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纳米的“引力”

http://www.39.net　　　　　时间：2003年11月24日

　　究竟是什么原因，当“纳米”和“技术”一结合其含义就大不相同，要劳驾日理万机的美国总统克林顿，向国会提出“国家纳米技术计划”(NNI)呢?原因正如NNI中所指出的：纳米技术将领导下一场工业革命。为了确保21世纪上半期美国在经济方面的领导地位和国家的安全，现在是美国政府行动的时候了。
　　
　　许多人都知道，“纳米”只是一个长度单位，1纳米=10－9米。科学家们发现，当物质(材料)的结构单元(如晶粒或孔隙)小到纳米量级时，物质(材料)的性质发生了重大变化，不仅大大改善了原有材料的性能，甚至会具有新的性能或效应。利用这些所谓纳米结构材料的新特性制成器件或制品将会引起诸多工业、农业、医疗和社会的重大变革。正如克林顿在加州工学院所说：“我的5亿美元的预算，支持一项重要的新国家纳米技术计划，它能在原子和分子水平上操纵物质。想象一下这样的可能性：强度为钢10倍的材料而重量只有钢的一小部分；把国会图书馆的所有信息压缩进一个只有一块方糖大小的器件中；能检测出只有几个细胞大小的肿瘤。”
　　
　　鉴于纳米技术的重要性，1996年，以美国国家科学基金会为首，十几个政府部门联合出资，委托世界技术评估中心对“纳米结构的科学和技术”的研究开发现状和趋势进行调研。为此，该中心组织了一个8人专家组，调查研究了3年(1996年～1998年)。除了在美国国内调研外，该专家组还走访了西欧、日本和我国台湾的42个大学、工业公司和国家实验室。调查结果之一是，美国在这方面的投资落后于西欧和日本。1997年，在纳米技术研究方面政府的投入，西欧为1.28亿美元，日本为1.20亿美元，美国为1.16亿美元。
　　
　　随后，美国国家科技委员会设立了一个“纳米科学、工程和技术”工作组。工作组在上述调研的基础上，拟订了“国家纳米技术计划”。
　　
　　美国“国家纳米技术计划”初步支持5类活动：纳米科学和工程的长期基础研究；对主要的挑战目标的研究和开发；优秀的研究中心和网络的建立；研究用的基础设施建设；对伦理、法律和社会影响的研究以及对劳动大军的教育和培训。研究经费总额为2000年27亿美元、2001年495亿美元。
　　
　　当然，正如克林顿所指出的：“某些研究目标可能要花费20年或者更久的时间才能实现”。但是现在已经有一些纳米材料进入市场。据美国著名的BCC公司提供的数据，1996年美国纳米材料的市场额为4230万美元，预测2001年将达到1546亿美元，平均年增长率达296％。据不完全统计，美国已以商品规模生产的纳米材料有：金刚石、磁性材料、金属、陶瓷、复合材料和半导体材料等。
　　
　　纳米技术使古老的磁学变得年轻活跃，磁性材料已进入了纳米磁性材料的新纪元。尤其是纳米巨磁阻材料可使存储密度提高到20兆字节，使磁存储技术获得新生。而1998年计算机硬盘市场有340亿美元之大。
　　
　　现在，纳米晶体材料作为催化剂载体使用是一个超过300亿美元/年的工业基础；介孔二氧化硅材料MCM－41现在已广泛应用于超细污染物的去除；俄罗斯纳米金刚石的年产量已有2000万克拉。
　　
　　由于纳米材料产业的美好前景，强烈地吸引着世界著名企业纷纷进入这一领域。如美国IBM、Raytheon，日本的日立、索尼、东芝、NTT、富士通等。在美国，一些新兴的中小企业诞生，开始生产商业纳米材料。主要产品有：纳米氧化铁、纳米氧化钛、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米氧化铬、纳米氧化锡、纳米氧化铟锡、纳米氧化铯、纳米钯、纳米银、纳米钛酸钡等，用于磨料、催化剂、化妆品、染料、涂料、电子元器件、磁性液体、结构陶瓷、医用器件的部件等，还有众多的纳米材料将在近期内商品化。
　　
　　在一份英国的专题调研报告中预测了一些纳米材料走入市场的时间表：耐腐蚀涂层，5年～15年；既硬又韧的切削工具，5年～15年；塑料电子学——平面显示器，5年～10年；长寿命的生物植入物，5年～15年；有100纳米特性的芯片，约7年。
　　
　　从目前的市场规模看，还不能认为纳米材料已是一个新产业，但是在5年～10年内，纳米材料将成为富有生命力的新产业。

			来源：中国建材报/12.13

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