我國(guó)納米材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景
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引言:提起納米材料,可能很多人都聽(tīng)說(shuō)過(guò)也使用過(guò),只是沒(méi)有探究具體什么是納米材料,對(duì)于什么是納米材料,很多人并不一定清楚,本文主要對(duì)納米材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景做了簡(jiǎn)介,相信隨著納米技術(shù)的發(fā)展,會(huì)有越來(lái)越多的納米材料走進(jìn)人們的生活,為人類(lèi)造福。
納米是英文namometer的譯音,是一個(gè)物理學(xué)上的度量單位,1納米是1米的十億分之一;相當(dāng)于45個(gè)原子排列起來(lái)的長(zhǎng)度。通俗一點(diǎn)說(shuō),相當(dāng)于萬(wàn)分之一頭發(fā)絲粗細(xì)。就象毫米、微米一樣,納米是一個(gè)尺度概念,并沒(méi)有物理內(nèi)涵。當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后,大約是在1—100納米這個(gè)范圍空間,物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變,出現(xiàn)特殊性能。這種既具不同于原來(lái)組成的原子、分子,也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料,即為納米材料。如果僅僅是尺度達(dá)到納米,而沒(méi)有特殊性能的材料,也不能叫納米材料。過(guò)去,人們只注意原子、分子或者宇宙空間,常常忽略這個(gè)中間領(lǐng)域,而這個(gè)領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界,只是以前沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這個(gè)尺度范圍的性能。第一個(gè)真正認(rèn)識(shí)到它的性能并引用納米概念的是日本科學(xué)家,他們?cè)?0世紀(jì)70年代用蒸發(fā)法制備超微離子,并通過(guò)研究它的性能發(fā)現(xiàn):一個(gè)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后,它就失去原來(lái)的性質(zhì),表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此,象鐵鈷合金,把它做成大約20—30納米大小,磁疇就變成單磁疇,它的磁性要比原來(lái)高1000倍。80年代中期,人們就正式把這類(lèi)材料命名為納米材料。
在充滿生機(jī)的21世紀(jì),信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境、先進(jìn)制造技術(shù)和國(guó)防的高速發(fā)展必然對(duì)材料提出新的需求,元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲(chǔ)和超快傳輸?shù)葘?duì)材料的尺寸要求越來(lái)越?。缓娇蘸教?、新型軍事裝備及先進(jìn)制造技術(shù)等對(duì)材料性能要求越來(lái)越高。新材料的創(chuàng)新,以及在此基礎(chǔ)上誘發(fā)的新技術(shù)。新產(chǎn)品的創(chuàng)新是未來(lái)10年對(duì)社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)振興、國(guó)力增強(qiáng)最有影響力的戰(zhàn)略研究領(lǐng)域,納米材料將是起重要作用的關(guān)鍵材料之一。
納米材料和納米結(jié)構(gòu)是當(dāng)今新材料研究領(lǐng)域中最富有活力、對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著十分重要影響的研究對(duì)象,也是納米科技中最為活躍、最接近應(yīng)用的重要組成部分。近年來(lái),納米材料和納米結(jié)構(gòu)取得了引人注目的成就。例如,存儲(chǔ)密度達(dá)到每平方厘米400g的磁性納米棒陣列的量子磁盤(pán),成本低廉、發(fā)光頻段可調(diào)的高效納米陣列激光器,價(jià)格低廉高能量轉(zhuǎn)化的納米結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池和熱電轉(zhuǎn)化元件,用作軌道炮道軌的耐燒蝕高強(qiáng)高韌納米復(fù)合材料等的問(wèn)世,充分顯示了它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)新型支柱產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力。正像美國(guó)科學(xué)家估計(jì)的“這種人們?nèi)庋劭床灰?jiàn)的極微小的物質(zhì)很可能給予各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)革命”。
納米材料和納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)用將對(duì)如何調(diào)整國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的布局、設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、形成新的產(chǎn)業(yè)及改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)注入高科技含量提供新的機(jī)遇。 研究納米材料和納米結(jié)構(gòu)的重要科學(xué)意義在于它開(kāi)辟了人們認(rèn)識(shí)自然的新層次,是知識(shí)創(chuàng)新的源泉。由于納米結(jié)構(gòu)單元的尺度(1~100urn)與物質(zhì)中的許多特征長(zhǎng)度,如電子的德布洛意波長(zhǎng)、超導(dǎo)相干長(zhǎng)度、隧穿勢(shì)壘厚度、鐵磁性臨界尺寸相當(dāng),從而導(dǎo)致納米材料和納米結(jié)構(gòu)的物理、化學(xué)特性既不同于微觀的原子、分子,也不同于宏觀物體,從而把人們探索自然、創(chuàng)造知識(shí)的能力延伸到介于宏觀和微觀物體之間的中間領(lǐng)域。在納米領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)新規(guī)律,提出新概念,建立新理論,為構(gòu)筑納米材料科學(xué)體系新框架奠定基礎(chǔ),也將極大豐富納米物理和納米化學(xué)等新領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)涵。世紀(jì)之交高韌性納米陶瓷、超強(qiáng)納米金屬等仍然是納米材料領(lǐng)域重要的研究課題;納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),異質(zhì)、異相和不同性質(zhì)的納米基元(零維納米微粒、一維納米管、納米棒和納米絲)的組合。納米尺度基元的表面修飾改性等形成了當(dāng)今納米材料研究新熱點(diǎn),人們可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法設(shè)計(jì)納米結(jié)構(gòu)原理性器件以及納米復(fù)合傳統(tǒng)材料改性正孕育著新的突破。
國(guó)內(nèi)納米材料研究進(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)家的介入,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。
目前,我國(guó)有60多個(gè)研究小組,有600多人從事納米材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究,其中,承擔(dān)國(guó)家重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的和納米材料研究工作開(kāi)展比較早的單位有:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、南京大學(xué)。中國(guó)科學(xué)院固體物理研究所、金屬研究所、物理研究所、中國(guó)科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所、清華大學(xué),還有吉林大學(xué)、東北大學(xué)、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、青島化工學(xué)院、華東師范大學(xué),華東理工大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院大連化學(xué)物理研究所、長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué) 研究所、長(zhǎng)春物理研究所、感光化學(xué)研究所等也相繼開(kāi)展了納米材料的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。
我國(guó)納米材料基礎(chǔ)研究在過(guò)去取得了令人矚目的重要研究成果。已采用了多種物理、化學(xué)方法制備金屬與合金(晶態(tài)、非晶態(tài)及納米微晶)氧化物、氮化物、碳化物等化合物納米粉體,建立了相應(yīng)的設(shè)備,做到納米微粒的尺寸可控,并制成了納米薄膜和塊材。在納米材料的表征、團(tuán)聚體的起因和消除、表面吸附和脫附、納米復(fù)合微粒和粉體的制取等各個(gè)方面都有所創(chuàng)新,取得了重大的進(jìn)展,成功地研制出致密度高、形狀復(fù)雜、性能優(yōu)越的納米陶瓷;在世界上首次發(fā)現(xiàn)納米氧化鋁晶粒在拉伸疲勞中應(yīng)力集中區(qū)出現(xiàn)超塑性形變;在顆粒膜的巨磁電阻效應(yīng)、磁光效應(yīng)和自旋波共振等方面做出了創(chuàng)新性的成果;在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)納米類(lèi)鈣鈦礦化合物微粒的磁嫡變超過(guò)金屬gd;設(shè)計(jì)和制備了納米復(fù)合氧化物新體系,它們的中紅外波段吸收率可達(dá) 92%,在紅外保暖纖維得到了應(yīng)用;發(fā)展了非晶完全晶化制備納米合金的新方法;發(fā)現(xiàn)全致密納米合金中的反常hall-petch效應(yīng)。
近年來(lái),我國(guó)在功能納米材料研究上取得了舉世矚目的重大成果,引起了國(guó)際上的關(guān)注。
一是大面積定向碳管陣列合成:利用化學(xué)氣相法高效制備純凈碳納米管技術(shù),用這種技術(shù)合成的納米管,孔徑基本一致,約20urn,長(zhǎng)度約100pm,納米管陣列面積達(dá)到 3mmx3mm。其定向排列程度高,碳納米管之間間距為100pm。這種大面積定向納米碳管陣列,在平板顯示的場(chǎng)發(fā)射陰極等方面有著重要應(yīng)用前景。這方面的文章發(fā)表在1996年的美國(guó)《科學(xué)》雜志上。
二是超長(zhǎng)納米碳管制備:首次大批量地制備出長(zhǎng)度為2~3mm的超長(zhǎng)定向碳納米管列陣。這種超長(zhǎng)碳納米管比現(xiàn)有碳納米管的長(zhǎng)度提高1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。該項(xiàng)成果已發(fā)表于1998年8月出版的英國(guó)《自然》雜志上。英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》以“碳納米管進(jìn)入長(zhǎng)的階段”為題介紹了有關(guān)長(zhǎng)納米管的工作。
三是氮化嫁納米棒制備:首次利用碳納米管作模板成功地制備出直徑為3~40urn、長(zhǎng)度達(dá)微米量級(jí)的發(fā)藍(lán)光氮化像一維納米棒,并提出了碳納米管限制反應(yīng)的概念。該項(xiàng)成果被評(píng)為1998年度中國(guó)十大科技新聞之一。
四是硅襯底上碳納米管陣列研制成功,推進(jìn)碳納米管在場(chǎng)發(fā)射平面和納米器件方面的應(yīng)用。
五是制備成功一維納米絲和納米電纜,該成果研究論文在瑞典召開(kāi)的1998年第四屆國(guó)際納米會(huì)議宣讀后,許多外國(guó)科學(xué)家給予高度評(píng)價(jià)。
六是用苯熱法制備納米氮化像微晶;發(fā)現(xiàn)了非水溶劑熱合成技術(shù),首次在300℃左右制成粒度達(dá)30urn的氮化鋅微晶。還用苯合成制備氮化鉻(crn)、磷化鈷(cop)和硫化銻(sbs)納米微晶,論文發(fā)表在1997年的《科學(xué)》雜志上。
七是用催化熱解法制成納米金剛石;在高壓釜中用中溫(70℃)催化熱解法使四氯化碳和鈉反應(yīng)制備出金剛石納米粉,論文發(fā)表在1998年的《科學(xué)》雜志上。美國(guó)《化學(xué)與工程新聞》雜志還發(fā)表題為“稻草變黃金---從四氯化碳(cc14)制成金剛石”一文,予以高度評(píng)價(jià)。
我國(guó)納米材料和納米結(jié)構(gòu)的研究已有10多年的工作基礎(chǔ)和工作積累,在“八五”研究工作的基礎(chǔ)上初步形成了幾個(gè)納米材料研究基地,中科院上海硅酸鹽研究所、南京大學(xué)、中科院固體物理所、中科院金屬所、物理所、中國(guó)科技大學(xué)、清華大學(xué)和中科院化學(xué)所等已形成我國(guó)納米材料和納米結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研究的重要單位。無(wú)論從研究對(duì)象的前瞻性、基礎(chǔ)性,還是成果的學(xué)術(shù)水平和適用性來(lái)分析,都為我國(guó)納米材料研究在國(guó)際上爭(zhēng)得一席之地,促進(jìn)我國(guó)納米材料研究的發(fā)展,培養(yǎng)高水平的納米材料研究人才做出了貢獻(xiàn)。在納米材料基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的銜接,加快成果轉(zhuǎn)化也發(fā)揮了重要的作用。
目前和今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)這些單位仍然是我國(guó)納米材料和納米結(jié)構(gòu)研究的中堅(jiān)力量。 在過(guò)去10年,我國(guó)已建立了多種物理和化學(xué)方法制備納米材料,研制了氣體蒸發(fā)、磁控濺射、激光誘導(dǎo)cvd、等離子加熱氣相合成等10多臺(tái)制備納米材料的裝置,發(fā)展了化學(xué)共沉淀、溶膠一凝膠、微乳液水熱、非水溶劑合成和超臨界液相合成制備包括金屬、合金、氧化物、氮化物、碳化物、離子晶體和半導(dǎo)體等多種納米材料的方法,研制了性能優(yōu)良的多種納米復(fù)合材料。近年來(lái),根據(jù)國(guó)際納米材料研究的發(fā)展趨勢(shì),建立和發(fā)展了制備納米結(jié)構(gòu)(如納米有序陣列體系、介孔組裝體系、mcm-41等)組裝體系的多種方法,特別是自組裝與分子自組裝、模板合成、碳熱還原、液滴外延生長(zhǎng)、介孔內(nèi)延生長(zhǎng)等也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),已成功地制備出多種準(zhǔn)一維納米材料和納米組裝體系。這些方法為進(jìn)一步研究納米結(jié)構(gòu)和準(zhǔn)一納米材料的物性,推進(jìn)它們?cè)诩{米結(jié)構(gòu)器件的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。納米材料和納米結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)手段基本齊全,達(dá)到了國(guó)際90年代末的先進(jìn)水平。
綜上所述,“八五”期間我國(guó)在納米材料研究上獲得了一批創(chuàng)新性的成果,形成了一支高水平的科研隊(duì)伍,基礎(chǔ)研究在國(guó)際上占有一席之地,應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究也出現(xiàn)了新局面,為我國(guó)納米材料研究的繼續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。10年來(lái),我國(guó)科技工作者在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上共發(fā)表納米材料和納米結(jié)構(gòu)的論文2400多篇,在國(guó)際上排名第五位,其中納米碳管和納米團(tuán)簇在1998年度歐洲文獻(xiàn)情報(bào)交流會(huì)上德國(guó)馬普學(xué)會(huì)固體所一篇研究報(bào)告中報(bào)道中國(guó)科技工作者發(fā)表論文已超過(guò)德國(guó),在國(guó)際排名第三位,在國(guó)際歷次召開(kāi)的有關(guān)納米材料和納米結(jié)構(gòu)的國(guó)際會(huì)議上,我國(guó)納米材料科技工作者共做邀請(qǐng)報(bào)告24次。到目前為止,納米材料研究獲得國(guó)家自然科學(xué)三等獎(jiǎng)1項(xiàng),國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)2項(xiàng);院部級(jí)自然科學(xué)一、二等獎(jiǎng)3項(xiàng),發(fā)明一等獎(jiǎng)3項(xiàng),科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)1項(xiàng);申請(qǐng)專(zhuān)利 79項(xiàng),其中發(fā)明專(zhuān)利占50%,已正式授權(quán)的發(fā)明專(zhuān)利6項(xiàng),已實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化的發(fā)明專(zhuān)利6項(xiàng)。 最近幾年,我國(guó)納米科技工作者在國(guó)際上發(fā)表了一些有影響的學(xué)術(shù)論文,引起了國(guó)際同行的關(guān)注和稱贊。在《自然》和《科學(xué)》雜志上發(fā)表有關(guān)納米材料和納米結(jié)構(gòu)制備方面的論文6篇,影響因子在6以上的學(xué)術(shù)論文(phys.rev.lett,j.a(chǎn)in.chem.soc .)近20篇,影響因子在3以上的31篇,被sci和ei收錄的文章占整個(gè)發(fā)表論文的 59%。 1998年 6月在瑞典斯特哥爾摩召開(kāi)的國(guó)際第四屆納米材料會(huì)議上,對(duì)中國(guó)納米材料研究給予了很高評(píng)價(jià),指出這幾年來(lái)中國(guó)在納米材料制備方面取得了激動(dòng)人心的成果,在大會(huì)總結(jié)中選擇了8個(gè)納米材料研究式作取得了比較好的國(guó)家在閉幕式上進(jìn)行介紹,中國(guó)是在美國(guó)、日本、德國(guó)、瑞典之后進(jìn)行了大會(huì)發(fā)言。
納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
?。?)信息產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù):信息產(chǎn)業(yè)不僅在國(guó)外,在我國(guó)也占有舉足輕重的地位。2000年,中國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了GDP 5800億人民幣。納米技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用主要表現(xiàn)在3個(gè)方面:①網(wǎng)絡(luò)通訊、寬頻帶的網(wǎng)絡(luò)通訊、納米結(jié)構(gòu)器件、芯片技術(shù)以及高清晰度數(shù)字顯示技術(shù)。因?yàn)椴还芡ㄓ?、集成還是顯示器件,都要原器件,美國(guó)已經(jīng)著手研制,現(xiàn)在有了單電子器件、隧穿電子器件、自旋電子器件,這種器件已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室研制成功,而且可能在2001年進(jìn)入市場(chǎng)。②光電子器件、分子電子器件、巨磁電子器件,這方面我國(guó)還很落后,但是這些原器件轉(zhuǎn)為商品進(jìn)入市場(chǎng)也還要10年時(shí)間,所以,中國(guó)要超前15年到20年對(duì)這些方面進(jìn)行研究。③網(wǎng)絡(luò)通訊的關(guān)鍵納米器件,如網(wǎng)絡(luò)通訊中激光、過(guò)濾器、諧振器、微電容、微電極等方面,我國(guó)的研究水平不落后,在安徽省就有。④壓敏電阻、非線性電阻等,可添加氧化鋅納米材料改性。
(2)環(huán)境產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù):納米技術(shù)對(duì)空氣中20納米以及水中的200納米污染物的降解是不可替代的技術(shù)。要凈化環(huán)境,必須用納米技術(shù)。我們現(xiàn)在已經(jīng)制備成功了一種對(duì)甲醛、氮氧化物、一氧化碳能夠降解的設(shè)備,可使空氣中的大于10ppm的有害氣體降低到0.1ppm,該設(shè)備已進(jìn)入實(shí)用化生產(chǎn)階段;利用多孔小球組合光催化納米材料,已成功用于污水中有機(jī)物的降解,對(duì)苯酚等其它傳統(tǒng)技術(shù)難以降解的有機(jī)污染物,有很好的降解效果。近年來(lái),不少公司致力于把光催化等納米技術(shù)移植到水處理產(chǎn)業(yè),用于提高水的質(zhì)量,已初見(jiàn)成效;采用稀土氧化鈰和貴金屬納米組合技術(shù)對(duì)汽車(chē)尾氣處理器件的改造效果也很明顯;治理淡水湖內(nèi)藻類(lèi)引起的污染,最近已在實(shí)驗(yàn)室初步研究成功。
(3)能源環(huán)保中的納米技術(shù):合理利用傳統(tǒng)能源和開(kāi)發(fā)新能源是我國(guó)當(dāng)前和今后的一項(xiàng)重要任務(wù)。在合理利用傳統(tǒng)能源方面,現(xiàn)在主要是凈化劑、助燃劑,它們能使煤充分燃燒,燃燒當(dāng)中自循環(huán),使硫減少排放,不再需要輔助裝置。另外,利用納米改進(jìn)汽油、柴油的添加劑已經(jīng)有了,實(shí)際上它是一種液態(tài)小分子可燃燒的團(tuán)簇物質(zhì),有助燃、凈化作用。在開(kāi)發(fā)新能源方面國(guó)外進(jìn)展較快,就是把非可燃?xì)怏w變成可燃?xì)怏w?,F(xiàn)在國(guó)際上主要研發(fā)能量轉(zhuǎn)化材料,我國(guó)也在做,它包括將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能、熱能轉(zhuǎn)化為電能、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能等。
(4)納米生物醫(yī)藥:這是我國(guó)進(jìn)入WTO以后一個(gè)最有潛力的領(lǐng)域。目前,國(guó)際醫(yī)藥行業(yè)面臨新的決策,那就是用納米尺度發(fā)展制藥業(yè)。納米生物醫(yī)藥就是從動(dòng)植物中提取必要的物質(zhì),然后在納米尺度組合,最大限度發(fā)揮藥效,這恰恰是我國(guó)中醫(yī)的想法。在提取精華后,用一種很少的骨架,比如人體可吸收的糖、淀粉,使其高效緩釋和靶向藥物。對(duì)傳統(tǒng)藥物的改進(jìn),采用納米技術(shù)可以提高一個(gè)檔次。
(5)納米新材料:雖然納米新材料不是最終產(chǎn)品,但是很重要。據(jù)美國(guó)測(cè)算,到21世紀(jì)30年代,汽車(chē)上40%鋼鐵和金屬材料要被輕質(zhì)高強(qiáng)材料所代替,這樣可以節(jié)省汽油40%,減少co2,排放40%,就這一項(xiàng),每年就可給美國(guó)創(chuàng)造社會(huì)效益1000億美元。此外,還有各種功能材料,玻璃透明度好但份量重,用納米改進(jìn)它,使它變輕,使這種材料不僅有力學(xué)性能,而且還具有其他功能,還有光的變色、貯光,反射各種紫外線、紅外線,光的吸收、貯藏等功能。
(6)納米技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造:對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō),當(dāng)前是納米技術(shù)切入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、將納米技術(shù)和各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)相結(jié)合的最好機(jī)遇。首先是家電、輕工、電子行業(yè)。合肥美菱集團(tuán)從1996開(kāi)始研制納米冰箱,可折疊的pvc磁性冰箱門(mén)封不發(fā)霉,用的是抗菌涂料,里面的果盤(pán)都采用納米材料,發(fā)展輕工、電子和家用電器可以帶動(dòng)涂料、材料、電子原器件等行業(yè)發(fā)展;其次是紡織。人造纖維是化纖和紡織行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),中國(guó)紡織要在進(jìn)入wto后能占據(jù)有利地位,現(xiàn)在就必須全方位應(yīng)用納米技術(shù)、納米材料。去年關(guān)于保溫被、保溫衣的電視宣傳,提到應(yīng)用了納米技術(shù),特殊功能的有防靜電的、阻燃的等等,把納米的導(dǎo)電材料組裝到里面,可以在11萬(wàn)伏的高壓下,把人體屏蔽,在這一方面,紡織行業(yè)應(yīng)用納米技術(shù)形勢(shì)看好;第三是電力工業(yè)。利用納米技術(shù)改造20萬(wàn)伏和11萬(wàn)伏的變壓輸電瓷瓶,可以全方位提高11萬(wàn)伏的瓷瓶耐電沖擊的性能,而且釉不結(jié)霜,其它綜合性能都很好;第四是建材工業(yè)中的油漆和涂料,包括各種陶瓷的釉料、油墨,納米技術(shù)的介入,可以使產(chǎn)品性能升級(jí)。
1999年8月20日《美國(guó)商業(yè)周刊》在展望21世紀(jì)可能有突破性進(jìn)展的領(lǐng)域時(shí),對(duì)生命科學(xué)和生物技術(shù)、納米科學(xué)和納米技術(shù)及從外星球上索取能源進(jìn)行了預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià),并指出這是人類(lèi)跨入21世紀(jì)面臨的新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者羅雷爾也曾說(shuō)過(guò):70年代重視微米的國(guó)家如今都成為發(fā)達(dá)國(guó)家,現(xiàn)在重視納米技術(shù)的國(guó)家很可能成為下一世紀(jì)先進(jìn)的國(guó)家。挑戰(zhàn)嚴(yán)峻,機(jī)遇難得,我們必須加倍重視納米科技的研究,注意納米技術(shù)與其它領(lǐng)域的交叉,加速知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新,為21世紀(jì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛奠定雄厚的基礎(chǔ)。
激動(dòng)人心的納米時(shí)代已經(jīng)到來(lái),人們的生活即刻將發(fā)生巨大的變化,然而,我們也要清醒地看到,市場(chǎng)上真正成熟的納米材料并不是很多。中科院院士白春禮院士認(rèn)為,“真正意義的納米時(shí)代還沒(méi)有到來(lái),我們正在充滿信心地迎接納米時(shí)代的到來(lái)?!?/span>
白春禮說(shuō),“人類(lèi)進(jìn)入納米科技時(shí)代的重要標(biāo)志是納米器件的研制水平和應(yīng)用程度?!奔{米科技發(fā)展到今天,距離納米時(shí)代的到來(lái)還有多遠(yuǎn)呢,白春禮說(shuō),“納米研究目前還有許多基礎(chǔ)研究在進(jìn)行中,在納米尺度上還有大量原理性問(wèn)題尚待研究,納米科技現(xiàn)在的發(fā)展水平大概相當(dāng)于計(jì)算機(jī)技術(shù)在20世紀(jì)50年代的發(fā)展水平,人類(lèi)最終進(jìn)入納米時(shí)代還需要30到50年的時(shí)間,50年后納米科技有可能像今天計(jì)算機(jī)技術(shù)一樣普及?!?/span>
對(duì)于納米科技,科學(xué)的態(tài)度是積極參與,腳踏實(shí)地地推動(dòng)這一前沿科技的健康發(fā)展,既不需要商業(yè)炒作,也不需要科學(xué)炒作。