纳米技术研究成果

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纳米技术研究成果范文第1篇

一、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划

由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义，世界各国（地区）纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器，相继制定了发展战略和计划，以指导和推进本国纳米科技的发展。目前，世界上已有50多个国家制定了国家级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划，但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。

（1）发达国家和地区雄心勃勃

为了抢占纳米科技的先机，美国早在2000年就率先制定了国家级的纳米技术计划（NNI），其宗旨是整合联邦各机构的力量，加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月，美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》，这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划，从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。

日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域，并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源（人才、资金、设备）的落实。之后，日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针，积极推进从基础性到实用性的研发，同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。

欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域，有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略，目前，已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施：增加研发投入，形成势头；加强研发基础设施；从质和量方面扩大人才资源；重视工业创新，将知识转化为产品和服务；考虑社会因素，趋利避险。另外，包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。

（2）新兴工业化经济体瞄准先机

意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响，韩国、中国台湾等新兴工业化经济体，为了保持竞争优势，也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》，2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》，随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域，以提升前沿技术和基础技术的水平；到2010年10年计划结束时，韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平，进入世界前5位的行列。

中国台湾自1999年开始，相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》，这些计划以人才和核心设施建设为基础，以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标，意在引领台湾知识经济的发展，建立产业竞争优势。

（3）发展中大国奋力赶超

综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头，也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》，并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图，确定中国在目前和中长期的研发任务，以便在国家层面上进行指导与协调，集中力量、发挥优势，争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术，南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略，可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度，加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。

二、纳米科技研发投入一路攀升

纳米科技已在国际间形成研发热潮，现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家，都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金，而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称，在过去10年里，世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明，全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。

美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内，联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元，2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是，根据《21世纪纳米技术研究开发法》，在2005～2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元，而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。

日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究，近年来纳米科技投入迅速增长，从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元，而2004年还将增长20%。

在欧洲，根据第六个框架计划，欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元，有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计，欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国，甚至更高。

中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右；另外，地方政府也将支出2.4亿～3.6亿美元。中国台湾计划从2002～2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元，每年稳中有增，平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元，而新加坡则达3.7亿美元左右。

就纳米科技人均公共支出而言，欧盟25国为2.4欧元，美国为3.7欧元，日本为6.2欧元。按照计划，美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元，日本2004年增加到8欧元，因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是：欧盟为0.01%，美国为0.01%，日本为0.02%。

另外，据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称，很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元，占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元，占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元，占17%。由于投资的快速增长，纳米技术的创新时代必将到来。

三、世界各国纳米科技发展各有千秋

各纳米科技强国比较而言，美国虽具有一定的优势，但现在尚无确定的赢家和输家。

（1）在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下

根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果，2000—2002年，共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引（SCI）》收录。纳米研究论文数量逐年增长，且增长幅度较大，2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。

2000—2002年纳米研究论文，美国以较大的优势领先于其他国家，3年累计论文数超过10000篇，几乎占全部论文产出的30%。日本（12.76%）、德国（11.28%）、中国（10.64%）和法国（7.89%）位居其后，它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇，是纳米研究最活跃的国家，也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出，2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点，到2002年已经超过德国，位居世界第三位，与日本接近。

在上述5国之后，英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多，各国3年累计论文总数都超过了1000篇，且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。

另外，如果欧盟各国作为一个整体，其论文量则超过36%，高于美国的29.46%。

（2）在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头

据统计：美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国（1454项），其次是日本（368项）和德国（118项）。由于专利数据来源美国专利商标局，所以美国的专利数量非常多，所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多，所占比例都超过了1%。

专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大，在论文数最多的20个国家和地区中，专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明，很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力，但比较侧重于基础研究，而实用化能力较弱。

（3）就整体而言纳米科技大国各有所长

美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用，目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面，纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断，而且，已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年，美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》，目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合，实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标；利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门，这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用，还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果，未来5～10年有望商业化。

虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点，纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究，期望突破传统的极限，让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒，并按照一定规则排列这些颗粒，使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面，目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。

日本纳米技术的研究开发实力强大，某些方面处于世界领先水平，但尚未脱离基础和应用研究阶段，距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上，日本最重视的是应用研究，尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外，日本开发出多种不同结构的纳米材料，如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。

在制造方法上，日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法，同时积极开发新的制造技术，特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1／10，两三年内即可进入批量生产阶段。

日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高，并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置，能应用于纳米领域，在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路，是世界最高水平。

日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地，如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机，解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过，这些研究大都处于探索阶段，成果为数不多。

欧盟在纳米科学方面颇具实力，特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。

中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多，主要以金属和无机非金属纳米材料为主，约占80%，高分子和化学合成材料也是一个重要方面，而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。

四、纳米技术产业化步伐加快

目前，纳米技术产业化尚处于初期阶段，但展示了巨大的商业前景。据统计：2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元，2010年将达到14400亿美元。为此，各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化，都在加紧采取措施，促进产业化进程。

美国国家科研项目管理部门的管理者们认为，美国大公司自身的纳米技术基础研究不足，导致美国在该领域的开发应用缺乏动力，因此，尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心，希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”，以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项：一是进行纳米技术基础研究；二是与大企业合作，使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面，其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。

美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破，并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大，其目的是共享信息，促进联系，加速纳米技术应用。

日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合，不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”，以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程；东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所，试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。

欧盟于2003年建立纳米技术工业平台，推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出：建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战，把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域，生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品，同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。

纳米技术研究成果范文第2篇

从贫民中走来

1947年1月一个春寒料峭的日子，李述汤出生在湖南宝庆东乡两市塘履安里（今邵东县大禾塘街道办事处里安村）一栋矮小的土坯房里。父亲李秉纲是一名军人，1928年4月考取黄埔军校第六期步兵第三大队，官至军湘西纵队少将司令。解放前夕，李秉纲率妻儿举家迁至香港，先是在荔枝角落脚，后又搬迁到青山、屏山、元朗等地。

幼年李述汤在香港的生活，可谓是辗转流离。李述汤回忆说：“父亲是堂堂黄埔军校六期毕业的知识分子，但一句广东话都不会说，落得养鸡养猪谋生，母亲又长年重病不起……”饶是如此，他们家也无法在一处久居。在李述汤的记忆里，小时候印象最深的就是搬家，而每搬一次家，他就得换一所学校。限于条件，小时候李述汤就读的学校都不是殖民地政府资助的学校，而是由社会、宗教、慈善机构设立的学校。这类学校大多条件简陋，而且相对偏远。李述汤清楚地记得：“小学四年级那年，我每天都要从元朗走很远的山路到屏山上课，不知怎么，那条荒凉的小路总好像永无尽头，愈走愈远，而脚后踢起的沙砾又嘎嘎作响，让我老觉得有鬼在后面追我，好害怕。结果我就每天逃学，逃了好几个月……”

之后，父亲李秉纲在调景岭学校谋得一个职位，李述汤就此进入这所有教会背景的学校，开始有了相对稳定的求学环境。但到了中学三年级时，由于母亲病逝，积蓄耗尽，家道衰落不堪，连一日三餐都难以为继，李述汤三兄弟无奈只好入住专为收容无家可归儿童所设的“调景岭学生辅助社”（“香港学生辅助会”前身）。

调景岭位于香港九龙东鲤鱼门湾外，曾经是一个三面环水的荒山，除通往筲箕湾的水路和山上一条崎岖狭窄的小路通往观塘外，几乎与世隔绝，是香港一个非常特殊的地方，鱼龙混杂，贫困与荒织。1950年，香港政府将调景岭辟为难民徙置区，区内聚集了一大批战败后逃离大陆的军人。他们在这里开山建房，无限期居留，实行自我管理。后来，港府在山顶建警署，仅只监视区内居民不杀人放火，其他活动都不予管束。据李述汤回忆：“岭上公共设施匮乏，初入住时，连自来水都没有。我与百多名来自困难家庭或父母双亡的孩童，挤住在辅助社四处透风漏雨的破木板屋里。”为了活命，李述汤偷过甘蔗、偷过鱼，甚至与蛇共眠。就在这样一个环境中，李述汤没有放弃一切读书的机会，坚持艰难求学。在回忆这段求学生涯时，李述汤不无感慨地说：“当时，辅助社没有医生，传教士看我还能读书，便想培养我读医科，将来可以为辅助社服务。可惜我念的都是中文学校，英文不够好，当然考不上那时唯一有医科的香港大学，结果无心插柳柳成荫，考取了香港中文大学化学系。”

1969年从香港中文大学毕业后，李述汤先后以优异成绩取得美国纽约州罗彻斯特大学和加拿大英属哥伦比亚大学化学硕士和博士学位。1974年，李述汤应聘到美国加州大学柏克莱分校做博士后研究工作，1976年成为美国柯达公司高级研究员，1994年担任香港城市大学物理与材料科学系教授及超金刚石及先进薄膜研究中心主任，2001年被聘为中国科学院理化技术研究所教授及纳米有机光电子实验室主任。

三次荣获国家科技进步奖

李述汤长期致力于有机光电子材料及显示器件、纳米功能材料及器件、金刚石及相关超硬薄膜材料的研究，取得了一系列创新性研究成果，获美国专利20余项。

在金刚石研究方面，李述汤着力开展硅衬底上金刚石成核、生长及异质外延的机理研究，揭示其形成机理，探索出制备高质量外延金刚石薄膜的方法，用含烃的低能离子束在硅衬底上直接生长出异质外延的立方金刚石纳米晶，并将技术推广到合成其他半导体材料的纳米线中。他研究的“金刚石及新型碳基材料的成核与生长”“氧化物辅助合成一维半导体纳米材料及应用”和“高效光电转换的新型有机光功能材料”3项成果，先后荣获德国洪堡基金会研究成就奖（Humboldt Research Award）、香港裘槎基金会高级研究成就奖（Croucher Senior Research Fellowship）、2008年度何梁何利基金科技进步奖，2003年度、2005年度和2013年度国家科学技术进步奖二等奖。

这些年来，李述汤在国际化学、物理、材料等科研领域的著名期刊发表学术论文900余篇，出版专著9部，其中有5篇尖端在美国著名的《科学》杂志和英国的《自然》杂志上。他的论文被引用超过2.6万余次，据ESI和ISI数据库检索，其论文引用次数在全世界材料科学领域中排名前25位。因而，他先后被聘为《Applied Physics Letters》和《Diamond & Related Materials》杂志副主编，《Physica Status Solidi》杂志亚太区主编（2004～2007），《New Carbon Materials》和《Journal of Materials Science & Technology》杂志编辑委员会委员，《Advanced Functional Materials》和《Applied Nanoscience》杂志顾问委员会委员。

1994年回到香港后，李述汤相继成功策划、主持了30余项大型研究项目，先后获得香港研究资助局和创新科技基金提供的6000余万港元的科研资助。近些年来，李述汤在内地也分别承担了多项国家“863”和“973”项目的研究任务。

因为取得了这些令全球科技界折服的研究成果，李述汤于2005年当选为中国科学院院士。2006年5月31日，中国科学院院长路甬祥飞抵香港，亲自为李述汤颁发院士证书。此后不久，李述汤又当选为第三世界科学院院士。

亚洲纳米技术领军人物

2003年3月21日，全球自然科学界最权威的刊物《科学》杂志的封面，刊登了李述汤研究成功的3根漂亮的纳米硅线的照片，全球最细的纳米硅线第一次清晰地展现在世人眼前，这意味着全球纳米研究领域对李述汤研究成果的肯定，也表明这项研究在全世界的影响力。

纳米是长度单位，原称毫微米，就是十亿分之一米，相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小。纳米技术乃当今世界科技研究最尖端、最有前景的领域，而纳米硅线又是纳米技术中最热门、竞争最激烈的研究领域。自20世纪初以来，无数科技精英投身其中，力图跨越这十亿分之一米的距离。但谁也没有想到，李述汤凭借自己渊博的学识和坚忍不拔，在这个领域力拔头筹，成为亚洲纳米技术研究的领军人物、香港纳米材料研究的第一人。

“不是吹牛，我做的纳米硅线是全世界最好的。”李述汤每次谈起他的纳米硅线，率真得煞是可爱。他旗下的超金刚石与先进薄膜中心，是世界上两所最早制造出纳米硅线的实验室之一。

1994年，李述汤告别美国的优厚待遇，毅然加入香港城市大学。自1996年开始，他率领攻关小组，主攻纳米硅线。这个研究团队由2名讲座教授（香港大学级别最高的教授）和4名副教授组成，平均每人带领4至7名学生，夜以继日地开展研究、试验。7年间，他们取得了令全球瞩目的成就。首先，他们研制出全球最小的纳米硅线，直径只有1纳米（头发的五万分之一）。接着，他们通过扫描隧道显微镜，不仅看到了稳定的纳米硅线图像，更是拍下了极其清晰的珍贵照片。如今，他们更是进一步发现，纳米硅线具有特殊的光学性质。李述汤非常自信地向全世界宣布，他们的这一发现将为纳米材料的研究掀开崭新的一页。他估计，5年后，以纳米硅线为发光源的纳米激光将会问世，体积更小、速度更快的纳米电脑也将在10年内诞生。“这可是一个产值以千亿计的大产业！”李述汤难以抑制心中的兴奋。

“您在这个具有高度竞争性和战略意义的科学领域里，作出了特别显著的贡献。”纳米研究领域的国际权威、1996年诺贝尔化学奖得主克罗托（H.W.Kroto）教授在参观完李述汤的实验室后，作出如是评价。纳米硅线、纳米金刚石、纳米发光，是全球最具发展前途的3个研究领域。李述汤挂帅的超金刚石与先进薄膜中心，是亚洲纳米硅线研究的金字塔塔尖，是香港唯一受惠于国家资助高科技研究的“863”计划的机构。

创建苏州大学纳米科学技术学院

苏州大学坐落在古城苏州之南，是国家“211工程”重点建设高校，其前身为创建于光绪年间的东吴大学。作为全国最早建成的现代高等学府之一，苏州大学创造了中国近代高等教育史上的若干个第一：第一所实施西式办学体制的大学，第一所开展研究生教育并最早授予硕士学位的大学，第一所开设法学专业的大学，第一所创办学报的大学……而如今，有了李述汤的全职加盟，有了李述汤领衔创建的纳米科学技术学院，苏州大学更加声名远播。

李述汤时常对学生说：“中国人要在中国的土地上，做出令中国人骄傲的事情来。”他是这样说的，也是这样做的，在香港如是，在苏州亦如是。2008年，当苏州大学党委书记王卓君和校长朱秀林到香港拜会李述汤时，李述汤粲然一笑。他没有半点“矜持”，主动将实验室组建方案摊到桌上，只向来者提出了一个条件，那就是能在“无时间限制、无指标规定、无框架局限”的“三无”状态下，组建自己理想中的研究机构――一个真正干事的研究院。求贤若渴的书记和校长二话没说，双双伸出有力的大手，与李述汤紧紧握在一起。这一年6月9日，苏州大学功能纳米与软物质（材料）实验室在独墅湖校区成立。2010年10月16日，苏州大学纳米科学技术学院揭牌。2012年2月22日，苏州大学与加拿大滑铁卢大学、苏州工业园区联袂打造的纳米技术联合研究院正式启航。

加盟苏州大学后，李述汤全身心投入到了苏州这块纳米产业高地，无论是基础建设，还是招兵买马，他都亲自过问，亲自拉“盘子”。为了纳米科学技术学院的建设，李述汤可谓是呕心沥血，倾注了全力。

纳米技术研究成果范文第3篇

关键词：食品科学，纳米技术，纳米材料，应用

一、引言

二十世纪末纳米技术开始兴起，随着人们的重视程度不断提高和研究的进一步深入，纳米技术在医药上的许多研究成果正逐步地应用于食品行业，并且开发、生产了许多新型的食品和一些具有良好功效和特殊功能的保健食品，纳米技术在食品方面的取得了卓越的成绩。

二、纳米技术概述

所谓纳米，它是一种几何尺寸的度量单位，l纳米为百万分之一毫米，也就是十亿分之一米的长度。由于纳米材料的微观粒子非常的小，进而表现出特殊的力学、热学、物理和化学特性，并且具备特殊的功能。[1]总体而言，纳米材料具有优异的晶粒尺寸小、表面效应、量子尺寸效应、体积效应等，这些特性使得纳米技术广泛应用于食品工艺。[2]从二十世纪九十年代初开始，纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学、纳米化学、纳米药物学以及纳米生物技术的到了快速发展，同时有关的新名词、新概念也不断涌现。人们对纳米技术的理解较为模糊，一直以来人民对其研究也处于起步阶段，还有待于我们进一步深入研究。纳米技术的主要目标是，根据纳米结构所具有的特性和功能，结合人们的需求，对材料进行加工，并制造具有特定功能的产品，给人们带来全新的技术革命。此外，在设计过程中在原子、分子的水平上运用纳米技术进行材料设计，进而制造出具有全新性质和各种功能的材料，从而满足人们日益增长的生活需求。

三、食品科学中纳米技术的应用

随着纳米技术的快速发展，纳米食品生产取得了可喜的成绩。到目前为止，纳米食品产品已经超过三百种，一大部分食品已经实现了商业化。据相关统计预测，到2013年我国纳米食品市场将达到250亿美元。[3]由此可见，纳米技术在食品上的应用有较为广阔的前景。纳米技术在食品上的应用和研究主要包括：纳米包装材料、纳米食品加工以及纳米检测技术等诸多方面，具体应用如下：

（一）微乳化技术和纳米胶囊制备技术

微乳液其实就是通过将两种互不相溶的液体形成的吉布斯自由能最小、状体均匀并且稳定，各向同性、粒径大小为l-100纳米、外观透明或半透明的分散体系，而制备该微乳液的技术也称为微乳化技术。自从上个世纪末以来，人们加大对微乳理论和应用的研究，并将微乳化技术已应用于纳米颗粒、微胶囊和纳米胶囊的制备。采用纳米技术，将微胶囊制备成具有粒径大小在10-1000纳米尺寸的新型材料。由于纳米胶囊颗粒微小，形成胶体溶液，易于分散和悬浮在水中，并形成清澈透明的液体，从而使所载的药物或食品功能因子改变分布状态而浓集于特定的靶组织，进而有利于提高疗效的目的，增加药品生产效率。[4]此外，由于分子自组装技术特殊的界面分子识别功能，纳米胶囊的制备技术已应用到香料阻燃剂、医药、石油产品以及食品调味品等领域，并且其应用范围将会进一步扩大。调查显示，目前制备纳米胶囊的方法主要有微乳聚合法、乳液中的界面沉积法、乳液中的界面聚合法、复相乳液溶剂挥发法等。

（二）纳米技术在食品包装与保险技术中的应用

在食品包装行业，纳米技术的应用最为普遍，并且该技术能给人们带来极大的利益。因为，在包装材料过程中，只需加入一定的纳米微粒就能够有效地增加包装材料的抗菌性能与密封效果，从而更好地为食品包装提高质量安全保障。同时，在冰箱制造行业也能看到纳米技术的应用情况，通过纳米技术能够有效地生产出一些抗菌性的冰箱，从而满足人们日常生活需求。[5]此外，由于纳米材料的尺寸微小（纳米级别），并体现出特殊的功能，在食品包装过程中加入一定的纳米微粒有利于改变对现有包装材料的性能，从而进一步保证食品的安全。甚至已有不少人研究纳米技术在玻璃和陶瓷容器等领域的应用，通过加入纳米颗粒，可以有效地增加了脆性材料的韧性与强度，还可以有效地吸收紫外线防止塑料包装由于时间过长而出现老化、变质等现象，进而增加食品包装的使用寿命，促进食品包装行业的发展。

（三）纳米技术在超细微粒和纳米粒子制备中的应用

在当今的高新技术研究领域中，超细微粒尤其是纳米粒子已经成为人们研究的热门方向，并是当今急需加大研究投入的领域。经过超细化处理后的物质，粒子之间的接触面积增大，比表面积也大大增加，界面能显著提高，表面能会发生巨大变化，从而显现出独特的物理与化学性能。通常情况下，制备超细粒子的方法为超细碾磨法，例如市场上比较普遍的具有强抗氧化性的超细绿茶粉与具有强结合水能力的超细面粉等。研究表明，粒子越小越有助于人体的吸收消化，约1000纳米的超细绿茶粉呈现出较好的营养消化和吸收率，其营养价值大大超出普通的绿茶粉。[6]再比如近年来迅速发展起来的新技术--超临界流体制备超细微粒技术，也属于纳米技术制备超细粒子的范畴，该技术可以较准确地控制结晶过程，对粒子尺寸进行精确的控制，从而生产出的超细微粒粒径小且粒度分布均匀，该技术在医疗药物制造行业较为普遍，具有非常广阔的应用前景。

（四）纳米技术在食品检测中的应用

由于计算机技术的飞速发展，使得纳米传感器技术发展也较为迅猛，并且已经成功在食品安全监测广泛应用。[6]纳米生物传感器技术，是采用选择性结合靶分子的生物探针，对食品进行安全监测的技术。这是因为纳米材料本身就是非常敏感，对于不均匀的化学和生物物质反应非常的灵敏，将纳米技术与计算机技术、生物学、电子材料等相结合起来，可以制备新型的传感器件，从而达到提高食品安全检测的可靠性和准确性。此外人们还通过纳米生物传感器技术，实现了对食品安全的灵敏、有效、快速检测。比如在传统的检测领域，特别是在监测微量细菌时，需要扩增或富集样本中的目标菌。我们就可以利用纳米技术与表面等离子体共振、石英晶体微天平等研制而成的纳米生物传感器，这种方法不仅能够大大减少检测所需的时间，而且还可以提高检测的准确度，提高了食品安全检测的效率。

四、结语

由于我国纳米技术研究起步较晚，在许多方面还存在不足之处，但是近年来随着国内专家学着对纳米技术的研究力度不断加大，同时国家在政策等方面给予了大力支持，纳米技术已经取得了一定的成绩，特别是纳米技术在食品工业中的广泛应用。我相信在不久的将来，纳米技术将会引发一场新的食品科学的革命，为我国食品工业带来巨大的经济社会效益和广阔的发展空间，同时也会在一定程度上加速人们生活方式和饮食结构的变化，引领人们进入全新的食品行业，保障食品安全，提高人民生活水平。

参考文献：

[1] 陈荔红. 纳米食品包装材料的研究与应用现状[J]. 福建轻纺， 2008，（10）.

[2] 杨敏，马永全，于新. 纳米技术在食品工业中的应用与研究进展[J]. 广东农业科学， 2010，（04）.

[3] 曾晓雄. 纳米技术在食品工业中的应用研究进展[J]. 湖南农业大学学报（自然科学版）， 2007，（01）.

[4] 边晓琳，刘扬，冯莉，张艳芬，肖红梅. 纳米包装材料对冷藏金针菇品质的影响[J]. 江苏农业科学， 2010，（06）.

[5] 吕朝辉. 纳米材料在食品安全分析中的应用研究[J]. 科技传播， 2010，（10）.

纳米技术研究成果范文第4篇

一、台湾“国家型”科技计划的形成及发展脉络

上世纪50年代以后的台湾在经济建设方面积极奉行对发达国家产业的跟进政策，形成了50年代“进口替代”、60年代“出口导向”、70年代“重化工业”这样明显的产业发展阶段，基本形成了台湾的外向型产业体系。由于70年代的两次能源危机，作为台湾出口市场的发达国家经济停滞，台湾的经济也备受冲击。从1981年起，台湾制定和实施了十年经济建设计划，其目标是以科技升级为前导，带动经济结构调整和产业升级，也相继通过几次全台科技会议提出了推动能源、材料、信息、自动化、生物技术等“重点科技”并制定“国家科学技术发展十年长期规划”及“六年中期规划”等，试图从战略和政策层次强调以科学技术发展来推动产业升级，但实施效果却并不理想。其中的主要原因是，在台湾这种以中小企业为主的地方，企业规模小、技术开发能力弱，如果政府不给予足够政策引导和资金支持，企业在产业调整中往往是跟着市场随波逐流。所以，这一时期台湾行政当局也陆续采取了规划建立科技园区、推动科技专项计划、策略性工业发展政策和《促进产业升级条列》的制定等四项措施，力图提升企业在产业创新领域的活力。这些政策和规划层面的措施促成了台湾70年代以后的一轮产业结构快速调整，推动了台湾重化工产业的成长，显示出政策因素在台湾科技发展和产业结构调整中发挥的作用。但是，在台湾的产业结构中，超过九成的厂商为中小企业，而在中小企业中大部分的厂商没有研发部门，产业技术也基本遵循的是“面向出口”的消化吸收国外技术的跟随模式，呈现出政府与企业间创新投资不均衡、企业的研发投入强度小等问题，使台湾的产业调整和升级再次遇到发展瓶颈。

到20世纪的80、90年代，世界范围的高技术革命逐渐向产业界延伸，各国政府为了适应第三次技术革命的发展趋势，推动高新技术的应用和产业化，纷纷加强对科技的扶持和引导性资金投入以体现国家意志。以美国的“战略防御倡议”为标志，欧盟提出“尤里卡计划”、中国实施“863计划”等高度综合性的科技发展计划，各国政府对高技术的投入及对产业化的支持渐显成效。台湾行政当局也逐渐认识到，只有改善社会整体的创新环境才能够满足社会发展的需求并实现台湾产业从“代工制造”到“高值化制造”的根本转变，修正了以往以产业发展引导科技发展的政策，提出“科技导向”的经济发展战略，并开始创新体系的构建，相继提出了“科技岛”构想、建设“亚太高科技制造中心”、“亚太研究重镇”和“科技化社会”等目标。

为了发挥台湾的竞争优势并解决重大社会经济问题的需要，整合研发各阶段的优势，推动官、产、学、研整体的创新机制建设，台湾“?政院国家科学委员会”（以下简称“国科会”）于1996年提出设立“国家型”科技计划并拟定了《“国家型”科技计划推动要点》。该文件对台湾实施“国家型”科技计划的目的、批准条件，组织机构的构成及任务、经费编列及管理考核等进行了相应的规划。该“要点”对设立“国家型”科技计划提出了一些基本要求，即：必须有长期而明确的目标、能开发出创新技术，对产业发展或社会福利有重大贡献；具有跨部门、跨领域的且需要政府引导投入并给予长期支持；具有国际性、前瞻性，能够整合产业的上中下游以及官产学研资源并进行良好的分工合作，促进产业投资。在1998至2001年间，台湾“国科会”共批准设立了6个“国家型”科技计划，即：“防灾”、“农业生物技术”、“电信”、“制药与生物技术”、“基因组医学”和“数字典藏”，随后又设立了“系统芯片”、“纳米”和“能源”等计划。

二、各“国家型”科技计划的执行情况概要

台湾的“国家型”科技计划从1998年开始设立至今已有十五年，“国科会”前后共批准设立了十个“国家型”科技计划。其间，有些计划在执行过程中因研究环境的变化、承担实施机构的调整以及研究成果的应用和产业化等因素的影响，发生了计划的更名、合并或终止等情况，目前尚有七个“国家型”科技计划仍在继续执行之中。截至目前，台湾推动的“国家型”科技计划的名称、执行期限、预算及主要实施目标见下表：

计划名称 执行期限 总预算

（亿元） 计划实施主要目标

防灾计划（一期） 1998-2001

（四年） 10.4 结合学术研究与防灾专业机构，整合利用研究成果应用于防灾技术；加强政府各部门防灾有关基础及应用研究；建立防灾决策支持系统、建立维护防灾资讯系统；防灾救灾法规的修订及防灾救灾体系的运行检查和调整；扩大和提升相关国际合作范围及层次。

防灾计划（二期） 2002-2006

（五年） 30.7 协调政府有关部门系统开展防灾有关的上、中、下游科技研发工作，推动研发成果转化为实际防灾运用技术。防灾计划于2006年终止执行。

电信计划（一期） 1998-2003

（五年） 128.4 开展以3G为主的无线通讯技术研发，以宽带网络基础建设、提高宽带网络服务和宽带应用为主，建设试验网络，成为宽带网络重点技术的综合测试平台。

电信计划（二期） 2004-2008

（五年） 133.5 以无线通讯、宽带网络、应用服务三大领域技术为重点开展研究，配合产业推动、人才培养，推动台湾电信产业技术的提升与产业结构调整。“电信”计划于2009年后转为“网络通讯”计划。

网络通讯计划 2009-2013

（五年） 41.4（注） 以电信应用有关通讯技术（包括通讯、信息与综合应用服务技术）研发为主轴，同时完善发展这些技术所需的法规环境；开展接入技术、通信软件及平台技术、应用服务技术及法规环境研究等。

农业生物技术计划（一期） 1998-2001

（四年） 7.9 开发本土农业生物技术产品的有关技术（涉及的领域包括：花卉与观赏植物、植物保护、水产养殖、畜产/动物用疫苗、农产品保鲜利用、环境保护及保健/药用植物等），建设相关科技资源及研发与应用体系。

农业生物技术计划（二期） 2002-2004（三年） 19.9 整合农业技术上、中、下的人力、物力和科技资源，加强本土具有产业开发潜力的研究，落实产业应用，提高生物技术产品的国际竞争力。

农业生物技术计划（三期） 2005-2008（四年） 25.72 推动兰花等花卉的产销体系、中草药及保健食品产业化体系、优良猪鸡生产体系、生物反应器生产相关技术开发、基因改性生物（GMO）评估技术及产业认证等15项产业化建设，实现商品化。

制药与生物技术计划（一期） 2000-2002（三年） 10.6 以本地抗癌天然药物的研发为主，从上游的化学药物研究（包括合成、天然化合物）、生化药物（包括重组蛋白、抗体）及生物医学芯片；中游的药物毒理、制剂、GMP生产及临床实验；下游的药物市场开拓（GMP量产）等。该计划从第二期更名为“生物技术与制药”计划。

生物与制药技术计划（二期） 2003-2006（四年） 75.9 重点是在一期计划范围内加强相关资源的整合并增加开展小分子和蛋白药物的研发。

制药与生物技术计划（三期） 2007-2010（四年） 33.96 在整合第1、2期计划成果的基础上，以癌症药物、糖尿病药物、心血管药物及神经药物的4大类药物为目标，开展上、中、下游的综合研发。

基因组医学计划（一期） 2002-2004（三年） 72.7 以基因组相关基础研究为主，开展疾病预防、诊断与治疗，特别针对台湾常见病，结合基础研究、动物模型与测试、临床实验、技术转让等开展研发，完成基因药物开发，促进产业技术应用。

基因组医学计划（二期） 2006-2010（五年） 76.16 以癌症、糖尿病、心血管疾病、神经性疾病和传染病相关研究为主轴，整合各部门的药物研发资源，促进上游研发成果的产业化应用，建设及运营相关核心设施，开发具有产业化潜力的技术，提供技术支持，辅助生物制药业者投入基因组相关研发应用。

数字档案计划（一期） 2002-2006（五年） 27.8 将台湾重要文物藏品进行数字化，以实现文物的数字化典藏。

数字学习计划（一期） 2003-2007（五年） 40.1 整合数字化学习平台，发展整体数字化学习。

数字典藏与数字化学习计划 2008-2012（四年） 36.78 本计划是2007年由“数字典藏”与“数字化学习”两个计划合并而成。计划主要目标：以“以典藏多样台湾，深化数字化学习”为目标，推动数字典藏、数字技术研发与整合、数字核心平台、相关学术研究和社会应用推广、推动数字典藏与数字化学习的产业发展、数字化教育网络、语文数字化教学、海外推展及国际合作等。

系统芯片计划（一期） 2002-2005（四年） 76.7 发展具有知识产权的整合电子设计自动化软件，重点在于建立平台，将系统封装技术应用于实际产品，根整合产学研力量，将台湾建设成全球系统芯片设计中心。

系统芯片计划（二期） 2006-2010（五年） 101.36 建立丰富的知识产权，整合电子设计自动化软件，提供优良的设计环境，加速由系统封装向系统芯片制造转变，创新性产品开发、先进技术的整合及人才环境的全球化。

纳米计划（一期） 2003-2008（六年） 231.9 提升纳米技术研究的原创性，建立纳米技术平台，加速纳米技术产业化，建立国际级纳米共同实验室，加速培育纳米人才，开创以技术创新、知识产权创造为核心的高附加值知识型产业。

纳米计划（二期） 2009-2014（五年） 62.2（注） 开展纳米前瞻研究，支持纳米电子/光电、纳米仪器研发、能源与环境技术、纳米生物技术、纳米材料与传统产业技术应用，使研究成果转化为产业竞争力，推动纳米科技产业化。

能源计划 2003-2007（五年） 303.22 提升能源自主与安全、减少温室气体排放、开场能源产业、提升能源使用效率、改善能源使用结构

注：仅为2009-2010年两年的预算。

三、台湾实施“国家型”科技计划的一些特点

台湾各“国家型”科技计划涉及的领域相对单一，主要为经济产业、生物技术及民生科技三个领域，而2009年设立的能源计划则比较综合，涉及的领域相对较广。从计划实施十五年的变化来看，台湾行政部门在推动和执行“国家型”科技计划时，也采取的是一种“摸着石头过河”的思路，根据计划执行环境、研发方向和目标取向的变化，对计划实施的领域选择、名称、主管机关、承担机构、执行期限、研究重点及投入等都在不断进行调整。总体看来，有以下一些特点：

1．经济产业类计划的领域选择。在经济产业类计划中（含网络通讯、系统芯片、纳米及能源计划），均被认为是推动台湾经济发展所需的重要技术，并且是促进台湾产业转型的关键技术。由于从代工产业发展而来的台湾企业在计算机、半导体、芯片制造、电讯和网络等信息技术领域有着雄厚的产业基础，它也是台湾制造业的优势领域，研发水平也不低，因此在经济产业类项目中列入网络通讯（原电信科技）项目不足为奇，而系统芯片则是在上述领域拓展智能化所必需的技术。因此，网络通讯、系统芯片计划都可以看成是为信息技术产业升级提供支持。纳米技术及其产业在全世界也属于新兴产业，其产业化尚不成熟。台湾在纳米领域原本没有多少基础研究的优势，但看重的是纳米技术将对人类生活产生全面的影响，有可能引发一场技术革命和产业创新浪潮，因此将纳米技术列为“国家型”科技计划之一。纳米计划以人才培养及核心科研设施建设为主，以推动纳米学术研究及产业化为目标，以期抢占技术先机，获得产业竞争的先发优势。由于经济产业类计划大都涉及到台湾产业的强势领域，因此计划的投入相对较高。这一方面是因为相关产业基础雄厚，研发人才和研发基础完善，需要较多的投入才能满足业界的需要，同时这些计划也被寄予了推动台湾产业转型、实现研究成果产业化的较高期望。

2．生物技术类计划的领域选择。在生物技术类计划中（含农业生物技术、生物技术与制药及基因组医学计划），涉及前沿的分子生物技术，并与民生与健康产业息息相关。由于台湾在农业技术领域有一定的研究传统和基础，精准农业及其相关技术较为发达，将农业生物技术列入“国家型”科技计划可以在既有的农业技术优势的基础上，利用生物技术改造传统农业，能够促进精准农业的产业化发展并有助于提高台湾农产品的竞争力。而生物制药及基因组医学在台湾并无太大的基础研究优势和技术应用基础，将其列入“国家型”科技计划的考虑也是期望通过加大对生物制药及基因组医学研究的投入，从而在台湾创造出新的产业或者推动现有传统产业的升级改造。同样，这两项计划的内容也可能基本限于开展前瞻性的研究，离推动相关产业发展的目标尚有不小的距离。但从这些计划的实施过程的变化中可以看出，涉及农业的研究比例在逐渐下降，计划项目的投入近年来在逐渐向纯生物技术研究领域倾斜。

3．在民生类计划中（含防灾、数字典藏与数字化学习计划），与社会安全、教育和社会文化密切相关。“防灾”科技计划是台湾最早开始实施的“国家型”科技计划之一。由于台湾地处亚热带地区，台风频繁且台湾属于世界上有感地震最频发的地区之一，有73%的土地和人口处于易遭受地震、洪水及干旱等自然灾害之中，在世界上也属于易受自然灾害损害的地区之一。因此，将防台风（含气象、防洪与泥石流研究）、防震（地震及地震工程研究）及体系建设（防灾救灾体系、社会经济和防灾救灾信息），促进科研成果的应用等列入防灾科技计划之中开展重点研究，该计划与推动产业化发展关系不大。数字典藏与数字化学习是唯一一项涉及文化教育领域的“国家型”科技计划，主要为适应知识社会发展趋势及数字化时代的需求，平衡社会与经济发展的需要，在知识经济产业化方面进行探索，为文化教育领域的发展提供支持。民生类计划的投入在整个“国家型”科技计划中所占的比例原本就不高，而且在实施过程中还出现了计划的“关、停、并、转”现象，研究领域逐步缩减并且单一化，目前仅有“数字典藏与数字化学习”一个计划尚在执行中。这种现象可以理解为，这类计划被认为与推动产业升级和提升台湾经济作用有限，与设立、实施“国家型”科技计划的初衷联系不紧密，因此逐渐被边缘化。

4．能源“国家型”科技计划是台湾“国科会”推动的第十个“国家型”科技计划，其涵盖的领域相当广泛，其性质也比较特殊。由于能源技术是近百年来全球技术开发的焦点，属于相当成熟的技术范畴，因此需要开展基础研发的技术和进行产业化拓展的空间并不太大。由于台湾常规能源缺乏，99%的能源需要进口，而风力、太阳能和潮汐能等可再生能源技术的发展和应用在台湾反倒有一定的空间。因此，能源“国家型”科技计划把重点放在了节能减碳、能源技术（重点在可再生能源技术）及能源技术综合利用、政策规划与人才培养等方面，研究课题涉及的范围广，首期计划（五年）的预算就达到300多亿元。由此看来，能源“国家型”科技计划不能看着是一项单纯的经济产业类计划，它与社会发展和民生都密切相关。

纳米技术研究成果范文第5篇

据悉，PPG重型机械涂料车间年产量为9000吨，生产的工业涂料产品将主要供应中国地区的重型机械设备厂商，用于农用机械、建筑机械、矿山机械等重型机械的机身防护。

据PPG中国区涂料运营总监倪亚威介绍，这套新型VOC废气处理设备投资3000万元。设备首先在300摄氏度的条件下将生产中的有机废气浓缩，然后通过高温燃烧将有机废气转化为二氧化碳和水蒸气，经烟囱排放。燃烧过程产生的多余热量会回到预热环节，估计可节约25%的能耗。“燃烧空气中的微量有机物非常困难，如果处理不好就会造成能耗很大的问题，这对企业运行是一个负担，但我们认为这也是企业履行社会责任的内容之一。”倪亚威表示。

传统的VOC处理方法是活性炭吸附法。由于气体通过活性炭床的过程不受控制，气体排放量不能保证，另外活性炭吸附过程放热，存在火灾隐患。而PPG工厂的这套新型VOC废气处理设备在火灾隐患和排放效率方面都得到了有效控制。

哈工大研发石墨烯复合膜“试纸” 王舒

近日，哈尔滨工业大学基础交叉科研院微纳米技术研究中心研发出一种新技术，一张试纸就可测试生活环境中的气态有机污染物。这张纸是以石墨烯为载体的复合薄膜，室内被污染时就会变色。日前，国际著名学术刊物《先进功能材料》发表了该课题组的研究成果。