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2008年,，美國研究人員宣布新開發(fā)出一種納米材料,，它對可見光的吸收率超過99.9%，是目前已知的顏色最黑的材料。由于這種材料幾乎能吸收所有入射的可見光,，因此它在太陽能的收集和利用方面可能具有較大應(yīng)用潛力。圖為研究人員在用這種材料進(jìn)行光反射實驗,。新華社/路透 |
2000年美國正式發(fā)布“國家納米技術(shù)計劃”(NNI),，提出發(fā)展納米科技的戰(zhàn)略目標(biāo)和具體戰(zhàn)略部署，標(biāo)志著美國進(jìn)入全面推進(jìn)納米科技發(fā)展的新階段,。NNI是一項跨部門的系統(tǒng)工程,，旨在確保美國在納米技術(shù)方面的領(lǐng)先地位，同時也為提高國家經(jīng)濟(jì)競爭力提供支持,。
光學(xué)新材料和生物分子追蹤應(yīng)用是研究熱門
NNI實施以來美國在納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究方面取得突破,。在應(yīng)用研究和產(chǎn)品開發(fā)方面，美國在半導(dǎo)體芯片,、癌癥診斷,、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等四大熱點領(lǐng)域快速發(fā)展，其中在光學(xué)新材料和生物分子追蹤兩個領(lǐng)域的應(yīng)用是研究熱門,。
微電子制造：光刻技術(shù)
在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域,，目前美國納米技術(shù)專家把納米級的半導(dǎo)體材料做成晶體管。這樣,，一塊芯片上就可以容納更多晶體管,，從而使芯片的運算速度比傳統(tǒng)的硅芯片提高上千倍。這一研究方向在2001年取得基礎(chǔ)性突破后,，在應(yīng)用研究中越來越熱,。
IBM已于2002年開發(fā)出碳納米管高效能晶體管，用微機(jī)械電子系統(tǒng)技術(shù)制成太位存儲器;在集成電路芯片的制造方面,，也開始應(yīng)用超紫外光刻技術(shù)等,，使芯片制造實現(xiàn)了由微米向納米的技術(shù)飛躍。不久的將來,，分子電子學(xué)技術(shù)將徹底取代微電子技術(shù),，芯片制造將進(jìn)入分子納米技術(shù)時代。
結(jié)構(gòu)化學(xué)：納米生物技術(shù)
目前,，美國的科學(xué)家正在研究重組DNA分子,，該項研究對于解構(gòu)和測定新的基因排序具有開拓性意義。在生物分子追蹤領(lǐng)域,，科學(xué)家把某種納米顆�,！罢场痹谏锓肿由希缓罄眉{米顆粒的發(fā)光特性研究生物分子的行蹤,，這對研究艾滋病病毒等在人體內(nèi)的活動過程十分有益,，該項研究有望在幾年內(nèi)實現(xiàn)突破。
納米技術(shù)：應(yīng)用于更多領(lǐng)域
在微機(jī)械系統(tǒng)方面,，美國已成功研制出可控納米馬達(dá),、納米電動機(jī),、納米激光器、納米彈簧等成果,，其開發(fā)出的可控納米馬達(dá)由一種自旋蛋白質(zhì)片段制成,，寬度僅為11納米，可在未來用于驅(qū)動諸如藥物傳輸系統(tǒng)等納米機(jī)械,。此外,，納米在能源領(lǐng)域的應(yīng)用也成為新的關(guān)注點，納米儲氫技術(shù)已成為重點項目,。美學(xué)術(shù)界注重尋找可能用于儲氫的納米材料纖維,，有關(guān)實驗室已將儲氫纖維做到平均直徑在35納米的水平。
與此同時,，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點為納米醫(yī)藥機(jī)器人,、納米定向藥物載體、納米在基因工程蛋白質(zhì)合成中的應(yīng)用等具有潛力的應(yīng)用方向,。微電子及信息技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用方面的開發(fā)熱點,，包括納米電子元器件二極管、納米傳感器等,�,；瘜W(xué)工業(yè)上的應(yīng)用熱點是利用納米材料提高催化劑的效能，包括用于燃料電池的催化劑等,。
“國家納米技術(shù)計劃”催生新的經(jīng)濟(jì)增長點
“國家納米技術(shù)計劃”實施幾年來,，美國成功保持了在納米技術(shù)領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位，同時通過納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化合作催生出新的經(jīng)濟(jì)增長點,。
一,、協(xié)調(diào)各部門研發(fā)投入，促進(jìn)合作和資源共享
NNI成功協(xié)調(diào)了從聯(lián)邦政府到各級政府和部門對納米技術(shù)研發(fā)等各領(lǐng)域的投入,。各參與部門支持從前沿基礎(chǔ)研究到市場化的技術(shù)研發(fā),。另外，各部門通過合作機(jī)制建立了一整套優(yōu)先協(xié)作項目并共享資源,，這些都有效地促進(jìn)了美國納米技術(shù)的發(fā)展,。
奧爾巴尼納米中心是世界最大的納米技術(shù)研發(fā)中心之一，該中心依托于紐約州立大學(xué)奧爾巴尼分校,，致力于加快高技術(shù)產(chǎn)品的商業(yè)化,。該中心通過提供技術(shù)孵化、集成測試等支撐服務(wù),，幫助企業(yè)克服技術(shù),、市場和商業(yè)發(fā)展各項障礙，形成納米技術(shù)產(chǎn)品的大規(guī)模研發(fā)和生產(chǎn)布局，成為州政府,、聯(lián)邦政府,、研究院所及產(chǎn)業(yè)界合作的一個典范。
二,、加強納米技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),，提供硬件支撐
2002-2003財年，NNI啟動了一項名為“國家納米技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施,，網(wǎng)絡(luò)”的行動,。該行動配合納米技術(shù)卓越中心的建設(shè),，注重整合現(xiàn)有資源,，集中力量，完善和提升基礎(chǔ)設(shè)施水平,，目的是在全美建成能保證納米技術(shù)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究有效進(jìn)行的設(shè)備支撐體系,。到2005年，全國50%以上的國家研究機(jī)構(gòu)配備有納米研究所需的設(shè)施,。
三,、基礎(chǔ)和應(yīng)用研究雙管齊下，各學(xué)科交叉融合
在基礎(chǔ)研究方面,，NNI利用國家實驗室及大學(xué)的科研優(yōu)勢,，投入相當(dāng)大的人力和財力，著力在生物系統(tǒng),、納米器件與系統(tǒng)等方面進(jìn)行研究,。在應(yīng)用研究方面，則明顯表現(xiàn)出國家需求及產(chǎn)業(yè)驅(qū)動的特點,。
NNI所產(chǎn)生的多學(xué)科合作的研究模式極大提高了基礎(chǔ)研究的效率,，也使得應(yīng)用研究具有更大影響力。納米技術(shù)與信息技術(shù)及生物技術(shù)的交叉融合,、協(xié)同發(fā)展,，使得基礎(chǔ)研究的成果得以成為應(yīng)用技術(shù)的依托點，促成技術(shù)飛躍,。
四,、注重成果轉(zhuǎn)化，搶占市場先機(jī)
作為一個基礎(chǔ)性的新興領(lǐng)域,，產(chǎn)業(yè)界對納米技術(shù)已產(chǎn)生強烈需求,，特別是在信息技術(shù)和生物制藥領(lǐng)域。NNI在強調(diào)將研究成果盡快轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新技術(shù)的同時,，美國納米技術(shù)轉(zhuǎn)讓行為的最基本途徑是從研發(fā)到產(chǎn)品生產(chǎn),、銷售和服務(wù)的延伸。
五、將培養(yǎng)納米高技能人才置于優(yōu)先地位
高技能的就業(yè)大軍對于納米技術(shù)的研發(fā)至關(guān)重要,。NNI將納米知識教育和專業(yè)技術(shù)人才的培訓(xùn)置于未來工作的優(yōu)先地位,。目前，美國25%的研究型大學(xué)開設(shè)納米科學(xué)與工程課程,，十二年級(高三)學(xué)生也接受納米技術(shù)知識的教育,。
(科技部國際合作司供稿) |