納米技術(shù)

1理論含義

　　納米技術(shù)(nanotechnology），也稱(chēng)毫微技術(shù)，是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1納米至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用的一種技術(shù)。1981年掃描隧道顯微鏡發(fā)明后，誕生了一門(mén)以0.1到100納米長(zhǎng)度為研究分子世界，它的最終目標(biāo)是直接以原子或分子來(lái)構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品。因此，納米技術(shù)其實(shí)就是一種用單個(gè)原子、分子射程物質(zhì)的技術(shù)。

　　從迄今為止的研究來(lái)看，關(guān)于納米技術(shù)分為三種概念：

　　第一種，是1986年美國(guó)科學(xué)家德雷克斯勒博士在《創(chuàng)造的機(jī)器》一書(shū)中提出的分子納米技術(shù)。根據(jù)這一概念，可以使組合分子的機(jī)器實(shí)用化，從而可以任意組合所有種類(lèi)的分子，可以制造出任何種類(lèi)的分子結(jié)構(gòu)。這種概念的納米技術(shù)還未取得重大進(jìn)展。

　　第二種概念把納米技術(shù)定位為微加工技術(shù)的極限。也就是通過(guò)納米精度的“加工”來(lái)人工形成納米大小的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種納米級(jí)的加工技術(shù)，也使半導(dǎo)體微型化即將達(dá)到極限?，F(xiàn)有技術(shù)即使發(fā)展下去，從理論上講終將會(huì)達(dá)到限度，這是因?yàn)椋绻?span id="w6uuogq" class='hrefStyle'>電路的線幅逐漸變小，將使構(gòu)成電路的絕緣膜變得極薄，這樣將破壞絕緣效果。此外，還有發(fā)熱和晃動(dòng)等問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，研究人員正在研究新型的納米技術(shù)。

　　第三種概念是從生物的角度出發(fā)而提出的。本來(lái)，生物在細(xì)胞和生物膜內(nèi)就存在納米級(jí)的結(jié)構(gòu)。DNA分子計(jì)算機(jī)、細(xì)胞生物計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)，成為納米生物技術(shù)的重要內(nèi)容。

2主要內(nèi)容

　　納米技術(shù)是一門(mén)交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。納米科學(xué)與技術(shù)主要包括：

　　納米體系物理學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工學(xué)、納米力學(xué)等 。這七個(gè)相對(duì)獨(dú)立又相互滲透的學(xué)科和納米材料、納米器件、納米尺度的檢測(cè)與表征這三個(gè)研究領(lǐng)域。納米材料的制備和研究是整個(gè)納米科技的基礎(chǔ)。其中，納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。

　　1993年，第一屆國(guó)際納米技術(shù)大會(huì)(INTC)在美國(guó)召開(kāi)，將納米技術(shù)劃分為6大分支：納米物理學(xué)、納米生物學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工技術(shù)和納米計(jì)量學(xué)，促進(jìn)了納米技術(shù)的發(fā)展。由于該技術(shù)的特殊性，神奇性和廣泛性，吸引了世界各國(guó)的許多優(yōu)秀科學(xué)家紛紛為之努力研究。 納米技術(shù)一般指納米級(jí)(0.1一100nm)的材料、設(shè)計(jì)、制造，測(cè)量、控制和產(chǎn)品的技術(shù)。納米技術(shù)主要包括：納米級(jí)測(cè)量技術(shù)：納米級(jí)表層物理力學(xué)性能的檢測(cè)技術(shù)：納米級(jí)加工技術(shù)；納米粒子的制備技術(shù)；納米材料；納米生物學(xué)技術(shù)；納米組裝技術(shù)等。

　　納米技術(shù)包含下列四個(gè)主要方面：

　　1、納米材料：當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在0.1—100納米這個(gè)范圍空間，物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。 這種既具不同于原來(lái)組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。

　　如果僅僅是尺度達(dá)到納米，而沒(méi)有特殊性能的材料，也不能叫納米材料。

　　過(guò)去，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，常常忽略這個(gè)中間領(lǐng)域，而這個(gè)領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界，只是以前沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這個(gè)尺度范圍的性能。第一個(gè)真正認(rèn)識(shí)到它的性能并引用納米概念的是日本科學(xué)家，他們?cè)?0世紀(jì)70年代用蒸發(fā)法制備超微離子，并通過(guò)研究它的性能發(fā)現(xiàn)：一個(gè)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來(lái)的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此，像鐵鈷合金，把它做成大約20—30納米大小，磁疇就變成單磁疇，它的磁性要比原來(lái)高1000倍。80年代中期，人們就正式把這類(lèi)材料命名為納米材料。

　　為什么磁疇變成單磁疇，磁性要比原來(lái)提高1000倍呢？這是因?yàn)?，磁疇中的單個(gè)原子排列的并不是很規(guī)則，而單原子中間是一個(gè)原子核，外則是電子繞其旋轉(zhuǎn)的電子，這是形成磁性的原因。但是，變成單磁疇后，單個(gè)原子排列的很規(guī)則，對(duì)外顯示了強(qiáng)大磁性。

　　這一特性，主要用于制造微特電機(jī)。如果將技術(shù)發(fā)展到一定的時(shí)候，用于制造磁懸浮，可以制造出速度更快、更穩(wěn)定、更節(jié)約能源的高速度列車(chē)。

　　2、納米動(dòng)力學(xué)：主要是微機(jī)械和微電機(jī)，或總稱(chēng)為微型電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)（MEMS)，用于有傳動(dòng)機(jī)械的微型傳感器和執(zhí)行器、光纖通訊系統(tǒng)，特種電子設(shè)備、醫(yī)療和診斷儀器等.用的是一種類(lèi)似于集成電器設(shè)計(jì)和制造的新工藝。特點(diǎn)是部件很小，刻蝕的深度往往要求數(shù)十至數(shù)百微米，而寬度誤差很小。這種工藝還可用于制作三相電動(dòng)機(jī)，用于超快速離心機(jī)或陀螺儀等。在研究方面還要相應(yīng)地檢測(cè)準(zhǔn)原子尺度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚未真正進(jìn)入納米尺度，但有很大的潛在科學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　理論上講：可以使微電機(jī)和檢測(cè)技術(shù)達(dá)到納米數(shù)量級(jí)。

　　3、納米生物學(xué)和納米藥物學(xué)：如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗(yàn)，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜，dna的精細(xì)結(jié)構(gòu)等。有了納米技術(shù)，還可用自組裝方法在細(xì)胞內(nèi)放入零件或組件使構(gòu)成新的材料。新的藥物，即使是微米粒子的細(xì)粉，也大約有半數(shù)不溶于水；但如粒子為納米尺度（即超微粒子），則可溶于水。

　　納米生物學(xué)發(fā)展到一定技術(shù)時(shí)，可以用納米材料制成具有識(shí)別能力的納米生物細(xì)胞，并可以吸收癌細(xì)胞的生物醫(yī)藥，注入人體內(nèi)，可以用于定向殺癌細(xì)胞。（上面是老錢(qián)加注）

　　4、納米電子學(xué)：包括基于量子效應(yīng)的納米電子器件、納米結(jié)構(gòu)的光/電性質(zhì)、納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝等。當(dāng)前電子技術(shù)的趨勢(shì)要求器件和系統(tǒng)更小、更快、更冷，更小，是指響應(yīng)速度要快。更冷是指單個(gè)器件的功耗要小。但是更小并非沒(méi)有限度。 納米技術(shù)是建設(shè)者的最后疆界，它的影響將是巨大的。

3歷史沿革

　　納米技術(shù)的靈感，來(lái)自于已故物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講。這位當(dāng)時(shí)在加州理工大學(xué)任教的教授向同事們提出了一個(gè)新的想法。從石器時(shí)代開(kāi)始，人類(lèi)從磨尖箭頭到光刻芯片的所有技術(shù)，都與一次性地削去或者融合數(shù)以億計(jì)的原子以便把物質(zhì)做成有用的形態(tài)有關(guān)。費(fèi)曼質(zhì)問(wèn)道，為什么我們不可以從另外一個(gè)角度出發(fā)，從單個(gè)的分子甚至原子開(kāi)始進(jìn)行組裝，以達(dá)到我們的要求？他說(shuō)：“至少依我看來(lái)，物理學(xué)的規(guī)律不排除一個(gè)原子一個(gè)原子地制造物品的可能性。”

　　70年代，科學(xué)家開(kāi)始從不同角度提出有關(guān)納米科技的構(gòu)想，1974年，科學(xué)家谷口紀(jì)男（Norio Taniguchi）最早使用納米技術(shù)一詞描述精密機(jī)械加工；

　　1981年，科學(xué)家發(fā)明研究納米的重要工具——掃描隧道顯微鏡，為我們揭示一個(gè)可見(jiàn)的原子、分子世界，對(duì)納米科技發(fā)展產(chǎn)生了積極促進(jìn)作用；

　　IBM公司阿爾馬登研究中心的科學(xué)家成功地對(duì)單個(gè)的原子進(jìn)行了重排，納米技術(shù)取得一項(xiàng)關(guān)鍵突破。他們使用一種稱(chēng)為掃描探針的設(shè)備慢慢地把35個(gè)原子移動(dòng)到各自的位置，組成了IBM三個(gè)字母。這證明費(fèi)曼是正確的，二個(gè)字母加起來(lái)還沒(méi)有3個(gè)納米長(zhǎng)。不久，科學(xué)家不僅能夠操縱單個(gè)的原子，而且還能夠“噴涂原子”。使用分子束外延長(zhǎng)生長(zhǎng)技術(shù)，科學(xué)家們學(xué)會(huì)了制造極薄的特殊晶體薄膜的方法，每次只造出一層分子?，F(xiàn)代制造計(jì)算機(jī)硬盤(pán)讀寫(xiě)頭使用的就是這項(xiàng)技術(shù)。 　著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德· 費(fèi)曼預(yù)言，人類(lèi)可以用小的機(jī)器制作更小的機(jī)器，最后將變成根據(jù)人類(lèi)意愿，逐個(gè)地排列原子，制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米技術(shù)最早的夢(mèng)想。

　　1990年7月，第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議在美國(guó)巴爾的摩舉辦，標(biāo)志著納米科學(xué)技術(shù)的正式誕生；

　　1991年，碳納米管被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量是相同體積鋼的六分之一，強(qiáng)度卻是鋼的10倍，成為納米技術(shù)研究的熱點(diǎn)，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主斯莫利教授認(rèn)為，納米碳管將是未來(lái)最佳纖維的首選材料，也將被廣泛用于超微導(dǎo)線、超微開(kāi)關(guān)以及納米級(jí)電子線路等；

　　1993年，繼1989年美國(guó)斯坦福大學(xué)搬走原子團(tuán)“寫(xiě)”下斯坦福大學(xué)英文、1990年美國(guó)國(guó)際商用機(jī)器公司在鎳表面用35個(gè)氙原子排出“IBM”之后，中國(guó)科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子成功寫(xiě)出“ 中國(guó)”二字，標(biāo)志著中國(guó)開(kāi)始在國(guó)際納米科技領(lǐng)域占有一席之地；

　　1997年，美國(guó)科學(xué)家首次成功地用單電子移動(dòng)單電子，利用這種技術(shù)可望在2017年后研制成功速度和存貯容量比現(xiàn)在提高成千上萬(wàn)倍的量子計(jì)算機(jī)；

　　1999年，巴西和美國(guó)科學(xué)家在進(jìn)行納米碳管實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)明了世界上最小的“秤”，它能夠稱(chēng)量十億分之一克的物體，即相當(dāng)于一個(gè)病毒的重量；此后不久，德國(guó)科學(xué)家研制出能稱(chēng)量單個(gè)原子重量的秤，打破了美國(guó)和巴西科學(xué)家聯(lián)合創(chuàng)造的紀(jì)錄；

　　到1999年，納米技術(shù)逐步走向市場(chǎng)，全年基于納米產(chǎn)品的營(yíng)業(yè)額達(dá)到500億美元；

　　2001年，一些國(guó)家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計(jì)劃，投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地。日本設(shè)立納米材料研究中心，把納米技術(shù)列入新5年科技基本計(jì)劃的研發(fā)重點(diǎn)；德國(guó)專(zhuān)門(mén)建立納米技術(shù)研究網(wǎng)；美國(guó)將納米計(jì)劃視為下一次工業(yè)革命的核心，美國(guó)政府部門(mén)將納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資從1997年的1.16億美元增加到2001年的4.97億美元。中國(guó)也將納米科技列為中國(guó)的“973計(jì)劃”進(jìn)行大力的發(fā)展與其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的大力扶持。

4應(yīng)用領(lǐng)域

　　當(dāng)前納米技術(shù)的研究和應(yīng)用主要在材料和制備、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)與健康、航天和航空、環(huán)境和能源、生物技術(shù)和農(nóng)產(chǎn)品等方面。用納米材料制作的器材重量更輕、硬度更強(qiáng)、壽命更長(zhǎng)、維修費(fèi)更低、設(shè)計(jì)更方便。利用納米材料還可以制作出特定性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料，制作出生物材料和仿生材料。

　　1、納米是一種幾何尺寸的度量單位，1納米=百萬(wàn)分之一毫米。

　　2、納米技術(shù)帶動(dòng)了技術(shù)革命。

　　3、利用納米技術(shù)制作的藥物可以阻斷毛細(xì)血管，“餓死”癌細(xì)胞。

　　4、如果在衛(wèi)星上用納米集成器件，衛(wèi)星將更小，更容易發(fā)射。

　　5、納米技術(shù)是多科學(xué)綜合，有些目標(biāo)需要長(zhǎng)時(shí)間的努力才會(huì)實(shí)現(xiàn)。

　　6、納米技術(shù)和信息科學(xué)技術(shù)、生命科學(xué)技術(shù)是當(dāng)前的科學(xué)發(fā)展主流，它們的發(fā)展將使人類(lèi)社會(huì)、生存環(huán)境和科學(xué)技術(shù)本身變得更美好。

　　7、納米技術(shù)可以觀察病人身體中的癌細(xì)胞病變及情況，可讓醫(yī)生對(duì)癥下藥。

　　測(cè)量技術(shù)

　　納米級(jí)測(cè)量技術(shù)包括：納米級(jí)精度的尺寸和位移的測(cè)量，納米級(jí)表面形貌的測(cè)量。納米級(jí)測(cè)量技術(shù)主要有兩個(gè)發(fā)展方向。

　　一是光干涉測(cè)量技術(shù)，它是利用光的干涉條紋來(lái)提高測(cè)量的分辨率，其測(cè)量方法有：雙頻激光干涉測(cè)量法、光外差干涉測(cè)量法、X射線干涉測(cè)量法、F一P標(biāo)準(zhǔn)工具測(cè)量法等，可用于長(zhǎng)度和位移的精確測(cè)量，也可用于表面顯微形貌的測(cè)量。

　　二是掃描探針顯微測(cè)量技術(shù)(STM)，其基本原理是基于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，它的原理是用極尖的探針(或類(lèi)似的方法)對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行掃描(探針和被測(cè)表面實(shí)際并不接觸)，借助納米級(jí)的三維位移定位控制系統(tǒng)測(cè)出該表面的三維微觀立體形貌。主要用于測(cè)量表面的微觀形貌和尺寸。

　　用這原理的測(cè)量方法有：掃描隧道顯微鏡(STM)、原子顯微鏡(AFM)等。

　　電阻值測(cè)量

　　在敏感伏安特性和電阻值的測(cè)量中，測(cè)試裝置通常由兩部分組成：電流源以及電壓測(cè)試裝置。研究人員使用鎖定放大器測(cè)試法時(shí)一般選擇傳統(tǒng)電源，因?yàn)榫芙涣麟娏髟丛谶@里無(wú)法簡(jiǎn)單使用。

　　鎖定放大器[2]測(cè)試法。鎖定放大器可以用來(lái)測(cè)量微小交流信號(hào)，有時(shí)可達(dá)納伏[3]級(jí)。通過(guò)使用這種裝置，即使噪聲信號(hào)大于有效信號(hào)也可進(jìn)行精確測(cè)量。鎖定放大器使用一種叫做相敏檢波的技術(shù)來(lái)選出具有某一特定頻率的信號(hào)。其他頻率的噪聲信號(hào)大部分都被忽略。因?yàn)殒i定放大器只會(huì)處理測(cè)試頻率上或與之接近的交流信號(hào)，熱電效應(yīng)[4]（直流與交流）的影響也都會(huì)被減弱。

　　圖1是一個(gè)鎖定放大器在低功率條件下檢測(cè)元件電壓的簡(jiǎn)化框圖。通過(guò)在測(cè)試對(duì)象和串聯(lián)電阻RREF上施加電壓(A sin[2π fo t])來(lái)獲得一個(gè)電流。通常選擇的電阻RREF都會(huì)比測(cè)試對(duì)象阻值大許多倍，這樣這種電路可以看作是驅(qū)動(dòng)測(cè)試對(duì)象的近似電流源。

圖1 鎖定放大器測(cè)量設(shè)置的簡(jiǎn)化框圖

　　放大后的測(cè)試對(duì)象電壓會(huì)分別與外加源同頻同相位的正交參考信號(hào)相乘，然后再分別通過(guò)低通濾波器。這其中的乘法器和濾波器可通過(guò)模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，但如今更普遍的方法是在鎖定放大器內(nèi)部進(jìn)行數(shù)字化，然后采用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)。

　　在頻率點(diǎn)fo，低通濾波器[5]的輸出是電壓的實(shí)部（同相位）和虛部（90度相位）。研究人員基于預(yù)設(shè)的電流和測(cè)得的電壓值來(lái)分別計(jì)算測(cè)試對(duì)象的阻值。

　　使用鎖定放大器[6]的研究人員通常使儀器工作在相對(duì)較低的頻率上，比如50Hz以下。選擇低頻有許多原因：（1）得到遠(yuǎn)低于測(cè)試對(duì)象和互聯(lián)的衰減頻率以進(jìn)行精確測(cè)量；（2）避免電源頻率處的噪聲；和（3）獲得遠(yuǎn)低于電磁干擾濾波器的截止頻率，該濾波器用于防止環(huán)境噪聲影響測(cè)試對(duì)象。

　　直流反轉(zhuǎn)測(cè)量法

　　鎖定放大器的一個(gè)替代方法是在電流信號(hào)上使用直流極性反轉(zhuǎn)的方法來(lái)消除噪聲。這是消除偏移和低頻噪聲的一種完善技術(shù)。當(dāng)今的直流源和納伏表在降低噪聲源的影響和縮短實(shí)現(xiàn)低噪聲測(cè)量的時(shí)間方面都要顯著優(yōu)于鎖定放大器。

　　如圖2所示，首先簡(jiǎn)單的為測(cè)試對(duì)象提供電流并測(cè)量其電壓值，然后反轉(zhuǎn)電流并再次測(cè)量電壓值。將兩次測(cè)量的差值除以二就得到測(cè)試對(duì)象在外加電流下的電壓響應(yīng)。重復(fù)這一過(guò)程并使用平均法來(lái)降低噪聲帶寬，并因此降低噪聲。有些研究人員稱(chēng)這一方法為Delta測(cè)量法。

圖2 使用四線法的直流反轉(zhuǎn)測(cè)量電路

　　直流反轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)法

　　直流反轉(zhuǎn)方法則使用一個(gè)可反轉(zhuǎn)極性的直流源，測(cè)試對(duì)象的響應(yīng)則通過(guò)一個(gè)納伏表來(lái)測(cè)量。

　　過(guò)去，直流反轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)法在大部分測(cè)量?jī)x器上都需要手動(dòng)操作，這將反轉(zhuǎn)速度限制在低于1Hz。如今的儀器則使這種技術(shù)自動(dòng)化并提高了反轉(zhuǎn)速度。反轉(zhuǎn)速度設(shè)定了主導(dǎo)噪聲的頻率。更高的反轉(zhuǎn)速度去除了低頻噪聲，并使熱漂移有所改善，這是因?yàn)檫@些噪聲源在高頻下具有更低的功率。

圖3在直流反轉(zhuǎn)測(cè)量（Delta法）中測(cè)試信號(hào)和熱電誤差電壓

　　簡(jiǎn)單說(shuō)，Delta法包括反轉(zhuǎn)電源極性以及使用三次測(cè)量電壓值的移動(dòng)平均來(lái)計(jì)算電阻（圖3）。三次測(cè)量為：

　　VM1 = VDUT + VEMF

　　VM2 = –VDUT + VEMF + δV

　　VM3 = VDUT + VEMF + 2δV，

　　其中VM1， VM2 和 VM3為電壓測(cè)量

　　VDUT：因外加電流而在測(cè)試對(duì)象上產(chǎn)生的電壓降

　　VEMF：在測(cè)定VM1時(shí)，恒定熱電動(dòng)勢(shì)電壓偏置

　　δV：線性變化的熱電動(dòng)勢(shì)

　　使用三個(gè)電壓測(cè)量進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算就可能去除熱電動(dòng)勢(shì)電壓偏置項(xiàng)(VEMF)和熱電動(dòng)勢(shì)電壓變化項(xiàng)(δV)。首先，求出前兩次電壓測(cè)量差的一半，并稱(chēng)其為VA：

　　VA = (VM1 – VM2)/2 = [(VDUT + VEMF) – (–VDUT + VEMF + δV)]/2 = VDUT – δ/2

　　同樣地，求出第二次(VM2)和第三次(VM3)電壓測(cè)量差的一半，并將此項(xiàng)稱(chēng)為VB：

　　VB = (VM2 – VM3)/2 = [(VDUT + VEMF + 2δV) – (–VDUT + VEMF + δV)]/2 = VDUT + δV/2

　　這些結(jié)果都可以抵消偏置量VEMF，但仍有漂移誤差δV。VA和VB的平均值就是簡(jiǎn)單的VDUT。

　　Vfinal = (VA + VB)/2 = (VM1 – 2VM2 + VM3)/4 = VDUT

　　對(duì)連續(xù)讀數(shù)取平均值來(lái)減少測(cè)量帶寬，達(dá)到所需的噪音等級(jí)。

　　經(jīng)檢驗(yàn)，前面的數(shù)學(xué)計(jì)算實(shí)際上是VM讀數(shù)序列以+1， –1， +1等為權(quán)重的增值。這與鎖定放大器乘以所需的正弦激勵(lì)信號(hào)是類(lèi)似的。本文尾注中介紹的商用電流源及納伏表可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程的自動(dòng)化，計(jì)算電阻值并在儀器上顯示出來(lái)。

　　低電阻被測(cè)器件的測(cè)量

　　同樣的技術(shù)，改善測(cè)量?jī)x器的硬件。正如我們所看到的，鎖定放大器法和直流反轉(zhuǎn)法都是交流測(cè)量方法，這兩種方法都可排除直流噪聲和高頻噪聲。然而，納伏表及電流源組合可以在設(shè)備的整個(gè)電阻測(cè)量?jī)?nèi)提供超級(jí)的測(cè)量能力，如下面章節(jié)所解釋的一樣。

　　圖4所示為典型的低電阻測(cè)量應(yīng)用。儀器電壓噪聲通常是低電阻測(cè)量中的主導(dǎo)噪聲，但當(dāng)電阻阻值低于一定程度后，共模噪聲也會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。

圖4典型低電阻測(cè)量框圖

　　圖4所示的4個(gè)導(dǎo)線電阻在0.1Ω至100Ω變化，具體變化取決于實(shí)驗(yàn)。重視他們的原因是因?yàn)閷?duì)于低電阻設(shè)備，相對(duì)于測(cè)試對(duì)象，銅連接的導(dǎo)線阻抗也會(huì)變得很大。此外，許多在低溫下進(jìn)行的低電阻實(shí)驗(yàn)，在四個(gè)設(shè)備連接線上都有射頻濾波器（如Pi濾波器），電阻的典型值也是100Ω。

　　不考慮進(jìn)行交流測(cè)量的儀器，測(cè)試電流流經(jīng)電源引線，從而在接地點(diǎn)到測(cè)試對(duì)象的連接中產(chǎn)生電壓降，如圖節(jié)點(diǎn)A。因此，A點(diǎn)電壓會(huì)以ITEST × RLEAD為幅度上下波動(dòng)，而VMEASURE輸入檢測(cè)一個(gè)更小的交流電壓ITEST × RDUT。

　　在這一類(lèi)測(cè)量電路的連接中，共模抑制比（CMRR)是需要注意的一個(gè)問(wèn)題。共模抑制比規(guī)定儀器在本地震蕩測(cè)量時(shí)抗擾動(dòng)能力的強(qiáng)弱。典型鎖定放大器的共模抑制比一般為100dB（105的系數(shù)）。在實(shí)際測(cè)量中，更可能會(huì)降在85-90dB。相比之下，納伏表的共模抑制比在140dB。與按Delta模式工作的現(xiàn)代電流源相結(jié)合后，實(shí)際測(cè)量中可能達(dá)到高于200dB的共模抑制比。

圖5 用鎖定放大器制作一個(gè)“電流源”

　　大電阻的測(cè)量

　　現(xiàn)代，大于10 kΩ的被測(cè)電阻是對(duì)電流噪聲和輸入負(fù)載誤差方面的挑戰(zhàn)。因電壓噪聲與測(cè)試對(duì)象的電阻成比例，電流噪聲就會(huì)非常明顯。在鎖定放大器法和直流反轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，電流噪聲來(lái)自于測(cè)量電路，在流經(jīng)測(cè)試對(duì)象和/或引線電阻時(shí)會(huì)產(chǎn)生額外的直流和交流電壓。

　　對(duì)于這兩種測(cè)試系統(tǒng)，噪聲具有相近的幅值。對(duì)于反轉(zhuǎn)電流源及納伏表的組合，在80fA/噪聲下電流噪聲的典型值是直流50pA。對(duì)于鎖定放大器法在180fA/噪聲下，電流噪聲為直流50pA。雖然50pA直流無(wú)法干擾到交流測(cè)量，但它會(huì)增加測(cè)試對(duì)象的功率，因此必須計(jì)入測(cè)量系統(tǒng)施加在測(cè)試對(duì)象上的總功率中去。在直流反轉(zhuǎn)法中這就是一個(gè)很小的問(wèn)題了，因?yàn)榭删幊屉娏髟纯梢院苋菀椎漠a(chǎn)生一個(gè)直流分量來(lái)抵消納伏表的直流量。鎖定放大器則沒(méi)有這個(gè)能力。

　　測(cè)量高阻測(cè)試對(duì)象的第二個(gè)限制是電壓測(cè)試電路的輸入阻抗，它會(huì)帶來(lái)負(fù)載誤差。假設(shè)需要對(duì)一個(gè)10MΩ阻值的測(cè)試對(duì)象進(jìn)行測(cè)量。典型的鎖定放大器電路有一個(gè)近似的輸入阻抗—10MΩ。這就意味著本應(yīng)流經(jīng)測(cè)試對(duì)象的電流將會(huì)有一半流入儀器的輸入，造成測(cè)量電壓50%的誤差。即便使用精確的差分法，使用鎖定放大器測(cè)量超過(guò)1MΩ阻值的被測(cè)器件時(shí)，要達(dá)到1%的誤差精度也是不現(xiàn)實(shí)的。

　　中等電阻的測(cè)量

　　傳統(tǒng)上，鎖定放大器用來(lái)測(cè)量100mΩ至1MΩ的電阻，超出這個(gè)范圍的話限制就會(huì)比較明顯。即使測(cè)試電阻在這個(gè)范圍內(nèi)，使用直流反轉(zhuǎn)法的新儀器也能提供優(yōu)勢(shì)。舉例來(lái)說(shuō)，鎖定放大器比直流反轉(zhuǎn)系統(tǒng)具有兩倍（或更高）的白噪聲，1/f電壓噪聲更是后者的10倍以上（圖7所示）。比如，工作在13Hz（鎖定放大器的一個(gè)典型頻率）時(shí)，典型的直流反轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電壓噪聲比鎖定放大器低7倍，這就導(dǎo)致所需功率低50倍。

檢測(cè)技術(shù)

　　各種材料的極薄表層的物理、化學(xué)、力學(xué)性能和材料內(nèi)部的性能常有很大差異。而正是這極薄的表面材料在康擦磨損、物理、化學(xué)、機(jī)械行為中起著主導(dǎo)作用。反映在現(xiàn)在“信

　　原子力顯微鏡——納米測(cè)量技術(shù)

　　原子力顯微鏡——納米測(cè)量技術(shù)

　　息時(shí)代”的新型“智能型”材料的出現(xiàn)，如計(jì)算機(jī)磁盤(pán)、光盤(pán)等，要求表層小但有優(yōu)良的電、磁、光性能，而且要求有良好的潤(rùn)滑性、摩擦小、耐磨損、抗化學(xué)腐蝕、組織穩(wěn)定和優(yōu)良的力學(xué)性能。因此，世界各國(guó)都非常重視材料的納米級(jí)表層的物理、化學(xué)、機(jī)械性能及其檢測(cè)方法的研究。納米級(jí)表層物理力學(xué)性能的檢測(cè)方法主要是表層微力學(xué)探針檢側(cè)法，它是用納米壓痕的原理檢測(cè)其力學(xué)性能的.其基本原理是利用金剛石針尖用極小的力在試件表面壓出納米級(jí)或微米級(jí)壓痕，根據(jù)壓痕的大小測(cè)出試件表層的顯徽力學(xué)性能，即連續(xù)記錄探針針尖加載逐步壓人和卸載逐步退出試件表層的全過(guò)程的壓痕深度變化。因其中包含試件表層的彈性交形，塑性變形、姍變、變形速率等多種信息，通過(guò)這些信息測(cè)出表層材料的多項(xiàng)力學(xué)性能。

加工技術(shù)

　　納米級(jí)加工的含意是達(dá)到納米級(jí)精度的加工技術(shù)。

　　由于原子間的距離為0.1一0.3nm，納米加工的實(shí)質(zhì)就是要切斷原子間的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)原子或分子的去除，切斷原子間結(jié)合所需要的能量，必然要求超過(guò)該物質(zhì)的原子間結(jié)合能，即所播的能量密度是很大的。用傳統(tǒng)的切削、磨削加工方法進(jìn)行納米級(jí)加工就相當(dāng)困難了。截至2008年納米加工有了很大的突破，如電子束光刻(UGA技術(shù))加工超大規(guī)模集成電路時(shí)，可實(shí)現(xiàn)0.1μm線寬的加工：離子刻蝕可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)和納米級(jí)表層材料的去除：掃描隧道顯微技術(shù)可實(shí)現(xiàn)單個(gè)原子的去除、扭遷、增添和原子的重組。

粒子制備

　　納米粒子的制備方法很多，可分為物理方法和化學(xué)方法。

　　真空冷授法：用真空蒸發(fā)、加熱、高頻感應(yīng)等方法使原料氣化或形成等粒子體，然后驟冷。其特點(diǎn)純度高、結(jié)晶組織好、位度可控，但技術(shù)設(shè)備要求高。

　　物理粉碎法：透過(guò)機(jī)械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點(diǎn)操作簡(jiǎn)單、成本低，但產(chǎn)晶純度低，順粒分布不均勻。

　　機(jī)械球磨法：采用球磨方法，控制適當(dāng)?shù)臈l件得到純?cè)?、合金或?fù)合材料的納米粒子。其特點(diǎn)操作簡(jiǎn)單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻。

　　氣相沉積法：利用金屬化合物蒸汽的化學(xué)反應(yīng)合成納米材料。其特點(diǎn)產(chǎn)品純度高，粒度分布窄。

　　沉淀法：把沉淀劑加人到鹽溶液中反應(yīng)后，將沉淀熱處理得到納米材料.其特點(diǎn)簡(jiǎn)單易行，但純度低，顆粒半徑大，適合制備載化物。

　　水熱合成法：高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成，再經(jīng)分離和熱處理得納米粒子。其特點(diǎn)純度高，分散性好、拉度易控制。

　　溶膠凝膠法：金屬化合物經(jīng)溶液、溶膠、凝膠而固化，再經(jīng)低沮熱處理而生成納米粒子。其特點(diǎn)反應(yīng)物種多，產(chǎn)物顆粒均一，過(guò)程易控制，適于氧化物和11一VI族化合物的制備。

　　徽乳液法：兩：互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成乳液，在徽泡中經(jīng)成核，聚結(jié)、團(tuán)聚、熱處理后得納米粒子。其特點(diǎn)粒子的單分散和接口性好，11一VI族半導(dǎo)體納米粒子多用此法制備。

材料合成

　　自1991年Gleiter等人率先制得納米材料以來(lái)，經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展納米材料有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。如今納米材料種類(lèi)較多，按其材質(zhì)分有：金屬材料、納米陶瓷材料、納米半導(dǎo)體材料、納米復(fù)合材料、納米聚合材料等等。納米材料是超徽粒材料，被稱(chēng)為“21世紀(jì)新材料”，具有許多特異性能。

　　例如用納米級(jí)金屬微粉燒結(jié)成的材料，強(qiáng)度和硬度大大高于原來(lái)的金屬，納米金屬居然由導(dǎo)電體變成絕緣體。一般的陶瓷強(qiáng)度低并且很脆。但納米級(jí)微粉燒結(jié)成的陶瓷不但強(qiáng)度高并且有良好的韌性。納米材料的熔點(diǎn)會(huì)隨超細(xì)粉的直徑的減小而降低。例如金的熔點(diǎn)為1064℃，但10nm的金粉熔點(diǎn)降低到940℃，snm的金粉熔點(diǎn)降低到830℃，因而燒結(jié)溫度可以大大降低。納米陶瓷的燒結(jié)溫度大大低于原來(lái)的陶瓷。納米級(jí)的催化劑加入汽油中?？商岣邇?nèi)燃機(jī)的效率。

　　加入固體燃料可使火箭的速度加快。藥物制成納米微粉?？梢宰⑸涞窖軆?nèi)順利進(jìn)入微血管。

疾病診斷

　　當(dāng)前常規(guī)的成像技術(shù)只能檢測(cè)到癌癥在組織上造成的可見(jiàn)的變化，而這個(gè)時(shí)候已經(jīng)有數(shù)千的癌細(xì)胞生成并且可能會(huì)轉(zhuǎn)移。而且，即使是已經(jīng)可以看到腫瘤了，由于腫瘤本身的類(lèi)別（惡性還是良性）和特征，要確定有效的治療方法也還必須通過(guò)活組織檢查。如果對(duì)癌性細(xì)胞或者癌變前細(xì)胞以某種方式進(jìn)行標(biāo)記，使用傳統(tǒng)設(shè)備即可檢測(cè)出來(lái)則更有利于癌癥的診斷。

　　要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)有兩個(gè)必要條件：某技術(shù)能夠特定識(shí)別癌性細(xì)胞且能夠讓被識(shí)別的癌性細(xì)胞可見(jiàn)。納米技術(shù)能夠滿足這兩點(diǎn)。例如，在金屬氧化物表面涂覆可特異識(shí)別癌性細(xì)胞表面超表達(dá)的受體的抗體。由于金屬氧化物在核磁共振成像（MRI）或計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）下發(fā)出高對(duì)比度信號(hào)，因此一旦進(jìn)入體內(nèi)后，這些金屬氧化物納米顆粒表面的抗體選擇性地與癌性細(xì)胞結(jié)合，使檢測(cè)儀器可以有效地識(shí)別出癌性細(xì)胞。同樣地，金納米粒也可以用于增強(qiáng)在內(nèi)窺鏡技術(shù)中的光散射。納米技術(shù)能夠?qū)⒆R(shí)別癌癥類(lèi)別及不同發(fā)展階段的分子標(biāo)記可視化，讓醫(yī)生能夠通過(guò)傳統(tǒng)的成像技術(shù)看到原本檢測(cè)不到的細(xì)胞和分子。

　　在人類(lèi)與癌癥的斗爭(zhēng)中，有一半的勝利是得益于早期的檢測(cè)。納米技術(shù)使得癌癥的診斷更早更準(zhǔn)確，并可用于治療監(jiān)測(cè)。納米技術(shù)也可以增強(qiáng)甚至完全變革對(duì)組織和體液中生物標(biāo)志物的篩查。癌癥與癌癥之間，以及癌細(xì)胞與正常細(xì)胞之間由于各種分子在表達(dá)和分布上的差異而各不相同。隨著治療技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)癌癥的多個(gè)生物標(biāo)志物進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)是確定治療方案時(shí)所必須的。納米顆粒——例如能夠根據(jù)它們本身大小發(fā)出不同顏色光的量子點(diǎn)——可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)檢測(cè)多種標(biāo)記物的目的。包被有抗體的量子點(diǎn)發(fā)出的激發(fā)光信號(hào)可用于篩查某些類(lèi)型的癌癥。不同顏色的量子點(diǎn)可與各種癌癥生物標(biāo)記物抗體結(jié)合，方便腫瘤學(xué)家通過(guò)所看到的光譜區(qū)分癌細(xì)胞與健康細(xì)胞。

組裝技術(shù)

　　由于在納米尺度下刻蝕技術(shù)已達(dá)到極限，組裝技術(shù)將成為納米科技的重要手段，受到人們很大的重視。

　　納米組裝技術(shù)就是通過(guò)機(jī)械、物理、化學(xué)或生物的方法，把原子、分子或者分子聚集體進(jìn)行組裝，形成有功能的結(jié)構(gòu)單元。組裝技術(shù)包括分子有序組裝技術(shù)，掃描探針原子、分子搬遷技術(shù)以及生物組裝技術(shù)。分子有序組裝是通過(guò)分子之間的物理或化學(xué)相互作用，形成有序的二維或三維分子體系。現(xiàn)在，分子有序組裝技術(shù)及其應(yīng)用研究方面取得的最新進(jìn)展主要是LB膜研究及有關(guān)特性的發(fā)現(xiàn)。生物大分子走向識(shí)別組裝。蛋白質(zhì)、核酸等生物活性大分子的組裝要求商密度定取向，這對(duì)于制備高性能生物微感膜、發(fā)展生物分子器件，以及研究生物大分子之間相互作用是十分重要的。在進(jìn)行l(wèi)gG歸生物大分子的組裝過(guò)程中，首次利用抗體活性片斷的識(shí)別功能進(jìn)行活性生物大分子的組裝。這一重要的進(jìn)展使得生物分子的定向組裝產(chǎn)生了新的突破。

　　除以上幾種組裝外，在長(zhǎng)鏈聚合物分子上的有序組裝、橋連自組裝技術(shù)、有序分子薄膜的應(yīng)用研究等技術(shù)也有進(jìn)展。采用納米加工技術(shù)還可以對(duì)材料進(jìn)行原子量級(jí)加工，使加工技術(shù)進(jìn)人一個(gè)更加徽細(xì)的深度。納米結(jié)構(gòu)自組裝技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)使納米機(jī)械、納米機(jī)電系統(tǒng)和納米生物學(xué)產(chǎn)生突破性的飛躍。

　　中國(guó)在納米領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)化研究有一定的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)代同美、日、德等國(guó)位于國(guó)際第一梯隊(duì)的前列。雖然現(xiàn)代中國(guó)己經(jīng)建立了一定數(shù)量的納米材料生產(chǎn)基地，納米技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用也已經(jīng)興起，并初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。納米要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、低成本的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，還有許多的工作要做，只有依賴大量的資金和高科技投人才能換取高額的利潤(rùn)回報(bào)。

生物技術(shù)

　　納米生物學(xué)是以納米尺度研究細(xì)胞內(nèi)部各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能。研究細(xì)胞內(nèi)部，細(xì)胞內(nèi)外之間以及整個(gè)生物體的物質(zhì)、能量和信息交換。納米生物學(xué)的研究集中在下列方面。

　　DNA研究在形貌觀察、特性研究和基因改造三個(gè)方面有不少進(jìn)展。

　　腦功能的研究

　　工作目標(biāo)是弄清人類(lèi)的記憶、思維，語(yǔ)言和學(xué)習(xí)這些高級(jí)神經(jīng)功能和人腦的信息處理功能。

　　仿生學(xué)的研究

　　這是納米生物學(xué)的熱門(mén)研究?jī)?nèi)容?，F(xiàn)在取得不少成果。是納米技術(shù)中有希望獲得突破性巨大成果的部分。

　　世界上最小的馬達(dá)是一種生物馬達(dá)—鞭毛馬達(dá)。能象螺旋槳那樣旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)鞭毛旋轉(zhuǎn)。該馬達(dá)通常由10種以上的蛋白質(zhì)群體組成，其構(gòu)造如同人工馬達(dá)。由相當(dāng)?shù)?span id="0o4isac" class='hrefStyle'>定子、轉(zhuǎn)子、軸承、萬(wàn)向接頭等組成。它的直徑只有3onm，轉(zhuǎn)速可以高達(dá)15r/min，可在1μs內(nèi)進(jìn)行右轉(zhuǎn)或左轉(zhuǎn)的相互切換。利用外部電場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)加速或減速。轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力源，是細(xì)菌內(nèi)支撐馬達(dá)的薄膜內(nèi)外的氮氧離子濃度差。實(shí)驗(yàn)證明。細(xì)菌體內(nèi)外的電位差也可驅(qū)動(dòng)鞭毛馬達(dá)?，F(xiàn)代人們正在探索設(shè)計(jì)一種能用電位差馭動(dòng)的人工鞭毛馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器。

　　日本三菱公司已開(kāi)發(fā)出一種能模擬人眼處理視覺(jué)形象功能的視網(wǎng)膜芯片。該芯片以砷化稼半導(dǎo)體作為片基。每個(gè)芯片內(nèi)含4096個(gè)傳感元?？赏M(jìn)一步用于機(jī)器人。

　　有人提出制作類(lèi)似環(huán)和桿那樣的分子機(jī)械。把它們裝配起來(lái)構(gòu)成計(jì)算機(jī)的線路單元，單元尺寸僅Inm，可組裝成超小型計(jì)算機(jī)，僅有數(shù)微米大小，就能達(dá)到現(xiàn)代常用計(jì)算機(jī)的同等性能。

　　在納米結(jié)構(gòu)自組裝復(fù)雜徽型機(jī)電系統(tǒng)制造中，很大的難題是系統(tǒng)中各部件的組裝。系統(tǒng)愈先進(jìn)、愈復(fù)雜，組裝的問(wèn)題也愈難解決。自然界各種生物、生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、DNA、細(xì)胞等都是極為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。它們的生成、組裝都是自動(dòng)進(jìn)行的。如能了解并控制生物大分子的自組裝原理，人類(lèi)對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)和改造必然會(huì)上升到一個(gè)全新的更高的水平。

5衍生產(chǎn)品

機(jī)器人

　　納米機(jī)器人是根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計(jì)原型，設(shè)計(jì)制造可對(duì)納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”，也稱(chēng)分子機(jī)器人；而納米機(jī)器人的研發(fā)已成為當(dāng)今科技的前沿?zé)狳c(diǎn)。

　　2005年，不少國(guó)家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計(jì)劃，投入巨資搶占納米機(jī)器人這種新科技的戰(zhàn)略高地?！稒C(jī)器人時(shí)代》月刊日前指出：納米機(jī)器人潛在用途十分廣泛，其中特別重要的就是應(yīng)用于醫(yī)療和軍事領(lǐng)域。

　　每一種新科技的出現(xiàn)，似乎都包涵著無(wú)限可能。用不了多久，個(gè)頭只有分子大小的神奇納米機(jī)器人將源源不斷地進(jìn)入人類(lèi)的日常生活。中國(guó)著名學(xué)者周海中教授在1990年發(fā)表的《論機(jī)器人》一文中就預(yù)言：到21世紀(jì)中葉，納米機(jī)器人將徹底改變?nèi)祟?lèi)的勞動(dòng)和生活方式。

雨衣傘

　　納米雨衣傘是雨傘與雨衣的結(jié)合體，納米雨傘收傘有三折傘和直桿傘的收傘形態(tài)（簡(jiǎn)單說(shuō)，收傘時(shí)有長(zhǎng)短兩種選擇）。納米雨衣可由納米雨傘轉(zhuǎn)變而成，納米雨衣又不同于一般的雨衣，因?yàn)榧{米雨衣可以保證從頭到腳絕對(duì)不濕。因?yàn)榧{米材料，所以這雨傘可以一甩即干，雨傘轉(zhuǎn)變?yōu)橛暌潞?，這雨衣也只需穿著時(shí)輕輕一跳也即可全干。[1]

防水材料

　　2014年8月4日，澳大利亞運(yùn)用新發(fā)明的布料，制成一款具有開(kāi)創(chuàng)性的T恤衫，不管人們?cè)鯓訃L試著浸濕它，此T恤都能保持良好的防水性能。[2]

　　這件叫做“騎士”(The Cavalier)的白色T恤是百分之百棉質(zhì)的。雖然表面看起來(lái)平淡無(wú)奇，但是其布料運(yùn)用“疏水”納米技術(shù)應(yīng)用編織而成，使得這件T恤能夠有效防止大部分液體和污漬的浸入。這種T恤可以用機(jī)器清洗，其防水功能最多可承受80次清洗。它的布料有天然自凈功能，任何附著在上的污漬都能用水擦洗或沖干凈。[2]

　　和其他含有化學(xué)物質(zhì)的防水應(yīng)用不同，T恤仿照的是荷葉的自然疏水特點(diǎn)。此布料的發(fā)明對(duì)于餐館和咖啡廳來(lái)說(shuō)可能具有革命性的影響。此外，這種布料還可以運(yùn)用在醫(yī)療行業(yè)或醫(yī)院等地。[2]

6潛在危害

　　和生物技術(shù)一樣，納米科技也有很多環(huán)境和安全問(wèn)題（比如尺寸小是否會(huì)避開(kāi)生物的自然防御系統(tǒng)，還有是否能生物降解、毒性副作用如何等等）。

社會(huì)危害

　　納米顆粒的危害

　　納米材料（包含有納米顆粒的材料）本身的存在并不是一種危害。只有它的一些方面具有危害性，特別是他們的移動(dòng)性和增強(qiáng)的反應(yīng)性。只有某些納米粒子的某些方面對(duì)生物或環(huán)境有害，我們才面臨一個(gè)真的危害。

　　要討論納米材料對(duì)健康和環(huán)境的影響，我們必須區(qū)分兩類(lèi)納米結(jié)構(gòu)：

　　納米尺寸的粒子被組裝在一個(gè)基體、材料或器件上的納米合成物、納米表面結(jié)構(gòu)或納米組份（電子，光學(xué)傳感器等），又稱(chēng)為固定納米粒子。

　　“自由”納米粒子，不管在生產(chǎn)的某些步驟中存還是直接使用單獨(dú)的納米粒子。

　　這些自由納米粒子可能是納米尺寸的單元素，化合物，或是復(fù)雜的混合物，比如在一種元素上鍍上另外一張物質(zhì)的“鍍膜”納米粒子或叫做“核殼”納米粒子。

　　現(xiàn)代，公認(rèn)的觀點(diǎn)是，雖然我們需要關(guān)注有固定納米粒子的材料，自由納米粒子是最緊迫關(guān)心的。

　　因?yàn)?，納米粒子同它們?nèi)粘５膶?duì)應(yīng)物實(shí)在是區(qū)別太大了，它們的有害效應(yīng)不能從已知毒性推演而來(lái)。這樣討論自由納米粒子的健康和環(huán)境影響具有很重要的意義。

　　更加復(fù)雜的是，當(dāng)我們討論納米粒子的時(shí)候，我們必須知道含有的納米粒子的粉末或液體幾乎從來(lái)不會(huì)單分散化，而是具有一定范圍內(nèi)許多不同尺寸。這會(huì)使實(shí)驗(yàn)分析更加復(fù)雜，因?yàn)榇蟮募{米粒子可能和小的有不同的性質(zhì)。而且，納米粒子具有聚合的趨勢(shì)，而聚合的納米粒子具有同單個(gè)納米粒子不同的行為。

健康問(wèn)題

　　納米顆粒進(jìn)入人體有四種途徑：吸入，吞咽，從皮膚吸收或在醫(yī)療過(guò)程中被有意的注入（或由植入體釋放）。一旦進(jìn)入人體，它們具有高度的可移動(dòng)性。在一些個(gè)例中，它們甚至能穿越血腦屏障。

　　納米粒子在器官中的行為仍然是需要研究的一個(gè)大課題?；旧希{米顆粒的行為取決于它們的大小，形狀和同周?chē)M織的相互作用活動(dòng)性。它們可能引起噬菌細(xì)胞（吞咽并消滅外來(lái)物質(zhì)的細(xì)胞）的“過(guò)載”，從而引發(fā)防御性的發(fā)燒和降低機(jī)體免疫力。它們可能因?yàn)闊o(wú)法降解或降解緩慢，而在器官里集聚。還有一個(gè)顧慮是它們同人體中一些生物過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的潛在危險(xiǎn)。由于極大的表面積，暴露在組織和液體中的納米粒子會(huì)立即吸附他們遇到的大分子。這樣會(huì)影響到例如酶和其他蛋白的調(diào)整機(jī)制。

環(huán)境問(wèn)題

　　主要擔(dān)心納米顆?？赡軙?huì)造成未知的危害。

社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)

　　納米技術(shù)的使用也存在社會(huì)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)。在儀器的層面，也包括在軍事領(lǐng)域使用納米技術(shù)的可能性。（例如，在MIT士兵納米技術(shù)研究所[1]研究的裝備士兵的植入體或其他手段，同時(shí)還有通過(guò)納米探測(cè)器增強(qiáng)的監(jiān)視手段。

　　在結(jié)構(gòu)層面，納米技術(shù)的批評(píng)家們指出納米技術(shù)打開(kāi)了一個(gè)由產(chǎn)權(quán)和公司控制的新世界。他們指出，就象生物技術(shù)的操控基因的能力伴隨著生命的專(zhuān)利化一樣，納米技術(shù)操控分子的技術(shù)帶來(lái)的是物質(zhì)的專(zhuān)利化。過(guò)去的幾年里，獲得納米尺度的專(zhuān)利像一股淘金熱。2003年，超過(guò)800納米相關(guān)的專(zhuān)利權(quán)獲得批準(zhǔn)，這個(gè)數(shù)字每年都在增長(zhǎng)。大公司已經(jīng)壟斷了納米尺度發(fā)明與發(fā)現(xiàn)的廣泛的專(zhuān)利。例如，NEC和IBM這兩家大公司持有碳納米管這一納米科技基石之一的基礎(chǔ)專(zhuān)利。碳納米管具有廣泛的運(yùn)用，并被看好對(duì)從電子和計(jì)算機(jī)、到強(qiáng)化材料、到藥物釋放和診斷的許多工業(yè)領(lǐng)域都有關(guān)鍵的作用。碳納米管很可能成為取代傳統(tǒng)原材料的主要工業(yè)交易材料。但是，當(dāng)它們的用途擴(kuò)張時(shí)，任何想要制造或出售碳納米管的人，不管應(yīng)用是什么，都要先向NEC或者IBM購(gòu)買(mǎi)許可證。

7發(fā)展趨勢(shì)

　　高級(jí)納米技術(shù)，有時(shí)被稱(chēng)為分子制造，用于描述分子尺度上的納米工程系統(tǒng)（納米機(jī)器）。無(wú)數(shù)例子證明，億萬(wàn)年的進(jìn)化能夠產(chǎn)生復(fù)雜的、隨機(jī)優(yōu)化的生物機(jī)器。在納米領(lǐng)域中，我們希望使用仿生學(xué)的方法找到制造納米機(jī)器的捷徑。然而，K Eric Drexler和其他研究者提出：高級(jí)納米技術(shù)雖然最初會(huì)使用仿生學(xué)輔助手段，最終可能會(huì)建立在機(jī)械工程的原理上。

美國(guó)

　　美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)（National Science Board）于西元2003年底批準(zhǔn)“國(guó)家納米科技基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃”（National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network，簡(jiǎn)稱(chēng)NNIN），將由美國(guó)13所大學(xué)共同建構(gòu)支持全國(guó)納米科技與教育的網(wǎng)絡(luò)體系。該計(jì)劃為期5年，于公元2004年一月開(kāi)始執(zhí)行，將提供整體性的全國(guó)性使用技能以支持納米尺度科學(xué)工程與技術(shù)的研究與教育工作。預(yù)估5年間至少投資700億美元的研究經(jīng)費(fèi)。計(jì)劃目的不僅在提供美國(guó)研究人員頂尖的實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備，并能訓(xùn)練出一批專(zhuān)精于最先進(jìn)納米科技的研究人員。

　　1.美國(guó)發(fā)展最新納米細(xì)胞制造技術(shù)

　　納米技術(shù)可制造出粒子小于人類(lèi)血管大小的物體，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與科技協(xié)會(huì)（NIST）指出已研究出一種生產(chǎn)一致的，且能夠自行組合的納米細(xì)胞（Nanocells）的方法，以應(yīng)用在封裝壓縮藥物的治療工作上。這種技術(shù)當(dāng)前可被運(yùn)用在藥物的包裝技術(shù)上，可以更精確地確保藥物的用量，未來(lái)將運(yùn)用在癌癥化學(xué)治療的相關(guān)技術(shù)上作更進(jìn)一步的研究。

　　納米計(jì)劃是公元2005年聯(lián)邦跨部會(huì)研發(fā)預(yù)算的主軸，達(dá)9.8億美元。

　　2.DNA檢測(cè)芯片的進(jìn)展

　　公元2004年一月，美國(guó)HP正式對(duì)外發(fā)表其用來(lái)快速進(jìn)行DNA檢測(cè)的納米級(jí)芯片。2004年在DNA檢測(cè)上采以光學(xué)原理為基礎(chǔ)的“基因微芯片法”（DNA microarrays）繁復(fù)的檢測(cè)步驟，HP團(tuán)隊(duì)改由將此繁復(fù)步驟交由電路芯片處理；制作上，DNA檢測(cè)芯片的傳感元件是一條利用電子束蝕刻法（electron-beam lithography）與反應(yīng)性離子蝕刻法（reactive-ion etching）所制成粗細(xì)約50納米的納米線。然就商業(yè)上考量，成果卻過(guò)于高昂，因此研究團(tuán)隊(duì)正發(fā)展利用較便宜的光學(xué)蝕刻法（optical lithography）以制成DNA檢測(cè)芯片元件的技術(shù)。

　　3.地下水污染改善之研究

　　地下水污染是現(xiàn)代被廣泛討論的一項(xiàng)重大議題，現(xiàn)代，美國(guó)發(fā)表了一種納米微粒（nanoparticles）技術(shù)，在此微粒中心為鐵芯（iron）而其外則由多層聚合物加以包覆，其中，內(nèi)層是由防水性極佳的復(fù)合甲基丙烯酸甲脂（poly methl methacrylate；PMMA）包覆，而外層則由親水的sulphonated polystyrene進(jìn)行包覆。由于親水性外層使納米微粒溶于水，內(nèi)層防水層則能吸引污染源三氯乙烯（trichloroethylene）。納米微粒中的鐵芯使得三氯乙烯產(chǎn)生分裂，進(jìn)而使得此項(xiàng)污染源逐漸分裂成無(wú)毒的物質(zhì)。

　　4.啟動(dòng)癌癥納米科技計(jì)劃

　　為廣泛將納米科技、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相互結(jié)合，美國(guó)國(guó)家癌癥中心（NCI）提出了癌癥納米科技計(jì)劃（Cancer Nanotechnology Plan），并將透過(guò)院外計(jì)劃、院內(nèi)計(jì)劃與納米科技標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室等三方面進(jìn)行跨領(lǐng)域工作。計(jì)劃設(shè)定了六個(gè)挑戰(zhàn)：

　　預(yù)防與控制癌癥：發(fā)展能投遞抗癌藥物及多重抗癌疫苗的納米級(jí)設(shè)備。

　　早期發(fā)現(xiàn)與蛋白質(zhì)學(xué)：發(fā)展植入式早期偵測(cè)癌癥生物標(biāo)記的設(shè)備，并發(fā)展能收集大量生物標(biāo)記進(jìn)行大量分析的平臺(tái)性裝置。

　　影像診斷：發(fā)展可提高分辨率到可辨識(shí)單獨(dú)癌細(xì)胞的影像裝置，以及將一個(gè)腫瘤內(nèi)部不同組織來(lái)源的細(xì)胞加以區(qū)分的納米裝置。

　　多功能治療設(shè)備：開(kāi)發(fā)兼具診斷與治療的納米裝置。

　　癌癥照護(hù)與生活品質(zhì)提升：開(kāi)發(fā)改善慢性癌癥所引發(fā)的疼痛、沮喪、惡心等癥狀，并提供理想性投藥裝置。

　　跨領(lǐng)域訓(xùn)練：訓(xùn)練熟悉癌癥生物學(xué)與納米科技的新一代研究人員。

歐盟

　　1.歐盟的國(guó)際納米科學(xué)研究政策

　　歐洲為全球最早開(kāi)始進(jìn)行納米科學(xué)研究的區(qū)域，但由于當(dāng)時(shí)并沒(méi)有歐盟加以居中協(xié)調(diào)與規(guī)劃，因此在研究初期因?yàn)槿狈Y金援助、相關(guān)管理上的支援，同時(shí)因?yàn)槊媾R專(zhuān)利取得的問(wèn)題，導(dǎo)致研究人員遭遇許多阻礙，公元2004年五月，歐盟議會(huì)（European Commission；EC）對(duì)歐洲地區(qū)與國(guó)際社會(huì)發(fā)表一系列有關(guān)于納米科技的專(zhuān)案計(jì)劃，以宣示歐洲對(duì)于提高納米科技競(jìng)爭(zhēng)力的決心。

　　歐盟將其計(jì)劃分為五個(gè)主要區(qū)域：研究與發(fā)展（R&D）、基礎(chǔ)建設(shè)（infrastructure）、教育與訓(xùn)練（education and training）、創(chuàng)新（innovation）以及社會(huì)層面（societal dimension）。

　　根據(jù)預(yù)估，如歐盟計(jì)劃能順http：//baike.baidu.com/edit/%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E6%8A%80%E6%9C%AF/144920利推展，在西元2010年前將可望為歐洲創(chuàng)造上百億歐元的經(jīng)濟(jì)營(yíng)收。歐盟議會(huì)也強(qiáng)調(diào)提高社會(huì)大眾對(duì)于納米科技的認(rèn)知，也同樣屬于整體納米發(fā)展計(jì)劃的一部分。另外，公眾健康、安全、環(huán)保問(wèn)題及消費(fèi)者保護(hù)也同樣被包含在此項(xiàng)議題之中。現(xiàn)在，納米科學(xué)及納米科技仍屬于新興的R&D領(lǐng)域，其所必須解決與進(jìn)行研究的對(duì)象都存在于原子與分子的階層中。納米科學(xué)在未來(lái)幾年內(nèi)的應(yīng)用是眾所矚目，且必將對(duì)所有的科技產(chǎn)生重大影響。在未來(lái)，納米科技的研發(fā)工作也將對(duì)人體保健、食物、環(huán)保研究、資訊科學(xué)、安全、新興材料科學(xué)及能源儲(chǔ)存等領(lǐng)域產(chǎn)生重大的改變。 西元2004～2006年歐盟所進(jìn)行的第六期架構(gòu)計(jì)劃（FP6）中，納米科技與新興材料研發(fā)的經(jīng)費(fèi)約為歐元13億，而歐盟議會(huì)也有意提高經(jīng)費(fèi)并延長(zhǎng)研究時(shí)程（由公元2007～2013年）。同時(shí)為凝聚與加強(qiáng)所有歐盟會(huì)員國(guó)在納米科學(xué)方面的研究，因此在規(guī)劃上歐盟議會(huì)也有意召集民間與其他單位的專(zhuān)家凝聚共識(shí)，以強(qiáng)化整體歐盟在此方面研究領(lǐng)域的力量。

　　2.創(chuàng)新接繼中心

　　在公元1995年由歐盟委員會(huì)成立“創(chuàng)新接繼中心”（Innovation Relay Centers， IRCs）。這個(gè)的組織和美國(guó)國(guó)家科技移轉(zhuǎn)中心具相同功能。區(qū)域性的創(chuàng)新接繼中心總數(shù)近70個(gè)，支援至少位于30個(gè)國(guó)家的相關(guān)科技移轉(zhuǎn)中心。創(chuàng)新接繼中心的目的，是將有問(wèn)題的公司和能提出解決方法的公司結(jié)合在一起。歐洲多數(shù)的納米科技公司都可受到創(chuàng)新接濟(jì)中心或區(qū)域創(chuàng)新和科技移轉(zhuǎn)策略計(jì)劃的援助。

　　歐洲納米科技計(jì)劃接受金援的方式和美國(guó)大致相同，有些是屬于國(guó)家型計(jì)劃。歐洲有多個(gè)跨國(guó)研發(fā)機(jī)構(gòu)，以泛歐工業(yè)研發(fā)網(wǎng)絡(luò)為例，其專(zhuān)門(mén)提供無(wú)條件研發(fā)補(bǔ)助，目的將研發(fā)成果發(fā)展為產(chǎn)品。透過(guò)泛歐工業(yè)研發(fā)網(wǎng)絡(luò)提供的資金補(bǔ)助的國(guó)家包括奧地利、挪威和英國(guó)。其他在比利時(shí)、德國(guó)、斯洛伐尼亞、冰島和以色列還包括貸款和免償型補(bǔ)助。多數(shù)情況下，補(bǔ)助金額不超過(guò)計(jì)劃完成的所需總金額的七成，剩余部分多仰賴地方政府和其他有意愿者贊助。

日本

　　1.日本理研的納米科學(xué)研究現(xiàn)況

　　日本理化學(xué)研究所（RIKEN，簡(jiǎn)稱(chēng)理研）系一跨學(xué)門(mén)的研究組織，該所各部門(mén)分布在日本的7個(gè)區(qū)域。RIKEN的主要基地－和光園區(qū)，設(shè)置發(fā)現(xiàn)研究中心（DRI）、新領(lǐng)域研究系統(tǒng)（FRS）及頭腦科學(xué)中心（BSI）等3研究中心。RIKEN進(jìn)行的研究可區(qū)分為三類(lèi)：DRI主要進(jìn)行小型但具備長(zhǎng)程觀點(diǎn)的培育研究計(jì)劃；FRS同樣執(zhí)行小型計(jì)劃，但以由上而下的方式，進(jìn)行較具動(dòng)態(tài)的中程及中等規(guī)模的計(jì)劃；至于研究中心則是進(jìn)行以目標(biāo)為導(dǎo)向的中至長(zhǎng)程的大型計(jì)劃。RIKEN在西元2003會(huì)計(jì)年度下半年（西元2003年十月至2004年三月）的研究預(yù)算共4.748億美元，全年預(yù)算超過(guò)9億美元。

　　公元1986年起RIKEN開(kāi)始從事納米科學(xué)之研究，但正式的納米科學(xué)計(jì)劃則是自西元2002年開(kāi)始，初期選定有18項(xiàng)的納米科學(xué)計(jì)劃，并陸續(xù)分別在各研究中心進(jìn)行。

　　2.日本提高納米科技預(yù)算與產(chǎn)業(yè)合作（JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION）

　　日本科學(xué)與科技政策顧問(wèn)委員會(huì)（Council for Science and Technology Policy）消息指出，日本在西元2004年會(huì)計(jì)年度（由4月1日起）中，納米科技預(yù)算成長(zhǎng)3.1個(gè)百分比，達(dá)到8.8億美元。同時(shí)，兩個(gè)主要負(fù)責(zé)日本納米科技研發(fā)計(jì)劃的政府部會(huì)，其預(yù)算也都有成長(zhǎng)。負(fù)責(zé)推銷(xiāo)即將完成的研發(fā)工作的日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)?。∕inistry of Economy Trade and Industry， METI），預(yù)算由西元2003年的0.97億美元提升到公元2004年的1.1億美元。納米科技與相關(guān)原料研究被指定為四個(gè)最高優(yōu)先項(xiàng)目之一，其他領(lǐng)域包括資訊與通訊、生命科學(xué)與環(huán)境研究。

　　日本的預(yù)算是經(jīng)由日本大藏省（Finance Ministry）批準(zhǔn)，再由日本國(guó)會(huì)（Japanese Diet）制定為法律。日本文部科學(xué)?。∕inistry of Education， Culture， Sports， Science and Technology， MEXT）的納米科技研發(fā)經(jīng)費(fèi)，則由2.3億美元成長(zhǎng)到2.4億元，將著重在基礎(chǔ)原料研究與新藥物研究計(jì)劃上。

韓國(guó)

　　1.韓國(guó)的納米科技策略

　　韓國(guó)政府已深切體認(rèn)到納米科技為本世紀(jì)科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，整合納米技術(shù)與資訊、生物、材料、能源、環(huán)境、軍事、航太領(lǐng)域之高新科技，并將創(chuàng)造出跨學(xué)門(mén)研究發(fā)新境界。韓國(guó)政府也理解到此新興科技也將是創(chuàng)造新產(chǎn)業(yè)與高科技產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)力，納米科學(xué)與技術(shù)的突破性進(jìn)展更將為人類(lèi)能力、社會(huì)產(chǎn)出、國(guó)家生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)與生命品質(zhì)帶來(lái)巨幅的改善。

　　韓國(guó)已宣示在公元2001至2010年十年間投入韓幣2，391兆元（約20億美元）于納米科技的研發(fā)，政府投入在納米科技的經(jīng)費(fèi)，公元2002年與2000年比較，成長(zhǎng)約400%。納米國(guó)家計(jì)劃的主要目標(biāo)之一為在某些競(jìng)爭(zhēng)性領(lǐng)域取得世界第一并發(fā)展產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)的利基市場(chǎng)，韓國(guó)同時(shí)明確的把發(fā)展重點(diǎn)聚焦于諸如兆元級(jí)積體電子元件等核心關(guān)鍵技術(shù)。

　　“2002年執(zhí)行納米技術(shù)發(fā)展計(jì)劃”與“納米結(jié)構(gòu)材料技術(shù)發(fā)展”、“納米微機(jī)電與制造技術(shù)發(fā)展”等兩項(xiàng)新領(lǐng)域研究計(jì)劃同步開(kāi)始實(shí)施，再加上納米科技領(lǐng)域研究計(jì)劃在未來(lái)6~9年內(nèi)每年將投入2千萬(wàn)美元，在眾多政府研究機(jī)構(gòu)林立的Daejoen科學(xué)城。韓國(guó)高等科技研究院（KAIST）于2001年設(shè)立納米制造中心，在未來(lái)6~9年內(nèi)投入1.65億美元，政府調(diào)整“2003年納米科技發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃”，包括：納米科技發(fā)展促進(jìn)法案，其目的二：一為建構(gòu)堅(jiān)固的納米科技核心研究基礎(chǔ)，二為激勵(lì)成熟納米科技的產(chǎn)業(yè)化，韓國(guó)政府也將配置3.8億美元（全國(guó)納米科技經(jīng)費(fèi)的19%）于國(guó)家納米產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃，其中包括產(chǎn)業(yè)研發(fā)基金與創(chuàng)投基金。

　　根據(jù)公元2002年韓國(guó)專(zhuān)利局報(bào)道，納米科技專(zhuān)利應(yīng)用數(shù)目無(wú)論在國(guó)內(nèi)或國(guó)外都呈現(xiàn)大幅成長(zhǎng)，新興納米科技也在過(guò)去數(shù)年間呈現(xiàn)可觀地成長(zhǎng)，另外根據(jù)韓國(guó)商工能源部（MOCIE）的統(tǒng)計(jì)，西元2002年納米科技新創(chuàng)公司也如雨后春筍紛紛搶搭納米科技列車(chē)。

　　2.韓國(guó)預(yù)測(cè)國(guó)際市場(chǎng)對(duì)納米紡織品的需求將快速增加

　　韓國(guó)產(chǎn)業(yè)資源部預(yù)測(cè)，今后9年國(guó)際市場(chǎng)對(duì)納米紡織品的需求將會(huì)出現(xiàn)迅速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，交易額可望達(dá)到近400億美元。韓國(guó)產(chǎn)業(yè)資源部委托韓國(guó)纖維產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會(huì)從西元2004年八月份開(kāi)始的三個(gè)月內(nèi)，對(duì)國(guó)際市場(chǎng)對(duì)納米紡織品的需求和貿(mào)易趨勢(shì)進(jìn)行研究分析。

　　韓國(guó)產(chǎn)業(yè)資源部分析認(rèn)為，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)納米紡織品的需求金額以150億美元為基準(zhǔn)，今后每年將遞增10.7%，到公元2007年和2012年，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)納米紡織品的需求金額將分別達(dá)到240億美元和397億元。到西元2012年，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)用于制藥、電子和生命科學(xué)的超高效能過(guò)濾納米紡織品的需求金額將達(dá)到96億美元，對(duì)用于防生化武器和體育娛樂(lè)的納米紡織品的需求金額將達(dá)到26億美元，對(duì)用于儲(chǔ)存能源的納米紡織品的需求金額將達(dá)到205億美元。

　　韓國(guó)對(duì)納米紡織品的需求金額為19億美元，占國(guó)際市場(chǎng)需求總額的12.1%。到西元2012年，韓國(guó)對(duì)納米紡織品的需求金額將達(dá)到72億美元，占當(dāng)時(shí)國(guó)際市場(chǎng)需求總額的18.1%。

　　3.韓國(guó)在納米科技的發(fā)展幾乎完全集中在微電子產(chǎn)業(yè)

　　透過(guò)由韓國(guó)科技部（Ministry of Science and Technology）贊助的兆位水平納米設(shè)備發(fā)展計(jì)劃（Tera-Level Nanodevices Initiatives），韓國(guó)的大學(xué)和產(chǎn)業(yè)都專(zhuān)注于發(fā)展下一世代微電子設(shè)備，包括具有兆位元（terabit）容量的內(nèi)存設(shè)備和具有兆赫茲（terahertz）資料處理速度的元件。

　　韓國(guó)最大企業(yè)財(cái)團(tuán)之一的三星設(shè)有一個(gè)先進(jìn)科技研究所（Advanced Institute of Technology），從事微電子科技的研究和商業(yè)化發(fā)展。

中國(guó)臺(tái)灣

　　臺(tái)灣自公元1996年以來(lái)，國(guó)科會(huì)、經(jīng)濟(jì)部、教育部等部會(huì)已支持許多個(gè)別計(jì)劃從事有關(guān)于納米科技的研發(fā)，較九十年代的如教育部的卓越計(jì)劃、國(guó)科會(huì)納米材料尖端研究計(jì)劃、經(jīng)濟(jì)部技術(shù)處納米技術(shù)環(huán)境建構(gòu)及其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用評(píng)估計(jì)劃等等。為了有效地運(yùn)用資源，并整合產(chǎn)官學(xué)研的智慧與力量，以提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；自西元2000年起，國(guó)科會(huì)即開(kāi)始規(guī)劃推動(dòng)納米科技計(jì)劃。

　　公元2000年12月“中華民國(guó)行政院科技顧問(wèn)會(huì)議”與西元2001年一月第六次“全國(guó)科學(xué)技術(shù)會(huì)議”（全國(guó)科技會(huì)議）之結(jié)論，均指出納米科技為臺(tái)灣未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域方向，國(guó)科會(huì)遂于西元2002年十一月廿一日成立工作小組辦公室，負(fù)責(zé)國(guó)家型計(jì)劃之規(guī)劃，“納米國(guó)家型科技計(jì)劃工作小組”之成員由國(guó)科會(huì)、行政院科技顧問(wèn)組、中研院、中華民國(guó)教育部、工研院、經(jīng)濟(jì)部、行政院原子能委員會(huì)及行政院環(huán)境保護(hù)署等單位共二十五位代表組成。

　　國(guó)科會(huì)并于公元2002年一月十五日召開(kāi)第一五五次委員會(huì)議，討論“納米國(guó)家型科技計(jì)劃”構(gòu)想；于西元2002年六月第一五七次委員會(huì)議中通過(guò)納米國(guó)家型科技計(jì)劃審議，自西元2003年一月正式開(kāi)始推動(dòng)，并決定自西元2003年至西元2008年間，投入經(jīng)費(fèi)新臺(tái)幣231.9億元于納米科技發(fā)展；并于同年九月一日正式成立納米國(guó)家型計(jì)劃辦公室，執(zhí)行整體計(jì)劃之領(lǐng)導(dǎo)、策劃與管考。

中國(guó)

　　1.“中國(guó)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)”是負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室和檢查機(jī)構(gòu)認(rèn)可及相關(guān)工作的認(rèn)可機(jī)構(gòu)，為規(guī)范納米產(chǎn)品市場(chǎng)、推動(dòng)制定相關(guān)納米材料及產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，“國(guó)家納米科學(xué)中心”和“中國(guó)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)”會(huì)商多次，聯(lián)合成立“納米技術(shù)專(zhuān)門(mén)委員會(huì)”，掛靠在“國(guó)家納米科學(xué)中心”。

　　2. 中國(guó)政府透過(guò)中國(guó)科學(xué)院主導(dǎo)眾多納米科技研發(fā)計(jì)劃，多數(shù)強(qiáng)調(diào)半導(dǎo)體制造技術(shù)和發(fā)展以納米科技為基礎(chǔ)的電子元件，另一是利用納米材料保存考古文物。

　　已成功發(fā)展出的產(chǎn)品包括新式冷氣機(jī)，其特點(diǎn)為利用創(chuàng)新的納米材質(zhì)。另估計(jì)約有兩百家企業(yè)積極從事納米科技產(chǎn)品的商業(yè)化。

加拿大

　　滑鐵盧大學(xué)是全世界第一所設(shè)立以納米科技工程為主科的大學(xué)。在2005年開(kāi)始收生并在2010年開(kāi)設(shè)納米科技工程碩士班。在2012年，將會(huì)有一座量子納米中心。

　　多倫多大學(xué)也擁有以納米科技工程為副科的科學(xué)工程的大學(xué)。

　　圭爾夫大學(xué)則已設(shè)立了納米科學(xué)。