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纳米技术是什么

分类:生活小常识 2021-12-18
纳米技术是什么

质量解决方案
纳米纳米技术是两个不同的概念和定义。纳米只是长度单位,1微米是千分之一毫米,1纳米等于千分之一微米,相当于十万根头发,没有任何技术属性。因此,如果一种简单的纳米材料没有特殊的结构和性能,那它就不是.
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先进的纳米技术,有时被称为分子制造,用于描述分子规模的纳米工程系统(纳米机器)。无数例子证明,亿万年的进化可以产生复杂的、随机优化的生物机器。在纳米领域,我们希望通过仿生学找到制造纳米机器的捷径。然而,埃里克德雷克斯勒(Eric Drexler)和其他研究人员提出,虽然:先进纳米技术最初将使用仿生学,但最终可能基于机械工程原理。
2003年底,美国国家科学委员会批准了国家纳米技术基础设施网络国家科学委员会批准奖(简称NNIN),美国13所大学将联合建立一个网络系统,支持国家纳米技术和教育。该五年计划于2004年1月实施,将提供全面的国家技能,以支持纳米科学、工程和技术的研究和教育。据估计,五年内至少将投入700亿美元的研究资金。该项目的目的不仅是为美国研究人员提供一流的实验仪器和设备,而且是为了培养一批专门从事最先进纳米技术的研究人员。
1.美国开发最新的纳米电池制造技术
纳米技术可以产生颗粒小于人体血管大小的物体。美国国家标准与技术研究所(NIST)指出,已经开发了一种产生一致的自组装纳米细胞的方法,用于治疗封装的压缩药物。目前,该技术可以应用于药物的包装技术,可以更准确地保证药物的剂量。未来将应用于癌症化疗的相关技术进行进一步研究。
纳米项目是联邦部际委员会2005年R&D预算的主轴,达到9.8亿美元。
2.2的发展。脱氧核糖核酸检测芯片
2004年1月,美国惠普公司正式公布了其用于DNA快速检测的纳米级芯片。2004年,DNA检测采用了基于光学原理的DNA微阵列的复杂检测步骤,HP团队将这一复杂步骤改为电路芯片进行处理;在制造中,DNA检测芯片的传感元件是厚度约为50纳米的纳米线,其通过电子束光刻和反应离子蚀刻制造。但是从商业上考虑,结果太高,所以研究小组正在开发利用更便宜的光刻技术制作DNA检测芯片组件的技术。
3.改善地下水污染的研究
地下水污染是近代以来被广泛讨论的一个重要话题。近代,美国公布了一种纳米粒子技术,其中粒子的中心是一个铁芯,外部被多层聚合物覆盖,其中内层由聚甲基丙烯酸酯(polymethylacrylate;聚甲基丙烯酸甲酯),而外层由亲水性磺化聚苯乙烯包覆。因为亲水外层使纳米粒子溶于水,内防水层可以吸引三氯乙烯。纳米粒子中的铁芯分裂三氯乙烯,然后这个污染源逐渐分裂成无毒物质。
4.启动癌症纳米技术计划
为了将纳米技术、癌症研究和分子生物医学广泛结合,国家癌症中心(NCI)提出了癌症纳米技术计划,该计划将通过院外计划、院内计划和纳米技术标准实验室开展跨学科工作。该计划提出了六项挑战:
癌症预防和控制:开发了能够输送抗癌药物和多种抗癌疫苗的纳米级设备。
早期检测和蛋白质组学:开发了用于癌症生物标志物早期检测的植入式装置,并开发了能够收集大量生物标志物用于大规模分析的基于平台的装置。
成像诊断:开发了能够提高分辨率以识别单个癌细胞的成像设备,以及能够区分肿瘤中不同组织的细胞的纳米设备。
多功能治疗设备:开发出兼具诊断和治疗功能的纳米设备。
癌症护理和生活质量改善:开发和改善慢性癌症引起的疼痛、抑郁、恶心等症状,提供理想的给药装置。
跨学科培养:培养了熟悉癌症生物学和纳米技术的新一代研究人员。
1.欧盟的国际纳米科学研究政策
欧洲是世界上第一个开始纳米科学研究的地区。但由于当时欧盟缺乏协调和规划,研究人员在研究前期缺乏资金援助和相关管理支持,以及专利获取问题,遇到了很多障碍。2004年5月,欧洲委员会(欧盟委员会;EC)向欧洲和国际社会公布一系列关于纳米技术的专项项目,以宣示欧洲提高纳米技术竞争力的决心。
欧盟将其计划分为五个主要领域:研发、基础设施、教育和培训、创新和社会层面。根据预估,如欧盟计划能顺利推展,在西元2010年前将可望为欧洲创造上百亿欧元的经济营收。欧盟议会也强调提高社会大众对于纳米科技的认知,也同样属于整体纳米发展计划的一部分。另外,公众健康、安全、环保问题及消费者保护也同样被包含在此项议题之中。现在,纳米科学及纳米科技仍属于新兴的R&D领域,其所必须解决与进行研究的对象都存在于原子与分子的阶层中。纳米科学在未来几年内的应用是众所瞩目,且必将对所有的科技产生重大影响。在未来,纳米科技的研发工作也将对人体保健、食物、环保研究、资讯科学、安全、新兴材料科学及能源储存等领域产生重大的改变。 西元2004~2006年欧盟所进行的第六期架构计划(FP6)中,纳米科技与新兴材料研发的经费约为欧元13亿,而欧盟议会也有意提高经费并延长研究时程(由公元2007~2013年)。同时为凝聚与加强所有欧盟会员国在纳米科学方面的研究,因此在规划上欧盟议会也有意召集民间与其他单位的专家凝聚共识,以强化整体欧盟在此方面研究领域的力量。
  2.创新接继中心
  在公元1995年由欧盟委员会成立”创新接继中心”(Innovation Relay Centers, IRCs)。这个的组织和美国国家科技移转中心具相同功能。区域性的创新接继中心总数近70个,支援至少位于30个国家的相关科技移转中心。创新接继中心的目的,是将有问题的公司和能提出解决方法的公司结合在一起。欧洲多数的纳米科技公司都可受到创新接济中心或区域创新和科技移转策略计划的援助。
  欧洲纳米科技计划接受金援的方式和美国大致相同,有些是属于国家型计划。欧洲有多个跨国研发机构,以泛欧工业研发网络为例,其专门提供无条件研发补助,目的将研发成果发展为产品。透过泛欧工业研发网络提供的资金补助的国家包括奥地利、挪威和英国。其他在比利时、德国、斯洛伐尼亚、冰岛和以色列还包括贷款和免偿型补助。多数情况下,补助金额不超过计划完成的所需总金额的七成,剩余部分多仰赖地方政府和其他有意愿者赞助。
  1.日本理研的纳米科学研究现况
  日本理化学研究所(RIKEN,简称理研)系一跨学门的研究组织,该所各部门分布在日本的7个区域。RIKEN的主要基地-和光园区,设置发现研究中心(DRI)、新领域研究系统(FRS)及头脑科学中心(BSI)等3研究中心。RIKEN进行的研究可区分为三类:DRI主要进行小型但具备长程观点的培育研究计划;FRS同样执行小型计划,但以由上而下的方式,进行较具动态的中程及中等规模的计划;至于研究中心则是进行以目标为导向的中至长程的大型计划。RIKEN在西元2003会计年度下半年(西元2003年十月至2004年三月)的研究预算共4.748亿美元,全年预算超过9亿美元。
  公元1986年起RIKEN开始从事纳米科学之研究,但正式的纳米科学计划则是自西元2002年开始,初期选定有18项的纳米科学计划,并陆续分别在各研究中心进行。
  2.日本提高纳米科技预算与产业合作(JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION)
  日本科学与科技政策顾问委员会(Council for Science and Technology Policy)消息指出,日本在西元2004年会计年度(由4月1日起)中,纳米科技预算成长3.1个百分比,达到8.8亿美元。同时,两个主要负责日本纳米科技研发计划的政府部会,其预算也都有成长。负责推销即将完成的研发工作的日本经济产业省(Ministry of Economy Trade and Industry, METI),预算由西元2003年的0.97亿美元提升到公元2004年的1.1亿美元。纳米科技与相关原料研究被指定为四个最高优先项目之一,其他领域包括资讯与通讯、生命科学与环境研究。
  日本的预算是经由日本大藏省(Finance Ministry)批准,再由日本国会(Japanese Diet)制定为法律。日本文部科学省(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, MEXT)的纳米科技研发经费,则由2.3亿美元成长到2.4亿元,将着重在基础原料研究与新药物研究计划上。
  1.韩国的纳米科技策略
  韩国政府已深切体认到纳米科技为本世纪科技发展的战略制高点,整合纳米技术与资讯、生物、材料、能源、环境、军事、航太领域之高新科技,并将创造出跨学门研究发新境界。韩国政府也理解到此新兴科技也将是创造新产业与高科技产品的驱动力,纳米科学与技术的突破性进展更将为人类能力、社会产出、国家生产力、经济成长与生命品质带来巨幅的改善。
  韩国已宣示在公元2001至2010年十年间投入韩币2,391兆元(约20亿美元)于纳米科技的研发,政府投入在纳米科技的经费,公元2002年与2000年比较,成长约400%。纳米国家计划的主要目标之一为在某些竞争性领域取得世界第一并发展产业成长的利基市场,韩国同时明确的把发展重点聚焦于诸如兆元级积体电子元件等核心关键技术。
  ”2002年执行纳米技术发展计划”与”纳米结构材料技术发展”、”纳米微机电与制造技术发展”等两项新领域研究计划同步开始实施,再加上纳米科技领域研究计划在未来6~9年内每年将投入2千万美元,在众多政府研究机构林立的Daejoen科学城。韩国高等科技研究院(KAIST)于2001年设立纳米制造中心,在未来6~9年内投入1.65亿美元,政府调整”2003年纳米科技发展行动计划”,包括:纳米科技发展促进法案,其目的二:一为建构坚固的纳米科技核心研究基础,二为激励成熟纳米科技的产业化,韩国政府也将配置3.8亿美元(全国纳米科技经费的19%)于国家纳米产业化计划,其中包括产业研发基金与创投基金。
  根据公元2002年韩国专利局报道,纳米科技专利应用数目无论在国内或国外都呈现大幅成长,新兴纳米科技也在过去数年间呈现可观地成长,另外根据韩国商工能源部(MOCIE)的统计,西元2002年纳米科技新创公司也如雨后春笋纷纷抢搭纳米科技列车。
  2.韩国预测国际市场对纳米纺织品的需求将快速增加
  韩国产业资源部预测,今后9年国际市场对纳米纺织品的需求将会出现迅速增长的趋势,交易额可望达到近400亿美元。韩国产业资源部委托韩国纤维产业联合会从西元2004年八月份开始的三个月内,对国际市场对纳米纺织品的需求和贸易趋势进行研究分析。
  韩国产业资源部分析认为,国际市场对纳米纺织品的需求金额以150亿美元为基准,今后每年将递增10.7%,到公元2007年和2012年,国际市场对纳米纺织品的需求金额将分别达到240亿美元和397亿元。到西元2012年,国际市场对用于制药、电子和生命科学的超高效能过滤纳米纺织品的需求金额将达到96亿美元,对用于防生化武器和体育娱乐的纳米纺织品的需求金额将达到26亿美元,对用于储存能源的纳米纺织品的需求金额将达到205亿美元。
  韩国对纳米纺织品的需求金额为19亿美元,占国际市场需求总额的12.1%。到西元2012年,韩国对纳米纺织品的需求金额将达到72亿美元,占当时国际市场需求总额的18.1%。
  3.韩国在纳米科技的发展几乎完全集中在微电子产业
  透过由韩国科技部(Ministry of Science and Technology)赞助的兆位水平纳米设备发展计划(Tera-Level Nanodevices Initiatives),韩国的大学和产业都专注于发展下一世代微电子设备,包括具有兆位元(terabit)容量的内存设备和具有兆赫兹(terahertz)资料处理速度的元件。
  韩国最大企业财团之一的三星设有一个先进科技研究所(Advanced Institute of Technology),从事微电子科技的研究和商业化发展。
  台湾自公元1996年以来,国科会、经济部、教育部等部会已支持许多个别计划从事有关于纳米科技的研发,较九十年代的如教育部的卓越计划、国科会纳米材料尖端研究计划、经济部技术处纳米技术环境建构及其产业应用评估计划等等。为了有效地运用资源,并整合产官学研的智慧与力量,以提升国际竞争力;自西元2000年起,国科会即开始规划推动纳米科技计划。
  公元2000年12月”中华民国行政院科技顾问会议”与西元2001年一月第六次”全国科学技术会议”(全国科技会议)之结论,均指出纳米科技为台湾未来产业发展重点领域方向,国科会遂于西元2002年十一月廿一日成立工作小组办公室,负责国家型计划之规划,”纳米国家型科技计划工作小组”之成员由国科会、行政院科技顾问组、中研院、中华民国教育部、工研院、经济部、行政院原子能委员会及行政院环境保护署等单位共二十五位代表组成。
  国科会并于公元2002年一月十五日召开第一五五次委员会议,讨论”纳米国家型科技计划”构想;于西元2002年六月第一五七次委员会议中通过纳米国家型科技计划审议,自西元2003年一月正式开始推动,并决定自西元2003年至西元2008年间,投入经费新台币231.9亿元于纳米科技发展;并于同年九月一日正式成立纳米国家型计划办公室,执行整体计划之领导、策划与管考。
  1.”中国实验室国家认可委员会”是负责实验室和检查机构认可及相关工作的认可机构,为规范纳米产品市场、推动制定相关纳米材料及产品的标准,”国家纳米科学中心”和”中国实验室国家认可委员会”会商多次,联合成立”纳米技术专门委员会”,挂靠在”国家纳米科学中心”。
  2. 中国政府透过中国科学院主导众多纳米科技研发计划,多数强调半导体制造技术和发展以纳米科技为基础的电子元件,另一是利用纳米材料保存考古文物。
  已成功发展出的产品包括新式冷气机,其特点为利用创新的纳米材质。另估计约有两百家企业积极从事纳米科技产品的商业化。
  滑铁卢大学是全世界第一所设立以纳米科技工程为主科的大学。在2005年开始收生并在2010年开设纳米科技工程硕士班。在2012年,将会有一座量子纳米中心。
  多伦多大学也拥有以纳米科技工程为副科的科学工程的大学。
  圭尔夫大学则已设立了纳米科学.。

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