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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用潛力,。圖為研究人員在用這種材料進行光反射實驗,。新華社/路透 |
2000年美國正式發(fā)布“國家納米技術計劃”(NNI)，提出發(fā)展納米科技的戰(zhàn)略目標和具體戰(zhàn)略部署,，標志著美國進入全面推進納米科技發(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方面的領先地位,，同時也為提高國家經(jīng)濟競爭力提供支持,。
光學新材料和生物分子追蹤應用是研究熱門
NNI實施以來美國在納米技術的基礎研究方面取得突破。在應用研究和產品開發(fā)方面,，美國在半導體芯片,、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤等四大熱點領域快速發(fā)展,，其中在光學新材料和生物分子追蹤兩個領域的應用是研究熱門,。
微電子制造：光刻技術
在半導體芯片領域，目前美國納米技術專家把納米級的半導體材料做成晶體管,。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年取得基礎性突破后,，在應用研究中越來越熱。
IBM已于2002年開發(fā)出碳納米管高效能晶體管,，用微機械電子系統(tǒng)技術制成太位存儲器;在集成電路芯片的制造方面,，也開始應用超紫外光刻技術等，使芯片制造實現(xiàn)了由微米向納米的技術飛躍,。不久的將來,，分子電子學技術將徹底取代微電子技術，芯片制造將進入分子納米技術時代,。
結構化學：納米生物技術
目前,，美國的科學家正在研究重組DNA分子，該項研究對于解構和測定新的基因排序具有開拓性意義,。在生物分子追蹤領域,，科學家把某種納米顆粒“粘”在生物分子上,，然后利用納米顆粒的發(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的活動過程十分有益，該項研究有望在幾年內實現(xiàn)突破,。
納米技術：應用于更多領域
在微機械系統(tǒng)方面,，美國已成功研制出可控納米馬達,、納米電動機、納米激光器,、納米彈簧等成果,，其開發(fā)出的可控納米馬達由一種自旋蛋白質片段制成，寬度僅為11納米,，可在未來用于驅動諸如藥物傳輸系統(tǒng)等納米機械,。此外，納米在能源領域的應用也成為新的關注點,，納米儲氫技術已成為重點項目,。美學術界注重尋找可能用于儲氫的納米材料纖維，有關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)學領域的熱點為納米醫(yī)藥機器人、納米定向藥物載體,、納米在基因工程蛋白質合成中的應用等具有潛力的應用方向,。微電子及信息技術領域應用方面的開發(fā)熱點，包括納米電子元器件二極管,、納米傳感器等,。化學工業(yè)上的應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,。
“國家納米技術計劃”催生新的經(jīng)濟增長點
“國家納米技術計劃”實施幾年來，美國成功保持了在納米技術領域的世界領先地位,，同時通過納米技術的產業(yè)化合作催生出新的經(jīng)濟增長點,。
一、協(xié)調各部門研發(fā)投入,，促進合作和資源共享
NNI成功協(xié)調了從聯(lián)邦政府到各級政府和部門對納米技術研發(fā)等各領域的投入,。各參與部門支持從前沿基礎研究到市場化的技術研發(fā)。另外,，各部門通過合作機制建立了一整套優(yōu)先協(xié)作項目并共享資源,，這些都有效地促進了美國納米技術的發(fā)展。
奧爾巴尼納米中心是世界最大的納米技術研發(fā)中心之一,，該中心依托于紐約州立大學奧爾巴尼分校,，致力于加快高技術產品的商業(yè)化。該中心通過提供技術孵化,、集成測試等支撐服務，幫助企業(yè)克服技術,、市場和商業(yè)發(fā)展各項障礙,，形成納米技術產品的大規(guī)模研發(fā)和生產布局,，成為州政府、聯(lián)邦政府,、研究院所及產業(yè)界合作的一個典范,。
二、加強納米技術基礎設施建設,，提供硬件支撐
2002-2003財年,，NNI啟動了一項名為“國家納米技術基礎設施，網(wǎng)絡”的行動,。該行動配合納米技術卓越中心的建設,，注重整合現(xiàn)有資源，集中力量,，完善和提升基礎設施水平,，目的是在全美建成能保證納米技術基礎研究和應用研究有效進行的設備支撐體系。到2005年,，全國50%以上的國家研究機構配備有納米研究所需的設施,。
三、基礎和應用研究雙管齊下,，各學科交叉融合
在基礎研究方面,，NNI利用國家實驗室及大學的科研優(yōu)勢，投入相當大的人力和財力,，著力在生物系統(tǒng),、納米器件與系統(tǒng)等方面進行研究。在應用研究方面,，則明顯表現(xiàn)出國家需求及產業(yè)驅動的特點,。
NNI所產生的多學科合作的研究模式極大提高了基礎研究的效率，也使得應用研究具有更大影響力,。納米技術與信息技術及生物技術的交叉融合,、協(xié)同發(fā)展，使得基礎研究的成果得以成為應用技術的依托點,，促成技術飛躍,。
四、注重成果轉化,，搶占市場先機
作為一個基礎性的新興領域,，產業(yè)界對納米技術已產生強烈需求，特別是在信息技術和生物制藥領域,。NNI在強調將研究成果盡快轉變?yōu)閯?chuàng)新技術的同時,，美國納米技術轉讓行為的最基本途徑是從研發(fā)到產品生產、銷售和服務的延伸,。
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)大軍對于納米技術的研發(fā)至關重要,。NNI將納米知識教育和專業(yè)技術人才的培訓置于未來工作的優(yōu)先地位。目前,，美國25%的研究型大學開設納米科學與工程課程,，十二年級(高三)學生也接受納米技術知識的教育。
(科技部國際合作司供稿) |