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决战纳米时代——高科技领域的世界性角逐

来源:网络资源 2009-09-02 13:26:20

  决战纳米时代——高科技领域的世界性角逐

  日前,我国科学家在各国同行中脱颖而出,在世界上首次直接发现纳米金属的“奇异”性能——室温下的超塑性:纳米铜“能屈能伸”达50多倍而“不折不挠”……新世纪来临之际,一场悄无声息的“战争”早已在纳米领域拉开序幕。

  一纳米是一米的十亿分之一。自从扫描隧道显微镜发明后,世界上便诞生了一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿学科,这就是纳米科技。纳米科技以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界,它的最终目标是直接以原子和分子来构造具有特定功能的产品。

  从90年代初起,纳米科技得到迅速发展,新名词、新概念不断涌现,像纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学等等。

  科学家预言,纳米时代的到来不会很久,它在未来的应用将远远超过计算机工业,并成为未来信息时代的核心。正如我国著名科学家钱学森所说的那样,纳米将会带来一次技术革命,从而将引起21世纪又一次产业革命。

  科学家为我们勾勒了一幅若干年后的蓝图:纳米电子学将使量子元件代替微电子器件,巨型计算机就能装入口袋里;通过纳米化,易碎的陶瓷可以变成韧性的,成为一种重要材料;世界上还将出现1微米以下的机器甚至机器人;纳米技术还能给药物的传输提供新的方式和途径,对基因进行定点等。

  以微电子技术为代表的微米科技,曾经并且正在对世界产生深远的影响。比微米更深入微观世界的纳米将使人类进一步掌握物质的规律,掌握改造微观世界的武器。

  目前,纳米技术广泛应用于光学、医药、半导体、信息通讯,一年的营业额已经达到500亿美元。有预测说,到2010年,纳米技术的市场容量将达14400亿美元。于细微处见神奇,知微见著的纳米科技将彻底改变目前的产业结构,并且孕育着巨大的商机。

  从大西洋到太平洋,从日本到欧洲,一些国家纷纷制定相关战略或者计划,投入巨资抢占纳米技术战略高地。最近日本设立纳米材料研究中心,把纳米技术列入新5年科技基本计划的研究开发重点;德国也把纳米技术列为下世纪科研创新的战略领域,19家研究机构专门建立纳米技术研究网;美国更是将纳米计划视为下一次工业革命的核心,仅美国政府部门在纳米科技基础研究方面的投资,就将从1997年的1亿多美元增加到2001年的近5亿美元,试图像微电子那样在这一领域独占老大地位。一时间,“纳米热”遍及全球。

  环球同此凉热,纳米科技在我国也逐渐受到重视。早在纳米科技兴起之时,中科院就紧跟国际水平,用原子“写”出了“中国”和中国地图。近年来,科技部、中国科学院和国家自然基金委等部门纷纷在立项和资金上对纳米研究给予支持。

  从在国际上首次把氮化镓制备成一维纳米晶体,到合成了世界上最长的“超级纤维”碳纳米管,从组装出世界上最细且性能良好的扫描隧道显微镜用探针,到合成出高质量的储氢碳纳米材料……我国科学家纷纷联手,在这一最活跃的前沿科学领域里勇敢搏击,不仅建立了几个纳米材料研究基地,而且取得了一系列令世界为之瞩目的成绩,奠定了我国在这一领域的世界领先地位。

  为进一步提高在纳米领域的竞争力,中国科学院在知识创新试点工程中,将纳米材料的研究和开发列入首批20个重大项目之一,并投入2000多万元予以强力支持,纳米研究的专门机构——中国科学院纳米科技研究与发展中心也在筹建之中。而作为国家科技主管部门,科技部去年就启动了有关纳米材料的国家重点基础研究项目。

  迄今为止,我国已经建立10多条纳米材料和技术的生产线,纳米复合塑料、橡胶和纤维的改性、纳米功能涂层材料的设计和应用、纳米材料在能源和环保等方面的应用开发已在我国兴起。以纳米材料和纳米技术注册的公司达到近100个,企业家对纳米材料和技术的关注,为纳米技术产业的形成注入了新的活力。

  纳米热中也有冷思考。曾经搬动原子写“中国”的中科院副院长白春礼院士说:“虽然我国科学家在纳米碳管、纳米材料的若干领域已取得一些很出色的研究成果,但我国在纳米科技领域的总体水平与美、日、欧相比,差距还是很大的。”

  面对未来,中国科学家充满使命感和紧迫感。“纳米材料的应用和开发,提供了一个千载难逢的大好时机,机不可失,时不再来,我们必须紧紧抓住这次机遇。”国家重点基础研究纳米项目的首席科学家张立德研究员说。

  面对这场世界性的跨世纪角逐,科学家发出呼吁,我们不能再像微电子技术那样落后他国,应在国家层次上确定纳米科技发展战略,制定我国的纳米科技发展计划。应该坚持“有所为,有所不为”的原则,突出重点,强化支持,并兼顾基础研究、应用研究和开发研究的协调发展。

 

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