(xue)(xue)(xue)等(deng)。
納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術(nanotechnology),也稱毫微(wei)技(ji)(ji)術,是(shi)研究結構尺寸在1納(na)(na)米(mi)(mi)至100納(na)(na)米(mi)(mi)范圍內(nei)材(cai)料的性質(zhi)(zhi)和(he)應用(yong)的一種技(ji)(ji)術。1981年掃(sao)描隧道顯微(wei)鏡發明后,誕生了一門以1到100納(na)(na)米(mi)(mi)長度為研究分子世界,它的最終目標是(shi)直接以原子或分子來構造(zao)具有特定功能的產品。因此,納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)(ji)術其實就是(shi)一種用(yong)單個(ge)原子、分子制造(zao)物質(zhi)(zhi)的技(ji)(ji)術。
從迄(qi)今為(wei)止(zhi)的研究來看,關于(yu)納米技術分(fen)為(wei)三種概(gai)念:
第一種(zhong),是(shi)1986年(nian)美國科學家德雷克斯勒(le)博士(shi)在《創造(zao)的(de)機器(qi)》一書中提(ti)出的(de)分(fen)子(zi)納米技(ji)術。根據這(zhe)一概(gai)(gai)念,可(ke)以(yi)使組合(he)(he)分(fen)子(zi)的(de)機器(qi)實用化,從而(er)可(ke)以(yi)任(ren)意組合(he)(he)所有種(zhong)類(lei)的(de)分(fen)子(zi),可(ke)以(yi)制(zhi)造(zao)出任(ren)何種(zhong)類(lei)的(de)分(fen)子(zi)結(jie)構。這(zhe)種(zhong)概(gai)(gai)念的(de)納米技(ji)術還未取得重(zhong)大進展。
第二種(zhong)概(gai)念把(ba)(ba)納(na)米技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)定位為微加工技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)極(ji)限。也(ye)(ye)就是通(tong)過納(na)米精度的(de)(de)"加工"來人工形成納(na)米大小的(de)(de)結構的(de)(de)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)。這種(zhong)納(na)米級的(de)(de)加工技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu),也(ye)(ye)使(shi)半導(dao)體微型(xing)化即(ji)將(jiang)達(da)到極(ji)限。現有(you)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)即(ji)使(shi)發展下去(qu),從理(li)論上講終將(jiang)會(hui)達(da)到限度,這是因為,如果把(ba)(ba)電路(lu)的(de)(de)線幅(fu)逐漸變小,將(jiang)使(shi)構成電路(lu)的(de)(de)絕緣膜變得(de)極(ji)薄,這樣將(jiang)破壞絕緣效果。此(ci)外,還有(you)發熱(re)和晃動等問題。為了解決這些(xie)問題,研究人員正(zheng)在研究新型(xing)的(de)(de)納(na)米技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)。
第三種概念是(shi)從生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)角度出發而提出的(de)。本來,生(sheng)(sheng)物(wu)在細(xi)胞和生(sheng)(sheng)物(wu)膜內(nei)(nei)就存(cun)在納米級的(de)結(jie)構。DNA分(fen)子計算(suan)機、細(xi)胞生(sheng)(sheng)物(wu)計算(suan)機的(de)開發,成(cheng)為納米生(sheng)(sheng)物(wu)技術的(de)重要(yao)內(nei)(nei)容。
納米技術是一門交叉性很強的(de)綜合學(xue)科,研究的(de)內(nei)容涉及現代科技的(de)廣闊領域。納米科學(xue)與(yu)技術主要包括:
納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)體系(xi)物理學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)生(sheng)物學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)電(dian)子學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)加工學(xue)(xue)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)力學(xue)(xue)等。這七個相對獨(du)立又相互滲透的(de)(de)學(xue)(xue)科(ke)和納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)器件、納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)尺度(du)的(de)(de)檢(jian)測與表征這三個研(yan)究(jiu)領(ling)域。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)的(de)(de)制備和研(yan)究(jiu)是(shi)整(zheng)個納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)技(ji)的(de)(de)基(ji)礎。其中,納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)物理學(xue)(xue)和納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)化學(xue)(xue)是(shi)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)的(de)(de)理論基(ji)礎,而納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)電(dian)子學(xue)(xue)是(shi)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)技(ji)術(shu)最重(zhong)要(yao)的(de)(de)內容。
1993年(nian),第一屆國際(ji)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)術大(da)會(INTC)在美國召開(kai),將納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)術劃分為6大(da)分支:納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)物(wu)(wu)理(li)學(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)生物(wu)(wu)學(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)化(hua)學(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)電子學(xue)、納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)加工(gong)(gong)技(ji)術和(he)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)計(ji)量學(xue),促進了納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)術的(de)發展。由于該技(ji)術的(de)特殊性(xing),神奇性(xing)和(he)廣泛性(xing),吸引了世界各(ge)國的(de)許多(duo)優秀科學(xue)家(jia)紛紛為之努力研(yan)究。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)術一般指(zhi)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)(0.1一100nm)的(de)材料(liao)、設計(ji)、制(zhi)造(zao),測量、控制(zhi)和(he)產品的(de)技(ji)術。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)技(ji)術主要包括:納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)測量技(ji)術:納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)表層物(wu)(wu)理(li)力學(xue)性(xing)能的(de)檢測技(ji)術:納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)加工(gong)(gong)技(ji)術;納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)粒(li)子的(de)制(zhi)備技(ji)術;納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材料(liao);納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)生物(wu)(wu)學(xue)技(ji)術;納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)組(zu)裝(zhuang)技(ji)術等。
納米技術包含下列四個主(zhu)要方面(mian):
1、納米(mi)材料(liao):當物質到納米(mi)尺度以后(hou),大約是(shi)在0.1—100納米(mi)這(zhe)個范(fan)圍(wei)空(kong)間,物質的(de)(de)性能就會(hui)發生突變,出現特(te)殊(shu)性能。這(zhe)種既具(ju)不同于原(yuan)來組成的(de)(de)原(yuan)子、分子,也不同于宏觀的(de)(de)物質的(de)(de)特(te)殊(shu)性能構成的(de)(de)材料(liao),即(ji)為納米(mi)材料(liao)。
如果僅僅是尺度達到納(na)米,而沒(mei)有特殊性能的材料,也不(bu)能叫納(na)米材料。
過(guo)去,人(ren)們(men)只注(zhu)意原(yuan)子(zi)、分子(zi)或(huo)者宇宙空間,常(chang)常(chang)忽略這個(ge)(ge)中間領域(yu),而這個(ge)(ge)領域(yu)實(shi)際上大(da)量存(cun)在于(yu)自然(ran)界,只是以前沒有認識到這個(ge)(ge)尺度范圍的性(xing)能。第一個(ge)(ge)真正認識到它的性(xing)能并(bing)引用納(na)(na)米概(gai)念的是日本(ben)科學家,他們(men)在20世(shi)紀70年代用蒸發法(fa)制(zhi)備超微離子(zi),并(bing)通(tong)過(guo)研究它的性(xing)能發現(xian):一個(ge)(ge)導(dao)電、導(dao)熱的銅(tong)、銀導(dao)體做成(cheng)(cheng)納(na)(na)米尺度以后,它就失(shi)去原(yuan)來(lai)的性(xing)質,表現(xian)出(chu)既不導(dao)電、也不導(dao)熱。磁性(xing)材料也是如此,像(xiang)鐵鈷合金,把它做成(cheng)(cheng)大(da)約20—30納(na)(na)米大(da)小,磁疇就變成(cheng)(cheng)單磁疇,它的磁性(xing)要比原(yuan)來(lai)高1000倍。80年代中期,人(ren)們(men)就正式把這類(lei)材料命名(ming)為納(na)(na)米材料。
為(wei)什么磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)變成單(dan)磁(ci)(ci)(ci)疇(chou),磁(ci)(ci)(ci)性要比原(yuan)(yuan)來(lai)提高1000倍(bei)呢?這是(shi)(shi)因(yin)為(wei),磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)中的單(dan)個原(yuan)(yuan)子排列的并不是(shi)(shi)很(hen)規(gui)則,而單(dan)原(yuan)(yuan)子中間(jian)是(shi)(shi)一個原(yuan)(yuan)子核,外則是(shi)(shi)電子繞其旋轉(zhuan)的電子,這是(shi)(shi)形成磁(ci)(ci)(ci)性的原(yuan)(yuan)因(yin)。但是(shi)(shi),變成單(dan)磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)后,單(dan)個原(yuan)(yuan)子排列的很(hen)規(gui)則,對外顯示了強大磁(ci)(ci)(ci)性。
這一(yi)特性,主要(yao)用于制造微特電(dian)機(ji)。如果將技術發展(zhan)到一(yi)定的時候,用于制造磁懸浮(fu),可以(yi)制造出速度更快、更穩定、更節約(yue)能源的高速度列車。
2、納(na)米(mi)動力學:主要(yao)是(shi)(shi)微機(ji)(ji)械(xie)和微電機(ji)(ji),或總稱為(wei)微型(xing)電動機(ji)(ji)械(xie)系統(tong)(MEMS),用(yong)(yong)于(yu)有傳(chuan)動機(ji)(ji)械(xie)的(de)微型(xing)傳(chuan)感器和執(zhi)行器、光纖(xian)通訊系統(tong),特種(zhong)電子設(she)備、醫(yi)療和診斷儀器等(deng).用(yong)(yong)的(de)是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)類似于(yu)集成電器設(she)計(ji)和制造(zao)的(de)新工藝(yi)(yi)。特點是(shi)(shi)部件(jian)很小,刻蝕的(de)深度(du)(du)往往要(yao)求(qiu)數(shu)十至數(shu)百微米(mi),而寬(kuan)度(du)(du)誤(wu)差很小。這種(zhong)工藝(yi)(yi)還可用(yong)(yong)于(yu)制作三相電動機(ji)(ji),用(yong)(yong)于(yu)超快(kuai)速(su)離心機(ji)(ji)或陀螺(luo)儀等(deng)。在研究方(fang)面還要(yao)相應地檢測準(zhun)原子尺度(du)(du)的(de)微變形(xing)和微摩擦等(deng)。雖然(ran)它(ta)們目前尚(shang)未真正進入納(na)米(mi)尺度(du)(du),但有很大的(de)潛(qian)在科學價(jia)值(zhi)和經濟價(jia)值(zhi)。
理論(lun)上講:可以使微(wei)電機和(he)檢(jian)測技術達(da)到納(na)米(mi)數量級(ji)。
3、納米(mi)生(sheng)物學(xue)和納米(mi)藥物學(xue):如(ru)在(zai)云母表(biao)面用(yong)納米(mi)微(wei)粒(li)(li)度(du)(du)的(de)膠體金固定(ding)dna的(de)粒(li)(li)子,在(zai)二氧化(hua)硅表(biao)面的(de)叉指形電極做生(sheng)物分子間互作用(yong)的(de)試驗(yan),磷(lin)脂和脂肪酸雙(shuang)層(ceng)平面生(sheng)物膜,dna的(de)精細(xi)結(jie)構等。有了納米(mi)技術,還(huan)可用(yong)自組裝方法(fa)在(zai)細(xi)胞(bao)內放入零(ling)件或組件使(shi)(shi)構成新的(de)材料。新的(de)藥物,即使(shi)(shi)是微(wei)米(mi)粒(li)(li)子的(de)細(xi)粉(fen),也(ye)大約有半數(shu)不溶(rong)于水;但如(ru)粒(li)(li)子為納米(mi)尺度(du)(du)(即超(chao)微(wei)粒(li)(li)子),則可溶(rong)于水。
納(na)米生(sheng)物學發(fa)展(zhan)到一定(ding)技術時(shi),可(ke)以(yi)用納(na)米材料制成(cheng)具有識別(bie)能力的納(na)米生(sheng)物細(xi)胞,并可(ke)以(yi)吸收癌(ai)細(xi)胞的生(sheng)物醫藥(yao),注入人體內,可(ke)以(yi)用于定(ding)向殺癌(ai)細(xi)胞。(上面是老錢加注)
4、納米電子(zi)(zi)(zi)(zi)學:包括基于量子(zi)(zi)(zi)(zi)效應的(de)納米電子(zi)(zi)(zi)(zi)器件、納米結構的(de)光/電性質、納米電子(zi)(zi)(zi)(zi)材(cai)料的(de)表征,以及原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)操縱和原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)組裝等。當前電子(zi)(zi)(zi)(zi)技術(shu)的(de)趨勢(shi)要求器件和系統更(geng)(geng)小(xiao)、更(geng)(geng)快、更(geng)(geng)冷,更(geng)(geng)小(xiao),是(shi)指響應速(su)度要快。更(geng)(geng)冷是(shi)指單個(ge)器件的(de)功耗要小(xiao)。但是(shi)更(geng)(geng)小(xiao)并非沒有限度。納米技術(shu)是(shi)建(jian)設者的(de)最后疆界,它的(de)影響將是(shi)巨大的(de)。
納(na)米(mi)技(ji)術的(de)(de)(de)靈感(gan),來自于已故物(wu)(wu)理學家理查德·費(fei)曼(man)1959年所作的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)次題為《在底部還有(you)很大空間》的(de)(de)(de)演(yan)講。這(zhe)位當(dang)時在加(jia)州理工大學任教(jiao)的(de)(de)(de)教(jiao)授向同事(shi)們(men)提出了(le)一(yi)(yi)(yi)個新的(de)(de)(de)想(xiang)法。從石器時代開(kai)(kai)始,人類從磨(mo)尖箭頭到光刻(ke)芯片的(de)(de)(de)所有(you)技(ji)術,都與一(yi)(yi)(yi)次性(xing)地削去或者融合數以(yi)億計(ji)的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)以(yi)便把物(wu)(wu)質做成有(you)用的(de)(de)(de)形態有(you)關。費(fei)曼(man)質問道(dao),為什(shen)么(me)我們(men)不可(ke)以(yi)從另(ling)外(wai)一(yi)(yi)(yi)個角度(du)出發(fa),從單(dan)個的(de)(de)(de)分子(zi)(zi)甚至原(yuan)子(zi)(zi)開(kai)(kai)始進行組裝,以(yi)達到我們(men)的(de)(de)(de)要求?他說:“至少依我看(kan)來,物(wu)(wu)理學的(de)(de)(de)規律不排除一(yi)(yi)(yi)個原(yuan)子(zi)(zi)一(yi)(yi)(yi)個原(yuan)子(zi)(zi)地制(zhi)造物(wu)(wu)品的(de)(de)(de)可(ke)能性(xing)。”
70年(nian)代,科學(xue)家(jia)開始從不同角(jiao)度提出(chu)有關納米科技(ji)的構想,1974年(nian),科學(xue)家(jia)谷口紀男(nan)(Norio Taniguchi)最(zui)早使用納米技(ji)術(shu)一(yi)詞描(miao)述精密機械加工;
1981年,科學(xue)家發明研(yan)究(jiu)納米的(de)重要(yao)工具——掃描隧道顯微鏡,為我們揭示一個可(ke)見(jian)的(de)原子、分(fen)子世(shi)界,對納米科技發展產生了積極促進作用;
1990年,IBM公司(si)阿爾馬(ma)登研究(jiu)中心的(de)科(ke)學(xue)家成(cheng)(cheng)功地(di)(di)對(dui)單個(ge)(ge)的(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)進行了重排,納米技術(shu)(shu)取得一項(xiang)關(guan)鍵(jian)突破。他們(men)使(shi)用一種稱為掃描(miao)探針的(de)設備慢慢地(di)(di)把35個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)移動到各自的(de)位置,組成(cheng)(cheng)了IBM三個(ge)(ge)字母。這證(zheng)明(ming)費(fei)曼(man)是(shi)正確的(de),二個(ge)(ge)字母加起來還(huan)沒有3個(ge)(ge)納米長。不久,科(ke)學(xue)家不僅能(neng)夠操(cao)縱單個(ge)(ge)的(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi),而(er)且還(huan)能(neng)夠“噴(pen)涂原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)”。使(shi)用分子(zi)(zi)束外延長生長技術(shu)(shu),科(ke)學(xue)家們(men)學(xue)會了制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)極薄的(de)特殊晶體(ti)薄膜的(de)方法,每(mei)次只造(zao)出一層分子(zi)(zi)。現代制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)計算(suan)機硬盤讀寫頭使(shi)用的(de)就是(shi)這項(xiang)技術(shu)(shu)。著名物理學(xue)家、諾貝爾獎獲得者理查德·費(fei)曼(man)預(yu)言,人類可以用小(xiao)的(de)機器制(zhi)(zhi)(zhi)作更小(xiao)的(de)機器,最后將(jiang)變(bian)成(cheng)(cheng)根(gen)據人類意(yi)愿,逐個(ge)(ge)地(di)(di)排列原(yuan)(yuan)子(zi)(zi),制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)產(chan)品,這是(shi)關(guan)于納米技術(shu)(shu)最早的(de)夢想(xiang)。
1990年7月,第(di)一(yi)屆國(guo)際(ji)納(na)米科(ke)學技(ji)術會(hui)議(yi)在美(mei)國(guo)巴(ba)爾(er)的摩舉辦(ban),標志著納(na)米科(ke)學技(ji)術的正式誕生;
1991年(nian),碳(tan)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)管(guan)被人類發現,它的(de)(de)質量是(shi)相同體積鋼的(de)(de)六分(fen)之一,強(qiang)度卻是(shi)鋼的(de)(de)10倍,成(cheng)為納(na)(na)(na)米(mi)(mi)技術(shu)研究的(de)(de)熱(re)點,諾(nuo)貝(bei)爾化學獎得主斯莫(mo)利教授認為,納(na)(na)(na)米(mi)(mi)碳(tan)管(guan)將是(shi)未來最佳(jia)纖維(wei)的(de)(de)首選材(cai)料(liao),也(ye)將被廣泛用于超(chao)微(wei)導線(xian)、超(chao)微(wei)開關以及納(na)(na)(na)米(mi)(mi)級電子線(xian)路等;
1993年(nian),繼1989年(nian)美國(guo)(guo)斯坦(tan)福(fu)大(da)學(xue)搬走原(yuan)子團“寫(xie)”下(xia)斯坦(tan)福(fu)大(da)學(xue)英文、1990年(nian)美國(guo)(guo)國(guo)(guo)際(ji)商用(yong)機器公司在鎳表面用(yong)35個氙(xian)原(yuan)子排出“IBM”之(zhi)后,中國(guo)(guo)科(ke)學(xue)院北京真(zhen)空物理(li)實驗室自如地操縱原(yuan)子成(cheng)功(gong)寫(xie)出“中國(guo)(guo)”二(er)字,標(biao)志著中國(guo)(guo)開始在國(guo)(guo)際(ji)納米科(ke)技領域占有(you)一席之(zhi)地;
1997年(nian),美國科學家首次成功地用單電子移動(dong)單電子,利用這種(zhong)技術(shu)可(ke)望在2017年(nian)后(hou)研制成功速度和(he)存貯容量比現在提高成千(qian)上萬(wan)倍的量子計(ji)算(suan)機;
1999年,巴西和(he)美國(guo)科(ke)學(xue)家(jia)(jia)在進行納(na)米碳管實驗時發明(ming)了世界上最(zui)小(xiao)的“秤(cheng)”,它能夠稱(cheng)量(liang)(liang)十億(yi)分(fen)之一克的物體,即相當于一個病(bing)毒的重(zhong)量(liang)(liang);此后不久,德國(guo)科(ke)學(xue)家(jia)(jia)研制出能稱(cheng)量(liang)(liang)單個原子重(zhong)量(liang)(liang)的秤(cheng),打破了美國(guo)和(he)巴西科(ke)學(xue)家(jia)(jia)聯合創造的紀錄;
到(dao)1999年,納米(mi)技(ji)術逐步(bu)走向市場(chang),全年基于(yu)納米(mi)產品(pin)的營(ying)業(ye)額達到(dao)500億美元;
2001年(nian),一(yi)些國(guo)(guo)(guo)家(jia)紛紛制定(ding)相關戰略或者(zhe)計(ji)劃,投(tou)入(ru)巨(ju)資搶占納米(mi)技(ji)(ji)術戰略高地。日本(ben)設立納米(mi)材料研究(jiu)中心,把納米(mi)技(ji)(ji)術列(lie)入(ru)新5年(nian)科技(ji)(ji)基本(ben)計(ji)劃的(de)研發重點;德國(guo)(guo)(guo)專門建立納米(mi)技(ji)(ji)術研究(jiu)網;美(mei)國(guo)(guo)(guo)將(jiang)納米(mi)計(ji)劃視為(wei)下一(yi)次工業革命的(de)核心,美(mei)國(guo)(guo)(guo)政(zheng)府部門將(jiang)納米(mi)科技(ji)(ji)基礎研究(jiu)方面(mian)的(de)投(tou)資從(cong)1997年(nian)的(de)1.16億美(mei)元(yuan)增加到2001年(nian)的(de)4.97億美(mei)元(yuan)。中國(guo)(guo)(guo)也將(jiang)納米(mi)科技(ji)(ji)列(lie)為(wei)中國(guo)(guo)(guo)的(de)“973計(ji)劃”進(jin)行大(da)力(li)的(de)發展與其相關產業的(de)大(da)力(li)扶持。
當前納(na)米技術(shu)的研究和(he)應用主(zhu)要在(zai)材(cai)料和(he)制(zhi)(zhi)備、微電子和(he)計(ji)算機技術(shu)、醫學與健康(kang)、航天和(he)航空、環境和(he)能源、生物(wu)技術(shu)和(he)農產(chan)品(pin)等方面。用納(na)米材(cai)料制(zhi)(zhi)作的器材(cai)重量更輕、硬度更強(qiang)、壽命(ming)更長、維修(xiu)費更低、設計(ji)更方便。利用納(na)米材(cai)料還可以制(zhi)(zhi)作出特定(ding)性質的材(cai)料或自然界(jie)不(bu)存在(zai)的材(cai)料,制(zhi)(zhi)作出生物(wu)材(cai)料和(he)仿生材(cai)料。
1、納米是(shi)一種幾何尺寸的度(du)量單位,1納米=百萬(wan)分之一毫米。
2、納米技(ji)術帶動了技(ji)術革命(ming)。
3、利用納米技術制作的(de)藥物可以阻斷毛(mao)細(xi)血管,“餓死(si)”癌(ai)細(xi)胞。
4、如(ru)果在衛(wei)星(xing)上(shang)用納米集成(cheng)器件,衛(wei)星(xing)將(jiang)更(geng)小,更(geng)容易(yi)發(fa)射。
5、納米技術是多科(ke)學綜合,有些目標需要(yao)長時間的努(nu)力才(cai)會實現。
6、納米技(ji)術和信息(xi)科學(xue)技(ji)術、生命科學(xue)技(ji)術是當(dang)前的科學(xue)發展主(zhu)流,它們(men)的發展將(jiang)使人類社會、生存環境和科學(xue)技(ji)術本(ben)身變得更美好。
7、納米(mi)技術(shu)可以觀察病人身體中(zhong)的(de)癌細(xi)胞病變及情(qing)況,可讓醫(yi)生對癥(zheng)下(xia)藥。
納米級測(ce)量(liang)技(ji)術包括:納米級精度的尺(chi)寸和位移(yi)的測(ce)量(liang),納米級表(biao)面(mian)形(xing)貌(mao)的測(ce)量(liang)。納米級測(ce)量(liang)技(ji)術主要有兩個發展方向。
一是光(guang)干涉(she)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)技術,它是利(li)用(yong)光(guang)的干涉(she)條紋來(lai)提高測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)的分辨率,其(qi)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)方(fang)法(fa)有:雙頻激(ji)光(guang)干涉(she)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)法(fa)、光(guang)外差干涉(she)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)法(fa)、X射線干涉(she)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)法(fa)、F一P標準工具測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)法(fa)等,可用(yong)于(yu)長度和位(wei)移(yi)的精(jing)確測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang),也可用(yong)于(yu)表(biao)面顯微(wei)形(xing)貌的測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)。
二是掃描探針(zhen)顯微(wei)測量技術(STM),其基本原理是基于量子力學的(de)(de)隧道效應,它的(de)(de)原理是用極尖的(de)(de)探針(zhen)(或類似的(de)(de)方法)對(dui)被(bei)測表面進行掃描(探針(zhen)和(he)被(bei)測表面實際并不(bu)接觸),借助納米級的(de)(de)三(san)(san)維位移定位控制(zhi)系統(tong)測出(chu)該表面的(de)(de)三(san)(san)維微(wei)觀立體形貌。主要用于測量表面的(de)(de)微(wei)觀形貌和(he)尺寸。
用(yong)這原(yuan)理的測量方法有:掃描隧道(dao)顯微鏡(STM)、原(yuan)子力顯微鏡(AFM)等。
納(na)米級加工(gong)的(de)(de)含意是達到納(na)米級精(jing)度的(de)(de)加工(gong)技術。
由(you)于原(yuan)子(zi)(zi)間的(de)距離為0.1一0.3nm,納米加工(gong)(gong)的(de)實(shi)(shi)質就(jiu)是(shi)要切斷(duan)原(yuan)子(zi)(zi)間的(de)結(jie)合,實(shi)(shi)現原(yuan)子(zi)(zi)或分(fen)子(zi)(zi)的(de)去除,切斷(duan)原(yuan)子(zi)(zi)間結(jie)合所(suo)需要的(de)能量(liang),必然(ran)要求超過該物(wu)質的(de)原(yuan)子(zi)(zi)間結(jie)合能,即(ji)所(suo)播(bo)的(de)能量(liang)密度是(shi)很大的(de)。用傳統的(de)切削、磨削加工(gong)(gong)方法進(jin)行納米級(ji)加工(gong)(gong)就(jiu)相(xiang)當困難了。
截至2008年納米加工有了很大的(de)突破,如(ru)電子束(shu)光刻(UGA技(ji)術(shu))加工超大規模集(ji)成電路時,可(ke)實現(xian)(xian)0.1μm線寬的(de)加工:離(li)子刻蝕可(ke)實現(xian)(xian)微(wei)米級(ji)和納米級(ji)表(biao)層材料(liao)的(de)去除(chu):掃描隧(sui)道(dao)顯微(wei)技(ji)術(shu)可(ke)實現(xian)(xian)單個原(yuan)子的(de)去除(chu)、扭(niu)遷、增添和原(yuan)子的(de)重組。
納米(mi)粒子(zi)的制備方法很多,可(ke)分(fen)為物理方法和(he)化學方法。
真空(kong)冷(leng)授法:用真空(kong)蒸發、加熱、高頻感應等方法使原料氣化(hua)或(huo)形成等粒子體,然后驟冷(leng)。其特點純度高、結晶(jing)組織好、位(wei)度可控,但技術設備要求高。
物理粉碎法:透過機械粉碎、電火花爆(bao)炸(zha)等方法得到納米粒(li)子。其特點操(cao)作(zuo)簡(jian)單、成(cheng)本低,但產(chan)晶(jing)純度低,順粒(li)分(fen)布不(bu)均勻。
機械球磨(mo)法(fa):采用(yong)球磨(mo)方(fang)法(fa),控制適當的條件得到(dao)純元素(su)、合(he)金或復合(he)材(cai)料的納米粒子。其特(te)點操作簡單、成本低(di),但產品(pin)純度(du)低(di),顆(ke)粒分布不均勻。
氣相沉積法:利用金屬化(hua)合(he)物蒸汽的化(hua)學反應合(he)成(cheng)納米材料。其(qi)特點(dian)產品純(chun)度(du)高,粒度(du)分布窄。
沉(chen)淀(dian)法(fa):把沉(chen)淀(dian)劑加人到(dao)鹽溶液中反應后,將沉(chen)淀(dian)熱處理(li)得到(dao)納米材料.其(qi)特點簡單易行,但(dan)純度低,顆粒半徑大,適合(he)制備(bei)載(zai)化物(wu)。
水熱(re)合成法:高溫高壓下在水溶液或蒸(zheng)汽等流(liu)體中(zhong)合成,再經分(fen)離(li)和(he)熱(re)處(chu)理得納(na)米粒(li)子。其(qi)特點純度高,分(fen)散(san)性好(hao)、粒(li)度易控制。
溶(rong)膠(jiao)凝膠(jiao)法(fa):金屬化(hua)合物(wu)(wu)經(jing)溶(rong)液、溶(rong)膠(jiao)、凝膠(jiao)而固化(hua),再經(jing)低沮熱(re)處理而生成納米粒子。其特點反應物(wu)(wu)種多,產物(wu)(wu)顆粒均一,過程易控(kong)制(zhi),適于氧化(hua)物(wu)(wu)和11一VI族化(hua)合物(wu)(wu)的制(zhi)備。
徽乳液法(fa):兩:互不相溶的(de)溶劑在表面活性劑的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)形(xing)成乳液,在徽泡(pao)中經成核,聚(ju)結、團聚(ju)、熱處(chu)理后得(de)納(na)米粒(li)子(zi)。其特點粒(li)子(zi)的(de)單分(fen)散和接口性好,11一VI族半導體納(na)米粒(li)子(zi)多用(yong)此(ci)法(fa)制備。
水熱(re)合成法——高(gao)溫高(gao)壓下在水溶液或(huo)蒸汽等流體中合成,再經分離和熱(re)處理得到納(na)米粒子。其特(te)點是純度高(gao),分散性(xing)好,粒度易(yi)控制。
自1991年(nian)Gleiter等人率先(xian)制(zhi)得納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)以(yi)來,經過10年(nian)的發展納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)有(you)了長足的進步。如今納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)種類較多,按其材(cai)(cai)(cai)質分(fen)有(you):金(jin)屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)陶瓷材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)半導(dao)體材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)復(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)聚(ju)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)等等。納(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)是超徽粒材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao),被(bei)稱為“21世紀新材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)”,具有(you)許(xu)多特異(yi)性能。
例如(ru)用(yong)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)金屬(shu)微粉(fen)(fen)燒結(jie)(jie)成的(de)(de)(de)(de)材料,強(qiang)度(du)(du)和硬度(du)(du)大大高(gao)于原來(lai)的(de)(de)(de)(de)金屬(shu),納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)金屬(shu)居然由導(dao)電體變成絕緣體。一般(ban)的(de)(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)強(qiang)度(du)(du)低(di)(di)并且很脆。但(dan)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)微粉(fen)(fen)燒結(jie)(jie)成的(de)(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)不(bu)但(dan)強(qiang)度(du)(du)高(gao)并且有(you)良好的(de)(de)(de)(de)韌性。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)材料的(de)(de)(de)(de)熔點會隨超細粉(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)直徑的(de)(de)(de)(de)減(jian)小(xiao)而降(jiang)(jiang)低(di)(di)。例如(ru)金的(de)(de)(de)(de)熔點為1064℃,但(dan)10nm的(de)(de)(de)(de)金粉(fen)(fen)熔點降(jiang)(jiang)低(di)(di)到940℃,snm的(de)(de)(de)(de)金粉(fen)(fen)熔點降(jiang)(jiang)低(di)(di)到830℃,因而燒結(jie)(jie)溫度(du)(du)可以大大降(jiang)(jiang)低(di)(di)。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)(de)燒結(jie)(jie)溫度(du)(du)大大低(di)(di)于原來(lai)的(de)(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)。納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)的(de)(de)(de)(de)催化(hua)劑加入汽(qi)油(you)中。可提高(gao)內燃機的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率。
加入(ru)固體(ti)燃料可使火箭的速度加快。藥物制成納(na)米微(wei)粉(fen)。可以注射到血管內順(shun)利進入(ru)微(wei)血管。
當前(qian)常規的(de)成像(xiang)技(ji)術(shu)只能檢測(ce)到癌癥(zheng)在組(zu)織上造成的(de)可見的(de)變化,而這個時候已(yi)經有(you)數千的(de)癌細胞(bao)生成并且可能會轉移。而且,即使是已(yi)經可以看到腫瘤了,由(you)于(yu)腫瘤本身的(de)類(lei)別(bie)(惡(e)性(xing)還(huan)是良性(xing))和特征,要確定(ding)有(you)效(xiao)的(de)治療方法(fa)也還(huan)必須通過(guo)活組(zu)織檢查(cha)。如果對(dui)癌性(xing)細胞(bao)或(huo)者癌變前(qian)細胞(bao)以某種方式進行標記,使用(yong)傳統設備即可檢測(ce)出來則更有(you)利(li)于(yu)癌癥(zheng)的(de)診(zhen)斷。
要實現這一目標有兩(liang)個必要條件(jian):某(mou)技術(shu)能(neng)夠特(te)定(ding)識別癌性細(xi)胞(bao)且能(neng)夠讓被識別的癌性細(xi)胞(bao)可見。納(na)米(mi)技術(shu)能(neng)夠滿足(zu)這兩(liang)點(dian)。例如,在金屬氧化物表(biao)面(mian)涂覆可特(te)異識別癌性細(xi)胞(bao)表(biao)面(mian)超表(biao)達(da)的受體的抗體。
由于金屬氧(yang)化物在核磁共振(zhen)成(cheng)(cheng)像(MRI)或計(ji)算(suan)機(ji)斷層掃描(miao)(CT)下(xia)發出高對比度信(xin)號,因此一旦進入(ru)體內后,這些金屬氧(yang)化物納米顆粒表面的(de)(de)抗體選擇性地與癌(ai)性細(xi)胞(bao)(bao)(bao)結合,使檢測儀器可以(yi)有(you)效地識別(bie)出癌(ai)性細(xi)胞(bao)(bao)(bao)。同樣地,金納米粒也可以(yi)用于增強在內窺(kui)鏡(jing)技(ji)(ji)術中的(de)(de)光(guang)散射(she)。納米技(ji)(ji)術能夠將識別(bie)癌(ai)癥類別(bie)及不同發展階段的(de)(de)分子標記可視化,讓醫生(sheng)能夠通過傳統(tong)的(de)(de)成(cheng)(cheng)像技(ji)(ji)術看到原(yuan)本檢測不到的(de)(de)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)和(he)分子。
在人類與癌(ai)癥(zheng)(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)斗(dou)爭中,有一(yi)半(ban)的(de)(de)(de)勝利(li)是得益于(yu)早期(qi)的(de)(de)(de)檢測。納米(mi)技術使得癌(ai)癥(zheng)(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)診斷更早更準(zhun)確,并可用于(yu)治(zhi)療監測。納米(mi)技術也可以(yi)增強甚至(zhi)完全變革(ge)對組(zu)織(zhi)和體(ti)液中生(sheng)(sheng)物(wu)標(biao)志物(wu)的(de)(de)(de)篩查。癌(ai)癥(zheng)(zheng)(zheng)與癌(ai)癥(zheng)(zheng)(zheng)之間,以(yi)及癌(ai)細胞(bao)與正常(chang)細胞(bao)之間由于(yu)各種(zhong)分(fen)子在表(biao)達和分(fen)布上的(de)(de)(de)差異(yi)而(er)各不(bu)相同。隨著治(zhi)療技術的(de)(de)(de)進步,對癌(ai)癥(zheng)(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)多個(ge)生(sheng)(sheng)物(wu)標(biao)志物(wu)進行同時(shi)檢測是確定治(zhi)療方(fang)案時(shi)所必須的(de)(de)(de)。
納米(mi)顆粒——例如能夠根據它們本(ben)身大小發出不同(tong)顏色光(guang)的(de)量子點——可(ke)以實現同(tong)時(shi)檢測多種標記物的(de)目的(de)。包被(bei)有抗(kang)體的(de)量子點發出的(de)激發光(guang)信號可(ke)用于篩查(cha)某些類型的(de)癌癥。不同(tong)顏色的(de)量子點可(ke)與各種癌癥生物標記物抗(kang)體結合(he),方便腫瘤(liu)學家(jia)通過所看到的(de)光(guang)譜區分(fen)癌細胞與健康細胞。
由于在(zai)納米(mi)尺度下刻(ke)蝕(shi)技(ji)術已達到極限,組裝技(ji)術將成為納米(mi)科(ke)技(ji)的重(zhong)要手段,受到人(ren)們很(hen)大(da)的重(zhong)視。
納米組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)就是通過機械(xie)、物(wu)理、化學或生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)方(fang)法,把原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)或者分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)聚集體(ti)進(jin)行組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang),形成有(you)功能(neng)的(de)結構單元。組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)包括分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)序(xu)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu),掃描探(tan)針原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)、分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)搬遷技(ji)術(shu)以(yi)(yi)及(ji)(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)。分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)序(xu)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)是通過分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)物(wu)理或化學相互作(zuo)用,形成有(you)序(xu)的(de)二維或三維分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)體(ti)系。現(xian)在,分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)序(xu)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)及(ji)(ji)其(qi)應用研(yan)究(jiu)(jiu)方(fang)面取得(de)(de)的(de)最(zui)新(xin)進(jin)展(zhan)主要(yao)是LB膜研(yan)究(jiu)(jiu)及(ji)(ji)有(you)關(guan)特性(xing)的(de)發(fa)現(xian)。生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)大(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)走向識(shi)別(bie)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)。蛋(dan)白(bai)質、核酸(suan)等生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)大(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)要(yao)求商密度定取向,這對于制(zhi)備高性(xing)能(neng)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)微(wei)感膜、發(fa)展(zhan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)器件,以(yi)(yi)及(ji)(ji)研(yan)究(jiu)(jiu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)大(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間相互作(zuo)用是十分(fen)(fen)(fen)(fen)重要(yao)的(de)。在進(jin)行lgG歸生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)大(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)過程中,首次利用抗體(ti)活性(xing)片斷的(de)識(shi)別(bie)功能(neng)進(jin)行活性(xing)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)大(da)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)。這一重要(yao)的(de)進(jin)展(zhan)使得(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)定向組(zu)(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)了新(xin)的(de)突破。
除以上幾(ji)種組(zu)裝外,在(zai)長鏈聚合物(wu)分子(zi)上的有序組(zu)裝、橋連自組(zu)裝技(ji)術、有序分子(zi)薄膜的應用研究(jiu)等(deng)技(ji)術也有進(jin)展。采(cai)用納(na)米(mi)加(jia)工(gong)(gong)技(ji)術還可以對材料進(jin)行原子(zi)量(liang)級(ji)加(jia)工(gong)(gong),使加(jia)工(gong)(gong)技(ji)術進(jin)人(ren)一個更加(jia)徽細的深度。納(na)米(mi)結(jie)構自組(zu)裝技(ji)術的發展,將會使納(na)米(mi)機(ji)械、納(na)米(mi)機(ji)電系(xi)統和納(na)米(mi)生物(wu)學產生突破性的飛躍。
中國在納米領域的(de)科學發現(xian)和(he)產(chan)業化(hua)研究(jiu)有(you)(you)一定的(de)優勢。現(xian)代同美、日、德等(deng)國位于國際第一梯隊的(de)前列。雖然現(xian)代中國己經建立了一定數量的(de)納米材料生產(chan)基(ji)地,納米技(ji)術的(de)開(kai)發應用(yong)也已經興起,并初步實現(xian)了產(chan)業化(hua)。納米要(yao)實現(xian)大規(gui)模(mo)、低(di)成(cheng)本的(de)產(chan)業化(hua)生產(chan),還(huan)有(you)(you)許多的(de)工作要(yao)做,只(zhi)有(you)(you)依(yi)賴大量的(de)資(zi)金和(he)高科技(ji)投人才能(neng)換(huan)取高額(e)的(de)利潤回報。
納米(mi)生物(wu)(wu)學是以(yi)納米(mi)尺度研(yan)究細(xi)(xi)胞內(nei)部各種細(xi)(xi)胞器的結構和功能(neng)。研(yan)究細(xi)(xi)胞內(nei)部,細(xi)(xi)胞內(nei)外之間以(yi)及整個(ge)生物(wu)(wu)體的物(wu)(wu)質、能(neng)量和信息交換。納米(mi)生物(wu)(wu)學的研(yan)究集中在下(xia)列方面。
DNA研究在形(xing)貌觀察、特性研究和基因(yin)改造三個方面(mian)有(you)不少進展。
工(gong)作目標(biao)是弄清人類的(de)記憶、思維,語言和(he)學習這(zhe)些(xie)高級(ji)神(shen)經(jing)功(gong)能和(he)人腦的(de)信息處(chu)理功(gong)能。
這是納(na)米生物學的熱門(men)研究(jiu)內容(rong)。現在取得不少成(cheng)果。是納(na)米技術中有希望(wang)獲得突破性巨大成(cheng)果的部分。
世界上最小的馬達是一種生物馬達—鞭毛馬達。能象螺旋槳那樣旋轉驅動鞭毛旋轉。該馬(ma)(ma)達(da)(da)通(tong)常(chang)由10種(zhong)以上的(de)(de)蛋白質群體(ti)組成,其構造如同人工(gong)馬(ma)(ma)達(da)(da)。由相當的(de)(de)定子、轉(zhuan)(zhuan)子、軸承(cheng)、萬向接頭等組成。它的(de)(de)直徑(jing)只有3onm,轉(zhuan)(zhuan)速可以高達(da)(da)15r/min,可在1μs內進行(xing)右(you)轉(zhuan)(zhuan)或左轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)相互切(qie)換。利用(yong)外(wai)部電(dian)場可實(shi)現加速或減速。轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)的(de)(de)動(dong)(dong)力源(yuan),是細(xi)菌內支(zhi)撐馬(ma)(ma)達(da)(da)的(de)(de)薄膜(mo)內外(wai)的(de)(de)氮(dan)氧離子濃(nong)度差。實(shi)驗(yan)證明。細(xi)菌體(ti)內外(wai)的(de)(de)電(dian)位差也可驅動(dong)(dong)鞭毛馬(ma)(ma)達(da)(da)。現代人們正(zheng)在探索(suo)設計一種(zhong)能(neng)用(yong)電(dian)位差馭動(dong)(dong)的(de)(de)人工(gong)鞭毛馬(ma)(ma)達(da)(da)驅動(dong)(dong)器。
日本(ben)三菱公司已(yi)開發出一種(zhong)能(neng)模擬人(ren)眼處理視(shi)覺形(xing)象功能(neng)的視(shi)網膜芯片(pian)。該芯片(pian)以(yi)砷化稼半(ban)導體(ti)作為片(pian)基。每(mei)個(ge)芯片(pian)內含4096個(ge)傳(chuan)感元。可望進(jin)一步(bu)用(yong)于機器人(ren)。
有(you)人提出制作類似環和桿那(nei)樣的分子機(ji)械。把它們(men)裝配起來(lai)構成(cheng)計算(suan)機(ji)的線(xian)路單元,單元尺寸僅Inm,可組(zu)裝成(cheng)超小(xiao)型計算(suan)機(ji),僅有(you)數微米大(da)小(xiao),就(jiu)能(neng)達到(dao)現代常(chang)用計算(suan)機(ji)的同等性能(neng)。
在納米(mi)結構自組裝復(fu)雜(za)徽型機電系統(tong)制造中(zhong)(zhong),很(hen)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)難(nan)題(ti)是系統(tong)中(zhong)(zhong)各部件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組裝。系統(tong)愈先(xian)進、愈復(fu)雜(za),組裝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)也(ye)愈難(nan)解(jie)決。自然(ran)界(jie)各種生物(wu)、生物(wu)體內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蛋(dan)白質、DNA、細胞(bao)等都是極為復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構。它們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生成、組裝都是自動進行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。如(ru)能(neng)了(le)解(jie)并控制生物(wu)大(da)(da)分(fen)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自組裝原理,人類對自然(ran)界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)認識(shi)和改造必(bi)然(ran)會上升到一個全新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平。
納米機(ji)器(qi)人是根據(ju)分(fen)(fen)子(zi)(zi)水平的(de)生物(wu)學原理為設計原型,設計制(zhi)造可對納米空間進行操作(zuo)的(de)“功能分(fen)(fen)子(zi)(zi)器(qi)件(jian)”,也稱分(fen)(fen)子(zi)(zi)機(ji)器(qi)人;而(er)納米機(ji)器(qi)人的(de)研發已成為當今科技的(de)前(qian)沿熱點。
2005年(nian),不少國家紛紛制定相關戰略或者(zhe)計劃,投入(ru)巨資(zi)搶占納米(mi)機器(qi)人(ren)(ren)這種(zhong)新(xin)科(ke)技的(de)戰略高地。《機器(qi)人(ren)(ren)時代(dai)》月刊日前指出:納米(mi)機器(qi)人(ren)(ren)潛(qian)在用途十分(fen)廣泛,其中特(te)別重(zhong)要的(de)就是(shi)應用于醫療(liao)和(he)軍事領域。
每一(yi)種新(xin)科技(ji)的(de)(de)出現(xian),似乎都包涵著無限可能。用不了多久,個(ge)頭只(zhi)有分子大小的(de)(de)神奇(qi)納米機器人將源源不斷地進入(ru)人類的(de)(de)日常生活(huo)。中(zhong)(zhong)國著名學者周海(hai)中(zhong)(zhong)教授在(zai)1990年(nian)發表的(de)(de)《論機器人》一(yi)文中(zhong)(zhong)就(jiu)預言:到(dao)21世紀(ji)中(zhong)(zhong)葉(xie),納米機器人將徹底改變人類的(de)(de)勞(lao)動和(he)生活(huo)方式。
納米雨(yu)(yu)(yu)衣(yi)傘(san)(san)是雨(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)與雨(yu)(yu)(yu)衣(yi)的(de)結(jie)合體,納米雨(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)收傘(san)(san)有三折傘(san)(san)和直桿(gan)傘(san)(san)的(de)收傘(san)(san)形(xing)態(簡單說,收傘(san)(san)時有長短兩種(zhong)選擇)。納米雨(yu)(yu)(yu)衣(yi)可由納米雨(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)轉變(bian)(bian)而成,納米雨(yu)(yu)(yu)衣(yi)又不同于一(yi)般的(de)雨(yu)(yu)(yu)衣(yi),因為(wei)納米雨(yu)(yu)(yu)衣(yi)可以保證從頭到(dao)腳絕對不濕。因為(wei)納米材料(liao),所(suo)以這雨(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)可以一(yi)甩即(ji)干,雨(yu)(yu)(yu)傘(san)(san)轉變(bian)(bian)為(wei)雨(yu)(yu)(yu)衣(yi)后,這雨(yu)(yu)(yu)衣(yi)也只需(xu)穿(chuan)著時輕輕一(yi)跳(tiao)也即(ji)可全干。
2014年8月4日,澳(ao)大利亞(ya)運(yun)用(yong)新發明的(de)布料,制成一款具有開(kai)創性(xing)的(de)T恤衫,不管人們怎樣嘗試(shi)著浸濕它,此(ci)T恤都能保持良好的(de)防水性(xing)能。
這件(jian)叫(jiao)做“騎士”(The Cavalier)的白色T恤(xu)是百分(fen)之百棉質的。雖(sui)然(ran)表面看(kan)起來(lai)平淡無奇,但是其布料運用(yong)“疏水(shui)(shui)”納米技(ji)術應(ying)用(yong)編織而(er)成,使得這件(jian)T恤(xu)能(neng)夠有效(xiao)防止(zhi)大部(bu)分(fen)液體和污漬(zi)的浸(jin)入。這種T恤(xu)可以(yi)用(yong)機器清(qing)(qing)洗(xi),其防水(shui)(shui)功能(neng)最多(duo)可承(cheng)受80次清(qing)(qing)洗(xi)。它的布料有天然(ran)自凈(jing)功能(neng),任何附著在上(shang)的污漬(zi)都能(neng)用(yong)水(shui)(shui)擦洗(xi)或沖干(gan)凈(jing)。
和其他含(han)有(you)化(hua)學(xue)物(wu)質的(de)(de)防水(shui)應用(yong)不同,T恤仿照的(de)(de)是荷葉的(de)(de)自然疏水(shui)特(te)點。此(ci)布料的(de)(de)發明對于餐館和咖(ka)啡廳來說可(ke)能具(ju)有(you)革命性的(de)(de)影(ying)響。此(ci)外,這種布料還可(ke)以(yi)運用(yong)在(zai)醫療行業(ye)或醫院等地。
和生物(wu)(wu)技術(shu)一樣,納米科(ke)技也有很多環境和安全(quan)問題(比(bi)如尺寸小是否(fou)會避(bi)開生物(wu)(wu)的自然防(fang)御系統,還有是否(fou)能生物(wu)(wu)降解、毒性(xing)副作用如何(he)等等)。
納米材(cai)(cai)料(liao)(包(bao)含(han)有(you)納米顆粒的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao))本身的(de)(de)(de)存在并不(bu)是一(yi)種危(wei)(wei)害(hai)。只有(you)它的(de)(de)(de)一(yi)些(xie)方面具有(you)危(wei)(wei)害(hai)性(xing)(xing),特別是他們的(de)(de)(de)移(yi)動性(xing)(xing)和(he)增強的(de)(de)(de)反應性(xing)(xing)。只有(you)某些(xie)納米粒子的(de)(de)(de)某些(xie)方面對生(sheng)物或環境有(you)害(hai),我(wo)們才面臨一(yi)個真的(de)(de)(de)危(wei)(wei)害(hai)。
要討論納(na)(na)米材料對健(jian)康和環境的影(ying)響,我(wo)們必須區分兩類納(na)(na)米結(jie)構:
納米尺寸的粒子(zi)被(bei)組裝(zhuang)在一個基體(ti)、材料或器件上的納米合成物、納米表面結構或納米組份(電(dian)子(zi),光學(xue)傳感(gan)器等),又稱為固定納米粒子(zi)。
“自由(you)”納(na)(na)米(mi)粒子,不管(guan)在生(sheng)產的某(mou)些步驟中存還(huan)是(shi)直接使用單獨的納(na)(na)米(mi)粒子。
這些自由納(na)米(mi)(mi)粒(li)子可能是納(na)米(mi)(mi)尺寸的(de)單元素,化(hua)合物,或是復(fu)雜的(de)混合物,比如(ru)在一(yi)種元素上(shang)鍍上(shang)另外一(yi)張(zhang)物質的(de)“鍍膜”納(na)米(mi)(mi)粒(li)子或叫做“核(he)殼”納(na)米(mi)(mi)粒(li)子。
現代,公(gong)認的(de)觀點是(shi),雖(sui)然(ran)我(wo)們需要關(guan)注(zhu)有固定(ding)納米(mi)粒(li)子(zi)(zi)的(de)材料(liao),自(zi)由納米(mi)粒(li)子(zi)(zi)是(shi)最(zui)緊迫關(guan)心(xin)的(de)。
因為(wei),納(na)米粒(li)子(zi)同它(ta)們日(ri)常的對(dui)應物實在是區別(bie)太大了,它(ta)們的有害效應不(bu)能(neng)從已知(zhi)毒(du)性推演(yan)而來(lai)。這(zhe)樣討論(lun)自(zi)由納(na)米粒(li)子(zi)的健康(kang)和環境(jing)影響具有很(hen)重要的意義。
更加復(fu)雜的(de)是(shi)(shi),當我們討論(lun)納米(mi)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)時候,我們必須知道(dao)含有的(de)納米(mi)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)粉末或液體幾乎從(cong)來不(bu)會單分散化,而是(shi)(shi)具(ju)有一定(ding)范圍內許多不(bu)同尺寸。這會使實驗分析更加復(fu)雜,因為(wei)大(da)的(de)納米(mi)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)可(ke)能和小的(de)有不(bu)同的(de)性質(zhi)。而且,納米(mi)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)具(ju)有聚合的(de)趨勢(shi),而聚合的(de)納米(mi)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)具(ju)有同單個納米(mi)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)不(bu)同的(de)行為(wei)。
納米(mi)顆粒進入(ru)(ru)人體有四種途徑(jing):吸(xi)(xi)入(ru)(ru),吞咽,從(cong)皮膚吸(xi)(xi)收或(huo)在醫療過程中被有意的注(zhu)入(ru)(ru)(或(huo)由植入(ru)(ru)體釋(shi)放)。一(yi)旦進入(ru)(ru)人體,它們具有高度(du)的可移動性。在一(yi)些個例(li)中,它們甚至能穿越(yue)血(xue)腦屏障(zhang)。
納米(mi)粒子在器官(guan)中(zhong)的(de)(de)行為仍然是(shi)需要研(yan)究(jiu)的(de)(de)一個(ge)大(da)(da)課題。基本上,納米(mi)顆粒的(de)(de)行為取決于(yu)它們(men)(men)的(de)(de)大(da)(da)小,形狀和(he)同周圍組織的(de)(de)相(xiang)互作(zuo)用活動性(xing)。它們(men)(men)可(ke)能引(yin)(yin)起噬(shi)菌細胞(bao)(吞咽(yan)并消滅外來物質的(de)(de)細胞(bao))的(de)(de)“過載”,從而引(yin)(yin)發防御性(xing)的(de)(de)發燒和(he)降(jiang)低機體免疫力。它們(men)(men)可(ke)能因為無法降(jiang)解(jie)或(huo)降(jiang)解(jie)緩慢,而在器官(guan)里集聚(ju)。還有(you)一個(ge)顧慮(lv)是(shi)它們(men)(men)同人(ren)體中(zhong)一些生物過程發生反(fan)應的(de)(de)潛(qian)在危險(xian)。由(you)于(yu)極大(da)(da)的(de)(de)表面積(ji),暴(bao)露在組織和(he)液體中(zhong)的(de)(de)納米(mi)粒子會立(li)即(ji)吸附他們(men)(men)遇到(dao)的(de)(de)大(da)(da)分子。這(zhe)樣會影響到(dao)例如(ru)酶和(he)其他蛋(dan)白的(de)(de)調整機制。
主要(yao)擔心納米顆(ke)粒(li)可能會造(zao)成未知的危害。
納(na)米(mi)技術的(de)使(shi)用也存在社(she)會學風險。在儀器的(de)層(ceng)面(mian),也包括(kuo)在軍事(shi)領(ling)域(yu)使(shi)用納(na)米(mi)技術的(de)可能性。(例如,在MIT士兵納(na)米(mi)技術研(yan)究(jiu)所研(yan)究(jiu)的(de)裝備(bei)士兵的(de)植入體或其他手(shou)段(duan),同時(shi)還有通(tong)過納(na)米(mi)探(tan)測器增(zeng)強的(de)監視手(shou)段(duan)。
在結構層面,納(na)(na)(na)米(mi)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)批評家們指出納(na)(na)(na)米(mi)技(ji)術(shu)打開(kai)了一個由產權和(he)公(gong)(gong)司(si)控(kong)制的(de)(de)(de)新世界。他(ta)們指出,就象生(sheng)物(wu)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)操控(kong)基因的(de)(de)(de)能力(li)伴隨著(zhu)生(sheng)命的(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)(zhuan)利(li)(li)化一樣,納(na)(na)(na)米(mi)技(ji)術(shu)操控(kong)分子的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)帶來的(de)(de)(de)是(shi)物(wu)質的(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)(zhuan)利(li)(li)化。過去的(de)(de)(de)幾年里,獲得納(na)(na)(na)米(mi)尺度的(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)(zhuan)利(li)(li)像一股淘(tao)金熱(re)。2003年,超過800納(na)(na)(na)米(mi)相關的(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)(zhuan)利(li)(li)權獲得批準,這個數字每年都在增長。大公(gong)(gong)司(si)已經壟斷了納(na)(na)(na)米(mi)尺度發(fa)(fa)明與發(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)廣(guang)泛的(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)(zhuan)利(li)(li)。例如,NEC和(he)IBM這兩家大公(gong)(gong)司(si)持有碳納(na)(na)(na)米(mi)管這一納(na)(na)(na)米(mi)科技(ji)基石(shi)之一的(de)(de)(de)基礎專(zhuan)(zhuan)(zhuan)利(li)(li)。碳納(na)(na)(na)米(mi)管具(ju)有廣(guang)泛的(de)(de)(de)運用,并被看好對從電(dian)子和(he)計算機、到強化材(cai)料(liao)、到藥物(wu)釋放(fang)和(he)診斷的(de)(de)(de)許(xu)多工(gong)業領域都有關鍵(jian)的(de)(de)(de)作(zuo)用。碳納(na)(na)(na)米(mi)管很(hen)可能成(cheng)為取代傳統原材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)主要(yao)工(gong)業交易材(cai)料(liao)。但(dan)是(shi),當它們的(de)(de)(de)用途擴張(zhang)時,任何想要(yao)制造或出售碳納(na)(na)(na)米(mi)管的(de)(de)(de)人,不管應用是(shi)什么,都要(yao)先(xian)向NEC或者IBM購買許(xu)可證。
高級納(na)米(mi)技(ji)(ji)術,有時被(bei)稱為分子(zi)(zi)制(zhi)造,用于(yu)描述分子(zi)(zi)尺度(du)上(shang)的(de)(de)納(na)米(mi)工(gong)程系統(納(na)米(mi)機(ji)器)。無數(shu)例子(zi)(zi)證明,億萬年(nian)的(de)(de)進(jin)化(hua)能夠產生(sheng)復雜的(de)(de)、隨機(ji)優化(hua)的(de)(de)生(sheng)物機(ji)器。在(zai)納(na)米(mi)領域(yu)中,我們希望(wang)使用仿生(sheng)學的(de)(de)方法找(zhao)到制(zhi)造納(na)米(mi)機(ji)器的(de)(de)捷徑。然而,K Eric Drexler和(he)其他(ta)研究者(zhe)提出:高級納(na)米(mi)技(ji)(ji)術雖然最初會(hui)使用仿生(sheng)學輔(fu)助(zhu)手段,最終(zhong)可能會(hui)建立在(zai)機(ji)械工(gong)程的(de)(de)原理上(shang)。
美(mei)國(guo)(guo)國(guo)(guo)家科(ke)(ke)學(xue)委(wei)員會(National Science Board)于(yu)西元2003年底(di)批準“國(guo)(guo)家納米(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)基礎結構網(wang)絡計劃(hua)”(National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network,簡稱(cheng)NNIN),將(jiang)由美(mei)國(guo)(guo)13所大學(xue)共同(tong)建構支持(chi)全(quan)國(guo)(guo)納米(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)與(yu)教育的網(wang)絡體(ti)系。該計劃(hua)為期5年,于(yu)公元2004年一月開始執(zhi)行,將(jiang)提供(gong)整體(ti)性的全(quan)國(guo)(guo)性使用技(ji)(ji)能(neng)以支持(chi)納米(mi)尺(chi)度科(ke)(ke)學(xue)工(gong)程與(yu)技(ji)(ji)術的研(yan)究(jiu)與(yu)教育工(gong)作。預(yu)估5年間(jian)至少(shao)投資(zi)700億(yi)美(mei)元的研(yan)究(jiu)經費。計劃(hua)目的不僅在提供(gong)美(mei)國(guo)(guo)研(yan)究(jiu)人(ren)員頂尖(jian)的實驗儀器(qi)與(yu)設備,并(bing)能(neng)訓練出一批專精于(yu)最先進納米(mi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)的研(yan)究(jiu)人(ren)員。
1.美(mei)國發展最(zui)新納米(mi)細胞制造技術
納米技(ji)術可制造出(chu)粒(li)子(zi)小(xiao)于(yu)人類血管(guan)大(da)小(xiao)的物(wu)體,美國國家標準與(yu)科技(ji)協會(NIST)指出(chu)已研究(jiu)出(chu)一種生(sheng)產一致的,且(qie)能夠自行組合的納米細(xi)胞(Nanocells)的方(fang)法,以應用(yong)在封裝(zhuang)(zhuang)壓縮藥(yao)物(wu)的治療(liao)工作上(shang)。這(zhe)種技(ji)術當前可被運用(yong)在藥(yao)物(wu)的包(bao)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)術上(shang),可以更精確地確保藥(yao)物(wu)的用(yong)量,未來將運用(yong)在癌癥化學治療(liao)的相關技(ji)術上(shang)作更進一步的研究(jiu)。
納米(mi)計(ji)劃是公元(yuan)2005年聯邦跨部會研(yan)發預算的主軸(zhou),達9.8億美元(yuan)。
2.DNA檢測芯片的進(jin)展
公元2004年一月,美國HP正式對外發表其用(yong)來(lai)快速進行DNA檢測(ce)的(de)納(na)米(mi)級芯片(pian)(pian)。2004年在DNA檢測(ce)上采以光學原理(li)(li)為基礎(chu)的(de)“基因微芯片(pian)(pian)法”(DNA microarrays)繁復的(de)檢測(ce)步驟(zou),HP團隊改由將此繁復步驟(zou)交由電(dian)路(lu)芯片(pian)(pian)處理(li)(li);制作上,DNA檢測(ce)芯片(pian)(pian)的(de)傳感元件(jian)是(shi)一條利用(yong)電(dian)子(zi)束蝕(shi)刻法(electron-beam lithography)與反應性離(li)子(zi)蝕(shi)刻法(reactive-ion etching)所(suo)制成粗細約50納(na)米(mi)的(de)納(na)米(mi)線。然就商(shang)業上考量(liang),成果卻過于高(gao)昂,因此研(yan)究(jiu)團隊正發展利用(yong)較便宜的(de)光學蝕(shi)刻法(optical lithography)以制成DNA檢測(ce)芯片(pian)(pian)元件(jian)的(de)技術。
3.地下水污染(ran)改善之(zhi)研究(jiu)
地下水(shui)污(wu)染(ran)是現代(dai)被廣(guang)泛(fan)討論(lun)的一項重(zhong)大(da)議題,現代(dai),美(mei)國發(fa)表(biao)了一種納米微粒(nanoparticles)技術,在此(ci)(ci)微粒中心為(wei)鐵芯(iron)而其(qi)外(wai)則(ze)由多層(ceng)聚(ju)合(he)(he)物加以包(bao)覆(fu),其(qi)中,內層(ceng)是由防水(shui)性(xing)極佳的復合(he)(he)甲基丙烯酸(suan)甲脂(poly methl methacrylate;PMMA)包(bao)覆(fu),而外(wai)層(ceng)則(ze)由親水(shui)的sulphonated polystyrene進行包(bao)覆(fu)。由于親水(shui)性(xing)外(wai)層(ceng)使(shi)納米微粒溶于水(shui),內層(ceng)防水(shui)層(ceng)則(ze)能吸引(yin)污(wu)染(ran)源三(san)氯乙(yi)烯(trichloroethylene)。納米微粒中的鐵芯使(shi)得三(san)氯乙(yi)烯產(chan)生分裂,進而使(shi)得此(ci)(ci)項污(wu)染(ran)源逐漸分裂成無毒的物質。
4.啟動癌癥(zheng)納米科(ke)技計劃(hua)
為(wei)廣泛將(jiang)納(na)米科技(ji)(ji)、癌癥研究與分子生(sheng)物(wu)醫學相互結合,美國國家癌癥中心(NCI)提出(chu)了(le)癌癥納(na)米科技(ji)(ji)計(ji)劃(hua)(Cancer Nanotechnology Plan),并將(jiang)透過(guo)院外計(ji)劃(hua)、院內計(ji)劃(hua)與納(na)米科技(ji)(ji)標準實驗室等三方面進行跨領域工作(zuo)。計(ji)劃(hua)設定了(le)六個挑戰:
預防與(yu)控(kong)制癌(ai)(ai)癥:發(fa)展能投遞抗(kang)癌(ai)(ai)藥物及多重抗(kang)癌(ai)(ai)疫苗的納米級設備(bei)。
早期(qi)發(fa)現與蛋白質學:發(fa)展(zhan)植入式早期(qi)偵測癌癥生(sheng)物標(biao)記的設備(bei),并(bing)發(fa)展(zhan)能(neng)收集大(da)量(liang)生(sheng)物標(biao)記進行大(da)量(liang)分析的平臺性(xing)裝置。
影像(xiang)(xiang)診斷(duan):發展可(ke)提(ti)高分辨率(lv)到可(ke)辨識單獨癌細胞(bao)的(de)影像(xiang)(xiang)裝置,以(yi)及將(jiang)一(yi)個腫(zhong)瘤內部不同組織來源的(de)細胞(bao)加以(yi)區分的(de)納米裝置。
多功能治療設備:開發(fa)兼(jian)具診(zhen)斷與治療的(de)納(na)米裝置。
癌癥(zheng)照護與生活品質(zhi)提(ti)升:開發改善慢性癌癥(zheng)所引發的疼(teng)痛、沮喪(sang)、惡心等癥(zheng)狀,并(bing)提(ti)供理(li)想(xiang)性投藥裝置。
跨領域訓練(lian):訓練(lian)熟悉癌癥(zheng)生物學(xue)與(yu)納米科技的(de)新(xin)一代研(yan)究人員。
1.歐盟的國際納米(mi)科學(xue)研究政策
歐洲(zhou)為(wei)全球最(zui)早(zao)開始進行納(na)米(mi)科學研究的區域(yu),但由于當時(shi)并沒(mei)有歐盟(meng)加(jia)以居中協調與(yu)規(gui)劃,因此在研究初期因為(wei)缺乏資金援助、相關管理(li)上(shang)的支(zhi)援,同時(shi)因為(wei)面(mian)臨(lin)專(zhuan)利(li)取得的問題,導致研究人員(yuan)遭(zao)遇許多阻礙,公(gong)元2004年五月(yue),歐盟(meng)議會(hui)(hui)(European Commission;EC)對(dui)歐洲(zhou)地區與(yu)國際社會(hui)(hui)發表一系列有關于納(na)米(mi)科技(ji)的專(zhuan)案計劃,以宣示歐洲(zhou)對(dui)于提高納(na)米(mi)科技(ji)競爭力的決心(xin)。
歐盟將其計劃分為五個主要(yao)區域:研究(jiu)與發展(R&D)、基礎建設(infrastructure)、教育與訓練(education and training)、創新(innovation)以及社(she)會(hui)層面(societal dimension)。
根據預估,如歐(ou)(ou)(ou)盟(meng)計劃能(neng)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(nian)前將(jiang)可望(wang)為(wei)歐(ou)(ou)(ou)洲創造上百億歐(ou)(ou)(ou)元的(de)(de)(de)(de)經濟營收(shou)。歐(ou)(ou)(ou)盟(meng)議會(hui)(hui)(hui)也(ye)強調提(ti)高社會(hui)(hui)(hui)大(da)眾(zhong)對(dui)(dui)于納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)的(de)(de)(de)(de)認知,也(ye)同樣屬于整體納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)發展計劃的(de)(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分(fen)。另外(wai),公(gong)(gong)眾(zhong)健康、安全、環保問題及消費(fei)者保護也(ye)同樣被包含在(zai)(zai)此項議題之中。現(xian)在(zai)(zai),納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)及納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)仍屬于新興(xing)的(de)(de)(de)(de)R&D領(ling)域(yu),其(qi)所(suo)必(bi)須解決與進(jin)行(xing)(xing)研(yan)(yan)(yan)(yan)究的(de)(de)(de)(de)對(dui)(dui)象都存(cun)在(zai)(zai)于原子與分(fen)子的(de)(de)(de)(de)階層中。納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)在(zai)(zai)未(wei)來(lai)幾年(nian)內的(de)(de)(de)(de)應用是眾(zhong)所(suo)矚目,且必(bi)將(jiang)對(dui)(dui)所(suo)有的(de)(de)(de)(de)科(ke)(ke)技(ji)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)重大(da)影響。在(zai)(zai)未(wei)來(lai),納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)發工(gong)作(zuo)也(ye)將(jiang)對(dui)(dui)人體保健、食物、環保研(yan)(yan)(yan)(yan)究、資訊科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)、安全、新興(xing)材(cai)料(liao)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)及能(neng)源儲(chu)存(cun)等領(ling)域(yu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)重大(da)的(de)(de)(de)(de)改變。西元2004~2006年(nian)歐(ou)(ou)(ou)盟(meng)所(suo)進(jin)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)第(di)六期架構計劃(FP6)中,納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)技(ji)與新興(xing)材(cai)料(liao)研(yan)(yan)(yan)(yan)發的(de)(de)(de)(de)經費(fei)約為(wei)歐(ou)(ou)(ou)元13億,而歐(ou)(ou)(ou)盟(meng)議會(hui)(hui)(hui)也(ye)有意(yi)提(ti)高經費(fei)并延長研(yan)(yan)(yan)(yan)究時(shi)程(由公(gong)(gong)元2007~2013年(nian))。同時(shi)為(wei)凝(ning)聚與加(jia)強所(suo)有歐(ou)(ou)(ou)盟(meng)會(hui)(hui)(hui)員國在(zai)(zai)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)方面的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)究,因此在(zai)(zai)規(gui)劃上歐(ou)(ou)(ou)盟(meng)議會(hui)(hui)(hui)也(ye)有意(yi)召集民間(jian)與其(qi)他單位(wei)的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)家凝(ning)聚共識,以強化整體歐(ou)(ou)(ou)盟(meng)在(zai)(zai)此方面研(yan)(yan)(yan)(yan)究領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)(de)力量(liang)。
2.創(chuang)新接繼中心
在(zai)公(gong)元(yuan)1995年由歐盟委員會成立“創(chuang)新接繼(ji)中心”(Innovation Relay Centers, IRCs)。這個的(de)(de)(de)(de)組織和美國國家科(ke)技移轉(zhuan)中心具(ju)相同功能。區(qu)域性的(de)(de)(de)(de)創(chuang)新接繼(ji)中心總數(shu)近70個,支援至少位于30個國家的(de)(de)(de)(de)相關科(ke)技移轉(zhuan)中心。創(chuang)新接繼(ji)中心的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de),是將有問題的(de)(de)(de)(de)公(gong)司(si)和能提出解決方法的(de)(de)(de)(de)公(gong)司(si)結合(he)在(zai)一(yi)起。歐洲多數(shu)的(de)(de)(de)(de)納(na)米科(ke)技公(gong)司(si)都可受到創(chuang)新接濟(ji)中心或區(qu)域創(chuang)新和科(ke)技移轉(zhuan)策略計劃的(de)(de)(de)(de)援助。
歐洲納米科技計(ji)劃接受(shou)金援的方式和美國(guo)大致相同,有些(xie)是屬于(yu)國(guo)家(jia)型計(ji)劃。歐洲有多(duo)個(ge)跨(kua)國(guo)研發(fa)機構,以泛歐工(gong)業研發(fa)網絡為例,其專(zhuan)門提(ti)供無條件研發(fa)補助(zhu)(zhu),目(mu)的將研發(fa)成果發(fa)展為產品。透過泛歐工(gong)業研發(fa)網絡提(ti)供的資(zi)金補助(zhu)(zhu)的國(guo)家(jia)包括(kuo)奧地利、挪威和英國(guo)。其他(ta)(ta)在比利時、德國(guo)、斯(si)洛伐尼(ni)亞、冰島(dao)和以色列還包括(kuo)貸款和免償型補助(zhu)(zhu)。多(duo)數情況(kuang)下,補助(zhu)(zhu)金額(e)不超(chao)過計(ji)劃完成的所(suo)需總金額(e)的七成,剩余部分(fen)多(duo)仰賴地方政(zheng)府(fu)和其他(ta)(ta)有意(yi)愿(yuan)者贊助(zhu)(zhu)。
1.日(ri)本理(li)研的納米(mi)科學研究現(xian)況(kuang)
日本(ben)理化學研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)(RIKEN,簡(jian)稱理研(yan)(yan)(yan))系一跨(kua)學門的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)組織,該所(suo)各部門分布在日本(ben)的(de)(de)(de)(de)7個區(qu)域(yu)。RIKEN的(de)(de)(de)(de)主要(yao)基地-和(he)光園區(qu),設置發現(xian)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)心(xin)(DRI)、新領域(yu)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)系統(FRS)及(ji)頭腦科學中(zhong)心(xin)(BSI)等3研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)心(xin)。RIKEN進(jin)行的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)可區(qu)分為三類:DRI主要(yao)進(jin)行小型但具(ju)備(bei)長(chang)程觀(guan)點的(de)(de)(de)(de)培育研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)計劃;FRS同(tong)樣執行小型計劃,但以由(you)上而下的(de)(de)(de)(de)方(fang)式,進(jin)行較具(ju)動態的(de)(de)(de)(de)中(zhong)程及(ji)中(zhong)等規模的(de)(de)(de)(de)計劃;至于(yu)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)心(xin)則是進(jin)行以目標為導向的(de)(de)(de)(de)中(zhong)至長(chang)程的(de)(de)(de)(de)大(da)型計劃。RIKEN在西元2003會計年(nian)(nian)度下半(ban)年(nian)(nian)(西元2003年(nian)(nian)十月至2004年(nian)(nian)三月)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)預(yu)算共(gong)4.748億美元,全(quan)年(nian)(nian)預(yu)算超過9億美元。
公元1986年起RIKEN開始從事納(na)米科(ke)學之(zhi)研究,但(dan)正式的(de)納(na)米科(ke)學計劃則是自西(xi)元2002年開始,初期選定有18項(xiang)的(de)納(na)米科(ke)學計劃,并(bing)陸續分別在(zai)各研究中心進(jin)行。
2.日本提高納米科技預(yu)算與(yu)產業合作(JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION)
日本科(ke)學與(yu)科(ke)技(ji)政策顧問(wen)委員會(Council for Science and Technology Policy)消息指(zhi)出,日本在西(xi)元2004年(nian)會計(ji)年(nian)度(du)(由4月1日起)中,納米科(ke)技(ji)預(yu)算成長3.1個百(bai)分(fen)比,達到8.8億美元。同時,兩個主要(yao)負(fu)責日本納米科(ke)技(ji)研發(fa)計(ji)劃的(de)政府部會,其預(yu)算也都有成長。負(fu)責推(tui)銷(xiao)即將完成的(de)研發(fa)工作的(de)日本經濟產業省(Ministry of Economy Trade and Industry, METI),預(yu)算由西(xi)元2003年(nian)的(de)0.97億美元提升到公元2004年(nian)的(de)1.1億美元。納米科(ke)技(ji)與(yu)相關原料(liao)研究被指(zhi)定為四(si)個最(zui)高優先項目之一,其他領域包括資(zi)訊與(yu)通訊、生命科(ke)學與(yu)環境研究。
日(ri)(ri)本的(de)(de)預算是(shi)經由日(ri)(ri)本大(da)藏省(Finance Ministry)批準,再由日(ri)(ri)本國(guo)會(Japanese Diet)制定為法律。日(ri)(ri)本文部科學(xue)省(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, MEXT)的(de)(de)納米(mi)科技研發經費,則(ze)由2.3億美元成(cheng)長到2.4億元,將(jiang)著重(zhong)在基礎原料研究與(yu)新藥物研究計(ji)劃上。
1.韓國的(de)納(na)米科技策略
韓國政府(fu)已深切體(ti)認到納米(mi)科(ke)技(ji)為(wei)本世紀科(ke)技(ji)發(fa)展的(de)戰略制高(gao)點(dian),整合納米(mi)技(ji)術(shu)與(yu)(yu)資訊、生物、材料、能源、環境、軍(jun)事、航太領域之高(gao)新(xin)科(ke)技(ji),并將(jiang)創(chuang)造出(chu)跨學門(men)研究發(fa)新(xin)境界。韓國政府(fu)也理解到此新(xin)興科(ke)技(ji)也將(jiang)是創(chuang)造新(xin)產(chan)(chan)業(ye)與(yu)(yu)高(gao)科(ke)技(ji)產(chan)(chan)品的(de)驅動力,納米(mi)科(ke)學與(yu)(yu)技(ji)術(shu)的(de)突破性(xing)進(jin)展更將(jiang)為(wei)人類能力、社會(hui)產(chan)(chan)出(chu)、國家(jia)生產(chan)(chan)力、經(jing)濟成長與(yu)(yu)生命品質(zhi)帶來巨幅的(de)改善(shan)。
韓(han)(han)國(guo)已宣示在公元(yuan)2001至2010年(nian)(nian)(nian)十年(nian)(nian)(nian)間(jian)投入韓(han)(han)幣2,391兆元(yuan)(約(yue)20億美元(yuan))于納米(mi)科技(ji)的研發(fa)(fa),政府投入在納米(mi)科技(ji)的經費,公元(yuan)2002年(nian)(nian)(nian)與2000年(nian)(nian)(nian)比較,成長(chang)約(yue)400%。納米(mi)國(guo)家計劃(hua)的主(zhu)要(yao)目標之一(yi)為在某(mou)些競爭性領域(yu)取得世界第一(yi)并發(fa)(fa)展(zhan)產業成長(chang)的利基(ji)市場,韓(han)(han)國(guo)同時(shi)明(ming)確的把發(fa)(fa)展(zhan)重點聚(ju)焦于諸如兆元(yuan)級積體電子元(yuan)件等核心關鍵技(ji)術。
“2002年執行(xing)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)(zhan)計(ji)劃”與“納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)結構材料技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)(zhan)”、“納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)微機電(dian)與制(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)(zhan)”等兩項新領(ling)域(yu)(yu)研(yan)究計(ji)劃同(tong)步開始實施,再(zai)加上納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)領(ling)域(yu)(yu)研(yan)究計(ji)劃在未(wei)來(lai)6~9年內(nei)(nei)每(mei)年將(jiang)投(tou)入2千萬美元,在眾多政府(fu)研(yan)究機構林立的(de)Daejoen科(ke)學(xue)城。韓國(guo)高等科(ke)技(ji)研(yan)究院(yuan)(KAIST)于2001年設立納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)制(zhi)造(zao)中(zhong)心,在未(wei)來(lai)6~9年內(nei)(nei)投(tou)入1.65億美元,政府(fu)調整“2003年納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)發(fa)展(zhan)(zhan)行(xing)動計(ji)劃”,包(bao)括:納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)發(fa)展(zhan)(zhan)促進法案,其(qi)(qi)目的(de)二:一(yi)為(wei)建構堅固的(de)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)核(he)心研(yan)究基礎,二為(wei)激勵成熟納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)的(de)產業(ye)化,韓國(guo)政府(fu)也(ye)將(jiang)配置3.8億美元(全國(guo)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)科(ke)技(ji)經費的(de)19%)于國(guo)家(jia)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)產業(ye)化計(ji)劃,其(qi)(qi)中(zhong)包(bao)括產業(ye)研(yan)發(fa)基金(jin)與創投(tou)基金(jin)。
根(gen)據(ju)公元2002年(nian)韓國(guo)(guo)專(zhuan)利局報道,納米科(ke)技(ji)專(zhuan)利應用數目無論在(zai)國(guo)(guo)內或(huo)國(guo)(guo)外(wai)都呈現(xian)大幅(fu)成(cheng)長,新(xin)興納米科(ke)技(ji)也(ye)在(zai)過(guo)去數年(nian)間(jian)呈現(xian)可觀(guan)地成(cheng)長,另外(wai)根(gen)據(ju)韓國(guo)(guo)商(shang)工能(neng)源部(bu)(MOCIE)的統計,西元2002年(nian)納米科(ke)技(ji)新(xin)創公司也(ye)如雨后(hou)春(chun)筍紛(fen)(fen)紛(fen)(fen)搶搭納米科(ke)技(ji)列(lie)車。
2.韓國預測國際(ji)市場對納米紡織品的需求將快速(su)增加(jia)
韓國產(chan)(chan)業資(zi)源部預測,今后9年國際市場對(dui)納米紡織品的(de)需求(qiu)將會出(chu)現迅(xun)速增長的(de)趨(qu)勢,交易(yi)額可(ke)望達到近(jin)400億(yi)美元(yuan)。韓國產(chan)(chan)業資(zi)源部委托韓國纖維(wei)產(chan)(chan)業聯(lian)合會從西元(yuan)2004年八月份開(kai)始的(de)三個月內(nei),對(dui)國際市場對(dui)納米紡織品的(de)需求(qiu)和貿易(yi)趨(qu)勢進行研(yan)究分(fen)析。
韓國產業(ye)資源(yuan)部分析認(ren)為,國際(ji)市(shi)場對納米(mi)(mi)紡織品(pin)(pin)的(de)需(xu)求金(jin)額以150億美(mei)元(yuan)(yuan)為基(ji)準,今后每年將(jiang)遞增10.7%,到(dao)公元(yuan)(yuan)2007年和(he)(he)2012年,國際(ji)市(shi)場對納米(mi)(mi)紡織品(pin)(pin)的(de)需(xu)求金(jin)額將(jiang)分別達到(dao)240億美(mei)元(yuan)(yuan)和(he)(he)397億元(yuan)(yuan)。到(dao)西元(yuan)(yuan)2012年,國際(ji)市(shi)場對用于制(zhi)藥、電子(zi)和(he)(he)生命科學的(de)超高(gao)效能過濾納米(mi)(mi)紡織品(pin)(pin)的(de)需(xu)求金(jin)額將(jiang)達到(dao)96億美(mei)元(yuan)(yuan),對用于防生化武器和(he)(he)體育娛樂(le)的(de)納米(mi)(mi)紡織品(pin)(pin)的(de)需(xu)求金(jin)額將(jiang)達到(dao)26億美(mei)元(yuan)(yuan),對用于儲存能源(yuan)的(de)納米(mi)(mi)紡織品(pin)(pin)的(de)需(xu)求金(jin)額將(jiang)達到(dao)205億美(mei)元(yuan)(yuan)。
韓國對納(na)米(mi)紡織品的(de)需(xu)求(qiu)金(jin)額為19億(yi)美元(yuan),占國際(ji)市場(chang)需(xu)求(qiu)總額的(de)12.1%。到西元(yuan)2012年,韓國對納(na)米(mi)紡織品的(de)需(xu)求(qiu)金(jin)額將達到72億(yi)美元(yuan),占當時國際(ji)市場(chang)需(xu)求(qiu)總額的(de)18.1%。
3.韓國在納米(mi)科技的發展(zhan)幾乎(hu)完全集中在微電子產(chan)業(ye)
透過由韓國(guo)科技(ji)部(Ministry of Science and Technology)贊助的(de)兆(zhao)位水(shui)平(ping)納米設(she)(she)備(bei)發(fa)展計(ji)劃(Tera-Level Nanodevices Initiatives),韓國(guo)的(de)大學和(he)產業(ye)都(dou)專(zhuan)注于發(fa)展下一世代微電子(zi)設(she)(she)備(bei),包(bao)括(kuo)具有兆(zhao)位元(yuan)(yuan)(terabit)容(rong)量的(de)內存設(she)(she)備(bei)和(he)具有兆(zhao)赫茲(terahertz)資料處理速度的(de)元(yuan)(yuan)件。
韓國最大企業財團之一的三(san)星設(she)有一個先進科技研(yan)究(jiu)所(Advanced Institute of Technology),從事微電子科技的研(yan)究(jiu)和商業化(hua)發展。
臺灣自公元(yuan)1996年以來,國科會(hui)(hui)、經(jing)濟部(bu)、教育(yu)部(bu)等(deng)(deng)部(bu)會(hui)(hui)已支(zhi)持許多個別(bie)計劃從事有關(guan)于納(na)米(mi)科技(ji)(ji)的(de)研發(fa),較(jiao)九十年代的(de)如教育(yu)部(bu)的(de)卓越計劃、國科會(hui)(hui)納(na)米(mi)材(cai)料尖(jian)端研究計劃、經(jing)濟部(bu)技(ji)(ji)術(shu)處納(na)米(mi)技(ji)(ji)術(shu)環境建構及其產(chan)業應用評估計劃等(deng)(deng)等(deng)(deng)。為了(le)有效地(di)運用資源(yuan),并整合(he)產(chan)官學研的(de)智慧與(yu)力量,以提升國際競爭力;自西元(yuan)2000年起,國科會(hui)(hui)即開始規(gui)劃推動(dong)納(na)米(mi)科技(ji)(ji)計劃。
公元2000年(nian)12月中(zhong)國(guo)臺(tai)灣地區行(xing)政(zheng)(zheng)部門(men)“科(ke)(ke)(ke)技(ji)顧問會(hui)(hui)議(yi)”與西元2001年(nian)一月第(di)六次“全(quan)國(guo)科(ke)(ke)(ke)學技(ji)術會(hui)(hui)議(yi)”(全(quan)國(guo)科(ke)(ke)(ke)技(ji)會(hui)(hui)議(yi))之結論,均(jun)指出納米科(ke)(ke)(ke)技(ji)為臺(tai)灣未來產(chan)業發展重點領(ling)域(yu)方向,國(guo)科(ke)(ke)(ke)會(hui)(hui)遂于西元2002年(nian)十一月廿一日成立工作小組(zu)辦公室(shi),負責國(guo)家型(xing)計劃(hua)之規劃(hua),“納米國(guo)家型(xing)科(ke)(ke)(ke)技(ji)計劃(hua)工作小組(zu)”之成員由(you)國(guo)科(ke)(ke)(ke)會(hui)(hui)、臺(tai)灣行(xing)政(zheng)(zheng)部門(men)科(ke)(ke)(ke)技(ji)顧問組(zu)、中(zhong)研院、中(zhong)國(guo)臺(tai)灣地區教育(yu)部、工研院、經(jing)濟部、臺(tai)灣行(xing)政(zheng)(zheng)部門(men)“原子能(neng)委員會(hui)(hui)”及臺(tai)灣行(xing)政(zheng)(zheng)部門(men)環境保護署(shu)等(deng)單位共二十五位代表組(zu)成。
國(guo)科會(hui)并于(yu)公(gong)(gong)元(yuan)(yuan)(yuan)2002年一月(yue)十五(wu)日(ri)召(zhao)開第(di)一五(wu)五(wu)次委員(yuan)會(hui)議,討論“納米(mi)國(guo)家型(xing)科技計(ji)劃(hua)(hua)”構想;于(yu)西元(yuan)(yuan)(yuan)2002年六月(yue)第(di)一五(wu)七次委員(yuan)會(hui)議中通(tong)過納米(mi)國(guo)家型(xing)科技計(ji)劃(hua)(hua)審議,自西元(yuan)(yuan)(yuan)2003年一月(yue)正(zheng)式開始推(tui)動,并決定自西元(yuan)(yuan)(yuan)2003年至西元(yuan)(yuan)(yuan)2008年間,投入經費(fei)新臺幣231.9億元(yuan)(yuan)(yuan)于(yu)納米(mi)科技發(fa)展;并于(yu)同年九月(yue)一日(ri)正(zheng)式成立(li)納米(mi)國(guo)家型(xing)計(ji)劃(hua)(hua)辦(ban)公(gong)(gong)室,執行整體計(ji)劃(hua)(hua)之領(ling)導、策劃(hua)(hua)與(yu)管(guan)考。
1.“中國(guo)實(shi)(shi)驗室(shi)國(guo)家(jia)(jia)認可(ke)(ke)委員會(hui)”是負責實(shi)(shi)驗室(shi)和檢查機(ji)構認可(ke)(ke)及(ji)(ji)相關(guan)工作的認可(ke)(ke)機(ji)構,為規范納(na)米產(chan)品市場(chang)、推動制定相關(guan)納(na)米材料及(ji)(ji)產(chan)品的標(biao)準,“國(guo)家(jia)(jia)納(na)米科學中心”和“中國(guo)實(shi)(shi)驗室(shi)國(guo)家(jia)(jia)認可(ke)(ke)委員會(hui)”會(hui)商多(duo)次,聯合成立“納(na)米技術專(zhuan)門委員會(hui)”,掛靠在(zai)“國(guo)家(jia)(jia)納(na)米科學中心”。
2. 中(zhong)國政府透過中(zhong)國科學院主(zhu)導眾多(duo)納(na)米科技(ji)研發(fa)計劃,多(duo)數強調半導體制(zhi)造技(ji)術(shu)和發(fa)展以納(na)米科技(ji)為(wei)基礎的電子(zi)元件,另一是利(li)用納(na)米材料保存考古文(wen)物。
已成功發展出(chu)的產(chan)(chan)品(pin)包括新式冷氣機,其特(te)點(dian)為利用創新的納米材質。另估計約有兩百家(jia)企業積極從事納米科技產(chan)(chan)品(pin)的商業化。
滑鐵(tie)盧大學(xue)是全世界第(di)一所(suo)設(she)立以納(na)米科技(ji)工程為主科的大學(xue)。在(zai)(zai)2005年(nian)開始收生并在(zai)(zai)2010年(nian)開設(she)納(na)米科技(ji)工程碩士班。在(zai)(zai)2012年(nian),將會(hui)有一座量子納(na)米中心。
多倫多大學也擁有以納米科(ke)技工程為副科(ke)的(de)科(ke)學工程的(de)大學。
圭爾夫大學則已設(she)立了納米科學.。