納米科技論文大全11篇

緒論：寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇納米科技論文范文，希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

所謂納米藥物指的是納米級(jí)別的用來(lái)防治或者輔助治療的藥物，納米藥物具有輕松通過(guò)體內(nèi)生理屏障的顯著優(yōu)點(diǎn)，納米級(jí)別藥物與傳統(tǒng)的宏觀藥物在其分布、吸收以及代謝和排泄等角度與傳統(tǒng)的宏觀藥物截然不同。

1納米級(jí)別的藥物能夠跨越體內(nèi)各種屏障

如果我們選擇合適的納米材料來(lái)制備納米藥物，可以有效的穿透生物膜的并透過(guò)血腦屏障，可以將藥物直接輸送到大腦內(nèi)部對(duì)疾病進(jìn)行治療。采用納米技術(shù)制備的藥物載體和抗體能夠大幅度提高穿透人造膜和天然膜的能力，并蓄積在小腸，使藥物的生物利用率顯著改善。

2納米藥物的控釋作用

所謂納米藥物的控釋作用指的是載有藥物的納米微粒在其控釋的過(guò)程中能夠顯現(xiàn)出特有的規(guī)律性，囊壁的溶解及酶和微生物的作用，均可使囊心物質(zhì)向外擴(kuò)散。鑒于上面所述，我們可以根據(jù)控釋的目的選擇合適的囊材使載藥納米微粒在局部滯留并達(dá)到有效濃度，這樣做不僅僅大幅度提高了用藥的療效，還不會(huì)給全身帶來(lái)不良毒性。對(duì)于需要長(zhǎng)期進(jìn)行治療和監(jiān)控的疾病，起作用和功效是十分顯著的。因此，納米控釋給獸藥系統(tǒng)帶來(lái)了極大的方便。

3納米藥物的靶向性

目前，抗球蟲(chóng)藥物以及抗菌藥物在畜牧業(yè)的養(yǎng)殖中被普遍使用，泛濫和不合理使用的現(xiàn)象也尤為明顯，從而直接導(dǎo)致目前很多禽畜的主流病原體大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門(mén)氏菌等等早已經(jīng)對(duì)大多數(shù)的抗菌藥物產(chǎn)生了耐受性，甚至有些病菌已經(jīng)產(chǎn)生了多重的耐受性，這些問(wèn)題都是可以通過(guò)納米載藥技術(shù)來(lái)進(jìn)行有效解決的。一方面，我們可以先將獸藥進(jìn)行納米處理，可以顯著提高其溶解率、靶向作用同時(shí)得到控制其釋放的效果。這樣可以大幅度提高藥物的治療效果，減少對(duì)藥物的使用劑量，能夠在不換藥的前提下就解決了藥物殘留問(wèn)題；另一方面，采用納米技術(shù)，可以研制出具有廣譜、高效、無(wú)毒、無(wú)副作用的新型獸藥，從根本上解決目前因大量使用獸藥而帶來(lái)的種種不良后果。

納米技術(shù)在家畜遺傳育種中的應(yīng)用

人們對(duì)于健康家畜的定義，無(wú)外乎生長(zhǎng)快、瘦肉率、耗料低、胴體品質(zhì)好等要求，但是傳統(tǒng)的育種方法需要少則幾年，多則幾十年的育種時(shí)間。如果我們?cè)诜肿铀缴线M(jìn)行相關(guān)的改變，即對(duì)DNA鏈上的堿基序列做相應(yīng)改變，就可以大大縮短育種時(shí)間，而且可以獲得我們需要新品種。DNA上的核苷酸序列是納米級(jí)的，所以要用到納米技術(shù)。例如我國(guó)科學(xué)家已經(jīng)用STM以及AFM等納米技術(shù)，對(duì)DNA分子進(jìn)行分離，并寫(xiě)出了“DNA”三個(gè)字母，標(biāo)志著人類在納米技術(shù)對(duì)生物分子操作方面取得了巨大成就。通過(guò)這一事實(shí)我們可以發(fā)現(xiàn)，人類可以通過(guò)納米技術(shù)，對(duì)分子級(jí)別的事物進(jìn)行操作，以探尋生命的奧秘，定向地對(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)行改造，以獲得所需性狀的生物體。這在生物育種上是有極大的作用的，可以很好的對(duì)動(dòng)物的品種進(jìn)行改良，同時(shí)，通過(guò)分子探針，還可以在遺傳物質(zhì)上對(duì)生物的病情進(jìn)行探測(cè)，以從根本上解決問(wèn)題。所以，在遺傳育種上，納米技術(shù)的應(yīng)用是至關(guān)重要的。

納米技術(shù)與畜禽產(chǎn)品質(zhì)量

篇（2）

對(duì)于新裝修的房間，一些裝修材料、家具等物品會(huì)散發(fā)出有害氣體，導(dǎo)致室內(nèi)空氣中的甲醛、甲苯等有機(jī)物質(zhì)的濃度高于室外，有的甚至?xí)哂诠I(yè)區(qū)，不利于人們的健康，因此需要對(duì)其室內(nèi)的空氣進(jìn)行凈化。而相關(guān)的研究表明，光催化劑———納米TiO2可以有效降解室內(nèi)甲醛、甲苯等有機(jī)有害物質(zhì)，并且其所達(dá)到的效果是最好的。另外，由于應(yīng)用納米TiO2的光催化功能在殺死室內(nèi)環(huán)境中的細(xì)菌的同時(shí)，還可以降解由細(xì)菌釋放出來(lái)的有毒復(fù)合物質(zhì)，因此，納米TiO2光催化劑也被安放于醫(yī)院的病房、手術(shù)室等區(qū)域以實(shí)現(xiàn)殺菌、除臭的作用。

脫硫催化劑的應(yīng)用

篇（3）

NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution

Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.

Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor

I.引言

納米科學(xué)和技術(shù)所涉及的是具有尺寸在1-100納米范圍的結(jié)構(gòu)的制備和表征。在這個(gè)領(lǐng)域的研究舉世矚目。例如，美國(guó)政府2001財(cái)政年度在納米尺度科學(xué)上的投入要比2000財(cái)政年增長(zhǎng)83%，達(dá)到5億美金。有兩個(gè)主要的理由導(dǎo)致人們對(duì)納米尺度結(jié)構(gòu)和器件的興趣的增加。第一個(gè)理由是，納米結(jié)構(gòu)（尺度小于20納米）足夠小以至于量子力學(xué)效應(yīng)占主導(dǎo)地位，這導(dǎo)致非經(jīng)典的行為，譬如，量子限制效應(yīng)和分立化的能態(tài)、庫(kù)侖阻塞以及單電子邃穿等。這些現(xiàn)象除引起人們對(duì)基礎(chǔ)物理的興趣外，亦給我們帶來(lái)全新的器件制備和功能實(shí)現(xiàn)的想法和觀念，例如，單電子輸運(yùn)器件和量子點(diǎn)激光器等。第二個(gè)理由是，在半導(dǎo)體工業(yè)有器件持續(xù)微型化的趨勢(shì)。根據(jù)“國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路向（2001）“雜志，2005年前動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DRAM）和微處理器（MPU）的特征尺寸預(yù)期降到80納米，而MPU中器件的柵長(zhǎng)更是預(yù)期降到45納米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的問(wèn)題預(yù)期就會(huì)出現(xiàn)。到2005年類似的問(wèn)題將預(yù)期出現(xiàn)在DRAM的制造過(guò)程中。半導(dǎo)體器件特征尺寸的深度縮小不僅要求新型光刻技術(shù)保證能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件設(shè)計(jì)和制造方案，因?yàn)楫?dāng)MOS器件的尺寸縮小到一定程度時(shí)基礎(chǔ)物理極限就會(huì)達(dá)到。隨著傳統(tǒng)器件尺寸的進(jìn)一步縮小，量子效應(yīng)比如載流子邃穿會(huì)造成器件漏電流的增加，這是我們不想要的但卻是不可避免的。因此，解決方案將會(huì)是制造基于量子效應(yīng)操作機(jī)制的新型器件，以便小物理尺寸對(duì)器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我們能夠制造納米尺度的器件，我們肯定會(huì)獲益良多。譬如，在電子學(xué)上，單電子輸運(yùn)器件如單電子晶體管、旋轉(zhuǎn)柵門(mén)管以及電子泵給我們帶來(lái)諸多的微尺度好處，他們僅僅通過(guò)數(shù)個(gè)而非以往的成千上萬(wàn)的電子來(lái)運(yùn)作，這導(dǎo)致超低的能量消耗，在功率耗散上也顯著減弱，以及帶來(lái)快得多的開(kāi)關(guān)速度。在光電子學(xué)上，量子點(diǎn)激光器展現(xiàn)出低閾值電流密度、弱閾值電流溫度依賴以及大的微分增益等優(yōu)點(diǎn)，其中大微分增益可以產(chǎn)生大的調(diào)制帶寬。在傳感器件應(yīng)用上，納米傳感器和納米探測(cè)器能夠測(cè)量極其微量的化學(xué)和生物分子，而且開(kāi)啟了細(xì)胞內(nèi)探測(cè)的可能性，這將導(dǎo)致生物醫(yī)學(xué)上迷你型的侵入診斷技術(shù)出現(xiàn)。納米尺度量子點(diǎn)的其他器件應(yīng)用，比如，鐵磁量子點(diǎn)磁記憶器件、量子點(diǎn)自旋過(guò)濾器及自旋記憶器等，也已經(jīng)被提出，可以肯定這些應(yīng)用會(huì)給我們帶來(lái)許多潛在的好處。總而言之，無(wú)論是從基礎(chǔ)研究（探索基于非經(jīng)典效應(yīng)的新物理現(xiàn)象）的觀念出發(fā)，還是從應(yīng)用（受因結(jié)構(gòu)減少空間維度而帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)以及因應(yīng)半導(dǎo)體器件特征尺寸持續(xù)減小而需要這兩個(gè)方面的因素驅(qū)使）的角度來(lái)看，納米結(jié)構(gòu)都是令人極其感興趣的。

II.納米結(jié)構(gòu)的制備———首次浪潮

有兩種制備納米結(jié)構(gòu)的基本方法：build-up和build-down。所謂build-up方法就是將已預(yù)制好的納米部件（納米團(tuán)簇、納米線以及納米管）組裝起來(lái)；而build-down方法就是將納米結(jié)構(gòu)直接地淀積在襯底上。前一種方法包含有三個(gè)基本步驟：1）納米部件的制備；2）納米部件的整理和篩選；3）納米部件組裝成器件（這可以包括不同的步驟如固定在襯底及電接觸的淀積等等）。“build-up“的優(yōu)點(diǎn)是個(gè)體納米部件的制備成本低以及工藝簡(jiǎn)單快捷。有多種方法如氣相合成以及膠體化學(xué)合成可以用來(lái)制備納米元件。目前，在國(guó)內(nèi)、在香港以及在世界上許多的實(shí)驗(yàn)室里這些方法正在被用來(lái)合成不同材料的納米線、納米管以及納米團(tuán)簇。這些努力已經(jīng)證明了這些方法的有效性。這些合成方法的主要缺點(diǎn)是材料純潔度較差、材料成份難以控制以及相當(dāng)大的尺寸和形狀的分布。此外，這些納米結(jié)構(gòu)的合成后工藝再加工相當(dāng)困難。特別是，如何整理和篩選有著窄尺寸分布的納米元件是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題，這一問(wèn)題迄今仍未有解決。盡管存在如上的困難和問(wèn)題，“build-up“依然是一種能合成大量納米團(tuán)簇以及納米線、納米管的有效且簡(jiǎn)單的方法。可是這些合成的納米結(jié)構(gòu)直到目前為止仍然難以有什么實(shí)際應(yīng)用，這是因?yàn)樗鼈內(nèi)狈?shí)用所苛求的尺寸、組份以及材料純度方面的要求。而且，因?yàn)橥瑯拥脑蛴眠@種方法合成的納米結(jié)構(gòu)的功能性質(zhì)相當(dāng)差。不過(guò)上述方法似乎適宜用來(lái)制造傳感器件以及生物和化學(xué)探測(cè)器，原因是垂直于襯底生長(zhǎng)的納米結(jié)構(gòu)適合此類的應(yīng)用要求。

“Build-down”方法提供了杰出的材料純度控制，而且它的制造機(jī)理與現(xiàn)代工業(yè)裝置相匹配，換句話說(shuō)，它是利用廣泛已知的各種外延技術(shù)如分子束外延(MBE)、化學(xué)氣相淀積（MOVCD）等來(lái)進(jìn)行器件制造的傳統(tǒng)方法。“Build-down”方法的缺點(diǎn)是較高的成本。在“build-down”方法中有幾條不同的技術(shù)路徑來(lái)制造納米結(jié)構(gòu)。最簡(jiǎn)單的一種，也是最早使用的一種是直接在襯底上刻蝕結(jié)構(gòu)來(lái)得到量子點(diǎn)或者量子線。另外一種是包括用離子注入來(lái)形成納米結(jié)構(gòu)。這兩種技術(shù)都要求使用開(kāi)有小尺寸窗口的光刻版。第三種技術(shù)是通過(guò)自組裝機(jī)制來(lái)制造量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。自組裝方法是在晶格失配的材料中自然生長(zhǎng)納米尺度的島。在Stranski-Krastanov生長(zhǎng)模式中，當(dāng)材料生長(zhǎng)到一定厚度后，二維的逐層生長(zhǎng)將轉(zhuǎn)換成三維的島狀生長(zhǎng)，這時(shí)量子點(diǎn)就會(huì)生成。業(yè)已證明基于自組裝量子點(diǎn)的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子點(diǎn)器件的飽和材料增益要比相應(yīng)的量子阱器件大50倍，微分增益也要高3個(gè)量級(jí)。閾值電流密度低于100A/cm2、室溫輸出功率在瓦特量級(jí)（典型的量子阱基激光器的輸出功率是5-50mW）的連續(xù)波量子點(diǎn)激光器也已經(jīng)報(bào)道。無(wú)論是何種材料系統(tǒng)，量子點(diǎn)激光器件都預(yù)期具有低閾值電流密度，這預(yù)示目前還要求在大閾值電流條件下才能激射的寬帶系材料如III組氮化物基激光器還有很大的顯著改善其性能的空間。目前這類器件的性能已經(jīng)接近或達(dá)到商業(yè)化器件所要求的指標(biāo)，預(yù)期量子點(diǎn)基的此類材料激光器將很快在市場(chǎng)上出現(xiàn)。量子點(diǎn)基光電子器件的進(jìn)一步改善主要取決于量子點(diǎn)幾何結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。雖然在生長(zhǎng)條件上如襯底溫度、生長(zhǎng)元素的分氣壓等的變化能夠在一定程度上控制點(diǎn)的尺寸和密度，自組裝量子點(diǎn)還是典型底表現(xiàn)出在大小、密度及位置上的隨機(jī)變化，其中僅僅是密度可以粗糙地控制。自組裝量子點(diǎn)在尺寸上的漲落導(dǎo)致它們的光發(fā)射的非均勻展寬，因此減弱了使用零維體系制作器件所期望的優(yōu)點(diǎn)。由于量子點(diǎn)尺寸的統(tǒng)計(jì)漲落和位置的隨機(jī)變化，一層含有自組裝量子點(diǎn)材料的光致發(fā)光譜典型地很寬。在豎直疊立的多層量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中這種譜展寬效應(yīng)可以被減弱。如果隔離層足夠薄，豎直疊立的多層量子點(diǎn)可典型地展現(xiàn)出豎直對(duì)準(zhǔn)排列，這可以有效地改善量子點(diǎn)的均勻性。然而，當(dāng)隔離層薄的時(shí)候，在一列量子點(diǎn)中存在載流子的耦合，這將失去因使用零維系統(tǒng)而帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)。怎樣優(yōu)化量子點(diǎn)的尺寸和隔離層的厚度以便既能獲得好均勻性的量子點(diǎn)又同時(shí)保持載流子能夠限制在量子點(diǎn)的個(gè)體中對(duì)于獲得器件的良好性能是至關(guān)重要的。

很清楚納米科學(xué)的首次浪潮發(fā)生在過(guò)去的十年中。在這段時(shí)期，研究者已經(jīng)證明了納米結(jié)構(gòu)的許多嶄新的性質(zhì)。學(xué)者們更進(jìn)一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法來(lái)進(jìn)行納米結(jié)構(gòu)制造。這些成果向我們展示，如果納米結(jié)構(gòu)能夠大量且廉價(jià)地被制造出來(lái)，我們必將收獲更多的成果。

在未來(lái)的十年中，納米科學(xué)和技術(shù)的第二次浪潮很可能發(fā)生。在這個(gè)新的時(shí)期，科學(xué)家和工程師需要征明納米結(jié)構(gòu)的潛能以及期望功能能夠得到兌現(xiàn)。只有獲得在尺寸、成份、位序以及材料純度上良好可控能力并成功地制造出實(shí)用器件才能實(shí)現(xiàn)人們對(duì)納米器件所期望的功能。因此，納米科學(xué)的下次浪潮的關(guān)鍵點(diǎn)是納米結(jié)構(gòu)的人為可控性。

III.納米結(jié)構(gòu)尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮

為了充分發(fā)揮量子點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)之處，我們必須能夠控制量子點(diǎn)的位置、大小、成份已及密度。其中一個(gè)可行的方法是將量子點(diǎn)生長(zhǎng)在已經(jīng)預(yù)刻有圖形的襯底上。由于量子點(diǎn)的橫向尺寸要處在10-20納米范圍（或者更小才能避免高激發(fā)態(tài)子能級(jí)效應(yīng)，如對(duì)于GaN材料量子點(diǎn)的橫向尺寸要小于8納米）才能實(shí)現(xiàn)室溫工作的光電子器件，在襯底上刻蝕如此小的圖形是一項(xiàng)挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題。對(duì)于單電子晶體管來(lái)說(shuō)，如果它們能在室溫下工作，則要求量子點(diǎn)的直徑要小至1-5納米的范圍。這些微小尺度要求已超過(guò)了傳統(tǒng)光刻所能達(dá)到的精度極限。有幾項(xiàng)技術(shù)可望用于如此的襯底圖形制作。

—電子束光刻通常可以用來(lái)制作特征尺度小至50納米的圖形。如果特殊薄膜能夠用作襯底來(lái)最小化電子散射問(wèn)題，那特征尺寸小至2納米的圖形可以制作出來(lái)。在電子束光刻中的電子散射因?yàn)樗^近鄰干擾效應(yīng)（proximityeffect）而嚴(yán)重影響了光刻的極限精度，這個(gè)效應(yīng)造成制備空間上緊鄰的納米結(jié)構(gòu)的困難。這項(xiàng)技術(shù)的主要缺點(diǎn)是相當(dāng)費(fèi)時(shí)。例如，刻寫(xiě)一張4英寸的硅片需要時(shí)間1小時(shí)，這不適宜于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。電子束投影系統(tǒng)如SCALPEL（scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography）正在發(fā)展之中以便使這項(xiàng)技術(shù)較適于用于規(guī)模生產(chǎn)。目前，耗時(shí)和近鄰干擾效應(yīng)這兩個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有得到解決。

—聚焦離子束光刻是一種機(jī)制上類似于電子束光刻的技術(shù)。但不同于電子束光刻的是這種技術(shù)并不受在光刻膠中的離子散射以及從襯底來(lái)的離子背散射影響。它能刻出特征尺寸細(xì)到6納米的圖形，但它也是一種耗時(shí)的技術(shù)，而且高能離子束可能造成襯底損傷。

—掃描微探針術(shù)可以用來(lái)劃刻或者氧化襯底表面，甚至可以用來(lái)操縱單個(gè)原子和分子。最常用的方法是基于材料在探針作用下引入的高度局域化增強(qiáng)的氧化機(jī)制的。此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)用來(lái)刻劃金屬（Ti和Cr）、半導(dǎo)體（Si和GaAs）以及絕緣材料（Si3N4和silohexanes），還用在LB膜和自聚集分子單膜上。此種方法具有可逆和簡(jiǎn)單易行等優(yōu)點(diǎn)。引入的氧化圖形依賴于實(shí)驗(yàn)條件如掃描速度、樣片偏壓以及環(huán)境濕度等。空間分辨率受限于針尖尺寸和形狀（雖然氧化區(qū)域典型地小于針尖尺寸）。這項(xiàng)技術(shù)已用于制造有序的量子點(diǎn)陣列和單電子晶體管。這項(xiàng)技術(shù)的主要缺點(diǎn)是處理速度慢（典型的刻寫(xiě)速度為1mm/s量級(jí)）。然而，最近在原子力顯微術(shù)上的技術(shù)進(jìn)展—使用懸臂樑陣列已將掃描速度提高到4mm/s。此項(xiàng)技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)是它的杰出的分辨率和能產(chǎn)生任意幾何形狀的圖形能力。但是，是否在刻寫(xiě)速度上的改善能使它適用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的還有待于觀察。直到目前為止，它是一項(xiàng)能操控單個(gè)原子和分子的唯一技術(shù)。

—多孔膜作為淀積掩版的技術(shù)。多孔膜能用多種光刻術(shù)再加腐蝕來(lái)制備，它也可以用簡(jiǎn)單的陽(yáng)極氧化方法來(lái)制備。鋁膜在酸性腐蝕液中陽(yáng)極氧化就可以在鋁膜上產(chǎn)生六角密堆的空洞，空洞的尺寸可以控制在5-200nm范圍。制備多孔膜的其他方法是從納米溝道玻璃膜復(fù)制。用這項(xiàng)技術(shù)已制造出含有細(xì)至40nm的空洞的鎢、鉬、鉑以及金膜。

—倍塞（diblock）共聚物圖形制作術(shù)是一種基于不同聚合物的混合物能夠產(chǎn)生可控及可重復(fù)的相分離機(jī)制的技術(shù)。目前，經(jīng)過(guò)反應(yīng)離子刻蝕后，在旋轉(zhuǎn)涂敷的倍塞共聚物層中產(chǎn)生的圖形已被成功地轉(zhuǎn)移到Si3N4膜上，圖形中空洞直徑20nm，空洞之間間距40nm。在聚苯乙烯基體中的自組織形成的聚異戊二烯（polyisoprene）或聚丁二烯（polybutadiene）球（或者柱體）可以被臭氧去掉或者通過(guò)鋨染色而保留下來(lái)。在第一種情況，空洞能夠在氮化硅上產(chǎn)生；在第二種情況，島狀結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生。目前利用倍塞共聚物光刻技術(shù)已制造出GaAs納米結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的側(cè)向特征尺寸約為23nm,密度高達(dá)1011/cm2。

—與倍塞共聚物圖形制作術(shù)緊密相關(guān)的一項(xiàng)技術(shù)是納米球珠光刻術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的基本思路是將在旋轉(zhuǎn)涂敷的球珠膜中形成的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上。各種尺寸的聚合物球珠是商業(yè)化的產(chǎn)品。然而，要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比較困難的。用球珠單層膜已能制備出特征尺寸約為球珠直徑1/5的三角形圖形。雙層膜納米球珠掩膜版也已被制作出。能夠在金屬、半導(dǎo)體以及絕緣體襯底上使用納米球珠光刻術(shù)的能力已得到確認(rèn)。納米球珠光刻術(shù)（納米球珠膜的旋轉(zhuǎn)涂敷結(jié)合反應(yīng)離子刻蝕）已被用來(lái)在一些半導(dǎo)體表面上制造空洞和柱狀體納米結(jié)構(gòu)。

—將圖形從母體版轉(zhuǎn)移到襯底上的其他光刻技術(shù)。幾種所謂“軟光刻“方法，比如復(fù)制鑄模法、微接觸印刷法、溶劑輔助鑄模法以及用硬模版浮雕法等已被探索開(kāi)發(fā)。其中微接觸印刷法已被證明只能用來(lái)刻制特征尺寸大于100nm的圖形。復(fù)制鑄模法的可能優(yōu)點(diǎn)是ellastometric聚合物可被用來(lái)制作成一個(gè)戳子，以便可用同一個(gè)戳子通過(guò)對(duì)戳子的機(jī)械加壓能夠制作不同側(cè)向尺寸的圖形。在溶劑輔助鑄模法和用硬模版浮雕法（或通常稱之為納米壓印術(shù)）之間的主要差異是，前者中溶劑被用于軟化聚合物，而后者中軟化聚合物依靠的是溫度變化。溶劑輔助鑄模法的可能優(yōu)點(diǎn)是不需要加熱。納米壓印術(shù)已被證明可用來(lái)制作具有容量達(dá)400Gb/in2的納米激光光盤(pán)，在6英寸硅片上刻制亞100nm分辨的圖形，刻制10nmX40nm面積的長(zhǎng)方形，以及在4英寸硅片上進(jìn)行圖形刻制。除傳統(tǒng)的平面納米壓印光刻法之外，滾軸型納米壓印光刻法也已被提出。在此類技術(shù)中溫度被發(fā)現(xiàn)是一個(gè)關(guān)鍵因素。此外，應(yīng)該選用具有較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物。為了取得高產(chǎn)，下列因素要解決：

1）大的戳子尺寸

2）高圖形密度戳子

3）低穿刺（lowsticking）

4）壓印溫度和壓力的優(yōu)化

5）長(zhǎng)戳子壽命。

具有低穿刺率的大尺寸戳子已經(jīng)被制作出來(lái)。已有少量研究工作在試圖優(yōu)化壓印溫度和壓力，但顯然需要進(jìn)行更多的研究工作才能得到溫度和壓力的優(yōu)化參數(shù)。高圖形密度戳子的制作依然在發(fā)展之中。還沒(méi)有足夠量的工作來(lái)研究戳子的壽命問(wèn)題。曾有研究報(bào)告報(bào)道，覆蓋有超薄的特氟隆類薄膜的模板可以用來(lái)進(jìn)行50次的浮刻而不需要中間清洗。報(bào)告指出最大的性能退化來(lái)自于嵌在戳子和聚合物之間的灰塵顆粒。如果戳子是從ellastometric母版制作出來(lái)的，抗穿刺層可能需要使用，而且進(jìn)行大約5次壓印后需要更換。值得關(guān)心的其他可能問(wèn)題包括鑲嵌的灰塵顆引起的戳子損傷或聚合物中圖形損傷，以及連續(xù)壓印之間戳子的清洗需要等。盡管進(jìn)一步的優(yōu)化和改良是必需的，但此項(xiàng)技術(shù)似乎有希望獲得高生產(chǎn)率。壓印過(guò)程包括對(duì)準(zhǔn)、加熱及冷卻循環(huán)等，整個(gè)過(guò)程所需時(shí)間大約20分鐘。使用具有較低玻璃化轉(zhuǎn)換溫度的聚合物可以縮短加熱和冷卻循環(huán)所需時(shí)間，因此可以縮短整個(gè)壓印過(guò)程時(shí)間。

IV．納米制造所面對(duì)的困難和挑戰(zhàn)

上述每一種用于在襯底上圖形刻制的技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。目前，似乎沒(méi)有哪個(gè)單一種技術(shù)可以用來(lái)高產(chǎn)量地刻制納米尺度且任意形狀的圖形。我們可以將圖形刻制的全過(guò)程分成下列步驟：

1．在一塊模版上刻寫(xiě)圖形

2．在過(guò)渡性或者功能性材料上復(fù)制模版上的圖形

3．轉(zhuǎn)移在過(guò)渡性或者功能性材料上復(fù)制的圖形。

很顯然第二步是最具挑戰(zhàn)性的一步。先前描述的各項(xiàng)技術(shù)，例如電子束光刻或者掃描微探針光刻技術(shù)，已經(jīng)能夠刻寫(xiě)非常細(xì)小的圖形。然而，這些技術(shù)都因相當(dāng)費(fèi)時(shí)而不適于規(guī)模生產(chǎn)。納米壓印術(shù)則因可作多片并行處理而可能解決規(guī)模生產(chǎn)問(wèn)題。此項(xiàng)技術(shù)似乎很有希望，但是在它能被廣泛應(yīng)用之前現(xiàn)存的嚴(yán)重的材料問(wèn)題必須加以解決。納米球珠和倍塞共聚物光刻術(shù)則提供了將第一步和第二步整合的解決方案。在這些技術(shù)中，圖形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分來(lái)確定。然而，用這兩種光刻術(shù)刻寫(xiě)的納米結(jié)構(gòu)的形狀非常有限。當(dāng)這些技術(shù)被人們看好有很大的希望用來(lái)刻寫(xiě)圖形以便生長(zhǎng)出有序的納米量子點(diǎn)陣列時(shí)，它們卻完全不適于用來(lái)刻制任意形狀和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的圖形。為了能夠制造出高質(zhì)量的納米器件，不但必須能夠可靠地將圖形轉(zhuǎn)移到功能材料上，還必須保證在刻蝕過(guò)程中引入最小的損傷。濕法腐蝕技術(shù)典型地不產(chǎn)生或者產(chǎn)生最小的損傷，可是濕法腐蝕并不十分適于制備需要陡峭側(cè)墻的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)樵谘谀０嫦乱欢ǔ潭鹊你@蝕是不可避免的，而這個(gè)鉆蝕決定性地影響微小結(jié)構(gòu)的刻制。另一方面，用干法刻蝕技術(shù)，譬如，反應(yīng)離子刻蝕(RIE)或者電子回旋共振（ECR）刻蝕，在優(yōu)化條件下可以獲得陡峭的側(cè)墻。直到今天大多數(shù)刻蝕研究都集中于刻蝕速度以及刻蝕出垂直墻的能力，而關(guān)于刻蝕引入損傷的研究嚴(yán)重不足。已有研究表明，能在表面下100nm深處探測(cè)到刻蝕引入的損傷。當(dāng)器件中的個(gè)別有源區(qū)尺寸小于100nm時(shí)，如此大的損傷是不能接受的。還有就是因?yàn)樗械募{米結(jié)構(gòu)都有大的表面-體積比，必須盡可能地減少在納米結(jié)構(gòu)表面或者靠近的任何缺陷。

隨著器件持續(xù)微型化的趨勢(shì)的發(fā)展，普通光刻技術(shù)的精度將很快達(dá)到它的由光的衍射定律以及材料物理性質(zhì)所確定的基本物理極限。通過(guò)采用深紫外光和相移版，以及修正光學(xué)近鄰干擾效應(yīng)等措施，特征尺寸小至80nm的圖形已能用普通光刻技術(shù)制備出。然而不大可能用普通光刻技術(shù)再進(jìn)一步顯著縮小尺寸。采用X光和EUV的光刻技術(shù)仍在研發(fā)之中，可是發(fā)展這些技術(shù)遇到在光刻膠以及模版制備上的諸多困難。目前來(lái)看，雖然也有一些具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題需要解決，特別是需要克服電子束散射以及相關(guān)聯(lián)的近鄰干擾效應(yīng)問(wèn)題，但投影式電子束光刻似乎是有希望的一種技術(shù)。掃描微探針技術(shù)提供了能分辨單個(gè)原子或分子的無(wú)可匹敵的精度，可是此項(xiàng)技術(shù)卻有固有的慢速度，目前還不清楚通過(guò)給它加裝陣列懸臂樑能否使它達(dá)到可以接受的刻寫(xiě)速度。利用轉(zhuǎn)移在自組裝薄膜中形成的圖形的技術(shù)，例如倍塞共聚物以及納米球珠刻寫(xiě)技術(shù)則提供了實(shí)現(xiàn)成本不是那么昂貴的大面積圖形刻寫(xiě)的一種可能途徑。然而，在這種方式下形成的圖形僅局限于點(diǎn)狀或者柱狀圖形。對(duì)于制造相對(duì)簡(jiǎn)單的器件而言，此類技術(shù)是足夠用的，但并不能解決微電子工業(yè)所面對(duì)的問(wèn)題。需要將圖形從一張模版復(fù)制到聚合物膜上的各種所謂“軟光刻“方法提供了一種并行刻寫(xiě)的技術(shù)途徑。模版可以用其他慢寫(xiě)技術(shù)來(lái)刻制，然后在模版上的圖形可以通過(guò)要么熱輔助要么溶液輔助的壓印法來(lái)復(fù)制。同一塊模版可以用來(lái)刻寫(xiě)多塊襯底，而且不像那些依賴化學(xué)自組裝圖形形成機(jī)制的方法，它可以用來(lái)刻制任意形狀的圖形。然而，要想獲得高生產(chǎn)率，某些技術(shù)問(wèn)題如穿刺及因灰塵導(dǎo)致的損傷等問(wèn)題需要加以解決。對(duì)一個(gè)理想的納米刻寫(xiě)技術(shù)而言，它的運(yùn)行和維修成本應(yīng)該低，它應(yīng)具備可靠地制備尺寸小但密度高的納米結(jié)構(gòu)的能力，還應(yīng)有在非平面上刻制圖形的能力以及制備三維結(jié)構(gòu)的功能。此外，它也應(yīng)能夠做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而時(shí)至今日，仍然沒(méi)有任何一項(xiàng)能制作亞100nm圖形的單項(xiàng)技術(shù)能同時(shí)滿足上述所有條件。現(xiàn)在還難說(shuō)是否上述技術(shù)中的一種或者它們的某種組合會(huì)取代傳統(tǒng)的光刻技術(shù)。究竟是現(xiàn)有刻寫(xiě)技術(shù)的組合還是一種全新的技術(shù)會(huì)成為最終的納米刻寫(xiě)技術(shù)還有待于觀察。

另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是，為了更新我們關(guān)于納米結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和知識(shí)，有必要改善現(xiàn)有的表征技術(shù)或者發(fā)展一種新技術(shù)能夠用來(lái)表征單個(gè)納米尺度物體。由于自組裝量子點(diǎn)在尺寸上的自然漲落，可信地表征單個(gè)納米結(jié)構(gòu)的能力對(duì)于研究這些結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)是絕對(duì)至關(guān)重要的。目前表征單個(gè)納米結(jié)構(gòu)的能力非常有限。譬如，沒(méi)有一種結(jié)構(gòu)表征工具能夠用來(lái)確定一個(gè)納米結(jié)構(gòu)的表面結(jié)構(gòu)到0.1À的精度或者更佳。透射電子顯微術(shù)(TEM)能夠用來(lái)研究一個(gè)晶體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部情況，但是它不能提供有關(guān)表面以及靠近表面的原子排列情況的信息。掃描隧道顯微術(shù)（STM）和原子力顯微術(shù)（AFM）能夠給出表面某區(qū)域的形貌，但它們并不能提供定量結(jié)構(gòu)信息好到能仔細(xì)理解表面性質(zhì)所要求的精度。當(dāng)近場(chǎng)光學(xué)方法能夠給出局部區(qū)域光譜信息時(shí)，它們能給出的關(guān)于局部雜質(zhì)濃度的信息則很有限。除非目前用來(lái)表征表面和體材料的技術(shù)能夠擴(kuò)展到能夠用來(lái)研究單個(gè)納米體的表面和內(nèi)部情況，否則能夠得到的有關(guān)納米結(jié)構(gòu)的所有重要結(jié)構(gòu)和組份的定量信息非常有限。

篇（4）

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，以發(fā)表和推進(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)家納米科技發(fā)表協(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)行發(fā)表與協(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)。

2、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，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，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)。

3、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)明專利方面美國(guó)獨(dú)占鰲頭

據(jù)統(tǒng)計(jì)：美國(guó)專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項(xiàng)關(guān)于納米技術(shù)的專利。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)）。由于專利數(shù)據(jù)來(lái)源美國(guó)專利商標(biāo)局，所以美國(guó)的專利數(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)灣的專利數(shù)也較多，所占比例都超過(guò)了1%。

專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。

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。科學(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。

4、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。

篇（5）

        研究論文

        (1)多壁納米碳管對(duì)磷酸鐵鋰正極材料熱穩(wěn)定性及表面形貌的影響 mária filkusová andrea fedorková renáta

        oriňáková andrej oriňák2 zuzana nováková lenka kantárová

        動(dòng)態(tài)

        (7)第十一屆全國(guó)新型炭材料學(xué)術(shù)研討會(huì)征文通知 無(wú)

        研究論文

        (8)氧化硅包覆單壁碳納米管納米電纜的制備 張艷麗 侯鵬翔 劉暢

        動(dòng)態(tài)

        (13)thc系列耐高溫阻燃熱固性酚醛樹(shù)脂 無(wú)

        研究論文

        (14)多壁碳納米管的對(duì)氨基苯磺酸鈉修飾及對(duì)cu^2＋的吸附性能 鄭凈植 胡建 杜飛鵬

        動(dòng)態(tài)

        (19)《新型炭材料》2011年sci影響因子0．914 無(wú)

        研究論文

        (20)磁場(chǎng)處理對(duì)ldpe及其碳納米管復(fù)合材料電導(dǎo)特性的影響 韓寶忠 馬鳳蓮 郭文敏 王艷潔 蔣慧

        動(dòng)態(tài)

        (25)西安誠(chéng)瑞科技發(fā)展有限公司 高低溫炭化爐、液相（氣相）沉積爐、石墨化爐 無(wú)

        研究論文

        (26)碳納米管/鐵氰化鎳/聚苯胺雜化膜對(duì)抗壞血酸的電催化氧化 馬旭莉 孫守斌 王忠德 楊宇嬌 郝曉剛 臧楊 張忠林 劉世斌

        (33)水輔助化學(xué)氣相沉積制備定向碳納米管 劉庭芝 劉勇 多樹(shù)旺 孫曉剛 黎靜

        (39)通過(guò)高溫裂解酚醛樹(shù)脂制備氣體分離用炭膜——裂解溫度及臭氧后處理的作用分析 mohammad mahdyarfar toraj

        mohammadi ali mohajeri

        動(dòng)態(tài)

        (46)納米植物炭黑 無(wú)

        研究論文

        (47)中孔炭負(fù)載二氧化鈦光催化劑的制備及降解甲基橙 因博 王際童 徐偉 龍東輝 喬文明 凌立成

        (55)co2捕集用具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)納米孔炭的制備 唐志紅 韓卓 楊光智 趙斌 沈淑玲 楊俊和

        研究簡(jiǎn)報(bào)

        (61)高分散性氧化石墨烯基雜化體的制備及其熱穩(wěn)定性增強(qiáng) 張樹(shù)鵬 宋海歐

        (66)相互連接的碳微米球的制備與磁性 文劍鋒 莊葉 湯怒江 呂麗婭 鐘偉 都有為

        (71)碳化物衍生碳涂層的表面劃痕織構(gòu)能降低摩擦 眭劍 呂晉軍

        動(dòng)態(tài)

篇（6）

研究論文

(1)多壁納米碳管對(duì)磷酸鐵鋰正極材料熱穩(wěn)定性及表面形貌的影響 mária filkusová andrea fedorková renáta

oriňáková andrej oriňák2 zuzana nováková lenka ?kantárová

動(dòng)態(tài)

(7)第十一屆全國(guó)新型炭材料學(xué)術(shù)研討會(huì)征文通知 無(wú)

研究論文

(8)氧化硅包覆單壁碳納米管納米電纜的制備 張艷麗 侯鵬翔 劉暢

動(dòng)態(tài)

(13)thc系列耐高溫阻燃熱固性酚醛樹(shù)脂 無(wú)

研究論文

(14)多壁碳納米管的對(duì)氨基苯磺酸鈉修飾及對(duì)cu^2＋的吸附性能 鄭凈植 胡建 杜飛鵬

動(dòng)態(tài)

(19)《新型炭材料》2011年sci影響因子0．914 無(wú)

研究論文

(20)磁場(chǎng)處理對(duì)ldpe及其碳納米管復(fù)合材料電導(dǎo)特性的影響 韓寶忠 馬鳳蓮 郭文敏 王艷潔 蔣慧

動(dòng)態(tài)

(25)西安誠(chéng)瑞科技發(fā)展有限公司 高低溫炭化爐、液相（氣相）沉積爐、石墨化爐 無(wú)

研究論文

(26)碳納米管/鐵氰化鎳/聚苯胺雜化膜對(duì)抗壞血酸的電催化氧化 馬旭莉 孫守斌 王忠德 楊宇嬌 郝曉剛 臧楊 張忠林 劉世斌

(33)水輔助化學(xué)氣相沉積制備定向碳納米管 劉庭芝 劉勇 多樹(shù)旺 孫曉剛 黎靜

(39)通過(guò)高溫裂解酚醛樹(shù)脂制備氣體分離用炭膜——裂解溫度及臭氧后處理的作用分析 mohammad mahdyarfar toraj

mohammadi ali mohajeri

動(dòng)態(tài)

(46)納米植物炭黑 無(wú)

研究論文

(47)中孔炭負(fù)載二氧化鈦光催化劑的制備及降解甲基橙 因博 王際童 徐偉 龍東輝 喬文明 凌立成

(55)co2捕集用具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)納米孔炭的制備 唐志紅 韓卓 楊光智 趙斌 沈淑玲 楊俊和

研究簡(jiǎn)報(bào)

(61)高分散性氧化石墨烯基雜化體的制備及其熱穩(wěn)定性增強(qiáng) 張樹(shù)鵬 宋海歐

(66)相互連接的碳微米球的制備與磁性 文劍鋒 莊葉 湯怒江 呂麗婭 鐘偉 都有為

(71)碳化物衍生碳涂層的表面劃痕織構(gòu)能降低摩擦 眭劍 呂晉軍

動(dòng)態(tài)

篇（7）

李國(guó)紅與生物物理所研究員朱平經(jīng)過(guò)四五年的密切合作與不懈努力，成功建立了一套染色質(zhì)體外重建和結(jié)構(gòu)分析平臺(tái)，利用一種冷凍電鏡單顆粒三維重構(gòu)技術(shù)，在國(guó)際上率先解析了30納米染色質(zhì)的高清晰三維結(jié)構(gòu)，在破解“生命信息”的載體――30納米染色質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)研究中取得了重大突破。朱平說(shuō)，這一結(jié)構(gòu)提示了30納米染色質(zhì)纖維以4個(gè)核小體為結(jié)構(gòu)單元，各單元之間通過(guò)相互扭曲折疊形成了一個(gè)左手方向的雙螺旋高級(jí)結(jié)構(gòu)，它還明確了組蛋白H1在30納米染色質(zhì)纖維形成過(guò)程中的重要作用。

篇（8）

納米貴不貴？好不好吃？

1983年，劉忠范大學(xué)本科畢業(yè)后便赴日留學(xué)。他先后在日本橫濱國(guó)立大學(xué)、東京大學(xué)取得了碩士和博士學(xué)位，并在東京大學(xué)和分子科學(xué)研究所做博士后。

攻讀博士期間，劉忠范師從國(guó)際著名光電化學(xué)家藤島昭先生做研究，他很為老師的工作精神所感動(dòng)，年過(guò)半百仍撲在事業(yè)上。

自幼養(yǎng)成的勤奮習(xí)慣和藤島昭先生的表率，使劉忠范在日學(xué)習(xí)期間取得很大成功，獲得了日本政府獎(jiǎng)學(xué)金并在《Nature》雜志上發(fā)表了學(xué)術(shù)論文。與中國(guó)不同的社會(huì)環(huán)境，也讓埋頭讀書(shū)不問(wèn)世事的劉忠范更加開(kāi)朗起來(lái)。這時(shí)，北京大學(xué)化學(xué)系的教授蔡生民找到了他，不止一次地邀請(qǐng)劉忠范回國(guó)，并且用真誠(chéng)的話語(yǔ)

打動(dòng)了他。

他選擇了北大。十幾年后回憶起來(lái)，劉忠范仍覺(jué)得，“北大是最適合我的”。

在研究領(lǐng)域，劉忠范選擇了納米。

人們接受納米有一個(gè)過(guò)程。1997年9月27日，北京大學(xué)成立了納米科技中心，這是中國(guó)高校的第一個(gè)跨院系、跨學(xué)科從事納米交叉學(xué)科研究的綜合性研究中心。劉忠范接到很多電話，有人問(wèn)：“聽(tīng)說(shuō)你們搞出一種納米，貴不貴？好不好吃？”劉忠范只好幽默地回答他，“納米太小了，既不好吃，恐怕也吃不飽。”

近年來(lái)，納米技術(shù)掀起了陣陣熱潮，也漸漸出現(xiàn)在人們生活中。納米技術(shù)將為目前許多技術(shù)難題提供新的解決方案和思路，也會(huì)進(jìn)一步提高人們的生活水平并有可能在很大程度上改變?nèi)藗兊纳罘绞健?986年諾貝爾物理獎(jiǎng)得主羅雷爾說(shuō)，曾重視微米科技的國(guó)家，今天都已成為發(fā)達(dá)國(guó)家，而納米科技則為人們提供了新的發(fā)展機(jī)遇，今天重視納米科技的國(guó)家必將在未來(lái)的高科技競(jìng)爭(zhēng)中獨(dú)領(lǐng)。

科技部最年輕首席科學(xué)家

1994年，劉忠范申請(qǐng)了科技部攀登計(jì)劃項(xiàng)目，經(jīng)費(fèi)500萬(wàn)元。劉忠范成為這個(gè)項(xiàng)目的首席科學(xué)家，也是當(dāng)時(shí)科技部最年輕的首席科學(xué)家。他從此開(kāi)始了納米攀登之旅。

“當(dāng)時(shí)，我們是做納米級(jí)的信息存儲(chǔ)技術(shù)，相當(dāng)于超級(jí)光盤(pán)。”劉忠范說(shuō)，這個(gè)項(xiàng)目共有三個(gè)承擔(dān)單位，還包括當(dāng)時(shí)的北大電子學(xué)系——現(xiàn)在的信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院的吳全德院士、薛增泉教授以及吉林大學(xué)化學(xué)系的李鐵津教授。吳先生盡管年事已高，但對(duì)‘納米’非常敏感。吳老先生和薛教授都是做信息技術(shù)的，尤其有感于我國(guó)微電子技術(shù)發(fā)展的曲折和落后現(xiàn)狀，而納米技術(shù)應(yīng)該是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)。因此，“我們之間產(chǎn)生了強(qiáng)烈共鳴，覺(jué)得應(yīng)該醞釀一個(gè)計(jì)劃，大張旗鼓地在納米領(lǐng)域開(kāi)拓——這就是北京大學(xué)納米科技中心成立的初衷”。

1993年，劉忠范回國(guó)后，他親手建立起光電智能材料研究室。起初什么都沒(méi)有，完全從零開(kāi)始做。有幾間空房子，每一個(gè)插頭在什么地方，都要?jiǎng)⒅曳蹲约涸O(shè)計(jì)后找人安裝，桌椅板凳都是他自己一件件買來(lái)的。搞前沿研究需要先進(jìn)設(shè)備，為了購(gòu)買這些設(shè)備，他省吃儉用，甚至到了摳門(mén)的程度。劉忠范花50多萬(wàn)元買了一臺(tái)用于看原子和分子的STM儀器，這差不多是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)口的洋玩意。儀器需要配置防震臺(tái)，由于資金緊張，劉忠范只能帶著學(xué)生親自動(dòng)手。

創(chuàng)業(yè)是艱辛的。當(dāng)年的劉忠范人稱“拼命三郎”，每天最早進(jìn)樓的是他，最晚一個(gè)走出實(shí)驗(yàn)室的還是他。由于總是工作到深夜，樓門(mén)早已關(guān)閉，因此他經(jīng)常翻越化學(xué)樓的鐵門(mén)，“因此練就了一副好身手”，他自嘲道。

科研工作很辛苦，但也充滿了快樂(lè)。在劉忠范眼里，研究的一大樂(lè)趣就是和學(xué)生一道創(chuàng)造故事。學(xué)生一個(gè)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)帶來(lái)了熱化學(xué)燒孔存儲(chǔ)技術(shù)；一位女同學(xué)的頑固不化和他的堅(jiān)持加包容收獲了石墨烯的偏析生長(zhǎng)方法，進(jìn)而開(kāi)啟了石墨烯生長(zhǎng)過(guò)程工程學(xué)研究之門(mén)。回憶起這些往事，劉忠范的臉上洋溢著成就感。

“要向兩頭進(jìn)軍”

十幾年來(lái)，中國(guó)納米科技發(fā)展得飛快。從數(shù)量上看，已經(jīng)與美國(guó)并駕齊驅(qū)，論文的檔次也越來(lái)越高，盡管原創(chuàng)性和影響力尚有待提高。劉忠范為中國(guó)納米的發(fā)展簡(jiǎn)單勾勒了三部曲：科學(xué)、技術(shù)和工程。

談起與自己一同成長(zhǎng)的北大納米科技中心，劉忠范說(shuō)，北大的納米研究，總體上還處于納米科學(xué)的層面。經(jīng)過(guò)十幾年的努力，已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，在國(guó)內(nèi)外擁有了一定的學(xué)術(shù)影響和地位，化學(xué)學(xué)院、信息學(xué)院和物理學(xué)院的納米團(tuán)隊(duì)功不可沒(méi)。當(dāng)然，我們還缺少重大突破，需要從高原到高峰的飛躍。

劉忠范特別推崇團(tuán)隊(duì)精神和團(tuán)隊(duì)文化建設(shè)。說(shuō)起他的研究團(tuán)隊(duì)，他總是強(qiáng)調(diào)，他所取得的些許成績(jī)，都是團(tuán)隊(duì)成員共同拼搏、共同奮斗的結(jié)果。他的研究團(tuán)隊(duì)，從最初的幾個(gè)人、十幾個(gè)人，發(fā)展到今天的幾十個(gè)人，不斷地壯大著，也形成了獨(dú)具一格的團(tuán)隊(duì)文化。正是這樣的團(tuán)隊(duì)文化，帶來(lái)了一個(gè)又一個(gè)的學(xué)術(shù)研究成果，也使北大成為國(guó)際知名的低維碳材料研究基地。他的信條是：人才決定潛力，機(jī)制決定效率，文化決定高度。

劉忠范最自豪的不是他發(fā)表的300多篇學(xué)術(shù)論文，而是培養(yǎng)了一批熱愛(ài)科學(xué)、熱愛(ài)納米的弟子。他的弟子絕大多數(shù)都在國(guó)內(nèi)外知名學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)從事科研工作。他更希望將來(lái)有一天他被稱為教育家，而不僅僅是一名科學(xué)家。

“ 責(zé)任是通向偉大的代價(jià)”，這是丘吉爾的一句名言。劉忠范深深地感受到越來(lái)越多的社會(huì)責(zé)任。兒時(shí)刻骨銘心的貧窮經(jīng)歷使他對(duì)農(nóng)村教育和失學(xué)兒童問(wèn)題極為關(guān)注，并力所能及地為此做些事情。他設(shè)立的獎(jiǎng)學(xué)金拯救了不少瀕臨失學(xué)的兒童。人生是永不停息的馬拉松。前人在指引著我們，后人在追趕著我們，我們始終處在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中。劉忠范正不斷翻山越嶺，向科學(xué)高峰攀登。（來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)，本刊有刪節(jié)）

篇（9）

IUTAM 大會(huì)委員會(huì)是一個(gè)常設(shè)委員會(huì)，負(fù)責(zé)每4 年1 次的世界力學(xué)家大會(huì)(ICTAM) 的組織工作。此前，我國(guó)學(xué)者周培源、林同驥、錢(qián)令希、鄭哲敏、王仁、莊逢甘、程耿東、白以龍分別擔(dān)任過(guò)大會(huì)委員會(huì)委員。

篇（10）

以基礎(chǔ)、應(yīng)用基礎(chǔ)為先導(dǎo) 構(gòu)建知識(shí)、技術(shù)創(chuàng)新的平臺(tái)

近年來(lái)，插入化學(xué)這一概念已逐漸被國(guó)際學(xué)術(shù)界認(rèn)可并成為研究熱點(diǎn)，十年間發(fā)表的SCI論文數(shù)目幾乎增加了一倍，2004年達(dá)到2029篇。以長(zhǎng)江學(xué)者段雪教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)這一前沿領(lǐng)域的研究，在國(guó)內(nèi)外著名學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表被SCI收錄研究論文100余篇，為完善和豐富超分子插層組裝理論做出了貢獻(xiàn)，奠定了在國(guó)際、國(guó)內(nèi)相關(guān)研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)地位；近5年以來(lái),共申報(bào)國(guó)際發(fā)明專利17項(xiàng)（已公開(kāi)5項(xiàng)，并有2項(xiàng)進(jìn)入國(guó)家階段），申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利99項(xiàng)，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利32項(xiàng)、公開(kāi)國(guó)家發(fā)明專利29項(xiàng)，針對(duì)結(jié)構(gòu)與技術(shù)創(chuàng)新構(gòu)筑了較為完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。基于應(yīng)用基礎(chǔ)研究和工程化及產(chǎn)業(yè)化的科技成果，2004年獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，2001年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，還先后獲得省部級(jí)成果獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng)，形成了穩(wěn)定的、有特色的、具有國(guó)際影響力的優(yōu)勢(shì)研究方向。

開(kāi)發(fā)共性、關(guān)鍵技術(shù) 為行業(yè)科技進(jìn)步服務(wù)

作為一家具有行業(yè)特色的高校，學(xué)校針對(duì)行業(yè)中一些關(guān)鍵、共性技術(shù)，組織研究、攻關(guān)，并將成果及時(shí)在企業(yè)中推廣應(yīng)用，這些成果在解決經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)中的重大問(wèn)題方面做出了突出貢獻(xiàn)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

如，“丁基橡膠生產(chǎn)技術(shù)“于2002年8月用于工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)結(jié)果表明，該技術(shù)已處于國(guó)際先進(jìn)水平。這一關(guān)鍵技術(shù)的攻克為企業(yè)創(chuàng)造了5億多元的經(jīng)濟(jì)效益。“大型高效攪拌槽/反應(yīng)器的成套技術(shù)及裝置”這一共性技術(shù)的開(kāi)發(fā)，結(jié)束了我國(guó)關(guān)鍵的大型攪拌槽/反應(yīng)器設(shè)備長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的歷史，與國(guó)內(nèi)外技術(shù)相比，具有適應(yīng)性強(qiáng)、單臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)能力高、操作彈性大、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)，有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。“特殊物料分離技術(shù)”已應(yīng)用在高粘度、易自聚、含固體顆粒物料等270多套裝置中。2003年對(duì)應(yīng)用該技術(shù)的10家企業(yè)近三年的情況作了調(diào)查，他們開(kāi)具的證明表明，三年內(nèi)取得經(jīng)濟(jì)效益13億元，節(jié)省蒸汽一百多萬(wàn)噸，減少化學(xué)污染物料排放約4萬(wàn)多噸。這一共性技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)行業(yè)的科技進(jìn)步，大幅度提高生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，減少能耗物耗和污染物排放等方面做出了重要貢獻(xiàn)。

上述案例說(shuō)明，關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)對(duì)推動(dòng)行業(yè)的科技進(jìn)步，提高行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力有著十分重要的作用。與企業(yè)不同，學(xué)校開(kāi)發(fā)的這類技術(shù)不求自身獨(dú)占，而總是力求讓更多企業(yè)使用，以充分發(fā)揮它在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的作用。

扶植、培育新的生長(zhǎng)點(diǎn) 加強(qiáng)對(duì)高新技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)

近幾年，學(xué)校生物化工技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，環(huán)境領(lǐng)域項(xiàng)目明顯增加，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究持續(xù)發(fā)展，農(nóng)業(yè)工程有關(guān)的研究工作開(kāi)始顯現(xiàn)成效。在生物技術(shù)加工過(guò)程，特別是微生物發(fā)酵平臺(tái)技術(shù)和脂肪酶催化，在國(guó)內(nèi)有一定的優(yōu)勢(shì)。在生物資源和生物能源領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)了從青霉素菌絲體中提取麥角固醇、殼聚糖和氨基葡萄糖的新工藝，先后獲得2001年中國(guó)石油化工科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，2002年國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)。酶法合成生物柴油的小試已于2004年1月通過(guò)了技術(shù)鑒定。在分離工程和中藥現(xiàn)代化方面，開(kāi)發(fā)了中藥連續(xù)多級(jí)逆流多級(jí)萃取設(shè)備及工藝，獲中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)、2005年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

依靠現(xiàn)代化工技術(shù) 改造和建立新型化工產(chǎn)業(yè)

現(xiàn)代化工技術(shù)主要特點(diǎn)是“綠色化，資源高效、集約化，進(jìn)而改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低資源消耗并從根本上減少環(huán)境污染。”利用現(xiàn)代化工技術(shù)改造傳統(tǒng)化工基地，建立新型化工產(chǎn)業(yè)，提高其競(jìng)爭(zhēng)力具有舉足輕重的作用。如：具有國(guó)際領(lǐng)先或先進(jìn)水平的研究成果超重力技術(shù)，在長(zhǎng)江學(xué)者陳建峰教授的帶領(lǐng)下，在較寬領(lǐng)域中進(jìn)行了大量有關(guān)超重力高新技術(shù)的研究。學(xué)校首創(chuàng)超重力法制備納米材料技術(shù)，成功合成出納米碳酸鈣、納米阻燃劑、納米電子化學(xué)品、納米白碳黑、復(fù)合納米材料等產(chǎn)品，并成功實(shí)現(xiàn)納米碳酸鈣的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；在世界上首先實(shí)現(xiàn)了超重力法油田注水脫氧的商業(yè)運(yùn)行；協(xié)助美國(guó)Dow Chemical公司建成了世界上最大的超重力反應(yīng)分離裝置，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益；多項(xiàng)超重力反應(yīng)與分離示范技術(shù)已出口美國(guó)、新加坡和臺(tái)灣地區(qū)。中心在超重力反應(yīng)與分離、制備納米材料技術(shù)以及高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面走在世界的前列，取得了一批具有國(guó)際影響的成果：2001年獲北京市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、2002年獲中國(guó)高校科學(xué)技術(shù)（發(fā)明）二等獎(jiǎng)、2003年獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，近200篇，申請(qǐng)國(guó)際發(fā)明專利9項(xiàng)（已授權(quán)2項(xiàng)），申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利35項(xiàng)（已授權(quán)10項(xiàng)）。

積極開(kāi)展科研組織的創(chuàng)新

結(jié)合當(dāng)前國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大需求，在基地、團(tuán)隊(duì)建設(shè)基礎(chǔ)上，學(xué)校組建安全科學(xué)與監(jiān)控工程中心、國(guó)防新材料研究中心、資源與環(huán)境研究中心、能源工程研究中心。在這四個(gè)中心建設(shè)的指導(dǎo)思想中，首先改變了學(xué)科建設(shè)以學(xué)科點(diǎn)申報(bào)為導(dǎo)向和目標(biāo)的習(xí)慣做法，其所涉及研究領(lǐng)域大多數(shù)尚未完整體現(xiàn)于現(xiàn)有學(xué)科專業(yè)分類體系中，而是緊密結(jié)合了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的重大問(wèn)題。學(xué)科專業(yè)是知識(shí)劃分和知識(shí)生產(chǎn)制度化的產(chǎn)物，學(xué)科制度通過(guò)規(guī)范有效地推動(dòng)了學(xué)科新知識(shí)的增長(zhǎng)，但同時(shí)形成了學(xué)科之間相對(duì)封閉甚至沖突，不利于學(xué)科之間的交流，從而在一定程度上抑制了學(xué)科內(nèi)部的知識(shí)創(chuàng)新活力。其次，打破現(xiàn)行人員行政隸屬關(guān)系的壁壘，包括績(jī)效考核體系、利益分配管理辦法等方面對(duì)學(xué)科交叉與融合形成的人為阻滯因素。第三，通過(guò)人事聘任制度的深化改革，加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)中個(gè)體責(zé)任意識(shí)，大力扶植各層次科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

加強(qiáng)統(tǒng)籌、協(xié)調(diào) 實(shí)現(xiàn)集成科學(xué)和技術(shù)、工程的重點(diǎn)突破

由于歷史原因，學(xué)校在科研基地建設(shè)方面相對(duì)薄弱。通過(guò)努力，學(xué)校近年新增2個(gè)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、2個(gè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和1個(gè)教育部工程中心。

篇（11）

1研究形狀和趨勢(shì)

納米材料制備和應(yīng)用研究中所產(chǎn)生的納米技術(shù)很可能成為下一世紀(jì)前20年的主導(dǎo)技術(shù)，帶動(dòng)納米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。世紀(jì)之交世界先進(jìn)國(guó)家都從未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略高度重新布局納米材料研究，在千年交替的關(guān)鍵時(shí)刻，迎接新的挑戰(zhàn)，抓緊納米材料和柏米結(jié)構(gòu)的立項(xiàng)，迅速組織科技人員圍繞國(guó)家制定的目標(biāo)進(jìn)行研究是十分重要的。

納米材料誕生州多年來(lái)所取得的成就及對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的影響和滲透一直引人注目。進(jìn)入90年代，納米材料研究的內(nèi)涵不斷擴(kuò)大，領(lǐng)域逐漸拓寬。一個(gè)突出的特點(diǎn)是基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的銜接十分緊密，實(shí)驗(yàn)室成果的轉(zhuǎn)化速度之快出乎人們預(yù)料，基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究都取得了重要的進(jìn)展。美國(guó)已成功地制備了晶粒為50urn的納米Cu的決體材料，硬度比粗晶Cu提高5倍；晶粒為7urn的Pd，屈服應(yīng)力比粗晶Pd高5倍；具有高強(qiáng)度的金屬間化合物的增塑問(wèn)題一直引起人們的關(guān)注，晶粒的納米化為解決這一問(wèn)題帶來(lái)了希望，納米金屬間化合物 FqsAJZCr室成果的轉(zhuǎn)化，到目前為止，已形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的幾家納米粉體產(chǎn)業(yè)，睦次鸚米氧化硅。氧化鈦、氮化硅核區(qū)個(gè)文的易實(shí)他借個(gè)緲陽(yáng)放寬在納米添加功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷改性方面也取得了很好的效果。 加至5億美元。這說(shuō)明納米材料和納米結(jié)構(gòu)的研究熱潮在下一世紀(jì)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)保持繼續(xù)發(fā)展的勢(shì)頭。

2國(guó)際動(dòng)態(tài)和發(fā)展戰(zhàn)略 斯頓大學(xué)于1998年制備成功量子磁盤(pán)，這種磁盤(pán)是由磁性納米棒組成的納米陣列體系，10－”bit／s尺寸的密度已達(dá)109bit／s，美國(guó)商家已組織有關(guān)人員迅速轉(zhuǎn)化，預(yù)計(jì)2005年市場(chǎng)為400億美元。1988年法國(guó)人首先發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應(yīng)，到1997年巨磁電阻為原理的納米結(jié)構(gòu)器件已在美國(guó)問(wèn)世，在磁存儲(chǔ)、磁記憶和計(jì)算機(jī)讀寫(xiě)磁頭將有重要的應(yīng)用前景。

最近美國(guó)柯達(dá)公司研究部成功地研究了一種即具有顏料又具有分子染料功能的新型納米粉體，預(yù)計(jì)將給彩色印橡帶來(lái)革命性的變革。納米粉體材料在橡膠、顏料、陶瓷制品的改性等方面很可能給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品注入新的高科技含量，在未來(lái)市場(chǎng)上占有重要的份額。納米材料在醫(yī)藥方面的應(yīng)用研究也使人矚目，正是這些研究使美國(guó)白宮認(rèn)識(shí)到納米材料和技術(shù)將占有重要的戰(zhàn)略地位。原因之二是納米材料和技術(shù)領(lǐng)域是知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的源泉，新的規(guī)律新原理的發(fā)現(xiàn)和新理論的建立給基礎(chǔ)科學(xué)提供了新的機(jī)遇，美國(guó)計(jì)劃在這個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究獨(dú)占“老大”的地位。 為了使中國(guó)科學(xué)院在世紀(jì)之交乃至下一世紀(jì)在納米材料和技術(shù)研究在國(guó)際上占有一席之地，在國(guó)際市場(chǎng)上占有一份額，從前瞻性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性來(lái)考慮應(yīng)該成立中國(guó)科學(xué)院納米材料和技術(shù)研究中心，建議北方成立一個(gè)以物質(zhì)科學(xué)中心為基礎(chǔ)的研究中心（包括金屬研究所），在南方建立一個(gè)以合肥地區(qū)中國(guó)科學(xué)院固體物理所和中國(guó)科技大學(xué)為基礎(chǔ)的研究中心，主要任務(wù)是以基礎(chǔ)研究為主，做好基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的銜接和成果的轉(zhuǎn)化。 3國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

我國(guó)納米材料研究始于80年代末，“八五”期間，“納米材料科學(xué)”列入國(guó)家攀登項(xiàng)目。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家教委分別組織了8項(xiàng)重大、重點(diǎn)項(xiàng)目，組織相關(guān)的科技人員分別在納米材料各個(gè)分支領(lǐng)域開(kāi)展工作，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)還資助了20多項(xiàng)課題，國(guó)家“863”新材料主題也對(duì)納米材料有關(guān)高科技創(chuàng)新的課題進(jìn)行立項(xiàng)研究。1996年以后，納米材料的應(yīng)用研究出現(xiàn)了可喜的苗頭，地方政府和部分企業(yè)家的介人，使我國(guó)納米材料的研究進(jìn)入了以基礎(chǔ)研究帶動(dòng)應(yīng)用研究的新局面。