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第1篇

文章編號(hào)：1003-1383（2013）01-0106-04 中圖分類(lèi)號(hào)：R319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

納米（符號(hào)為nm）是一種度量單位。1 nm=1/100萬(wàn)mm。“納米材料”的概念是20世紀(jì)80年代初形成的，指的是物質(zhì)的顆粒尺寸小于100 nm的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二維、三維材料的總稱(chēng)。目前在口腔醫(yī)學(xué)臨床上使用的材料相當(dāng)廣泛，運(yùn)用于口腔的納米材料稱(chēng)之為口腔納米材料，對(duì)口腔臨床修復(fù)治療起到了非常重要的作用。隨著納米材料和納米技術(shù)的興起，新型的納米材料開(kāi)始在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[1]應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)有口腔材料的改性和創(chuàng)新具有重要意義。納米材料具有以下主要特點(diǎn)：納米粒子大小在1～100 nm；有大量的自由表面或界面；納米單元之間存在著相互作用，作用或強(qiáng)或弱。因?yàn)榫哂幸陨咸匦裕{米材料具有包括表面或界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸、宏觀量子隧道效應(yīng)[2]。納米材料與組成相同的微米晶體材料比較具有其許多優(yōu)異的性能[3]，主要表現(xiàn)在催化、磁性、光學(xué)、力學(xué)等許多方面。納米高分子材料的應(yīng)用涉及多方面，主要為介入性診療、免疫分析、藥物控制釋放載體等[4]。納米技術(shù)涉及許多領(lǐng)域，包括納米合成技術(shù)、納米裝置技術(shù)、微加工技術(shù)等，在口腔醫(yī)學(xué)方面采用的納米技術(shù)稱(chēng)之為口腔納米技術(shù)[5]。現(xiàn)就納米材料與納米技術(shù)在口腔內(nèi)外科學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行如下概括綜述。

納米技術(shù)與納米材料在口腔內(nèi)科學(xué)中的應(yīng)用 1.納米復(fù)合樹(shù)脂 從以化學(xué)方式固化的復(fù)合樹(shù)脂到光固化燈照射固化的復(fù)合樹(shù)脂及雙固化型復(fù)合樹(shù)脂。用復(fù)合樹(shù)脂修復(fù)牙體缺損已有40多年歷史。復(fù)合樹(shù)脂的基本組成部分是無(wú)機(jī)填料，根據(jù)無(wú)機(jī)填料的粒徑大小分為大顆粒型、超微顆粒型和混合填料型。混合填料型樹(shù)脂填料粒徑近幾年不斷向納米級(jí)發(fā)展。如今推出的適用于所有充填通用型納米復(fù)合樹(shù)脂，將是最有希望的新型復(fù)合樹(shù)脂。為改善牙科樹(shù)脂的性能，目前多采用許多增加強(qiáng)度和增加韌性的方法。在樹(shù)脂中加入種類(lèi)、數(shù)量、大小不相同的無(wú)機(jī)填料，雖然使復(fù)合樹(shù)脂的強(qiáng)度得到提高，但同時(shí)又使樹(shù)脂的韌性降低。而在樹(shù)脂中運(yùn)用納米粒子來(lái)填充，可使復(fù)合樹(shù)脂強(qiáng)度與韌性增加。使復(fù)合樹(shù)脂的強(qiáng)度增強(qiáng)的納米粒子包括納米二氧化硅[6]、納米氧化鋯[7]、納米羥基磷灰石[8]、納米氧化鈦[9]等。由于納米粒子具有以下獨(dú)特的性能，如非配對(duì)原子多，表面缺陷少，比表面積大，能與聚合物發(fā)生較強(qiáng)物理結(jié)合或化學(xué)結(jié)合，使粒子與基體間界面粘結(jié)時(shí)，對(duì)更大的載荷都能承受，從而使納米復(fù)合樹(shù)脂具有更高的強(qiáng)度和韌性。為使材料發(fā)生聚合時(shí)不收縮或收縮減小，在光化聚合丙烯酸脂或異丁烯酸脂基的向列液晶單體中，加入二氧化硅納米微粒和較高含量的金屬氧化物，使形成高分子量的聚合物粘結(jié)性增強(qiáng)，

體積收縮減小。二氧化鋯用于口腔科具有X射線阻射性高、強(qiáng)度高和硬度高等優(yōu)點(diǎn)，納米氧化鋯復(fù)合樹(shù)脂光學(xué)透明性極高，是理想的口腔科復(fù)合樹(shù)脂增強(qiáng)材料。口腔臨床使用的樹(shù)脂充填材料，放射阻射性弱，如發(fā)生繼發(fā)齲壞時(shí)，X線片上很難將充填材料與繼發(fā)齲進(jìn)行鑒別，若將氧化鉭納米粒子通過(guò)運(yùn)用納米技術(shù)填充入樹(shù)脂材料中，形成具有放射阻射性的新型納米復(fù)合樹(shù)脂材料，材料的物理強(qiáng)度會(huì)得到增強(qiáng)。而將氧化鉭納米粒子加入玻璃離子材料中，能使材料克服容易溶解的不足，同時(shí)強(qiáng)度增強(qiáng)，與一般的復(fù)合樹(shù)脂相比，具有更好的耐磨性。該材料主要是依靠納米機(jī)械結(jié)合，來(lái)提高其耐磨性。如果把納米多孔二氧化硅凝膠加入樹(shù)脂材料中，使新形成的材料具有不相同的結(jié)構(gòu)，耐磨性能得到提高。有學(xué)者將納米材料加入復(fù)合樹(shù)脂中，發(fā)現(xiàn)能使其具有抗菌性能。Xu等在口腔科復(fù)合樹(shù)脂中加入熔附了納米硅顆粒的晶須和納米二鈣或四鈣磷酸鹽，可達(dá)到自修復(fù)的目的[10，11]。宋欣等人在復(fù)合樹(shù)脂中加四針狀氧化鋅，發(fā)現(xiàn)該材料不僅能提高樹(shù)脂的機(jī)械性能，還使樹(shù)脂具有抗菌作用[12]。Niu等也在復(fù)合樹(shù)脂中加入四針狀氧化鋅，使復(fù)合樹(shù)脂具有抗菌性能的同時(shí)機(jī)械性能也增強(qiáng)[13]。由有機(jī)高分子材料和各種納米單元通過(guò)多種方式復(fù)合成型的新型復(fù)合材料就是納米填料復(fù)合樹(shù)脂，是一種含有納米單元相的納米復(fù)合材料。納米復(fù)合樹(shù)脂與過(guò)去的復(fù)合樹(shù)脂相比較性能上有更大提高，其優(yōu)勢(shì)就是色澤更逼真，拋光性與持久性更佳，超強(qiáng)強(qiáng)度更耐磨，可以廣泛用于前牙或后牙。

2.納米粘結(jié)材料 從BisGMA粘結(jié)劑和酸蝕技術(shù)用于口腔臨床以來(lái)，在口腔臨床粘結(jié)治療方面獲得很大進(jìn)步。口腔內(nèi)環(huán)境有其獨(dú)特性，使許多粘接材料和粘接技術(shù)沒(méi)有達(dá)到理想要求。隨著納米技術(shù)的廣泛運(yùn)用，納米材料的日益發(fā)展，將納米粒子加入現(xiàn)有的口腔粘結(jié)材料中進(jìn)行改性外，還把納米雜化樹(shù)脂（poss）作為基質(zhì)，用它與硅基納米材料發(fā)生共聚，從而得到高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定、耐久性的高粘結(jié)性材料。這種材料不僅能很好地克服酸蝕過(guò)程中造成的牙本質(zhì)小管閉合問(wèn)題，而且能在牙體和材料之間發(fā)揮較高的粘結(jié)性，使粘接技術(shù)和粘接材料達(dá)到一個(gè)更高更新的水平。牙本質(zhì)過(guò)敏是口腔內(nèi)科臨床上常見(jiàn)病多發(fā)病，是牙齒上暴露的牙本質(zhì)在受到外界刺激，如溫度、化學(xué)性、機(jī)械性刺激后，引起牙齒的酸、軟、疼痛癥狀，這主要是牙本質(zhì)暴露后，牙本質(zhì)小管內(nèi)的液體，即牙本質(zhì)液對(duì)外界刺激產(chǎn)生機(jī)械性反應(yīng)所引起。臨床主要是通過(guò)在暴露的牙本質(zhì)表面涂布粘結(jié)劑來(lái)緩解敏感癥狀。在臨床口腔常用的光固化粘結(jié)劑中加入一些納米材料，不僅能提高其粘結(jié)力，還可作為牙本質(zhì)過(guò)敏治療的封閉材料。主要是利用納米粘結(jié)材料來(lái)封堵牙本質(zhì)小管，可以使牙本質(zhì)過(guò)敏得到迅速和永久的治愈。

3.納米根管充填材料 臨床上用于做根管治療的根充材料要求有以下特點(diǎn)：其一，能把炎癥始發(fā)地徹底清除，能使根管封閉、死腔消滅，從而防止微生物進(jìn)入根管內(nèi)，阻止根管再次受到感染；其二，材料自身有恢復(fù)組織病變的能力，對(duì)根尖孔的鈣化閉合有促進(jìn)作用。因羥基磷灰石顆粒的尺寸較大，如單純使用羥基磷灰石作為根管充填材料，在根管充填后形成的整體脆性較大，彈性模量與牙根牙本質(zhì)不匹配，從而出現(xiàn)明顯的微滲漏。隨著納米羥基磷灰石生物材料的出現(xiàn)，能很好解決根充材料存在的關(guān)于生物相容性的難題。經(jīng)過(guò)大量基礎(chǔ)和臨床研究，發(fā)現(xiàn)納米羥基磷灰石的結(jié)構(gòu)與天然骨的無(wú)機(jī)成分很相似，均有良好的生物相容性，兩者可以緊密結(jié)合，結(jié)合后周?chē)M織未見(jiàn)有炎癥和細(xì)胞毒性的發(fā)生，其對(duì)骨組織還有良好的誘導(dǎo)性。材料的組成和構(gòu)造與脊柱動(dòng)物硬組織相似，生物相容性良好[14～16]。將納米羥基磷灰石制成糊劑用于充填根管，大多數(shù)病例根尖透影區(qū)變小或消失，臨床癥狀消失，成功率達(dá)93.2%。根尖周?chē)M織有病變的牙齒，成功率達(dá)93.8%。王艷玲[17]研究指出，用納米羥基磷灰石根充與傳統(tǒng)氧化鋅丁香油糊劑根充兩者相比較，在根管壁密合度方面，前者明顯優(yōu)于后者。納米羥基磷灰石具有良好的根尖封閉特性，用其作根管封閉劑可減少微滲漏的出現(xiàn)。不少學(xué)者把具有良好的生物相容性，可使病變組織愈合加快，根充不會(huì)被組織吸收的納米羥基磷灰石作為根管充填材料和根尖屏障材料，對(duì)其可行性進(jìn)行了大量的臨床研究[18～22]，取得良好的療效。納米羥基磷灰石材料本身無(wú)殺菌作用，將碘或其他抗生素加入其中可以使該材料的抑菌和抗菌效果提高[23]。張海燕等[24]對(duì)難治性根尖周炎應(yīng)用無(wú)機(jī)抗菌劑作為根管充填劑進(jìn)行根管治療，取得很好臨床療效。本身沒(méi)有成骨性的納米羥基磷灰石，可為新生骨的沉積提供合適的生理基質(zhì)，引導(dǎo)牙骨質(zhì)不斷沉積來(lái)封閉根尖處的根尖孔。有臨床報(bào)道將其用于年輕恒牙的根管充填特別合適。

納米技術(shù)與納米材料在口腔外科學(xué)中的應(yīng)用 1.納米技術(shù)在拔牙麻醉上的應(yīng)用 拔牙麻醉時(shí)的注射操作和疼痛往往讓患者感到害怕和恐懼。臨床上可使用丁卡因進(jìn)行組織的表面麻醉或局部注射碧蘭麻來(lái)減輕患者的疼痛，但有時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)諸多問(wèn)題如麻醉鎮(zhèn)痛不全、血腫、面神經(jīng)暫時(shí)性麻痹等。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，口外醫(yī)生可將納米粒子活性麻醉劑懸液直接涂布在牙齦和牙齦溝內(nèi)，在聲學(xué)信號(hào)（如超聲波）或程序化的化學(xué)反應(yīng)鏈（電化學(xué)機(jī)制）的指引下，經(jīng)牙齒的薄弱區(qū)牙頸部，藥物通過(guò)牙本質(zhì)小管到達(dá)牙髓腔，達(dá)到麻醉效果。比牙本質(zhì)小管管徑（1～4 μm）小數(shù)百倍甚至數(shù)千倍的納米粒子，可由信號(hào)引導(dǎo)，從牙本質(zhì)小管灌流到牙髓腔內(nèi)，起到麻醉效果，實(shí)現(xiàn)牙科無(wú)痛麻醉，給患者減少疼痛和恐懼感。

2.納米復(fù)合體材料修復(fù)骨缺損 隨著口腔材料學(xué)不斷發(fā)展，羥基磷灰石作為新興的材料，可大量用于口腔骨組織缺損的修復(fù)，如牙槽骨再造、牙周骨組織缺損、頜骨囊腫等。研究表明：羥基磷灰石所具有的許多特征與多種因素有關(guān)，尤其與它的顆粒直徑大小有密切關(guān)系。如果顆粒直徑大小在1～100 nm，羥基磷灰石則會(huì)具有特有的生物學(xué)特點(diǎn)。納米羥基磷灰石的晶體構(gòu)造與自然骨中的無(wú)機(jī)成分相比較，兩者極為相似，都可以通過(guò)氫鍵方式與蛋白質(zhì)及多糖結(jié)合在一起。無(wú)細(xì)胞毒性，生物相容性好，故認(rèn)為其是多種口腔疾患造成天然骨質(zhì)缺陷最好的替代物[25～29]。納米羥基磷灰石材料既可作為骨形成的支架，而且還對(duì)骨細(xì)胞有引導(dǎo)的作用。有學(xué)者用納米羥基磷灰石復(fù)合膠原植入術(shù)，對(duì)牙周病造成骨組織缺損的患者進(jìn)行臨床治療及療效觀察，取得令人滿意的臨床效果[30，31]。羥基磷灰石復(fù)合膠原與周?chē)M織相容性好，其組成和構(gòu)造跟天然骨相似，本身無(wú)細(xì)胞毒性，對(duì)牙周膜細(xì)胞的生長(zhǎng)和新生骨的形成有促進(jìn)作用，故認(rèn)為它是一種良好的組織工程支架材料。清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系研制的納米羥晶/膠原仿生骨，用來(lái)修復(fù)家兔顱頜骨實(shí)驗(yàn)性穿通性骨缺損，因仿生骨有良好的生物相容性，對(duì)骨組織的再生、修復(fù)起到促進(jìn)作用，從而取得良好的骨創(chuàng)愈合效果，達(dá)到骨創(chuàng)的關(guān)閉和骨性橋接。有學(xué)者用納米羥基磷灰石人工骨充填慢性根尖周炎及根尖囊腫手術(shù)后的骨缺陷區(qū)內(nèi)以及下頜智齒拔除后的牙槽窩內(nèi)，均取得令人滿意的療效。頜骨囊腫是口腔科的一種常見(jiàn)疾病，為減少術(shù)后出現(xiàn)感染概率，縮短術(shù)后修復(fù)時(shí)間，防止患者面部出現(xiàn)畸形，可加入納米羥基磷灰石人工骨，納米羥基磷灰石人工骨在充填骨缺損的同時(shí)，使感染問(wèn)題得以解決，而且對(duì)骨誘導(dǎo)作用明顯，手術(shù)操作簡(jiǎn)便易行，應(yīng)在口腔外科臨床工作中廣泛推廣。

3.納米控釋系統(tǒng)在腫瘤治療中的應(yīng)用 納米控釋系統(tǒng)包括納米粒子和納米膠囊，它們直徑在10～500 nm之間。藥物可以通過(guò)吸附作用、附著作用位于粒子表面或者通過(guò)溶解、包裹作用位于粒子內(nèi)部。在外磁場(chǎng)的引導(dǎo)下，將磁性納米顆粒作為藥劑載體引導(dǎo)到腫瘤患者的患病部位，對(duì)病變部位進(jìn)行定位治療，這樣可以減少治癌藥的毒副作用，提高藥物療效。惡性腫瘤血管組織的通透性較大，細(xì)胞的吞噬能力較強(qiáng)，用靜脈給藥方式把納米粒子運(yùn)送到腫瘤組織，可使藥物療效得到提高，降低毒副作用和減少給藥量。Lebold T等[32]把針孔結(jié)構(gòu)的納米硅石當(dāng)作載體，結(jié)合多柔比星，將兩者制成薄膜，與其他給藥方式比較其釋藥時(shí)間顯著延長(zhǎng)。作為抗惡性腫瘤藥物的輸送系統(tǒng)，納米控釋系統(tǒng)被認(rèn)為是最有發(fā)展的應(yīng)用之一。納米顆粒乳劑載體與分散于人體內(nèi)的癌細(xì)胞容易融合，臨床上可利用它將抗癌藥物包裹。有人用聚乙烯吡咯烷酮納米粒子將抗癌藥物紫杉醇包裹用于腫瘤治療，結(jié)果表明，含紫杉醇的納米粒子與同濃度游離的紫杉醇在治療腫瘤療效方面，前者療效明顯增加。大量研究顯示，具有納米級(jí)的一些抗腫瘤藥物，延長(zhǎng)在腫瘤內(nèi)停留時(shí)間，腫瘤生長(zhǎng)緩慢，同時(shí)減少對(duì)組織器官的毒性和副作用，減少藥物劑量。納米脂質(zhì)載體在腫瘤造影和成像等方面具有較好的優(yōu)勢(shì)[33]，因?yàn)槠鋵?duì)藥物、基因、成影劑有較好的包封率。

綜上所述，隨著納米材料與納米技術(shù)的興起和快速發(fā)展，為口腔材料學(xué)的研究提供了一種全新的方法和手段。使我們能以全新的思維模式從納米水平來(lái)重新探索和研究材料的成份與結(jié)構(gòu)，從而為口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研制出更好更理想的口腔材料。

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第2篇

關(guān)鍵詞：《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》講義;CAI課件;教學(xué)效果

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）19-0140-02

一、《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程的現(xiàn)狀

納米技術(shù)的發(fā)展依靠的是人才的發(fā)展，納米科技人才是納米技術(shù)發(fā)展的根本保證。我國(guó)一直以來(lái)十分重視對(duì)納米科技方面人才的培養(yǎng)。《國(guó)家納米科技發(fā)展綱要（2001―2010年）》中明確地提出：要從學(xué)校的教育抓起，要重視納米科技的相關(guān)學(xué)科建設(shè)，擇優(yōu)設(shè)立有關(guān)于納米科技的專(zhuān)業(yè)，同時(shí)在物理、化學(xué)、生物、機(jī)械、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等專(zhuān)業(yè)內(nèi)部，設(shè)置有關(guān)納米科技的新課程，重視和保障我國(guó)納米科技的可持續(xù)發(fā)展。目前，納米技術(shù)的相關(guān)教學(xué)工作十分活躍，國(guó)內(nèi)許多高校都開(kāi)設(shè)了與納米技術(shù)相關(guān)的公共選修課或者專(zhuān)業(yè)選修課。在材料類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)中，開(kāi)設(shè)有“納米材料與技術(shù)”、“納米材料”課程，這是當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域中重要的專(zhuān)業(yè)課程。為彌補(bǔ)專(zhuān)業(yè)課程的不足和提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，不少高校還在化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、制藥工程等專(zhuān)業(yè)中開(kāi)設(shè)了“納米科技導(dǎo)論”選修課程，受到學(xué)生的普遍歡迎。

為了讓對(duì)納米科技有興趣的學(xué)生了解和認(rèn)識(shí)納米科技的基本知識(shí)、基本概念、基本方法及其應(yīng)用，我們?cè)诠鹆蛛娮涌萍即髮W(xué)大學(xué)一年級(jí)新生中開(kāi)設(shè)了“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”通識(shí)教育選修課程。這門(mén)選修課程推出后，立即受到了廣大學(xué)生的歡迎，選修本門(mén)課的學(xué)生人數(shù)達(dá)到了200人，且仍有相當(dāng)部分的學(xué)生由于受到選課人數(shù)的限制未能選上這門(mén)課程。實(shí)踐表明，學(xué)生選修“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程的興趣主要源于對(duì)新興納米科技知識(shí)的求知欲望。目前，在我國(guó)的高等院校開(kāi)設(shè)的納米技術(shù)相關(guān)課程中，大部分是偏向納米材料的內(nèi)容，這些納米材料類(lèi)課程一般是作為高年級(jí)專(zhuān)業(yè)主干課或?qū)I(yè)選修課開(kāi)設(shè)。這類(lèi)課程的開(kāi)設(shè)，一般要求選修的學(xué)生具有一定的材料、化學(xué)、生物等相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。對(duì)于我校大一新生來(lái)說(shuō)，目前的相關(guān)教材和教學(xué)內(nèi)容顯然過(guò)于深?yuàn)W。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，經(jīng)常有學(xué)生發(fā)出這樣的疑問(wèn)：“納米技術(shù)這門(mén)課這么深?yuàn)W，我們?cè)撊绾螌W(xué)呢？以后工作中能用到嗎？”

綜上所述，我們必須對(duì)“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”這門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法等進(jìn)行改革。根據(jù)教育部“關(guān)于推進(jìn)高等教育面向新世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃實(shí)施工作的若干意見(jiàn)”的指示精神，結(jié)合辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，面向大一新生這類(lèi)特殊的教學(xué)對(duì)象，本文在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程中探索了一條切實(shí)有效的教學(xué)改革之路。

二、新的教學(xué)模式和方法在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程中的應(yīng)用

（一）教學(xué)模式改革的目的

在“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程教學(xué)中，結(jié)合該課程理論和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)過(guò)程中教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教材建設(shè)和考核方法等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，推動(dòng)“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程的建設(shè)，為將來(lái)從事與納米科技研究及產(chǎn)業(yè)相關(guān)工作的本科生提供必要的知識(shí)準(zhǔn)備，以便能快速進(jìn)入相關(guān)領(lǐng)域，滿足社會(huì)之需求。并力圖培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)高層次、綜合性、有創(chuàng)新意識(shí)和能力的人才奠定基礎(chǔ)。

（二）新的教學(xué)模式和方法

1.編制新的講義。目前可供高校教師上課選擇的有關(guān)納米技術(shù)的相關(guān)教材較少，且絕大部分是專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)教材。在以往的教學(xué)實(shí)踐中，使用類(lèi)似的教材，大一學(xué)生常常感到接受起來(lái)比較困難，影響了教學(xué)效果和學(xué)生的積極性。因此，有必要針對(duì)大一新生，查閱國(guó)內(nèi)外大量與本課程相關(guān)的資料，旁征博引，編寫(xiě)納米技術(shù)的相關(guān)講義。該講義既要比較全面地介紹納米技術(shù)的相關(guān)基本概念、理論和應(yīng)用，又要把握專(zhuān)業(yè)深度，體現(xiàn)出專(zhuān)業(yè)性和科普性的結(jié)合。主要包括：納米技術(shù)概述、掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡、納米材料、納米生物與醫(yī)學(xué)技術(shù)、納米機(jī)械、納米電子學(xué)等內(nèi)容。納米科技的研究對(duì)象涉及諸多領(lǐng)域，它的基礎(chǔ)研究問(wèn)題又與應(yīng)用密不可分。對(duì)于大一新生，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，不可能把納米技術(shù)的方方面面都做個(gè)系統(tǒng)講授，比較可行的做法是將本學(xué)科領(lǐng)域最近發(fā)生的重要事件納入講義，并將這些事件產(chǎn)生的巨大影響加以闡述，讓學(xué)生真切感受到知識(shí)的實(shí)用性與社會(huì)效應(yīng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，這就對(duì)教師的專(zhuān)業(yè)綜合素質(zhì)提出了較高的要求。結(jié)合大一新生專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)較弱同時(shí)對(duì)前沿科技比較感興趣的特點(diǎn)，我們?cè)诂F(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上編制了新的講義，注重趣味性、通俗性、易懂性，提高了對(duì)學(xué)生的吸引力。

2.CAI課件研制。“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程涵蓋面較廣、信息量教大，單一的板書(shū)教學(xué)手段不易滿足該課程的教學(xué)需要。將現(xiàn)代化多媒體技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)，利用視聽(tīng)說(shuō)等手段向?qū)W生提供聲、像、圖、文等綜合信息，有利于學(xué)生集中注意力。納米技術(shù)的許多知識(shí)是微觀領(lǐng)域的，單靠語(yǔ)言和文字描述，學(xué)生難以理解。通過(guò)多媒體技術(shù)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)模擬，可以使微觀知識(shí)宏觀化，變抽象為具體。因此，必須系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研制“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程CAI課件，該課件以科學(xué)研究前沿課題形式體現(xiàn)納米技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，尤其是國(guó)內(nèi)外高校和公司中納米技術(shù)應(yīng)用的具體實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究熱情。

在新的講義基礎(chǔ)上，為了達(dá)到好的教學(xué)效果，我們研制了高質(zhì)量的CAI課件。對(duì)于納米尺度相關(guān)問(wèn)題的研究，采用圖像、視頻、動(dòng)畫(huà)等形式，這就比單純的文字說(shuō)明更加具有感染力，也更利于學(xué)生接受，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.依托科研項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)手段。目前，依托多媒體等現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了板書(shū)向PPT教學(xué)的轉(zhuǎn)化，但在教學(xué)內(nèi)容上，比較偏重理論，教學(xué)手段和教學(xué)方法比較單一。《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程對(duì)于大一新生來(lái)說(shuō)，屬于內(nèi)容比較陌生，概念抽象，較難理解的課程。如果還是采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)手段，往往使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，影響課堂效果。針對(duì)這種情況，我們采取了依托科研項(xiàng)目，將教材內(nèi)容和科研項(xiàng)目中相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)兩者的有機(jī)結(jié)合。具體表現(xiàn)為：在教學(xué)內(nèi)容上，首先講解基本的知識(shí)點(diǎn)和相關(guān)概念，用淺顯易懂的語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)，讓學(xué)生容易接受，接著引入科研項(xiàng)目中相關(guān)的例子，將課堂講解的內(nèi)容在科研項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，便于學(xué)生有更切實(shí)的直觀體驗(yàn);在教具的準(zhǔn)備上，如果條件允許，將科研項(xiàng)目中相關(guān)的原理樣機(jī)、視頻、圖像等在課堂上進(jìn)行展示，和教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，可以引起學(xué)生極大的興趣和參與感。例如，在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程中，通過(guò)展示微流控芯片的原理樣機(jī)，啟發(fā)學(xué)生思考芯片的設(shè)計(jì)和加工流程。通過(guò)展示膠囊內(nèi)窺鏡、納米機(jī)器人等最新科研成果，激發(fā)學(xué)生的科研興趣和學(xué)習(xí)熱情。另外，通過(guò)科研項(xiàng)目，邀請(qǐng)有合作研究的企業(yè)技術(shù)人員、其他高校合作研究人員等以講座、培訓(xùn)等形式實(shí)現(xiàn)多元化的教學(xué)模式，豐富教學(xué)方法和教學(xué)手段。

4.在教學(xué)中發(fā)掘出科研前沿新課題。通識(shí)教育選修課程的教學(xué)目標(biāo)主要是擴(kuò)充大學(xué)生的知識(shí)面，注重知識(shí)點(diǎn)的“廣度”而非“深度”，因此，應(yīng)具備科普性、前沿性、實(shí)用性與趣味性的特點(diǎn)要求。與此相對(duì)應(yīng)的教學(xué)形式和教學(xué)方法上也和其他的課程有所區(qū)別。在教學(xué)形式上，以專(zhuān)題形式展開(kāi)教學(xué)。針對(duì)學(xué)生所關(guān)注的問(wèn)題，開(kāi)設(shè)各相關(guān)專(zhuān)題，例如納米機(jī)器人、生物分子馬達(dá)、隱形飛機(jī)表面的納米涂層、納米生物芯片等，來(lái)充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。實(shí)施討論式、啟發(fā)式的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的潛能。比如提出問(wèn)題：“月亮和地球之間的天梯如何實(shí)現(xiàn)？”來(lái)引出納米材料的獨(dú)特優(yōu)勢(shì);從學(xué)生熟悉的例子入手，比如媒體上炒的很熱的納米冰箱、納米保暖內(nèi)衣等，引出納米技術(shù)的真正定義。采用多媒體教學(xué)手段，不斷改善教學(xué)質(zhì)量和效果。

納米技術(shù)是目前國(guó)家大力支持的發(fā)展項(xiàng)目，各項(xiàng)科研資金投入較大。所以，如何通過(guò)教研相長(zhǎng)，將教學(xué)研究作為科學(xué)研究的創(chuàng)新源，從教學(xué)中發(fā)掘出科研前沿新課題和新領(lǐng)域，是一個(gè)值得深入研究的問(wèn)題，通過(guò)為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)講座，積極倡導(dǎo)科學(xué)精神和創(chuàng)新精神指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，集思廣益，提煉出科研前沿課題，同時(shí)挖掘?qū)W生創(chuàng)造性思維潛力，提高分析和解決工程問(wèn)題的能力。

三、總結(jié)

通過(guò)以上新的教學(xué)模式和方法在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課堂教學(xué)中的應(yīng)用，有效地提高了課堂教學(xué)效果，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目的。

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第3篇

關(guān)鍵詞：納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)；概念界定；體系辨識(shí)。

當(dāng)前，“發(fā)展納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)”這一口號(hào)，已被提升到實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)蘇州篇章、蘇州實(shí)施創(chuàng)新引領(lǐng)戰(zhàn)略進(jìn)而華麗轉(zhuǎn)身的重大戰(zhàn)略高度，那么什么是納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)，搞清楚這一問(wèn)題，則無(wú)論對(duì)于蘇州的決策者、研究者還是實(shí)踐者來(lái)講，都具有重要的建設(shè)性意義。

去年，我們?cè)趫?zhí)行一項(xiàng)有關(guān)促進(jìn)蘇州市納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大軟科學(xué)課題時(shí)，首當(dāng)其沖地遭遇到這一問(wèn)題。通過(guò)文獻(xiàn)檢索與分析，我們發(fā)現(xiàn)，由于納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)紛繁復(fù)雜，納米科學(xué)技術(shù)界尚未對(duì)該一問(wèn)題形成共識(shí)；同時(shí)，社會(huì)科學(xué)理論界卷入納米領(lǐng)域研究較少，可資借鑒的成果太少。然而，這一問(wèn)題的解決將直接影響到我們研究項(xiàng)目的進(jìn)一步履行，為此，我們?cè)O(shè)立了一個(gè)研究子課題，本文即是該子課題研究成果，在此拋磚引玉，期望不僅對(duì)蘇州市，也對(duì)國(guó)內(nèi)其他正在促進(jìn)納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的地區(qū)起到啟迪作用。

一、什么是納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)

要搞清楚納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)首先要理解納米與納米尺度范圍，以及納米尺度范圍內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)變特性及其意義，本節(jié)我們將據(jù)此入手，進(jìn)而界定納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的概念。

1.納米與納米尺度范圍

納米（Nanometer，縮寫(xiě)nm）是計(jì)量學(xué)中的長(zhǎng)度單位。1納米（nm）等于10-3微米（mm），等于 10-6毫米（mm），等于 10-9米。1—100納米（nm）被納米學(xué)界公認(rèn)確定為納米尺度。 通過(guò)不同物體相對(duì)尺度大小比較（見(jiàn)圖1）及納米尺度范圍內(nèi)常見(jiàn)球形物體大小比較（見(jiàn)圖2），可以加深對(duì)于納米及納米尺度范圍概念的理解。

2.納米尺度范圍內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)變特性及其意義

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物質(zhì)小到1 ～100納米時(shí)，由于其量子效應(yīng)、物質(zhì)的局域性及巨大的表面及界面效應(yīng)，物質(zhì)的很多性能將發(fā)生質(zhì)變，呈現(xiàn)出許多既不同于宏觀物體，又不同于單個(gè)孤立原子的奇異現(xiàn)象（白春禮，2001）。即在原子、分子及納米尺度上，物質(zhì)表現(xiàn)出極其新穎的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性，該特性能被人類(lèi)學(xué)習(xí)、掌握、控制和利用，從而使得人類(lèi)社會(huì)現(xiàn)存的一切發(fā)生翻天覆地的變化。

3. 國(guó)外科學(xué)家如何理解與解釋納米技術(shù)

看一看國(guó)外科學(xué)家如何理解與解釋納米技術(shù)或許對(duì)我們會(huì)有很大幫助，以下是國(guó)外科學(xué)家對(duì)于什么是納米技術(shù)的典型解釋?zhuān)ㄞD(zhuǎn)引自彭練矛，2011）：

“The term nanotechnology means different things to different people. It used to cover anything from making microelectromechanical systems （MEMS） to creating designer proteins.”

“Whatever we call it， it should let us

—— Get essentially every atom in the right place.

—— Make almost any structure consistent with the laws of physics and chemistry that we can specify in atomic details.

—— Have manufacturing costs not greatly exceeding the cost of the required raw materials and energy.”

這兩段英文的中文翻譯如下：納米技術(shù)術(shù)語(yǔ)意味著對(duì)于不同對(duì)象人群的不同事情。它通常涵蓋從制造微電子機(jī)械系統(tǒng)到創(chuàng)造人造蛋白質(zhì)的所有事情。然而，不管我們?nèi)绾畏Q(chēng)呼，納米技術(shù)的實(shí)質(zhì)應(yīng)該包括：每一個(gè)原子應(yīng)被安排在合適的位置，任何相應(yīng)建構(gòu)應(yīng)符合原子水平上的物理和化學(xué)原理，原材料和能源等相應(yīng)制造成本應(yīng)不是太貴。

從以上國(guó)外科學(xué)家對(duì)于什么是納米技術(shù)的典型解釋中我們可以發(fā)現(xiàn)，納米技術(shù)（nanotechnology）在國(guó)外是一個(gè)約定俗成的術(shù)語(yǔ)，是對(duì)納米領(lǐng)域新生事物科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)和工程應(yīng)用的統(tǒng)稱(chēng)，納米技術(shù)尚是一個(gè)發(fā)展中的概念，目前還沒(méi)有被嚴(yán)格界定。

4. 納米技術(shù)概念

經(jīng)過(guò)上面的鋪墊，現(xiàn)在我們可以來(lái)探討界定納米技術(shù)概念。對(duì)于什么是納米技術(shù)，麻省理工學(xué)院（MIT）的德累克斯勒（Drexler）教授曾作出過(guò)一個(gè)解釋?zhuān)?/p>

“在分子水平上，通過(guò)操縱原子來(lái)控制物質(zhì)結(jié)構(gòu)，利用單個(gè)原子組建分子系統(tǒng)，據(jù)此制備不同類(lèi)型的納米器件”（Drexler，1990）。

而在中文語(yǔ)境中，談到技術(shù)往往還牽連到科學(xué)與工程，對(duì)此，白春禮院士也有一個(gè)解釋?zhuān)?/p>

“納米科技是20世紀(jì)80年代末、90年代初才發(fā)展起來(lái)的前沿、交叉性新興學(xué)科領(lǐng)域，是指在納米尺度上研究物質(zhì)（包括原子、分子的操縱）的特性和相互作用，以及利用這些特性的多學(xué)科交叉的科學(xué)和技術(shù)”（白春禮，2001）。

白院士所指的納米科技既包括納米科學(xué)又涵蓋納米技術(shù)。實(shí)際上，中文語(yǔ)境中的納米科技常常是納米科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)和工程應(yīng)用的統(tǒng)稱(chēng)。指在納米尺度上研究物質(zhì)和體系的現(xiàn)象、規(guī)律及其相互作用，重新認(rèn)識(shí)自然界，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象和新知識(shí)，并通過(guò)直接操控原子、分子結(jié)構(gòu)的技術(shù)來(lái)創(chuàng)造對(duì)人類(lèi)有用的新的物質(zhì)和產(chǎn)品。

綜上所述，可見(jiàn)所謂納米技術(shù)是指涉及到納米科學(xué)研究、材料發(fā)展和制備、器件制造以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生產(chǎn)之所有技術(shù)的總和。

5. 納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)概念

知道了什么是納米技術(shù)以后就較易分辨納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。過(guò)去的二、三十年，納米科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是納米技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)和正在對(duì)人類(lèi)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和國(guó)防安全產(chǎn)生重大影響。然而，這僅僅是開(kāi)始，納米科學(xué)研究、技術(shù)發(fā)展和工程應(yīng)用已經(jīng)和正在引發(fā)一場(chǎng)新的工業(yè)革命，證據(jù)表明，納米技術(shù)在材料、信息、能源、環(huán)境、生命、生物、軍事、制造、紡織、染料、涂料、食品等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域都具有廣泛而重要的應(yīng)用。而一旦這些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中納米技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品批量化、商品化和規(guī)模化，則自然形成一個(gè)個(gè)納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

二、納米技術(shù)體系范疇

界定了納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)概念后，本節(jié)與下節(jié)我們可以轉(zhuǎn)而討論納米技術(shù)體系范疇以及納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)體系范疇。

技術(shù)來(lái)源于科學(xué)，是理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐、解決實(shí)際問(wèn)題的方法和手段，因此談到納米技術(shù)不能不涉及到納米科學(xué)。盡管目前學(xué)術(shù)界對(duì)于納米科學(xué)的內(nèi)涵和分類(lèi)尚存在著不同的認(rèn)識(shí)和提法，但對(duì)于這一新興領(lǐng)域多學(xué)科交叉特性的認(rèn)識(shí)是一致的。一般而言，納米科學(xué)可以包括納米材料物理學(xué)、納米材料化學(xué)、納米材料學(xué)、納米測(cè)量學(xué)、納米電子學(xué)、納米機(jī)械學(xué)和納米生物醫(yī)學(xué)等，由此也產(chǎn)生了按照這一體系分類(lèi)的納米技術(shù)。

然而，白春禮院士（2001）認(rèn)為這種與傳統(tǒng)學(xué)科緊密聯(lián)系的分類(lèi)方式無(wú)法簡(jiǎn)單便捷地勾勒出納米科技的大致輪廓，而且各類(lèi)別之間又有交叉和重疊。因此，他建議將納米科學(xué)研究分為“納米材料”、“納米器件”和“納米檢測(cè)和表征”三大領(lǐng)域， “其中納米材料是納米科技的基礎(chǔ)； 納米器件的研制水平和應(yīng)用程度是人類(lèi)是否進(jìn)入納米科技時(shí)代的重要標(biāo)志； 納米尺度的檢測(cè)與表征是納米科技研究必不可少的手段和理論與實(shí)驗(yàn)的重要基礎(chǔ)”（白春禮，2003）。據(jù)此，納米技術(shù)體系又可主要由上述三大范疇來(lái)表達(dá)。

我們認(rèn)為上述與傳統(tǒng)學(xué)科緊密聯(lián)系的分類(lèi)及三個(gè)大類(lèi)的簡(jiǎn)單分類(lèi)都有各自的道理和應(yīng)用價(jià)值，前一個(gè)分類(lèi)便于整合發(fā)展納米學(xué)科知識(shí)和實(shí)施教育培訓(xùn)，而后一個(gè)分類(lèi)則更多地聚焦到納米科學(xué)技術(shù)當(dāng)前關(guān)鍵發(fā)展領(lǐng)域，重點(diǎn)特出、應(yīng)用性強(qiáng)。若與納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)相聯(lián)系，則我們更傾向于并將更多地采納和應(yīng)用后一個(gè)分類(lèi)。

無(wú)獨(dú)有偶，日本專(zhuān)利局《專(zhuān)利申請(qǐng)技術(shù)動(dòng)向調(diào)查報(bào)告》中提供了一個(gè)與應(yīng)用實(shí)際聯(lián)系密切的納米技術(shù)分類(lèi)（見(jiàn)圖3，該圖由DRM咨詢公司補(bǔ)充修改而完成），該分類(lèi)基本遵循上述三個(gè)大類(lèi)分類(lèi)范疇，并采用圖式標(biāo)識(shí)了各主要應(yīng)用領(lǐng)域中的發(fā)展?fàn)顩r，恰好為三大類(lèi)納米技術(shù)分類(lèi)體系作了一個(gè)生動(dòng)的注解，雖然尚未達(dá)到完整完善的程度，但已有很大的參考價(jià)值。

沿著三大類(lèi)納米技術(shù)分類(lèi)思路繼續(xù)往下走，可以得到圖4所示納米技術(shù)分類(lèi)體系。其中一級(jí)狀態(tài)子目錄包括“納米檢測(cè)和表征技術(shù)”、“納米材料制備技術(shù)”和“納米器件制造技術(shù)”。而每個(gè)一級(jí)目錄又可進(jìn)一步產(chǎn)生二級(jí)目錄，如納米檢測(cè)和表征技術(shù)可分為“掃描探針顯微技術(shù)”和“原子級(jí)和超精密加工技術(shù)”；納米材料制備技術(shù)可分為“化學(xué)制備技術(shù)”、“物理制備技術(shù)”和“綜合制備技術(shù)”；納米器件制造技術(shù)可分為“LIGA制造技術(shù)”、“超精密機(jī)械加工技術(shù)”、“特種加工技術(shù)”、“注塑成形加工技術(shù)”和“機(jī)械組裝技術(shù)”等。需要說(shuō)明的是，這一分類(lèi)只是大體上勾勒了納米技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，提供了一個(gè)整體認(rèn)識(shí)把握的粗略框架。現(xiàn)實(shí)納米世界中的實(shí)際情況則更為紛繁復(fù)雜，不僅存在著旁支末葉，也可以進(jìn)一步細(xì)分和再細(xì)分。

三、納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)體系范疇

應(yīng)用上述“納米材料”、“納米器件”和“納米檢測(cè)和表征”三大范疇的納米技術(shù)分類(lèi)思想，可以推導(dǎo)出納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)體系范疇，如圖5所示：

如圖5所示，首先，納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)可以被界定為納米材料產(chǎn)業(yè)、納米器件產(chǎn)業(yè)和納米檢測(cè)儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)，其中納米材料是納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)得以生存發(fā)展的原始基礎(chǔ)，沒(méi)有納米材料則一切無(wú)從談起；納米器件系納米材料進(jìn)一步加工組合后的產(chǎn)物，是延伸發(fā)展各種納米技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品的基礎(chǔ)；而納米檢測(cè)儀器和設(shè)備則是發(fā)展納米材料、器件及其延伸產(chǎn)品的必不可少的硬件手段，缺乏這些手段，事情就無(wú)法進(jìn)行。

上述三者一方面構(gòu)成了納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)生存發(fā)展的基礎(chǔ)，另一方面，正是基于這種基礎(chǔ)性和不可替代性，它們各自能夠發(fā)展成三個(gè)供需旺盛的分支產(chǎn)業(yè)，并在每個(gè)分支產(chǎn)業(yè)下面各自生成若干數(shù)量不等的子產(chǎn)業(yè)。

此外，鑒于納米材料和納米器件能夠被應(yīng)用到各個(gè)新興和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，創(chuàng)造出各種各樣新穎獨(dú)特、質(zhì)量上乘、性能優(yōu)異的新產(chǎn)品，因此，在上述三個(gè)分支產(chǎn)業(yè)以外，又可辨識(shí)出納米材料應(yīng)用和納米器件應(yīng)用兩個(gè)分支產(chǎn)業(yè)。當(dāng)然，這兩個(gè)分支產(chǎn)業(yè)下面更能各自生成若干數(shù)量不等的子產(chǎn)業(yè)。

若從事情發(fā)生的先后次序來(lái)看， 納米科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展的需要首先造就了納米檢測(cè)儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)和納米材料產(chǎn)業(yè)。結(jié)合納米檢測(cè)手段和納米材料的研究創(chuàng)造了納米器件， 納米器件（如納米傳感器）的推廣應(yīng)用催生了納米器件產(chǎn)業(yè)。接著，納米材料和器件在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用開(kāi)發(fā)出許多新穎產(chǎn)品和更新?lián)Q代產(chǎn)品，從而發(fā)展出形形的納米產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)，并進(jìn)一步促進(jìn)納米材料、器件和檢測(cè)儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這就是納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)相伴共生、互促共長(zhǎng)的內(nèi)在邏輯。

在現(xiàn)實(shí)生活中， 納米材料產(chǎn)業(yè)和納米檢測(cè)儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成一定規(guī)模，發(fā)展相對(duì)成熟。處于納米技術(shù)高端的納米器件產(chǎn)業(yè)（電子/光電子器件、量子器件、以及微/納機(jī)電系統(tǒng)）目前尚處在發(fā)展成長(zhǎng)過(guò)程中，這是納米大國(guó)共同關(guān)注、競(jìng)相角逐的領(lǐng)域，也是進(jìn)一步發(fā)展的方向，其中屬于MEMS/NEMS范疇的微納傳感器分支產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模。同時(shí)，納米材料和器件的應(yīng)用已經(jīng)滲透進(jìn)入許多不同的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)領(lǐng)域，例如，電子和信息、生物與醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等，從而增殖衍生出發(fā)展?fàn)顩r各異、紛繁復(fù)雜的納米技術(shù)產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)。

當(dāng)然，換一個(gè)角度，如果忽略納米技術(shù)居中扮演的角色，這一復(fù)雜邏輯體系中各個(gè)分支仍可分屬于自己的母體產(chǎn)業(yè)，例如，納米材料產(chǎn)業(yè)可歸屬于材料產(chǎn)業(yè)，納米檢測(cè)儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)可歸屬于儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)等等，由此也揭示了納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)所具有的雙重產(chǎn)業(yè)屬性。

四、結(jié) 語(yǔ)

以上我們通過(guò)運(yùn)用相關(guān)文獻(xiàn)資料， 進(jìn)行抽絲剝繭式的邏輯分析，界定了納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的概念， 進(jìn)而揭示了納米技術(shù)及其納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的體系范疇，從而為從社會(huì)科學(xué)角度研究促進(jìn)納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（譬如制定技術(shù)/產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖）奠定了有關(guān)客體對(duì)象的認(rèn)知基礎(chǔ)。

當(dāng)前，納米技術(shù)與信息技術(shù)和生物技術(shù)一起并列為世界三大高技術(shù)前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域，而納米技術(shù)又在促進(jìn)信息技術(shù)和生物技術(shù)發(fā)展中扮演了重要角色，正在悄然引發(fā)著新一輪工業(yè)革命，成為國(guó)際高科技及其產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。期待我們這一拋磚引玉的工作能為蘇州/中國(guó)搶占這一制高點(diǎn)作出些微貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

趙康等。《蘇州市納米技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究總論》， 古吳軒出版社，2012。

楊輝。《納米科學(xué)技術(shù)概論》（未發(fā)表PPT課件），2010。

白春禮。納米科技及其發(fā)展前景。《科學(xué)通報(bào)》，2001/2。

白春禮。全面理解納米科技內(nèi)涵，促進(jìn)納米科技在我國(guó)的健康發(fā)展。《微納電子技術(shù)》，2003/1。

彭練矛。《納米科技和納米電子學(xué)》（未發(fā)表PPT課件），2011。

基金項(xiàng)目：蘇州市2012年度重大軟科學(xué)課題，項(xiàng)目編號(hào)：SR201201。

作者簡(jiǎn)介：趙康（1950 –），男，江蘇蘇州人，博士，教授，博導(dǎo)，主要研究方向?yàn)楣补芾怼⒆稍儗W(xué)、專(zhuān)業(yè)社會(huì)學(xué)。顧茜茜與陳加豐均為趙的博士研究生，趙迪凡為項(xiàng)目研究助理。

What Is Nanotechnology and Its Related Industries

——Concept Defination and System Identification

ZHAO Kang GU Xixi CHEN Jiafeng ZHAO Difan

（School of Politics and Public Adminstration， Soochow University， Suzhou 215021， China）

第4篇

“DNA鴨子”與“納米猛獸”

在《納米藝術(shù)概論》一書(shū)中，納米藝術(shù)被定義為“使用納米技術(shù)手段、方法創(chuàng)作的，納米尺度或反映納米題材的藝術(shù)”。在微納米藝術(shù)作品中，納米畫(huà)與納米浮雕的區(qū)分已經(jīng)很模糊了，對(duì)于由若干個(gè)分子或者是原子在基體材料表面拼成的圖形，實(shí)際上我們已經(jīng)很難說(shuō)它是浮雕或者是納米畫(huà)。盡管如此，我們?nèi)匀豢梢詫⑽⒓{米動(dòng)物藝術(shù)作品分為平面的微納米動(dòng)物繪畫(huà)、浮雕和雕塑。

科學(xué)家采用原子力顯微鏡探針，撥動(dòng)DNA分子鏈在材料基體表面上拼繪的“DNA鴨子”，是一張掃描探針顯微鏡（SPM）的照片；DNA鴨子的輪廓線寬度為10余納米，鴨子身高幾百納米，立體度很小，故可以歸結(jié)為納米畫(huà)范疇。美國(guó)猶他大學(xué)機(jī)械工程系學(xué)生Ecsedy與該校藝術(shù)技術(shù)交叉研究中心合作的納米浮雕作品，作品中的“納米猛獸”，采用聚焦的電子束在材料表面“雕刻”而成。整個(gè)動(dòng)物的身高為幾百微米，立體度為百十微米。

從制作工藝來(lái)看，微納米動(dòng)物藝術(shù)作品可以分為傳統(tǒng)手工藝的作品和微納米加工技術(shù)的作品。基于傳統(tǒng)手工藝的代表是當(dāng)代英國(guó)微雕大師Willard Wigan創(chuàng)作的《針孔里的車(chē)馬》。整個(gè)馬車(chē)的長(zhǎng)度約一毫米，馬的腿、尾巴、耳朵等細(xì)節(jié)的尺寸僅為百微米。該微雕作品的創(chuàng)作過(guò)程實(shí)際上和宏觀的雕刻作品相似，只不過(guò)創(chuàng)作或欣賞過(guò)程中均需要高倍的顯微鏡，同時(shí)，它的創(chuàng)作對(duì)雕刻的工具也有很高的要求。基于微納米加工技術(shù)的的作品創(chuàng)作時(shí)通常需要掃描探針顯微鏡，或能夠產(chǎn)生聚焦的離子/電子束設(shè)備，同時(shí)還對(duì)實(shí)驗(yàn)條件有苛刻要求。

從作品的尺度來(lái)講，微納米動(dòng)物藝術(shù)作品可以分為百微米量級(jí)的以及微納米量級(jí)的兩大類(lèi)。一般來(lái)說(shuō)，基于傳統(tǒng)手工藝的作品大都屬于百微米量級(jí)的，這些作品的整體尺寸近乎毫米量級(jí)，但局部細(xì)節(jié)屬于百微米量級(jí)。基于微納米加工技術(shù)的作品則大多屬于微納米量級(jí)。百微米量級(jí)的作品通常在高倍的光學(xué)顯微鏡下就能看得清楚，而要欣賞微納米量級(jí)的作品，則通常需要分辨率更高的電子顯微鏡，甚至掃描探針顯微鏡。

從計(jì)算機(jī)虛擬與現(xiàn)實(shí)的角度來(lái)看，微納米動(dòng)物藝術(shù)作品可以分實(shí)際的納米動(dòng)物作品和計(jì)算機(jī)虛擬設(shè)計(jì)的作品。

從作品的創(chuàng)作機(jī)理來(lái)看，微納米動(dòng)物藝術(shù)作品可分為基于物理方法和化學(xué)方法的作品。一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)手工創(chuàng)作的作品大多屬于物理方法；另外，依靠掃描探針顯微鏡的探針，撥動(dòng)納米顆粒、分子，或者在材料基體表面刻畫(huà)出動(dòng)物的形象等，也屬于物理方法。從作品創(chuàng)作的必然性和偶然性來(lái)看，又可分為有意識(shí)的，以及偶然間得到的作品。

針孔里的車(chē)馬

傳統(tǒng)的微雕技術(shù)：微雕藝術(shù)作品通常都是在高倍的光學(xué)顯微鏡下完成的。以《針孔里的車(chē)馬》為例，為了制作針眼中的車(chē)馬，作者使用極其微小的刻刀對(duì)金顆粒、砂糖或者沙粒進(jìn)行微雕；雕刻這些作品時(shí)，注意力要高度集中，呼吸均勻，并利用兩次心跳的間隔來(lái)工作；微雕完成后，再移植到針孔中去。整個(gè)創(chuàng)作過(guò)程中，任何細(xì)微的失誤都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)創(chuàng)作的失敗。

離子/電子束刻蝕技術(shù)：采用電磁場(chǎng)加速和聚焦帶電的離子或電子，進(jìn)而可對(duì)材料的表面進(jìn)行刻蝕，由于離子和電子的德布羅意（物質(zhì)波）波長(zhǎng)很短，因而刻蝕精度更高。離子/電子束光刻主要包括聚焦離子/電子束刻蝕和離子/電子投影刻蝕等。遺憾的是，離子/電子束刻蝕技術(shù)效率低下，很難在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，但這并不妨礙科學(xué)藝術(shù)家用它開(kāi)展納米雕刻藝術(shù)創(chuàng)作。

雙光束聚合技術(shù)：近年來(lái)，一種被稱(chēng)作“雙光束聚合”的技術(shù)已經(jīng)被發(fā)展到三維納米構(gòu)型的加工，并被用于材料表面微觀塑像的構(gòu)建。最為典型的當(dāng)數(shù)日本科學(xué)家的雕刻作品《納米公牛》。該納米牛的高度與紅血球直徑相當(dāng)，高約數(shù)十微米。在納米公牛像的制造過(guò)程中，科學(xué)家使用兩股激光射線照射浸在合成樹(shù)脂溶液中的材料表面，溶液中只有被兩股激光射線交叉照射到的那部分樹(shù)脂才凝固起來(lái)，形成雕塑件的“部件”，這樣的部件的精度為120納米。

掃描探針顯微鏡技術(shù)：上世紀(jì)80年代，掃描探針顯微鏡（SPM）的發(fā)明使人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)與改造深入到了原子和分子層次。現(xiàn)在SPM已經(jīng)發(fā)展為一大類(lèi)型的顯微技術(shù)，包括掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、掃描力顯微鏡、近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡、彈道電子發(fā)射顯微鏡、熱掃描顯微鏡和靜電力顯微鏡等。SPM不僅可以對(duì)材料表面進(jìn)行微觀成像，還能對(duì)材料表面進(jìn)行微加工，因此被科學(xué)家譽(yù)為納米世界的“眼”和“手”。

化學(xué)催化氣相沉積技術(shù)：美國(guó)倫斯勒工業(yè)大學(xué)約翰·哈特教授使用大約1.5億根納米碳管制作了一組花花公子的兔子畫(huà)像，每個(gè)微型兔子頭像包含上億個(gè)納米碳管，這些納米碳管像叢林中的樹(shù)木一樣垂直地排列著，每個(gè)納米碳管都是中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，其直徑僅為人體頭發(fā)的五萬(wàn)分之一。

計(jì)算機(jī)納米工程建模技術(shù)：計(jì)算機(jī)輔助納米工程設(shè)計(jì)軟件是近幾年才出現(xiàn)的新生事物。這些軟件是依據(jù)生命科學(xué)、物理化學(xué)、分子物理力學(xué)等工程原理來(lái)構(gòu)建納米器件的綜合設(shè)計(jì)工作平臺(tái)，軟件充分體現(xiàn)了納米器件“從上到下”及“從下到上”的設(shè)計(jì)思想。這些軟件為創(chuàng)作包括納米動(dòng)物形象在內(nèi)的納米藝術(shù)作品提供了平臺(tái)。目前，許多納米藝術(shù)家利用這些軟件，開(kāi)展了納米藝術(shù)創(chuàng)作的嘗試。

第5篇

摘要：納米技術(shù)為人類(lèi)帶來(lái)的便利：納米技術(shù)的發(fā)展，不僅可以在治理環(huán)境污染方面起到很好的作用，對(duì)于有害氣體，污水處理，而且對(duì)于磁輻射，廢棄物等治理方面起到了很大的作用，但是隨著納米技術(shù)的逐步發(fā)展，人類(lèi)一味的對(duì)技術(shù)產(chǎn)生依賴(lài)心理，在這種情況下我們要用自己的判斷力，增加自己的基本素養(yǎng)，具備獨(dú)立思維的能力，合理的運(yùn)用科技的發(fā)展為人類(lèi)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：納米技術(shù) 污水處理 依賴(lài)技術(shù) 基本素養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：N031 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-026X（2013）10-0000-02

1.納米技術(shù)的定義

納米技術(shù)是一種創(chuàng)新的技術(shù)，它在非常小的范圍之內(nèi)之內(nèi)，來(lái)進(jìn)行對(duì)原子，分子的研究，并利用其來(lái)進(jìn)行發(fā)展和創(chuàng)新的一門(mén)技術(shù)，納米機(jī)器人，納米馬桶，人類(lèi)通過(guò)電子顯微鏡看到的微觀的人體細(xì)胞，病毒等等。利用納米技術(shù)制作的材料又與我們經(jīng)常使用的材料有很大的區(qū)別，它發(fā)展了吸附等的一系列功能。那么這種新型材料的出現(xiàn)，也將會(huì)利用到人類(lèi)生活的各個(gè)方面，帶來(lái)了技術(shù)創(chuàng)新。

2.納米技術(shù)為人類(lèi)帶來(lái)的便利

納米技術(shù)的發(fā)展為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了新的改革，納米技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了醫(yī)學(xué)、藝術(shù)等方面的發(fā)展。醫(yī)學(xué)中產(chǎn)生了光學(xué)傳感設(shè)備，對(duì)于骨質(zhì)修復(fù)作用產(chǎn)生了重要的作用，同時(shí)納米技術(shù)在藥物輸送方面產(chǎn)生了重要作用，納米技術(shù)在藝術(shù)層面也產(chǎn)生了重要的影響，納米畫(huà)等作品。納米技術(shù)不僅從技術(shù)層面關(guān)心人類(lèi)，而且從人的綜合狀態(tài)中予以提升。

2.1 納米技術(shù)帶來(lái)了科技層面的改革

例如，納米技術(shù)制作的微型器械，按照人類(lèi)的操作任意運(yùn)動(dòng)，將微小的顆粒，劃分成原子或者分子，再按照自己的想法任意拼接，這些器械不僅可以按照人類(lèi)的想法任意工作，而且具有自我還原的能力。納米材料是一種新型的材料，這也體現(xiàn)了從認(rèn)識(shí)―實(shí)踐―認(rèn)識(shí)的客觀規(guī)律。人類(lèi)之所以能制作出納米儀器，利用納米材料的主要原因是人類(lèi)對(duì)于納米世界認(rèn)識(shí)的比較深入全面，然后再利用納米材料制作出納米設(shè)備，這也是令一個(gè)再認(rèn)識(shí)―實(shí)踐―認(rèn)識(shí)的過(guò)程，推動(dòng)了從不斷認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的過(guò)程，體現(xiàn)出了發(fā)展是靠不斷運(yùn)動(dòng)的哲學(xué)道理。

2.2 納米技術(shù)體現(xiàn)了物質(zhì)和意識(shí)的關(guān)系

物質(zhì)決定意識(shí)，意識(shí)對(duì)物質(zhì)有反作用。人類(lèi)推動(dòng)了納米材料的發(fā)展，最主要的原因在于人類(lèi)對(duì)納米世界有了非常客觀的認(rèn)識(shí)，了解了它的運(yùn)動(dòng)發(fā)展規(guī)律，通過(guò)人類(lèi)對(duì)于納米世界的學(xué)習(xí)和研究，來(lái)創(chuàng)造出納米材料，而這種材料的創(chuàng)造體現(xiàn)了物質(zhì)決定意識(shí)，意識(shí)對(duì)物質(zhì)起到了發(fā)作用。

2.3 納米技術(shù)同時(shí)體現(xiàn)了由量變到質(zhì)變的一個(gè)過(guò)程

物質(zhì)的質(zhì)變有兩種來(lái)源，一種形式是量變達(dá)到一定程度就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)變，質(zhì)變的另一種形式就是在總量不變的前提下，內(nèi)部組織自己行的排列與組合，從而產(chǎn)生質(zhì)變，納米技術(shù)一方面是利用納米結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)而生產(chǎn)的一種納米材料，另一種就是利用原子，分子中間的距離變化，重新組合，而產(chǎn)生的質(zhì)變生產(chǎn)的納米材料，這就體現(xiàn)了由量變到質(zhì)變的過(guò)程，

2.4 納米技術(shù)加強(qiáng)了人們對(duì)于排列結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)

原子，或分子之間的距離，位置不同就會(huì)形成新的不同的物質(zhì)，納米技術(shù)也就是利用了這一特點(diǎn)，而形成的技術(shù)。納米技術(shù)完成了從生物到非生物的跨越，在醫(yī)學(xué)上生產(chǎn)出新的微型儀器，置放在人體中代替，或者彌補(bǔ)人體某些部分臟器的功能，通過(guò)改變?nèi)梭w細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)，利用納米技術(shù)孕育出新的生命，

3.納米技術(shù)帶來(lái)的消極影響

納米就會(huì)造成人類(lèi)社會(huì)的危害，人類(lèi)的想象和發(fā)明沒(méi)有邊界，納米技術(shù)的產(chǎn)生就是對(duì)原子分子進(jìn)行重新的排列組合，在這種非常方便的狀況下，納米技術(shù)也會(huì)生產(chǎn)出任何東西，這是一件可怕的事情，在這種沒(méi)有節(jié)制的的狀態(tài)下，納米技術(shù)就像病毒一樣無(wú)限蔓延開(kāi)來(lái)，可以想象一下，我們周?chē)教幋嬖谥{米儀器，有有利于人類(lèi)發(fā)展的儀器設(shè)備，醫(yī)藥用品，也有限制人類(lèi)發(fā)展的納米病毒，學(xué)生利用納米儀器來(lái)應(yīng)付考試，小偷利用納米儀器進(jìn)行偷竊，人人都有納米設(shè)備防身，這是一件多么可怕的事情。

人類(lèi)如果過(guò)度依賴(lài)技術(shù)，就會(huì)將人類(lèi)和技術(shù)之間的關(guān)系發(fā)生改變，不是技術(shù)為人類(lèi)服務(wù)，而是人類(lèi)對(duì)技術(shù)的崇拜，人的思想會(huì)隨著發(fā)生改變，產(chǎn)生混亂和偏執(zhí)，基本理論的缺失。

技術(shù)會(huì)導(dǎo)致人缺乏用自己的思維，一味的對(duì)技術(shù)產(chǎn)生依賴(lài)心理。有些觀點(diǎn)認(rèn)為納米技術(shù)可以解決任何問(wèn)題，此觀點(diǎn)認(rèn)為，所有的物質(zhì)存在方式都是按照自己的規(guī)律存在的，萬(wàn)事萬(wàn)物的存在都有自己的規(guī)則，相互之間也有自己的的特點(diǎn)，遵循著某種法則，依照納米技術(shù)的原理，人類(lèi)社會(huì)的存在方式也可以任意組合，相互之間可以打亂，再進(jìn)行新的排列組合，有的觀點(diǎn)認(rèn)為，人的思維，與任何一種社會(huì)存在進(jìn)行排列組合，所有的存在都可以依照納米技術(shù)的存在方式來(lái)進(jìn)行發(fā)展，有機(jī)界和無(wú)機(jī)界，非生物和生物，任何物種都可以排列組合，有些組合還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，得依據(jù)納米技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究。更有甚者認(rèn)為人的思維是由大腦控制的，為了改變?nèi)说乃季S方式完全可以像納米技術(shù)那樣，將人的大腦細(xì)胞與大腦結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行排列組合，這種思想是非常可怕的。

依照這種推論，我們要想讓剛種的樹(shù)苗，瞬間長(zhǎng)大，完全可以改變它內(nèi)部細(xì)胞生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，要想讓剛出生的嬰兒長(zhǎng)大，改變他的細(xì)胞排列結(jié)構(gòu)，要想讓養(yǎng)的家禽快速長(zhǎng)大，只要改變體內(nèi)細(xì)胞的排列結(jié)構(gòu)，這是一件多么可怕的事情，況且這種言論還沒(méi)有成立，納米技術(shù)的無(wú)限制發(fā)展就會(huì)對(duì)人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)危害，使人的思維發(fā)生錯(cuò)亂，

這也是一種拜物的想法，一味的抬高技術(shù)的發(fā)展，而降低了人的主觀能動(dòng)性，人服務(wù)于技術(shù)，技術(shù)是最高的物質(zhì)，失去了人在社會(huì)中的主導(dǎo)地位，雖然這樣的想法沒(méi)有辦法去證明它的合理性，但也很難證明它的不合理性，但是能夠確定的是，如果按照這種狀況發(fā)展下去，人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展將會(huì)被阻撓。

4.面對(duì)納米技術(shù)的優(yōu)劣是該如何解決

根據(jù)納米技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一些消極理論，我們必須做一些考慮，針對(duì)性的提出一些意見(jiàn)，來(lái)限制其肆意發(fā)展。阻止其危害人類(lèi)社會(huì)。納米技術(shù)的發(fā)展一方面促進(jìn)了人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，為人類(lèi)的醫(yī)學(xué)，藝術(shù)，技術(shù)各個(gè)方面提供了積極地影響，而另一方面納米技術(shù)的肆意發(fā)展又導(dǎo)致了人的異化，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了阻礙，這種現(xiàn)象也是不可避免的，事物的發(fā)展總是存在這兩面的，如果利大于弊，它就是正面的，可繼續(xù)發(fā)展的，如果弊大于利，就要引起人們的反思，那么從納米技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，它更多地是造福人類(lèi)，但是在它為人類(lèi)帶來(lái)方便的同時(shí)又對(duì)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了阻礙。對(duì)于這一利大于弊的現(xiàn)狀，針對(duì)于它的利弊我們一方面要改變?nèi)说挠^念發(fā)揚(yáng)正面的力量；另一方面，應(yīng)該采取一些相關(guān)的政策措施，針對(duì)性的阻礙它的負(fù)面影響。

4.1 改變?nèi)藗兊挠^念發(fā)揚(yáng)正面力量

在科技不斷發(fā)展的今天，從人的本身開(kāi)始，從知識(shí)文化層面，提高人本身的素養(yǎng)，對(duì)科學(xué)技術(shù)重新認(rèn)識(shí)，樹(shù)立科學(xué)的文化精神。只有這樣，當(dāng)新的的技術(shù)出現(xiàn)時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)違背科學(xué)文化而出現(xiàn)的不合于人的倫理道德的事情，人類(lèi)尊重科學(xué)知識(shí)，但不盲目崇拜，對(duì)科學(xué)技術(shù)的態(tài)度，要合理保護(hù)。只有這種科學(xué)知識(shí)觀念扎根在人的腦海中，任何消極的觀念都不會(huì)滋生，另一方面，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的最要的目的，是以為人類(lèi)共同利益而服務(wù)的，我們應(yīng)該分出什么任務(wù)是共同的，這就需要對(duì)人類(lèi)自身修養(yǎng)的提高與豐富，當(dāng)面對(duì)共同利益時(shí)，聯(lián)合起來(lái)，共同發(fā)展，當(dāng)科學(xué)技術(shù)不符合人的共同利益時(shí)，人的自我修養(yǎng)自我意識(shí)，就可以提醒自己，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展危害到人的共同利益時(shí)，要知道杜絕其發(fā)展，人的思想也是一步一步完善起來(lái)的，科學(xué)技術(shù)也在發(fā)展的階段，雖然人類(lèi)很難預(yù)測(cè)科技發(fā)展的后果，但由于人類(lèi)有基本的科學(xué)素養(yǎng)，基本的科學(xué)文化，人類(lèi)在面臨科學(xué)發(fā)展的時(shí)候，最基本要做到的是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展要與人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，相互協(xié)調(diào)。

科學(xué)技術(shù)是一種被人類(lèi)用來(lái)創(chuàng)造的東西，是人類(lèi)達(dá)到某種目的的手段或者媒介，是人類(lèi)可以掌控的東西，在這個(gè)時(shí)候就對(duì)創(chuàng)造者有要求，創(chuàng)作發(fā)明者本著為人類(lèi)共同利益的原則，選擇性的發(fā)展科學(xué)技術(shù)哲學(xué)，納米技術(shù)也一樣，當(dāng)它符合人的共同利益的時(shí)候我們大力發(fā)展，當(dāng)它沒(méi)有邊界肆意發(fā)展，為社會(huì)的發(fā)展總成阻礙，危害人類(lèi)的共同利益，違反公共道德，反人類(lèi)的基本素養(yǎng)，創(chuàng)造者就要摒棄它，限制其發(fā)展，當(dāng)然在不同的年代，各個(gè)國(guó)家對(duì)于科學(xué)技術(shù)發(fā)展，納米技術(shù)的發(fā)展的衡量標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，在這個(gè)時(shí)候，首先納米技術(shù)的發(fā)展要符合當(dāng)時(shí)，符合國(guó)家的需求，符合人們的共同利益，不能超越人類(lèi)的道德底線，不同年代，不同國(guó)家的國(guó)情，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要和當(dāng)時(shí)國(guó)家的人們素質(zhì)，國(guó)慶的發(fā)展相互協(xié)調(diào)，整體性推動(dòng)人類(lèi)發(fā)展的歷史進(jìn)程。始終不能違反人類(lèi)的共同需求，和人性發(fā)展的基本素質(zhì)的本質(zhì)要求。

4.2 納米技術(shù)的發(fā)展應(yīng)從政治、教育、法律等方面來(lái)約束和規(guī)范

從政治方面國(guó)家應(yīng)該出抬相應(yīng)的政策引導(dǎo)納米技術(shù)的發(fā)展朝向符合國(guó)家利益，人民根本利益的方向發(fā)展，明確規(guī)定杜絕哪些科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。最大化的實(shí)現(xiàn)人民根本利益的。要杜絕不良技術(shù)的發(fā)展滋生，不僅僅要依靠政策的導(dǎo)向，嚴(yán)重的情節(jié)要依靠法律的武器，徹底消滅不符合人類(lèi)發(fā)展規(guī)律的科技發(fā)展，有些人為了自己私利，不顧人類(lèi)發(fā)展的根本利益，利用科學(xué)技術(shù)，發(fā)展生產(chǎn)一些危害人類(lèi)的利益，危害社會(huì)健康的一些科技，在這種情況之下，國(guó)家的法律應(yīng)該做出明確的規(guī)定，對(duì)于這類(lèi)，危害人類(lèi)，危害社會(huì)發(fā)展的行為，予以法律的制裁。目前我們的國(guó)家正處于發(fā)展中的階段，以上說(shuō)的政策導(dǎo)向。和法律法規(guī)還需要一個(gè)發(fā)展過(guò)程，科學(xué)技術(shù)，尤其是納米技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)新型的事物，人類(lèi)對(duì)它的了解是一個(gè)非常模糊的狀態(tài)，所以難免會(huì)造成一些違背大眾基本文化原則的事情，所以人類(lèi)要樹(shù)立這種科技發(fā)展的文化觀，在每朝每代，社會(huì)輿論，難免是人類(lèi)發(fā)展的一個(gè)催化劑，我們應(yīng)該樹(shù)立正確的輿論導(dǎo)向，人人心里樹(shù)立正確的和意識(shí)，引導(dǎo)科學(xué)技術(shù)從正確的方向發(fā)展，當(dāng)科學(xué)技術(shù)，違背大眾輿論的時(shí)候，人類(lèi)要積極站出來(lái)，對(duì)不良的發(fā)展想象造成壓力，時(shí)刻朝向正確健康的方向發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)：納米技術(shù)是一種新型的科學(xué)技術(shù)，是科技發(fā)展的一場(chǎng)革命，它將人類(lèi)帶進(jìn)了另一個(gè)新的先進(jìn)的世界，它的發(fā)展造福了大眾，另一個(gè)新的光明的世界已經(jīng)到來(lái)，任何事物的發(fā)展都有雙層的利害關(guān)系，納米技術(shù)的發(fā)展也如此，人類(lèi)不能被異化，要樹(shù)立對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識(shí)和基本素養(yǎng)，并通過(guò)政治、文化、法律等一列的約束和導(dǎo)向，使科學(xué)技術(shù)朝正確的方向發(fā)展，造福人類(lèi)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]孫超.納米技術(shù)帶來(lái)的哲學(xué)思考[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）：2002（61）

[3]郝春城等.納米科技及納米材料發(fā)展的哲學(xué)思考[J].青島化工學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）：1999（3）1.

[4]吳文新.科學(xué)技術(shù)應(yīng)成為上帝嗎？[J].自然辯證法研究：2000（11）.

[5]王秀麗，王德勝.納米技術(shù)的哲學(xué)價(jià)值[J].自然辯證法研究：2006，22（4）61-64.

第6篇

【關(guān)鍵詞】 納米、納米技術(shù)、納米材料、納米結(jié)構(gòu)

1 引言

著名科學(xué)家費(fèi)曼于1959年所作的《在底部還有很大空間》的演講中，以“由下而上的方法”出發(fā)，提出從單個(gè)分子甚至原子開(kāi)始進(jìn)行組裝，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。他說(shuō)道，“至少依我看來(lái)，物理學(xué)的規(guī)律不排除一個(gè)原子一個(gè)原子地制造物品的可能性。”并預(yù)言，“當(dāng)我們對(duì)細(xì)微尺寸的物體加以控制的話，將極大得擴(kuò)充我們獲得物性的范圍。”[1]

1974年，科學(xué)家唐尼古奇最早使用納米技術(shù)一詞描述精密機(jī)械加工。1982年，科學(xué)家發(fā)明研究納米的重要工具――掃描隧道顯微鏡，使人類(lèi)首次在大氣和常溫下看見(jiàn)原子，為我們揭示一個(gè)可見(jiàn)的原子、分子世界，對(duì)納米科技發(fā)展產(chǎn)生了積極促進(jìn)作用。1990年7月，第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議在美國(guó)巴爾的摩舉辦，標(biāo)志著納米科學(xué)技術(shù)的正式誕生。[2]

2 納米技術(shù)

納米技術(shù)是在單個(gè)原子、分子層次上對(duì)物質(zhì)的種類(lèi)、數(shù)量和結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行精確的觀測(cè)、識(shí)別和控制的技術(shù)，是在納米尺度范圍內(nèi)研究物質(zhì)的特性和相互作用，并利用這些特性制造具有特定功能產(chǎn)品的多學(xué)科交叉的高新技術(shù)。其最終目標(biāo)是人類(lèi)按照自己的意志直接操縱單個(gè)原子、分子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。

3 納米材料

3.1納米材料的概念

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍（1-100nm）或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料，這大約相當(dāng)于10～100個(gè)原子緊密排列在一起的尺度。從尺寸大小來(lái)說(shuō)，通常產(chǎn)生物理化學(xué)性質(zhì)顯著變化的細(xì)小微粒的尺寸在0.1微米以下，即100納米以下。因此，顆粒尺寸在1～100納米的微粒稱(chēng)為超微粒材料，也是一種納米材料。

納米材料具有一定的獨(dú)特性，當(dāng)物質(zhì)尺度小到一定程度時(shí)，則必須改用量子力學(xué)取代傳統(tǒng)力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)描述它的行為，當(dāng)粉末粒子尺寸由10微米降至10納米時(shí)，其粒徑雖改變?yōu)?000倍，但換算成體積時(shí)則將有10的9次方倍之巨，所以二者行為上將產(chǎn)生明顯的差異。

3.2納米材料的分類(lèi)

納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體等四類(lèi)。其中納米粉末開(kāi)發(fā)時(shí)間最長(zhǎng)、技術(shù)最為成熟，是生產(chǎn)其他三類(lèi)產(chǎn)品的基礎(chǔ)。

（1）納米粉末

納米粉末又稱(chēng)為超微粉或超細(xì)粉，一般指粒度在100納米以下的粉末或顆粒，是一種介于原子、分子與宏觀物體之間處于中間物態(tài)的固體顆粒材料。可用于：高密度磁記錄材料；吸波隱身材料；磁流體材料；防輻射材料；單晶硅和精密光學(xué)器件拋光材料；微芯片導(dǎo)熱基片與布線材料；微電子封裝材料；光電子材料；先進(jìn)的電池電極材料；太陽(yáng)能電池材料；高效催化劑；高效助燃劑；敏感元件；高韌性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)等）；人體修復(fù)材料；抗癌制劑等。

（2）納米纖維

納米纖維指直徑為納米尺度而長(zhǎng)度較大的線狀材料。可用于：微導(dǎo)線、微光纖（未來(lái)量子計(jì)算機(jī)與光子計(jì)算機(jī)的重要元件）材料；新型激光或發(fā)光二極管材料等。靜電紡絲法是目前制備無(wú)機(jī)物納米纖維的一種簡(jiǎn)單易行的方法。

（3）納米膜

納米膜分為顆粒膜與致密膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起，中間有極為細(xì)小的間隙的薄膜。致密膜指膜層致密但晶粒尺寸為納米級(jí)的薄膜。可用于：氣體催化（如汽車(chē)尾氣處理）材料；過(guò)濾器材料；高密度磁記錄材料；光敏材料；平面顯示器材料；超導(dǎo)材料等。

（4）納米塊體

納米塊體是將納米粉末高壓成型或控制金屬液體結(jié)晶而得到的納米晶粒材料。主要用途為：超高強(qiáng)度材料；智能金屬材料等。

4 納米材料的應(yīng)用

由于納米材料是由相當(dāng)于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小單元組成，也正因?yàn)檫@樣，納米材料具有了一些區(qū)別于相同化學(xué)元素形成的其他物質(zhì)材料特殊的物理或是化學(xué)特性例如：其力學(xué)特性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性[8]、熱學(xué)特性等，這些特性在當(dāng)前飛速發(fā)展的各個(gè)科技領(lǐng)域內(nèi)得到了應(yīng)用。

5 納米材料的前景

納米科學(xué)是一門(mén)將基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)集于一體的新興科學(xué)，主要包括納米電子學(xué)、納米材料學(xué)和納米生物學(xué)等。納米材料的應(yīng)用涉及到各個(gè)領(lǐng)域，21世紀(jì)將是納米技術(shù)的時(shí)代。納米科學(xué)技術(shù)的誕生，將對(duì)人類(lèi)社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并有可能從根本上解決人類(lèi)面臨的許多問(wèn)題，特別是能源、人類(lèi)健康和環(huán)境保護(hù)等重大問(wèn)題。

21世紀(jì)初的主要任務(wù)是依據(jù)納米材料各種新穎的物理和化學(xué)特性，設(shè)計(jì)出各種新型的材料和器件。通過(guò)納米材料科學(xué)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品的改性，增加其高科技含量以及發(fā)展納米結(jié)構(gòu)的新型產(chǎn)品，目前已出現(xiàn)可喜的苗頭，具備了形成21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)的基礎(chǔ)。納米材料將成為材料科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)大放異彩的明星展現(xiàn)在新材料、能源、信息等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮舉足輕重的作用。隨著其制備和改性技術(shù)的不斷發(fā)展，納米材料在精細(xì)化工和醫(yī)藥生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域會(huì)得到日益廣泛的應(yīng)用。

6 結(jié)束語(yǔ)

納米材料在21世紀(jì)高科技發(fā)展中占有重要地位。納米材料由于其無(wú)可挑剔的優(yōu)越性，已成為世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。其應(yīng)用已滲透到人類(lèi)生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，促使許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)得到改進(jìn)。世界發(fā)達(dá)國(guó)家的政府都在部署未來(lái)10～15年有關(guān)納米科技研究規(guī)劃。我國(guó)對(duì)納米材料的研究也取得了令世界矚目的、具有前沿性的科技成果。納米技術(shù)的開(kāi)發(fā)，納米材料的應(yīng)用，推動(dòng)了整個(gè)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，也給市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的商業(yè)機(jī)遇。

參考文獻(xiàn)

[1]孫紅慶.科技天地―計(jì)劃與市場(chǎng)探索[M]，2001/05

第7篇

研究納米材料和納米結(jié)構(gòu)的重要科學(xué)意義在于它開(kāi)辟了人們認(rèn)識(shí)自然的新層次，是知識(shí)創(chuàng)新的源泉。由于納米結(jié)構(gòu)單元的尺度（1～100urn）與物質(zhì)中的許多特征長(zhǎng)度，如電子的德布洛意波長(zhǎng)、超導(dǎo)相干長(zhǎng)度、隧穿勢(shì)壘厚度、鐵磁性臨界尺寸相當(dāng)，從而導(dǎo)致納米材料和納米結(jié)構(gòu)的物理、化學(xué)特性既不同于微觀的原子、分子，也不同于宏觀物體，從而把人們探索自然、創(chuàng)造知識(shí)的能力延伸到介于宏觀和微觀物體之間的中間領(lǐng)域。在納米領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)新規(guī)律，提出新概念，建立新理論，為構(gòu)筑納米材料科學(xué)體系新框架奠定基礎(chǔ)，也將極大豐富納米物理和納米化學(xué)等新領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)涵。世紀(jì)之交高韌性納米陶瓷、超強(qiáng)納米金屬等仍然是納米材料領(lǐng)域重要的研究課題；納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，異質(zhì)、異相和不同性質(zhì)的納米基元（零維納米微粒、一維納米管、納米棒和納米絲）的組合。納米尺度基元的表面修飾改性等形成了當(dāng)今納米材料研究新熱點(diǎn)，人們可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法設(shè)計(jì)納米結(jié)構(gòu)原理性器件以及納米復(fù)合傳統(tǒng)材料改性正孕育著新的突破。

1研究形狀和趨勢(shì)

納米材料制備和應(yīng)用研究中所產(chǎn)生的納米技術(shù)很可能成為下一世紀(jì)前20年的主導(dǎo)技術(shù)，帶動(dòng)納米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。世紀(jì)之交世界先進(jìn)國(guó)家都從未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略高度重新布局納米材料研究，在千年交替的關(guān)鍵時(shí)刻，迎接新的挑戰(zhàn)，抓緊納米材料和柏米結(jié)構(gòu)的立項(xiàng)，迅速組織科技人員圍繞國(guó)家制定的目標(biāo)進(jìn)行研究是十分重要的。

納米材料誕生州多年來(lái)所取得的成就及對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的影響和滲透一直引人注目。進(jìn)入90年代，納米材料研究的內(nèi)涵不斷擴(kuò)大，領(lǐng)域逐漸拓寬。一個(gè)突出的特點(diǎn)是基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的銜接十分緊密，實(shí)驗(yàn)室成果的轉(zhuǎn)化速度之快出乎人們預(yù)料，基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究都取得了重要的進(jìn)展。美國(guó)已成功地制備了晶粒為50urn的納米Cu的決體材料，硬度比粗晶Cu提高5倍；晶粒為7urn的Pd，屈服應(yīng)力比粗晶Pd高5倍；具有高強(qiáng)度的金屬間化合物的增塑問(wèn)題一直引起人們的關(guān)注，晶粒的納米化為解決這一問(wèn)題帶來(lái)了希望，納米金屬間化合物 FqsAJZCr室成果的轉(zhuǎn)化，到目前為止，已形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的幾家納米粉體產(chǎn)業(yè)，睦次鸚米氧化硅。氧化鈦、氮化硅核區(qū)個(gè)文的易實(shí)他借個(gè)緲陽(yáng)放寬在納米添加功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷改性方面也取得了很好的效果。 加至5億美元。這說(shuō)明納米材料和納米結(jié)構(gòu)的研究熱潮在下一世紀(jì)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)保持繼續(xù)發(fā)展的勢(shì)頭。

2國(guó)際動(dòng)態(tài)和發(fā)展戰(zhàn)略 斯頓大學(xué)于1998年制備成功量子磁盤(pán)，這種磁盤(pán)是由磁性納米棒組成的納米陣列體系，10－”bit／s尺寸的密度已達(dá)109bit／s，美國(guó)商家已組織有關(guān)人員迅速轉(zhuǎn)化，預(yù)計(jì)2005年市場(chǎng)為400億美元。1988年法國(guó)人首先發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應(yīng)，到1997年巨磁電阻為原理的納米結(jié)構(gòu)器件已在美國(guó)問(wèn)世，在磁存儲(chǔ)、磁記憶和計(jì)算機(jī)讀寫(xiě)磁頭將有重要的應(yīng)用前景。

最近美國(guó)柯達(dá)公司研究部成功地研究了一種即具有顏料又具有分子染料功能的新型納米粉體，預(yù)計(jì)將給彩色印橡帶來(lái)革命性的變革。納米粉體材料在橡膠、顏料、陶瓷制品的改性等方面很可能給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品注入新的高科技含量，在未來(lái)市場(chǎng)上占有重要的份額。納米材料在醫(yī)藥方面的應(yīng)用研究也使人矚目，正是這些研究使美國(guó)白宮認(rèn)識(shí)到納米材料和技術(shù)將占有重要的戰(zhàn)略地位。原因之二是納米材料和技術(shù)領(lǐng)域是知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的源泉，新的規(guī)律新原理的發(fā)現(xiàn)和新理論的建立給基礎(chǔ)科學(xué)提供了新的機(jī)遇，美國(guó)計(jì)劃在這個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究獨(dú)占“老大”的地位。 為了使中國(guó)科學(xué)院在世紀(jì)之交乃至下一世紀(jì)在納米材料和技術(shù)研究在國(guó)際上占有一席之地，在國(guó)際市場(chǎng)上占有一份額，從前瞻性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性來(lái)考慮應(yīng)該成立中國(guó)科學(xué)院納米材料和技術(shù)研究中心，建議北方成立一個(gè)以物質(zhì)科學(xué)中心為基礎(chǔ)的研究中心（包括金屬研究所），在南方建立一個(gè)以合肥地區(qū)中國(guó)科學(xué)院固體物理所和中國(guó)科技大學(xué)為基礎(chǔ)的研究中心，主要任務(wù)是以基礎(chǔ)研究為主，做好基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的銜接和成果的轉(zhuǎn)化。 3國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

我國(guó)納米材料研究始于80年代末，“八五”期間，“納米材料科學(xué)”列入國(guó)家攀登項(xiàng)目。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家教委分別組織了8項(xiàng)重大、重點(diǎn)項(xiàng)目，組織相關(guān)的科技人員分別在納米材料各個(gè)分支領(lǐng)域開(kāi)展工作，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)還資助了20多項(xiàng)課題，國(guó)家“863”新材料主題也對(duì)納米材料有關(guān)高科技創(chuàng)新的課題進(jìn)行立項(xiàng)研究。1996年以后，納米材料的應(yīng)用研究出現(xiàn)了可喜的苗頭，地方政府和部分企業(yè)家的介人，使我國(guó)納米材料的研究進(jìn)入了以基礎(chǔ)研究帶動(dòng)應(yīng)用研究的新局面。

目前，我國(guó)有60多個(gè)研究小組，有600多人從事納米材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，其中，承擔(dān)國(guó)家重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的和納米材料研究工作開(kāi)展比較早的單位有：中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、南京大學(xué)。中國(guó)科學(xué)院固體物理研究所、金屬研究所、物理研究所、中國(guó)科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所、清華大學(xué)，還有吉林大學(xué)烹北大學(xué)、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)。青島化工學(xué)院、華東師范大學(xué)＼華東理工大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院大連化學(xué)物理研究所、長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué) 近年來(lái)，我國(guó)在功能納米材料研究上取得了舉世矚目的重大成果，引起了國(guó)際上的關(guān)注。一是大面積定向碳管陣列合成：利用化學(xué)氣相法高效制備純凈碳納米管技術(shù)，用這種技術(shù)合成的納米管，孔徑基本一致，約20urn，長(zhǎng)度約100pm，納米管陣列面積達(dá)到 3mmX3mm。其定向排列程度高，碳納米管之間間距為100pm。這種大面積定向納米碳管陣列，在平板顯示的場(chǎng)發(fā)射陰極等方面有著重要應(yīng)用前景。這方面的文章發(fā)表在1996年的美國(guó)《科學(xué)》雜志上。二是超長(zhǎng)納米碳管制備：首次大批量地制備出長(zhǎng)度為2～3mm的超長(zhǎng)定向碳納米管列陣。這種超長(zhǎng)碳納米管比現(xiàn)有碳納米管的長(zhǎng)度提高1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。該項(xiàng)成果已發(fā)表于1998年8月出版的英國(guó)《自然》雜志上。英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》以“碳納米管進(jìn)入長(zhǎng)的階段”為題介紹了有關(guān)長(zhǎng)納米管的工作。三是氮化嫁納米棒制備：首次利用碳納米管作模板成功地制備出直徑為3～40urn、長(zhǎng)度達(dá)微米量級(jí)的發(fā)藍(lán)光氮化像一維納米棒，并提出了碳納米管限制反應(yīng)的概念。該項(xiàng)成果被評(píng)為1998年度中國(guó)十大科技新聞之一。四是硅襯底上碳納米管陣列研制成功，推進(jìn)碳納米管在場(chǎng)發(fā)射平面和納米器件方面的應(yīng)用。五是唯一維納米絲和納米電纜：應(yīng)用溶膠一凝膠與碳熱還原相結(jié)合的新方法，首次合成了碳化或（TaC）納米絲外包覆 絕緣體SIOZ和 TaC納米絲外包覆石墨的納米電纜，以及以S江納米絲為芯的納米電纜，當(dāng)前在國(guó)際上 僅少數(shù)研究組能合成這種材料。該成果研究論文在瑞典召開(kāi)的1998年第四屆國(guó)際納米會(huì)議宣讀后，許多外國(guó)科學(xué)家給予高度評(píng)價(jià)。六是用苯熱法制備納米氮化像微晶；發(fā)現(xiàn)了非水溶劑熱合成技術(shù)，首次在300℃左右制成粒度達(dá)30urn的氮化鋅微晶。還用苯合成制備氮化鉻（CrN）、磷化鉆（COZP）和硫化銻（Sb。S。）納米微晶，在1997年的《科學(xué)》雜志上。七是用催化熱解法制成納米金剛石；在高壓釜中用中溫（70℃）催化熱解法使四氯化碳和鈉反應(yīng)制備出金剛石納米粉，在1998年的《科學(xué)》雜志上。美國(guó)《化學(xué)與工程新聞》雜志還發(fā)表題為“稻草變黃金?從四氯化碳（CC14）制成金剛石”～文，予以高度評(píng)價(jià)。

第8篇

學(xué)貫中西 赤心報(bào)國(guó)促交流

朱教授作為海外留學(xué)杰出的歸國(guó)人才，2003年回國(guó)以后，為了適應(yīng)納米多學(xué)科交叉研究、聯(lián)合攻關(guān)和相應(yīng)人才培養(yǎng)新需要，他利用自己與澳大利亞和美國(guó)材料領(lǐng)域尤其是納米材料領(lǐng)域科學(xué)家有廣泛的學(xué)術(shù)合作關(guān)系和學(xué)術(shù)聯(lián)系，率先簽署了“中國(guó)―澳大利亞功能納米材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室合作協(xié)議”和“昆士蘭大學(xué)學(xué)術(shù)合作協(xié)議”，創(chuàng)建了我國(guó)目前在功能納米材料前沿領(lǐng)域唯一的中國(guó)-澳大利亞功能納米材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，打造了一個(gè)由院士、教授、副教授、博士后、博士及碩士生組成的研究團(tuán)隊(duì)（包括10余名中國(guó)科學(xué)院院士和澳大利亞聯(lián)邦教授院士組成的實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)），形成了一個(gè)有特色的、多學(xué)科交叉的納米研究國(guó)際合作和研究生聯(lián)合培養(yǎng)（尤其是聯(lián)合授予博士學(xué)位）平臺(tái)。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研究方向被集中在當(dāng)前納米材料界的熱點(diǎn)問(wèn)題：通過(guò)非平衡熱力學(xué)過(guò)程來(lái)可控制備、加工、改性、組裝納米結(jié)構(gòu)和器件。以超快過(guò)程新效應(yīng)和納米尺寸新效應(yīng)為理論基礎(chǔ)，以非平衡熱力學(xué)過(guò)程為工具，將不同材料整合或改性成一個(gè)全新的納米結(jié)構(gòu)或器件，實(shí)現(xiàn)其全新功能。

朱教授先后聯(lián)合澳洲和美國(guó)科學(xué)家申請(qǐng)合作研究項(xiàng)目10余項(xiàng)，聯(lián)合培養(yǎng)研究生10余名，邀請(qǐng)澳洲、美國(guó)等國(guó)知名院士、教授、專(zhuān)家來(lái)華訪問(wèn)、講學(xué)、交流、合作20多人次。共計(jì)實(shí)現(xiàn)了中澳、中美研究人員互訪交流合作近100人次，合作申請(qǐng)專(zhuān)利6項(xiàng)，30余篇，相關(guān)合作成果被重點(diǎn)推選在2010上海世博會(huì)澳大利亞-中國(guó)科技周上展示。

聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建與正式成立引起近100家行業(yè)媒體關(guān)注與報(bào)道，標(biāo)志著中澳雙方合作進(jìn)入一個(gè)新的歷史階段。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將聯(lián)合中澳雙方實(shí)驗(yàn)室技術(shù)力量，進(jìn)一步發(fā)揮中澳雙方實(shí)驗(yàn)室各自的優(yōu)勢(shì)和特長(zhǎng)，開(kāi)展納米科學(xué)與技術(shù)在生物能源、信息技術(shù)、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域中前沿戰(zhàn)略性的研究與應(yīng)用，推動(dòng)和促進(jìn)物理、化學(xué)、材料、生物醫(yī)學(xué)等學(xué)科的交叉發(fā)展，為發(fā)展我國(guó)的納米科學(xué)做出貢獻(xiàn)。同時(shí)在促進(jìn)亞太地區(qū)納米研究的國(guó)際交流與合作上扮演重要角色。

兢兢業(yè)業(yè)科研方面結(jié)碩果

1986年，朱教授在中國(guó)科學(xué)院固體物理所開(kāi)始納米材料研究，是中國(guó)為數(shù)不多最早開(kāi)展納米研究的科學(xué)家和國(guó)際功能納米材料領(lǐng)域青年學(xué)術(shù)帶頭人之一。親歷了納米材料科學(xué)和技術(shù)研究三個(gè)發(fā)展階段。在納米材料設(shè)計(jì)、制備、改性及納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面有二十余年的研究經(jīng)驗(yàn)。近十五年在澳大利亞國(guó)立大學(xué)、美國(guó)伊利諾大學(xué)香檳分校、阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、杰弗遜國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、Univ of Georgia的納米科學(xué)與工程中心及廈門(mén)大學(xué)等單位，用多種非平衡方法制備出納米粒子、納米膜、納米孔、多孔硅、納米球殼有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合結(jié)構(gòu)、納米線和納米管及其宏觀有序陣列等新型低維納米結(jié)構(gòu)（多種結(jié)構(gòu)屬首次發(fā)現(xiàn)），并對(duì)各種納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行了大量系統(tǒng)的電鏡原位和非原位觀察。發(fā)展了納米結(jié)構(gòu)亞穩(wěn)性新理論。工作得到Nature編委重視和許多位國(guó)際知名同行專(zhuān)家高度評(píng)價(jià)。

他認(rèn)為，納米結(jié)構(gòu)是一個(gè)非平衡的亞穩(wěn)結(jié)構(gòu)，具有很大不確定性，納米實(shí)驗(yàn)是一個(gè)長(zhǎng)期的、仍需不斷實(shí)踐的過(guò)程，納米研究不能僅停留在其表面現(xiàn)象或被其表面現(xiàn)象所迷惑，而是要深入系統(tǒng)探究其物理本質(zhì)。他首次指出現(xiàn)有數(shù)學(xué)工具和物理概念原理不再適用于非平衡、非線性、非對(duì)稱(chēng)有序納米現(xiàn)象的描述，納米學(xué)科研究本質(zhì)是對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科的不斷挑戰(zhàn)和突破過(guò)程，納米學(xué)科的建立必須是傳統(tǒng)學(xué)科的一個(gè)質(zhì)飛躍，這個(gè)突破飛躍不是依靠個(gè)人就能夠完成的，需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期甚至幾代人學(xué)術(shù)理論、科研實(shí)踐的長(zhǎng)時(shí)間積累。為了能全面系統(tǒng)證明他提出的“納尺寸（nanosize）”和“納時(shí)間（nanotime）”新概念和建立相應(yīng)的納米穩(wěn)定性新的理論體系，他目前手頭已積累大量實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和論文稿件，并沒(méi)有為了一時(shí)的功利和榮譽(yù)，而急于發(fā)表。

教書(shū)育人 桃李滿園爭(zhēng)天下

回國(guó)后，朱教授利用自己雙語(yǔ)和國(guó)外經(jīng)歷優(yōu)勢(shì), 每學(xué)年為廈門(mén)大學(xué)開(kāi)設(shè)并承擔(dān)了四門(mén)研究生雙語(yǔ)課程和一門(mén)本科生雙語(yǔ)課程。他已先后指導(dǎo)博士后2名、博士生5名（畢業(yè)一名）、碩士生10余名（畢業(yè)6名）、本科生畢業(yè)論文20余名。并在教學(xué)方面實(shí)現(xiàn)以下改革：1）他提倡培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、主動(dòng)性，強(qiáng)調(diào)要授予學(xué)生自己得到知識(shí)的方法，而不僅是知識(shí)的傳教；2）他采用中英文相結(jié)合的方式講解，授課形式不僅局限于講解，而且穿插形式靈活多變的學(xué)生自己講座、提問(wèn)和討論；3）他特別注意科研對(duì)教學(xué)的促進(jìn)與融合，通過(guò)教學(xué)研究與自己最新科研成果轉(zhuǎn)換，開(kāi)發(fā)、凝練了內(nèi)容新穎、方法靈活的開(kāi)放式創(chuàng)新性本科和研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程教學(xué)方式，自編課件, 把具基礎(chǔ)性、研究性、前沿性及學(xué)科最新發(fā)展成果引入到教學(xué)中來(lái)。其中, 朱賢方負(fù)責(zé)的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程在2007年獲得福建省省級(jí)精品課程稱(chēng)號(hào)，目前正在積極爭(zhēng)取申請(qǐng)國(guó)家省級(jí)精品課程。

朱教授極推動(dòng)和參與了廈門(mén)大學(xué)985工程建設(shè)論證申請(qǐng)、凝聚態(tài)物理省重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)申請(qǐng)、校院十一五211工程建設(shè)論證申請(qǐng)、校納米學(xué)科建設(shè)和其他學(xué)科建設(shè)工作。

另外，他以學(xué)術(shù)帶頭人身份申請(qǐng)和組建了廈門(mén)大學(xué)凝聚態(tài)物理國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科、物理系工程碩士、福建省材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、材料科學(xué)與工程系一級(jí)博士和碩士授權(quán)點(diǎn)、生物材料系博士和碩士授權(quán)點(diǎn)及電子工程系一級(jí)博士和碩士授權(quán)點(diǎn)、智能型生物醫(yī)用材料團(tuán)隊(duì)及光電子與信息技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

精勤不倦的他，而今仍?shī)^戰(zhàn)在教育第一線上……

第9篇

1、各國(guó)競(jìng)相出臺(tái)納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃

由于納米技術(shù)對(duì)國(guó)家未來(lái)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展及國(guó)防安全具有重要意義，世界各國(guó)（地區(qū)）紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動(dòng)器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃，以指導(dǎo)和推進(jìn)本國(guó)納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個(gè)國(guó)家制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃。一些國(guó)家雖然沒(méi)有專(zhuān)項(xiàng)的納米技術(shù)計(jì)劃，但其他計(jì)劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。

（1）發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)雄心勃勃

為了搶占納米科技的先機(jī)，美國(guó)早在2000年就率先制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃（NNI），其宗旨是整合聯(lián)邦各機(jī)構(gòu)的力量，加強(qiáng)其在開(kāi)展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開(kāi)發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月，美國(guó)國(guó)會(huì)又通過(guò)了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開(kāi)發(fā)法案》，這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計(jì)劃，從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開(kāi)。

日本政府將納米技術(shù)視為“日本經(jīng)濟(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域，并制定了多項(xiàng)措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源（人才、資金、設(shè)備）的落實(shí)。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實(shí)用性的研發(fā)，同時(shí)跨省廳重點(diǎn)推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研發(fā)。

歐盟在2002—2007年實(shí)施的第六個(gè)框架計(jì)劃也對(duì)納米技術(shù)給予了空前的重視。該計(jì)劃將納米技術(shù)作為一個(gè)最優(yōu)先的領(lǐng)域，有13億歐元專(zhuān)門(mén)用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識(shí)為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會(huì)還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略，目前，已確定了促進(jìn)歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個(gè)關(guān)鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢(shì)頭；加強(qiáng)研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施；從質(zhì)和量方面擴(kuò)大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù)；考慮社會(huì)因素，趨利避險(xiǎn)。另外，包括德國(guó)、法國(guó)、愛(ài)爾蘭和英國(guó)在內(nèi)的多數(shù)歐盟國(guó)家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計(jì)劃。

（2）新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體瞄準(zhǔn)先機(jī)

意識(shí)到納米技術(shù)將會(huì)給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)巨大的影響，韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體，為了保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國(guó)政府2001年制定了《促進(jìn)納米技術(shù)10年計(jì)劃》，2002年頒布了新的《促進(jìn)納米技術(shù)開(kāi)發(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)施規(guī)則》。韓國(guó)政府的政策目標(biāo)是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個(gè)主要技術(shù)領(lǐng)域，以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平；到2010年10年計(jì)劃結(jié)束時(shí)，韓國(guó)納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國(guó)和日本等領(lǐng)先國(guó)家的水平，進(jìn)入世界前5位的行列。

中國(guó)臺(tái)灣自1999年開(kāi)始，相繼制定了《納米材料尖端研究計(jì)劃》、《納米科技研究計(jì)劃》，這些計(jì)劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ)，以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標(biāo)，意在引領(lǐng)臺(tái)灣知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

（3）發(fā)展中大國(guó)奮力趕超

綜合國(guó)力和科技實(shí)力較強(qiáng)的發(fā)展中國(guó)家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家納米科技發(fā)展的勢(shì)頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國(guó)政府在2001年7月就了《國(guó)家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國(guó)家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)、國(guó)家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專(zhuān)門(mén)委員會(huì)。目前正在制定中的國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展綱要將明確中國(guó)納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國(guó)在目前和中長(zhǎng)期的研發(fā)任務(wù)，以便在國(guó)家層面上進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào)，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，爭(zhēng)取在幾個(gè)方面取得重要突破。鑒于未來(lái)最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù)，南非科技部正在制定一項(xiàng)國(guó)家納米技術(shù)戰(zhàn)略，可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過(guò)加大對(duì)從事材料科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)和項(xiàng)目的支持力度，加強(qiáng)材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。

2、納米科技研發(fā)投入一路攀升

納米科技已在國(guó)際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在無(wú)論是富裕的工業(yè)化大國(guó)還是渴望富裕的工業(yè)化中國(guó)家，都在對(duì)納米科學(xué)、技術(shù)與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據(jù)歐盟2004年5月的一份報(bào)告稱(chēng)，在過(guò)去10年里，世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術(shù)研究資金估計(jì)為20億歐元。這說(shuō)明，全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。

美國(guó)的公共納米技術(shù)投資最多。在過(guò)去4年內(nèi)，聯(lián)邦政府的納米技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元，2005年將增加到9.82億美元。更重要的是，根據(jù)《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開(kāi)發(fā)法》，在2005～2008財(cái)年聯(lián)邦政府將對(duì)納米技術(shù)計(jì)劃投入37億美元，而且這還不包括國(guó)防部及其他部門(mén)將用于納米研發(fā)的經(jīng)費(fèi)。

日本目前是僅次于美國(guó)的第二大納米技術(shù)投資國(guó)。日本早在20世紀(jì)80年代就開(kāi)始支持納米科學(xué)研究，近年來(lái)納米科技投入迅速增長(zhǎng)，從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元，而2004年還將增長(zhǎng)20%。

在歐洲，根據(jù)第六個(gè)框架計(jì)劃，歐盟對(duì)納米技術(shù)的資助每年約達(dá)7.5億美元，有些人估計(jì)可達(dá)9.15億美元。另有一些人估計(jì)，歐盟各國(guó)和歐盟對(duì)納米研究的總投資可能兩倍于美國(guó)，甚至更高。

中國(guó)期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達(dá)到2.4億美元左右；另外，地方政府也將支出2.4億～3.6億美元。中國(guó)臺(tái)灣計(jì)劃從2002～2007年在納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中投資6億美元，每年穩(wěn)中有增，平均每年達(dá)1億美元。韓國(guó)每年的納米技術(shù)投入預(yù)計(jì)約為1.45億美元，而新加坡則達(dá)3.7億美元左右。

就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國(guó)為2.4歐元，美國(guó)為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計(jì)劃，美國(guó)2006年的納米技術(shù)研發(fā)公共投資增加到人均5歐元，日本2004年增加到8歐元，因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢(shì)。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國(guó)為0.01%，日本為0.02%。

另外，據(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國(guó)魯克斯資訊公司2004年的一份年度報(bào)告稱(chēng)，很多私營(yíng)企業(yè)對(duì)納米技術(shù)的投資也快速增加。美國(guó)的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元，占全球私營(yíng)機(jī)構(gòu)38億美元納米技術(shù)投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元，占36%。歐洲的私營(yíng)機(jī)構(gòu)將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長(zhǎng)，納米技術(shù)的創(chuàng)新時(shí)代必將到來(lái)。

3、世界各國(guó)納米科技發(fā)展各有千秋

各納米科技強(qiáng)國(guó)比較而言，美國(guó)雖具有一定的優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)在尚無(wú)確定的贏家和輸家。

（1）在納米科技論文方面日、德、中三國(guó)不相上下

根據(jù)中國(guó)科技信息研究所進(jìn)行的納米論文統(tǒng)計(jì)結(jié)果，2000—2002年，共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學(xué)引文索引（SCI）》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長(zhǎng)，且增長(zhǎng)幅度較大，2001年和2002年的增長(zhǎng)率分別達(dá)到了30.22%和18.26%。

2000—2002年納米研究論文，美國(guó)以較大的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先于其他國(guó)家，3年累計(jì)論文數(shù)超過(guò)10000篇，幾乎占全部論文產(chǎn)出的30%。日本（12.76%）、德國(guó)（11.28%）、中國(guó)（10.64%）和法國(guó)（7.89%）位居其后，它們各自的論文總數(shù)都超過(guò)了3000篇。而且以上5國(guó)2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)出大都超過(guò)了1000篇，是納米研究最活躍的國(guó)家，也是納米研究實(shí)力最強(qiáng)的國(guó)家。中國(guó)的增長(zhǎng)幅度最為突出，2000年中國(guó)納米論文比例還落后德國(guó)2個(gè)多百分點(diǎn)，到2002年已經(jīng)超過(guò)德國(guó)，位居世界第三位，與日本接近。

在上述5國(guó)之后，英國(guó)、俄羅斯、意大利、韓國(guó)、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多，各國(guó)3年累計(jì)論文總數(shù)都超過(guò)了1000篇，且每年的論文數(shù)排位都可以進(jìn)入前10名。這5個(gè)國(guó)家可以列為納米研究較活躍的國(guó)家。

另外，如果歐盟各國(guó)作為一個(gè)整體，其論文量則超過(guò)36%，高于美國(guó)的29.46%。

（2）在申請(qǐng)納米技術(shù)發(fā)明專(zhuān)利方面美國(guó)獨(dú)占鰲頭

據(jù)統(tǒng)計(jì)：美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項(xiàng)關(guān)于納米技術(shù)的專(zhuān)利。其中最多的國(guó)家是美國(guó)（1454項(xiàng)），其次是日本（368項(xiàng)）和德國(guó)（118項(xiàng)）。由于專(zhuān)利數(shù)據(jù)來(lái)源美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局，所以美國(guó)的專(zhuān)利數(shù)量非常多，所占比例超過(guò)了60%。日本和德國(guó)分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國(guó)、韓國(guó)、加拿大、法國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣的專(zhuān)利數(shù)也較多，所占比例都超過(guò)了1%。

專(zhuān)利反映了研究成果實(shí)用化的能力。多數(shù)國(guó)家納米論文數(shù)與專(zhuān)利數(shù)所占比例的反差較大，在論文數(shù)最多的20個(gè)國(guó)家和地區(qū)中，專(zhuān)利數(shù)所占比例超過(guò)論文數(shù)所占比例的國(guó)家和地區(qū)只有美國(guó)、日本和中國(guó)臺(tái)灣。這說(shuō)明，很多國(guó)家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實(shí)力，但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究，而實(shí)用化能力較弱。

（3）就整體而言納米科技大國(guó)各有所長(zhǎng)

美國(guó)納米技術(shù)的應(yīng)用研究在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等領(lǐng)域快速發(fā)展。隨著納米技術(shù)在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應(yīng)用，目前美國(guó)納米研究熱點(diǎn)已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)納米技術(shù)已經(jīng)被列為美國(guó)國(guó)家的優(yōu)先科研計(jì)劃。在納米醫(yī)學(xué)方面，納米傳感器可在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)多種癌癥進(jìn)行早期診斷，而且，已能在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進(jìn)行早期診斷。2004年，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專(zhuān)門(mén)出臺(tái)了一項(xiàng)《癌癥納米技術(shù)計(jì)劃》，目的是將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標(biāo)；利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動(dòng)也是一個(gè)研究熱門(mén)，這對(duì)于研究艾滋病病毒、癌細(xì)胞等在人體內(nèi)的活動(dòng)情況非常有用，還可以用來(lái)檢測(cè)藥物對(duì)病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果，未來(lái)5～10年有望商業(yè)化。

雖然醫(yī)學(xué)納米技術(shù)正成為納米科技的新熱點(diǎn)，納米技術(shù)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的應(yīng)用仍然引人關(guān)注。美國(guó)科研人員正在加緊納米級(jí)半導(dǎo)體材料晶體管的應(yīng)用研究，期望突破傳統(tǒng)的極限，讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術(shù)是這一領(lǐng)域中最受關(guān)注的地方。不少科學(xué)家試圖利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)合成納米顆粒，并按照一定規(guī)則排列這些顆粒，使其成為體積小而運(yùn)算快的芯片。這種技術(shù)本來(lái)有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術(shù)。在光學(xué)新材料方面，目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長(zhǎng)度達(dá)到幾百微米的納米導(dǎo)線。

日本納米技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)實(shí)力強(qiáng)大，某些方面處于世界領(lǐng)先水平，但尚未脫離基礎(chǔ)和應(yīng)用研究階段，距離實(shí)用化還有相當(dāng)一段路要走。在納米技術(shù)的研發(fā)上，日本最重視的是應(yīng)用研究，尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外，日本開(kāi)發(fā)出多種不同結(jié)構(gòu)的納米材料，如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結(jié)構(gòu)、富勒結(jié)構(gòu)套富勒結(jié)構(gòu)、納米管套富勒結(jié)構(gòu)、酒杯疊酒杯狀結(jié)構(gòu)等。

在制造方法上，日本不斷改進(jìn)電弧放電法、化學(xué)氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法，同時(shí)積極開(kāi)發(fā)新的制造技術(shù)，特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細(xì)川公司展出的低溫連續(xù)燒結(jié)設(shè)備引起關(guān)注。它能以每小時(shí)數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復(fù)合的超微粒材料。東麗和三菱化學(xué)公司應(yīng)用大學(xué)開(kāi)發(fā)的新技術(shù)能把制造碳納米材料的成本減至原來(lái)的1／10，兩三年內(nèi)即可進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。

日本高度重視開(kāi)發(fā)檢測(cè)和加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡等的性能不斷提高，并涌現(xiàn)了諸如數(shù)字式顯微鏡、內(nèi)藏高級(jí)照相機(jī)顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品。科學(xué)家村田和廣成功開(kāi)發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置，能應(yīng)用于納米領(lǐng)域，在硅、玻璃、金屬和有機(jī)高分子等多種材料的基板上印制細(xì)微電路，是世界最高水平。

日本企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)積極在信息技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)為納米技術(shù)尋找用武之地，如制造單個(gè)電子晶體管、分子電子元件等更細(xì)微、更高性能的元器件和量子計(jì)算機(jī)，解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結(jié)構(gòu)等。不過(guò)，這些研究大都處于探索階段，成果為數(shù)不多。

歐盟在納米科學(xué)方面頗具實(shí)力，特別是在光學(xué)和光電材料、有機(jī)電子學(xué)和光電學(xué)、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導(dǎo)體、復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)材料、智能材料等方面的研究能力較強(qiáng)。

中國(guó)在納米材料及其應(yīng)用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多，主要以金屬和無(wú)機(jī)非金屬納米材料為主，約占80%，高分子和化學(xué)合成材料也是一個(gè)重要方面，而在納米電子學(xué)、納米器件和納米生物醫(yī)學(xué)研究方面與發(fā)達(dá)國(guó)家有明顯差距。

4、納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快

目前，納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業(yè)前景。據(jù)統(tǒng)計(jì)：2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到500億美元，2010年將達(dá)到14400億美元。為此，各納米技術(shù)強(qiáng)國(guó)為了盡快實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，都在加緊采取措施，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

美國(guó)國(guó)家科研項(xiàng)目管理部門(mén)的管理者們認(rèn)為，美國(guó)大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足，導(dǎo)致美國(guó)在該領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)應(yīng)用缺乏動(dòng)力，因此，嘗試建立一個(gè)由多所大學(xué)與大企業(yè)組成的研究中心，希望借此使納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國(guó)聯(lián)邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區(qū)建立一個(gè)“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”，以便及時(shí)有效地將納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項(xiàng)：一是進(jìn)行納米技術(shù)基礎(chǔ)研究；二是與大企業(yè)合作，使最新基礎(chǔ)研究成果盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計(jì)算、納米通訊、納米機(jī)械和納米電路等許多方面，其中不少研究成果將被率先應(yīng)用于美國(guó)國(guó)防工業(yè)。

美國(guó)的一些大公司也正在認(rèn)真探索利用納米技術(shù)改進(jìn)其產(chǎn)品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內(nèi)取得突破，并生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品。一個(gè)由專(zhuān)業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)組織組成的網(wǎng)絡(luò)在迅速擴(kuò)大，其目的是共享信息，促進(jìn)聯(lián)系，加速納米技術(shù)應(yīng)用。

日本企業(yè)界也加強(qiáng)了對(duì)納米技術(shù)的投入。關(guān)西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學(xué)及國(guó)立科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合，不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進(jìn)會(huì)議”，以大力促進(jìn)本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術(shù)研究所，試圖將納米技術(shù)融合進(jìn)各自從事的產(chǎn)業(yè)中。

歐盟于2003年建立納米技術(shù)工業(yè)平臺(tái)，推動(dòng)納米技術(shù)在歐盟成員國(guó)的應(yīng)用。歐盟委員會(huì)指出：建立納米技術(shù)工業(yè)平臺(tái)的目的是使工程師、材料學(xué)家、醫(yī)療研究人員、生物學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家能夠協(xié)同作戰(zhàn)，把納米技術(shù)應(yīng)用到信息技術(shù)、化妝品、化學(xué)產(chǎn)品和運(yùn)輸領(lǐng)域，生產(chǎn)出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產(chǎn)品，同時(shí)減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過(guò)建立納米技術(shù)工業(yè)平臺(tái)和增加納米技術(shù)研究投資使其在納米技術(shù)方面盡快趕上美國(guó)。