世界納米科技、材料的研發(fā)戰(zhàn)略重點及趨勢（1）-新品速遞

精品文檔-下載后可編輯世界納米科技、材料的研發(fā)戰(zhàn)略重點及趨勢（1）-新品速遞納米科技已在國際間形成研究開發(fā)的熱潮，世界各國將發(fā)展納米科技作為國家科技發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的一部分，紛紛投入巨資用于納米科技和材料的研究開發(fā)。納米材料是納米科技的重要組成部分，日益受到各國的重視。各國（地區(qū)）制定了相應(yīng)的發(fā)展戰(zhàn)略和計劃，指導(dǎo)和推進納米科技和納米材料的發(fā)展，將支持納米技術(shù)和材料領(lǐng)域的研究開發(fā)作為２１世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動器，納米科技和材料展現(xiàn)了其廣闊的發(fā)展前景和趨勢。各國納米科技、材料發(fā)展戰(zhàn)略計劃和重點研究領(lǐng)域當(dāng)前世界上已有３０多個國家從事納米科技的研究開發(fā)活動，各國對納米科技的投資增長加快，已從１９９７年的４．３２億美元增加至２００２年的２１．７４億美元，２００２年世界各國（地區(qū)）政府投資納米科技領(lǐng)域的經(jīng)費比１９９７年增加了５０３％（見表１）。從表１可以看出，２０００年以來，各國（地區(qū)）政府投入納米科技的研究開發(fā)經(jīng)費增長速度加快。美國、日本和西歐是納米科技投資的大國（地區(qū)），其他國家和地區(qū)對納米科技投資總額還不及美國和日本單個國家的投資多。美國自２０００年２月提出“國家納米技術(shù)計劃”（ＮＮＩ），納米科技研究開發(fā)經(jīng)費從２００１財年的４．２２億美元增至２００４財年的８．４９億美元（見表２）。２０００年ＮＮＩ實施計劃確定了５個重點發(fā)展的戰(zhàn)略領(lǐng)域（見表３），近幾年來這５個戰(zhàn)略研究領(lǐng)域所包含的研究內(nèi)容有調(diào)整。２００３財年重大挑戰(zhàn)項目涉及的重點研究領(lǐng)域：１）“（設(shè)計）”組裝更強、更輕、更硬并具有自修復(fù)和安全性的納米材料：１０倍于當(dāng)前工業(yè)、運輸和建筑用鋼材強度的碳和陶瓷結(jié)構(gòu)材料；強度３倍于目前遇１００攝氏度高溫就融化的汽車工業(yè)用材料的聚合物材料、多功能智能材料；２）納米電子學(xué)、納米光電子學(xué)和納米磁學(xué)：提高計算機運行速度并使芯片的存儲效率提高百萬倍；使電子的存儲量增加到數(shù)千太比特？將單位表面積的存儲量提高１千倍；增加數(shù)百倍的帶寬改變通信方式；３）在衛(wèi)生保健方面，通過診斷和治療器件減少衛(wèi)生保健的昂貴費用并增強其有效性；利用基因的快速排序和細(xì)胞內(nèi)傳感器進行診斷和治療；探測早期癌細(xì)胞并傳遞藥物；研究能使人工器官的排斥率降低５０％、探測早期疾病的生物傳感器；研制限度減少人體組織損害的小型醫(yī)療器件；４）在納米尺度加工和環(huán)境保護方面，清除水中小于３００納米和空氣中小于５０納米的污染微粒，以促進環(huán)境和水的清潔；５）提高能源轉(zhuǎn)換和存儲效率，使太陽能電池的能效提高１倍；６）研制探索太陽系外層空間的低功率（ｌｏｗｐｏｗｅｒ）微型空間飛行器；７）研究納米生物器件，以減輕人類因治療產(chǎn)生的痛苦：快速有效的生物化學(xué)探測器；保護健康、修復(fù)受損組織的納米電子、機械、化學(xué)器件；８）在經(jīng)濟與安全運輸方面，引入新型材料、電子學(xué)、能源和環(huán)境等方面的概念；９）在國家安全方面，密切注視納米電子學(xué)、多功能材料和納米生物器件的重大挑戰(zhàn)。２００３財年能源部新增３個有關(guān)納米材料特性方面的基礎(chǔ)研究項目：●在納米材料的合成和處理方面，基本了解涉及材料變形和斷裂的納米加工，利用定模技術(shù)有序排列納米粒子以合成納米材料。利用統(tǒng)一尺寸和形狀的納米材料來合成更大尺寸的納米材料；●在凝聚態(tài)物理方面的納米材料研究，重點了解怎樣使宏觀分子平衡構(gòu)造并自組織成為更大的納米結(jié)構(gòu)材料；●從事了解納米材料的特性在轉(zhuǎn)化和控制催化變化的過程中所扮演的角色等方面的基礎(chǔ)研究。２００４財年ＮＮＩ支持的５個重點發(fā)展戰(zhàn)略領(lǐng)域仍然與２００３年相同（見表３）。重點強調(diào)支持在原子和分子水平上操縱物質(zhì)的長期研究，充分發(fā)揮創(chuàng)造力以構(gòu)造如分子和人體細(xì)胞大小的先進新器件，從而進一步改進應(yīng)用于信息技術(shù)的電子器件；研究開發(fā)應(yīng)用于制造、國防、運輸、空間和環(huán)境等方面的高性能低維護材料（ｌｏｗｅｒ－ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｍａｔｅｒｉａｌｓ）；加速納米技術(shù)在生物技術(shù)、衛(wèi)生保健和農(nóng)業(yè)等方面的應(yīng)用。研究開發(fā)重點領(lǐng)域：生物－化學(xué)－輻射－爆炸探測和保護？ＣＢＲＥ？方面的納米技術(shù)創(chuàng)新解決方法；納米制造研究；納米生物系統(tǒng)；納米標(biāo)準(zhǔn)儀器開發(fā)；教育和培訓(xùn)適應(yīng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的新一代工人；擴大參與納米技術(shù)革命的產(chǎn)業(yè)陣容。日本政府在第二個“科學(xué)技術(shù)基本計劃”（２００１－２００６年）中，將納米技術(shù)和材料與生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境保護等作為國家的科技重點發(fā)展戰(zhàn)略的重中之重領(lǐng)域。該計劃在２００１年投入納米科技的研究經(jīng)費達１４２億日元，比２０００年度增加了８８億日元。該計劃確定的納米技術(shù)與材料重點研究領(lǐng)域：納米物質(zhì)與材料及其在電子、電磁、光學(xué)上的應(yīng)用；納米物質(zhì)與材料及其在結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用；納米信息元件；納米科技在醫(yī)療、生命科學(xué)、能源科學(xué)及環(huán)境科學(xué)方面的應(yīng)用；有關(guān)表面和界面控制的物質(zhì)及材料；納米計量和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)；納米加工、合成和工程技術(shù)；納米技術(shù)的計算、理論和模擬技術(shù)；形成安全空間的材料技術(shù)等。日本通產(chǎn)?。玻埃埃蹦曛贫恕凹{米材料計劃”（ＮＭＰ），每年經(jīng)費３５００萬美元，為期７年（２００１－２００７年），由政府部門、政府研究機構(gòu)、大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界聯(lián)合研究，旨在為產(chǎn)業(yè)界建立集研究開發(fā)新的納米功能材料和教育功能于一體的納米技術(shù)材料研究開發(fā)平臺（見表４）。通產(chǎn)?。玻埃埃蹦赀€制定并實施了“下一代（半導(dǎo)體）技術(shù)開發(fā)計劃”，開發(fā)５０－７０納米的下一代（半導(dǎo)體）處理基礎(chǔ)技術(shù)，政府每年投資６０００萬美元。日本“先進技術(shù)的探索研究”計劃涉及了許多有關(guān)納米粒子、納米結(jié)構(gòu)、納米生物學(xué)和納米電子學(xué)等方面的探索性研究。項目研究期限定為５年，均由政府出資，５年間政府對項目的平均資助金額為１６００萬美元。每個項目通常由１５－２５名科學(xué)家和技術(shù)人員組成，分為３個研究小組。該計劃鼓勵國內(nèi)外的產(chǎn)業(yè)界、大學(xué)和研究機構(gòu)合作研究。該計劃已完成了許多項目。日本文部科學(xué)省發(fā)布了２００３年的科技預(yù)算，其中納米技術(shù)和材料的預(yù)算總計為１４９１億日元（見表６）。日本內(nèi)閣府綜合科學(xué)技術(shù)會議于２００３年７月１４日召開了“納米技術(shù)及材料研究開發(fā)推動項目”第６次會議，確定了研究開發(fā)的重點領(lǐng)域：“納米藥物傳輸系統(tǒng)”、“納米醫(yī)療設(shè)備”以及“創(chuàng)新性納米結(jié)構(gòu)材料”。這些項目由內(nèi)閣府牽頭、多個政府部門聯(lián)合推動，于２００４年實施。歐洲共同體力爭在納米科技方面的國際地