時間：2022-09-10 02:18:36
序論：在您撰寫納米科技論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
由于納米技術(shù)對國家未來經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區(qū)）紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計劃，以指導(dǎo)和推進(jìn)本國納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術(shù)計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術(shù)計劃，但其他計劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。
（1）發(fā)達(dá)國家和地區(qū)雄心勃勃
為了搶占納米科技的先機(jī)，美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術(shù)計劃（NNI），其宗旨是整合聯(lián)邦各機(jī)構(gòu)的力量，加強(qiáng)其在開展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》，這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計劃，從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開。
日本政府將納米技術(shù)視為“日本經(jīng)濟(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點研發(fā)領(lǐng)域，并制定了多項措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源（人才、資金、設(shè)備）的落實。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實用性的研發(fā)，同時跨省廳重點推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)國際競爭力的研發(fā)。
歐盟在2002—2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術(shù)給予了空前的重視。該計劃將納米技術(shù)作為一個最優(yōu)先的領(lǐng)域，有13億歐元專門用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略，目前，已確定了促進(jìn)歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個關(guān)鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢頭；加強(qiáng)研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施；從質(zhì)和量方面擴(kuò)大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù)；考慮社會因素，趨利避險。另外，包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內(nèi)的多數(shù)歐盟國家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計劃。
（2）新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體瞄準(zhǔn)先機(jī)
意識到納米技術(shù)將會給人類社會帶來巨大的影響，韓國、中國臺灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體，為了保持競爭優(yōu)勢，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府2001年制定了《促進(jìn)納米技術(shù)10年計劃》，2002年頒布了新的《促進(jìn)納米技術(shù)開發(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開發(fā)實施規(guī)則》。韓國政府的政策目標(biāo)是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個主要技術(shù)領(lǐng)域，以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平；到2010年10年計劃結(jié)束時，韓國納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國和日本等領(lǐng)先國家的水平，進(jìn)入世界前5位的行列。
中國臺灣自1999年開始，相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》，這些計劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ)，以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標(biāo)，意在引領(lǐng)臺灣知識經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。
（3）發(fā)展中大國奮力趕超
綜合國力和科技實力較強(qiáng)的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)國家納米科技發(fā)展的勢頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會、國家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發(fā)展綱要將明確中國納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國在目前和中長期的研發(fā)任務(wù)，以便在國家層面上進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào)，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢，爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù)，南非科技部正在制定一項國家納米技術(shù)戰(zhàn)略，可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對從事材料科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)和項目的支持力度，加強(qiáng)材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)的研究和開發(fā)。
2、納米科技研發(fā)投入一路攀升
納米科技已在國際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國還是渴望富裕的工業(yè)化中國家，都在對納米科學(xué)、技術(shù)與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據(jù)歐盟2004年5月的一份報告稱，在過去10年里，世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術(shù)研究資金估計為20億歐元。這說明，全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。
美國的公共納米技術(shù)投資最多。在過去4年內(nèi)，聯(lián)邦政府的納米技術(shù)研發(fā)經(jīng)費從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元，2005年將增加到9.82億美元。更重要的是，根據(jù)《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法》，在2005～2008財年聯(lián)邦政府將對納米技術(shù)計劃投入37億美元，而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費。
日本目前是僅次于美國的第二大納米技術(shù)投資國。日本早在20世紀(jì)80年代就開始支持納米科學(xué)研究，近年來納米科技投入迅速增長，從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元，而2004年還將增長20%。
在歐洲，根據(jù)第六個框架計劃，歐盟對納米技術(shù)的資助每年約達(dá)7.5億美元，有些人估計可達(dá)9.15億美元。另有一些人估計，歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國，甚至更高。
中國期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達(dá)到2.4億美元左右；另外，地方政府也將支出2.4億～3.6億美元。中國臺灣計劃從2002～2007年在納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中投資6億美元，每年穩(wěn)中有增，平均每年達(dá)1億美元。韓國每年的納米技術(shù)投入預(yù)計約為1.45億美元，而新加坡則達(dá)3.7億美元左右。
就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國為2.4歐元，美國為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計劃，美國2006年的納米技術(shù)研發(fā)公共投資增加到人均5歐元，日本2004年增加到8歐元，因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國為0.01%，日本為0.02%。
另外，據(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱，很多私營企業(yè)對納米技術(shù)的投資也快速增加。美國的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元，占全球私營機(jī)構(gòu)38億美元納米技術(shù)投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元，占36%。歐洲的私營機(jī)構(gòu)將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長，納米技術(shù)的創(chuàng)新時代必將到來。
3、世界各國納米科技發(fā)展各有千秋
各納米科技強(qiáng)國比較而言，美國雖具有一定的優(yōu)勢，但現(xiàn)在尚無確定的贏家和輸家。
（1）在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下
根據(jù)中國科技信息研究所進(jìn)行的納米論文統(tǒng)計結(jié)果，2000—2002年，共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學(xué)引文索引（SCI）》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長，且增長幅度較大，2001年和2002年的增長率分別達(dá)到了30.22%和18.26%。
2000—2002年納米研究論文，美國以較大的優(yōu)勢領(lǐng)先于其他國家，3年累計論文數(shù)超過10000篇，幾乎占全部論文產(chǎn)出的30%。日本（12.76%）、德國（11.28%）、中國（10.64%）和法國（7.89%）位居其后，它們各自的論文總數(shù)都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)出大都超過了1000篇，是納米研究最活躍的國家，也是納米研究實力最強(qiáng)的國家。中國的增長幅度最為突出，2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點，到2002年已經(jīng)超過德國，位居世界第三位，與日本接近。
在上述5國之后，英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多，各國3年累計論文總數(shù)都超過了1000篇，且每年的論文數(shù)排位都可以進(jìn)入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。
另外，如果歐盟各國作為一個整體，其論文量則超過36%，高于美國的29.46%。（2）在申請納米技術(shù)發(fā)明專利方面美國獨占鰲頭
據(jù)統(tǒng)計：美國專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國家是美國（1454項），其次是日本（368項）和德國（118項）。由于專利數(shù)據(jù)來源美國專利商標(biāo)局，所以美國的專利數(shù)量非常多，所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數(shù)也較多，所占比例都超過了1%。
專利反映了研究成果實用化的能力。多數(shù)國家納米論文數(shù)與專利數(shù)所占比例的反差較大，在論文數(shù)最多的20個國家和地區(qū)中，專利數(shù)所占比例超過論文數(shù)所占比例的國家和地區(qū)只有美國、日本和中國臺灣。這說明，很多國家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實力，但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究，而實用化能力較弱。
（3）就整體而言納米科技大國各有所長
美國納米技術(shù)的應(yīng)用研究在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等領(lǐng)域快速發(fā)展。隨著納米技術(shù)在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應(yīng)用，目前美國納米研究熱點已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)納米技術(shù)已經(jīng)被列為美國國家的優(yōu)先科研計劃。在納米醫(yī)學(xué)方面，納米傳感器可在實驗室條件下對多種癌癥進(jìn)行早期診斷，而且，已能在實驗室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進(jìn)行早期診斷。2004年，美國國立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術(shù)計劃》，目的是將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合，實現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標(biāo)；利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動也是一個研究熱門，這對于研究艾滋病病毒、癌細(xì)胞等在人體內(nèi)的活動情況非常有用，還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果，未來5～10年有望商業(yè)化。
雖然醫(yī)學(xué)納米技術(shù)正成為納米科技的新熱點，納米技術(shù)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的應(yīng)用仍然引人關(guān)注。美國科研人員正在加緊納米級半導(dǎo)體材料晶體管的應(yīng)用研究，期望突破傳統(tǒng)的極限，讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術(shù)是這一領(lǐng)域中最受關(guān)注的地方。不少科學(xué)家試圖利用化學(xué)反應(yīng)來合成納米顆粒，并按照一定規(guī)則排列這些顆粒，使其成為體積小而運算快的芯片。這種技術(shù)本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術(shù)。在光學(xué)新材料方面，目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達(dá)到幾百微米的納米導(dǎo)線。
日本納米技術(shù)的研究開發(fā)實力強(qiáng)大，某些方面處于世界領(lǐng)先水平，但尚未脫離基礎(chǔ)和應(yīng)用研究階段，距離實用化還有相當(dāng)一段路要走。在納米技術(shù)的研發(fā)上，日本最重視的是應(yīng)用研究，尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外，日本開發(fā)出多種不同結(jié)構(gòu)的納米材料，如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結(jié)構(gòu)、富勒結(jié)構(gòu)套富勒結(jié)構(gòu)、納米管套富勒結(jié)構(gòu)、酒杯疊酒杯狀結(jié)構(gòu)等。
在制造方法上，日本不斷改進(jìn)電弧放電法、化學(xué)氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法，同時積極開發(fā)新的制造技術(shù)，特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細(xì)川公司展出的低溫連續(xù)燒結(jié)設(shè)備引起關(guān)注。它能以每小時數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復(fù)合的超微粒材料。東麗和三菱化學(xué)公司應(yīng)用大學(xué)開發(fā)的新技術(shù)能把制造碳納米材料的成本減至原來的1／10，兩三年內(nèi)即可進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。
日本高度重視開發(fā)檢測和加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學(xué)顯微鏡等的性能不斷提高，并涌現(xiàn)了諸如數(shù)字式顯微鏡、內(nèi)藏高級照相機(jī)顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品?？茖W(xué)家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置，能應(yīng)用于納米領(lǐng)域，在硅、玻璃、金屬和有機(jī)高分子等多種材料的基板上印制細(xì)微電路，是世界最高水平。
日本企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)積極在信息技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)為納米技術(shù)尋找用武之地，如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細(xì)微、更高性能的元器件和量子計算機(jī)，解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結(jié)構(gòu)等。不過，這些研究大都處于探索階段，成果為數(shù)不多。
歐盟在納米科學(xué)方面頗具實力，特別是在光學(xué)和光電材料、有機(jī)電子學(xué)和光電學(xué)、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導(dǎo)體、復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)材料、智能材料等方面的研究能力較強(qiáng)。
中國在納米材料及其應(yīng)用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多，主要以金屬和無機(jī)非金屬納米材料為主，約占80%，高分子和化學(xué)合成材料也是一個重要方面，而在納米電子學(xué)、納米器件和納米生物醫(yī)學(xué)研究方面與發(fā)達(dá)國家有明顯差距。
4、納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快
目前，納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業(yè)前景。據(jù)統(tǒng)計：2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到500億美元，2010年將達(dá)到14400億美元。為此，各納米技術(shù)強(qiáng)國為了盡快實現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，都在加緊采取措施，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
美國國家科研項目管理部門的管理者們認(rèn)為，美國大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足，導(dǎo)致美國在該領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用缺乏動力，因此，嘗試建立一個由多所大學(xué)與大企業(yè)組成的研究中心，希望借此使納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國聯(lián)邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區(qū)建立一個“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”，以便及時有效地將納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項：一是進(jìn)行納米技術(shù)基礎(chǔ)研究；二是與大企業(yè)合作，使最新基礎(chǔ)研究成果盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計算、納米通訊、納米機(jī)械和納米電路等許多方面，其中不少研究成果將被率先應(yīng)用于美國國防工業(yè)。
美國的一些大公司也正在認(rèn)真探索利用納米技術(shù)改進(jìn)其產(chǎn)品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內(nèi)取得突破，并生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品。一個由專業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)組織組成的網(wǎng)絡(luò)在迅速擴(kuò)大，其目的是共享信息，促進(jìn)聯(lián)系，加速納米技術(shù)應(yīng)用。
日本企業(yè)界也加強(qiáng)了對納米技術(shù)的投入。關(guān)西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學(xué)及國立科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合，不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進(jìn)會議”，以大力促進(jìn)本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術(shù)研究所，試圖將納米技術(shù)融合進(jìn)各自從事的產(chǎn)業(yè)中。
歐盟于2003年建立納米技術(shù)工業(yè)平臺，推動納米技術(shù)在歐盟成員國的應(yīng)用。歐盟委員會指出：建立納米技術(shù)工業(yè)平臺的目的是使工程師、材料學(xué)家、醫(yī)療研究人員、生物學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家能夠協(xié)同作戰(zhàn)，把納米技術(shù)應(yīng)用到信息技術(shù)、化妝品、化學(xué)產(chǎn)品和運輸領(lǐng)域，生產(chǎn)出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產(chǎn)品，同時減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術(shù)工業(yè)平臺和增加納米技術(shù)研究投資使其在納米技術(shù)方面盡快趕上美國。
1、各國競相出臺納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計劃
由于納米技術(shù)對國家未來經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區(qū)）紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計劃，以指導(dǎo)和推進(jìn)本國納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術(shù)計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術(shù)計劃，但其他計劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。
（1）發(fā)達(dá)國家和地區(qū)雄心勃勃
為了搶占納米科技的先機(jī)，美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術(shù)計劃（NNI），其宗旨是整合聯(lián)邦各機(jī)構(gòu)的力量，加強(qiáng)其在開展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》，這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計劃，從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開。
日本政府將納米技術(shù)視為“日本經(jīng)濟(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點研發(fā)領(lǐng)域，并制定了多項措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源（人才、資金、設(shè)備）的落實。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實用性的研發(fā)，同時跨省廳重點推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)國際競爭力的研發(fā)。
歐盟在2002—2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術(shù)給予了空前的重視。該計劃將納米技術(shù)作為一個最優(yōu)先的領(lǐng)域，有13億歐元專門用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略，目前，已確定了促進(jìn)歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個關(guān)鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢頭；加強(qiáng)研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施；從質(zhì)和量方面擴(kuò)大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù)；考慮社會因素，趨利避險。另外，包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內(nèi)的多數(shù)歐盟國家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計劃。
（2）新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體瞄準(zhǔn)先機(jī)
意識到納米技術(shù)將會給人類社會帶來巨大的影響，韓國、中國臺灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體，為了保持競爭優(yōu)勢，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府2001年制定了《促進(jìn)納米技術(shù)10年計劃》，2002年頒布了新的《促進(jìn)納米技術(shù)開發(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開發(fā)實施規(guī)則》。韓國政府的政策目標(biāo)是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個主要技術(shù)領(lǐng)域，以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平；到2010年10年計劃結(jié)束時，韓國納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國和日本等領(lǐng)先國家的水平，進(jìn)入世界前5位的行列。
中國臺灣自1999年開始，相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》，這些計劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ)，以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標(biāo)，意在引領(lǐng)臺灣知識經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。
（3）發(fā)展中大國奮力趕超
綜合國力和科技實力較強(qiáng)的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)國家納米科技發(fā)展的勢頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會、國家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發(fā)展綱要將明確中國納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國在目前和中長期的研發(fā)任務(wù)，以便在國家層面上進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào)，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢，爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù)，南非科技部正在制定一項國家納米技術(shù)戰(zhàn)略，可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對從事材料科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)和項目的支持力度，加強(qiáng)材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)的研究和開發(fā)。
2、納米科技研發(fā)投入一路攀升
納米科技已在國際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國還是渴望富裕的工業(yè)化中國家，都在對納米科學(xué)、技術(shù)與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據(jù)歐盟2004年5月的一份報告稱，在過去10年里，世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術(shù)研究資金估計為20億歐元。這說明，全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。
美國的公共納米技術(shù)投資最多。在過去4年內(nèi)，聯(lián)邦政府的納米技術(shù)研發(fā)經(jīng)費從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元，2005年將增加到9.82億美元。更重要的是，根據(jù)《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法》，在2005～2008財年聯(lián)邦政府將對納米技術(shù)計劃投入37億美元，而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費。
日本目前是僅次于美國的第二大納米技術(shù)投資國。日本早在20世紀(jì)80年代就開始支持納米科學(xué)研究，近年來納米科技投入迅速增長，從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元，而2004年還將增長20%。
在歐洲，根據(jù)第六個框架計劃，歐盟對納米技術(shù)的資助每年約達(dá)7.5億美元，有些人估計可達(dá)9.15億美元。另有一些人估計，歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國，甚至更高。
中國期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達(dá)到2.4億美元左右；另外，地方政府也將支出2.4億～3.6億美元。中國臺灣計劃從2002～2007年在納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中投資6億美元，每年穩(wěn)中有增，平均每年達(dá)1億美元。韓國每年的納米技術(shù)投入預(yù)計約為1.45億美元，而新加坡則達(dá)3.7億美元左右。
就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國為2.4歐元，美國為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計劃，美國2006年的納米技術(shù)研發(fā)公共投資增加到人均5歐元，日本2004年增加到8歐元，因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國為0.01%，日本為0.02%。
另外，據(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱，很多私營企業(yè)對納米技術(shù)的投資也快速增加。美國的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元，占全球私營機(jī)構(gòu)38億美元納米技術(shù)投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元，占36%。歐洲的私營機(jī)構(gòu)將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長，納米技術(shù)的創(chuàng)新時代必將到來。
3、世界各國納米科技發(fā)展各有千秋
各納米科技強(qiáng)國比較而言，美國雖具有一定的優(yōu)勢，但現(xiàn)在尚無確定的贏家和輸家。
（1）在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下
根據(jù)中國科技信息研究所進(jìn)行的納米論文統(tǒng)計結(jié)果，2000—2002年，共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學(xué)引文索引（SCI）》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長，且增長幅度較大，2001年和2002年的增長率分別達(dá)到了30.22%和18.26%。
2000—2002年納米研究論文，美國以較大的優(yōu)勢領(lǐng)先于其他國家，3年累計論文數(shù)超過10000篇，幾乎占全部論文產(chǎn)出的30%。日本（12.76%）、德國（11.28%）、中國（10.64%）和法國（7.89%）位居其后，它們各自的論文總數(shù)都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)出大都超過了1000篇，是納米研究最活躍的國家，也是納米研究實力最強(qiáng)的國家。中國的增長幅度最為突出，2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點，到2002年已經(jīng)超過德國，位居世界第三位，與日本接近。
在上述5國之后，英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多，各國3年累計論文總數(shù)都超過了1000篇，且每年的論文數(shù)排位都可以進(jìn)入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。
另外，如果歐盟各國作為一個整體，其論文量則超過36%，高于美國的29.46%。
（2）在申請納米技術(shù)發(fā)明專利方面美國獨占鰲頭
據(jù)統(tǒng)計：美國專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國家是美國（1454項），其次是日本（368項）和德國（118項）。由于專利數(shù)據(jù)來源美國專利商標(biāo)局，所以美國的專利數(shù)量非常多，所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數(shù)也較多，所占比例都超過了1%。
專利反映了研究成果實用化的能力。多數(shù)國家納米論文數(shù)與專利數(shù)所占比例的反差較大，在論文數(shù)最多的20個國家和地區(qū)中，專利數(shù)所占比例超過論文數(shù)所占比例的國家和地區(qū)只有美國、日本和中國臺灣。這說明，很多國家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實力，但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究，而實用化能力較弱。
（3）就整體而言納米科技大國各有所長
美國納米技術(shù)的應(yīng)用研究在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等領(lǐng)域快速發(fā)展。隨著納米技術(shù)在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應(yīng)用，目前美國納米研究熱點已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)納米技術(shù)已經(jīng)被列為美國國家的優(yōu)先科研計劃。在納米醫(yī)學(xué)方面，納米傳感器可在實驗室條件下對多種癌癥進(jìn)行早期診斷，而且，已能在實驗室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進(jìn)行早期診斷。2004年，美國國立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術(shù)計劃》，目的是將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合，實現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標(biāo)；利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動也是一個研究熱門，這對于研究艾滋病病毒、癌細(xì)胞等在人體內(nèi)的活動情況非常有用，還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果，未來5～10年有望商業(yè)化。
雖然醫(yī)學(xué)納米技術(shù)正成為納米科技的新熱點，納米技術(shù)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的應(yīng)用仍然引人關(guān)注。美國科研人員正在加緊納米級半導(dǎo)體材料晶體管的應(yīng)用研究，期望突破傳統(tǒng)的極限，讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術(shù)是這一領(lǐng)域中最受關(guān)注的地方。不少科學(xué)家試圖利用化學(xué)反應(yīng)來合成納米顆粒，并按照一定規(guī)則排列這些顆粒，使其成為體積小而運算快的芯片。這種技術(shù)本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術(shù)。在光學(xué)新材料方面，目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達(dá)到幾百微米的納米導(dǎo)線。
日本納米技術(shù)的研究開發(fā)實力強(qiáng)大，某些方面處于世界領(lǐng)先水平，但尚未脫離基礎(chǔ)和應(yīng)用研究階段，距離實用化還有相當(dāng)一段路要走。在納米技術(shù)的研發(fā)上，日本最重視的是應(yīng)用研究，尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外，日本開發(fā)出多種不同結(jié)構(gòu)的納米材料，如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結(jié)構(gòu)、富勒結(jié)構(gòu)套富勒結(jié)構(gòu)、納米管套富勒結(jié)構(gòu)、酒杯疊酒杯狀結(jié)構(gòu)等。
在制造方法上，日本不斷改進(jìn)電弧放電法、化學(xué)氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法，同時積極開發(fā)新的制造技術(shù)，特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細(xì)川公司展出的低溫連續(xù)燒結(jié)設(shè)備引起關(guān)注。它能以每小時數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復(fù)合的超微粒材料。東麗和三菱化學(xué)公司應(yīng)用大學(xué)開發(fā)的新技術(shù)能把制造碳納米材料的成本減至原來的1／10，兩三年內(nèi)即可進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。
日本高度重視開發(fā)檢測和加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學(xué)顯微鏡等的性能不斷提高，并涌現(xiàn)了諸如數(shù)字式顯微鏡、內(nèi)藏高級照相機(jī)顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品?？茖W(xué)家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置，能應(yīng)用于納米領(lǐng)域，在硅、玻璃、金屬和有機(jī)高分子等多種材料的基板上印制細(xì)微電路，是世界最高水平。
日本企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)積極在信息技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)為納米技術(shù)尋找用武之地，如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細(xì)微、更高性能的元器件和量子計算機(jī)，解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結(jié)構(gòu)等。不過，這些研究大都處于探索階段，成果為數(shù)不多。
歐盟在納米科學(xué)方面頗具實力，特別是在光學(xué)和光電材料、有機(jī)電子學(xué)和光電學(xué)、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導(dǎo)體、復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)材料、智能材料等方面的研究能力較強(qiáng)。
中國在納米材料及其應(yīng)用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多，主要以金屬和無機(jī)非金屬納米材料為主，約占80%，高分子和化學(xué)合成材料也是一個重要方面，而在納米電子學(xué)、納米器件和納米生物醫(yī)學(xué)研究方面與發(fā)達(dá)國家有明顯差距。
4、納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快
目前，納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業(yè)前景。據(jù)統(tǒng)計：2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到500億美元，2010年將達(dá)到14400億美元。為此，各納米技術(shù)強(qiáng)國為了盡快實現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，都在加緊采取措施，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
美國國家科研項目管理部門的管理者們認(rèn)為，美國大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足，導(dǎo)致美國在該領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用缺乏動力，因此，嘗試建立一個由多所大學(xué)與大企業(yè)組成的研究中心，希望借此使納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國聯(lián)邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區(qū)建立一個“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”，以便及時有效地將納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項：一是進(jìn)行納米技術(shù)基礎(chǔ)研究；二是與大企業(yè)合作，使最新基礎(chǔ)研究成果盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計算、納米通訊、納米機(jī)械和納米電路等許多方面，其中不少研究成果將被率先應(yīng)用于美國國防工業(yè)。
美國的一些大公司也正在認(rèn)真探索利用納米技術(shù)改進(jìn)其產(chǎn)品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內(nèi)取得突破，并生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品。一個由專業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)組織組成的網(wǎng)絡(luò)在迅速擴(kuò)大，其目的是共享信息，促進(jìn)聯(lián)系，加速納米技術(shù)應(yīng)用。
日本企業(yè)界也加強(qiáng)了對納米技術(shù)的投入。關(guān)西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學(xué)及國立科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合，不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進(jìn)會議”，以大力促進(jìn)本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術(shù)研究所，試圖將納米技術(shù)融合進(jìn)各自從事的產(chǎn)業(yè)中。
歐盟于2003年建立納米技術(shù)工業(yè)平臺，推動納米技術(shù)在歐盟成員國的應(yīng)用。歐盟委員會指出：建立納米技術(shù)工業(yè)平臺的目的是使工程師、材料學(xué)家、醫(yī)療研究人員、生物學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家能夠協(xié)同作戰(zhàn)，把納米技術(shù)應(yīng)用到信息技術(shù)、化妝品、化學(xué)產(chǎn)品和運輸領(lǐng)域，生產(chǎn)出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產(chǎn)品，同時減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術(shù)工業(yè)平臺和增加納米技術(shù)研究投資使其在納米技術(shù)方面盡快趕上美國。
納米技術(shù)可能引起的主要倫理問題
1．健康和安全問題。納米技術(shù)對健康和安全的影響，是納米倫理面對的首要問題。由于納米粒子極其微小，可以說無孔不入，所以也很容易進(jìn)入人體，有可能成為許多重大疾病如肺部疾病和心血管疾病的誘因，給人類健康和安全帶來嚴(yán)重的損害。研究表明，吸入的納米顆?？赡鼙荛_免疫系統(tǒng)的吞噬作用，蓄積在某些靶器官，也可跨越不同生物屏障，重新轉(zhuǎn)運分布到身體的其他組織器官，產(chǎn)生系統(tǒng)的健康效應(yīng)［10］。而且，環(huán)境中的納米顆粒由于具有較大的表面積而極易吸附大氣中的有毒污染物，如多環(huán)芳烴等，被納米顆粒吸附的有毒污染物可進(jìn)一步對人和其他生物體產(chǎn)生毒性效應(yīng)，還可能波及整個生物圈。納米粒子對健康和環(huán)境的潛在風(fēng)險涉及安全倫理和環(huán)境倫理的問題。安全不僅是一個科學(xué)的概念，安全更是倫理學(xué)必須考量的最基本的要素，因為安全既是人的基本需求也是人的基本權(quán)利。離開了安全，人的其他權(quán)利和自由、尊嚴(yán)等也將無從談起;而且，保障研究人員和工人在工作場所的生命和健康安全，也是國家和企業(yè)的基本責(zé)任。
2．平等與公正問題。首先，納米技術(shù)的潛在利益和風(fēng)險使得其風(fēng)險與利益的分配，也面臨著社會公平與公正的倫理問題。納米技術(shù)可能為技術(shù)發(fā)明家、企業(yè)家?guī)碡S厚的利益，但也可能為研究者、受試者、生產(chǎn)者甚至消費者帶來直接的和間接的健康風(fēng)險，為公眾帶來環(huán)境風(fēng)險。面對個體利益與公眾利益、企業(yè)利益與社會利益、眼前利益與長遠(yuǎn)利益的沖突，應(yīng)該優(yōu)先考慮誰的利益?承擔(dān)高風(fēng)險的人是否應(yīng)得到較高的回報?“如何分配科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶來的好處、風(fēng)險和代價，就成為了我們時代所必須面對的一個重要問題”［11］。其次，納米技術(shù)的應(yīng)用也可能加劇原有的社會不平等、不公正現(xiàn)象。眾所周知，“信息高速公路”的出現(xiàn)導(dǎo)致了迅速擴(kuò)大的信息資源和知識資源分布嚴(yán)重不均的“數(shù)字鴻溝”問題，并且加劇了原有的經(jīng)濟(jì)不平等、機(jī)會不平等和社會不平等問題，成為當(dāng)今社會問題的一個重要根源。納米技術(shù)的發(fā)展也可能產(chǎn)生類似數(shù)字鴻溝的“納米鴻溝”問題。比如，納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，使得疾病的預(yù)防、早期診斷和治療成為可能。研究表明，在不久的將來，用基因芯片、蛋白質(zhì)芯片組裝成的納米機(jī)器人，有可能通過血管進(jìn)入人體以診斷疾病、攜帶DNA去更換或修復(fù)有缺陷的基因片段，也可以將攜帶納米藥物的芯片送入人體內(nèi)，在外部加以導(dǎo)向，使藥物集中到患處，更理想地提高藥物療效［12］。但是，這些技術(shù)在其發(fā)展的初期階段，往往比較昂貴，大部分人可能只好望而卻步，僅能被少數(shù)人使用。如何使社會中的大多數(shù)成員公正地享受到納米技術(shù)的成果并避免可能受到的損害，是納米技術(shù)發(fā)展過程中必須面對的重要倫理問題。第三，納米技術(shù)還有可能帶來代內(nèi)與代際、窮國與富國之間的平等與公正問題，尤其是可能使發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家之間的差距加大。能夠支付納米技術(shù)研究與發(fā)展巨額費用的國家，可能優(yōu)先發(fā)現(xiàn)和利用納米技術(shù)的研究成果，在國際舞臺上便優(yōu)先掌握了“話語權(quán)”。當(dāng)然，也不能排除發(fā)達(dá)國家將有污染的、甚至有毒的納米研究項目轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家的可能。諸如此類的問題會使國際間的不平等惡化。此外，還存在為了當(dāng)代利益發(fā)展納米技術(shù)而提前利用了過多的自然資源或給后代造成眾多污染等代際不公正現(xiàn)象。
3．自主與尊嚴(yán)問題。人是有理性的存在物。理性之人的尊嚴(yán)來自于它的自主性，能夠按照自己的意志作出決定?！按笞匀恢械臒o理性者，它們不依靠人的意志而獨立存在，所以它們至多具有作為工具或手段的價值，因此我們稱之為‘物’。反之，有理性者，被稱為‘人’，這是因為人在本性上就是目的自身而存在，不能把他只當(dāng)做‘物’看待。人是一個可尊敬的對象，這就表明我們不能隨便對待他?！保?3］聯(lián)合國教科文組織在《世界生物倫理與人權(quán)宣言》中強(qiáng)調(diào)，科學(xué)技術(shù)的研究和發(fā)展需要遵循本宣言所闡述的倫理原則，要尊重人的尊嚴(yán)。這包括自尊、享受別人尊重和尊重他人三個方面。在納米技術(shù)的研究與應(yīng)用中，許多方面涉及人的自主與尊嚴(yán)問題。例如，納米技術(shù)與認(rèn)知科學(xué)相互滲透與融合，可以揭示人腦的工作機(jī)制，利用納米藥物可以增強(qiáng)人的認(rèn)知能力或治療某些腦神經(jīng)與認(rèn)知方面的缺陷。但是，如果利用這些研究成果控制人的思維、干擾人的決定，則侵犯了人的自、漠視人的尊嚴(yán)。再者，如果將能夠隨時獲取他人信息的納米電子芯片等極微小的納米器件，毫不被人察覺地嵌入他人衣服或皮膚里，則不僅竊取了他人的隱私，更貶損了他人的尊嚴(yán)。又如，納米基因工程不僅能夠治療遺傳病，而且能夠改變生殖細(xì)胞基因以達(dá)到治療或增強(qiáng)后代的目的。但是，不論父母的主觀意愿是否善良，這種行為確實忽視了子女的自主與尊嚴(yán)。而諸如賽博格(Cyborg)、生命產(chǎn)品(Biofact)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將模糊人與機(jī)器、生命體與人工產(chǎn)品之間的界限，使得我們關(guān)于人與自然的基本概念發(fā)生動搖，什么是人、什么是自然等問題將變得不再是不言而喻的了。
納米倫理的特征與評估
納米技術(shù)的中介性和不確定性特征不僅使納米技術(shù)可能引起一系列的倫理問題，而且也使得這些倫理問題展現(xiàn)出共同的倫理特征:可能性、整合性和前瞻性。這使得即時性、跨學(xué)科性、預(yù)警性評估成為應(yīng)對納米倫理的關(guān)鍵。
1．可能性特征與即時評估。納米技術(shù)可能引起的倫理問題包括兩個部分，其中有些是現(xiàn)實的，比如納米粒子對安全和健康造成的影響;有些還是潛在的、未來的甚至含有推測性特征，比如有關(guān)納米機(jī)器人的自我復(fù)制問題，但這絕不等于說這種推測完全是無中生有。納米倫理不僅關(guān)注現(xiàn)實的納米倫理問題，也關(guān)注未來的和潛在的倫理問題，目的是在納米技術(shù)研究和開發(fā)的初期就參與到納米技術(shù)的構(gòu)建中。事實上，技術(shù)的發(fā)展并不是由技術(shù)本身或者技術(shù)專家們所能決定的。如果有怎樣的技術(shù)就會有怎樣的未來，那么，我們就有權(quán)利選擇技術(shù)、選擇和構(gòu)建未來。因此，納米倫理必須關(guān)注可能性。在這個意義上，可能性成為納米倫理的一個重要特征。鑒于納米技術(shù)發(fā)展的可能性、階段性和動態(tài)性特征，對納米技術(shù)應(yīng)該采取即時評估的研究方法，以適時地、動態(tài)地評估納米技術(shù)研究發(fā)展與應(yīng)用各個階段可能出現(xiàn)的倫理問題。在目前納米技術(shù)的開發(fā)時期，首先應(yīng)該關(guān)注的是實驗室和工作場所的安全倫理問題，包括工人對所從事的納米技術(shù)風(fēng)險的知情權(quán)問題，建立健全工人的健康保險制度的問題，以及工作場所的通風(fēng)、檢測和預(yù)警機(jī)制等制度問題。其次，在納米藥物和利用納米技術(shù)進(jìn)行的檢測中，即時評估納米粒子在人體的生物學(xué)效應(yīng)和對人體整體的影響，以確保納米用藥和檢測的安全。
載藥納米微粒的靶向性及控釋作用
所謂納米藥物指的是納米級別的用來防治或者輔助治療的藥物，納米藥物具有輕松通過體內(nèi)生理屏障的顯著優(yōu)點，納米級別藥物與傳統(tǒng)的宏觀藥物在其分布、吸收以及代謝和排泄等角度與傳統(tǒng)的宏觀藥物截然不同。
1納米級別的藥物能夠跨越體內(nèi)各種屏障
如果我們選擇合適的納米材料來制備納米藥物，可以有效的穿透生物膜的并透過血腦屏障，可以將藥物直接輸送到大腦內(nèi)部對疾病進(jìn)行治療。采用納米技術(shù)制備的藥物載體和抗體能夠大幅度提高穿透人造膜和天然膜的能力，并蓄積在小腸，使藥物的生物利用率顯著改善。
2納米藥物的控釋作用
所謂納米藥物的控釋作用指的是載有藥物的納米微粒在其控釋的過程中能夠顯現(xiàn)出特有的規(guī)律性，囊壁的溶解及酶和微生物的作用，均可使囊心物質(zhì)向外擴(kuò)散。鑒于上面所述，我們可以根據(jù)控釋的目的選擇合適的囊材使載藥納米微粒在局部滯留并達(dá)到有效濃度，這樣做不僅僅大幅度提高了用藥的療效，還不會給全身帶來不良毒性。對于需要長期進(jìn)行治療和監(jiān)控的疾病，起作用和功效是十分顯著的。因此，納米控釋給獸藥系統(tǒng)帶來了極大的方便。
3納米藥物的靶向性
目前，抗球蟲藥物以及抗菌藥物在畜牧業(yè)的養(yǎng)殖中被普遍使用，泛濫和不合理使用的現(xiàn)象也尤為明顯，從而直接導(dǎo)致目前很多禽畜的主流病原體大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌等等早已經(jīng)對大多數(shù)的抗菌藥物產(chǎn)生了耐受性，甚至有些病菌已經(jīng)產(chǎn)生了多重的耐受性，這些問題都是可以通過納米載藥技術(shù)來進(jìn)行有效解決的。一方面，我們可以先將獸藥進(jìn)行納米處理，可以顯著提高其溶解率、靶向作用同時得到控制其釋放的效果。這樣可以大幅度提高藥物的治療效果，減少對藥物的使用劑量，能夠在不換藥的前提下就解決了藥物殘留問題；另一方面，采用納米技術(shù)，可以研制出具有廣譜、高效、無毒、無副作用的新型獸藥，從根本上解決目前因大量使用獸藥而帶來的種種不良后果。
納米技術(shù)在家畜遺傳育種中的應(yīng)用
人們對于健康家畜的定義，無外乎生長快、瘦肉率、耗料低、胴體品質(zhì)好等要求，但是傳統(tǒng)的育種方法需要少則幾年，多則幾十年的育種時間。如果我們在分子水平上進(jìn)行相關(guān)的改變，即對DNA鏈上的堿基序列做相應(yīng)改變，就可以大大縮短育種時間，而且可以獲得我們需要新品種。DNA上的核苷酸序列是納米級的，所以要用到納米技術(shù)。例如我國科學(xué)家已經(jīng)用STM以及AFM等納米技術(shù)，對DNA分子進(jìn)行分離，并寫出了“DNA”三個字母，標(biāo)志著人類在納米技術(shù)對生物分子操作方面取得了巨大成就。通過這一事實我們可以發(fā)現(xiàn)，人類可以通過納米技術(shù)，對分子級別的事物進(jìn)行操作，以探尋生命的奧秘，定向地對遺傳物質(zhì)進(jìn)行改造，以獲得所需性狀的生物體。這在生物育種上是有極大的作用的，可以很好的對動物的品種進(jìn)行改良，同時，通過分子探針，還可以在遺傳物質(zhì)上對生物的病情進(jìn)行探測，以從根本上解決問題。所以，在遺傳育種上，納米技術(shù)的應(yīng)用是至關(guān)重要的。
納米技術(shù)與畜禽產(chǎn)品質(zhì)量
藥效的提高和用藥量的減少，是添加納米材料的藥物的巨大作用，這樣可以解決藥物殘留的問題.浙大飼料研究所研究出的一種納米微粒，采用天然的硅酸鹽材料，可以吸附黃曲霉素、重金屬以及農(nóng)藥等有害物質(zhì)，降低畜禽產(chǎn)品中有害物質(zhì)的含量，大大提高了產(chǎn)品的安全性。
鑒于以上缺陷，當(dāng)前對于牙科復(fù)合樹脂的改良主要是將納米材料作為無機(jī)填料，或用納米級材料修飾微米級填料，再加入復(fù)合樹脂中，以改良樹脂或使其具備新的性能或兼而有之。
納米填料的種類
牙科復(fù)合樹脂的填料絕非單一種類、單一粒徑的材料，而是具有一定分布梯度，且不同種類粒子相互配合的系統(tǒng)。牙科復(fù)合樹脂所含的填料能增加機(jī)械強(qiáng)度，降低熱膨脹系數(shù)和聚合熱，其粒度、粒度分布、折光指數(shù)、所占體積百分比、X線阻射性及硬度、強(qiáng)度等都會對材料的性能及臨床表現(xiàn)產(chǎn)生影響。目前，顆粒型陶瓷粉或玻璃粉是主要的填料類型，纖維(晶須)填料的研究和應(yīng)用也有報道，但相比前者較少。應(yīng)用理化性能更加優(yōu)良的填料來增強(qiáng)機(jī)械性能是發(fā)展的方向。已用于增強(qiáng)牙科復(fù)合樹脂的納米顆粒包括納米二氧化硅［1］、納米金剛石［2～4］、納米氧化鋯［5］、納米氮化硅［6］、納米羥基磷灰石［7］，納米氧化鈦［8］、納米三氧化二鋁［9］等。這類納米填料的研究較多，且大多數(shù)牙科產(chǎn)品廠家都有自己品牌的納米樹脂問世。納米纖維增強(qiáng)如納米碳管、短纖維和晶須是目前許多學(xué)者所提出的復(fù)合樹脂填料的新成員，都被用于牙科復(fù)合樹脂的增強(qiáng)和性能改善，但基本都處于基礎(chǔ)研究之中，而尚未應(yīng)用于臨床階段。這里所講的納米纖維增強(qiáng)復(fù)合樹脂，是指以納米纖維為另一類填料與顆粒填料共同增強(qiáng)的口腔充填用復(fù)合樹脂材料，所以這類材料中含顆粒與纖維兩種填料?？谇慌R床中使用的還有一類單純使用的纖維增強(qiáng)樹脂基(多為環(huán)氧樹脂基)材料，典型的產(chǎn)品為牙體加強(qiáng)用的纖維樁。文章主要討論前者目前在口腔中的研究現(xiàn)狀。有學(xué)者為了更加明確研究目的和可能機(jī)理，也會以環(huán)氧樹脂為基體或只加入纖維填料進(jìn)行研究。碳化硅晶須和氮化硅晶須是近年來研究較多的用于牙科復(fù)合樹脂的晶須種類。其他增強(qiáng)牙科復(fù)合樹脂表面硬度和斷裂強(qiáng)度的纖維(晶須)包括氧化鋅晶須、鈦酸鉀晶須、硅酸鹽晶須、硼酸鋁晶須、尼龍纖維、碳納米管等。
納米技術(shù)降低牙科復(fù)合樹脂的聚合收縮
Condon等用不含甲基丙烯酸功能化的硅烷代替含有甲基丙烯酸功能化的硅烷對二氧化硅納米顆粒表面進(jìn)行處理，獲得無粘接性的納米顆粒將其添加到復(fù)合樹脂中，發(fā)現(xiàn)其具有與氣孔相似的效果，分布于樹脂基質(zhì)中的納米填料通過局部塑性形成應(yīng)力釋放點，可以有效地降低聚合收縮［10］。Condon在另外的研究中用非粘接性的納米填料、粘接性的納米填料和無被膜填料來降低聚合應(yīng)力。研究表明，納米填料添加到雜化型復(fù)合樹脂可以有效降低聚合應(yīng)力(降低31%)，在一定的體積含量水平(10%)，非粘接性納米填料具有更好的降低應(yīng)力作用，在只含有納米填料的復(fù)合樹脂，亦具有相同的效果［11］。八面的倍半硅氧烷，是具有直徑0．53nm的納米籠結(jié)構(gòu)，是一個輕量級、高性能的混合材料，其結(jié)構(gòu)通式為(RSiO1．5)8。SSQ聚合物顯示出優(yōu)良的介電和光學(xué)性質(zhì)，并已廣泛應(yīng)用，如在應(yīng)用程序中的光致抗蝕劑、耐磨涂層、液晶顯示元件、電子電路板的絕緣涂層和光纖涂料等。SohMS等將SSQ加入復(fù)合樹脂中制成符合材料，SSQ可以顯著降低樹脂的聚合收縮量，并同時增加樹脂的硬度和彈性模量［12］。Garoushi等將半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)加入由玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合樹脂，發(fā)現(xiàn)復(fù)合物的聚合收縮率下降［13］。此后，又將納米SiO2顆粒加入上述復(fù)合物中，除了發(fā)現(xiàn)加入納米粒子后可使聚合收縮降低外，他們還發(fā)現(xiàn)聚合收縮的降低與納米粒子的添加量和聚合溫度相關(guān)［14］。
添加納米材料增強(qiáng)復(fù)合樹脂的抗菌性能
體內(nèi)外實驗表明，復(fù)合樹脂比其他充填材料更易引起菌斑沉積，因而更易引起繼發(fā)齲。繼發(fā)齲也是臨床中復(fù)合樹脂充填失敗的重要原因之一。因此，如果能將抗菌劑加入復(fù)合樹脂中，使其具有緩和持久的抗菌性能，將非常有利于其性能的提高。BeythN等將季銨鹽聚乙烯納米粒子以低濃度(1%)添加到復(fù)合樹脂中，發(fā)現(xiàn)在不影響其機(jī)械性能的基礎(chǔ)上可以保持1月以上的抗菌性能［15］。Jia等將Ag+、Ag+/Zn2+吸附到納米SiO2表面，添加到復(fù)合樹脂中，發(fā)現(xiàn)對大腸桿菌和S．糞菌都具有良好的抗菌性能，而且后者的效果更好，抗菌效果隨接觸時間延長和添加劑量增加而增強(qiáng)［16］。Xu等將熔附了納米硅顆粒的晶須和納米二鈣或四鈣磷酸鹽加入牙科復(fù)合樹脂中已達(dá)到自修復(fù)的目的［17，18］。四針狀氧化鋅晶須具有抗菌的作用。宋欣等將四針狀氧化鋅晶須加入復(fù)合樹脂中，發(fā)現(xiàn)其在提高樹脂機(jī)械性能的同時也能賦予復(fù)合樹脂材料較強(qiáng)的抗菌作用，是制備抗菌性復(fù)合樹脂的較優(yōu)選擇［19］。Niu等也將其加入復(fù)合樹脂中，以使復(fù)合樹脂獲得抗菌性能和增強(qiáng)的機(jī)械性能［20］。Chae等將納米銀顆粒加入聚丙烯腈中并用電紡技術(shù)制成納米纖維，以使所制備的纖維具有抗菌性能［21］。
納米技術(shù)對牙科復(fù)合樹脂機(jī)械性能的改善
1納米顆粒增強(qiáng)牙科復(fù)合樹脂
鐘玉修、倪龍興等將納米金剛石作為填料加入復(fù)合樹脂中，并對其性能進(jìn)行了一系列的研究，認(rèn)為適當(dāng)比例的金剛石填料可以提高復(fù)合樹脂的機(jī)械性能［2，3］。胡曉剛等將納米金剛石用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性后添加到復(fù)合樹脂中，發(fā)現(xiàn)改性金剛石的增強(qiáng)作用明顯優(yōu)于未經(jīng)改性的金剛石，同時金剛石的加入也改善了樹脂的韌性［4］。王君等將納米氮化硅加入復(fù)合樹脂并用紫外光照進(jìn)行固化處理，發(fā)現(xiàn)納米氮化硅含量為1%時，體積收縮率僅為4．92%，而拉伸強(qiáng)度增加了近100%［6］。王云等將經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑KH－570進(jìn)行表面處理后的納米羥基磷灰石加入樹脂基質(zhì)中，研制出能夠達(dá)到臨床要求的修復(fù)性納米羥基磷灰石復(fù)合材料，并檢測其機(jī)械物理強(qiáng)度［7］。筆者研究組曾將納米TiO2粒子在表面處理后加入復(fù)合樹脂中，制備納米復(fù)合樹脂，并根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)測試其力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)表面處理增強(qiáng)了納米TiO2與復(fù)合樹脂基質(zhì)的相容性，添加表面處理后的納米TiO2粒子對樹脂起到增強(qiáng)增韌作用［8］。目前各大牙科產(chǎn)品廠商幾乎都研制出自己品牌的納米樹脂，所加入的納米級填料以納米二氧化硅為主，如3MFiltekSupreme系列、Dentsply的ceramX、Heraeus的VenusDiamond系列、Kerr的HerculitePrécis、Bisco的Reflexion、Pentron的ArtisterNanoComposite。但也有例外的，如IvoclarVivadent的IPSEmpressDirect用的是納米氟化鐿。這些經(jīng)過納米技術(shù)改良的復(fù)合樹脂，廠家都宣稱具有更好的強(qiáng)度、耐磨性、可拋光性、更低的聚合收縮率以及更好的美學(xué)性能。
2納米纖維(晶須)增強(qiáng)牙科復(fù)合樹脂
氮化硅和碳化硅被選中是因為和大多數(shù)纖維相比，其體積小，長徑比大，可以更均勻地與樹脂混合，而且其抗拉強(qiáng)度極高。Xu等自1999年起對晶須增韌牙科復(fù)合樹脂進(jìn)行了一系列的研究。該研究組曾將硅石納米粒子熔附到碳化硅陶瓷晶須上，以增強(qiáng)口腔復(fù)合樹脂的強(qiáng)度，硅石納米粒子通過增加晶須表面積和粗糙度來加強(qiáng)晶須與樹脂基質(zhì)的結(jié)合［22］。他們還發(fā)現(xiàn)晶須與硅石粒子質(zhì)量比為2︰1，樹脂的強(qiáng)度明顯高于單純添加硅石的納米粒子，且樹脂的彈性模量和硬度隨晶須與硅石粒子比例的增高而增高，同時樹脂的脆性降低，還發(fā)現(xiàn)少量添加晶須就能夠大幅度提高斷裂強(qiáng)度［23］。相比于較為昂貴的氮化硅和碳化硅等高品質(zhì)晶須，鈦酸鉀晶須雖然在強(qiáng)度上有一定的差異，但其價格低廉，在工業(yè)上研究也較多［24］，因此也有學(xué)者將鈦酸鉀晶須用于牙科復(fù)合樹脂的增強(qiáng)［25］。硼酸鋁晶須性價比高，顏色為白色，適于用做復(fù)合樹脂的增強(qiáng)材料，較顏色深的碳化硅和氮化硅晶須更易于光照固化，適用于臨床［26］。王蓉等比較了不同晶須熔附納米粒子對環(huán)氧樹脂力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明:硼酸鋁晶須熔附納米Si02增強(qiáng)作用最佳。但是由于硼酸鋁晶須與納米Si02化學(xué)相似性差，因此僅通過高溫?zé)Y(jié)，兩者熔附效果不理想［27］。Zhang等將羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)晶須添加到牙科復(fù)合樹脂，發(fā)現(xiàn)硅烷處理后HA晶須能夠提高樹脂的彈性模量和折裂韌性值［28］。使用更好的纖維制備方法以得到質(zhì)量更好的纖維，也是提高纖維增韌樹脂效果的方法之一。目前，使用靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維材料已成為近十幾年來世界材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最重要的學(xué)術(shù)與技術(shù)活動之一。靜電紡絲以其制造裝置簡單、紡絲成本低廉、可紡物質(zhì)種類繁多、工藝可控等優(yōu)點，已成為有效制備納米纖維材料的主要途徑之一。靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)制備了種類豐富的納米纖維，包括有機(jī)、有機(jī)/無機(jī)復(fù)合和無機(jī)納米纖維。應(yīng)用靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)成功地制備出了結(jié)構(gòu)多樣的納米纖維材料。通過不同的制備方法，如改變噴頭結(jié)構(gòu)、控制實驗條件等，可以獲得實心、空心、核－殼結(jié)構(gòu)的超細(xì)纖維或是蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的二維纖維膜;通過設(shè)計不同的收集裝置，可以獲得單根纖維、纖維束、高度取向纖維或無規(guī)取向纖維膜等。電紡纖維是連續(xù)的長纖維，可以發(fā)揮橋聯(lián)增韌的作用。尼龍纖維韌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過無機(jī)填料，并具有規(guī)律的圓柱形狀。已有關(guān)于用電紡方法制備尼龍纖維并用其增強(qiáng)樹脂的報道。Fong等將電紡尼龍纖維加入BisGMA/TEGDMA基牙科樹脂中，并檢測其機(jī)械性能，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、彈性模量和斷裂強(qiáng)度都有所增強(qiáng)［29］。但是，為了更加增強(qiáng)尼龍晶須，Tian等將納米級硅酸鹽晶須加入尼龍纖維并使其沿纖維長徑排列，將得到的纖維填料用樹脂單體處理后再研磨后以不同比例加入樹脂中，發(fā)現(xiàn)少量添加纖維就可以大幅度提高樹脂的機(jī)械性能［30］。此后，同一研究組還將納米硅酸鹽晶須以不同比例直接加入復(fù)合樹脂中［31］，也發(fā)現(xiàn)少量添加未經(jīng)過表面處理的晶須時可以提高樹脂的機(jī)械性能。也有一些由靜電紡織得到核殼納米聚合物纖維的報道，如聚甲基丙烯酸酯－聚丙烯晴，聚甲基丙烯酸酯－聚苯乙烯，聚丁二烯-聚苯乙烯，尼龍－聚甲基丙烯酸酯(nylon-PMMA)纖維［32～36］。纖維核殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計目的是讓纖維具有一個高強(qiáng)度核心，而其外殼則是可以與樹脂通過形成化學(xué)鍵或形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供良好的粘結(jié)性，使最終形成的納米復(fù)合材料具備更優(yōu)良的機(jī)械性能。其中PMMA-PAN被用于增加牙科復(fù)合樹脂的機(jī)械性能［37，38］。筆者研究組曾將單壁碳納米管經(jīng)過短切和表面處理后包裹上納米二氧化硅顆粒，再添加到復(fù)合樹脂中，制成納米復(fù)合樹脂，并檢測其機(jī)械強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過處理的SWCNTs在樹脂基質(zhì)中呈良好的單分散狀，且制成的納米復(fù)合樹脂的強(qiáng)度與對照組相比，其增高的幅度具有統(tǒng)計學(xué)意義［39］。但從這個研究中也發(fā)現(xiàn)了碳納米管用于牙科美學(xué)修復(fù)所存在的問題，那就是碳管的顏色問題。盡管被納米二氧化硅包裹后才加入樹脂中，且添加量不高，但添加碳管后的樹脂仍表現(xiàn)為灰黑色，與牙齒顏色相差較大。這說明，至少在目前這種處理方式下，雖然碳管機(jī)械性能很好，但不太適合用于牙科復(fù)合樹脂的改良。這也促使我們尋找其他性能好、顏色也更接近齒色的納米管用于復(fù)合樹脂的改良。添加新型填料后的復(fù)合材料可能會更強(qiáng)更硬，但同時也降低了它們的透光性和光固化的效能，因而要求其具備自固化或熱固化的能力。有學(xué)者將納米Al2O3晶須加入牙科樹脂基托中以增強(qiáng)其熱傳導(dǎo)性［40］，不過，熱傳導(dǎo)性的增強(qiáng)對于充填性樹脂來說不適宜，因為會導(dǎo)致對牙髓神經(jīng)的刺激。納米結(jié)構(gòu)的鈦管也是很有前景一種晶須填料。Khaleda等已將其用于PMMA、骨水門汀和流體樹脂的增強(qiáng)［41］。有學(xué)者對兩種玻璃纖維增韌的復(fù)合樹脂(NuliteF和Alert，增強(qiáng)體為微米級玻璃纖維)充填體做了為期6年的臨床隨訪［42］，發(fā)現(xiàn)充填失敗的主要原因是繼發(fā)齲和充填體(即復(fù)合樹脂)或牙體的斷裂。根據(jù)他們得到的結(jié)果判斷，Alert達(dá)到了美國牙科協(xié)會的標(biāo)準(zhǔn)，而NuliteF沒有達(dá)到。纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料與其他混合樹脂復(fù)合材料相比，其體外研究顯示了極高的電子模量和斷裂韌性比，但是其表面粗糙度也增加了。添加到樹脂基質(zhì)中的纖維需要控制方向、大小和其他特征，以及其排列位置和方向定位的可重復(fù)性。然而，目前這些仍是該領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)。也有一些學(xué)者嘗試用了一些方法，如原位聚合或預(yù)聚合，使纖維能在樹脂基質(zhì)中定向分布。Koziol等使用原位聚合的方法實現(xiàn)了在聚苯乙烯中碳納米管的定向排列［43］。
納米耐磨符合圖層的運用
納米材料顆粒之間都存在著范德華力、庫侖力等,甚至有些顆粒還會和化學(xué)鍵結(jié)合,結(jié)果導(dǎo)致了陶瓷顆粒很容易出現(xiàn)團(tuán)聚,而且顆粒愈小,團(tuán)聚就越緊,在這種情況下,納米材料應(yīng)有的良好性能就比較難以充分發(fā)揮出來。就解決方式而言,一般通過施加機(jī)械能,或者引發(fā)化學(xué)作用這兩種途徑進(jìn)行解決,不過硬團(tuán)聚由于顆粒之間結(jié)合的比較緊密,單純的通過化學(xué)作用是遠(yuǎn)不能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的,所以還需要另外施加一個比較大的機(jī)械力,例如剪切力、撞擊力等。通過這些里對材料的結(jié)合力進(jìn)行破壞。
納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用
一般而言,對于靜態(tài)的密封比較容易解決,通?？梢圆捎盟芰?、金屬、橡膠等材料制作的O型環(huán)當(dāng)做密封的元件,將其密封。但對于動態(tài)的密封,特別是旋轉(zhuǎn)條件下的密封則一直沒有好的解決方式。在高速、高真空條件下一般不能進(jìn)行動態(tài)密封,而納米磁性液體則帶來了一種新的解決方式。納米技術(shù)對磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用取得了很大的促進(jìn)作用。我國南京大學(xué)已經(jīng)成功進(jìn)行了多種磁性液體的制成,比如硅油、水基、烷基、二脂基等。而在磁性液體的應(yīng)用方面,電子計算機(jī)的硬盤在防塵密封方面就普遍采用了磁性液體。而在劑的制造方面,對新型劑的制造也起到了較大的促進(jìn)作用。
(1)納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的尺寸效應(yīng)在納米技術(shù)領(lǐng)域,其顯著成果之一就是在旋轉(zhuǎn)軸中,對傳統(tǒng)的尺寸單位進(jìn)行了縮小,以前的計量單位級為毫米,而今則是納米級,而1納米僅相當(dāng)于1毫米的百萬分之一,如果運用在機(jī)械工程之中,那么機(jī)械的體積會因為納米技術(shù)的應(yīng)用而極大的降低,在此基礎(chǔ)上就有了微型機(jī)械為代表的新型機(jī)械的誕生和生產(chǎn)。實際上,這種微型化并不僅僅是單純意義上的尺度上發(fā)生了重大變化,而更多的是指可以成批進(jìn)行制作生產(chǎn)微傳感器、集合微結(jié)構(gòu)、微驅(qū)動器、微電路等處置裝置于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。系統(tǒng)中的大部分都運用了納米技術(shù)成果,因此,從某種意義上說,其已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)機(jī)械的概念和范疇?？梢哉f微型機(jī)械是以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ),在整個納米科技中具有重要地位,采用嶄新技術(shù)路線和思維方式的具有劃時代意義的產(chǎn)物。
在S系統(tǒng)的SIPOABS數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，得到1449件申請人國別為中國（CN）的納米技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾垼D(zhuǎn)庫到DWPI中后，得到673個專利族。以下分別對這些申請的年代分布、細(xì)分領(lǐng)域（技術(shù)主題）分布、主要申請人分布和主要申請國別進(jìn)行統(tǒng)計和分析。
專利申請量的年度分布
筆者對上述673個專利族的最早公開年和最早優(yōu)先權(quán)年分別進(jìn)行統(tǒng)計分析，得到1991～2012年納米技術(shù)領(lǐng)域中，我國申請人的國外專利申請量的年度分布狀況，見圖1所示。從圖1可以看出，在納米技術(shù)領(lǐng)域，中國申請人在國外的專利申請最早可以追溯到1991年（優(yōu)先權(quán)日在1991年），但是中國申請人的相關(guān)專利申請較少，直至2000年才達(dá)到10件。2000年以后，中國申請人在國外的相關(guān)專利申請量有所增加，并在2007年前后達(dá)到一個峰值，接近100件，這一階段為快速發(fā)展階段。2007年至今，中國申請人在國外的相關(guān)專利申請量出現(xiàn)下降趨勢，筆者分析，其原因可能有兩點：首先，2010年以后的申請還沒有全部公開，因此無法統(tǒng)計在內(nèi)；其次，一般而言，前沿科技領(lǐng)域較傳統(tǒng)領(lǐng)域受國際經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響大，2008年爆發(fā)國際金融危機(jī)、近期的歐債危機(jī)以及目前國際經(jīng)濟(jì)環(huán)境低迷等是導(dǎo)致2008年至今中國申請人在國外的相關(guān)專利申請量減少的因素。
技術(shù)主題的分布情況
筆者分析了在納米技術(shù)領(lǐng)域，中日韓三國申請人向國外申請專利的情況，統(tǒng)計了在八個細(xì)分領(lǐng)域中中日韓三國申請人的國外專利申請量，見圖2所示。從圖2可知，在納米技術(shù)領(lǐng)域，中國申請人在國外的專利申請主要集中在“用于信息加工、存儲或傳輸?shù)募{米技術(shù)”和“用于材料和表面科學(xué)的納米技術(shù)”兩個細(xì)分領(lǐng)域中，這與韓國和日本申請人在國外的專利申請趨勢相同，可見這兩個細(xì)分領(lǐng)域是現(xiàn)在的熱點。而在“納米光學(xué)”領(lǐng)域，中國申請人在國外的專利申請量明顯偏低，這與韓國和日本的情況不同。結(jié)合圖1、圖2可知，我國納米技術(shù)的發(fā)展經(jīng)過了初始階段（2000年之前）、快速發(fā)展階段（2000～2007年），現(xiàn)在已經(jīng)逐步穩(wěn)定。在納米技術(shù)領(lǐng)域，我國向國外申請專利的絕對量還很少，與一些先進(jìn)國家相比還存在較大差距。
主要申請人分布情況
筆者對在納米技術(shù)領(lǐng)域在國外申請專利的主要中國申請人及其申請量進(jìn)行了統(tǒng)計，在統(tǒng)計過程中不考慮公司之間的隸屬關(guān)系，共同申請人也分別進(jìn)行統(tǒng)計，見圖3所示。的申請量占據(jù)了該領(lǐng)域中國申請人國外專利申請量的半壁江山，且排在前三位的申請人經(jīng)常是一件專利申請的共同申請人。進(jìn)一步檢索可發(fā)現(xiàn)，清華大學(xué)的發(fā)明人主要來自一個研究機(jī)構(gòu)——清華富士康納米技術(shù)研究中心。在納米技術(shù)領(lǐng)域，向國外申請專利的中國申請人很多是臺灣和香港申請人，或者由臺灣公司資助的研究機(jī)構(gòu)，大陸地區(qū)的申請人主要是大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)，包括北京化工大學(xué)、中國科學(xué)院物理研究所、北京大學(xué)、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所等。名列前四位的申請人分別是鴻海精密工業(yè)股份有限公司、清華大學(xué)、鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司和新科實業(yè)（香港）有限公司，它們的專利申請均集中在“用于信息加工、存儲或傳輸?shù)募{米技術(shù)”領(lǐng)域，而北京化工大學(xué)則以“用于材料和表面科學(xué)的納米技術(shù)”領(lǐng)域為主要申請領(lǐng)域?？梢娫诩{米技術(shù)領(lǐng)域，中國申請人在國外申請的專利主要集中在信息加工、存儲或傳輸，以及材料和表面科學(xué)領(lǐng)域。
