纳米科技发展的感想

摘要：纳米科技因其具有技术含量高，其特殊的性能引起了全世界科学家的浓厚研究兴趣，而由纳米技术生产的纳米材料的广泛应用也为各国所关注。本文阐述了纳米科技的发展现状，涵盖的领域，纳米科技的可持续发展的思考及其展望。

关键词：纳米科技 可持续发展 前景

纳米科技是20世纪80年代末逐步发展起来的新兴学科领域，它使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到了原子和分子水平，它的最终目标是利用物质在纳米尺度上表现出来的特性，直接以原子、分子制造具有特定功能的产品，实现生产方式的飞跃。因而，纳米科技将对人类产生深远影响。

在1-100nm的尺度范围内，物质具有量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等，表现出宏观尺度下物质的物理、化学、光学、力学及电学等不具备的特性。纳米材料是纳米科技的主要基础，它和纳米电子学、纳米检测、纳米生物学及纳米表征等组成纳米科技的最基本内容，显示出丰富的层次与学科交叉特征。

一、纳米科技发展现状

早在2000年美国国家科技委员会就制定了“国家纳米技术计划”，其目的是整合联邦各机构的力量，加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调，参与计划实施的机构包括美国国家科学基金会、美国国防部、美国能源部等多部门，据美国政府官方公布的数据，其纳米技术设备与系统、纳米制造、环境、健康和安全研究方面的投入大幅增加。

日本政府将“纳米技术和材料”作为重点领域给予资助，突出强调纳米技术在信息技术、生命科学、环境/能源以及基础技术等方面发挥的作用，研发投入大量资金。法国建立了若干科技竞争园区专门研发尖端纳米技术，以色列也将纳米技术列为国家重点研究领域。伊朗政府建立了“伊朗纳米技术指导委员会”，由政府投入资金支持纳米研究。

我国党中央和国务院高度重视纳米科技工作，国家领导人对纳米科技工作多次作出批示，国务院还组织了有关纳米科技现状及其发展趋势的专题讲座。中国科学院还主持或承担了多项国家级重大项目，2000年，中国科学院组织了11个研究所参与的“纳米科学与技术”重在项目，作为中国科学院“知识创新工程”支持的重点项目，总投资2500万人民币，希望通过项目的支持，在纳米材料和纳米结构的规模制备方面有所突破，且从核心期刊发表的论文数量来年地，中国纳米科技论文总数位居世界前列。

目前，纳米科技涵盖的范围非常广泛，其产业化展示了巨大的商业前景，据统计：2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元，2010年达到14400亿美元。为此，各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化，都在加紧采取措施，促进产业化进程。

二、纳米科技涵盖范围

（1）环境保护领域：在燃煤中加入纳米助燃催化剂，可帮助煤充分燃烧，提高能源利用率，防止有害物质的排放，从而间接减轻对环境污染的负荷。如，利用纳米技术的居室照明可以降低10%的电能消耗。新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力，是普通净水剂的10-20倍，可将污水中的悬浮物和铁锈异味等污染物除去。纳米材料可用作汽车尾气净化催化剂，复合稀土化合物的纳米级粉体有极强的氧化还原性，这是其它任何汽车尾气净化催化剂都不能比拟的。

（2）生物医药领域：纳米粒子比红细胞小得多，可以在血液中自由运动，如果利用纳米粒子研制成机器人，注入人体血管内，就可以对人体进行全身健康检查和治疗，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物等。在医药方面，可在纳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纳米粒子使药物在人体内的运输更方便。

（3）军事领域：纳米技术在未来对军事领域的影响有可能超过微电子技术的影响。通过纳米技术，可以把军事设备尽可能小型化，微型化。通过运用纳米技术，还可以克服现有军事设备的不足。由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大减少了波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号很微弱，从面达到隐身的作用。

（4）航空航天领域：纳米技术在航空航天领域应用广泛，通过使用纳米结构传感器和纳米电子器件，改进航空电子器件。纳米器件在航空航天领域的应用，不仅可增加有效载荷，更重要的是使耗能指标成指数倍地降低。

三、纳米科技的发展

尽管纳米科技已得到快速发展，但任何一种先进技术的在带来社会效益，推动社会发展时，不可避免的会引起一些新的不可预测的问题，对此，我们应当防患于未然，全方面考虑，使得纳米技术更有效率，更安全，更好地为人类的进步产生积极的意义。在实现纳米技术的有效快速可持续发展中应该注意的问题如下：

鼓励学科交叉，鼓励产学研合作，建立基础研究与应用开发协同创新机制，促进学科交叉和渗透已经成为当今科学研究取得重大进展的首要条件，加快纳米科技成果从实验室向市场转移。大力引导企业与高校、科研院所在研发早期积极开展合作，在创新决策中发挥企业了解市场的优势。鼓励企业在研发过程中加大投入力度，在成果产出后积极推进成果转化。通过完善法律法规和出台实施细则，规范和保障产学研各方利益，促进成果转移转化加快标准化、安全性等研究，促进纳米科技与信息、能源、环境、水资源、人类健康、先进制造等领域的交叉合作，为满足国家重大战略需求、促进优先领域发展、解决重大科学挑战提供强有力的支撑。大力加强纳米科技对人类健康和环境影响研究，重视开展纳米科技的伦理学和社会影响研究，加快相关法律法规研究和修订工作。高度重视纳米科技在国防领域的应用。发展和运用大数据技术促进纳米科技发展。

加强纳米科技国际合作，特别是在纳米医学、对人类健康和环境影响、国际标准等重要领域加强合作，取长补短，提升研究效率和质量。支持我国科学家和科研机构牵头组织国际和区域性的纳米科技合作，增强国际话语权

开展纳米科技教育，覆盖从基础教育到高等教育各个阶段，培养纳米科技领域专业人才。由国家纳米科技指导协调委员会组织建立、运营、维护纳米科技官方宣传网站和新媒体平台，加强公众科普教育，增强公众对纳米科技的正确认识，形成有利于纳米科技发展的良好社会氛围。加强通过动画、漫画等青少年喜闻乐见的形式进行纳米科普。

四、前景展望

纳米技术带动纳米经济的发展已经昭示着十分美好的前景，谁都想捷足先登，早日拿到“纳米技术”应用的“准生证”和“产权证”。因此，世界抢占纳米技术的热潮一浪高过一浪。经过几十年对纳米科技的研究探索，现在科学家已经可以在实验室操纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的开发和产业化还需要很长一段时间，但我们深信纳米的商业化将给世界经济注入新的活力，将会给人类带来更美好的生活水准。

作者简介：

王秋凡（中南民族大学 化学与材料科学学院）王秋凡（1988-），女，湖北襄阳人，中南民族大学化学与材料科学学院，讲师。主要研究方向：新能源納米材料与器件。