納米技術的應用與前景展望

【摘 要】納米技術是二十一世紀最具潛力的學科分支，有可能成為下一世紀前二十年的主導技術。本文概述了納米技術在陶瓷、電器、醫學等方面的應用，并對納米技術的發展進行了展望。

【關鍵詞】納米技術；應用；發展前景

0.引言

納米技術是上世紀末出現的高技術，有科學家預言，在21世紀納米材料將是“最有前途的材料”，納米技術甚至會超過計算機和基因學，成為“決定性技術”.1990年，第一屆國際納米科學技術會議在美國巴爾的摩召開，《納米技術》與《納米生物學》這兩種國際性專業期刊也相繼問世.從此一個嶄新的科學技術領域—納米科技開始得到科技界的廣泛關注。[1]

1.納米技術

1.1納米技術的發展現狀

二十世紀90年代以后，納米技術飛速發展。自首屆國際納米科學技術會議召開以后，世界各國的納米技術研究風起云涌，各種形式的研究機構像雨后春筍遍布世界各地，納米技術研究所涉及的科學領域及應用范圍在不斷擴大，各個領域都取得了可喜的進展，納米技術研究獲得了空前的快速發展。納米材料是納米技術的重要組成部分，在納米材料領域，人們研究出了納米金屬、合金、陶瓷和有機高分子等復合型材料并在實際中應用，取得了明顯的效果。[2]

1.2發展納米技術的重要性

納米技術的研究開發可能在精密機械工程、材料科學、微電子技術、計算機技術、光學、化工、生物和生命技術以及生態農業等方面產生新的突破。世界各國都給予極大的重視，美國國家關鍵技術委員會將納米技術列為政府重點支持的22項關鍵技術之一，制定了投資2億美元進行大規模開發納米技術的10年計劃。英國成立了納米技術戰略委員會，國家納米技術計劃已開始實施。科學家們認為，納米技術的深遠意義可與18世紀的工業革命相媲美，它的重要性非常大，表現在技術和科學方面，主要有以下幾點：

（1）納米技術是一項交叉領域學科，對它的基礎研究和應用研究是能否擁有國際競爭力的先決條件。

（2）由于它的交叉學科性能，決定了它不僅應用于一種技術領域，它為許多學科的發展奠定基礎并起到推動的作用。

（3）實踐證明，為了在經濟方面取得相對的成功，必須在納米技術的研究和開發方面制定長期的發展計劃。[3]

2.納米技術的發展

2.1納米技術促進配套技術的發展

電子元件越來越小，對其它電子部件也提出了新的要求，例如電線。電線傳輸信息，在納米級基礎上進行線路加工是納米技術的基礎和關鍵。現已制出寬度為20納米的線，今后可能用此法制出4納米或低于4納米的線。此項發明可能在半導體元件上獲得多種應用，也可能用此技術突破磁性儲存的極限。

另一種非金屬線是用C-C共軛鍵聯結分子制成，研究工作者對這些分子制成的線的性能進行了測定和研究，下一步將設計先進構型分子，制造分子級電子元件，使之具有晶體管和開關器的性能。這些材料雖已合成出來，但實際應用尚有許多問題。[4]

2.2納米技術要在應用中求得發展

美國某一技術公司僅成立8年，正在生產納米晶體粉并進行工業應用，納米級材料有較高的化學活性，分子組成比較均勻一致，并且更易加工。因為材料近于分子級水平，量子效應明顯。該公司的目的是能供應大量納米材料，使研究工作能進行下一階段的元件制造。納米技術產業要通過納米級粉末和薄膜的制造和應用，將精密制造技術擴展到其它產業中去。一些納米材料研究開發單位和人員還重視在催化劑、傳感器和磨料方面應用納米級材料，使它們能進一步小型化和更為有效。[5]

2.3應用與展望

如前所述，納米技術的應用除了傳統的應用外，還應用于醫藥和信息傳輸。隨著信息時代的到來，多媒體技術的發展和應用，特別是局域網，光纖接入網的大力發展和擴容聯網，及光纖到戶的實現，納米技術在信息傳輸中的應用范圍會越來越廣，需要解決的技術課題也會不斷增加。國外在這一領域已取得了巨大成果。我國也應該積極開展這一領域的研究和推廣應用工作。首先人材料研究入手，逐步展開，技術推廣應用，結合我國情況開展應用技術研究。吸收石英光纖研究的教訓，重視納米材料的制造技術的研究，使我國的光通信技術，跟上世界科技的發展水平，迎接信息時代的到來。[6]

3.未來展望

納米技術作為一門新興的多學科交叉科學，它的發展將會帶動許多相關學科的發展。納米材料科學是納米技術的重要組成部分，是原子物理、凝聚態物理、固體化學、膠體化學、化學反應動力和表面、界面科學等多相關學科交叉匯合而出現的新學科生長點，納米材料研究的進展勢必把許多學科推向一個新層次。

根據對世界各國在納米技術方面領先程度的等級分析，目前，我國在納米技術的研究和應用與美國、日本等發達國家還有較大的差距，還存在嚴重的財力不足及質量問題。我國的納米技術發展應該根據國情，有所趕超，有所不超，集中有限的財力，重點突破。首先應把微型機電系統（MEMS）作為發展的重點，其優先發展領域為國防領域與生物領域。其次，發展納米技術基礎研究，應重點開展納米材料、納米加工、納米測量與控制技術與設備的研究，同時亦應重視開展納米尺度上的新物質現象、新效應的科學理論研究，并加強開發研究基地的建設和科技與產業人才的培養，以加快我國納米技術的研究和應用。[7]

【參考文獻】

[1]趙麗娜，王平.納米材料和納米技術的應用研究，自然科學報，2006，11.

[2]楊蕓，劉渝，張改蓮.納米材料與納米技術的應用，化學教育，2001（03）.

[3]趙青梅.納米技術的發展與應用，內蒙古石油化工（第30卷）.

[4]馬玉寶.納米技術的發展與展望，勝利油田職工大學學報，2003，9（第17卷）（03）.

[5]汪一佛.納米技術的進展.

[6]佟鵬，高建強，王兵樹，曹文亮.納米技術的研究與應用，能源研究與信息，2002（第18卷）（03）.

[7]張莉芹，袁澤喜.納米技術和納米材料的發展及其應用，武漢科技大學學報，2003.9（第26卷）（03）.