納米科學(xué)與技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：納米科學(xué)與技術(shù)范文

南北高校各有優(yōu)勢(shì)

2011年，北京科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)、蘇州大學(xué)和南京理工大學(xué)五所高校開(kāi)始招收納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生。五所大學(xué)中，北京科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)和大連理工大學(xué)三所北方高校在材料科學(xué)上屬傳統(tǒng)名校，而南方院校蘇州大學(xué)和南京理工大學(xué)把納米材料成果產(chǎn)業(yè)化，形成了自己的特點(diǎn)。

北方三所高校算是材料科學(xué)與工程領(lǐng)域傳統(tǒng)名校，值得注意的是，它們卻均未設(shè)置專(zhuān)門(mén)的納米材料研究機(jī)構(gòu)，更多的是依托原有的強(qiáng)勢(shì)學(xué)科，在傳統(tǒng)材料研究領(lǐng)域引入納米科技，尋求突破。

北京科技大學(xué)

北京科技大學(xué)原名北京鋼鐵學(xué)院，曾被譽(yù)為“鋼鐵搖籃”，其材料科學(xué)研究側(cè)重點(diǎn)是金屬材料。除了材料學(xué)院這個(gè)重點(diǎn)學(xué)院外，從事材料科學(xué)研究的還有新金屬?lài)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、高效軋制國(guó)家工程研究中心、國(guó)家材料服役安全科學(xué)中心等機(jī)構(gòu)，側(cè)重點(diǎn)也不局限于金屬材料，在無(wú)機(jī)非金屬、高分子、生物醫(yī)藥材料等方面亦有建樹(shù)。

目前，北科大納米材料課題組主要研究納米材料制備與表征、納米材料改性、功能納米材料等方面。此外，亦有部分老師研究納米加工、納米組裝、納米器件等應(yīng)用方向。

北京航空航天大學(xué)

與北科大不同，北航材料學(xué)院在北航不屬于重點(diǎn)學(xué)院，規(guī)模較小，師資力量?jī)H百來(lái)人，這決定了北航材料學(xué)院的研究方向不會(huì)太廣。作為航天航空院校，北航材料學(xué)院也有自己的優(yōu)勢(shì)，正在籌建的航空科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（航空領(lǐng)域最高級(jí)別實(shí)驗(yàn)室），它的側(cè)重點(diǎn)在金屬材料、樹(shù)脂基復(fù)合材料及失效分析、先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料、新型功能材料等方面。

在納米材料上，北航材料學(xué)院重點(diǎn)關(guān)注納米器件和納米涂層。材料學(xué)院的納米材料研究發(fā)展趨勢(shì)可能是納米技術(shù)在航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用。

大連理工大學(xué)

大連理工大學(xué)的材料學(xué)院在金屬材料、材料加工方面實(shí)力強(qiáng)，基于大連的地理位置，材料學(xué)院還開(kāi)設(shè)了五年制金屬材料工程日語(yǔ)強(qiáng)化班。不過(guò)，納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)并非隸屬于材料能源學(xué)部，而是化工與環(huán)境學(xué)部。因而，大連理工大學(xué)的納米材料研究偏化工類(lèi)，包括納米粒子合成化學(xué)技術(shù)、無(wú)機(jī)納米功能材料、納米復(fù)合材料等方向。納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)課中，亦有化工原理、基礎(chǔ)化學(xué)、材料化學(xué)等化工類(lèi)課程?？梢哉f(shuō)，這是大連理工大學(xué)納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一大特色。

與北方三所高校相比，蘇州大學(xué)和南京理工大學(xué)納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展方向截然不同。兩所南方高校均成立多個(gè)納米材料研發(fā)機(jī)構(gòu)，在研究方向上，兩所高校側(cè)重于納米材料器件應(yīng)用，嘗試產(chǎn)業(yè)化。這些特點(diǎn)可能與江浙一帶出現(xiàn)納米高新技術(shù)企業(yè)有關(guān)。

蘇州大學(xué)

蘇州大學(xué)沒(méi)有材料科學(xué)與工程學(xué)院，而是材料與化工學(xué)部，研究偏向化工，在無(wú)機(jī)非金屬、高分子材料方面實(shí)力不錯(cuò)。納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)并沒(méi)有開(kāi)設(shè)在材料與化工學(xué)部，而是2010年成立的納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院。除了納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘇州大學(xué)研究納米材料的機(jī)構(gòu)還有2008年成立的蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院、2011年成立的蘇州大學(xué)-滑鐵盧大學(xué)蘇州納米科技研究院。其中，以中科院院士李述湯教授領(lǐng)銜組建的功能納米與軟物質(zhì)研究院已初具規(guī)模，它以功能納米材料和軟物質(zhì)為研究對(duì)象，側(cè)重于功能納米材料與器件、有機(jī)光電材料與器件、納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)等，尋求在納米器件以及新能源、環(huán)保、醫(yī)用等領(lǐng)域的應(yīng)用。

南京理工大學(xué)

南京理工大學(xué)由軍工學(xué)院演變發(fā)展而來(lái)，其材料科學(xué)與工程學(xué)院的材料學(xué)研究側(cè)重于金屬材料及復(fù)合材料。不過(guò)，南理工是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)展納米材料與技術(shù)研究的大學(xué)之一，正籌建納米結(jié)構(gòu)研究中心，研究側(cè)重點(diǎn)是與納米結(jié)構(gòu)材料相關(guān)的分析、材料力學(xué)、電化學(xué)性能評(píng)估等。由南理工化工系和南京部分企業(yè)共同支持的南京市高聚物納米復(fù)合材料工程技術(shù)中心，研究側(cè)重點(diǎn)是納米材料制備、應(yīng)用、納米催化聚合反應(yīng)、納米復(fù)合材料，該中心已與江蘇部分納米企業(yè)開(kāi)展納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化合作。此外，南理工還共建了金屬納米材料與技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。

其他高校納米特色

上海交通大學(xué)

上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院在各類(lèi)相關(guān)排名中居首，教職工200多人，研究側(cè)重點(diǎn)包括金屬材料、復(fù)合材料、塑性成形、輕合金精密成型等，在中國(guó)是材料科學(xué)與工程學(xué)子公認(rèn)的夢(mèng)想學(xué)府。其材料學(xué)院也涉及納米材料，比如，復(fù)合材料研究所部分老師從事納米復(fù)合材料研究，微電子材料與技術(shù)研究所從事納米電子材料研究。此外，上海交通大學(xué)還成立了微納科學(xué)技術(shù)研究院，研究方向?yàn)榧{米生物醫(yī)學(xué)、納米電子學(xué)與器件。生物醫(yī)藥工程學(xué)院也開(kāi)展納米材料的可控合成與制備、納米生物材料等方面的研究。

清華大學(xué)

與北京航空航天大學(xué)相似，清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系是學(xué)校名氣大于院系實(shí)力，每年有數(shù)百人爭(zhēng)奪材料系不足30個(gè)研究生名額。材料系建有新型陶瓷與精細(xì)工藝國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，研究側(cè)重點(diǎn)以陶瓷材料為主，同時(shí)涉及磁性材料、復(fù)合材料、電極材料和核材料。在納米材料方面，清華材料系主要研究納米材料結(jié)構(gòu)、納米材料合成和微納米顆粒等。2010年，清華大學(xué)成立了微納米力學(xué)與多學(xué)科交叉創(chuàng)新研究中心，主要研究微納米器件、納米復(fù)合材料在電能存儲(chǔ)上應(yīng)用和微納米設(shè)備研發(fā)等。

北京大學(xué)

北大材料科學(xué)與工程系成立于2005年，教職工10余人，成立之初就把材料科學(xué)與納米技術(shù)結(jié)合起來(lái)，欲在納米材料與微納器件方面有所突破。此外，北大成立了納米化學(xué)研究中心，教職工7人直博生卻達(dá)45人，主要研究領(lǐng)域包括低維新材料與納米器件、納米領(lǐng)域的基本物理化學(xué)問(wèn)題。

西北工業(yè)大學(xué)

西工大是西部材料科學(xué)與工程實(shí)力最強(qiáng)的院校，其材料學(xué)院師資隊(duì)伍近200人，有凝固技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和超高溫復(fù)合材料國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。因此，其研究側(cè)重點(diǎn)在凝固，復(fù)合材料和金屬材料的實(shí)力亦不俗。在納米材料方面，西工大成立了微/納米系統(tǒng)研究中心，致力于航空航天微系統(tǒng)技術(shù)、微納器件設(shè)計(jì)制造技術(shù)、微納功能結(jié)構(gòu)技術(shù)?？傊?，西工大的納米材料研究可能集中于納米器件在航天、航空、航海方面的應(yīng)用。

留學(xué)兩大國(guó)

納米技術(shù)是交叉學(xué)科，包括納米科技、物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、分子生物學(xué)等課程。報(bào)考納米專(zhuān)業(yè)或方向的研究生在本科一般學(xué)的是材料學(xué)、材料物理與化學(xué)、凝聚態(tài)物理、物理化學(xué)等。就留學(xué)而言，由于納米材料處于基礎(chǔ)研究階段，容易；各個(gè)國(guó)家在納米材料方面投入大量資金，使得科研經(jīng)費(fèi)相對(duì)充足，相比于其他專(zhuān)業(yè)容易申請(qǐng)獎(jiǎng)學(xué)金。這兩點(diǎn)決定了留學(xué)攻讀納米技術(shù)專(zhuān)業(yè)研究生相對(duì)容易。

2000年，美國(guó)白宮國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃，美國(guó)的納米技術(shù)得到飛速發(fā)展?？傮w上看，美國(guó)的納米技術(shù)已經(jīng)處在納米技術(shù)實(shí)用化階段，而其他各國(guó)仍處在納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究階段。美國(guó)各大高校也爭(zhēng)相進(jìn)入納米材料各個(gè)研究領(lǐng)域——

實(shí)力強(qiáng)勁的麻省理工學(xué)院在太陽(yáng)能存儲(chǔ)、航空材料、燃料電池薄膜、封裝材料耐磨織物和生物醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的碳納米管、聚合納米復(fù)合材料等方面成果顯著。

加州大學(xué)伯克利分校注重于納米材料在能源、藥物、環(huán)境等方面的應(yīng)用，已卓有成效。

哈佛大學(xué)則側(cè)重在生物納米科技，即生物學(xué)、工程學(xué)與納米科學(xué)的交叉領(lǐng)域。

康奈爾大學(xué)已經(jīng)在納米級(jí)電子機(jī)械設(shè)備、碳納米管應(yīng)用電池、納米纖維等方面獲得突破。

斯坦福大學(xué)重在納米晶的光學(xué)性能、輸運(yùn)性能和生物應(yīng)用，以及納米傳感器、納米圖形技術(shù)等。

普渡大學(xué)的納米電子學(xué)、納米光子學(xué)、計(jì)算納米技術(shù)，尤其是計(jì)算納米技術(shù)全球領(lǐng)先。

紐約州立大學(xué)奧爾巴尼分校專(zhuān)注于納米工程、納米生物科學(xué)，其納米技術(shù)研究中心是全球該領(lǐng)域最先進(jìn)的研究機(jī)構(gòu)。

萊斯大學(xué)在納米碳材料領(lǐng)域成果顯著，在學(xué)校的研究人員中，納米材料研究人員的比重約為四分之一，是美國(guó)納米材料研究人員最多的大學(xué)之一。

此外，美國(guó)有很多研究納米技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室，它們比較愿意招中國(guó)大學(xué)生，這一點(diǎn)也值得注意。

日本算是最早開(kāi)展納米技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用研究的國(guó)家，早在1981年，日本政府就建立了納米技術(shù)扶持計(jì)劃。美國(guó)公布國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃前，曾派人去日本做調(diào)查。日本納米技術(shù)的研發(fā)特點(diǎn)是企業(yè)界是主力軍，它們?cè)噲D將納米技術(shù)融入到產(chǎn)業(yè)中。比如，日本企業(yè)紛紛斥巨資建納米技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，同時(shí)建立納米材料分廠(chǎng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。此外，企業(yè)與大學(xué)、科研院所合作，開(kāi)發(fā)納米技術(shù)。比如，富士通和德國(guó)慕尼黑大學(xué)合作，三菱公司和日本京都大學(xué)合作。

與美國(guó)在納米技術(shù)基礎(chǔ)研究和生物工程技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先不同，日本在精細(xì)元器件及材料的制造方面獨(dú)占鰲頭，日本對(duì)納米材料研究的投入不斷加大，也使得去日本讀納米專(zhuān)業(yè)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

Tips：何去何從

納米材料專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生有三大去處。選擇留學(xué)深造或進(jìn)高校、研究院從事研發(fā)；進(jìn)入納米材料行業(yè)企業(yè)；進(jìn)入傳統(tǒng)材料企業(yè)。

第2篇：納米科學(xué)與技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】納米技術(shù) 應(yīng)用 材料

納米技術(shù)屬于高科技范疇，其已經(jīng)成為國(guó)家發(fā)展前景十分優(yōu)越的科學(xué)技術(shù)之一，當(dāng)前納米技術(shù)已經(jīng)廣泛涉及到國(guó)內(nèi)很多行業(yè)，其中包含化工行業(yè)、材料行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)和食品行業(yè)等。納米技術(shù)主要包含納米的物理、化學(xué)、材料、生物、電子等科學(xué)，它們彼此雖然是獨(dú)立的科學(xué)，但是彼此又有著聯(lián)系。當(dāng)前，納米的每個(gè)領(lǐng)域都取得了很好的研究成果，納米技術(shù)不斷創(chuàng)新、進(jìn)步。

1 我國(guó)納米技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)是世界上首先開(kāi)始研究納米技術(shù)的國(guó)家之一。在二十世紀(jì)八十年代的中期，我國(guó)政府就開(kāi)始對(duì)納米材料的研究以及設(shè)備加大了投入，當(dāng)前我國(guó)的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究在世界范圍內(nèi)都占據(jù)領(lǐng)先地位。1982年研究出的掃描隧道顯微鏡以及1986年研究出的原子力顯微鏡是納米測(cè)量表征上的一個(gè)重要標(biāo)桿，代表著納米技術(shù)已經(jīng)從原本的理論時(shí)期，進(jìn)入到了實(shí)踐研究時(shí)期。納米技術(shù)是一個(gè)有著很強(qiáng)的綜合性學(xué)科，研究的內(nèi)涵包含了目前科技發(fā)展中的各個(gè)領(lǐng)域。納米科學(xué)和納米技術(shù)主要包含：納米體系物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)、電子學(xué)、加工學(xué)、力學(xué)等。這七個(gè)相對(duì)獨(dú)立又彼此關(guān)聯(lián)的學(xué)科與納米材料、納米器械、納米尺度的檢測(cè)和表征這三個(gè)研究方面。納米材料的制備與研究是整個(gè)納米科技的基礎(chǔ)。在這之中，納米物理學(xué)與納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最主要研究?jī)?nèi)容。

2 當(dāng)前納米技術(shù)的應(yīng)用

2.1 食品方面的應(yīng)用

納米技術(shù)在食品科學(xué)的方面已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用，對(duì)于納米技術(shù)的研究能夠?qū)κ称返钠焚|(zhì)、營(yíng)養(yǎng)與安全性等層面進(jìn)行改善，避免原材料的過(guò)度消耗，促進(jìn)食品科學(xué)發(fā)展的科學(xué)性UI高效性。 近幾年，城市中人們的生活節(jié)奏不斷加快，導(dǎo)致亞健康人群的數(shù)量不斷提升，因此，人們愈加青睞功能食品。經(jīng)過(guò)研究表明，功能食品功能成分的穩(wěn)定程度、存在方式和使用方式等對(duì)其食品的效果有著很大影響，盡管功能成分能夠加入到食品當(dāng)中，但因?yàn)樗乃苄圆?、?duì)環(huán)境較敏感等因素嚴(yán)重造成了功能食品的顏色和氣味等，很多功能食品不容易吸收，補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的效果較差。日本首先把納米技術(shù)應(yīng)用于功能食品中，并且使用這一技術(shù)將功能食品中的β-聚糖改變成200nm以下的小顆粒，在卵磷脂穩(wěn)定技術(shù)的支撐下，完成吸收。類(lèi)胡蘿卜素是一種和水不相溶的物質(zhì)，經(jīng)過(guò)納米技術(shù)能夠?qū)⑵浼{米化，能夠明顯的提升類(lèi)胡蘿卜素的水溶性，所以可以保證食品的穩(wěn)定性和顏色的鮮艷，讓它更容易被人消化和吸收。隨后研究者將納米胡蘿卜素應(yīng)用在檸檬水生產(chǎn)和黃油生產(chǎn)中，經(jīng)濟(jì)效益得到很大提高。

2.2 通信技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代社會(huì)是網(wǎng)絡(luò)信息社會(huì)，通信技術(shù)在我們的日常生活中有著非常重要的作用。納米技術(shù)在通信技術(shù)中的應(yīng)用給這一技術(shù)的發(fā)展起到了很大的影響。納米材料也給光纜提供了新的發(fā)展空間。近年來(lái)，很多廠(chǎng)家已經(jīng)著手對(duì)納米光纖維涂料、納米光纖油膏、納米護(hù)套用聚乙烯（PE）及光纖護(hù)套管用納米PBT等材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)。使用納米材料的光纜，能夠讓其具有很多的優(yōu)點(diǎn)，例如提升光纜的對(duì)抗機(jī)械沖擊能力、防水、防氣味等，同時(shí)還可以讓光纜的使用時(shí)間得到延伸，提升了網(wǎng)絡(luò)的安全性。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)通信的加密上也可以運(yùn)用納米技術(shù)來(lái)制造量子點(diǎn)激光器。當(dāng)前，很多金融部門(mén)以及政府部門(mén)都使用了這一技術(shù)，保證了信息在傳輸過(guò)程中的安全問(wèn)題。

2.3 醫(yī)學(xué)、藥物中的應(yīng)用

納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)以及藥物中的應(yīng)用早就已經(jīng)開(kāi)始，目前人們已經(jīng)能夠把健康檢測(cè)設(shè)備佩戴在身上，這樣就能更好的了解自己的身體情況。假如能夠進(jìn)一步把這種技術(shù)縮小，這樣使用納米技術(shù)就能夠?qū)⑽⑿蛡鞲衅鞣胚M(jìn)人們的身體當(dāng)中，了解更具體的信息，這樣對(duì)于醫(yī)生的治療有著很大的便利。另外，納米技術(shù)能夠在檢測(cè)人們身體的炎癥、術(shù)后恢復(fù)等情況，納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)與藥物當(dāng)中的應(yīng)用有著很好的發(fā)展前景。

2.4 化學(xué)方面的應(yīng)用

使用納米金屬顆粒粉體當(dāng)做催化劑，能夠讓化學(xué)的反應(yīng)更加快速，有效地讓化工合成的效率得到提升。假如在金屬材料中假如納米成為，它會(huì)變得更加堅(jiān)硬，比一般金屬的強(qiáng)度增加十幾倍，同時(shí)還能夠像橡膠一樣具有彈性。使用納米材料制造來(lái)建造汽車(chē)、飛機(jī)等，不光能讓重量減少，還能在很大程度上提高其性能。

3 納米技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 大數(shù)據(jù)傳感器

傳感器的使用能夠給我們帶來(lái)以前沒(méi)有的大量信息數(shù)據(jù)，所以要對(duì)其進(jìn)行處理，對(duì)于改變交通擁堵以及安全事故十分有效，同時(shí)，能夠把數(shù)據(jù)給警方使用，減少犯罪情況出現(xiàn)。納米技術(shù)在這一方面能夠創(chuàng)造出一種超密集的記憶體，來(lái)儲(chǔ)存大量的數(shù)據(jù)，另外，能夠推動(dòng)快速的運(yùn)算法則的發(fā)展，讓這些數(shù)據(jù)更加安全、有效。

3.2 應(yīng)對(duì)全球變暖

目前，電動(dòng)汽車(chē)與太陽(yáng)能發(fā)電已經(jīng)成為研究的重點(diǎn)，節(jié)能減排、低碳環(huán)保是重要的戰(zhàn)略規(guī)劃。納米技術(shù)在這一方面也具有很大的作用。在電動(dòng)機(jī)器與太陽(yáng)能發(fā)電中都能夠使用納米紋理以及納米材料，把平面變成更大面積的三維立體表面，進(jìn)而儲(chǔ)存與形成更多的能量，提升設(shè)備的運(yùn)用效率。

4 結(jié)論

綜上所述，納米技術(shù)在目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且取得了很大的效果，并且有著很大的發(fā)展空間。希望通過(guò)筆者的分析，讓更多人了解到納米技術(shù)的重要作用，相信在廣大學(xué)者的共同努力之下，能夠不斷提升納米技術(shù)在的應(yīng)用價(jià)值。

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第3篇：納米科學(xué)與技術(shù)范文

一、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(xiàn)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)。

二、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)。

三、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(xiàn)。

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?？茖W(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。

四、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)。

第4篇：納米科學(xué)與技術(shù)范文

納米材料和納米技術(shù)是20世紀(jì)后期出現(xiàn)的新型材料和高新技術(shù)。由于納米材料的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀(guān)量子隧道效應(yīng)，使它與常規(guī)材料相比具有獨(dú)特的優(yōu)異性能。隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展，各種類(lèi)型納米材料不斷涌現(xiàn)，如納米陶瓷粉末、納米金屬材料、納米金屬、納米化合物、納米生物材料等。在這些材料中納米金屬材料是重要的研究方向，在科研人員的不斷探索中，納米金屬粉末的制備技術(shù)得到了不斷革新和發(fā)展。許多納米金屬粉末作為新型抗菌材料（如抗病毒物質(zhì)、抗菌材料、防污漆和抗真菌材料）的替代品被重點(diǎn)研究。納米金屬粉末也因其在冶金、催化和軍事等領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用，成為研究人員的熱點(diǎn)研究方向。

全書(shū)內(nèi)容共分為12章：1.納米金屬顆粒的熱力學(xué)數(shù)據(jù)的總體評(píng)價(jià)，從熱力學(xué)背景知識(shí)出發(fā)，介紹納米金屬顆粒尺寸與材料性能的關(guān)系，并將實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的熔解溫度進(jìn)行對(duì)比；2.單個(gè)納米金屬顆粒的數(shù)值模擬，包括分子動(dòng)力學(xué)模擬、與尺寸相關(guān)的材料性質(zhì)、兩種納米顆粒的燒結(jié)研究和納米顆粒在氧氣環(huán)境下的氧化研究以及具有核-殼結(jié)構(gòu)的顆粒的加熱和冷卻等內(nèi)容；3.放電爆炸下的納米金屬顆粒，主要介紹納米金屬的電爆炸絲生產(chǎn)技術(shù)；4.納米金屬粉末的電爆炸絲生產(chǎn)方法，包括如何用等離子技術(shù)對(duì)納米顆粒進(jìn)行再凝結(jié)、納米鋁粉的特征、納米粉末的化學(xué)鈍化、鋁納米顆粒的微膠囊化等內(nèi)容；5.納米金屬顆粒團(tuán)聚物的結(jié)構(gòu)，包括表征團(tuán)聚物結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、力學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、以及氣體運(yùn)輸對(duì)反應(yīng)速度的限速作用等內(nèi)容；6.納米金屬粉末的鈍化，包括理論和實(shí)驗(yàn)背景以及鈍化納米顆粒的特征；7.納米金屬粉末的安全，包括納米顆粒在空氣中氧化的基本現(xiàn)象、對(duì)靜電放電的靈敏度、根據(jù)災(zāi)害分級(jí)對(duì)納米粉末進(jìn)行排序、包裝要求等；8.鋁粉末與液態(tài)水和水蒸氣的反應(yīng)，包括研究液態(tài)、氣態(tài)水和鋁粉末反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和不同條件下的鋁粉末的反應(yīng)情況；9.基于硼烷氨和硼氫化鈉的儲(chǔ)氫系統(tǒng)的鈷納米催化劑，主要介紹物理化學(xué)方法；10.機(jī)械研磨對(duì)反應(yīng)活性和亞穩(wěn)態(tài)納米材料的預(yù)處理；11.金屬微粒燃燒的原位表征：非平衡診斷，包括固體材料的點(diǎn)火和燃燒、鋁的反應(yīng)機(jī)理、火焰管、火焰溫度等內(nèi)容；12.含能系統(tǒng)中的鋁納米粉末的表征和燃燒。

本書(shū)重點(diǎn)介紹納米金屬粉末的表征、氧化和燃燒、生產(chǎn)技術(shù)和安全知識(shí)。本書(shū)適合無(wú)機(jī)非金屬材料工程、材料科學(xué)與工程、復(fù)合材料與工程、金屬材料工程和納米材料科學(xué)與技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的研究生或相關(guān)領(lǐng)域的研究人員閱讀和參考。

郭抒，博士生

（中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所）

第5篇：納米科學(xué)與技術(shù)范文

21世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)科技新時(shí)代，高新技術(shù)是又“高”又“新”，其科學(xué)原理似乎非常深?yuàn)W，而信息技術(shù)、生物技術(shù)更是日新月異，不斷給人驚奇。其實(shí)，高新技術(shù)離我們并不遙遠(yuǎn)，已經(jīng)深入滲透到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，正從形式到觀(guān)念上改變著我們?nèi)粘Ｉ畹囊率匙⌒小⑸喜∷赖确椒矫婷妗?/p>

納米，如今大家已不陌生，在家電、醫(yī)藥、美容等廣告中，經(jīng)常見(jiàn)到應(yīng)用“納米材料”防腐、防霉、保鮮、抗污染、高滲透、高效、高強(qiáng)等諸多美譽(yù)。但是，很多人對(duì)這具有“神功奇效”的納米材料、納米技術(shù)，還是有點(diǎn)說(shuō)不清楚、講不明白。

納米本意是一長(zhǎng)度單位，表示十億分之一米（10-9米），相當(dāng)于三四個(gè)原子的寬度，用“nm”來(lái)表示。一根直徑0.1毫米的頭發(fā)，用納米來(lái)量度就是10萬(wàn)納米（l000 000nm）。這樣的尺寸度量單位，顯然在我們的日常生活中是難以應(yīng)用的，沒(méi)有什么實(shí)用意義。如果你要買(mǎi)2米衣料，對(duì)售貨員說(shuō)扯20億納米……人家一定認(rèn)為你“有病”。但是，在化學(xué)、物理學(xué)和材料科學(xué)上，納米意義重大。研究決定物質(zhì)性能的物質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，在原子、分子范疇，就用得上納米。因?yàn)?，大部分的原子、分子只有幾納米到幾百納米大小。

當(dāng)我們把物質(zhì)越磨越細(xì)后，物質(zhì)開(kāi)始表現(xiàn)出一些新的性能。如一般的鋁粉是燒不起來(lái)的，而超細(xì)的鋁粉，可以成為“固體燃料”；咖啡磨細(xì)到一定程度后，可以完全“溶于水”而不再有渣。從科學(xué)上講，這些新的性能與原來(lái)的性能是有聯(lián)系的，只是原來(lái)沒(méi)有充分顯示出來(lái)。鋁本來(lái)就是容易氧化的物質(zhì)，但形成的三氧化二鋁薄膜會(huì)保護(hù)鋁不再氧化，所以氧化反應(yīng)不會(huì)連續(xù)而很劇烈。但超細(xì)鋁粉表面積大，同時(shí)反應(yīng)就會(huì)形成高溫積聚，高溫又破壞了氧化層使反應(yīng)連續(xù)下去，形成劇烈的放熱氧化反應(yīng)。劇烈的氧化反應(yīng)就是燃燒，可以用來(lái)熔化金屬進(jìn)行焊接，也可以用作火箭的固體燃料。而咖啡磨細(xì)后，可以在水中懸浮不沉下去，就沒(méi)有“渣”了。國(guó)外的“速溶咖啡”用中國(guó)云南、海南的咖啡豆做原料，靠著“磨細(xì)”的技術(shù)大大賺錢(qián)。而我們?yōu)槭裁茨ゲ患?xì)呢？原來(lái)靠機(jī)械物理方法磨到一定細(xì)度后，很難再細(xì)下去了，這當(dāng)中涉及很多物理、化學(xué)原因。

長(zhǎng)期以來(lái)，把物質(zhì)分離成超細(xì)顆粒的努力，一直沒(méi)有重大突破。直到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家利用氣相沉淀等物理、化學(xué)方法，終于制取成功為數(shù)不多的l～l00nm大小的“納米級(jí)”顆粒材料。就是這為數(shù)不多的納米材料。使我們真正開(kāi)始著研究“分子尺寸”的物質(zhì)，并掀起了席卷天下的“納米熱潮”。研究發(fā)現(xiàn)，納米材料的性能大大不同于原來(lái)的物質(zhì)，如本來(lái)化學(xué)性“穩(wěn)定”的，變成非?！盎顫姟?；本來(lái)“絕緣”不導(dǎo)電的，變成“導(dǎo)體”或“半導(dǎo)體”；本來(lái)強(qiáng)度不大、硬度不高，變得堅(jiān)韌無(wú)比，硬度甚至超過(guò)金剛鉆；納米“金屬”材料居然可以燃燒、爆炸……同樣的材料變?yōu)椤凹{米材料”后，似乎有了新的物理、化學(xué)性能，這確實(shí)令人大吃一驚。

但是，納米材料的制取并非想象中那么容易。一般的機(jī)械粉碎、研磨根本得不到“納米級(jí)”超細(xì)微顆粒，必須通過(guò)有針對(duì)性的、特殊的高技術(shù)物理、化學(xué)設(shè)施，才能制取“納米材料”。目前，納米材料還沒(méi)有成熟的規(guī)模生產(chǎn)手段，不同材料的納米級(jí)超微粒的制取仍是一道難題。目前的納米材料制造成本相當(dāng)高，用“一克千金”形容并不夸張。而要進(jìn)一步推動(dòng)納米科學(xué)和納米技術(shù)的研發(fā)深化，必須有充足的納米材料做基礎(chǔ)。所以，世界各國(guó)都把“高效制取納米材料”作為納米科技研發(fā)的重要先導(dǎo)基礎(chǔ)項(xiàng)目。

納米材料在陶瓷材料、生物工程、微電子技術(shù)、化工、醫(yī)藥等方面的研究開(kāi)發(fā)，最近已有了可喜的進(jìn)展。不同的納米材料，確實(shí)有許多意想不到的“神奇”性能。

第6篇：納米科學(xué)與技術(shù)范文

納米技術(shù)是科學(xué)研究中最受歡迎的領(lǐng)域之一，在醫(yī)學(xué)研究中尤其如此。癌癥治療的常規(guī)手段是手術(shù)、化療和放療。不幸的是，這些手段都可能引起一系列副作用，包括脫發(fā)、消化不良、惡心、乏力和口腔潰瘍等等。而科學(xué)家相信，納米棒也能在癌癥治療中有所作為。如果能用黃金納米棒裝載抗癌藥物，它們就能準(zhǔn)確攻擊癌瘤。這種療法可能意味著更少的副作用和用藥量。納米棒也能搭載靶向藥物或緩釋藥物。有效劑量的藥物可能被傳送到準(zhǔn)確圈定的身體部位，且藥物被設(shè)計(jì)成緩釋以確保最好療效和安全性。

這些療法旨在利用納米技術(shù)的威力和癌細(xì)胞的貪婪。眼前有什么，癌細(xì)胞都喜歡吃，包括裝了藥物的納米棒。這方面的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)使用了經(jīng)過(guò)改造的細(xì)菌細(xì)胞，它們的大小是正常細(xì)胞的20%。這些細(xì)胞裝載的抗體與癌細(xì)胞結(jié)合，然后釋放自己攜帶的抗癌藥物。另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)使用納米棒作為其他療法的輔助手段。納米棒被癌細(xì)胞吸收，然后用磁場(chǎng)加熱癌細(xì)胞，使之弱化。被弱化的癌細(xì)胞更容易被化療藥物攻擊。

聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)怪，但一種藍(lán)色染料（酞化青染料，或稱(chēng)苯二甲藍(lán)染料）的確已被用來(lái)與黃金納米棒配對(duì)以攻擊癌癥。酞化青染料會(huì)與光線(xiàn)發(fā)生反應(yīng)。納米棒把染料直接帶給癌細(xì)胞，而正常細(xì)胞排斥染料。一旦納米棒到達(dá)指定部位，科學(xué)家就會(huì)用光線(xiàn)“激活”它們?nèi)ゴ輾О┝?。利用光觸發(fā)染料治療皮膚癌的療法已經(jīng)問(wèn)世，科學(xué)家現(xiàn)在正在研究運(yùn)用納米棒和染料治療身體內(nèi)部的癌瘤。

雖然納米棒的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，但是一些科學(xué)家已在擔(dān)憂(yōu)它們對(duì)健康的副作用。納米棒很小，這讓它們幾乎能穿透一切。這對(duì)癌癥治療來(lái)說(shuō)當(dāng)然很好，但納米棒可能會(huì)傷害健康細(xì)胞和正常DNA。科學(xué)家也擔(dān)憂(yōu)納米棒的處置問(wèn)題。進(jìn)入水或總體環(huán)境的納米微粒根本無(wú)法被追蹤，它們有可能造成負(fù)面影響。因此，需要找到對(duì)這些納米微粒的處置技術(shù)。黃金納米棒是醫(yī)學(xué)研究中的一個(gè)熱門(mén)選擇，但還有其他多種納米微粒正在使用和研發(fā)中。一些科學(xué)家呼吁，對(duì)于納米微粒的優(yōu)缺點(diǎn)及相關(guān)問(wèn)題，都必須深入研究。

第7篇：納米科學(xué)與技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】納米技術(shù)；食品安全；技術(shù)檢測(cè)

一、納米技術(shù)概述

所謂納米技術(shù)(Nanotechnology)是指當(dāng)令世界人力能控制的最小單位，納米技術(shù)其實(shí)就是一種用單個(gè)原子或分子制造物質(zhì)的技術(shù)。當(dāng)前納米技術(shù)的研究和應(yīng)用主要在材料和制備、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)與健康、航天和航空、環(huán)境和能源、生物技術(shù)和農(nóng)產(chǎn)品等方面。用納米材料制作的器材重量更輕、硬度更強(qiáng)、壽命更長(zhǎng)、維修費(fèi)更低、設(shè)計(jì)更方便。利用納米材料還可以制作出特定性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料，制作出生物材料和仿生材料。納米是一種幾何尺寸的度量單位，1納米=百萬(wàn)分之一毫米。納米技術(shù)帶動(dòng)了技術(shù)革命。利用納米技術(shù)制作的藥物可以阻斷毛細(xì)血管，“餓死”癌細(xì)胞。如果在衛(wèi)星上用納米集成器件，衛(wèi)星將更小，更容易發(fā)射。納米技術(shù)是多科學(xué)綜合，有些目標(biāo)需要長(zhǎng)時(shí)間的努力才會(huì)實(shí)現(xiàn)。納米技術(shù)和信息科學(xué)技術(shù)、生命科學(xué)技術(shù)是當(dāng)前的科學(xué)發(fā)展主流，它們的發(fā)展將使人類(lèi)社會(huì)、生存環(huán)境和科學(xué)技術(shù)本身變得更美好。納米技術(shù)可以觀(guān)察病人身體中的癌細(xì)胞病變及情況，可讓醫(yī)生對(duì)癥下藥。納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、量子力學(xué)、介觀(guān)物理、分子生物學(xué)）和現(xiàn)代技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，納米科學(xué)技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)，例如納電子學(xué)、納米材科學(xué)、納機(jī)械學(xué)等。激光技術(shù)的發(fā)展使拉曼光譜技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，而納米科技的迅猛發(fā)展使“納米增強(qiáng)拉曼光譜(NERS)”在高靈敏度檢測(cè)方面獲得了突破性進(jìn)展，可達(dá)到單分子的檢測(cè)水平。陸惠宗博士還在報(bào)告中詳細(xì)分析了與液相色譜、氣相色譜、質(zhì)譜、毛細(xì)管電泳、ELISA、紅外光譜等常規(guī)分析技術(shù)相比較，納米增強(qiáng)拉曼光譜在樣品處理、檢測(cè)時(shí)間、檢測(cè)成本、儀器成本、重現(xiàn)性、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等方面所具有的優(yōu)點(diǎn)。光納科技還積極與國(guó)家質(zhì)檢總局(AQSIQ)、首都醫(yī)科大學(xué)等國(guó)內(nèi)單位合作，共同開(kāi)展了納米增強(qiáng)拉曼光譜在檢驗(yàn)檢疫、唾液檢測(cè)等方面的研究，并取得了很好的效果。

二、納米技術(shù)在食品安全快速檢測(cè)中的應(yīng)用

納米技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的運(yùn)用。納米技術(shù)與生物學(xué)、電子材料相結(jié)合，制備出的新型傳感器件可用于食品快速檢測(cè)。目前食品檢測(cè)分析一般采用化學(xué)分析法(CA)、薄層層析法(TLC)、氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)，但需要繁瑣、耗時(shí)的前處理，樣品損失也較大。相對(duì)于靈敏度較低的CA和TLC方法，GC、HPLC的靈敏度較高，但操作技術(shù)要求高、儀器昂貴，并不適合現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定和普及，而納米材料本身就是非常敏感的化學(xué)和生物傳感器，與生物芯片等技術(shù)結(jié)合，可以使分子檢測(cè)更加高效、簡(jiǎn)便。納米生物傳感器已應(yīng)用在微生物檢測(cè)、食品檢測(cè)和體液代謝物監(jiān)測(cè)等方面。所有用于生物傳感的納米材料或器件的結(jié)構(gòu)都有兩個(gè)特點(diǎn)：第一，它們含有針對(duì)分析物的特定的識(shí)別機(jī)制，比如抗體或酶；第二，它們可以從分析物中產(chǎn)生獨(dú)特的標(biāo)志信號(hào)，并且這種標(biāo)志信號(hào)可以由納米結(jié)構(gòu)自身產(chǎn)生或者由納米結(jié)構(gòu)固定的分子或含有的分子產(chǎn)生。國(guó)人深受地溝油之害，網(wǎng)上流傳最廣大蒜鑒別法——大蒜對(duì)于黃曲霉素敏感，如果蒜變紅色就是地溝油，但結(jié)果證實(shí)大蒜與地溝油沒(méi)有聯(lián)系，所以大蒜鑒別地溝油的方法并不可行。當(dāng)然，有的鑒別方法還是有科學(xué)依據(jù)的，比如有人提出食用油電導(dǎo)率小，而地溝油由于混雜了鹽等各種物質(zhì)，電導(dǎo)率就高。納米技術(shù)的應(yīng)用，能給我們一個(gè)全新的視角。

目前食品檢測(cè)分析一般采用化學(xué)分析法(CA)、薄層層析法(TLC)、氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)，但需要繁瑣、耗時(shí)的前處理，樣品損失也較大。相對(duì)于靈敏度較低的CA和TLC方法，GC、HPLC的靈敏度較高，但操作技術(shù)要求高、儀器昂貴，并不適合現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定和普及，而以納米金為免疫標(biāo)記物的檢測(cè)技術(shù)正彌補(bǔ)了這些技術(shù)的缺點(diǎn)，在現(xiàn)代食品分析檢測(cè)中的運(yùn)用也越來(lái)越多。

農(nóng)藥殘留，農(nóng)藥殘留分析的困難包括：樣品基質(zhì)背景復(fù)雜、前處理過(guò)程繁瑣，需要耗費(fèi)較多的時(shí)間、被測(cè)成分濃度較低、分析儀器的定性能力受到限制、儀器檢測(cè)靈敏度不夠等一系列問(wèn)題，但使用金標(biāo)記的快速檢測(cè)可以很好的解決以上問(wèn)題。國(guó)內(nèi)的王朔分別使用納米金免疫層析和納米金滲濾法檢測(cè)西維因的殘留，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程只需5min，檢測(cè)限也分別達(dá)到100ug/L和50μg/L。國(guó)內(nèi)的生物技術(shù)公司也開(kāi)發(fā)出了成熟的商品化產(chǎn)品，如克百威農(nóng)殘速測(cè)試紙條等。

致病微生物檢測(cè)，目前基于金標(biāo)記的快速檢測(cè)研究在致病微生物方面比較多，檢測(cè)的種類(lèi)也比較多。最早Hasan以免疫磁性分離技術(shù)為基礎(chǔ)的免疫膠體金技術(shù)已成功應(yīng)用于01群霍亂弧菌(Vibriocholerae)的檢測(cè)。國(guó)內(nèi)洪幫興等人研究了以硝酸纖維膜為載體納米金顯色的寡核苷酸芯片技術(shù)，為在分子水平快速簡(jiǎn)便的鑒別致病菌提供了可能，甚至可以檢出致病菌的耐藥性變異。該芯片技術(shù)對(duì)大腸埃希氏菌、沙門(mén)氏菌、志賀氏菌、霍亂弧菌、副溶血弧菌、變形桿菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、蠟樣芽孢桿菌、肉毒梭菌和空腸彎曲菌等10種(屬)具有高靈敏度和特異性，檢出水平可達(dá)10CFU/mlt251。殷涌光等在使用集成化手持式Spreeta TM SPR傳感器快速檢測(cè)大腸桿菌時(shí)，引入膠體金復(fù)合抗體作為二次抗體大幅度增加質(zhì)量，進(jìn)一步擴(kuò)大了檢測(cè)信號(hào)，同時(shí)延長(zhǎng)膠體金復(fù)合抗體與微生物的結(jié)合過(guò)程，使檢測(cè)信號(hào)進(jìn)一步穩(wěn)定與放大，從而顯著提高了檢測(cè)精度，使該傳感器對(duì)大腸桿菌的檢測(cè)精度由10 6CFU/ml提高到10 1CFU/ml。金免疫滲濾法重要的食源性致病菌之一大腸埃希氏菌0157:H7，目前的檢測(cè)通常先以山梨醇麥康凱瓊脂(sMAC)進(jìn)行初篩，然后用生化和血清學(xué)試驗(yàn)做鑒定，一般需要24-48h，而采用膠體金免疫滲濾法檢測(cè)卻非常的簡(jiǎn)便，在很短時(shí)間即可得到結(jié)果。

真菌毒素的檢測(cè)。真菌毒素(Mycotoxin)是由真菌(Fungi)產(chǎn)生的具有毒性的二級(jí)代謝產(chǎn)物，廣泛存在食品和飼料中，人類(lèi)若誤食受污染的食品，就會(huì)中毒或誘發(fā)一定疾病，甚至癌癥。檢測(cè)食品中的真菌毒素常用理化方法或生物學(xué)方法。但理化法需要較昂貴的儀器設(shè)備，操作復(fù)雜。而運(yùn)用免疫技術(shù)檢測(cè)真菌毒素敏感性高，特異性強(qiáng)，非常適用于食物樣品的檢測(cè)。D.J.Chiao等使用金標(biāo)免疫層析法在10min之內(nèi)即可檢測(cè)50ng/ml的肉毒桿菌毒素B(BoNT/B)，如果使用銀增強(qiáng)則其檢測(cè)限可以達(dá)到50pg/ml，而且對(duì)A、E型肉毒桿菌毒素沒(méi)有交叉反應(yīng)。貉曲霉毒素是曲霉屬和青霉屬產(chǎn)生的一類(lèi)真菌毒素，其中毒性最大、與人類(lèi)健康關(guān)系最密切、對(duì)農(nóng)作物的污染最重、分布最廣的是赭曲霉素A(OTA)，賴(lài)衛(wèi)華等研制的赭曲霉毒素A快速檢測(cè)膠體金試紙條，檢測(cè)限達(dá)到了10ng/mlt331，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前我國(guó)對(duì)赭曲霉毒素的限量要求5μg/L。黃曲霉毒素Bz的快速檢測(cè)國(guó)內(nèi)也有很多研究，孫秀蘭研制的黃曲霉毒素B，金標(biāo)免疫試紙條，其最低檢測(cè)限達(dá)到2.5ng/ml，而且能定性或半定量檢測(cè)食品中的黃曲霉毒素B，含量。

三、小結(jié)

食品安全與國(guó)人健康幸福指數(shù)攸關(guān)，做好食品安全監(jiān)測(cè)是我們質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督工作人員艱巨而又偉大的圣神使命。采集各方意見(jiàn)是我們?nèi)粘９ぷ鞯闹攸c(diǎn)，同時(shí)在采納高科技，新技術(shù)方面也要做出大膽嘗試，納米技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用就是一個(gè)很好的實(shí)例，同時(shí)我們還要不斷探索，不斷挖掘出更多更好的檢測(cè)手段，服務(wù)于人民，提升自我科研修養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]李華佳,辛志宏,胡秋輝.食品納米技術(shù)與納米食品研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2006,27.

第8篇：納米科學(xué)與技術(shù)范文

（一）力學(xué)性質(zhì)

高韌、高硬、高強(qiáng)是結(jié)構(gòu)材料開(kāi)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)。

（二）磁學(xué)性質(zhì)

當(dāng)代計(jì)算機(jī)硬盤(pán)系統(tǒng)的磁記錄密度超過(guò)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(mǎn)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。

（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(lèi)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(kù)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(lái)全面取代目前的常規(guī)半導(dǎo)體器件。

（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(lèi)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。

二、納米材料在化工行業(yè)中的應(yīng)用

（一）在催化方面的應(yīng)用

催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費(fèi)，使經(jīng)濟(jì)效益難以提高，而且對(duì)環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來(lái)不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10～15倍。

納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。分散在溶液中的每一個(gè)半導(dǎo)體顆粒，可近似地看成是一個(gè)短路的微型電池，用能量大于半導(dǎo)體能隙的光照射半導(dǎo)體分散系時(shí)，半導(dǎo)體納米粒子吸收光產(chǎn)生電子——空穴對(duì)。在電場(chǎng)作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)。

（二）在涂料方面的應(yīng)用

納米材料由于其表面和結(jié)構(gòu)的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能，顯示出強(qiáng)大的生命力。表面涂層技術(shù)也是當(dāng)今世界關(guān)注的熱點(diǎn)。納米材料為表面涂層提供了良好的機(jī)遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，添加納米材料，可獲得納米復(fù)合體系涂層，實(shí)現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性。涂層按其用途可分為結(jié)構(gòu)涂層和功能涂層。結(jié)構(gòu)涂層是指涂層提高基體的某些性質(zhì)和改性；功能涂層是賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統(tǒng)涂層沒(méi)有的功能。結(jié)構(gòu)涂層有超硬、耐磨涂層，抗氧化、耐熱、阻燃涂層，耐腐蝕、裝飾涂層等；功能涂層有消光、光反射、光選擇吸收的光學(xué)涂層，導(dǎo)電、絕緣、半導(dǎo)體特性的電學(xué)涂層，氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料，可進(jìn)一步提高其防護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)防紫外線(xiàn)照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等，在衛(wèi)生用品上應(yīng)用可起到殺菌保潔作用。在標(biāo)牌上使用納米材料涂層，可利用其光學(xué)特性，達(dá)到儲(chǔ)存太陽(yáng)能、節(jié)約能源的目的。在建材產(chǎn)品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料，可以達(dá)到減少光的透射和熱傳遞效果，產(chǎn)生隔熱、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好靜電屏蔽的納米涂料，所應(yīng)用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導(dǎo)體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規(guī)的氧化物高的導(dǎo)電特性，因而能起到靜電屏蔽作用，而且氧化物納米微粒的顏色不同，這樣還可以通過(guò)復(fù)合控制靜電屏蔽涂料的顏色，克服炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變，還具有隨角變色效應(yīng)。在汽車(chē)的裝飾噴涂業(yè)中，將納米TiO2添加在汽車(chē)、轎車(chē)的金屬閃光面漆中，能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統(tǒng)汽車(chē)面漆舊貌換新顏。納米SiO2是一種抗紫外線(xiàn)輻射材料。在涂料中加入納米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強(qiáng)度成倍地增加。納米涂層具有良好的應(yīng)用前景，將為涂層技術(shù)帶來(lái)一場(chǎng)新的技術(shù)革命，也將推動(dòng)復(fù)合材料的研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

（三）在精細(xì)化工方面的應(yīng)用

精細(xì)化工是一個(gè)巨大的工業(yè)領(lǐng)域，產(chǎn)品數(shù)量繁多，用途廣泛，并且影響到人類(lèi)生活的方方面面。納米材料的優(yōu)越性無(wú)疑也會(huì)給精細(xì)化工帶來(lái)福音，并顯示它的獨(dú)特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細(xì)化工領(lǐng)域，納米材料都能發(fā)揮重要作用。如在橡膠中加入納米SiO2，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡膠中，可以提高橡膠的耐磨性和介電特性，而且彈性也明顯優(yōu)于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料，可以提高塑料的強(qiáng)度和韌性，而且致密性和防水性也相應(yīng)提高。

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。21世紀(jì)將是納米技術(shù)的時(shí)代，為此，國(guó)家科委、中科院將納米技術(shù)定位為“21世紀(jì)最重要、最前沿的科學(xué)”。納米材料的應(yīng)用涉及到各個(gè)領(lǐng)域，在機(jī)械、電子、光學(xué)、磁學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。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。

參考文獻(xiàn):

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[4]DyerPE,FarleyRJ,GiedlR,etal..Excimerlaserablationofpolymersandglassesforgratingfabrication.AppliedSurfaceScience,1996.

第9篇：納米科學(xué)與技術(shù)范文

[論文摘要]科技的發(fā)展，使我們對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)研究的越來(lái)越透徹。納米技術(shù)便由此產(chǎn)生了，主要對(duì)納米材料和納米涂料的應(yīng)用加以闡述。

一、納米的發(fā)展歷史

納米（nm）是長(zhǎng)度單位，1納米是10-9米（十億分之一米），對(duì)宏觀(guān)物質(zhì)來(lái)說(shuō)，納米是一個(gè)很小的單位，不如，人的頭發(fā)絲的直徑一般為7000-8000nm，人體紅細(xì)胞的直徑一般為3000-5000nm，一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小，金屬的晶粒尺寸一般在微米量級(jí)；對(duì)于微觀(guān)物質(zhì)如原子、分子等以前用埃來(lái)表示，1埃相當(dāng)于1個(gè)氫原子的直徑，1納米是10埃。一般認(rèn)為納米材料應(yīng)該包括兩個(gè)基本條件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之間，二是材料此時(shí)具有區(qū)別常規(guī)尺寸材料的一些特殊物理化學(xué)特性。

1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德。費(fèi)曼預(yù)言，人類(lèi)可以用小的機(jī)器制作更小的機(jī)器，最后實(shí)現(xiàn)根據(jù)人類(lèi)意愿逐個(gè)排列原子、制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米科技最早的夢(mèng)想。1991年，美國(guó)科學(xué)家成功地合成了碳納米管，并發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量?jī)H為同體積鋼的1/6，強(qiáng)度卻是鋼的10倍，因此稱(chēng)之為超級(jí)纖維.這一納米材料的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志人類(lèi)對(duì)材料性能的發(fā)掘達(dá)到了新的高度。1999年，納米產(chǎn)品的年?duì)I業(yè)額達(dá)到500億美元。

二、納米技術(shù)在防腐中的應(yīng)用

納米涂料必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件：一是有一相尺寸在1～100nm；二是因?yàn)榧{米相的存在而使涂料的性能有明顯提高或具有新功能。納米涂料性能改善主要包括：第一、施工性能的改善。利用納米粒子粒徑對(duì)流變性的影響，如納米SiO2用于建筑涂料，可防止涂料的流掛；第二、耐候性的改善。利用納米粒子對(duì)紫外線(xiàn)的吸收性，如利用納米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墻涂料、汽車(chē)面漆等；第三、力學(xué)性能的改善。利用納米粒子與樹(shù)脂之間強(qiáng)大的界面結(jié)合力，可提高涂層的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐刮傷性等。納米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隱身涂料、靜電屏蔽涂料、隔熱涂料、大氣凈化涂料、電絕緣涂料、磁性涂料等。

納米技術(shù)的應(yīng)用為涂料工業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了一條新途徑，目前用于涂料的納米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于納米粒子的比表面大、表面自由能高，粒子之間極易團(tuán)聚，納米粒子的這種特性決定了納米涂料不可能象顏料、添料與基料通過(guò)簡(jiǎn)單的混配得到。同時(shí)納米粒子種類(lèi)很多，性能各異，不是每一種納米粒子和每一粒徑范圍的納米粒子制得的涂料都能達(dá)到所期望的性能和功能，需要經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究工作，才有可能得到真正的納米涂料。

納米涂料雖然無(wú)毒，但由于改性技術(shù)原因，性能并不理想，加上價(jià)格太貴，難以推廣；而三聚磷酸鋁也因價(jià)格原因未能大量應(yīng)用。國(guó)外公司如美國(guó)的Halox、Sherwin－williams、Mineralpigments、德國(guó)的Hrubach、法國(guó)的SNCZ、英國(guó)的BritishPetroleum、日本的帝國(guó)化工公司均推出了一系列無(wú)毒納米防銹顏料，性能不錯(cuò)，甚至已可與鉻酸鹽相以前我國(guó)防銹顏料的開(kāi)發(fā)整體水平落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，仍然以紅丹、鉻酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統(tǒng)防銹顏料為主。紅丹因其污染嚴(yán)重，對(duì)人體的傷害很大，目前已被許多國(guó)家相繼淘汰和禁止使用；磷酸鋅防銹顏料雖比。我國(guó)防銹涂料業(yè)也蓬勃發(fā)展，也可以生產(chǎn)納米漆。

我國(guó)自主生產(chǎn)的產(chǎn)品目前已通過(guò)國(guó)家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心、鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心車(chē)輛檢驗(yàn)站、機(jī)械科學(xué)院武漢材料保護(hù)研究所等國(guó)內(nèi)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)的分析和檢測(cè)，同時(shí)還經(jīng)過(guò)加拿大國(guó)家涂料信息中心等國(guó)外權(quán)威機(jī)構(gòu)的技術(shù)分析，結(jié)果表明其具有目前國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品無(wú)可比擬的防銹性能和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，是防銹涂料領(lǐng)域劃時(shí)代產(chǎn)品，復(fù)合鐵鈦粉及其防銹漆通過(guò)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)的鑒定后已在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

三、納米材料在涂料中應(yīng)用展前景預(yù)測(cè)據(jù)估算，全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已達(dá)到500億美元。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家政府和大的企業(yè)紛紛啟動(dòng)了發(fā)展納米技術(shù)和納米計(jì)劃的研究計(jì)劃。美國(guó)將納米技術(shù)視為下一次工業(yè)革命的核心，2001年年初把納米技術(shù)列為國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)，在納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資，從1997年的1億多美元增加到2001年近5億美元，準(zhǔn)備像微電子技術(shù)那樣在這一領(lǐng)域獨(dú)占領(lǐng)先地位。日本也設(shè)立了納米材料中心，把納米技術(shù)列入新五年科技基本計(jì)劃的研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)，將以納米技術(shù)為代表的新材料技術(shù)與生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境保護(hù)等并列為四大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。德國(guó)也把納米材料列入21世紀(jì)科研的戰(zhàn)略領(lǐng)域，全國(guó)有19家機(jī)構(gòu)專(zhuān)門(mén)建立了納米技術(shù)研究網(wǎng)。在人類(lèi)進(jìn)入21世紀(jì)之際，納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)社會(huì)的發(fā)展和生存環(huán)境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻(xiàn)。從某種意義上說(shuō)，21世紀(jì)將是一個(gè)納米世紀(jì)。

由于表面納米技術(shù)運(yùn)用面廣、產(chǎn)業(yè)化周期短、附加值高，所形成的高新技術(shù)和高技術(shù)產(chǎn)品、以及對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的改造升級(jí)，產(chǎn)業(yè)化市場(chǎng)前景極好。

在納米功能和結(jié)構(gòu)材料方面，將充分利用納米材料的異常光學(xué)特性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性、力學(xué)特性、敏感特性、催化與化學(xué)特性等開(kāi)發(fā)高技術(shù)新產(chǎn)品，以及對(duì)傳統(tǒng)材料改性；將重點(diǎn)突破各類(lèi)納米功能和結(jié)構(gòu)材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和表征技術(shù)。多功能的納米復(fù)合材料、高性能的納米硬質(zhì)合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了廣泛的機(jī)遇。各類(lèi)納米材料的產(chǎn)業(yè)化可能形成一批大型企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)，將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要影響；納米技術(shù)的應(yīng)用逐漸滲透到涉及國(guó)計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域，將產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

納米技術(shù)在涂料行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展，促使涂料更新?lián)Q代，為涂料成為真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品開(kāi)創(chuàng)了突破性的新紀(jì)元。

納米涂料已被認(rèn)定為北京奧運(yùn)村建筑工程的專(zhuān)用產(chǎn)品，展示出該涂料在建筑領(lǐng)域里的應(yīng)用價(jià)值。它利用獨(dú)特的光催化技術(shù)對(duì)空氣中有毒氣體有強(qiáng)烈的分解，消除作用。對(duì)甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能，使室內(nèi)空氣更加清新。經(jīng)測(cè)試，對(duì)各種霉菌的殺抑率達(dá)99％以上，有長(zhǎng)期的防霉防藻效果。納米改性?xún)?nèi)墻涂料，實(shí)際上是高級(jí)的衛(wèi)生型涂料，適合于家庭、醫(yī)院、賓館和學(xué)校的涂裝。納米改性外墻涂料，利用納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機(jī)理，較低的表面張力，具有高強(qiáng)的附著力，漆膜硬度高且有韌性，優(yōu)良的自潔功能，強(qiáng)勁的抗粉塵和抗臟物的粘附能力，疏水性極佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外線(xiàn)能力極強(qiáng)。使用壽命達(dá)15年以上。顆粒徑細(xì)小，能深入墻體，與墻面的硅酸鹽類(lèi)物質(zhì)配位反應(yīng)，使其牢牢結(jié)合成一體，附著力強(qiáng)，不起皮，不剝落，抗老化。其納米抗凍涂料，除具備納米型涂料各種優(yōu)良性之外，可在10℃到25℃之內(nèi)正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10％以下的規(guī)定，使建筑行業(yè)施工縮短了工期，提高了功效，又創(chuàng)造出高質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

由于目前應(yīng)用納米材料對(duì)涂料進(jìn)行改性尚處在初級(jí)階段，技術(shù)、工藝還不太成熟，需要探索和改進(jìn)。但涂料的各種性能得到某些改進(jìn)的試驗(yàn)結(jié)果足以證明，納米改性涂料的市場(chǎng)前景是非常好的。

參考文獻(xiàn)：

[1]橋本和仁等［J］.現(xiàn)代化工.1996(8):25～28.