導語：如何才能寫好一篇納米技術研究，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：納米技術；食品科學；應用

一、納米技術

自從上個世紀90年代出現納米技術后，在納米技術領域的新概念、新名詞、新材料不斷涌現，使得人們對納米技術的理解不夠透徹，對其研究也處于初級階段。其實，納米技術是一門基礎研究與應用研究多學科交叉的科學，不管是在原子、分子或者是在超分子角度上對其分析，納米技術都堪稱是一項新的、空前的技術創(chuàng)新，對今后物理學的發(fā)展起著重要作用。納米技術的目標主要是根據納米結構所具有的特性和功能，結合人們的需求，對材料進行加工，并制造具有特定功能的產品，給人們帶來全新的技術革命。此外，在設計過程中在原子、分子的水平上運用納米技術進行材料設計，進而制造出具有全新性質和各種功能的材料，從而滿足人們日益增長的生活需求。

二、納米食品的概述

所謂納米食品，指的是在食品加工、生產或包裝過程中采用了納米技術手段的食品。但是，納米食品不僅僅是采用納米技術將食品的尺寸加工至納米級別，也涉及到通過納米技術對食品進行了改造從而改變食品性能的食品。從而使經過納米技術加工的食品在營養(yǎng)、吸收等方面會很大的提高，在這方面應用最廣泛主要有維生素制劑、鈣、硒等礦物質制劑、豆奶與納米添加營養(yǎng)素的鈣奶茶等。但是，由于人們對納米技術研究的局限性決定了納米食品也存在一些問題，從而使得納米食品的安全日益受到人們的關注。因為，在納米食品生產過程中主要采用球磨法使食品的尺寸變小而達到納米級別，從而不可避免地產生粉料污染，同時，納米技術給食品所帶來的危害與不利影響等，目前我們還無法預測，難以判斷納米材料是否對人體有害。目前，我國乃至國際上的納米食品行業(yè)還沒有形成一個統(tǒng)一的、有效的標準，無法對納米食品進行安全性評價，也不利于食品健康的管理與監(jiān)控。此外，據研究部分納米食品存在一些有害成分，采用球磨法對食品進行加工，所制備得到的納米粉末更容易進入細胞甚至細胞核內，進而對人體所產生的危害也沒有研究清楚。

三、納米技術在食品科學中的應用分析

1.微乳化技術和納米膠囊制備技術

所謂的微乳液，就是通過將兩種互不相溶的液體形成的吉布斯自由能最小、狀體均勻并且穩(wěn)定，各向同性、粒徑大小為l～100納米、外觀透明或半透明的分散體系，而制備該微乳液的技術也稱為微乳化技術。自從上個世紀末以來，人們加大對微乳理論和應用的研究，并將微乳化技術已應用于納米顆粒、微膠囊和納米膠囊的制備。采用納米技術，將微膠囊制備成具有粒徑大小在10～1 000納米尺寸的新型材料。由于納米膠囊顆粒微小，形成膠體溶液，易于分散和懸浮在水中，并形成清澈透明的液體，從而使所載的藥物或食品功能因子改變分布狀態(tài)而濃集于特定的靶組織，進而有利于提高療效的目的，增加藥品生產效率。

在食品包裝行業(yè)，納米技術的應用最為普遍，并且該技術能給人們帶來極大的利益。因為，在包裝材料過程中，只需加入一定的納米微粒就能夠有效地增加包裝材料的抗菌性能與密封效果，從而更好地為食品包裝提高質量安全保障。同時，在冰箱制造行業(yè)也能看到納米技術的應用情況，通過納米技術能夠有效地生產出一些抗菌性的冰箱，從而滿足人們日常生活需求。此外，由于納米材料的尺寸微?。{米級別），并體現出特殊的功能，在食品包裝過程中加入一定的納米微粒有利于改變對現有包裝材料的性能，從而進一步保證食品的安全。甚至已有不少人研究納米技術在玻璃和陶瓷容器等領域的應用，通過加入納米顆粒，可以有效地增加了脆性材料的韌性與強度，還可以有效地吸收紫外線防止塑料包裝由于時間過長而出現老化、變質等現象，進而增加食品包裝的使用壽命，促進食品包裝行業(yè)的發(fā)展。

2.納米技術在超細微粒和納米粒子制備中的應用

在當今的高新技術研究領域中，超細微粒尤其是納米粒子已經成為人們研究的熱門方向，并是當今急需加大研究投入的領域。經過超細化處理后的物質，粒子之間的接觸面積增大，比表面積也大大增加，界面能顯著提高，表面能會發(fā)生巨大變化，從而顯現出獨特的物理與化學性能。通常情況下，制備超細粒子的方法為超細碾磨法，例如市場上比較普遍的具有強抗氧化性的超細綠茶粉與具有強結合水能力的超細面粉等。研究表明，粒子越小越有助于人體的吸收消化，約1 000納米的超細綠茶粉呈現出較好的營養(yǎng)消化和吸收率，其營養(yǎng)價值大大超出普通的綠茶粉。又近年來迅速發(fā)展起來的新技術――超臨界流體制備超細微粒技術，也屬于納米技術制備超細粒子的范疇，該技術可以較準確地控制結晶過程，對粒子尺寸進行精確的控制，從而生產出的超細微粒粒徑小且粒度分布均勻，該技術在醫(yī)療藥物制造行業(yè)較為普遍，具有誘人的應用前景。

3.納米技術在食品檢測中的應用

隨著計算機技術的飛速發(fā)展，使得納米傳感器技術也得到了驚人的發(fā)展，并已在食品安全監(jiān)測中得到廣泛的應用。所謂納米生物傳感器技術，采用選擇性結合靶分子的生物探針，對食品進行安全監(jiān)測的技術。因為，納米材料本身就是非常敏感，對于不均勻的生物與化學物質反應靈敏，將納米技術與生物學、計算機技術、電子材料相結合，可以制備新型的傳感器件，并提高食品安全監(jiān)測效率。例如與生物芯片等技術結合，可以使分子檢測更加簡便、高效的納米生物傳感器。近年來，人們通過納米生物傳感器技術可以實現對食品安全、臨床診斷與治療的快速、有效、靈敏地檢測。例如，在傳統(tǒng)的檢測領域，尤其是監(jiān)測微量細菌時需要擴增或富集樣本中的目標菌，從而無形中增加監(jiān)測步驟，同時過程繁瑣而費時費力，然而，利用納米技術與表面等離子體共振、石英晶體微天平等研制而成的納米生物傳感器，不僅能夠大大減少檢測所需的時間，還可以提高檢測的靈敏度，進而提高監(jiān)測效率與精確度。

四、結語

綜上所述，由于納米材料發(fā)展比較晚，各方面的研究還不夠完善，納米技術也存在一些不足和缺陷。但是，這并不影響納米技術在食品工業(yè)中的應用，隨著人們對納米技術研究的不斷深入，我相信在不久的將來納米技術將會引發(fā)一場新的食品科學的革命，為食品行業(yè)帶來巨大的經濟效益與發(fā)展空間，也會使人們的飲食結構和生活方式發(fā)生巨大的變化，引領人們走進一個全新的食品行業(yè)，進而提在很大程度上提高人們的生活水平。

參考文獻：

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[關鍵詞]納米 光電 測控技術

納米科學與技術,有時簡稱為納米技術,是研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用。它主要包括納米材料、納米動力學、納米生物學和納米藥物學、納米電子學等四個方面。納米級材料工程是指用于納米技術的材料開發(fā),主要應用于功能織物、醫(yī)學生物工程、電子工業(yè)、催化劑、超微傳感器等幾個方面。納米級加工技術納米加工技術在納米技術的各領域也起著關鍵作用,包含機械加工、能量束加工、化學腐蝕以及掃描隧道顯微鏡加工等許多方法。然而,納米級的測控技術是制約納米技術發(fā)展的關鍵。

我國測控領域的科研人員經過四十多年長期探索,不斷研究,克服了各種困難,利用光、機、電、算多學科綜合,發(fā)展了一整套微/納米光電測控新技術,研制出新一代測控儀器,已經成功地應用于軍用、民用很多領域,取得了明顯效果。

一、納米光電測控技術

納米光電測控技術以納米計量光柵為核心元件,配以光電轉換、信號讀取、信號處理以及超精機械,形成各種測量儀器,可直接用于測量或控制長度、位移等多種幾何量。具有測量精度高、量程大、環(huán)境適應能力強、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。該項技術主要由傳感器和數顯裝置兩部分組成。利用該項技術所生產的產品具有自動求最大值、最小值、峰峰值、公英制轉換、置數、打印、復位、自檢等功能,同時還具有RS232串行通訊接口,與計算機、單片機等連接后可進行自動測量、自動數據處理和自動控制等優(yōu)點。納米測控技術包括納米級的測量技術和納米級的定位控制技術兩個方面。

1.納米測量技術

目前,納米級測量技術的主要發(fā)展方向有光干涉測量技術和掃描顯微技術等,以表面粗糙度和表面形貌等為測量對象。

(1) 光外差干涉儀

光外差探測是一種對光波振幅、頻率和相位調制信號的檢波方法,可以對于光強度調制信號。光外差干涉儀是使用兩種不同頻率的單色光作為測量光束和參考光束,通過光電探測器的混頻,輸出差頻信號(受光電探測器頻響的限制,頻差一般在100兆赫以內)的儀器。被測物體的變化如位移、振動、轉動、大氣擾動等引起的光波相位變化或多普勒頻移載于此差頻上,經解調即可獲得被測數據的儀器。目前,通常使用的干涉條紋圖的測量方法,在進行納米級測量時有非常大的局限性。因此利用外差干涉測量技術,可以得到0。1nm的空間分辨率,測量范圍可達50mm,促進了納米技術的進一步發(fā)展。

(2) X射線干涉儀

X射線干涉儀以非常穩(wěn)定的單晶硅晶格作為長度單位,可以實現亞納米精度的微位移測量。

可見光和縈外光的干涉條紋間距為數百納米,這種間距不易測量。而利用射線的超短波長干涉測量技術,可以實現0。005nm分辨率的位移測量,測量范圍可達200μm,是一種測量范圍大較易實現的納米級測量方法。近年來,又產生了X射線形貌測量儀,它采用掠人射角的射線來測量超光滑表面形貌。

(3) 激光頻率分裂測長

激光頻率分裂的值與分裂元件的位移有關。通過測頻率測位移,精度已達到1nm,進一步穩(wěn)定激光頻率可達到0.01nm,測量范圍為150μm。

(4) 掃描探針顯微(SPM)技術

SPM實際上是一個很大的家族,它包括掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、磁力顯微鏡、激光力顯微鏡、光子掃描隧道顯微鏡及掃描近場光學顯微鏡等等,利用它們可以用來測量非導體、磁性物質,甚至有機生物體的納米級表面。

掃描探針顯微(SPM)技術是在掃描隧道顯微鏡(STM)發(fā)明取得巨大成就的基礎上發(fā)展起來的各種新型顯微鏡。它們的原理都是通過檢測一個非常微小的探針(磁探針、靜電力探針、電流探針、力探針),與被測表面進行不接觸各種相互作用(電的相互作用、磁的相互作用、力的相互作用等),借助納米級的三維位移定位控制系統(tǒng),測出該表面的三維微觀立體形貌,在納米級的尺度上研究各種物質表面的結構以及各種相關的性質。

掃描探針顯微技術(SPM)具有以下特點:(1)具有原子級的高分辨率。STM的橫向分辨率可達到0.1nm,垂直表面方向分辨率可達0.01nm,這是目前所有顯微技術當中分辨率最高的。(2)可以觀察單個原子層的局部表面結構。STM觀察的是表面的一個或兩個原子層,即幾個納米的局域信息,而不是像光學顯微鏡和電子束顯微鏡只能獲得平均信息。(3) STM配合掃描隧道譜(STS),可以得到表面電子結構的有關信息,可以通過調節(jié)隧道結偏壓來觀察不同位置電子態(tài)密度分布,觀察電荷轉移的情況,還可以得到電子結構的信息。(4)STM可以實時、實空間地觀察表面的三維圖像。而不像其他,例如各種衍射方法所得到的只是倒易空間的圖像,不是實空間的,而且只有進行 “傅里葉變換”才能得到實空間圖像。(5) STM可以在不同條件下工作,例如真空、大氣、常溫、低溫、高溫、熔溫,不需要特別的制樣技術,而且探測過程對樣品無損傷,因而擴展了研究對象的范圍。(6) STM不僅可用于成像,還可以對表面的原子、吸附的原子或分子進行操縱,從而進行納米級加工,這是其他技術所不具備的一種功能。

2. 納米定位控制技術

在納米級加工與測量中,需要納米級的三維定位與控制。目前,用一個執(zhí)行元件來實現大范圍的納米級定位是比較困難的。因此,實際的定位機構多采用大位移用的執(zhí)行元件和納米級定位用的執(zhí)行元件相結合方式來實現。實現三維定位與控制,目前普遍采用壓電陶瓷致動器件,它在納米級的極小范圍內,通過控制系統(tǒng)能實現近似的三維驅動。此外,利用電致材料、靜電或磁軸承式結構,以及靜電致動的高精度定位控制技術,也向納米級精度發(fā)展,也可采用摩擦驅動裝置及絲杠定位元件,通過特殊的方法進行納米級的定位。

二、納米光電測控技術特點

光電測控技術采用的光電自動測量方法是為適應我國高速發(fā)展的測控領域的現狀而逐步研究、開發(fā)形成的,并以其獨特的優(yōu)點逐步成為當今世界范圍內的一種新型、高精度的測試手段。它采用現代高科技手段,測試精度涵蓋了微米、亞納米及納米領域。

這種新型測控技術,具有許多重要的特點:

(1)首先,它的應用覆蓋面特別寬,既可用于微米、亞微米量級,也可用于納米量級;既可用于傳統(tǒng)機械、傳統(tǒng)儀器的更新改造,又可用于尖端科技的高層突破;

(2)其次,技術上綜合性很強,光、機、電、算容為一體,具備了純機械、純電學、純光學等傳統(tǒng)測量技術很難達到的優(yōu)越性;

(3)再次,它的應用范圍特別寬廣,軍用上,如常規(guī)武器的改造提高;航空航天的各種測控等;民用上,傳統(tǒng)產業(yè)上的更新改造、制造業(yè)的技術提高等。

三、最近研究成果

目前世界上已出現了一些能達到納米量級的測量儀器,但在測量范圍和實用性上尚不能完全滿足實際要求。中國青旅實業(yè)發(fā)展有限公司所屬標普納米測控技術有限公司開發(fā)的兩項科技成果在很大程度上彌補了這一領域存在的不足,對微/納米測控技術和相關領域的發(fā)展起到了促進作用。這不僅表明我國微/納米光電測控技術處于世界領先水平,而且對解決目前制約我國高新技術、傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展及新材料研制過程中的計量問題,推動世界精密計量儀器的升級換代也具有重要意義,同時標志著世界微/納米測控技術向更精微邁進了重要一步。

“納米測長儀”是一種通用長度傳感器,它的研制成功表明長度通用量具已經提高到了納米量級,并且從靜態(tài)人工讀數發(fā)展到數字化自動顯示。其數顯分辨率達到1納米,測量重復性(標準偏差)為0.8-1.2nm,在未作誤差修正的前提下,10mm測量范圍內示值誤差優(yōu)于±0.06μm。與國際上同類儀器相比,它在分辨率、重復性、準確度和短時穩(wěn)定性等主要技術指標上,都處于國際領先水平。它用途廣泛,技術獨特,生產成本遠低于國外同類產品,推廣應用前景廣闊。

“量塊快速檢測儀”是一種新型的量塊檢測儀器,它成功的將納米測長儀應用到量塊檢測上,將直接測量與比較測量結合起來,對名義尺寸10mm及10mm以下的量塊實現了直接測量。該儀器測量分辨率達到1nm,直接測量范圍10mm,比較測量范圍110mm,與國外同類儀器相比,主要技術指標達到了國際先進水平。該儀器還可以與計算機連接通訊,實現數據自動處理,從而提高了量塊檢驗速度,減輕了檢測人員的勞動強度。由于其對環(huán)境溫度不敏感,現有基層計量室不必提高溫控要求即可推廣使用。該儀器經濟實用,適合基層計量室檢測三等及三等以下量塊。該科技成果在納米光柵的制造與檢測、納米光柵的信號讀取、光電信號的高質量處理和超精機構的加工改進等四方面均具有獨創(chuàng)性,集光學、機械、電子、計算機多學科于一體,開發(fā)難度大。國內外多家科研單位曾致力于該種儀器的研究,但都沒能取得突破性進展。

四、結論與建議

納米光電測控技術的應用,將極大地促進我國新材料技術的研發(fā),對于各種新型材料的加工、檢測及生產高精度新型材料的機械設備的制造等都有著舉足輕重的意義。同時,納米光電測控技術解決了當代高新技術發(fā)展在測控方面面臨的十分棘手的難題,具有劃時代的意義。

參考文獻:

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【關鍵詞】納米SiO2；耐久性；強度

0.引言

混凝土是現代建筑結構的主要材料，它具有承重大，易成型，原材料廣泛、等優(yōu)點。但混凝土的自重大、抗拉強度低、脆性大等缺陷限制了其在一些方面的應用。納米材料是指顆粒尺寸在納米量級（1nm～100nm） 的超細材料，其尺寸大于原子簇而小于通常材料的微粉， 處在原子簇和宏觀物體交界的過度區(qū)域。納米材料由于其尺寸小且具有特殊的結構特征，從而具有以下效應：尺寸效應、量子隧道效應、表面效應和界面效應。納米礦粉主要包括納米SiO2，納米CaCO3和納米硅粉。普通硅酸鹽水泥顆粒粒徑，水泥內分布著10-100nm的凝膠孔，在水泥中摻入納米礦粉可以有效填充這些空隙，對于提高混凝土的抗?jié)B性和韌性起了很大作用。

1.納米混凝土力學性能的研究

研究表明SiO2（NS）的火山灰活性遠高于硅粉的火山灰活性，摻入NS的漿體存在流動性變小和凝結時間縮短的現象，同時NS的摻入能顯著提高混凝土的早期強度。NS摻入到硅酸鹽水泥中，其火山灰反應吸收了大量的Ca（OH）2進而促進了水泥水化，提高了水化開始時的放熱速率，并改善了水泥漿體的微觀結構，使水泥更加均勻密實[1]。納米CaCO3摻入到水泥材料中后起到了物理填充效應、水化效應和晶核效應，降低了水泥石內表面積，加快熟料早期水化速度，增加水泥石密實度，降低孔隙率，進而提高水泥石的抗壓強度。

黃政宇等[2]將未摻納米材料混凝土、摻納米SiO2混凝土和摻納米CaCO3混凝土三組試件做了對比試驗，實驗表明摻入納米SiO2的混凝土的抗壓強度提高4%，摻入納米CaCO3的混凝土養(yǎng)護28d抗壓強度比未摻假NC的混凝土提高了16.7%。同時他們得出摻加NS和NC的最佳量分別為0.5%和3%。試驗還得出摻入納米材料的混凝土流動性會降低。

郭保林、王寶民[3]對納米混凝土的性能進行了系統(tǒng)的試驗研究，他們認為摻入NS能提高混凝土早期強度，尤以7天時最顯著，此時摻入5%的NS比摻入3%的效果明顯，后期的強度也與NS摻入量有關，摻入5%的NS在60天時的強度小于基準混凝土強度，并得到摻加3%的NS對混凝土后期強度增加明顯。

唐小萍、魏秀瑛等[4]也做了類似的研究，試驗所用納米材料是SiO2和Al2O3，以三種不同的納米摻加量作為對比，結果表明摻入該納米混合材料后可提高混凝土3d、7d、28d抗壓強度20%、15%、10%。

2.納米混凝土抗?jié)B性能的研究

納米SiO2可以提高混凝土抗裂、抗?jié)B、抗凍等性能。研究表明： 納米SiO2可以改善混凝土的微觀結構和綜合性能，能夠封堵混凝土內部孔隙，增強其抗裂性，提高混凝土抗?jié)B、抗凍、抗化學侵蝕、抗沖磨等性能，從而提高水工混凝土的耐久性。

黃功學、謝曉鵬[5]將混凝土試件養(yǎng)護至28d，對試件一次加壓24h，用壓力機劈開試件，測量滲水高度?；炷量?jié)B性能隨著納米SiO2摻量的增加而提高；納米SiO2摻量為1%、3%、5%時混凝土的滲水高度比普通混凝土分別降低了19%、44%、61%。他們認為納米SiO2使混凝土中滲水通道堵塞或減少，混凝土的密實程度得到提高，降低了溶出蝕的危害。

杜應吉等[6]也做了相關實驗，他們將納米基混凝性劑摻入混凝土中，在電子顯微鏡下觀察發(fā)現混凝土內的大孔和微孔數量均大幅下降，使混凝土的的密實度提高，從而提高混凝土（砂漿）的抗?jié)B性。數據顯示摻入納米基混凝性劑的試件比相同配比的普通混凝土試件的抗?jié)B性提高了30%。

李晗等[7]試驗方法是將標準試件放入氯化Nacl中浸泡24h，取出試件烘干，循環(huán)10次。然后鉆取不同深度的混凝土試樣測定氯離子含量。2.5mm 深度NS 摻量0.5%，1.0%和2.0%氯離子含量分別為不摻NS 時的92.7%， 92.3%和91.9%，蘭成明等[9]也做了抗氯離子的滲透試驗，得到了基本相同的數據。

3.納米混凝土抗凍性能的研究

在嚴寒地區(qū)凍融循環(huán)是影響混凝土耐久性的因素之一，在實際應用中最關心的是混凝土的力學性能，因為強度損失直接關系到建筑物的使用性能及安全。因此研究混凝土的抗凍性能有著非常重要的現實意義。

杜應吉等[8]對于納米混凝土的抗凍性做了以下實驗：采用M7.5的試件，用慢凍法進行實驗，凍融15次后由電子顯微鏡圖片對比發(fā)現摻入納米材料后極大改善了混凝土內部結構，封堵了孔徑小于150nm的微孔。使得混凝土的密實度大大增強，從而避免了由于孔隙水結冰膨脹而產生裂縫導致的混凝土結構破壞。

仲曉琳、李順凱[9]研究納米材料對混凝土的抗凍性能試驗采用空白樣與摻量0.75%納米材料的試樣對比，在-10℃條件下做25次凍融循環(huán)。測試結果顯示摻0.75%納米材料的混凝土，經25次凍融循環(huán)后混凝土的強度損失率為3.2%，而空白樣強度損失率為8.6%?？梢?，摻入0.75%的納米材料可以明顯地改善混凝土的抗凍性能。

黃功學、謝曉鵬[5]也針對納米混凝土抗凍性做了實驗研究。數據結果顯示，混凝土動彈性模量損失隨著納米SiO2摻量的增加而減小； 當凍融循環(huán)150 次時，納米SiO2摻量為0、1%、3%、5% 時混凝土的動彈性模量損失為27.3%、14.9%、7.0%、3.3%。

4.納米混凝土研究趨勢

上述已表明， 納米礦粉（納米SiO2、納米CaCO3等）的摻入對混凝土的強度及耐久性等性能有明顯的改善作用，但目前納米礦粉的價格很高， 這就限制了它們在混凝土中的實際應用，需要進一步在納米混凝土的制備技術方面研究探索以降低其成本。再有就是納米材料在水泥中難以達到均勻分散，摻入后易結團，在一定程度上限制了混凝土強度的提高，因此，如何改善納米粒子的分散性，使其在混凝土中均勻的分散以更大的提高混凝土的強度是需要更進一步研究的問題。

【參考文獻】

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關鍵詞：功能性紡織品 納米技術開發(fā) 應用 研究

前言

傳統(tǒng)的紡織企業(yè)被發(fā)達國家逐漸淘汰，目前，先進的科學技術已經替代了傳統(tǒng)紡織企業(yè)。納米技術、生物技術、信息技術等新型的技術在紡織品制造中應用，能夠有效的完善紡織品的功能。其中基于納米技術下的紡織品的市場需求量逐漸增加。如，納米領跑、納米羊絨衫、納米保暖內衣等產品市場前景光明，為了拓展的紡織品市場，需要深入的研究納米技術應用。

一、功能性紡織品加工方法與發(fā)展思路

（一）功能性紡織品加工方法

功能性紡織品加工的方法比較多，常見的方法有以下幾種：第一，基于新的原料仿制功能性纖維。該種方法中所提到的新材料是指蝦、蟹、昆蟲殼中所提煉出來的纖維。此外還有自然界中的竹炭纖維、竹原纖維；第二，對紡織品的化學改性處理，該種方法是在原始的材料基礎上應用化學材料進行材料的性質改變，最終使得紡織品原液中的摻入功能劑；第三，應用新型的紡絲技術，該種技術下所生產出來的紡絲比較柔軟，并且表面上的纖維功能被優(yōu)化；第四，基于后整理的纖維織物功能優(yōu)化，應用功能性整理劑對紡織品進行后整理的方式，能夠賦予紡織品新的功能。

（二）功能性紡織品發(fā)展思路

功能性紡織品的產生，以人們的生活需求，社會的發(fā)展需求為核心，在未來，其發(fā)展道路更加的寬廣。在發(fā)展功能性紡織品環(huán)節(jié)中，首先需要強化基礎科學研究，其次，關注多學科、多領域以及相應產業(yè)鏈之間的合作與發(fā)展。第三，大力發(fā)展功能性紡織品市場。

二、納米技術在功能性紡織品加工中的應用

（一）仿荷葉效應防水材料

荷葉上的水珠不會浸濕荷葉，會聚積成為水珠，這樣的自然現象說明荷葉具有較好的防水性，該種現象對于功能性紡織材料的設計提供了新的思路。防水紡織品在人們的生活中應用廣泛，因此對于防水材料的研究比較關鍵。在電子顯微鏡下，蓮葉表面上覆蓋著無數尺寸約為10個Um的凸起包，并且在每個小凸起包上又布滿直徑約為的幾百nm的絨毛?；诤扇~表面的結構特征，使得其具備了較強的防水性能，該種結構為較為特殊的納米結構，研究人員在此基礎上研發(fā)出仿荷葉結構納米防水布。該種防水布借助其表面上凹凸不平的結構，能夠實現疏水疏油。

（二）仿“孔雀羽毛”結構的生色纖維

孔雀的羽毛色澤艷麗、美觀，將納米技術應用到功能性的紡織品加工中，通過分析孔雀時羽毛結構生色，總結出這樣結論：動物羽毛中的蛋白質晶體纖維會在自然光的照射下發(fā)生干涉，并且使得羽毛產生絢爛多彩的視覺色彩。為了借助納米技術仿造孔雀羽毛材料，采取對孔雀羽毛結構進行觀察的方式，了解其蛋白纖維的結構特征。在研究中發(fā)現孔雀羽毛的蛋白纖維、二維光子晶體結構產生過程比較特殊，是在積聚狀態(tài)下產生。在功能性紡織品研發(fā)中，應用納米技術，需要解決將nm單位的纖維設置在陽光折射率不同的尼龍材料中。該問題比較關鍵，需要在實際研究中，對重疊厚度設定中按照nm單位進行控制，那么，在這樣的設計下，就能夠制造出能夠發(fā)出紅、綠、藍、紫等四種顏色的紡織材料。該種材料與傳統(tǒng)的紡織材料相比，其實際的辨識度比較高，提升了紡織品的裝飾性。

（三）仿“小鳥絨毛”的中空纖維

鳥類的羽絨質軟，并且保暖性能較強，在羽絨服等御寒服裝中常見，但是該種羽絨材質造價比較高，因此，在紡織行業(yè)中運用納米技術研發(fā)出與小烏羽絨功能相似的中空纖維材料。該種纖維材料的產生為―種人工合成纖維，能夠有效的替代羽絨纖維材料，目前，該種材料已經成為了功能性紡織品中較為重點的材料。在絨毛纖維仿造中，借助虎皮鸚鵡的絨毛纖維特征進行生產，在研究中，通過虎皮鸚鵡絨毛纖維的電鏡照片，能夠發(fā)現絨毛細長，并且包含棱錐狀的附節(jié)?；谠摲N結構材料在實際應用，具有較好的方向性。在功能性紡織品生產中，借助膠原蛋白和靜電紡絲技術，能夠研制出一種兼具保暖性、蓬松性的產品。

（四）仿“蜘蛛絲”的防彈纖維

篇6

    如今非揮發(fā)性快閃存儲器在人們生活工作的各個領域都發(fā)揮著巨大的作用,其中局部俘獲型多晶硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅-硅(SONOS)存儲器因為可以通過多值/多位技術實現高密度存儲,而受到人們的廣泛的重視和深入的研究。但是隨著器件尺寸不斷縮小,當工藝節(jié)點縮小到納米量級后,在SONOS存儲器中實現多值多位存儲面臨著諸多挑戰(zhàn)。

    例如由于在編程擦除過程中注入的電子和空穴的空間分布不匹配性加速了器件耐受特性的退化;在納米SONOS存儲器中分別在源極與漏極實現兩位存儲時,這兩位相互間的干擾也變得更嚴重;同時人們對于存儲器在保持特性中電荷的主要流失機制也一直存在爭論。本篇論文主要針對在納米SONOS存儲器中出現的這些問題,通過對比傳統(tǒng)的溝道熱電子注入編程、脈沖激發(fā)襯底熱電子注入編程以及改進的襯底加正偏壓溝道熱電子注入編程,這三種局部注入編程方法在90nm SONOS存儲器中的耐受特性與保持特性,并利用測量電荷泵電流等表征方法來分析它們對納米SONOS存儲器多值多位存儲特性的提高。在耐受性實驗中,發(fā)現相對于傳統(tǒng)的溝道熱電子注入編程,另外兩種編程方法都有明顯改善,其中使用改進的襯底加正偏壓溝道熱電子注入編程方法的樣品耐受特性表現最好。這與用測量電荷泵電流等方法表征出其中殘余電荷最少的結果相一致,說明改進的襯底加正偏壓溝道熱電子注入編程方法有效地抑制了編程中二次離子注入,減少了存儲層中因為注入電荷分布不匹配引起的耐受特性退化。

    同時電子注入范圍變窄還抑制了第二位比特效應,我們將這種編程方法應用于4Bit/4Level操作中,發(fā)現樣品在經過10K次反復編程擦除后仍有著足夠大的編程窗口,并且將保持特性外推十年后仍然有足夠大的讀取窗口。同時這種編程方法還避免了襯底與漏極之間的PN結正偏降低了功耗,并且與產品編程中遞增步長脈沖編程方法相兼容。為研究器件在保持過程中主要的電荷流失機制,我們對比經過三種不同編程方法10K次編程擦除操作后樣品的保持特性,因為這三種編程方法中電子注入的空間分布不同,那么經過反復編程擦除操作后必然會造成存儲層中殘余電荷分布不同。假設電荷橫向遷移是主要流失機制,那么經歷長時間后,樣品的閾值漂移必然會有差別。但最終實驗結果中三者并沒有明顯的差異,而且對比在保持特性實驗前后三組樣品電荷泵電流曲線也沒有明顯的漂移,這與橫向遷移模型明顯矛盾。因此相對電荷橫向遷移,縱向電荷丟失對常溫下存儲器保持特性影響更大。

篇7

1、各國競相出臺納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計劃

由于納米技術對國家未來經濟、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區(qū)）紛紛將納米技術的研發(fā)作為21世紀技術創(chuàng)新的主要驅動器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計劃，以指導和推進本國納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術計劃，但其他計劃中也往往包含了納米技術相關的研發(fā)。

（1）發(fā)達國家和地區(qū)雄心勃勃

為了搶占納米科技的先機，美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術計劃（NNI），其宗旨是整合聯邦各機構的力量，加強其在開展納米尺度的科學、工程和技術開發(fā)工作方面的協(xié)調。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀納米技術研究開發(fā)法案》，這標志著納米技術已成為聯邦的重大研發(fā)計劃，從基礎研究、應用研究到研究中心、基礎設施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開。

日本政府將納米技術視為“日本經濟復興”的關鍵。第二期科學技術基本計劃將生命科學、信息通信、環(huán)境技術和納米技術作為4大重點研發(fā)領域，并制定了多項措施確保這些領域所需戰(zhàn)略資源（人才、資金、設備）的落實。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進從基礎性到實用性的研發(fā)，同時跨省廳重點推進能有效促進經濟發(fā)展和加強國際競爭力的研發(fā)。

歐盟在2002—2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術給予了空前的重視。該計劃將納米技術作為一個最優(yōu)先的領域，有13億歐元專門用于納米技術和納米科學、以知識為基礎的多功能材料、新生產工藝和設備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術戰(zhàn)略，目前，已確定了促進歐洲納米技術發(fā)展的5個關鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢頭；加強研發(fā)基礎設施；從質和量方面擴大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識轉化為產品和服務；考慮社會因素，趨利避險。另外，包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內的多數歐盟國家還制定了各自的納米技術研發(fā)計劃。

（2）新興工業(yè)化經濟體瞄準先機

意識到納米技術將會給人類社會帶來巨大的影響，韓國、中國臺灣等新興工業(yè)化經濟體，為了保持競爭優(yōu)勢，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府2001年制定了《促進納米技術10年計劃》，2002年頒布了新的《促進納米技術開發(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術開發(fā)實施規(guī)則》。韓國政府的政策目標是融合信息技術、生物技術和納米技術3個主要技術領域，以提升前沿技術和基礎技術的水平；到2010年10年計劃結束時，韓國納米技術研發(fā)要達到與美國和日本等領先國家的水平，進入世界前5位的行列。

中國臺灣自1999年開始，相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》，這些計劃以人才和核心設施建設為基礎，以追求“學術卓越”和“納米科技產業(yè)化”為目標，意在引領臺灣知識經濟的發(fā)展，建立產業(yè)競爭優(yōu)勢。

（3）發(fā)展中大國奮力趕超

綜合國力和科技實力較強的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達國家納米科技發(fā)展的勢頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國家納米科技指導協(xié)調委員會、國家納米科學中心和納米技術專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發(fā)展綱要將明確中國納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國在目前和中長期的研發(fā)任務，以便在國家層面上進行指導與協(xié)調，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢，爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術浪潮是納米技術，南非科技部正在制定一項國家納米技術戰(zhàn)略，可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對從事材料科學研究的科研機構和項目的支持力度，加強材料科學中具有廣泛應用前景的納米技術的研究和開發(fā)。

2、納米科技研發(fā)投入一路攀升

納米科技已在國際間形成研發(fā)熱潮，現在無論是富裕的工業(yè)化大國還是渴望富裕的工業(yè)化中國家，都在對納米科學、技術與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據歐盟2004年5月的一份報告稱，在過去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。私人的納米技術研究資金估計為20億歐元。這說明，全球對納米技術研發(fā)的年投資已達50億歐元。

美國的公共納米技術投資最多。在過去4年內，聯邦政府的納米技術研發(fā)經費從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《21世紀納米技術研究開發(fā)法》，在2005～2008財年聯邦政府將對納米技術計劃投入37億美元，而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經費。

日本目前是僅次于美國的第二大納米技術投資國。日本早在20世紀80年代就開始支持納米科學研究，近年來納米科技投入迅速增長，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20%。

在歐洲，根據第六個框架計劃，歐盟對納米技術的資助每年約達7.5億美元，有些人估計可達9.15億美元。另有一些人估計，歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國，甚至更高。

中國期望今后5年內中央政府的納米技術研究支出達到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。中國臺灣計劃從2002～2007年在納米技術相關領域中投資6億美元，每年穩(wěn)中有增，平均每年達1億美元。韓國每年的納米技術投入預計約為1.45億美元，而新加坡則達3.7億美元左右。

就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國為2.4歐元，美國為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計劃，美國2006年的納米技術研發(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。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國為0.01%，日本為0.02%。

另外，據致力于納米技術行業(yè)研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱，很多私營企業(yè)對納米技術的投資也快速增加。美國的公司在這一領域的投入約為17億美元，占全球私營機構38億美元納米技術投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元，占36%。歐洲的私營機構將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長，納米技術的創(chuàng)新時代必將到來。

3、世界各國納米科技發(fā)展各有千秋

各納米科技強國比較而言，美國雖具有一定的優(yōu)勢，但現在尚無確定的贏家和輸家。

（1）在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下

根據中國科技信息研究所進行的納米論文統(tǒng)計結果，2000—2002年，共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學引文索引（SCI）》收錄。納米研究論文數量逐年增長，且增長幅度較大，2001年和2002年的增長率分別達到了30.22%和18.26%。

2000—2002年納米研究論文，美國以較大的優(yōu)勢領先于其他國家，3年累計論文數超過10000篇，幾乎占全部論文產出的30%。日本（12.76%）、德國（11.28%）、中國（10.64%）和法國（7.89%）位居其后，它們各自的論文總數都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產出大都超過了1000篇，是納米研究最活躍的國家，也是納米研究實力最強的國家。中國的增長幅度最為突出，2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點，到2002年已經超過德國，位居世界第三位，與日本接近。

在上述5國之后，英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發(fā)表的論文數也較多，各國3年累計論文總數都超過了1000篇，且每年的論文數排位都可以進入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。

另外，如果歐盟各國作為一個整體，其論文量則超過36%，高于美國的29.46%。（2）在申請納米技術發(fā)明專利方面美國獨占鰲頭

據統(tǒng)計：美國專利商標局2000—2002年共受理2236項關于納米技術的專利。其中最多的國家是美國（1454項），其次是日本（368項）和德國（118項）。由于專利數據來源美國專利商標局，所以美國的專利數量非常多，所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數也較多，所占比例都超過了1%。

專利反映了研究成果實用化的能力。多數國家納米論文數與專利數所占比例的反差較大，在論文數最多的20個國家和地區(qū)中，專利數所占比例超過論文數所占比例的國家和地區(qū)只有美國、日本和中國臺灣。這說明，很多國家和地區(qū)在納米技術研究上具備一定的實力，但比較側重于基礎研究，而實用化能力較弱。

（3）就整體而言納米科技大國各有所長

美國納米技術的應用研究在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤等領域快速發(fā)展。隨著納米技術在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應用，目前美國納米研究熱點已逐步轉向醫(yī)學領域。醫(yī)學納米技術已經被列為美國國家的優(yōu)先科研計劃。在納米醫(yī)學方面，納米傳感器可在實驗室條件下對多種癌癥進行早期診斷，而且，已能在實驗室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進行早期診斷。2004年，美國國立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術計劃》，目的是將納米技術、癌癥研究與分子生物醫(yī)學相結合，實現2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標；利用納米顆粒追蹤活性物質在生物體內的活動也是一個研究熱門，這對于研究艾滋病病毒、癌細胞等在人體內的活動情況非常有用，還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果，未來5～10年有望商業(yè)化。

雖然醫(yī)學納米技術正成為納米科技的新熱點，納米技術在半導體芯片領域的應用仍然引人關注。美國科研人員正在加緊納米級半導體材料晶體管的應用研究，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是這一領域中最受關注的地方。不少科學家試圖利用化學反應來合成納米顆粒，并按照一定規(guī)則排列這些顆粒，使其成為體積小而運算快的芯片。這種技術本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術。在光學新材料方面，目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達到幾百微米的納米導線。

日本納米技術的研究開發(fā)實力強大，某些方面處于世界領先水平，但尚未脫離基礎和應用研究階段，距離實用化還有相當一段路要走。在納米技術的研發(fā)上，日本最重視的是應用研究，尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外，日本開發(fā)出多種不同結構的納米材料，如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結構、富勒結構套富勒結構、納米管套富勒結構、酒杯疊酒杯狀結構等。

在制造方法上，日本不斷改進電弧放電法、化學氣相合成法和激光燒蝕法等現有方法，同時積極開發(fā)新的制造技術，特別是批量生產技術。細川公司展出的低溫連續(xù)燒結設備引起關注。它能以每小時數千克的速度制造粒徑在數十納米的單一和復合的超微粒材料。東麗和三菱化學公司應用大學開發(fā)的新技術能把制造碳納米材料的成本減至原來的1／10，兩三年內即可進入批量生產階段。

日本高度重視開發(fā)檢測和加工技術。目前廣泛應用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學顯微鏡等的性能不斷提高，并涌現了諸如數字式顯微鏡、內藏高級照相機顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產品。科學家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置，能應用于納米領域，在硅、玻璃、金屬和有機高分子等多種材料的基板上印制細微電路，是世界最高水平。

日本企業(yè)、大學和研究機構積極在信息技術、生物技術等領域內為納米技術尋找用武之地，如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細微、更高性能的元器件和量子計算機，解析分子、蛋白質及基因的結構等。不過，這些研究大都處于探索階段，成果為數不多。

歐盟在納米科學方面頗具實力，特別是在光學和光電材料、有機電子學和光電學、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導體、復合材料、醫(yī)學材料、智能材料等方面的研究能力較強。

中國在納米材料及其應用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多，主要以金屬和無機非金屬納米材料為主，約占80%，高分子和化學合成材料也是一個重要方面，而在納米電子學、納米器件和納米生物醫(yī)學研究方面與發(fā)達國家有明顯差距。

4、納米技術產業(yè)化步伐加快

目前，納米技術產業(yè)化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業(yè)前景。據統(tǒng)計：2004年全球納米技術的年產值已經達到500億美元，2010年將達到14400億美元。為此，各納米技術強國為了盡快實現納米技術的產業(yè)化，都在加緊采取措施，促進產業(yè)化進程。

美國國家科研項目管理部門的管理者們認為，美國大公司自身的納米技術基礎研究不足，導致美國在該領域的開發(fā)應用缺乏動力，因此，嘗試建立一個由多所大學與大企業(yè)組成的研究中心，希望借此使納米技術的基礎研究和應用開發(fā)緊密結合在一起。美國聯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“納米科技成果轉化中心”，以便及時有效地將納米科技領域的基礎研究成果應用于產業(yè)界。該中心的主要工作有兩項：一是進行納米技術基礎研究；二是與大企業(yè)合作，使最新基礎研究成果盡快實現產業(yè)化。其研究領域涉及納米計算、納米通訊、納米機械和納米電路等許多方面，其中不少研究成果將被率先應用于美國國防工業(yè)。

美國的一些大公司也正在認真探索利用納米技術改進其產品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內取得突破，并生產出商業(yè)產品。一個由專業(yè)、商業(yè)和學術組織組成的網絡在迅速擴大，其目的是共享信息，促進聯系，加速納米技術應用。

日本企業(yè)界也加強了對納米技術的投入。關西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學及國立科研機構聯合，不久前又建立了“關西納米技術推進會議”，以大力促進本地區(qū)納米技術的研發(fā)和產業(yè)化進程；東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術研究所，試圖將納米技術融合進各自從事的產業(yè)中。

歐盟于2003年建立納米技術工業(yè)平臺，推動納米技術在歐盟成員國的應用。歐盟委員會指出：建立納米技術工業(yè)平臺的目的是使工程師、材料學家、醫(yī)療研究人員、生物學家、物理學家和化學家能夠協(xié)同作戰(zhàn)，把納米技術應用到信息技術、化妝品、化學產品和運輸領域，生產出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產品，同時減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術工業(yè)平臺和增加納米技術研究投資使其在納米技術方面盡快趕上美國。

篇8

關鍵詞：納米技術，技術應用，技術問題

引言：現在各種產品一直朝著集成化和微型化的方向發(fā)展，但不同的器件必然受到尺寸上的物理約束。納米材料的優(yōu)勢也因此凸顯，目前納米材料在磁、光、電、傳感等方面都有許多重要的應用[2]。但與其他新技術一樣，納米技術仍存在著不少問題。主要原因是部分企業(yè)對納米材料技術的期望過高，急功近利的思想導致忽略了它的弊端。

1 納米技術新應用的概述

1.1納米技術在制材上的新應用――納米陶瓷材料及高透明材料

在微米級基體中引入納米分散相進行復合，可使材料的斷裂強度、斷裂韌性大大提高，同時還可提高其硬度、彈性模量以及抗疲勞破壞性能。納米陶瓷材料正是利用這一點才得以廣泛的應用。由于納米微粒表面分率高，而且納米粒子的粒徑遠小于可見光的波長，因此具有很高的穿透性。于是各種高透明納米材料也應運而生。目前，國外已用納米級羰基鐵粉、鎳粉、鐵氧體粉末成功配制了軍事隱身涂料。

1.2 納米技術在電磁領域的新應用――磁性納米微粒

磁性納米微粒[3]由于尺寸小，具有單磁疇結構與矯頑力高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信噪比，改善圖像質量。磁性納米微粒除了上述應用外，還可作抗癌藥物磁性載體，細胞磁分離介質材料，復印機墨粉材料以及磁墨水和磁印刷材料。近幾年用鐵基納米晶巨磁阻抗材料研制的磁敏開關具有靈敏度高、體積小、響應快等優(yōu)點，廣泛用于自動控制、速度和位置測定、防盜報警系統(tǒng)和汽車導航、點火裝置等。

1.3納米技術在水泥材料中的應用――納米礦粉

混凝土是現代應用最廣泛、最重要的工程材料，利用納米技術和納米礦粉開發(fā)新型的混凝土可大幅度提高混凝土強度、施工性能和耐久性能。納米礦粉不但可以填充水泥的空隙，提高混凝土的流動度，更重要的是可改善混凝土中水泥石與骨料的界面結構，使混凝土強度、抗?jié)B性與耐久性均得以提高。

1.4其他應用[4]

利用離子交換復合工藝，使層狀無機納米材料在極性分子的作用下發(fā)生膨脹、層離，均勻分散在水介質中。他們在層間進行交換作用，抗菌或凈化成分進入層間后，把層與層撐開，在層間交替形成分子級支柱，從而形成各種不相同的納米復合抗菌材料、凈化空氣材料。這種納米復合抗菌材料和凈化空氣材料可凈化甲醛、苯等有害揮發(fā)物。利用納米技術還可開發(fā)可凈化二氧化碳并產生負離子具有森林功能的建材以及粘合劑及密封膠。將納米二氧化硅作為添加劑加到粘合劑和密封膠中，會大大提高粘結效果和密封性能。

2 納米技術的問題

盡管納米材料用途很廣，但由于過分強調納米技術的先進性，導致出現了一系列的問題。首先，由于納米材料的特殊性質，對生命健康和生態(tài)環(huán)境產生的負面效應和不確定性讓人擔憂。由于納米粒子無孔不入，在研發(fā)、生產、存儲、運輸等方面都有各種問題，而且其毒性還未知。它與其他物質的接觸面積很大，反應也會很劇烈。第二，對納米技術的盲目性導致了“納米熱”。近年來政府一直把“納米技術”列為發(fā)展重點，于是不少企業(yè)冒充納米企業(yè)，享受國家的優(yōu)惠稅收政策，并為了謀利推出“偽納米”產品。其導致的惡果是國家的有限資金不能有效地應用到真正的納米材料技術研究和開發(fā)中，嚴重影響了納米產業(yè)的發(fā)展。第三，雖然中國在納米技術的理論建立上取得了不少成績，但在研制開發(fā)與產業(yè)化的實踐中卻顯得力量不足。由于納米技術是高新技術，實際工程中，很多理論與定理都會有誤差，但這方面的專業(yè)人才緊缺，直接了導致納米技術研究的滯后。第四，納米技術作為高新技術，必須投入大量資金，但由于各種原因，往往不能取得相應的回報，資金大量流失，卻毫無成果。

3結論與展望

納米技術是對于未來經濟和社會的發(fā)展將產生重大影響的一種關鍵性前沿技術，這是世界各國科學家的共識。納米材料在各個科學領域都有著非常廣泛的應用前景?？深A料在不久的將來，納米技術不僅會推動產品的開發(fā)，還將改善人們的生活質量，改善人們的生活環(huán)境。在未來的15-20年內，與納米技術相關的產品市場規(guī)模將達1萬億美元，可見其前景廣闊。但是，由于納米材料自身處于發(fā)展階段，還有各種各樣的問題有待解決。在某種意義上，它還是一種不確定的技術，我們對它的認識也僅處于初始階段。如何構建一個既普遍有效，又能夠滿足和包容不同價值體系的納米技術準則，將成為納米技術今后發(fā)展面臨的一大挑戰(zhàn)。

參考文獻：

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篇9

這是一個小型印刷廠車間,面積只有70平方米左右,不到兩節(jié)地鐵車廂那么大。車間有七名女性和一名男性工人,每天的工作是將一種白色涂料噴到有機玻璃板上。

不幸很快就降臨在這些工人的身上:七名女工相繼發(fā)病,其中兩名女工去世。

在2009年9月號的《歐洲呼吸雜志》(European Respiratory Journal)上,首都醫(yī)科大學附屬朝陽醫(yī)院(下稱朝陽醫(yī)院)醫(yī)生宋玉果及其同事發(fā)表研究論文稱,上述女工“所患的可能是‘一種與納米材料有關的疾病’”。

這大概是全球首宗關于納米顆?？赡苤旅呐R床毒理病例報告。論文的發(fā)表,在國際學術界引發(fā)了一場小型“地震”。無論那些與納米技術有關的學術會議,還是科學新聞網站和科學家博客,中國女工之死和納米安全都是激烈爭論的話題。

噴涂車間悲劇

從研究論文披露的情況看,七位女工的年齡在18歲至47歲之間,平均不到30歲,在車間工作的時間從5個月至13個月不等。患病之前,她們的身體健康狀況良好。

2007年1月至2008年4月期間,這幾位女工被送到朝陽醫(yī)院職業(yè)病與中毒科救治。這個科室專業(yè)水準較高,其醫(yī)生經常被派往中國各個地方,協(xié)助處理血鉛超標、重金屬污染等職業(yè)安全事件。

女工們的癥狀比較類似。所有病人的肺部都受到嚴重損害,并且有胸腔積液,臉上、手上和胳膊也都出現了嚴重的瘙癢皮疹。其中,有四位女工體內的器官組織還面臨缺血缺氧的危險。

無論對于患者,還是對于醫(yī)生,治療過程都令人煎熬。胸腔積液反復出現,常用的治療方法均告失效。

最終,一名19歲的病人在接受外科手術16天之后去世;另外一名29歲的病人在癥狀出現后的第21個月,死于呼吸衰竭。

負責診斷和治療這些女工的,是朝陽醫(yī)院職業(yè)病與中毒科副主任醫(yī)師宋玉果。根據醫(yī)院網站的介紹,他多年來從事塵肺、有毒化學物中毒的診治和臨床研究。

宋玉果及其同事開始追究女工們患病的原因,并將嫌疑對象鎖定為那個印刷廠車間的工作環(huán)境。

該車間所使用的原料是一種象牙白色的聚合物材料――聚丙烯酸酯混合物。聚丙烯酸酯作為一種黏合劑,廣泛運用于建筑、印刷和裝修材料中,被認為毒性很低。不過,為了讓材料更加結實和耐磨,制造商有時會加入硅、鋅氧化物、二氧化鈦等金屬納米顆粒。

1納米等于1米的十億分之一,大致相當于人頭發(fā)絲直徑的數萬分之一。通常,粒徑在100納米以下的材料,均被稱為納米材料。

七名女工和一名男工被分為兩組,每天工作8個至12個小時。工人們每天要將大約6000克聚丙烯酸酯混合物,用勺子涂到機器的底盤上;這些混合物隨即被高壓噴射裝置噴涂在聚苯乙烯材質的有機玻璃板上;然后,有機玻璃板在75攝氏度至100攝氏度的溫度下被加熱烘干。

車間只有一扇門,沒有窗戶。噴射裝置附帶有一個燃氣排氣口,對噴涂過程中產生的煙霧起到一定的排除作用。

女工們發(fā)病以后,來自中國疾病預防控制中心、北京疾病預防控制中心、當地疾病預防控制中心的流行病學專家,以及朝陽醫(yī)院的醫(yī)生,對這家印刷廠的工作環(huán)境進行了調查。

在噴射裝置燃氣排氣口的吸氣口中,專家們找到了累積的塵埃粒子。女工們發(fā)病前五個月,燃氣排氣口發(fā)生了故障。由于室外溫度很低,車間的門也經常被關閉。專家們推斷,在這期間,車間內的空氣流動非常緩慢甚至處于靜止。

這些工人都是工廠附近的農民,沒有任何職業(yè)安全衛(wèi)生知識。她們所得到的惟一用來保護自己的工具,就是棉紗口罩。而且,她們工作時只是偶爾戴戴。

據工人們反映,在噴涂過程中,經常會有一些原料噴濺到他們的臉上和胳膊上。惟一的一名男性工人在工作三個多月后離開,并沒有顯示出任何癥狀。在其他車間工作的工人,其中包括女工們的親屬,也沒有出現類似癥狀。

研究論文沒有透露這家印刷廠的名稱及其所在地區(qū)。在朝陽醫(yī)院的辦公室,宋玉果也謝絕了《財經》記者的采訪。

女工之死謎團

在女工們的肺部和胸液中,均發(fā)現了直徑約30納米的顆粒。而這般尺寸和形態(tài)的顆粒,同樣存在于她們接觸的噴涂材料之中。

此外,女工們出現了罕見的非特異性間質性肺炎,以及奇特的肺部增生組織――異物肉芽腫等癥狀。這些癥狀與納米材料毒理的動物實驗結果相似。

宋玉果及其同事因此認為,很可能是納米顆粒導致這些女工發(fā)病甚至死亡。

但不少專家對這一結論持有保留態(tài)度。

9月1日至3日,在北京舉行的中國國際納米科技會議上,多位專家提及宋玉果及其同事的論文。

美國納米健康聯盟(Alliance for NanoHealth)主席、得克薩斯大學醫(yī)學中心教授毛羅法?拉利(Mauro Ferrari)告訴《財經》記者,這篇論文非常重要,但他不認同作者關于納米顆粒導致工人患病和死亡的分析。

法拉利說,要確定納米顆粒與疾病之間的關系,首先應該分析納米顆粒的組分,確認這些顆粒來自工作環(huán)境;即便病人肺部的納米顆粒來自工作環(huán)境,在沒有對照試驗的情況下,也很難證明這些納米顆粒一定是女工患病的罪魁禍首。

他還強調,這家印刷廠的工作環(huán)境惡劣而封閉,有毒化學品和氣體充斥其中,工人們又沒有好的保護措施。這些因素對于工人患病和死亡究竟有怎樣的作用,都值得推敲。

對于論文中的一個推論――納米顆粒進入工人身體的途徑是吸入和皮膚接觸,中國科學院納米生物效應與安全性重點實驗室主任趙宇亮表示,這并不總是正確的。他強調,通過吸入方式進人體內是可能的,但是納米顆粒穿過皮膚直接進入生物體內的證據還很少。

美國麻省大學洛厄爾分校健康與環(huán)境學院助理教授迪米特爾?貝羅(Dhimiter Bello)因故取消了行程,未能到北京參加此次學術會議。但他通過電郵對《財經》記者說,在工人肺部和工作環(huán)境中都發(fā)現納米顆粒,只能說明納米顆粒有可能是一個致病因素。實際上,從論文提供的信息來看,并不能排除其他的可能致病因素。例如,噴涂過程中用到的聚合物材料在高溫下的降解產物,也可能是主要或者惟一造成女工患病的原因。

在貝羅看來,這場悲劇或許不應歸咎于納米顆粒,而應怪罪車間內原始的、不人道的工作條件,“這是一次警醒,無論(悲劇)是否與納米顆粒相關,工作場所的暴露條件都應當被控制在安全范圍內。在這方面,中國還有很長的路要走?！?/p>

美國加州大學洛杉磯分校納米毒理研究中心主任安德烈?內奧教授(Andre Nel)也說,在這起事件中,工人們沒有得到應有的生產安全保障,政府部門應該負起監(jiān)督的責任,以保證生產過程中不會產生對人體和環(huán)境有害的物質。

實際上,論文本身也承認了研究存在局限:由于缺乏環(huán)境監(jiān)測數據,無法弄清印刷廠車間納米顆粒的濃度;納米顆粒的組成也不清楚。

此外,令宋玉果及其同事疑惑的是,究竟是特定的納米顆粒,還是所有納米顆粒都有可能致病?如果的確是納米顆粒導致那些女工患病,對其他在工作中也會接觸納米顆粒的工人來說,又意味著什么?

如今,關于女工之死的研究論文已經成為了納米技術研究者們的一個熱點話題。據《財經》記者了解,歐洲和美國還有科學家打算組成一個專家小組,到中國開展調研,并希望取到樣品回去研究。

誘人前景與安全隱患

不管納米顆粒是否被確認為幾位女工悲慘命運的元兇,納米技術的安全性問題都因此再度引發(fā)各界關注。

納米技術正在走進人們的生活。從一桶涂料、一瓶防曬霜到一件衣服,都有可能用到納米技術。

納米材料顆粒小、表面積巨大,會顯示出很多獨特的物理化學性質,從而在電子、光學、磁學、能源化工、生物醫(yī)學、環(huán)境保護等領域有巨大的應用前景。例如,很多納米材料都可用作涂料,替代那些強毒性的化學物質;用碳納米管等納米材料改良電池,可以推動電動汽車的發(fā)展,使電力更持久等。

紐約一家名為“盧克斯研究”的市場分析公司稱,2007年銷售的納米技術相關產品,價值約1470億美元。到2015年,這一數字可能突破3萬億美元。

納米技術在展現出誘人前景的同時,其安全性問題也進入了人們的視野。

隨著納米材料的大規(guī)模應用,研究人員和工人容易暴露在納米顆粒濃度較大的實驗室或生產車間之中。此外,普通公眾也可能暴露在納米顆粒之下:涂料、化妝品等產品中用到的納米材料,可能在產品損壞或分解時釋放。

這些納米顆粒物可能經過呼吸道吸入、胃腸道攝入、藥物注射等方式進入人體,并經過淋巴和血液循環(huán),轉運到全身各個器官。

根據多項流行病學研究,空氣中的細顆粒物,尤其是納米級別的顆粒物,濃度的大量增加會導致死亡率的增加。倫敦大霧曾經導致居民大量死亡,就是一個被經常引用的案例。

那么,人造的納米材料進入人體后,是否會導致特殊的生物效應,并對人體健康構成危害呢?從理論上說,納米物質由于尺寸小,與常規(guī)物質相比更容易透過人體的各道屏障;由于表面積大,也可能有更多毒害人體的方式。

朝陽醫(yī)院的宋玉果在8月31日《健康報》發(fā)表文章說,相關的動物實驗研究發(fā)現,許多納米物質具有明顯的毒性,其中研究較多的為碳納米管、納米二氧化鈦等。一些納米物質還被認為可致動物肺臟、肝臟、腎臟和血液系統(tǒng)等損傷。

對于與納米物質相關的疾病,宋玉果稱之為“納米相關物質疾病”。當然,他也表示,公眾不必為納米物質相關疾病感到恐慌,不是所有納米顆粒物都有毒性。

動物毒理性實驗的結果,也不能簡單地推到人的身上。但由于科學界對納米安全性的研究剛剛開始,幾乎沒有任何相關人體毒理性資料――這也是宋玉果及其同事的論文引起國際科學界高度關注的一個原因。

中國科學院納米生物效應與安全性重點實驗室主任趙宇亮告訴《財經》記者,目前開展過安全性研究的納米材料只有十幾種,還非常有限。但他相信,隨著研究隊伍的壯大和研究投入的加大,將來必定可以從大量的數據積累中尋找到一些規(guī)律。

在國際上,納米安全性研究的熱潮大約始于2003年?！犊茖W》和《自然》等著名學術雜志紛紛發(fā)表文章,探討納米材料與納米技術的安全問題:納米顆粒對人體健康、自然環(huán)境和社會安全等是否有潛在的負面影響。

這之后,各國明顯增加了納米安全性方面的研究。美國的國家納米技術計劃(NNI)將總預算的11%投入納米健康與環(huán)境研究。歐盟每年支持三個左右與此相關的項目,每個項目的經費規(guī)模在300萬至500萬歐元之間,而歐盟各個國家還有自己國內支持的納米安全性項目。

中國在極力推進納米技術研究和產業(yè)化的同時,也開展了納米安全性的研究。其中,中國科學院在2001年就開始籌建納米生物效應與安全性實驗室?？萍疾吭?006年啟動了為期五年的國家重點基礎研究發(fā)展計劃(即“973”計劃)項目“人造納米材料的生物安全性研究及解決方案探索”,經費2500萬元,首席科學家由趙宇亮擔任。

不過,趙宇亮告訴《財經》記者,與美國和歐盟相比,中國在納米安全性研究上的投入只是“一個零頭”。

政治決策與公共參與

中國科學家在納米安全性方面的研究工作,得到了國際同行的認可。其中,在每年召開的與納米毒理學相關的國際會議上,幾乎都會邀請中國科學家作大會報告。趙宇亮還與其他科學家共同主編了第一本納米毒理學英文專著。美國納米健康聯盟主席法拉利稱,中國科學家是納米毒理學研究領域的領導者之一。

不過,令趙宇亮感到尷尬的是,美國國家納米技術協(xié)調辦公室的官員曾經問他,包括美國、歐盟、英國、日本等很多國家的相關管理部門,都發(fā)表了對于納米技術安全性的調研報告、方針和策略,為什么中國沒有?對此,趙宇亮不知如何回答是好。

在美國和歐盟,納米技術及其安全性已經成為政治家們關心的話題之一。它們的環(huán)保部門、國家科學與技術委員會,以及其他政府研究機構,會通過白皮書等文件形式,發(fā)表政府層面對于納米安全性問題的見解。

其中,2001年,美國在國家科學技術委員會之下建立了國家納米技術協(xié)調辦公室,負責協(xié)調政府層面之間的納米研究計劃。而納米研究項目的成果,會通過這個辦公室反饋給其他政府機構,幫助科學研究去影響政府決策。

2009年3月,美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)還了一份有關納米技術的合作倡議。該局將與納米健康聯盟旗下的八個研究機構合作,以加快建立保障納米醫(yī)療產品安全可靠的有效體系。法拉利告訴《財經》記者,在實驗室研究結果與安全性評估的關聯,以及納米技術相關藥物的審批等方面,美國食品藥品監(jiān)督管理局都做了很多工作。

相比之下,納米安全性在中國似乎局限于科學研究的階段,政府部門仍然保持沉默。

對于納米技術的研究和產業(yè)化,各國都在積極支持。其原因正如美國《環(huán)境健康展望》雜志所稱,科學界普遍認為,納米材料和納米技術對于社會是十分有益的,能夠提供更好的藥物、更強更輕的產品、對環(huán)境更友好的能源和環(huán)境技術。

與此同時,為了獲得公眾對于納米技術發(fā)展的支持,各國也需要在納米安全性方面進行更多的研究,同時鼓勵公眾參與。在中國納米國際科技會議的閉幕式上,法拉利也特地呼吁加大公眾在納米安全性研究上的參與程度。

實際上,關于納米技術發(fā)展的“風險預防”原則,在歐洲和美國等地正深入人心――人們希望在納米技術等新技術的風險出現之前,盡可能地提前進行防范和干預。而公眾及早參與到納米技術研究和政策的討論,是“風險預防”實踐的關鍵環(huán)節(jié)之一。

英國杜倫大學風險研究所負責人菲爾?麥克納頓(Phil Macnaghten)教授告訴《財經》記者,要想避免納米技術重蹈轉基因技術的覆轍,讓公眾從“上游”參與討論影響納米技術的研究和政策,或許是一個有效的辦法。如果等到技術發(fā)展之后再讓公眾在“下游”參與,可能為時已晚,“很難改變公眾業(yè)已形成的印象和認識”。

篇10

【關鍵詞】納米材料；納米技術；應用

有人曾經預測在21世紀納米技術將成為超過網絡技術和基因技術的“決定性技術”，由此納米材料將成為最有前途的材料。世界各國相繼投入巨資進行研究，美國從2000年啟動了國家納米計劃，國際納米結構材料會議自1992年以來每兩年召開一次，與納米技術有關的國際期刊也很多。

一、納米材料的特殊性質

納米材料高度的彌散性和大量的界面為原子提供了短程擴散途徑，導致了高擴散率，它對蠕變，超塑性有顯著影響，并使有限固溶體的固溶性增強、燒結溫度降低、化學活性增大、耐腐蝕性增強。因此納米材料所表現的力、熱、聲、光、電磁等性質，往往不同于該物質在粗晶狀態(tài)時表現出的性質。與傳統(tǒng)晶體材料相比，納米材料具有高強度——硬度、高擴散性、高塑性——韌性、低密度、低彈性模量、高電阻、高比熱、高熱膨脹系數、低熱導率、強軟磁性能。這些特殊性能使納米材料可廣泛地用于高力學性能環(huán)境、光熱吸收、非線性光學、磁記錄、特殊導體、分子篩、超微復合材料、催化劑、熱交換材料、敏感元件、燒結助劑、劑等領域。

（一）力學性質

高韌、高硬、高強是結構材料開發(fā)應用的經典主題。具有納米結構的材料強度與粒徑成反比。納米材料的位錯密度很低，位錯滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其臨界位錯圈的直徑比納米晶粒粒徑還要大，增殖后位錯塞積的平均間距一般比晶粒大，所以納迷材料中位錯滑移和增殖不會發(fā)生，這就是納米晶強化效應。金屬陶瓷作為刀具材料已有50多年歷史，由于金屬陶瓷的混合燒結和晶粒粗大的原因其力學強度一直難以有大的提高。應用納米技術制成超細或納米晶粒材料時，其韌性、強度、硬度大幅提高，使其在難以加工材料刀具等領域占據了主導地位。使用納米技術制成的陶瓷、纖維廣泛地應用于航空、航天、航海、石油鉆探等惡劣環(huán)境下使用。

（二）磁學性質

當代計算機硬盤系統(tǒng)的磁記錄密度超過1.55Gb/cm2，在這情況下，感應法讀出磁頭和普通坡莫合金磁電阻磁頭的磁致電阻效應為3%，已不能滿足需要，而納米多層膜系統(tǒng)的巨磁電阻效應高達50%，可以用于信息存儲的磁電阻讀出磁頭，具有相當高的靈敏度和低噪音。目前巨磁電阻效應的讀出磁頭可將磁盤的記錄密度提高到1.71Gb/cm2。同時納米巨磁電阻材料的磁電阻與外磁場間存在近似線性的關系，所以也可以用作新型的磁傳感材料。高分子復合納米材料對可見光具有良好的透射率，對可見光的吸收系數比傳統(tǒng)粗晶材料低得多，而且對紅外波段的吸收系數至少比傳統(tǒng)粗晶材料低3個數量級，磁性比FeBO3和FeF3透明體至少高1個數量級，從而在光磁系統(tǒng)、光磁材料中有著廣泛的應用。

（三）電學性質

由于晶界面上原子體積分數增大，納米材料的電阻高于同類粗晶材料，甚至發(fā)生尺寸誘導金屬——絕緣體轉變（SIMIT）。利用納米粒子的隧道量子效應和庫侖堵塞效應制成的納米電子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特點，有可能在不久的將來全面取代目前的常規(guī)半導體器件。2001年用碳納米管制成的納米晶體管，表現出很好的晶體三極管放大特性。并根據低溫下碳納米管的三極管放大特性，成功研制出了室溫下的單電子晶體管。隨著單電子晶體管研究的深入進展，已經成功研制出由碳納米管組成的邏輯電路。

（四）熱學性質

納米材料的比熱和熱膨脹系數都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值，這是由于界面原子排列較為混亂、原子密度低、界面原子耦合作用變弱的結果。因此在儲熱材料、納米復合材料的機械耦合性能應用方面有其廣泛的應用前景。例如Cr-Cr2O3顆粒膜對太陽光有強烈的吸收作用，從而有效地將太陽光能轉換為熱能。

（五）光學性質

納米粒子的粒徑遠小于光波波長。與入射光有交互作用，光透性可以通過控制粒徑和氣孔率而加以精確控制，在光感應和光過濾中應用廣泛。由于量子尺寸效應，納米半導體微粒的吸收光譜一般存在藍移現象，其光吸收率很大，所以可應用于紅外線感測器材料。

（六）生物醫(yī)藥材料應用

納米粒子比紅血細胞（6～9nm）小得多，可以在血液中自由運動，如果利用納米粒子研制成機器人，注入人體血管內，就可以對人體進行全身健康檢查和治療，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物等，還可吞噬病毒，殺死癌細胞。在醫(yī)藥方面，可在納米材料的尺寸上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品納米材料粒子將使藥物在人體內的輸運更加方便。

二、納米技術現狀

目前在歐美日上已有多家廠商相繼將納米粉末和納米元件產業(yè)化，我國也在國際環(huán)境影響下創(chuàng)立了一（下轉第37頁）（上接第26頁）些影響不大的納米材料開發(fā)公司。美國2001年通過了“國家納米技術啟動計劃（NationalTechnologyInitiative）”，年度撥款已達到5億美圓以上。美國科技戰(zhàn)略的重點已由過去的國家通信基礎構想轉向國家納米技術計劃。布什總統(tǒng)上臺后，制定了新的發(fā)展納米技術的戰(zhàn)略規(guī)劃目標：到2010年在全國培養(yǎng)80萬名納米技術人才，納米技術創(chuàng)造的GDP要達到萬億美圓以上，并由此提供200萬個就業(yè)崗位。2003年，在美國政府支持下，英特爾、蕙普、IBM及康柏4家公司正式成立研究中心，在硅谷建立了世界上第一條納米芯生產線。許多大學也相繼建立了一系列納米技術研究中心。在商業(yè)上，納米技術已經被用于陶瓷、金屬、聚合物的納米粒子、納米結構合金、著色劑與化妝品、電子元件等的制備。

目前美國在納米合成、納米裝置精密加工、納米生物技術、納米基礎理論等多方面處于世界領先地位。歐洲在涂層和新儀器應用方面處于世界領先地位。早在“尤里卡計劃”中就將納米技術研究納入其中，現在又將納米技術列入歐盟2002——2006科研框架計劃。日本在納米設備和強化納米結構領域處于世界先進地位。日本政府把納米技術列入國家科技發(fā)展戰(zhàn)略4大重點領域，加大預算投入，制定了宏偉而嚴密的“納米技術發(fā)展計劃”。日本的各個大學、研究機構和企業(yè)界也紛紛以各種方式投入到納米技術開發(fā)大潮中來。

中國在上世紀80年代，將納米材料科學列入國家“863計劃”、和國家自然基金項目，投資上億元用于有關納米材料和技術的研究項目。但我國的納米技術水平與歐美等國的差距很大。目前我國有50多個大學20多家研究機構和300多所企業(yè)從事納米研究，已經建立了10多條納米技術生產線，以納米技術注冊的公司100多個，主要生產超細納米粉末、生物化學納米粉末等初級產品。

三、前景展望

經過幾十年對納米技術的研究探索，現在科學家已經能夠在實驗室操縱單個原子，納米技術有了飛躍式的發(fā)展。納米技術的應用研究正在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤4大領域高速發(fā)展?？梢灶A測：不久的將來納米金屬氧化物半導體場效應管、平面顯示用發(fā)光納米粒子與納米復合物、納米光子晶體將應運而生；用于集成電路的單電子晶體管、記憶及邏輯元件、分子化學組裝計算機將投入應用；分子、原子簇的控制和自組裝、量子邏輯器件、分子電子器件、納米機器人、集成生物化學傳感器等將被研究制造出來。

納米技術目前從整體上看雖然仍然處于實驗研究和小規(guī)模生產階段，但從歷史的角度看：上世紀70年代重視微米科技的國家如今都已成為發(fā)達國家。當今重視發(fā)展納米技術的國家很可能在21世紀成為先進國家。納米技術對我們既是嚴峻的挑戰(zhàn)，又是難得的機遇。必須加倍重視納米技術和納米基礎理論的研究，為我國在21世紀實現經濟騰飛奠定堅實的基礎。整個人類社會將因納米技術的發(fā)展和商業(yè)化而產生根本性的變革。