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

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關(guān)鍵詞：納米技術(shù)；食品科學(xué)；應(yīng)用

一、納米技術(shù)

自從上個(gè)世紀(jì)90年代出現(xiàn)納米技術(shù)后，在納米技術(shù)領(lǐng)域的新概念、新名詞、新材料不斷涌現(xiàn)，使得人們對納米技術(shù)的理解不夠透徹，對其研究也處于初級(jí)階段。其實(shí)，納米技術(shù)是一門基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究多學(xué)科交叉的科學(xué)，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(shù)都堪稱是一項(xiàng)新的、空前的技術(shù)創(chuàng)新，對今后物理學(xué)的發(fā)展起著重要作用。納米技術(shù)的目標(biāo)主要是根據(jù)納米結(jié)構(gòu)所具有的特性和功能，結(jié)合人們的需求，對材料進(jìn)行加工，并制造具有特定功能的產(chǎn)品，給人們帶來全新的技術(shù)革命。此外，在設(shè)計(jì)過程中在原子、分子的水平上運(yùn)用納米技術(shù)進(jìn)行材料設(shè)計(jì)，進(jìn)而制造出具有全新性質(zhì)和各種功能的材料，從而滿足人們?nèi)找嬖鲩L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(chǎn)或包裝過程中采用了納米技術(shù)手段的食品。但是，納米食品不僅僅是采用納米技術(shù)將食品的尺寸加工至納米級(jí)別，也涉及到通過納米技術(shù)對食品進(jìn)行了改造從而改變食品性能的食品。從而使經(jīng)過納米技術(shù)加工的食品在營養(yǎng)、吸收等方面會(huì)很大的提高，在這方面應(yīng)用最廣泛主要有維生素制劑、鈣、硒等礦物質(zhì)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(shù)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(guān)注。因?yàn)椋诩{米食品生產(chǎn)過程中主要采用球磨法使食品的尺寸變小而達(dá)到納米級(jí)別，從而不可避免地產(chǎn)生粉料污染，同時(shí)，納米技術(shù)給食品所帶來的危害與不利影響等，目前我們還無法預(yù)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(gè)統(tǒng)一的、有效的標(biāo)準(zhǔn)，無法對納米食品進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，也不利于食品健康的管理與監(jiān)控。此外，據(jù)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(jìn)行加工，所制備得到的納米粉末更容易進(jìn)入細(xì)胞甚至細(xì)胞核內(nèi)，進(jìn)而對人體所產(chǎn)生的危害也沒有研究清楚。

三、納米技術(shù)在食品科學(xué)中的應(yīng)用分析

1.微乳化技術(shù)和納米膠囊制備技術(shù)

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(shù)也稱為微乳化技術(shù)。自從上個(gè)世紀(jì)末以來，人們加大對微乳理論和應(yīng)用的研究，并將微乳化技術(shù)已應(yīng)用于納米顆粒、微膠囊和納米膠囊的制備。采用納米技術(shù)，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(jìn)而有利于提高療效的目的，增加藥品生產(chǎn)效率。

在食品包裝行業(yè)，納米技術(shù)的應(yīng)用最為普遍，并且該技術(shù)能給人們帶來極大的利益。因?yàn)?，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(zhì)量安全保障。同時(shí)，在冰箱制造行業(yè)也能看到納米技術(shù)的應(yīng)用情況，通過納米技術(shù)能夠有效地生產(chǎn)出一些抗菌性的冰箱，從而滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枨?。此外，由于納米材料的尺寸微?。{米級(jí)別），并體現(xiàn)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(xiàn)有包裝材料的性能，從而進(jìn)一步保證食品的安全。甚至已有不少人研究納米技術(shù)在玻璃和陶瓷容器等領(lǐng)域的應(yīng)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(qiáng)度，還可以有效地吸收紫外線防止塑料包裝由于時(shí)間過長而出現(xiàn)老化、變質(zhì)等現(xiàn)象，進(jìn)而增加食品包裝的使用壽命，促進(jìn)食品包裝行業(yè)的發(fā)展。

2.納米技術(shù)在超細(xì)微粒和納米粒子制備中的應(yīng)用

在當(dāng)今的高新技術(shù)研究領(lǐng)域中，超細(xì)微粒尤其是納米粒子已經(jīng)成為人們研究的熱門方向，并是當(dāng)今急需加大研究投入的領(lǐng)域。經(jīng)過超細(xì)化處理后的物質(zhì)，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(huì)發(fā)生巨大變化，從而顯現(xiàn)出獨(dú)特的物理與化學(xué)性能。通常情況下，制備超細(xì)粒子的方法為超細(xì)碾磨法，例如市場上比較普遍的具有強(qiáng)抗氧化性的超細(xì)綠茶粉與具有強(qiáng)結(jié)合水能力的超細(xì)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(xì)綠茶粉呈現(xiàn)出較好的營養(yǎng)消化和吸收率，其營養(yǎng)價(jià)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(shù)――超臨界流體制備超細(xì)微粒技術(shù)，也屬于納米技術(shù)制備超細(xì)粒子的范疇，該技術(shù)可以較準(zhǔn)確地控制結(jié)晶過程，對粒子尺寸進(jìn)行精確的控制，從而生產(chǎn)出的超細(xì)微粒粒徑小且粒度分布均勻，該技術(shù)在醫(yī)療藥物制造行業(yè)較為普遍，具有誘人的應(yīng)用前景。

3.納米技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得納米傳感器技術(shù)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(yīng)用。所謂納米生物傳感器技術(shù)，采用選擇性結(jié)合靶分子的生物探針，對食品進(jìn)行安全監(jiān)測的技術(shù)。因?yàn)椋{米材料本身就是非常敏感，對于不均勻的生物與化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)靈敏，將納米技術(shù)與生物學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子材料相結(jié)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(shù)結(jié)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(shù)可以實(shí)現(xiàn)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(lǐng)域，尤其是監(jiān)測微量細(xì)菌時(shí)需要擴(kuò)增或富集樣本中的目標(biāo)菌，從而無形中增加監(jiān)測步驟，同時(shí)過程繁瑣而費(fèi)時(shí)費(fèi)力，然而，利用納米技術(shù)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(shí)間，還可以提高檢測的靈敏度，進(jìn)而提高監(jiān)測效率與精確度。

四、結(jié)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(shù)也存在一些不足和缺陷。但是，這并不影響納米技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用，隨著人們對納米技術(shù)研究的不斷深入，我相信在不久的將來納米技術(shù)將會(huì)引發(fā)一場新的食品科學(xué)的革命，為食品行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益與發(fā)展空間，也會(huì)使人們的飲食結(jié)構(gòu)和生活方式發(fā)生巨大的變化，引領(lǐng)人們走進(jìn)一個(gè)全新的食品行業(yè)，進(jìn)而提在很大程度上提高人們的生活水平。

參考文獻(xiàn)：

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[關(guān)鍵詞]納米 光電 測控技術(shù)

納米科學(xué)與技術(shù),有時(shí)簡稱為納米技術(shù),是研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。它主要包括納米材料、納米動(dòng)力學(xué)、納米生物學(xué)和納米藥物學(xué)、納米電子學(xué)等四個(gè)方面。納米級(jí)材料工程是指用于納米技術(shù)的材料開發(fā),主要應(yīng)用于功能織物、醫(yī)學(xué)生物工程、電子工業(yè)、催化劑、超微傳感器等幾個(gè)方面。納米級(jí)加工技術(shù)納米加工技術(shù)在納米技術(shù)的各領(lǐng)域也起著關(guān)鍵作用,包含機(jī)械加工、能量束加工、化學(xué)腐蝕以及掃描隧道顯微鏡加工等許多方法。然而,納米級(jí)的測控技術(shù)是制約納米技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

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

一、納米光電測控技術(shù)

納米光電測控技術(shù)以納米計(jì)量光柵為核心元件,配以光電轉(zhuǎn)換、信號(hào)讀取、信號(hào)處理以及超精機(jī)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(yīng)能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。該項(xiàng)技術(shù)主要由傳感器和數(shù)顯裝置兩部分組成。利用該項(xiàng)技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品具有自動(dòng)求最大值、最小值、峰峰值、公英制轉(zhuǎn)換、置數(shù)、打印、復(fù)位、自檢等功能,同時(shí)還具有RS232串行通訊接口,與計(jì)算機(jī)、單片機(jī)等連接后可進(jìn)行自動(dòng)測量、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理和自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。納米測控技術(shù)包括納米級(jí)的測量技術(shù)和納米級(jí)的定位控制技術(shù)兩個(gè)方面。

1.納米測量技術(shù)

目前,納米級(jí)測量技術(shù)的主要發(fā)展方向有光干涉測量技術(shù)和掃描顯微技術(shù)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(diào)制信號(hào)的檢波方法,可以對于光強(qiáng)度調(diào)制信號(hào)。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(hào)(受光電探測器頻響的限制,頻差一般在100兆赫以內(nèi))的儀器。被測物體的變化如位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、大氣擾動(dòng)等引起的光波相位變化或多普勒頻移載于此差頻上,經(jīng)解調(diào)即可獲得被測數(shù)據(jù)的儀器。目前,通常使用的干涉條紋圖的測量方法,在進(jìn)行納米級(jí)測量時(shí)有非常大的局限性。因此利用外差干涉測量技術(shù),可以得到0。1nm的空間分辨率,測量范圍可達(dá)50mm,促進(jìn)了納米技術(shù)的進(jìn)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(shí)現(xiàn)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(shù)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(shù),可以實(shí)現(xiàn)0。005nm分辨率的位移測量,測量范圍可達(dá)200μm,是一種測量范圍大較易實(shí)現(xiàn)的納米級(jí)測量方法。近年來,又產(chǎn)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(guān)。通過測頻率測位移,精度已達(dá)到1nm,進(jìn)一步穩(wěn)定激光頻率可達(dá)到0.01nm,測量范圍為150μm。

(4) 掃描探針顯微(SPM)技術(shù)

SPM實(shí)際上是一個(gè)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(xué)顯微鏡等等,利用它們可以用來測量非導(dǎo)體、磁性物質(zhì),甚至有機(jī)生物體的納米級(jí)表面。

掃描探針顯微(SPM)技術(shù)是在掃描隧道顯微鏡(STM)發(fā)明取得巨大成就的基礎(chǔ)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(gè)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(jìn)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(jí)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(jí)的尺度上研究各種物質(zhì)表面的結(jié)構(gòu)以及各種相關(guān)的性質(zhì)。

掃描探針顯微技術(shù)(SPM)具有以下特點(diǎn):(1)具有原子級(jí)的高分辨率。STM的橫向分辨率可達(dá)到0.1nm,垂直表面方向分辨率可達(dá)0.01nm,這是目前所有顯微技術(shù)當(dāng)中分辨率最高的。(2)可以觀察單個(gè)原子層的局部表面結(jié)構(gòu)。STM觀察的是表面的一個(gè)或兩個(gè)原子層,即幾個(gè)納米的局域信息,而不是像光學(xué)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(jié)構(gòu)的有關(guān)信息,可以通過調(diào)節(jié)隧道結(jié)偏壓來觀察不同位置電子態(tài)密度分布,觀察電荷轉(zhuǎn)移的情況,還可以得到電子結(jié)構(gòu)的信息。(4)STM可以實(shí)時(shí)、實(shí)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(shí)空間的,而且只有進(jìn)行 “傅里葉變換”才能得到實(shí)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(shù),而且探測過程對樣品無損傷,因而擴(kuò)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(jìn)行操縱,從而進(jìn)行納米級(jí)加工,這是其他技術(shù)所不具備的一種功能。

2. 納米定位控制技術(shù)

在納米級(jí)加工與測量中,需要納米級(jí)的三維定位與控制。目前,用一個(gè)執(zhí)行元件來實(shí)現(xiàn)大范圍的納米級(jí)定位是比較困難的。因此,實(shí)際的定位機(jī)構(gòu)多采用大位移用的執(zhí)行元件和納米級(jí)定位用的執(zhí)行元件相結(jié)合方式來實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)三維定位與控制,目前普遍采用壓電陶瓷致動(dòng)器件,它在納米級(jí)的極小范圍內(nèi),通過控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)近似的三維驅(qū)動(dòng)。此外,利用電致材料、靜電或磁軸承式結(jié)構(gòu),以及靜電致動(dòng)的高精度定位控制技術(shù),也向納米級(jí)精度發(fā)展,也可采用摩擦驅(qū)動(dòng)裝置及絲杠定位元件,通過特殊的方法進(jìn)行納米級(jí)的定位。

二、納米光電測控技術(shù)特點(diǎn)

光電測控技術(shù)采用的光電自動(dòng)測量方法是為適應(yīng)我國高速發(fā)展的測控領(lǐng)域的現(xiàn)狀而逐步研究、開發(fā)形成的,并以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)逐步成為當(dāng)今世界范圍內(nèi)的一種新型、高精度的測試手段。它采用現(xiàn)代高科技手段,測試精度涵蓋了微米、亞納米及納米領(lǐng)域。

這種新型測控技術(shù),具有許多重要的特點(diǎn):

(1)首先,它的應(yīng)用覆蓋面特別寬,既可用于微米、亞微米量級(jí),也可用于納米量級(jí);既可用于傳統(tǒng)機(jī)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(shù)上綜合性很強(qiáng),光、機(jī)、電、算容為一體,具備了純機(jī)械、純電學(xué)、純光學(xué)等傳統(tǒng)測量技術(shù)很難達(dá)到的優(yōu)越性;

(3)再次,它的應(yīng)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(chǎn)業(yè)上的更新改造、制造業(yè)的技術(shù)提高等。

三、最近研究成果

目前世界上已出現(xiàn)了一些能達(dá)到納米量級(jí)的測量儀器,但在測量范圍和實(shí)用性上尚不能完全滿足實(shí)際要求。中國青旅實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司所屬標(biāo)普納米測控技術(shù)有限公司開發(fā)的兩項(xiàng)科技成果在很大程度上彌補(bǔ)了這一領(lǐng)域存在的不足,對微/納米測控技術(shù)和相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。這不僅表明我國微/納米光電測控技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平,而且對解決目前制約我國高新技術(shù)、傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展及新材料研制過程中的計(jì)量問題,推動(dòng)世界精密計(jì)量儀器的升級(jí)換代也具有重要意義,同時(shí)標(biāo)志著世界微/納米測控技術(shù)向更精微邁進(jìn)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(jīng)提高到了納米量級(jí),并且從靜態(tài)人工讀數(shù)發(fā)展到數(shù)字化自動(dòng)顯示。其數(shù)顯分辨率達(dá)到1納米,測量重復(fù)性(標(biāo)準(zhǔn)偏差)為0.8-1.2nm,在未作誤差修正的前提下,10mm測量范圍內(nèi)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(fù)性、準(zhǔn)確度和短時(shí)穩(wěn)定性等主要技術(shù)指標(biāo)上,都處于國際領(lǐng)先水平。它用途廣泛,技術(shù)獨(dú)特,生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于國外同類產(chǎn)品,推廣應(yīng)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(yīng)用到量塊檢測上,將直接測量與比較測量結(jié)合起來,對名義尺寸10mm及10mm以下的量塊實(shí)現(xiàn)了直接測量。該儀器測量分辨率達(dá)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(shù)指標(biāo)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。該儀器還可以與計(jì)算機(jī)連接通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理,從而提高了量塊檢驗(yàn)速度,減輕了檢測人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于其對環(huán)境溫度不敏感,現(xiàn)有基層計(jì)量室不必提高溫控要求即可推廣使用。該儀器經(jīng)濟(jì)實(shí)用,適合基層計(jì)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(hào)讀取、光電信號(hào)的高質(zhì)量處理和超精機(jī)構(gòu)的加工改進(jìn)等四方面均具有獨(dú)創(chuàng)性,集光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)多學(xué)科于一體,開發(fā)難度大。國內(nèi)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(jìn)展。

四、結(jié)論與建議

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

參考文獻(xiàn):

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篇3

>> 山區(qū)果園微噴灌溉節(jié)水技術(shù)研究 胰島素智能微針透皮給藥技術(shù)研究展望 納米光電測控技術(shù)研究 旱田節(jié)水灌溉技術(shù)研究 水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)研究 中深孔爆破技術(shù)研究 TSV通孔技術(shù)研究 深孔加工技術(shù)研究 半固態(tài)金屬成形技術(shù)研究 半干半濕法煙氣脫硫技術(shù)研究 油氣的膜處理技術(shù)研究 單骨孔與雙骨孔微創(chuàng)技術(shù)外科治療慢性硬膜下血腫的臨床療效對照研究 礦井深部高承壓含水層微裂隙雙液納米材料注漿技術(shù)研究 自制半透膜及滲析實(shí)驗(yàn)的改進(jìn) “滲透作用”實(shí)驗(yàn)中半透膜的選擇 納米孔金膜電極的制備及應(yīng)用 半速核電百萬汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈通風(fēng)孔倒角工藝技術(shù)研究 日光溫室茄子膜面集雨微灌施肥一體化技術(shù)研究 聚苯乙烯微納米纖維膜的液噴紡絲制備工藝研究 基于壓縮氣體施壓的納米壓印技術(shù)研究 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：.

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篇4

【關(guān)鍵詞】納米SiO2；耐久性；強(qiáng)度

0.引言

混凝土是現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的主要材料，它具有承重大，易成型，原材料廣泛、等優(yōu)點(diǎn)。但混凝土的自重大、抗拉強(qiáng)度低、脆性大等缺陷限制了其在一些方面的應(yīng)用。納米材料是指顆粒尺寸在納米量級(jí)（1nm～100nm） 的超細(xì)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(jié)構(gòu)特征，從而具有以下效應(yīng)：尺寸效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)、表面效應(yīng)和界面效應(yīng)。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(nèi)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(xué)性能的研究

研究表明SiO2（NS）的火山灰活性遠(yuǎn)高于硅粉的火山灰活性，摻入NS的漿體存在流動(dòng)性變小和凝結(jié)時(shí)間縮短的現(xiàn)象，同時(shí)NS的摻入能顯著提高混凝土的早期強(qiáng)度。NS摻入到硅酸鹽水泥中，其火山灰反應(yīng)吸收了大量的Ca（OH）2進(jìn)而促進(jìn)了水泥水化，提高了水化開始時(shí)的放熱速率，并改善了水泥漿體的微觀結(jié)構(gòu)，使水泥更加均勻密實(shí)[1]。納米CaCO3摻入到水泥材料中后起到了物理填充效應(yīng)、水化效應(yīng)和晶核效應(yīng)，降低了水泥石內(nèi)表面積，加快熟料早期水化速度，增加水泥石密實(shí)度，降低孔隙率，進(jìn)而提高水泥石的抗壓強(qiáng)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(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明摻入納米SiO2的混凝土的抗壓強(qiáng)度提高4%，摻入納米CaCO3的混凝土養(yǎng)護(hù)28d抗壓強(qiáng)度比未摻假NC的混凝土提高了16.7%。同時(shí)他們得出摻加NS和NC的最佳量分別為0.5%和3%。試驗(yàn)還得出摻入納米材料的混凝土流動(dòng)性會(huì)降低。

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

唐小萍、魏秀瑛等[4]也做了類似的研究，試驗(yàn)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(jié)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(qiáng)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(jié)構(gòu)和綜合性能，能夠封堵混凝土內(nèi)部孔隙，增強(qiáng)其抗裂性，提高混凝土抗?jié)B、抗凍、抗化學(xué)侵蝕、抗沖磨等性能，從而提高水工混凝土的耐久性。

黃功學(xué)、謝曉鵬[5]將混凝土試件養(yǎng)護(hù)至28d，對試件一次加壓24h，用壓力機(jī)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(shí)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(rèn)為納米SiO2使混凝土中滲水通道堵塞或減少，混凝土的密實(shí)程度得到提高，降低了溶出蝕的危害。

杜應(yīng)吉等[6]也做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，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(xiàn)混凝土內(nèi)的大孔和微孔數(shù)量均大幅下降，使混凝土的的密實(shí)度提高，從而提高混凝土（砂漿）的抗?jié)B性。數(shù)據(jù)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(yàn)方法是將標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(yàn)，得到了基本相同的數(shù)據(jù)。

3.納米混凝土抗凍性能的研究

在嚴(yán)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(shí)際應(yīng)用中最關(guān)心的是混凝土的力學(xué)性能，因?yàn)閺?qiáng)度損失直接關(guān)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(xiàn)實(shí)意義。

杜應(yīng)吉等[8]對于納米混凝土的抗凍性做了以下實(shí)驗(yàn)：采用M7.5的試件，用慢凍法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，凍融15次后由電子顯微鏡圖片對比發(fā)現(xiàn)摻入納米材料后極大改善了混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，封堵了孔徑小于150nm的微孔。使得混凝土的密實(shí)度大大增強(qiáng)，從而避免了由于孔隙水結(jié)冰膨脹而產(chǎn)生裂縫導(dǎo)致的混凝土結(jié)構(gòu)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(yàn)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(jié)果顯示摻0.75%納米材料的混凝土，經(jīng)25次凍融循環(huán)后混凝土的強(qiáng)度損失率為3.2%，而空白樣強(qiáng)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(xué)、謝曉鵬[5]也針對納米混凝土抗凍性做了實(shí)驗(yàn)研究。數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，混凝土動(dòng)彈性模量損失隨著納米SiO2摻量的增加而減?。?當(dāng)凍融循環(huán)150 次時(shí)，納米SiO2摻量為0、1%、3%、5% 時(shí)混凝土的動(dòng)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(qiáng)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(jià)格很高， 這就限制了它們在混凝土中的實(shí)際應(yīng)用，需要進(jìn)一步在納米混凝土的制備技術(shù)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(dá)到均勻分散，摻入后易結(jié)團(tuán)，在一定程度上限制了混凝土強(qiáng)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(qiáng)度是需要更進(jìn)一步研究的問題。

【參考文獻(xiàn)】

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3]郭保林，王寶民.摻納米二氧化硅高性能混凝土性能試驗(yàn)研究[D].大連理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文，2009.

[4]唐小萍，魏秀瑛等.納米Si02提高不同齡期混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)[J].科技導(dǎo)報(bào)，2011，29（21）

[5]黃功學(xué)，謝曉鵬.納米Si02對水工混凝土耐久性影響試驗(yàn)研究[J].人民黃河，2011（7）.

[6]杜應(yīng)吉，韓蘇建，姚汝方，李元婷.應(yīng)用納米微粉提高混凝土抗?jié)B抗凍性能的試驗(yàn)研究[J].功能材料，2004（7）.

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篇5

關(guān)鍵詞：功能性紡織品 納米技術(shù)開發(fā) 應(yīng)用 研究

前言

傳統(tǒng)的紡織企業(yè)被發(fā)達(dá)國家逐漸淘汰，目前，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)替代了傳統(tǒng)紡織企業(yè)。納米技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)等新型的技術(shù)在紡織品制造中應(yīng)用，能夠有效的完善紡織品的功能。其中基于納米技術(shù)下的紡織品的市場需求量逐漸增加。如，納米領(lǐng)跑、納米羊絨衫、納米保暖內(nèi)衣等產(chǎn)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(shù)應(yīng)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(xué)改性處理，該種方法是在原始的材料基礎(chǔ)上應(yīng)用化學(xué)材料進(jìn)行材料的性質(zhì)改變，最終使得紡織品原液中的摻入功能劑；第三，應(yīng)用新型的紡絲技術(shù)，該種技術(shù)下所生產(chǎn)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(yīng)用功能性整理劑對紡織品進(jìn)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(chǎn)生，以人們的生活需求，社會(huì)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(qiáng)化基礎(chǔ)科學(xué)研究，其次，關(guān)注多學(xué)科、多領(lǐng)域以及相應(yīng)產(chǎn)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(shù)在功能性紡織品加工中的應(yīng)用

（一）仿荷葉效應(yīng)防水材料

荷葉上的水珠不會(huì)浸濕荷葉，會(huì)聚積成為水珠，這樣的自然現(xiàn)象說明荷葉具有較好的防水性，該種現(xiàn)象對于功能性紡織材料的設(shè)計(jì)提供了新的思路。防水紡織品在人們的生活中應(yīng)用廣泛，因此對于防水材料的研究比較關(guān)鍵。在電子顯微鏡下，蓮葉表面上覆蓋著無數(shù)尺寸約為10個(gè)Um的凸起包，并且在每個(gè)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(jié)構(gòu)特征，使得其具備了較強(qiáng)的防水性能，該種結(jié)構(gòu)為較為特殊的納米結(jié)構(gòu)，研究人員在此基礎(chǔ)上研發(fā)出仿荷葉結(jié)構(gòu)納米防水布。該種防水布借助其表面上凹凸不平的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)疏水疏油。

（二）仿“孔雀羽毛”結(jié)構(gòu)的生色纖維

孔雀的羽毛色澤艷麗、美觀，將納米技術(shù)應(yīng)用到功能性的紡織品加工中，通過分析孔雀時(shí)羽毛結(jié)構(gòu)生色，總結(jié)出這樣結(jié)論：動(dòng)物羽毛中的蛋白質(zhì)晶體纖維會(huì)在自然光的照射下發(fā)生干涉，并且使得羽毛產(chǎn)生絢爛多彩的視覺色彩。為了借助納米技術(shù)仿造孔雀羽毛材料，采取對孔雀羽毛結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察的方式，了解其蛋白纖維的結(jié)構(gòu)特征。在研究中發(fā)現(xiàn)孔雀羽毛的蛋白纖維、二維光子晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過程比較特殊，是在積聚狀態(tài)下產(chǎn)生。在功能性紡織品研發(fā)中，應(yīng)用納米技術(shù)，需要解決將nm單位的纖維設(shè)置在陽光折射率不同的尼龍材料中。該問題比較關(guān)鍵，需要在實(shí)際研究中，對重疊厚度設(shè)定中按照nm單位進(jìn)行控制，那么，在這樣的設(shè)計(jì)下，就能夠制造出能夠發(fā)出紅、綠、藍(lán)、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(shí)際的辨識(shí)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(zhì)軟，并且保暖性能較強(qiáng)，在羽絨服等御寒服裝中常見，但是該種羽絨材質(zhì)造價(jià)比較高，因此，在紡織行業(yè)中運(yùn)用納米技術(shù)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(chǎn)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(jīng)成為了功能性紡織品中較為重點(diǎn)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(jìn)行生產(chǎn)，在研究中，通過虎皮鸚鵡絨毛纖維的電鏡照片，能夠發(fā)現(xiàn)絨毛細(xì)長，并且包含棱錐狀的附節(jié)?；谠摲N結(jié)構(gòu)材料在實(shí)際應(yīng)用，具有較好的方向性。在功能性紡織品生產(chǎn)中，借助膠原蛋白和靜電紡絲技術(shù)，能夠研制出一種兼具保暖性、蓬松性的產(chǎn)品。

（四）仿“蜘蛛絲”的防彈纖維

篇6

    如今非揮發(fā)性快閃存儲(chǔ)器在人們生活工作的各個(gè)領(lǐng)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(chǔ)器因?yàn)榭梢酝ㄟ^多值/多位技術(shù)實(shí)現(xiàn)高密度存儲(chǔ),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(dāng)工藝節(jié)點(diǎn)縮小到納米量級(jí)后,在SONOS存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)多值多位存儲(chǔ)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(chǔ)器中分別在源極與漏極實(shí)現(xiàn)兩位存儲(chǔ)時(shí),這兩位相互間的干擾也變得更嚴(yán)重;同時(shí)人們對于存儲(chǔ)器在保持特性中電荷的主要流失機(jī)制也一直存在爭論。本篇論文主要針對在納米SONOS存儲(chǔ)器中出現(xiàn)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(jìn)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(chǔ)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(chǔ)器多值多位存儲(chǔ)特性的提高。在耐受性實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)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(jìn)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(xiàn)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(jié)果相一致,說明改進(jìn)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(chǔ)層中因?yàn)樽⑷腚姾煞植疾黄ヅ湟鸬哪褪芴匦酝嘶?/p>

    同時(shí)電子注入范圍變窄還抑制了第二位比特效應(yīng),我們將這種編程方法應(yīng)用于4Bit/4Level操作中,發(fā)現(xiàn)樣品在經(jīng)過10K次反復(fù)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(shí)這種編程方法還避免了襯底與漏極之間的PN結(jié)正偏降低了功耗,并且與產(chǎn)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(jī)制,我們對比經(jīng)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?yàn)檫@三種編程方法中電子注入的空間分布不同,那么經(jīng)過反復(fù)編程擦除操作后必然會(huì)造成存儲(chǔ)層中殘余電荷分布不同。假設(shè)電荷橫向遷移是主要流失機(jī)制,那么經(jīng)歷長時(shí)間后,樣品的閾值漂移必然會(huì)有差別。但最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果中三者并沒有明顯的差異,而且對比在保持特性實(shí)驗(yàn)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(chǔ)器保持特性影響更大。

篇7

1、各國競相出臺(tái)納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃

由于納米技術(shù)對國家未來經(jīng)濟(jì)、社會(huì)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(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)本國納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個(gè)國家制定了國家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃。一些國家雖然沒有專項(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)國家和地區(qū)雄心勃勃

為了搶占納米科技的先機(jī)，美國早在2000年就率先制定了國家級(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)其在開展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月，美國國會(huì)又通過了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(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。

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)國際競爭力的研發(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13億歐元專門用于納米技術(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、法國、愛爾蘭和英國在內(nèi)的多數(shù)歐盟國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)給人類社會(huì)帶來巨大的影響，韓國、中國臺(tái)灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)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(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)開發(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開發(fā)實(shí)施規(guī)則》。韓國政府的政策目標(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)，韓國納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國和日本等領(lǐng)先國家的水平，進(jìn)入世界前5位的行列。

中國臺(tái)灣自1999年開始，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)競爭優(yōu)勢。

（3）發(fā)展中大國奮力趕超

綜合國力和科技實(shí)力較強(qiáng)的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)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(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)、國家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會(huì)。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(wù)，以便在國家層面上進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào)，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢，爭取在幾個(gè)方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術(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。印度政府也通過加大對從事材料科學(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(xiàn)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(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，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(shù)研究資金估計(jì)為20億歐元。這說明，全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。

美國的公共納米技術(shù)投資最多。在過去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)研究開發(fā)法》，在2005～2008財(cái)年聯(lián)邦政府將對納米技術(shù)計(jì)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(jīng)費(fèi)。

日本目前是僅次于美國的第二大納米技術(shù)投資國。日本早在20世紀(jì)80年代就開始支持納米科學(xué)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(jù)第六個(gè)框架計(jì)劃，歐盟對納米技術(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(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國為2.4歐元，美國為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計(jì)劃，美國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。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(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報(bào)告稱，很多私營企業(yè)對納米技術(shù)的投資也快速增加。美國的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元，占全球私營機(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%。歐洲的私營機(jī)構(gòu)將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長，納米技術(shù)的創(chuàng)新時(shí)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(qiáng)國比較而言，美國雖具有一定的優(yōu)勢，但現(xiàn)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(jù)中國科技信息研究所進(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，且增長幅度較大，2001年和2002年的增長率分別達(dá)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(lǐng)先于其他國家，3年累計(jì)論文數(shù)超過10000篇，幾乎占全部論文產(chǎn)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(shù)都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)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(shí)力最強(qiáng)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(gè)多百分點(diǎn)，到2002年已經(jīng)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(shù)也較多，各國3年累計(jì)論文總數(shù)都超過了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(gè)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(shù)發(fā)明專利方面美國獨(dú)占鰲頭

據(jù)統(tǒng)計(jì)：美國專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項(xiàng)關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國家是美國（1454項(xiàng)），其次是日本（368項(xiàng)）和德國（118項(xiàng)）。由于專利數(shù)據(jù)來源美國專利商標(biāo)局，所以美國的專利數(shù)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(tái)灣的專利數(shù)也較多，所占比例都超過了1%。

專利反映了研究成果實(shí)用化的能力。多數(shù)國家納米論文數(shù)與專利數(shù)所占比例的反差較大，在論文數(shù)最多的20個(gè)國家和地區(qū)中，專利數(shù)所占比例超過論文數(shù)所占比例的國家和地區(qū)只有美國、日本和中國臺(tái)灣。這說明，很多國家和地區(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各有所長

美國納米技術(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)被列為美國國家的優(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)室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進(jìn)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(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，這對于研究艾滋病病毒、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(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)開發(fā)的新技術(shù)能把制造碳納米材料的成本減至原來的1／10，兩三年內(nèi)即可進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。

日本高度重視開發(fā)檢測和加工技術(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?？茖W(xué)家村田和廣成功開發(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，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。

美國國家科研項(xiàng)目管理部門的管理者們認(rèn)為，美國大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足，導(dǎo)致美國在該領(lǐng)域的開發(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)用開發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國聯(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)用于美國國防工業(yè)。

美國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。

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關(guān)鍵詞：納米技術(shù)，技術(shù)應(yīng)用，技術(shù)問題

引言：現(xiàn)在各種產(chǎn)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(yīng)用[2]。但與其他新技術(shù)一樣，納米技術(shù)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(shù)的期望過高，急功近利的思想導(dǎo)致忽略了它的弊端。

1 納米技術(shù)新應(yīng)用的概述

1.1納米技術(shù)在制材上的新應(yīng)用――納米陶瓷材料及高透明材料

在微米級(jí)基體中引入納米分散相進(jìn)行復(fù)合，可使材料的斷裂強(qiáng)度、斷裂韌性大大提高，同時(shí)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(diǎn)才得以廣泛的應(yīng)用。由于納米微粒表面分率高，而且納米粒子的粒徑遠(yuǎn)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(yīng)運(yùn)而生。目前，國外已用納米級(jí)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(shù)在電磁領(lǐng)域的新應(yīng)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(jié)構(gòu)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(zhì)量。磁性納米微粒除了上述應(yīng)用外，還可作抗癌藥物磁性載體，細(xì)胞磁分離介質(zhì)材料，復(fù)印機(jī)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(guān)具有靈敏度高、體積小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于自動(dòng)控制、速度和位置測定、防盜報(bào)警系統(tǒng)和汽車導(dǎo)航、點(diǎn)火裝置等。

1.3納米技術(shù)在水泥材料中的應(yīng)用――納米礦粉

混凝土是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛、最重要的工程材料，利用納米技術(shù)和納米礦粉開發(fā)新型的混凝土可大幅度提高混凝土強(qiáng)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(dòng)度，更重要的是可改善混凝土中水泥石與骨料的界面結(jié)構(gòu)，使混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B性與耐久性均得以提高。

1.4其他應(yīng)用[4]

利用離子交換復(fù)合工藝，使層狀無機(jī)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(zhì)中。他們在層間進(jìn)行交換作用，抗菌或凈化成分進(jìn)入層間后，把層與層撐開，在層間交替形成分子級(jí)支柱，從而形成各種不相同的納米復(fù)合抗菌材料、凈化空氣材料。這種納米復(fù)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(shù)還可開發(fā)可凈化二氧化碳并產(chǎn)生負(fù)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(huì)大大提高粘結(jié)效果和密封性能。

2 納米技術(shù)的問題

盡管納米材料用途很廣，但由于過分強(qiáng)調(diào)納米技術(shù)的先進(jìn)性，導(dǎo)致出現(xiàn)了一系列的問題。首先，由于納米材料的特殊性質(zhì)，對生命健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)和不確定性讓人擔(dān)憂。由于納米粒子無孔不入，在研發(fā)、生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)确矫娑加懈鞣N問題，而且其毒性還未知。它與其他物質(zhì)的接觸面積很大，反應(yīng)也會(huì)很劇烈。第二，對納米技術(shù)的盲目性導(dǎo)致了“納米熱”。近年來政府一直把“納米技術(shù)”列為發(fā)展重點(diǎn)，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(chǎn)品。其導(dǎo)致的惡果是國家的有限資金不能有效地應(yīng)用到真正的納米材料技術(shù)研究和開發(fā)中，嚴(yán)重影響了納米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第三，雖然中國在納米技術(shù)的理論建立上取得了不少成績，但在研制開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的實(shí)踐中卻顯得力量不足。由于納米技術(shù)是高新技術(shù)，實(shí)際工程中，很多理論與定理都會(huì)有誤差，但這方面的專業(yè)人才緊缺，直接了導(dǎo)致納米技術(shù)研究的滯后。第四，納米技術(shù)作為高新技術(shù)，必須投入大量資金，但由于各種原因，往往不能取得相應(yīng)的回報(bào)，資金大量流失，卻毫無成果。

3結(jié)論與展望

納米技術(shù)是對于未來經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展將產(chǎn)生重大影響的一種關(guān)鍵性前沿技術(shù)，這是世界各國科學(xué)家的共識(shí)。納米材料在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域都有著非常廣泛的應(yīng)用前景?？深A(yù)料在不久的將來，納米技術(shù)不僅會(huì)推動(dòng)產(chǎn)品的開發(fā)，還將改善人們的生活質(zhì)量，改善人們的生活環(huán)境。在未來的15-20年內(nèi)，與納米技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)品市場規(guī)模將達(dá)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(shù)，我們對它的認(rèn)識(shí)也僅處于初始階段。如何構(gòu)建一個(gè)既普遍有效，又能夠滿足和包容不同價(jià)值體系的納米技術(shù)準(zhǔn)則，將成為納米技術(shù)今后發(fā)展面臨的一大挑戰(zhàn)。

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篇9

這是一個(gè)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(jī)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(hào)的《歐洲呼吸雜志》(European Respiratory Journal)上,首都醫(yī)科大學(xué)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(guān)的疾病’”。

這大概是全球首宗關(guān)于納米顆粒可能致命的臨床毒理病例報(bào)告。論文的發(fā)表,在國際學(xué)術(shù)界引發(fā)了一場小型“地震”。無論那些與納米技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議,還是科學(xué)新聞網(wǎng)站和科學(xué)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(shí)間從5個(gè)月至13個(gè)月不等?；疾≈?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(gè)科室專業(yè)水準(zhǔn)較高,其醫(yī)生經(jīng)常被派往中國各個(gè)地方,協(xié)助處理血鉛超標(biāo)、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(yán)重?fù)p害,并且有胸腔積液,臉上、手上和胳膊也都出現(xiàn)了嚴(yán)重的瘙癢皮疹。其中,有四位女工體內(nèi)的器官組織還面臨缺血缺氧的危險(xiǎn)。

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(fù)出現(xiàn),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(shù)16天之后去世;另外一名29歲的病人在癥狀出現(xiàn)后的第21個(gè)月,死于呼吸衰竭。

負(fù)責(zé)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(jù)醫(yī)院網(wǎng)站的介紹,他多年來從事塵肺、有毒化學(xué)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(gè)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(yùn)用于建筑、印刷和裝修材料中,被認(rèn)為毒性很低。不過,為了讓材料更加結(jié)實(shí)和耐磨,制造商有時(shí)會(huì)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(dāng)于人頭發(fā)絲直徑的數(shù)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(gè)至12個(gè)小時(shí)。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(jī)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(zhì)的有機(jī)玻璃板上;然后,有機(jī)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(gè)燃?xì)馀艢饪?對噴涂過程中產(chǎn)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(yù)防控制中心、北京疾病預(yù)防控制中心、當(dāng)?shù)丶膊☆A(yù)防控制中心的流行病學(xué)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(jìn)行了調(diào)查。

在噴射裝置燃?xì)馀艢饪诘奈鼩饪谥?專家們找到了累積的塵埃粒子。女工們發(fā)病前五個(gè)月,燃?xì)馀艢饪诎l(fā)生了故障。由于室外溫度很低,車間的門也經(jīng)常被關(guān)閉。專家們推斷,在這期間,車間內(nèi)的空氣流動(dòng)非常緩慢甚至處于靜止。

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

據(jù)工人們反映,在噴涂過程中,經(jīng)常會(huì)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(gè)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(xiàn)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(cái)經(jīng)》記者的采訪。

女工之死謎團(tuán)

在女工們的肺部和胸液中,均發(fā)現(xiàn)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(xiàn)了罕見的非特異性間質(zhì)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。

宋玉果及其同事因此認(rèn)為,很可能是納米顆粒導(dǎo)致這些女工發(fā)病甚至死亡。

但不少專家對這一結(jié)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(huì)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(lián)盟(Alliance for NanoHealth)主席、得克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心教授毛羅法?拉利(Mauro Ferrari)告訴《財(cái)經(jīng)》記者,這篇論文非常重要,但他不認(rèn)同作者關(guān)于納米顆粒導(dǎo)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(guān)系,首先應(yīng)該分析納米顆粒的組分,確認(rèn)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(yàn)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?zhǔn)住?/p>

他還強(qiáng)調(diào),這家印刷廠的工作環(huán)境惡劣而封閉,有毒化學(xué)品和氣體充斥其中,工人們又沒有好的保護(hù)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(gè)推論――納米顆粒進(jìn)入工人身體的途徑是吸入和皮膚接觸,中國科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任趙宇亮表示,這并不總是正確的。他強(qiáng)調(diào),通過吸入方式進(jìn)人體內(nèi)是可能的,但是納米顆粒穿過皮膚直接進(jìn)入生物體內(nèi)的證據(jù)還很少。

美國麻省大學(xué)洛厄爾分校健康與環(huán)境學(xué)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(xué)術(shù)會(huì)議。但他通過電郵對《財(cái)經(jīng)》記者說,在工人肺部和工作環(huán)境中都發(fā)現(xiàn)納米顆粒,只能說明納米顆粒有可能是一個(gè)致病因素。實(shí)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(chǎn)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(yīng)歸咎于納米顆粒,而應(yīng)怪罪車間內(nèi)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(guān),工作場所的暴露條件都應(yīng)當(dāng)被控制在安全范圍內(nèi)。在這方面,中國還有很長的路要走?！?/p>

美國加州大學(xué)洛杉磯分校納米毒理研究中心主任安德烈?內(nèi)奧教授(Andre Nel)也說,在這起事件中,工人們沒有得到應(yīng)有的生產(chǎn)安全保障,政府部門應(yīng)該負(fù)起監(jiān)督的責(zé)任,以保證生產(chǎn)過程中不會(huì)產(chǎn)生對人體和環(huán)境有害的物質(zhì)。

實(shí)際上,論文本身也承認(rèn)了研究存在局限:由于缺乏環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),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(dǎo)致那些女工患病,對其他在工作中也會(huì)接觸納米顆粒的工人來說,又意味著什么?

如今,關(guān)于女工之死的研究論文已經(jīng)成為了納米技術(shù)研究者們的一個(gè)熱點(diǎn)話題。據(jù)《財(cái)經(jīng)》記者了解,歐洲和美國還有科學(xué)家打算組成一個(gè)專家小組,到中國開展調(diào)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(rèn)為幾位女工悲慘命運(yùn)的元兇,納米技術(shù)的安全性問題都因此再度引發(fā)各界關(guān)注。

納米技術(shù)正在走進(jìn)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(shù)。

納米材料顆粒小、表面積巨大,會(huì)顯示出很多獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),從而在電子、光學(xué)、磁學(xué)、能源化工、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景。例如,很多納米材料都可用作涂料,替代那些強(qiáng)毒性的化學(xué)物質(zhì);用碳納米管等納米材料改良電池,可以推動(dòng)電動(dòng)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(shù)相關(guān)產(chǎn)品,價(jià)值約1470億美元。到2015年,這一數(shù)字可能突破3萬億美元。

納米技術(shù)在展現(xiàn)出誘人前景的同時(shí),其安全性問題也進(jìn)入了人們的視野。

隨著納米材料的大規(guī)模應(yīng)用,研究人員和工人容易暴露在納米顆粒濃度較大的實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)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(chǎn)品中用到的納米材料,可能在產(chǎn)品損壞或分解時(shí)釋放。

這些納米顆粒物可能經(jīng)過呼吸道吸入、胃腸道攝入、藥物注射等方式進(jìn)入人體,并經(jīng)過淋巴和血液循環(huán),轉(zhuǎn)運(yùn)到全身各個(gè)器官。

根據(jù)多項(xiàng)流行病學(xué)研究,空氣中的細(xì)顆粒物,尤其是納米級(jí)別的顆粒物,濃度的大量增加會(huì)導(dǎo)致死亡率的增加。倫敦大霧曾經(jīng)導(dǎo)致居民大量死亡,就是一個(gè)被經(jīng)常引用的案例。

那么,人造的納米材料進(jìn)入人體后,是否會(huì)導(dǎo)致特殊的生物效應(yīng),并對人體健康構(gòu)成危害呢?從理論上說,納米物質(zhì)由于尺寸小,與常規(guī)物質(zhì)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(bào)》發(fā)表文章說,相關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),許多納米物質(zhì)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(zhì)還被認(rèn)為可致動(dòng)物肺臟、肝臟、腎臟和血液系統(tǒng)等損傷。

對于與納米物質(zhì)相關(guān)的疾病,宋玉果稱之為“納米相關(guān)物質(zhì)疾病”。當(dāng)然,他也表示,公眾不必為納米物質(zhì)相關(guān)疾病感到恐慌,不是所有納米顆粒物都有毒性。

動(dòng)物毒理性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,也不能簡單地推到人的身上。但由于科學(xué)界對納米安全性的研究剛剛開始,幾乎沒有任何相關(guān)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(xué)界高度關(guān)注的一個(gè)原因。

中國科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任趙宇亮告訴《財(cái)經(jīng)》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(duì)伍的壯大和研究投入的加大,將來必定可以從大量的數(shù)據(jù)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(xué)》和《自然》等著名學(xué)術(shù)雜志紛紛發(fā)表文章,探討納米材料與納米技術(shù)的安全問題:納米顆粒對人體健康、自然環(huán)境和社會(huì)安全等是否有潛在的負(fù)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(shù)計(jì)劃(NNI)將總預(yù)算的11%投入納米健康與環(huán)境研究。歐盟每年支持三個(gè)左右與此相關(guān)的項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)規(guī)模在300萬至500萬歐元之間,而歐盟各個(gè)國家還有自己國內(nèi)支持的納米安全性項(xiàng)目。

中國在極力推進(jìn)納米技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化的同時(shí),也開展了納米安全性的研究。其中,中國科學(xué)院在2001年就開始籌建納米生物效應(yīng)與安全性實(shí)驗(yàn)室?？萍疾吭?006年啟動(dòng)了為期五年的國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(即“973”計(jì)劃)項(xiàng)目“人造納米材料的生物安全性研究及解決方案探索”,經(jīng)費(fèi)2500萬元,首席科學(xué)家由趙宇亮擔(dān)任。

不過,趙宇亮告訴《財(cái)經(jīng)》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(gè)零頭”。

政治決策與公共參與

中國科學(xué)家在納米安全性方面的研究工作,得到了國際同行的認(rèn)可。其中,在每年召開的與納米毒理學(xué)相關(guān)的國際會(huì)議上,幾乎都會(huì)邀請中國科學(xué)家作大會(huì)報(bào)告。趙宇亮還與其他科學(xué)家共同主編了第一本納米毒理學(xué)英文專著。美國納米健康聯(lián)盟主席法拉利稱,中國科學(xué)家是納米毒理學(xué)研究領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一。

不過,令趙宇亮感到尷尬的是,美國國家納米技術(shù)協(xié)調(diào)辦公室的官員曾經(jīng)問他,包括美國、歐盟、英國、日本等很多國家的相關(guān)管理部門,都發(fā)表了對于納米技術(shù)安全性的調(diào)研報(bào)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(shù)及其安全性已經(jīng)成為政治家們關(guān)心的話題之一。它們的環(huán)保部門、國家科學(xué)與技術(shù)委員會(huì),以及其他政府研究機(jī)構(gòu),會(huì)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(xué)技術(shù)委員會(huì)之下建立了國家納米技術(shù)協(xié)調(diào)辦公室,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)政府層面之間的納米研究計(jì)劃。而納米研究項(xiàng)目的成果,會(huì)通過這個(gè)辦公室反饋給其他政府機(jī)構(gòu),幫助科學(xué)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(guān)納米技術(shù)的合作倡議。該局將與納米健康聯(lián)盟旗下的八個(gè)研究機(jī)構(gòu)合作,以加快建立保障納米醫(yī)療產(chǎn)品安全可靠的有效體系。法拉利告訴《財(cái)經(jīng)》記者,在實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果與安全性評(píng)估的關(guān)聯(lián),以及納米技術(shù)相關(guān)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(xué)研究的階段,政府部門仍然保持沉默。

對于納米技術(shù)的研究和產(chǎn)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(xué)界普遍認(rèn)為,納米材料和納米技術(shù)對于社會(huì)是十分有益的,能夠提供更好的藥物、更強(qiáng)更輕的產(chǎn)品、對環(huán)境更友好的能源和環(huán)境技術(shù)。

與此同時(shí),為了獲得公眾對于納米技術(shù)發(fā)展的支持,各國也需要在納米安全性方面進(jìn)行更多的研究,同時(shí)鼓勵(lì)公眾參與。在中國納米國際科技會(huì)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(shí)際上,關(guān)于納米技術(shù)發(fā)展的“風(fēng)險(xiǎn)預(yù)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(shù)等新技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)之前,盡可能地提前進(jìn)行防范和干預(yù)。而公眾及早參與到納米技術(shù)研究和政策的討論,是“風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防”實(shí)踐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

英國杜倫大學(xué)風(fēng)險(xiǎn)研究所負(fù)責(zé)人菲爾?麥克納頓(Phil Macnaghten)教授告訴《財(cái)經(jīng)》記者,要想避免納米技術(shù)重蹈轉(zhuǎn)基因技術(shù)的覆轍,讓公眾從“上游”參與討論影響納米技術(shù)的研究和政策,或許是一個(gè)有效的辦法。如果等到技術(shù)發(fā)展之后再讓公眾在“下游”參與,可能為時(shí)已晚,“很難改變公眾業(yè)已形成的印象和認(rèn)識(shí)”。

篇10

【關(guān)鍵詞】納米材料；納米技術(shù)；應(yīng)用

有人曾經(jīng)預(yù)測在21世紀(jì)納米技術(shù)將成為超過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和基因技術(shù)的“決定性技術(shù)”，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(jìn)行研究，美國從2000年啟動(dòng)了國家納米計(jì)劃，國際納米結(jié)構(gòu)材料會(huì)議自1992年以來每兩年召開一次，與納米技術(shù)有關(guān)的國際期刊也很多。

一、納米材料的特殊性質(zhì)

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(kuò)散途徑，導(dǎo)致了高擴(kuò)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(qiáng)、燒結(jié)溫度降低、化學(xué)活性增大、耐腐蝕性增強(qiáng)。因此納米材料所表現(xiàn)的力、熱、聲、光、電磁等性質(zhì)，往往不同于該物質(zhì)在粗晶狀態(tài)時(shí)表現(xiàn)出的性質(zhì)。與傳統(tǒng)晶體材料相比，納米材料具有高強(qiáng)度——硬度、高擴(kuò)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(shù)、低熱導(dǎo)率、強(qiáng)軟磁性能。這些特殊性能使納米材料可廣泛地用于高力學(xué)性能環(huán)境、光熱吸收、非線性光學(xué)、磁記錄、特殊導(dǎo)體、分子篩、超微復(fù)合材料、催化劑、熱交換材料、敏感元件、燒結(jié)助劑、劑等領(lǐng)域。

（一）力學(xué)性質(zhì)

高韌、高硬、高強(qiáng)是結(jié)構(gòu)材料開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)典主題。具有納米結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度與粒徑成反比。納米材料的位錯(cuò)密度很低，位錯(cuò)滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其臨界位錯(cuò)圈的直徑比納米晶粒粒徑還要大，增殖后位錯(cuò)塞積的平均間距一般比晶粒大，所以納迷材料中位錯(cuò)滑移和增殖不會(huì)發(fā)生，這就是納米晶強(qiáng)化效應(yīng)。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(jié)和晶粒粗大的原因其力學(xué)強(qiáng)度一直難以有大的提高。應(yīng)用納米技術(shù)制成超細(xì)或納米晶粒材料時(shí)，其韌性、強(qiáng)度、硬度大幅提高，使其在難以加工材料刀具等領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位。使用納米技術(shù)制成的陶瓷、纖維廣泛地應(yīng)用于航空、航天、航海、石油鉆探等惡劣環(huán)境下使用。

（二）磁學(xué)性質(zhì)

當(dāng)代計(jì)算機(jī)硬盤系統(tǒng)的磁記錄密度超過1.55Gb/cm2，在這情況下，感應(yīng)法讀出磁頭和普通坡莫合金磁電阻磁頭的磁致電阻效應(yīng)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(yīng)高達(dá)50%，可以用于信息存儲(chǔ)的磁電阻讀出磁頭，具有相當(dāng)高的靈敏度和低噪音。目前巨磁電阻效應(yīng)的讀出磁頭可將磁盤的記錄密度提高到1.71Gb/cm2。同時(shí)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(guān)系，所以也可以用作新型的磁傳感材料。高分子復(fù)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(shù)比傳統(tǒng)粗晶材料低得多，而且對紅外波段的吸收系數(shù)至少比傳統(tǒng)粗晶材料低3個(gè)數(shù)量級(jí)，磁性比FeBO3和FeF3透明體至少高1個(gè)數(shù)量級(jí)，從而在光磁系統(tǒng)、光磁材料中有著廣泛的應(yīng)用。

（三）電學(xué)性質(zhì)

由于晶界面上原子體積分?jǐn)?shù)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(dǎo)金屬——絕緣體轉(zhuǎn)變（SIMIT）。利用納米粒子的隧道量子效應(yīng)和庫侖堵塞效應(yīng)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(diǎn)，有可能在不久的將來全面取代目前的常規(guī)半導(dǎo)體器件。2001年用碳納米管制成的納米晶體管，表現(xiàn)出很好的晶體三極管放大特性。并根據(jù)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(jìn)展，已經(jīng)成功研制出由碳納米管組成的邏輯電路。

（四）熱學(xué)性質(zhì)

納米材料的比熱和熱膨脹系數(shù)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?nèi)醯慕Y(jié)果。因此在儲(chǔ)熱材料、納米復(fù)合材料的機(jī)械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛的應(yīng)用前景。例如Cr-Cr2O3顆粒膜對太陽光有強(qiáng)烈的吸收作用，從而有效地將太陽光能轉(zhuǎn)換為熱能。

（五）光學(xué)性質(zhì)

納米粒子的粒徑遠(yuǎn)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(yīng)和光過濾中應(yīng)用廣泛。由于量子尺寸效應(yīng)，納米半導(dǎo)體微粒的吸收光譜一般存在藍(lán)移現(xiàn)象，其光吸收率很大，所以可應(yīng)用于紅外線感測器材料。

（六）生物醫(yī)藥材料應(yīng)用

納米粒子比紅血細(xì)胞（6～9nm）小得多，可以在血液中自由運(yùn)動(dòng)，如果利用納米粒子研制成機(jī)器人，注入人體血管內(nèi)，就可以對人體進(jìn)行全身健康檢查和治療，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動(dòng)脈脂肪沉積物等，還可吞噬病毒，殺死癌細(xì)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(nèi)的輸運(yùn)更加方便。

二、納米技術(shù)現(xiàn)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(chǎn)業(yè)化，我國也在國際環(huán)境影響下創(chuàng)立了一（下轉(zhuǎn)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(shù)啟動(dòng)計(jì)劃（NationalTechnologyInitiative）”，年度撥款已達(dá)到5億美圓以上。美國科技戰(zhàn)略的重點(diǎn)已由過去的國家通信基礎(chǔ)構(gòu)想轉(zhuǎn)向國家納米技術(shù)計(jì)劃。布什總統(tǒng)上臺(tái)后，制定了新的發(fā)展納米技術(shù)的戰(zhàn)略規(guī)劃目標(biāo)：到2010年在全國培養(yǎng)80萬名納米技術(shù)人才，納米技術(shù)創(chuàng)造的GDP要達(dá)到萬億美圓以上，并由此提供200萬個(gè)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(chǎn)線。許多大學(xué)也相繼建立了一系列納米技術(shù)研究中心。在商業(yè)上，納米技術(shù)已經(jīng)被用于陶瓷、金屬、聚合物的納米粒子、納米結(jié)構(gòu)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(shù)、納米基礎(chǔ)理論等多方面處于世界領(lǐng)先地位。歐洲在涂層和新儀器應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位。早在“尤里卡計(jì)劃”中就將納米技術(shù)研究納入其中，現(xiàn)在又將納米技術(shù)列入歐盟2002——2006科研框架計(jì)劃。日本在納米設(shè)備和強(qiáng)化納米結(jié)構(gòu)領(lǐng)域處于世界先進(jìn)地位。日本政府把納米技術(shù)列入國家科技發(fā)展戰(zhàn)略4大重點(diǎn)領(lǐng)域，加大預(yù)算投入，制定了宏偉而嚴(yán)密的“納米技術(shù)發(fā)展計(jì)劃”。日本的各個(gè)大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)界也紛紛以各種方式投入到納米技術(shù)開發(fā)大潮中來。

中國在上世紀(jì)80年代，將納米材料科學(xué)列入國家“863計(jì)劃”、和國家自然基金項(xiàng)目，投資上億元用于有關(guān)納米材料和技術(shù)的研究項(xiàng)目。但我國的納米技術(shù)水平與歐美等國的差距很大。目前我國有50多個(gè)大學(xué)20多家研究機(jī)構(gòu)和300多所企業(yè)從事納米研究，已經(jīng)建立了10多條納米技術(shù)生產(chǎn)線，以納米技術(shù)注冊的公司100多個(gè)，主要生產(chǎn)超細(xì)納米粉末、生物化學(xué)納米粉末等初級(jí)產(chǎn)品。

三、前景展望

經(jīng)過幾十年對納米技術(shù)的研究探索，現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)能夠在實(shí)驗(yàn)室操縱單個(gè)原子，納米技術(shù)有了飛躍式的發(fā)展。納米技術(shù)的應(yīng)用研究正在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤4大領(lǐng)域高速發(fā)展?？梢灶A(yù)測：不久的將來納米金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管、平面顯示用發(fā)光納米粒子與納米復(fù)合物、納米光子晶體將應(yīng)運(yùn)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(xué)組裝計(jì)算機(jī)將投入應(yīng)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(jī)器人、集成生物化學(xué)傳感器等將被研究制造出來。

納米技術(shù)目前從整體上看雖然仍然處于實(shí)驗(yàn)研究和小規(guī)模生產(chǎn)階段，但從歷史的角度看：上世紀(jì)70年代重視微米科技的國家如今都已成為發(fā)達(dá)國家。當(dāng)今重視發(fā)展納米技術(shù)的國家很可能在21世紀(jì)成為先進(jìn)國家。納米技術(shù)對我們既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，又是難得的機(jī)遇。必須加倍重視納米技術(shù)和納米基礎(chǔ)理論的研究，為我國在21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)騰飛奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。整個(gè)人類社會(huì)將因納米技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化而產(chǎn)生根本性的變革。