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毫微天地大文章
作者:段焕强 发表时间:2014年07月21日

  纳米科技既是现代科学(混沌物理、量子力学、分子生物学等)和现代技术(计算机技术、微电子技术等)结合的产物,也是一些新兴学科(纳米摩擦学、纳米电子学)发展的基础。纳米科技不仅属于基础学科,同时也是应用技术。可以说,纳米技术是迄今为止横跨学科最多、影响领域最大的交叉技术,它将产生完全新型的技术和产品,是高投入、高竞争性产业。

  纳米科技是未来新技术发展的重要源泉之一,是提升国家未来核心竞争力的重要手段之一,也是支撑形成新经济增长点的技术之一。自20世纪80年代以来,经过科研人员的不懈努力,纳米技术向物理、化学、生物学、新材料、微电子、计算机、医学、航天航空、环境、能源、生物技术和农业等诸多领域渗透,并且取得了重要研究突破和应用进展。鉴于纳米技术对各种科学技术的显著影响,世界各国正不断加大对纳米科技的研发投入。据统计,全球纳米技术研发资金从2000年的约12亿美元增长到2008年的150多亿美元,其中尤以日本、美国和欧盟为甚。中国是国际上率先开展纳米科技研究的国家之一。中国纳米科技研究坚持继承与发展并重,基础与应用并重。经过20余年的努力,我国纳米基础研究已处于国际先进水平。如我国纳米材料领域的优势比较突出,整体水平处于国际先进行列;纳米表征、纳米生物安全、纳米催化等领域基本与国际同步;纳米器件研究的部分工作进入先进国家行列;纳米生物与医学研究水平迅速提高;纳米技术标准化工作日益与国际接轨。全国政协副主席、科技部部长万钢曾公开表示,我国已迈入纳米大国行列。

  纳米科技成果转化程度和产业化是衡量一国纳米科技发展水平的重要依据,这也是纳米科技发展的重要趋势。中国纳米科技发展伊始,纳米技术的应用与产业化就成为科研人员关注的方向。目前,我国纳米技术产业化已经进入即将全面展开的阶段,一些重点领域的应用已经初现苗头。在能源领域,纳米科技在高效率、低成本、长寿命太阳能电池、锂离子电池、电力防“污闪”涂层材料、聚合物微纳米球驱油、纳米共晶氧化物陶瓷节能粉体材料等均有应用;在信息技术领域,纳米科技在新一代超薄、柔性和大面积光电集成器件、新型纳米环形磁随机存储器、光电探测器件等方面正在摸索中突破;在生物医学领域,利用纳米技术开展重大疾病的早期诊断、药物纳米化靶向输运,具有个性化治疗前景的低毒性多功能纳米药物等已经获批上市;在环境领域,在自然水体(包括饮用水)污染治理、工业废水处理、基于纳米材料和结构的新一代打印制版技术以及土壤中的重金属污染防治等方面均有成功案例。对于中国来说,当前是纳米技术切入传统产业,将纳米技术和各个领域技术相结合的最好时机。而在当前形势下,纳米技术产业化对于保持我国纳米科技在基础研究方面已有的优势地位,以及形成新的经济增长点提供科技支撑同样具有重要的作用。

  我国纳米技术基础研究虽处于国际先进水平,但产业化水平相对较低。主要表现为:投身纳米技术产业的主要是新兴企业,缺乏大中型企业的广泛参与和大规模介入;纳米技术资源分散,缺乏协调,不能形成有效的推进纳米技术资源的合力。而纳米技术的跨学科性、实验和技术上的局限性、技术的成熟度不够、研究成本高周期长等问题,使得纳米技术仅靠一个产业部门或者研究机构将无法加快推动其产业化进程。我国纳米科技产业化亟待从产业发展角度对纳米技术产业进行整体规划,形成良好的技术成果产业化机制;应使大量企业从对纳米科技的模糊理解、无序状态中走出,进入到纳米科技网络严密、产业方向正确、产品目标明晰的战略体系中去。

  诚然,纳米技术作为一项2l世纪最有前途的技术,将史无前例地改变人类的生活,具有不可估量的应用价值。但应该看到,纳米技术的发展尚不成熟。纳米科技还存在科学理论、科学方法、科技创新和高风险等难点。以目前倍受国内外科技界、产业界关注的安全性问题为例,由于纳米技术在生产和使用过程中,有可能会伴随着纳米颗粒的产生、释放和接触,如何评价生产环境中的纳米颗粒?纳米技术在大规模使用之前,从事纳米技术的研究人员或产业人员,规模往往较小,对样本量较小的人群如何开展健康效应研究?如何更好地控制纳米产业职业安全?虽然我国纳米生物效应及纳米毒理学的研究取得了一定进展,但是该领域研究仍面临巨大挑战,纳米材料与生命个体在器官、细胞和分子等不同层面上复杂的扑朔迷离的交互作用给毒理学工作者无限的探索空间,目前还没有一套公认的用以专门评定纳米材料安全性的体系或者模型。这对于更广泛、安全地使用纳米技术无疑是一个巨大的障碍。因此,建立快速准确的分析和评定方法以及相关标准,对于纳米技术自身的发展至关重要。

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