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篇1

【關(guān)鍵詞】 三氧化二砷

［摘要］ 目的：應(yīng)用cDNA芯片技術(shù)研究三氧化二砷對多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞株RPMI 8226的作用。方法：采用包含4 096個(gè)人類基因的cDNA表達(dá)譜芯片，檢測三氧化二砷作用于RPMI 8226細(xì)胞24 h前后其基因表達(dá)的變化。結(jié)果：在mRNA水平上，273個(gè)基因的表達(dá)發(fā)生了明顯改變，其中121個(gè)基因表達(dá)上調(diào)，152個(gè)基因表達(dá)下調(diào)。結(jié)論：三氧化二砷可引起RPMI 8226細(xì)胞株一系列基因表達(dá)的改變。ZFYVE16、TXNIP及ALK1基因可能與RPMI 8226細(xì)胞的分化與凋亡密切相關(guān)。

［關(guān)鍵詞］ 三氧化二砷; DNA微陣列; 多發(fā)性骨髓瘤

Changes of gene expression profile of multiple myeloma cell line RPMI 8226 treated by arsenic trioxide

ABSTRACT Objective: To compare the changes of gene expression profiles of multiple myeloma cell line RPMI 8226 before and after 24hour intervention of arsenic trioxide. Methods: The responses of the RPMI 8226 cells to arsenic trioxide were determined with cDNA microarray which included 4 096 different human genes. Results: Of these 4 096 genes， the expressions of 273 genes were altered significantly at mRNA level. The expressions of 121 genes were upregulated while the expressions of 152 genes were downregulated. Conclusion: The effect of arsenic trioxide on RPMI 8226 cells is related to changing the expression levels of a number of genes. ZFYVE16， ALK1 and TXNIP genes may play important roles in apoptosis and differentiation of RPMI 8226 cells.

KEY WORDS arsenic trioxide; DNA microarray; multiple myeloma

多發(fā)性骨髓瘤（multiple myeloma， MM）是一種漿細(xì)胞惡性增殖性疾病。由于MM瘤細(xì)胞的增殖比例很低及多藥耐藥的形成，目前臨床治療該病仍十分困難，迄今為止尚無根治的方法。最近的臨床資料顯示，三氧化二砷對MM有一定的治療效果，且無嚴(yán)重的毒副作用［1，2］。為探尋三氧化二砷治療MM的作用機(jī)制，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用DNA微陣列技術(shù)研究三氧化二砷作用于MM細(xì)胞株后對其基因網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控作用。

1 材料與方法

1.1 材料 （1）三氧化二砷，購自中國藥品公司，樣品溶于RPMI 1640培養(yǎng)基（美國Gibco公司產(chǎn)品），滅菌分裝備用，存儲濃度為35 mg/L，使用時(shí)稀釋為工作濃度2 μmol/L。（2）RPMI 8226細(xì)胞，為人類MM細(xì)胞株，由西安交通大學(xué)第一醫(yī)院血液中心提供。

1.2 細(xì)胞培養(yǎng) 取RPMI 8226細(xì)胞按1×105/ml濃度分別接種于含及不含2 μmol/L三氧化二砷的新鮮RPMI 1640培養(yǎng)基中（內(nèi)含10%小牛血清、1 mmol/L谷氨酰胺、1 mmol/L丙酮酸、100 U/ml青霉素、100 U/ml鏈霉素），于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后收集細(xì)胞。

1.3 總RNA的提取 按照TRIzol Reagent（美國Gibco公司產(chǎn)品）說明書進(jìn)行操作，提取RPMI 8226細(xì)胞總RNA，采用Oligotex mRNA Midi Kit（荷蘭QIAGEN公司產(chǎn)品）純化mRNA，應(yīng)用RNA電泳及分光光度儀測定光密度（optic density， OD）值，計(jì)算OD260/OD280值以鑒定mRNA質(zhì)量。

1.4 探針標(biāo)記 按美國Biostar公司芯片雜交試劑盒說明書操作。分別等量混合未使用三氧化二砷干預(yù)的RPMI 8226細(xì)胞總RNA及已使用三氧化二砷干預(yù)24 h后的RPMI 8226細(xì)胞總RNA，各提取50 μg逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA。采用熒光染料Cy3dCTP標(biāo)記未使用三氧化二砷干預(yù)的RPMI 8226細(xì)胞cDNA，Cy5dCTP標(biāo)記已使用三氧化二砷干預(yù)24 h后的RPMI 8226細(xì)胞cDNA，S200純化柱純化cDNA。

1.5 DNA微陣列制備 DNA微陣列包含4 096個(gè)基因cDNA（上海博星基因芯片有限公司提供，型號BiostarH40s），包括癌基因、抑癌基因、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因、凋亡相關(guān)基因及陰性對照等。采用通用引物進(jìn)行多聚酶鏈反應(yīng)（polymerase chain reaction， PCR）擴(kuò)增。使用美國Cartesian公司的Cartesian點(diǎn)樣儀及美國Telechem公司的硅烷化玻片進(jìn)行點(diǎn)樣。玻片經(jīng)水合、干燥、紫外線交聯(lián)后，分別采用2 g/L十二烷基硫酸鈉（sodium dodecylsulfate， SDS）、水和2 g/L硼氫化鈉溶液處理10 min，晾干備用。

1.6 雜交及洗滌 DNA微陣列在95 ℃水浴中變性2 min，混合探針在95 ℃水浴中變性30 s，將混合探針加于DNA微陣列上，42℃雜交16～18 h，按順序使用2×氯化鈉/檸檬酸鈉（sodium chloride / sodium citrate， SSC）緩沖液加2 g/L SDS、0.1×SSC加2 g/L SDS、0.1×SSC洗滌10 min后，室溫晾干。

1.7 MM基因表達(dá)譜檢測與分析 采用Scan Array 4000掃描儀（美國General Scanning公司產(chǎn)品）掃描DNA微陣列，GenePix Pro 3.0軟件分析Cy3和Cy5這兩種熒光信號的強(qiáng)度和比值。經(jīng)兩種波長掃描獲得的強(qiáng)度值分別代表Cy3和Cy5的數(shù)值，計(jì)算每個(gè)點(diǎn)Cy3/Cy5的比值。

2 結(jié)果

2.1 DNA微陣列的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制 BiostarH40s表達(dá)譜DNA微陣列的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：有96個(gè)管家基因（陽性對照）和20個(gè)內(nèi)參基因必須為陽性，16個(gè)植物基因（陰性對照）和16個(gè)點(diǎn)樣液（空白對照）必須為陰性。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全符合上述條件，說明實(shí)驗(yàn)無污染且檢測體系正常。

2.2 差異表達(dá)基因 先將所有數(shù)據(jù)的前景值與背景值相減，得出Cy3、Cy5標(biāo)記的強(qiáng)度值，將所有＜200的強(qiáng)度值用200取代。根據(jù)總數(shù)為n的有效基因（select值＝1，Cy3、Cy5標(biāo)記的強(qiáng)度值皆＞200，或者其中1項(xiàng)＞800）Cy5/Cy3比值的自然對數(shù)值［InRi＝In（Cy5/Cy3）］，以Ri值在0.1～10的有效基因作為均一化依據(jù)，計(jì)算這些基因Cy5/Cy3比值自然對數(shù)的平均值，即均一化（normalization）系數(shù)。將所有數(shù)據(jù)項(xiàng)的Cy3標(biāo)記強(qiáng)度值乘均一化系數(shù)，得出調(diào)整后的Cy3。計(jì)算所有基因Cy5/Cy3的比值，列出比值＞2或＜0.5的數(shù)據(jù)，從中篩選出具有相同Gene ID的數(shù)據(jù)，在與兩種探針雜交時(shí)皆表現(xiàn)出一定的差異，且上下調(diào)趨勢一致。

根據(jù)以上篩選標(biāo)準(zhǔn)，RPMI 8226細(xì)胞在三氧化二砷處理前后Cy5/Cy3的比值＞2或＜0.5，且同一基因兩個(gè)重復(fù)點(diǎn)表達(dá)均有相同變化的共有273個(gè)，其中表達(dá)上調(diào)的基因有121個(gè)，表達(dá)下調(diào)的基因有152個(gè)。見表1、2，圖1、2。

表1 三氧化二砷干預(yù)后RPMI 8226表達(dá)上調(diào)基因（略）

Table 1 Upregulated genes in RPMI 8226 cell samples after arsenic trioxide intervention

表2 三氧化二砷干預(yù)后RPMI 8226表達(dá)下調(diào)基因（略）

Table 2 Downregulated genes in RPMI 8226 cell samples after arsenic trioxide intervention

圖1 Cy5、Cy3熒光標(biāo)記三氧化二砷干預(yù)和未干預(yù)RPMI 8226細(xì)胞樣品疊加圖（略）

Figure 1 Superposition maps of Cy5 and Cy3labeled RPMI 8226 cell samples treated with and without arsenic trioxide

On one spot， if Cy3 signal was much stronger than Cy5 signal， it showed green (i.e. downregulation); if Cy5 signal was much stronger than Cy3 signal， it showed red (i.e. upregulation); if the intensities of Cy3 and Cy5 signals were similar， it showed yellow.

圖2 三氧化二砷干預(yù)與未干預(yù)RPMI 8226細(xì)胞樣品Cy5/Cy3比值散點(diǎn)圖（略）

Figure 2 Scatter diagram of Cy5/Cy3 ratios in RPMI 8226 cell samples treated with and without arsenic trioxide

Xaxis and Yaxis represented the fluorescence intensities of Cy3 and Cy5 respectively. Each point in the scatter diagram represented the hybridization signal of corresponding gene in DNA microarray. The red point meant that the Cy5/Cy3 ratio was within the range of 0.5 to 2.0 (with no significant difference in gene expression). The yellow point meant that the Cy5/Cy3 ratio was beyond the range of 0.5 to 2.0 (with significant difference in gene expression).

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3 討論

本研究應(yīng)用cDNA表達(dá)譜芯片技術(shù)檢測三氧化二砷未干預(yù)及干預(yù)24 h后RPMI 8226細(xì)胞的基因表達(dá)差異，探尋三氧化二砷治療MM的機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在4 096個(gè)已知基因中差異表達(dá)基因273個(gè)，其中上調(diào)基因121個(gè)，下調(diào)基因152個(gè)，這些基因的功能涉及細(xì)胞生命活動(dòng)的各個(gè)方面，如信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)合成、免疫、代謝、DNA合成及細(xì)胞周期等，其中有些基因的功能不詳。由于MM基因的表達(dá)受網(wǎng)絡(luò)式調(diào)控，各個(gè)基因之間的表達(dá)是互相影響的，因此三氧化二砷干預(yù)后各基因的表達(dá)既有上調(diào)，又有下調(diào)。

B細(xì)胞易位基因1（Bcell translocation gene 1， BTG1）是p53的上調(diào)基因，屬于抗增殖基因，主要調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和分化［3］。此基因首先在B細(xì)胞慢性淋巴細(xì)胞白血病中被發(fā)現(xiàn)，其mRNA長度1.8 kb。有實(shí)驗(yàn)表明，BTG1蛋白通過與HOXB9（homeobox protein HoxB9）及蛋白質(zhì)精氨酸N甲基轉(zhuǎn)移酶1（protein arginine methyltransferase 1， PRMT1）結(jié)合，調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)錄活性［4，5］和血管增殖［6］，從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。BTG1蛋白可被無所不在的蛋白酶系統(tǒng)降解，該降解過程又可被特定的蛋白酶抑制劑所終止。本研究結(jié)果顯示，三氧化二砷干預(yù)RPMI 8226細(xì)胞24 h后，其BTG1的表達(dá)明顯上調(diào)，推測可能與三氧化二砷抑制相關(guān)蛋白酶有關(guān)，提示BTG1在RPMI 8226細(xì)胞凋亡及分化過程中起重要作用。ZFYVE16基因位于染色體5p15.2q14.3，編碼endofin蛋白質(zhì)，此蛋白質(zhì)廣泛存在于細(xì)胞的早期核內(nèi)體，通過其FYVE功能區(qū)與核內(nèi)體相聯(lián)系，調(diào)節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)交換［7］。Endofin的過度表達(dá)可引起核內(nèi)體網(wǎng)格蛋白（clathrin）增多，導(dǎo)致高頻率的核內(nèi)體融合，這種作用是經(jīng)由TOM1基因?qū)崿F(xiàn)的［8，9］。三氧化二砷干預(yù)24 h后，RPMI 8226細(xì)胞ZFYVE16基因上調(diào)，是否由于這種基因的上調(diào)導(dǎo)致了RPMI 8226細(xì)胞的凋亡，至今仍不清楚；另一個(gè)上調(diào)的基因是TP53BP1，編碼53BP1，可與野生型p53結(jié)合以誘導(dǎo)p53依賴蛋白的表達(dá)，在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中提高p53的活性［10］。

本實(shí)驗(yàn)中，多個(gè)與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因的表達(dá)下調(diào)。如活化素受體樣激酶（activin receptorlike kinase 1， ALK1）基因是轉(zhuǎn)化生長因子β（transforming growth factorβ， TGFβ）受體家族成員，主要表達(dá)于內(nèi)皮細(xì)胞，誘導(dǎo)Smad1/5磷酸化而使內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生增殖和遷移［11］，促進(jìn)腫瘤生長。腫瘤血管生成時(shí)，ALK1表達(dá)增高。本研究結(jié)果顯示，三氧化二砷干預(yù)24 h后，ALK1基因表達(dá)明顯下調(diào)，提示三氧化二砷可抑制腫瘤血管的增殖。YES1是一種肉瘤病毒基因，位于染色體18p11.32，編碼與細(xì)胞膜相關(guān)的酪氨酸蛋白激酶，在腫瘤細(xì)胞中過度表達(dá)［12］，經(jīng)三氧化二砷作用后其表達(dá)水平降低。本實(shí)驗(yàn)中，TXNIP（thioredoxininteracting protein）基因表達(dá)的下降最為顯著。TXNIP編碼TXNIP蛋白質(zhì)，參與組成TXN通路，此通路存在于細(xì)胞的多個(gè)部位（包括細(xì)胞質(zhì)和線粒體），TXNIP可與TXN緊密結(jié)合，抑制其通過尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate， NADPH）氧化作用減少巰基群的能力［13］。經(jīng)三氧化二砷干預(yù)后，TXNIP基因表達(dá)的降低可導(dǎo)致巰基群減少，從而降低線粒體內(nèi)跨膜電位并激活caspase3酶，開放線粒體膜通透性轉(zhuǎn)運(yùn)孔，釋放線粒體內(nèi)活性氧及細(xì)胞色素C，激活半胱天冬氨酸酶，從而誘導(dǎo)MM細(xì)胞的凋亡［14］。

總之，本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的差異基因，為進(jìn)一步研究三氧化二砷治療MM的分子機(jī)制提供了具體的線索，尤其是ZFYVE16、TXNIP及ALK1基因表達(dá)的改變可能在RPMI 8226細(xì)胞的分化及凋亡中起到非常重要的作用，值得進(jìn)一步研究。

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篇2

【關(guān)鍵詞】納米；納米技術(shù)；倫理問題； 技術(shù)轉(zhuǎn)型

1.倫理學(xué)與納米技術(shù)

納米(nanometer，nm)與分米、厘米一樣，是一個(gè)長度單位，1納米等于十億分之一米，也就是10-9米，相當(dāng)于10個(gè)氫原子排列成一行的長度，或相當(dāng)于一根頭發(fā)絲直徑的萬分之一。進(jìn)入21世紀(jì)以來，納米技術(shù)非常廣泛地應(yīng)用在醫(yī)藥、能源、材料和環(huán)境治理等多個(gè)方面，已迅速發(fā)展成為引領(lǐng)世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域之一。納米技術(shù)的大肆傳播，已經(jīng)引起了人們的狂熱的追求和盲目的樂觀 [1]。納米技術(shù)自身的特點(diǎn)和發(fā)展?fàn)顩r要求我們從一種徹底不同的角度考慮納米技術(shù)的倫理問題，而這種更新穎的倫理方法或觀點(diǎn)應(yīng)該更注重未來納米技術(shù)的發(fā)展[2]。

倫理，通常與禁止和限制相關(guān)，特別是當(dāng)它涉及到技術(shù)的時(shí)候， 其約束是很多的。倫理學(xué)可以指導(dǎo)包括確定我們更好的生活的方式，以及告訴我們作為個(gè)人也好社會(huì)的一部分也好，應(yīng)該如何爭取和實(shí)現(xiàn)我們理想，并且使我們無愧于一個(gè)活生生的人。因此，盡管納米技術(shù)的倫理問題涉及到禁止和限制，但這不是全部問題之所在，甚至還算不上最重要的部分。

2.與納米技術(shù)有關(guān)的社會(huì)和倫理問題的三個(gè)誤區(qū)

作為一個(gè)社會(huì)人，我們已經(jīng)認(rèn)識到，學(xué)會(huì)跟蹤一種新技術(shù)應(yīng)用帶來影響的能力是很重要的，而且對這種技術(shù)的倫理方面影響的考慮也是越早越好[3]。然而就與納米技術(shù)相關(guān)的社會(huì)和倫理問題而言，還普遍存在三個(gè)誤區(qū)。

2.1認(rèn)為討論倫理和社會(huì)問題還為時(shí)過早

認(rèn)為討論倫理和社會(huì)問題還為時(shí)過早的前提主要來源于兩種主張。一是認(rèn)為納米技術(shù)能力的描述、控制和建設(shè)過程，即實(shí)踐的納米科學(xué)與工程沒有什么社會(huì)和道德問題的特點(diǎn)。二是目前還很少有產(chǎn)品含有已經(jīng)完成了納米粒子的設(shè)計(jì)，工藝或設(shè)備的制定了，更不用說大量生產(chǎn)和廣泛傳播了[4]。如果納米技術(shù)的實(shí)踐在社會(huì)和道德上是無害的或者納米技術(shù)本身基本上不存在，那么，社會(huì)和倫理方面的考慮必須無限延期下去。

2.2認(rèn)為現(xiàn)在討論倫理問題意義不大

第二個(gè)誤區(qū)的前提認(rèn)為技術(shù)創(chuàng)新是必然的--甚至呈現(xiàn)出指數(shù)增長--當(dāng)然，在這一過程中也會(huì)伴隨著他的益處。所以，在這種情況下，強(qiáng)調(diào)與納米技術(shù)革命相關(guān)的社會(huì)和倫理問題是最沒有意義也最不利的，因?yàn)槿魏螙|西都可能延緩納米技術(shù)為社會(huì)做出貢獻(xiàn)的步伐。要想促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，就要推動(dòng)技術(shù)發(fā)展，盡可能地?zé)o阻礙、無約束、無監(jiān)管的去應(yīng)用和傳播。還有，要健康發(fā)展就要教育人民了解納米技術(shù)，促進(jìn)公眾接受它，促進(jìn)產(chǎn)品的商業(yè)化并準(zhǔn)備人員和機(jī)構(gòu)以便我們調(diào)整、減輕和補(bǔ)救那些意想不到的健康和安全方面的影響。

2.3認(rèn)為確保公眾接受才是關(guān)鍵所在

對于納米技術(shù)研究持續(xù)性發(fā)展的支持，以及將納米技術(shù)最終融入到消費(fèi)產(chǎn)品和合理應(yīng)用的問題上，公眾對于納米技術(shù)的接受程度將成為其中的決定性因素。有一個(gè)普遍的觀點(diǎn)，甚至存在于那些大力倡導(dǎo)社會(huì)和倫理研究的專家當(dāng)中，這個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為：通過向公眾顯示關(guān)于納米技術(shù)的社會(huì)性擔(dān)憂已經(jīng)得到了解決，由此幫助納米技術(shù)獲得更多的公眾認(rèn)可度并保證其能夠順利的與國民和國際經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相結(jié)合。

3.納米技術(shù)可能引發(fā)的社會(huì)和倫理問題

納米技術(shù)的發(fā)展存在著很大的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，在發(fā)展和使用新興的納米技術(shù)滿足人類和社會(huì)緊迫需要的同時(shí)，如何充分而合理地去預(yù)見和減輕不利的影響或未曾想到的結(jié)果，已成為各國政府和科學(xué)界關(guān)注和研究的一個(gè)重要問題[5]。從納米技術(shù)的應(yīng)用及價(jià)值來看,具有極大潛力改變我們未來幾十年的生活方式,但正如波普爾所說的，"科學(xué)進(jìn)步是一種悲喜交集的福音"。所以解決其引發(fā)諸多的社會(huì)和倫理問題勢在必行。

3.1有爭議的道德問題

有爭議的道德問題可能涉及到研究和工程實(shí)踐亦或產(chǎn)品使用。例如，納米技術(shù)涉及包括轉(zhuǎn)基因生物體、使用胚胎干細(xì)胞和嵌合體的研究、合成生物學(xué)、建設(shè)人工生物武器的發(fā)展、基因?qū)＠⒑托薷娜说谋拘?。?dāng)然，有爭議的道德問題往往不是獨(dú)有的納米技術(shù)，雖然在某些情況下，納米技術(shù)可能實(shí)現(xiàn)它們特別引人注目的或有爭議的開發(fā)工具。

3.2社會(huì)環(huán)境問題

社會(huì)環(huán)境問題產(chǎn)生于納米技術(shù)同社會(huì)體制以及納米技術(shù)出現(xiàn)的體制背景的相互作用。由于納米技術(shù)是一項(xiàng)普遍使用，可以獲得的技術(shù)，所以它出現(xiàn)的可能引發(fā)的社會(huì)環(huán)境問題也是廣泛的，例如，獲得技術(shù)的公平問題，信息安全和隱私保護(hù)問題，知識產(chǎn)權(quán)問題，法律和政策問題，各種利益之間的沖突問題等等。納米技術(shù)不是環(huán)境負(fù)擔(dān)和利益分布的原因，設(shè)計(jì)能力，控制和納米級的創(chuàng)建并非天生是不公正的。當(dāng)考慮了納米技術(shù)的特點(diǎn)和實(shí)踐，環(huán)境正義似乎不是一個(gè)納米技術(shù)的問題。因此，不把社會(huì)環(huán)境問題理清楚，納米技術(shù)的可靠發(fā)展是不完整的。

3.3生命形式問題

生命形式問題出現(xiàn)于納米技術(shù)在社會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范和結(jié)構(gòu)，比如家庭結(jié)構(gòu)，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和生活軌跡等方面。社會(huì)規(guī)范往往是基于事實(shí)，或特定的理解，比如我們彼此的關(guān)系和我們與自然環(huán)境的關(guān)系。納米技術(shù)的出現(xiàn)有可能改變這種狀況，如果納米技術(shù)，特別是納米醫(yī)學(xué)能接近它所預(yù)期的那樣的那樣，那么與人類繁榮有關(guān)的規(guī)范將會(huì)進(jìn)一步得到修改。此外，同過去一樣，人類壽命延長和達(dá)到期望的健康等將對家庭規(guī)范和結(jié)構(gòu)（例如，贍養(yǎng)責(zé)任），生活計(jì)劃或軌跡（例如，婚姻狀況），以及社會(huì)和政治機(jī)構(gòu)產(chǎn)生重大影響。

3.4轉(zhuǎn)型問題

轉(zhuǎn)型問題產(chǎn)生于納米技術(shù)的潛力，尤其是結(jié)合其他新興技術(shù)，如生物技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)和機(jī)器人技術(shù)等來改造人權(quán)狀況，而不是僅僅作為形式的生活問題，修改一些參數(shù)。這可能是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的--顯著改變我們原來的生物種類，重建我們與自然環(huán)境之間的關(guān)系，創(chuàng)造自我意識和自主人工智能或發(fā)展強(qiáng)有力的替代環(huán)境。在這種情況下，新的道德狀況或?qū)⒁M(jìn)一些有關(guān)于我們的道德景觀需要重新配置或重新構(gòu)思的方面。■

【參考文獻(xiàn)】

［1］G..Khushf.The Ethics of Nanotechnology:Vision and Values for a New Generation of Science and Engineering. [J]National Academies Press,2004,(2).

［2］J.P.Dupuy,S.Roeser and A.Grinbaum.Living with Uncertainty:Toward the Ongoing Normative Assessment of Nanotechnology. [J]Research in Philosophy and Technology.2004,(2).

［3］朱鳳清，張帆.納米技術(shù)應(yīng)用引發(fā)的倫理問題及其規(guī)約機(jī)制[J].學(xué)術(shù)交流，2008,(1).

篇3

凱里學(xué)院　貴州省凱里市　556000

【摘　要】隨著納米技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，人們對微觀世界的認(rèn)知更加清晰；而醫(yī)學(xué)領(lǐng)域納米技術(shù)的運(yùn)用，給人類戰(zhàn)勝疾病提供了更加有力的武器。本文將結(jié)合當(dāng)前納米技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀，對納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域診斷、治療及醫(yī)學(xué)材料中的運(yùn)用進(jìn)行具體探究。

關(guān)鍵詞 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域；納米技術(shù)；醫(yī)學(xué)診斷；臨床治療；生物材料

當(dāng)前，納米技術(shù)已在我國醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，它是將納米技術(shù)與醫(yī)藥技術(shù)相結(jié)合，運(yùn)用日益成熟的納米技術(shù)理論與應(yīng)用方法，對醫(yī)學(xué)技術(shù)、臨床治療方法等加以綜合研究。隨著納米醫(yī)學(xué)的不斷深入，一些納米藥物制劑也被研發(fā)出來并投入醫(yī)療市場。將納米技術(shù)與醫(yī)學(xué)技術(shù)相結(jié)合，夯實(shí)了臨床診斷與治療的基礎(chǔ)，促進(jìn)我國醫(yī)學(xué)研究又上一個(gè)新水平。

1 納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用

1.1 病理診斷

目前，在臨床病理診斷中，免疫組織化學(xué)雖然發(fā)揮了一定作用，但是在定量診斷方面仍存在不足。如果引入納米級粒子，則既能定性檢測又能定量檢測，適應(yīng)性良好，可提高診斷的敏感性，也減少了處理標(biāo)本的繁瑣過程，診斷結(jié)果更快捷、更準(zhǔn)確。

1.2 癌癥診斷

納米技術(shù)應(yīng)用于惡性腫瘤的早期診斷，便于癌癥的早發(fā)現(xiàn)、早治療。當(dāng)惡性腫瘤僅有約4 個(gè)細(xì)胞大小時(shí)，利用納米微型溫度計(jì)就能夠檢測到人體內(nèi)部的癌變溫度，篩選正常細(xì)胞和已經(jīng)癌變的細(xì)胞，診斷后可利用高溫將細(xì)胞殺死[1]。再如，中國醫(yī)科大學(xué)研制并使用了超順磁性氧化鐵超微顆粒脂質(zhì)體，能夠檢測到3mm 以下直徑的肝臟腫瘤，有效避免病情惡化。

1.3 血液異常識別

利用納米技術(shù)進(jìn)入血流中進(jìn)行探測，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌、病毒等，以此診斷傳染性疾病并及早治療。例如，在電場的作用下，細(xì)胞芯片能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)尋址，精準(zhǔn)定位蛋白質(zhì)亞細(xì)胞，便于人體基因功能研究。

2 納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)治療中的應(yīng)用

2.1 藥物治療

納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)藥物治療中的應(yīng)用較為普遍和廣泛，其主要具備如下優(yōu)勢和作用：其一，有利于藥物的快速吸收，能夠提高診治效果。納米轉(zhuǎn)釋方法應(yīng)用于藥物中，由于適用的表面積較大，因此加快了藥物的溶解，更利于藥物吸收；再加上納米粒徑的藥物能夠較快穿透組織的間隙，分布范圍更廣，增強(qiáng)了藥物利用效率；其二，利用納米技術(shù)進(jìn)行控制與釋放，如應(yīng)用于納米膠囊中，可更好地保證藥物作用時(shí)間，增大藥物效果，同時(shí)也能減少患者對藥物的攝入量，降低副作用及不良反應(yīng)發(fā)生率，同時(shí)納米技術(shù)對提高藥物穩(wěn)定性也具有良好作用；其三，藥物定向釋放。將藥物傳遞到人體內(nèi)指定的部位，精準(zhǔn)定位治療，是納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要方面之一[2]。通過靶向用藥方式，將藥物作用于人體某一部位，以提高治療效果、降低不良反應(yīng)。如目前使用靶向藥較多應(yīng)用于肝臟、卵巢、心臟等部位；其四，采用全新給藥途徑，如臨床使用多肽類藥物較多、效果良好，但是這種藥物成分極易被蛋白水解酶降解，而采用納米技術(shù)，則避免了此類問題。

2.2 基因治療

納米技術(shù)在基因疾病方面的治療，是納米生物技術(shù)的一大亮點(diǎn)，其中包含了基因改性與基因仿生兩大方面。在基因改性方面的應(yīng)用，主要作用在顯微鏡獲取的蛋白質(zhì)、核算分子等圖像中，在微小的環(huán)境中，利用納米技術(shù)實(shí)現(xiàn)了堿基序列的重新排列，改變了DNA 分子變構(gòu)；同時(shí)，有關(guān)DNA納米仿生制造的應(yīng)用，主要利用了DNA 在復(fù)制過程中會(huì)遵循堿基互補(bǔ)法則這一特性，再加上遺傳信息的多樣性，對單個(gè)原子和分子進(jìn)行操作，創(chuàng)造出與人體生命功能類似的納米有機(jī)- 無機(jī)復(fù)合機(jī)器。

2.3 納米機(jī)器人

諾貝爾獎(jiǎng)得主理查德·費(fèi)曼最先提出將微型機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，即納米機(jī)器人。按照醫(yī)生事先制定好的運(yùn)作程序，通過血管將納米機(jī)器人注入患者體內(nèi)，可以將血液中含有的氧氣、葡萄糖等轉(zhuǎn)化為能量，清除動(dòng)脈中的脂類沉積物，清理血管，殺死細(xì)菌和癌細(xì)胞，同時(shí)也可反映人體內(nèi)病變情況。另外，人體器官修復(fù)也可應(yīng)用納米機(jī)器人技術(shù)，對基因進(jìn)行裝配，清除有害的DNA 基因，置入正常的DNA 基因，或者修復(fù)大腦及人體臟器的凍傷，在低溫環(huán)境下使人復(fù)活；經(jīng)紐約大學(xué)研制使用的納米機(jī)器人，設(shè)計(jì)了兩個(gè)使用DNA 制作的手臂，可以在指定的位置旋轉(zhuǎn)，適用范圍更廣、更靈活[3]。

3 納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)材料中的應(yīng)用

3.1 人工血紅細(xì)胞

納米材料制成人工血紅細(xì)胞主要應(yīng)用于肺功能損傷、貧血、人工呼吸等治療中，在約1000 個(gè)大氣壓的條件下，將高壓氧充入100mm 內(nèi)徑的球體中，讓氧氣在球中釋放濃度，此時(shí)充當(dāng)人體天然紅細(xì)胞的作用，且輸送氧能力優(yōu)于人體紅細(xì)胞，能夠有效維持生物炭的活性。

3.2 介入性治療

當(dāng)納米微粒子材料與人體或者動(dòng)物體內(nèi)的物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)時(shí)，就會(huì)發(fā)光。利用這一原理，將光導(dǎo)纖維深入到人體血管中，利用光譜分析物質(zhì)的特征、性質(zhì)等要素，這種方法多用于檢測人體的血糖值，用于糖尿病的臨床診斷與治療。

3.3 醫(yī)用敷料

在醫(yī)用敷料中選用納米級銀粒子，主要利用其選擇性與吸附性良好的特征，能夠穿透人體內(nèi)的細(xì)菌細(xì)胞壁，對細(xì)胞內(nèi)特殊結(jié)構(gòu)加以改變，破壞酶活性。一旦納米銀粒子遇到水分，其中粒子將更快地析出，擴(kuò)散到四周，效果更加明顯。因此，即使在濕潤的環(huán)境中，該種材料仍能夠起到抗菌、抗感染的作用。

總之，納米技術(shù)的應(yīng)用給人類生存與發(fā)展帶來積極影響，目前已在醫(yī)藥、生物等諸多領(lǐng)域采用，未來人們戰(zhàn)勝各種疾病的美好愿望將得以實(shí)現(xiàn)，各種疑難雜癥將迎刃而解。因此，加快對納米技術(shù)的研究，客觀分析利弊兩方面，改進(jìn)不利因素，發(fā)揮有利優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的全面應(yīng)用，具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 張曉玲. 納米材料和納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J]. 職業(yè)技術(shù),2013(02).

篇4

一、各國競相出臺納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃

由于納米技術(shù)對國家未來經(jīng)濟(jì)、社會(huì)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(dòng)器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)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(gè)國家制定了國家級的納米技術(shù)計(jì)劃。一些國家雖然沒有專項(xiàng)的納米技術(shù)計(jì)劃，但其他計(jì)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(jì)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(huì)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(jì)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(jì)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(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域，并制定了多項(xiàng)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(shí)。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(shí)用性的研發(fā)，同時(shí)跨省廳重點(diǎn)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(shí)施的第六個(gè)框架計(jì)劃也對納米技術(shù)給予了空前的重視。該計(jì)劃將納米技術(shù)作為一個(gè)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(huì)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(gè)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(huì)因素，趨利避險(xiǎn)。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(jì)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(huì)給人類社會(huì)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(jì)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(shí)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(gè)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(jì)劃結(jié)束時(shí)，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(jì)劃》、《納米科技研究計(jì)劃》，這些計(jì)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(shí)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(huì)、國家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會(huì)。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(gè)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(xiàng)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(xiàng)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)。

二、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(bào)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(jì)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(fèi)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(cái)年聯(lián)邦政府將對納米技術(shù)計(jì)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(fèi)。

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(gè)框架計(jì)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(jì)可達(dá)9.15億美元。另有一些人估計(jì)，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(jì)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(jì)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(jì)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(bào)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(shí)代必將到來。

三、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(jì)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(jì)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(shí)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(gè)多百分點(diǎn)，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(jì)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(gè)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(gè)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(dú)占鰲頭

據(jù)統(tǒng)計(jì)：美國專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項(xiàng)關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國家是美國（1454項(xiàng)），其次是日本（368項(xiàng)）和德國（118項(xiàng)）。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(shí)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(gè)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(shí)力，但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究，而實(shí)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(diǎn)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(jì)劃。在納米醫(yī)學(xué)方面，納米傳感器可在實(shí)驗(yàn)室條件下對多種癌癥進(jìn)行早期診斷，而且，已能在實(shí)驗(yàn)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(xiàng)《癌癥納米技術(shù)計(jì)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(shí)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(dòng)也是一個(gè)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(dòng)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(diǎn)，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(yùn)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)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(jì)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(shí)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(gè)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。

四、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(jì)：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(shí)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(xiàng)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(dòng)力，因此，嘗試建立一個(gè)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(gè)“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”，以便及時(shí)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(xiàng)：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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計(jì)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(gè)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(huì)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(dòng)納米技術(shù)在歐盟成員國的應(yīng)用。歐盟委員會(huì)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(yùn)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(shí)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。

篇5

目前，納米技術(shù)已廣泛應(yīng)用于材料學(xué)、電子學(xué)等領(lǐng)域，并逐漸向生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域滲透。2000年，楊氏等[1]在通過研究不同粒徑(≤100、150、200、500 nm)的礦物中藥雄黃和石決明(納米、微米和常態(tài))對藥效的尺寸效應(yīng)后認(rèn)為，利用改變中藥顆粒的單元尺寸(使其小到一定程度)以改變其物理狀態(tài)，可以顯著改變中藥制劑產(chǎn)生的藥理效應(yīng)，并由此首次提出了納米中藥的概念。此后，國內(nèi)學(xué)者開始了納米技術(shù)在中藥領(lǐng)域的應(yīng)用研究，并取得了一些突破性進(jìn)展，申請了許多有關(guān)納米中藥的專利。納米技術(shù)的應(yīng)用對中藥的研究和開發(fā)產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。

1 納米技術(shù)應(yīng)用于中藥研究與開發(fā)的意義

1.1 有助于對中醫(yī)藥基礎(chǔ)理論研究的突破

1.1.1 揭示中藥“歸經(jīng)”的實(shí)質(zhì) 中藥歸經(jīng)是中藥選擇性地歸屬于機(jī)體疾病狀態(tài)的某些臟腑經(jīng)絡(luò)的屬性，是藥物作用的定位概念。傳統(tǒng)的歸經(jīng)理論沒有闡明歸經(jīng)所依據(jù)的經(jīng)絡(luò)、臟腑的實(shí)質(zhì)，隨著時(shí)代的發(fā)展，它已經(jīng)難以繼續(xù)指導(dǎo)中藥新藥的研究和開發(fā)。中藥歸經(jīng)理論的進(jìn)一步研究應(yīng)該是全面探討歸經(jīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，并從分子水平闡明這一理論所涉及的現(xiàn)代生理、生化、藥理、病理等問題，揭示歸經(jīng)的實(shí)質(zhì)。目前，中藥歸經(jīng)理論實(shí)驗(yàn)研究的其中一類思路是觀測中藥有效成分在體內(nèi)的分布及作用部位[2]。隨著納米中藥粒子或納米中藥微膠囊的發(fā)明，可以利用其控釋效應(yīng)，使中藥有效成分恒速穩(wěn)定地作用于動(dòng)物模型或人體的作用器官或特定靶組織，并較長時(shí)間地維持其有效的濃度，從而較好地確定藥物主要作用的某些生理系統(tǒng)，揭示中藥歸經(jīng)的實(shí)質(zhì)。

1.1.2 進(jìn)一步完善中藥“升降沉浮”理論

中藥的“升降沉浮”是指藥物作用于人體的趨勢。升降沉浮作為用藥的基本原則，它與臨床治療有著密切的關(guān)系。在臨床治療時(shí)，需根據(jù)藥物升降沉浮的不同特性選用相應(yīng)的藥物。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，代赭石、半夏等能引藥向下，作用趨勢向下；人參、黃芪等能益氣升提，作用趨勢向上；金銀花、細(xì)辛等可作升浮藥；大黃、黃連等可作沉降藥。因此，我們可以將納米級的這些中藥作用于生理器官，跟蹤其作用趨向，確定其“升降”或“沉浮”。

1.1.3 揭示“五臟相音”的實(shí)質(zhì)

五臟相音理論認(rèn)為，五臟相應(yīng)于不同的聲音，五臟脾、肺、肝、心、腎相應(yīng)于五音宮、商、角、徵、羽，可以根據(jù)人們聲音的變化，以作為診斷和治療的依據(jù)，提示應(yīng)當(dāng)進(jìn)行何種經(jīng)絡(luò)調(diào)理和飲食調(diào)理，最終達(dá)到治未病的目的[3]。2004年，德國Gimzewski教授[4]在《Science》雜志上發(fā)表了其研究成果，利用原子力顯微鏡(atomic force microscope)精確地測知了單細(xì)胞細(xì)胞壁上的任何振動(dòng)，并把它們轉(zhuǎn)換為聲音，開創(chuàng)了基于納米水平的細(xì)胞聲學(xué)，也開創(chuàng)了一個(gè)新的高科技研究領(lǐng)域——聲音與疾病的關(guān)系。這與《黃帝內(nèi)經(jīng)》中論述的宏觀意義上的臟腑聲音、辨色聽音察體診斷疾病、以聲音區(qū)分陰陽并進(jìn)行飲食和經(jīng)絡(luò)調(diào)理以達(dá)到治未病的理論具有驚人的相似之處[5]。因此，納米技術(shù)的應(yīng)用，將可能揭開中醫(yī)“五臟相音”理論的神秘面紗，以更好地指導(dǎo)中藥新藥的研究和開發(fā)。

1.2 有助于提高制劑質(zhì)量和水平，促進(jìn)中藥新產(chǎn)品的開發(fā)

1.2.1 改善傳統(tǒng)制劑工藝，豐富中藥劑型，提高制劑質(zhì)量和水平

采用傳統(tǒng)的水提或醇提的制劑工藝容易破壞中藥的生物活性成分及有效成分，而一些與納米技術(shù)相關(guān)的制劑技術(shù)的應(yīng)用，如分子包合技術(shù)、脂質(zhì)體技術(shù)、固體分散技術(shù)、固體脂質(zhì)納米粒技術(shù)、聚合物納米粒技術(shù)和微乳技術(shù)等，不僅可以極大地豐富中藥傳統(tǒng)的以湯、丸、散、膏、丹為主的劑型，引入高效透皮釋放制劑、口服控釋片、口服含片、干粉吸入劑、鼻噴霧劑、舌面速溶片以及植入制劑、微乳劑和脂質(zhì)體等多種新劑型，也將顯著地提高中藥制劑的質(zhì)量和水平，如可以極大地提高制劑的混合均勻性、分劑量準(zhǔn)確性以及可壓性。

1.2.2 增加新功效，促進(jìn)中藥新產(chǎn)品的開發(fā)

納米中藥的量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)將導(dǎo)致其物理化學(xué)性質(zhì)、生物活性及藥理性質(zhì)發(fā)生根本的變化，從而賦予傳統(tǒng)中藥全新的藥效，拓展治療范圍[3]。例如，納米化后的牛黃和靈芝都呈現(xiàn)普通牛黃和普通靈芝不具有的藥效。若將納米中藥應(yīng)用到保健品或化妝品中，將促進(jìn)中藥材保健品、化妝品工業(yè)的發(fā)展，拓展中藥的使用范圍。此外，若將納米中藥作病毒誘導(dǎo)物，將可能實(shí)現(xiàn)不含抗生素的長效廣譜抗菌功效和抗病毒功效，開發(fā)出新一代的廣譜抗菌藥物?？傊?，納米技術(shù)在中藥領(lǐng)域的應(yīng)用，對加速中藥新藥的研制與開發(fā)具有重要的意義。

1.2.3 促進(jìn)中藥制劑的標(biāo)準(zhǔn)化和國際化，提升中藥的市場競爭力

中藥的多種新劑型，可以使其使用方法更符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，利于其在國際市場上的推廣。將納米技術(shù)引入中藥的研究與開發(fā)，能在納米中藥的制藥技術(shù)、藥效等諸方面建立一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)和創(chuàng)新方法，能使中藥的質(zhì)量評價(jià)有國際化的標(biāo)準(zhǔn)，從而有助于提升中藥的市場競爭力。

1.3 有助于提高中藥的生物利用度和療效

中藥一般都含有較多的木質(zhì)素、纖維、膠質(zhì)、脂肪、糖類等，用傳統(tǒng)方法粉碎往往難以達(dá)到細(xì)胞破壁，影響了中藥材中有效成分的浸出，妨礙了藥物在生物體內(nèi)的吸收。中藥粒子的納米化可以使細(xì)胞破壁，大大提高中藥有效成分的滲透性或溶解度，提高藥物的生物利用度；還可以利用納米化的中藥所具有的緩釋功能和靶向給藥功能，提高藥效。另外，也可以利用中藥的納米包覆技術(shù)，改變一些中藥制劑的親水親油性，提高中藥的臨床療效。這將有利于減少用藥量，節(jié)約有限的中藥資源。

2 存在的問題

2.1 與中醫(yī)“辨證用藥”原則相悖

中藥復(fù)方的藥理作用機(jī)理較復(fù)雜，往往多元反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。中藥從單味藥到組合成方，不僅量變，而且質(zhì)變，中藥在不同復(fù)方中的功效可能有所不同，這與藥物在不同的復(fù)方中可能發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。隨著納米技術(shù)的應(yīng)用，中藥成分之間的某些物理化學(xué)反應(yīng)將受到控制或發(fā)生根本性的變化，使得藥物脫離了復(fù)雜的化學(xué)環(huán)境或使化學(xué)環(huán)境更加復(fù)雜，導(dǎo)致中藥有效成分和藥效的不確定性，并影響藥物的穩(wěn)定性，從而可能改變藥物的功效，與中醫(yī)“辨證用藥”的原則相悖。

2.2 與中醫(yī)藥“價(jià)廉”的特點(diǎn)相悖

納米技術(shù)在中藥制備領(lǐng)域的應(yīng)用將極大地提高其生產(chǎn)成本，勢必會(huì)影響到中藥的銷售價(jià)格，使原本以質(zhì)優(yōu)價(jià)廉取勝的中藥因價(jià)格因素而難以推廣，也會(huì)影響到我國具有中國特色的醫(yī)療衛(wèi)生保障體系的建設(shè)。

2.3 一些基礎(chǔ)性研究工作有待加強(qiáng)

①納米中藥制備的理論與技術(shù)研究，包括適合中藥制藥行業(yè)使用的系列超細(xì)顆粒裝備及配套設(shè)備的研制和產(chǎn)業(yè)化工作；②納米中藥質(zhì)量評價(jià)和質(zhì)量控制方法研究，建立納米中藥藥理、療效、病理學(xué)和毒理學(xué)的理論與系統(tǒng)評價(jià)方法；③納米中藥新產(chǎn)品開發(fā)的理論和技術(shù)研究以及產(chǎn)業(yè)化推廣工作。

3 結(jié)語

納米技術(shù)是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的領(lǐng)域之一，它給中醫(yī)藥的現(xiàn)代化提供了新的思路和方法。隨著納米技術(shù)在中藥研究與開發(fā)領(lǐng)域的一些應(yīng)用基礎(chǔ)研究上獲得突破，它必將極大地促進(jìn)中藥現(xiàn)代化的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

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篇6

關(guān)鍵詞：納米技術(shù)，機(jī)械工程，應(yīng)用

中圖分類號：TU198文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

前言

納米技術(shù)從材料的結(jié)構(gòu)層面而言,其屬于宏觀物質(zhì)欲微觀層面的原子、分子的中間領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于各學(xué)科，使機(jī)械工程領(lǐng)域發(fā)生了翻天覆地的變化。運(yùn)用納米技術(shù)，在機(jī)械工程領(lǐng)域出現(xiàn)了微機(jī)械技術(shù)，它已成為新世紀(jì)的核心技術(shù)，世界上有許多國家都推出了更多的納米技術(shù)研究，機(jī)其在械工程中更是一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。

1、納米材料刀具

這項(xiàng)技術(shù)的研制成功是由安徽合肥大學(xué)實(shí)現(xiàn)的。合肥大學(xué)成功研制了納米新型陶瓷刀具,該成功具有著標(biāo)志性意義,表明了運(yùn)用納米材料制作新型金屬陶瓷刀具問世。納米技術(shù)在其中的運(yùn)用,使得刀具的力學(xué)性能大大優(yōu)化,而且刀具的使用壽命也提高了2倍以上。

2、納米耐磨符合圖層的運(yùn)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(huì)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(gè)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。

3、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(dòng)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(dòng)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(jì)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(jì)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(yùn)用在機(jī)械工程之中,那么機(jī)械的體積會(huì)因?yàn)榧{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(shí)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(dòng)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(yùn)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(gè)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(shí)代意義的產(chǎn)物。

(2)納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的材料以及多元化

納米技術(shù)的應(yīng)用使原材料能夠以一種更加微小的形態(tài)出現(xiàn),而且性能強(qiáng)大。其首先不僅改良了傳統(tǒng)的材料,同時(shí)通過采用納米科技,更多更新的新材料也不斷涌現(xiàn)。磁性液體密封技術(shù)證明了磁性液體能夠能夠被磁場控制的特性,另外在材料的應(yīng)用過程中,通過向其添加一定的微量元素,還能夠使材料獲得更好的效果。第四，納米技術(shù)節(jié)能效果。納米技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“小材大用”，帶來的又一優(yōu)勢便是節(jié)能和環(huán)保。在納米技術(shù)的應(yīng)用中，產(chǎn)生了很多新型材料，它們減少了很多不必要的消耗，使得傳統(tǒng)的機(jī)械工程中需要的大量材料迅速降低，對于原材料的節(jié)約起到了驚人的效果。德國不萊梅應(yīng)用物理所已研制成功并且申請了一項(xiàng)專利，即用納米Ag代替微米Ag 制成導(dǎo)電膠，可節(jié)省Ag 粉50%，用這種導(dǎo)電膠焊接金屬和陶瓷，涂層不需太厚，而且涂層表面平整，效果理想。

(3)納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的摩擦性能

納米技術(shù)最為顯著的一個(gè)特征就是其摩擦性能,在機(jī)械工程中,特別是結(jié)構(gòu)和尺寸比較大的機(jī)械,由于摩擦力的影響,各種軸承對會(huì)因摩擦出現(xiàn)損傷,對機(jī)械的磨損非常嚴(yán)重。而納米材料,則幾乎處在一種無摩擦的狀態(tài),非常好的克服了摩擦的問題。

4、納米減摩與自修復(fù)技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的減摩添加劑主要有兩大類: 一類是化學(xué)( 活性) 減摩添加劑, 該類添加劑大部分具有極性或含有活性元素的油溶性有機(jī)化合物。該類添加劑在摩擦過程中, 與摩擦表面發(fā)生摩擦化學(xué)反應(yīng), 生成摩擦化學(xué)保護(hù)膜, 從而起到抗磨減摩作用。該類添加劑的缺點(diǎn)是消耗性和耐高溫性能較差; 另一類是機(jī)械減摩, 這類添加劑是非油溶性的懸浮于油中的固體微粒。該類添加劑能在摩擦過程中, 沉積并填平凹凸不平的磨損表面, 阻礙部件的直接接觸而起到減少摩擦磨損作用。該類添加劑的主要缺點(diǎn)是摩擦系數(shù)較高, 固體微粒的分散性能差。全軍裝備維修表面工程研究中心在上述減摩添加劑研究的基礎(chǔ)上, 利用先進(jìn)的納米技術(shù), 研制了納米減摩與自修復(fù)油添加劑。減摩與自修復(fù)是指在摩擦過程中, 由于介質(zhì)及環(huán)境的摩擦物理、化學(xué)作用, 對磨損表面具有一定補(bǔ)償?shù)摹靶迯?fù)”現(xiàn)象。減摩與自修復(fù)型添加劑的作用機(jī)理與常見的活性添加劑不同, 它不是以犧牲添加劑和表面物質(zhì)為條件, 而是在摩擦條件下,在摩擦表面上沉積、結(jié)晶、鋪展成膜, 使磨損得到一定補(bǔ)償, 具有一定減摩與自修復(fù)作用。目前, 自修復(fù)型添加劑的作用機(jī)理大致可分為兩類, 一類是鋪展成膜理論: 添加劑分子與金屬表面具有親和作用, 在摩擦過程中表現(xiàn)出極性, 并擴(kuò)散到摩擦微觀表層, 形成一層具有減摩與自修復(fù)作用的鋪展膜;另一類是共晶成膜理論: 即在邊界、混合狀態(tài)下, 局部的摩擦高溫促使添加劑微粒與磨損微?；铣晌⑿〉墓簿⑶? 在表面形成具有滾動(dòng)性功能的保護(hù)層膜, 填充摩擦表面微觀溝谷, 改善摩擦表面的性能, 以降低摩擦阻力, 延長使用壽命。納米減摩與自修復(fù)添加劑作用機(jī)理可在某種程度上體現(xiàn)共晶成膜機(jī)理。在一定溫度、壓力、摩擦力作用下, 表面產(chǎn)生劇烈摩擦和塑性變形, 納米材

料在摩擦表面沉積, 并與摩擦表面作用。當(dāng)摩擦表面的溫度高到一定值時(shí), 納米材料粒子強(qiáng)度下降,即與金屬表面摩擦的微觀顆粒產(chǎn)生共晶, 填補(bǔ)表面微觀溝谷, 從而形成一層具有抗磨減摩作用的修復(fù)膜。

結(jié)語

納米材料在機(jī)械工程中被廣泛使用，它的應(yīng)用將改變傳統(tǒng)的機(jī)械的操作模式，以促進(jìn)機(jī)械工程的發(fā)展，透露出強(qiáng)烈的科技實(shí)力。另外, 在機(jī)械工程，納米技術(shù)的例子不勝枚舉，通過新興技術(shù)的應(yīng)用，我們可以清楚地感受到在機(jī)械工程中納米技術(shù)將會(huì)對其產(chǎn)生非常深刻的影響。

參考文獻(xiàn)

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[2]閆超.納米技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用淺談[J].價(jià)值工程.2010(29).

篇7

1959年，美國物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼曾大膽提出設(shè)想：“如果有一天可以按照人的意志安排一個(gè)個(gè)原子的話，那將會(huì)產(chǎn)生怎樣的奇跡？”而今，因納米科技而產(chǎn)生的奇跡不僅在不斷發(fā)生，并且納米帶給人類生活的震憾，絲毫不遜于計(jì)算機(jī)技術(shù)的影響力，并且將更深刻、更廣泛、更持久。

科學(xué)家們認(rèn)為，納米不僅小得可愛，而且威力無比、很有力量。它將會(huì)帶來21世紀(jì)的一次產(chǎn)業(yè)革命，并且將深刻地影響人類的生活。

本刊在2012年第6期對北京懷柔納米產(chǎn)業(yè)園做了報(bào)道，但納米技術(shù)如何滲透到我們的衣、食、住、行、用等各個(gè)方面、如何改變你我的生活？在不遠(yuǎn)的將來，像現(xiàn)在“銀河”那樣的巨型計(jì)算機(jī)可以小到隨手放進(jìn)口袋；而美國國會(huì)圖書館的全部信息，可以壓縮到一塊糖那么小；納米機(jī)器人可能進(jìn)入我們身體的任何地方，幫助清除垃圾和病灶；甚至星際旅行也將因?yàn)橛辛思{米技術(shù)而變成現(xiàn)實(shí)……有了納米技術(shù)，這一天看上去并不遙遠(yuǎn)。您相信嗎？

茶杯摔不碎、衣服不用洗、機(jī)器人可以到人體內(nèi)部給人治病，這一切聽起來像是天方夜談，但是因?yàn)橛辛诵《蓯鄣募{米技術(shù)，一切成為了可能。納米技術(shù)看似神秘，其實(shí)，在今天，它已經(jīng)走進(jìn)了你我的生活，悄悄滲透到我們的衣、食、住、行、用等各個(gè)方面……

納米“生物炸彈”直擊病灶

設(shè)想一下，未來您去醫(yī)院看病既不用打針，也不需要吃藥，這樣就能治好您的病，您會(huì)相信嗎？比如讓微小的納米粒子將癌癥“燒煮”后從體內(nèi)驅(qū)趕出去；藥物像“精準(zhǔn)的炸彈”一樣，只在病灶靶心處引爆起作用；納米級粒子使藥物在人體內(nèi)傳輸更加方便；在人工器官外面涂上納米粒子可預(yù)防移植后的排異反應(yīng)……這一切不只是想象，不久的將來，科學(xué)家將這些理論會(huì)變成可實(shí)際應(yīng)用的治療方法。

國家納米材料科學(xué)中心研究員蔣興宇激動(dòng)地說：“納米技術(shù)將帶給醫(yī)學(xué)一場前所未有的技術(shù)革命，它將大幅度提高人類健康和保健的水平，可以預(yù)見，不久的將來納米醫(yī)學(xué)將可望在許多方面得到突破和應(yīng)用?！?/p>

舉個(gè)例子，比方說感冒，大家感冒吃藥，現(xiàn)在病人吃一次藥可以管12個(gè)小時(shí)。說不定將來用納米技術(shù)做成的藥物吃一次可以管一周，也就是說一次感冒你吃一次藥就足夠了，這就是常說的納米緩釋技術(shù)。

還有呢，利用納米技術(shù)，你可以讓用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進(jìn)入人體。這種智能藥物能直接到達(dá)原來到達(dá)不了的病灶部位，人們通過操縱智能藥物，可使納米微粒在人的身體病灶部位聚集并進(jìn)行有目標(biāo)的治療，這就是常說的靶向藥物，它能控釋納米微粒載體（俗稱“生物導(dǎo)彈”）在病灶處引爆，這種用納米定向技術(shù)輸送藥物治療效果神奇。

現(xiàn)在的醫(yī)療水平，一般是等到疾病發(fā)展到一定程度的時(shí)候，疾病才能被診斷出來。如果疾病能早檢測、早知道、早治療的話，顯然對治療是有好處的。就像美國前總統(tǒng)克林頓曾經(jīng)說過的那樣，如果說癌癥還只有幾個(gè)細(xì)胞大小的時(shí)候就能被發(fā)現(xiàn)，那么癌癥就沒那么可怕了。納米技術(shù)使得這種設(shè)想有可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，因?yàn)榧{米技術(shù)的檢測靈敏度特別高。未來，使用納米技術(shù)的新型診斷儀器只需檢測少量血液，就能通過其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾?。患{米技術(shù)會(huì)讓醫(yī)生只檢測幾個(gè)細(xì)胞就能判斷出病人是否患上癌癥……

這些聽上去似乎是天方夜譚的暢想，未來將逐漸變成現(xiàn)實(shí)。蔣興宇研究員和他的團(tuán)隊(duì)使我們看到了利用納米技術(shù)的希望。蔣興宇激動(dòng)地介紹說，2010年的一天，他和他的團(tuán)隊(duì)在大量研究中偶然發(fā)現(xiàn)了“黃金組合”——“納米顆粒+藥物前體小分子”。這種新型納米材料是將本身無活性的嘧啶類藥物前體小分子修飾于金納米顆粒，使其顯示優(yōu)良的抗菌活性，從而攻破了“超級細(xì)菌”（隨著抗生素的濫用，一批曾是“孱弱之軀”的細(xì)菌經(jīng)歷優(yōu)勝劣汰，躲過抗生素的滅殺，數(shù)代繁殖后逐漸練就了一身“銅墻鐵壁”，形成了所謂的“超級細(xì)菌”）的金鐘罩、鐵布衫。與現(xiàn)有抗生素相比，這種納米材料很難誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性。

“我們發(fā)現(xiàn)它是非常偶然的，但是我們抓住了這個(gè)偶然的機(jī)會(huì)。沒有預(yù)期它對耐藥菌的作用這么好?！?/p>

那么，這種作為新型抗菌體的納米顆粒，是不是就能取代抗生素呢？蔣興宇搖了搖頭說：“納米材料在耐藥性方面可能會(huì)優(yōu)于抗生素，但現(xiàn)在還需考慮的問題是納米材料對人體的作用。” 據(jù)介紹，納米顆粒對人原代細(xì)胞生理活動(dòng)并無顯著影響，但還需要根據(jù)更全面的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行分析。最終能否對“取代”這一說法蓋棺定論，還需在今后繼續(xù)進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)再到人體試驗(yàn)來加以驗(yàn)證。

“芯片上的實(shí)驗(yàn)室”守護(hù)食品安全

眼下，隨著一系列食品安全事件的爆發(fā)，各種食品安全問題成了老百姓關(guān)心的焦點(diǎn)。大家要問，如果有準(zhǔn)確、迅速、簡便的檢測方法，老百姓在選擇食品的時(shí)候就有守護(hù)神了。2008年9月，我國爆發(fā)三鹿嬰幼兒奶粉受污染事件，罪魁禍?zhǔn)兹矍璋烽_始浮出水面，蔣興宇說，“納米技術(shù)運(yùn)用于三聚氰胺的檢測，表密度更高，選擇性更好，速度更快，這是它較之前檢測辦法的優(yōu)勢?！边@項(xiàng)技術(shù)便是微流控芯片，也被形象地稱為“芯片上的實(shí)驗(yàn)室”。

微流控芯片的主要特點(diǎn)是能夠使樣品、試劑和能量消耗大大降低，縮短檢驗(yàn)時(shí)間，提高分析檢測的效率。特別是很多種基于免疫分析的檢測方法，都可以利用微流控來克服常規(guī)免疫分析的缺點(diǎn)，大大降低檢測成本。

除了靈敏度高、通量大、特性好等優(yōu)點(diǎn)，微流控芯片之所以被稱為“芯片上的實(shí)驗(yàn)室”，還源于其最大的魅力——小型化。這相當(dāng)于將一個(gè)大型的實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)設(shè)備搬遷至一個(gè)小小的芯片之上，使得普通消費(fèi)者不再需要去檢測中心花費(fèi)大量的時(shí)間和財(cái)力進(jìn)行像食品添加劑等物質(zhì)的檢測。這無疑是對檢測技術(shù)的一場革命，為該檢測技術(shù)走向千家萬戶提供了可能。

篇8

1引言

納米科技是指在納米尺度(1到100納米之間)上研究物質(zhì)(包括原子、分子的操縱)的特性和相互作用(主要是量子特性)，以及利用這些特性的多學(xué)科交叉的科學(xué)和技術(shù)。納米科技成果擁有科技成果的特征和納米科技的特點(diǎn)。

2科技成果簡介

2.1成果定義和特征

科技成果是指對某一科學(xué)技術(shù)研究為內(nèi)容，通過試驗(yàn)研究、調(diào)查考察取得的具有一定實(shí)用價(jià)值或?qū)W術(shù)意義的結(jié)果，包括研究課題結(jié)束已取得的最后結(jié)果，研究課題雖未全部結(jié)束但已取得的可以獨(dú)立應(yīng)用或具有一定學(xué)術(shù)意義的階段性成果?？萍汲晒哂行路f性與先進(jìn)性、實(shí)用性與重復(fù)性，有獨(dú)立、完整的內(nèi)容和存在形式，應(yīng)通過一定形式予以確認(rèn)等特征。

2.2科技成果轉(zhuǎn)化描述

科技成果轉(zhuǎn)化是指為了提高生產(chǎn)力水平，對科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)產(chǎn)生的具有實(shí)用價(jià)值的科技成果進(jìn)行的后續(xù)試驗(yàn)、開發(fā)、應(yīng)用、推廣，直至形成新產(chǎn)品、新工藝、新材料，發(fā)展新產(chǎn)業(yè)的相關(guān)活動(dòng)。從宏觀上來看，科技成果轉(zhuǎn)化是一個(gè)由科技供給系統(tǒng)、科技轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、科技需求系統(tǒng)和科技環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)成的大系統(tǒng)。在微觀方面，科技成果轉(zhuǎn)化一般包括實(shí)驗(yàn)室研究、中間試驗(yàn)、工業(yè)性實(shí)驗(yàn)、工廠化生產(chǎn)等諸多環(huán)節(jié)。

2.3科技成果轉(zhuǎn)化三個(gè)發(fā)展階段

科技成果產(chǎn)生階段：該階段主要從確定研究開發(fā)項(xiàng)目開始，到初步成果（產(chǎn)品）形成才基本完成?？萍汲晒D(zhuǎn)移階段：該階段主要包括成果（產(chǎn)品）進(jìn)入中試試驗(yàn)和工業(yè)化試驗(yàn)等。科技成果應(yīng)用階段;該階段主要包括成果（產(chǎn)品）進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)，并進(jìn)入市場等。

2.4科技成果轉(zhuǎn)化基本要求

科技成果轉(zhuǎn)化作為一項(xiàng)復(fù)雜的社會(huì)系統(tǒng)工程，需具備多方面條件，滿足多方面要求，如科技成果自身的成熟程度、轉(zhuǎn)化環(huán)境，以及相應(yīng)的政策、社會(huì)服務(wù)與支持等都是重要的轉(zhuǎn)化條件，是順利轉(zhuǎn)化的基本要求。以下分別作說明。

2.4.1技術(shù)成熟度

技術(shù)成熟度，即科技成果適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展需要的實(shí)際水平，是科技成果轉(zhuǎn)化的最根本的條件。技術(shù)成熟度特征:完全成熟的科技成果，應(yīng)當(dāng)是可以立即生產(chǎn)的；不夠成熟的成果則還需再投入進(jìn)行二次開發(fā)，才可能投入生產(chǎn)，所需要投入量越大，表示成果就越不成熟。技術(shù)不成熟原因：技術(shù)認(rèn)識不同，科技投入不足，使科研條件和科研深度都較為缺乏；中試環(huán)節(jié)薄弱，中試的欠缺使得成果的先進(jìn)性、適應(yīng)性、配套性、可靠性達(dá)不到要求，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的需要。例如：長期以來，由于經(jīng)費(fèi)短缺，我國中試基地建立的數(shù)目較少。以上海為例，2005年從基礎(chǔ)研究到中試再到產(chǎn)業(yè)化，投資比例為1：1.03：10.55，而較為合理的比例是1：10：100。中試的欠缺使我國科技成果的轉(zhuǎn)化率低，已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)“瓶頸”。結(jié)論：科技成果要實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化，首先要求科技成果技術(shù)成熟。因而需加大投資力度，加強(qiáng)中試試驗(yàn)研究力度，形成成熟的、可靠的科技成果，促進(jìn)成果的推廣。

2.4.2轉(zhuǎn)化環(huán)境

轉(zhuǎn)化環(huán)境主要包括轉(zhuǎn)化的市場需求、政策和意識。第一，樹立以市場為導(dǎo)向的意識。要從科研源頭起與市場需求相結(jié)合，以形成產(chǎn)業(yè)化為根本目標(biāo)，針對現(xiàn)有和潛在市場，開發(fā)具有市場前景的科技成果，促進(jìn)科技成果的轉(zhuǎn)化；要避免科學(xué)研究與市場脫節(jié)，造成成熟的技術(shù)也無法進(jìn)行推廣，致使大量的科技成果無法產(chǎn)業(yè)化。例如：美國儀器制造業(yè)對高科技成果的一項(xiàng)調(diào)查顯示：11項(xiàng)首次發(fā)明的新儀器，思路100%來自用戶；66項(xiàng)重大改進(jìn)，85%來源自用戶；85項(xiàng)小改小革，67%來自用戶。結(jié)論：以市場為導(dǎo)向的研究，更容易促進(jìn)科技成果的轉(zhuǎn)化，科研人員必須始終堅(jiān)持以市場需求為出發(fā)點(diǎn)和歸宿。第二，科技發(fā)展政策?？茖W(xué)技術(shù)與政策的關(guān)系日益密切?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越依賴國家的支持，國家的科技投入和政策引導(dǎo)成為影響科技發(fā)展的重要因素。需著眼于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、依靠科技進(jìn)步機(jī)制的形成和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新主體地位的建立來制定配套政策，加強(qiáng)政府以科技需求為導(dǎo)向的行為，強(qiáng)化政策的激勵(lì)引導(dǎo)作用。政策的制定要從科技成果轉(zhuǎn)化大系統(tǒng)和全過程出發(fā)，在促進(jìn)科技成果供給的政策、促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化過程整體化的政策等方面，形成體系上的一體化，避免“頭疼醫(yī)頭”、“捉襟見肘”，形成不合力。例如：美國是獲諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)最多的國家，一方面，美國較高的物質(zhì)生活待遇吸引了高級人才；另一方面是美國適宜的科技政策和社會(huì)文化氛圍，推動(dòng)了科技的發(fā)展。在這個(gè)意義上說，比爾•蓋茨出現(xiàn)在美國決不是偶然的。結(jié)論：要有激勵(lì)的政策，更容易促進(jìn)科技成果的轉(zhuǎn)化。第三，科研成果轉(zhuǎn)化意識。成果轉(zhuǎn)化意識是一切成果轉(zhuǎn)化活動(dòng)賴以發(fā)起的內(nèi)驅(qū)力，是貫穿于成果轉(zhuǎn)化過程的內(nèi)在動(dòng)力；低科技成果轉(zhuǎn)化率的一個(gè)重要原因在于科技成果轉(zhuǎn)化意識的缺乏，如科技成果的價(jià)值意識、商品意識、社會(huì)科技開發(fā)意識不強(qiáng)?？萍汲晒麚碛姓弑仨氂袕?qiáng)烈的轉(zhuǎn)化意識，才能從主觀上發(fā)揮其積極性，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化的進(jìn)程。例如：不少科研單位和科研人員把科研成果的獲得作為科研工作的最終目標(biāo)，不能主動(dòng)把科研成果作為商品推向社會(huì);同時(shí)企業(yè)對購買科技成果表現(xiàn)冷淡，因而造成了大量的科技成果的擱置，導(dǎo)致科技成果轉(zhuǎn)化率低。結(jié)論：科研人員具有強(qiáng)烈的成果轉(zhuǎn)化意識，更容易促進(jìn)科技成果的轉(zhuǎn)化。

2.4.3宣傳策略

科技成果的推廣必須注重市場宣傳和推廣，一方面加大宣傳力度，另一方面注重宣傳適度。主要宣傳策略如下：1.強(qiáng)化組織領(lǐng)導(dǎo)，健全科技宣傳網(wǎng)絡(luò)；2.明確目標(biāo)責(zé)任，強(qiáng)化考核督查力度；3.整合科技資源，拓寬科技宣傳渠道；4.加強(qiáng)媒體合作，搞好科技宣傳；5.開展科技培訓(xùn)，促進(jìn)成果推廣；6.開展科技活動(dòng)，豐富宣傳形式；7.加強(qiáng)技術(shù)交流，建立信息平臺；8.注重方式方法，宣傳適度確保質(zhì)量。

2.5科技成果應(yīng)用現(xiàn)狀分析

農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥、軍事、材料、電子、生物、航天等領(lǐng)域的科研成果，大量的成果怎么處理呢？這些都需要進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化，這些新產(chǎn)品、新材料、新工藝，只有進(jìn)行科技成果的轉(zhuǎn)化才能有真正的作用，同時(shí)科技成果也有市場需求。突出表現(xiàn)出兩個(gè)特點(diǎn)：一方面大量科研成果生成，一方面有巨大的市場需求。

2.5.1科技成果轉(zhuǎn)化率低

我國每年有2萬余項(xiàng)比較重大的科學(xué)技術(shù)研究成果和5千多項(xiàng)專利，但是其中最終轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品的成果不足5%，而歐美發(fā)達(dá)國家轉(zhuǎn)化率則為45%以上。我國科學(xué)技術(shù)向生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的比例為10%～15%，也遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的60%～80%。高新技術(shù)企業(yè)的產(chǎn)值在社會(huì)總產(chǎn)值的比例僅為2%，與歐美發(fā)達(dá)國家的25～30%相比，更是不可同日而語。結(jié)論：目前我國科技成果轉(zhuǎn)化率低。2.5.2科技成果轉(zhuǎn)化率低的原因我國科技成果轉(zhuǎn)化率低的原因主要有：科技成果本身存在先天不足，成熟度低；科技成果系統(tǒng)配套不夠；科技成果對企業(yè)缺乏吸納和轉(zhuǎn)化的動(dòng)力與活力；科技成果轉(zhuǎn)化缺乏資金支持，相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)投資基金匱乏；科技成果中介機(jī)構(gòu)不健全，社會(huì)服務(wù)職能不完善；體制上產(chǎn)學(xué)研系統(tǒng)各自獨(dú)立，科技與生產(chǎn)脫節(jié)；市場體制不成熟，法律保障不足。

3納米科技成果及產(chǎn)業(yè)

3.1納米科技成果及產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)

納米技術(shù)屬于高科技領(lǐng)域，因此與高科技成果有著共同的特征：高風(fēng)險(xiǎn)，高投入；高額的利潤前景；巨大的市場需求。納米科技為多學(xué)科交叉領(lǐng)域，其應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化又具有許多獨(dú)特的特征：多學(xué)科交叉特性；潛在的高額利潤；潛在的市場需求。

3.2納米科技成果市場分析

納米技術(shù)有巨大的潛在市場，它與信息技術(shù)、生物技術(shù)共同成為二十一世紀(jì)社會(huì)發(fā)展的三大支柱，也是當(dāng)今世界大國爭奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。據(jù)權(quán)威的研究報(bào)告顯示，2000年納米技術(shù)對全世界GDP的貢獻(xiàn)為4000億美元，預(yù)測2010年納米技術(shù)對美國GDP的貢獻(xiàn)將達(dá)到10000億美元，日本納米技術(shù)的國內(nèi)市場規(guī)劃也將達(dá)到273000億日元。納米科技的健康發(fā)展，對二十一世紀(jì)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國家安全以及人們的生活和生產(chǎn)方式帶來巨大的影響。結(jié)論：納米技術(shù)及產(chǎn)業(yè)已成為世界各國搶占的巨大市場。

3.3納米科技成果轉(zhuǎn)化現(xiàn)狀

在納米科技產(chǎn)業(yè)化方面，除了納米粉體材料在少數(shù)幾個(gè)國家初步實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)外，納米生物材料、納米電子器件材料、納米醫(yī)療材料等產(chǎn)品仍處于開發(fā)研制階段，要形成一定市場規(guī)模還需一段時(shí)間。目前成果以基礎(chǔ)研究為主，納米技術(shù)應(yīng)用成果處于初期階段，產(chǎn)業(yè)化效果不理想，成果轉(zhuǎn)化率低。如果將納米產(chǎn)品的成熟程度按中試、批量生產(chǎn)和規(guī)?；a(chǎn)劃分，其分布明顯呈劇烈遞減態(tài)勢。研究開發(fā)和規(guī)?；a(chǎn)的距離較大，大約只有5%的實(shí)驗(yàn)室成果最終能轉(zhuǎn)化為規(guī)?；a(chǎn)。

3.4納米科技成果轉(zhuǎn)化率低原因

3.4.1投入的科研經(jīng)費(fèi)不足

成果轉(zhuǎn)化未知因素多，造成研究工作周期長、所需經(jīng)費(fèi)多；對科研的投入未考慮中試等應(yīng)用技術(shù)研究，影響科技成果的轉(zhuǎn)化。

3.4.2缺乏風(fēng)險(xiǎn)意識和市場服務(wù)意識

納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)與其它高新技術(shù)一樣都存在投資風(fēng)險(xiǎn)、政策性風(fēng)險(xiǎn)，市場風(fēng)險(xiǎn)和自由競爭風(fēng)險(xiǎn)等。同時(shí)，納米技術(shù)還存在著潛在風(fēng)險(xiǎn)。另外，科研工作者市場服務(wù)意識淡薄，缺乏主動(dòng)為企業(yè)服務(wù)的意識。

3.4.3科研缺乏布局和規(guī)劃

缺乏制定戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃以及科研與產(chǎn)業(yè)的合理布局，造成低水平重復(fù)和資源浪費(fèi)；重視基礎(chǔ)性研究，輕視應(yīng)用性研究，造成科研成果缺乏市場，成果難以被企業(yè)吸納和轉(zhuǎn)化。

3.4.4納米科技成果成熟度低

在研究中，研究人員常常只注重論文，納米科技成果論文水平很高，但產(chǎn)業(yè)化并不理想；注重實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，沒有潛心于后續(xù)的應(yīng)用開發(fā)和技術(shù)支持，造成成果成熟度不夠，先天不足，難以轉(zhuǎn)化；大部分企業(yè)屬于生產(chǎn)型，缺乏持續(xù)創(chuàng)新和應(yīng)用開發(fā)能力，只能接受非常成熟的技術(shù)。

3.4.5缺乏信息溝通缺乏信息溝通，導(dǎo)致產(chǎn)學(xué)研系統(tǒng)各自獨(dú)立，科技與生產(chǎn)脫節(jié)。從事納米科技研究的人員，分屬不同的行業(yè)和部門，條塊分割，由于缺乏相互交流，更缺乏與一線企業(yè)的交流與合作；由于信息不暢，造成成果難以滿足需求，以及成果和需求重復(fù)現(xiàn)象嚴(yán)重；企業(yè)間應(yīng)用成果壁壘森嚴(yán)，難以推廣，導(dǎo)致不少低水平重復(fù)，重點(diǎn)不突出，阻礙了整體優(yōu)勢的發(fā)揮。

3.4.6納米專業(yè)人才匱乏

納米科技由多學(xué)科交叉，因此需要具有多學(xué)科知識的復(fù)合型人才；納米科技的迅速發(fā)展，需要大量納米科技領(lǐng)域及其相關(guān)領(lǐng)域的人才。而中國傳統(tǒng)分門別類教育體制培養(yǎng)的“專業(yè)人才”，不能適應(yīng)擁有多學(xué)科知識復(fù)合型納米研發(fā)人才的需要。因此，為推動(dòng)我國納米材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要培養(yǎng)一批復(fù)合型納米科研人員及納米經(jīng)營管理人才。

3.4.7知識產(chǎn)權(quán)意識淡薄

中國納米技術(shù)近幾年有了突破性的發(fā)展，但知識產(chǎn)權(quán)意識在科學(xué)界尤其是開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域仍然淡薄。專利數(shù)量有所增加，但是在總量上申請的專利還是很少。在我國，申請的專利大部分是納米粉體材料制備方面的專利，而國外的專利很多是納米應(yīng)用專利。

3.4.8行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范缺乏

目前納米科技應(yīng)用研究很熱，市場上出現(xiàn)了很多“納米商品”，然而，很多的“納米商品”還不是真正意義上的“納米產(chǎn)品”。市場上缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的約束，一些人熱衷于炒作納米概念，造成初級產(chǎn)品過剩，浪費(fèi)了社會(huì)整體資源；一些生產(chǎn)微米材料的企業(yè)，在其產(chǎn)品性能用途完全沒變的情況下，貼上納米標(biāo)簽，搖身一變成了納米材料企業(yè)，誤導(dǎo)納米概念；一些企業(yè)在投入少量資金注冊了納米材料公司或納米材料應(yīng)用公司后，就開始在經(jīng)營業(yè)績上做文章，蓄意編造是專門從事納米科研、生產(chǎn)和應(yīng)用的實(shí)力企業(yè)的假象，最終達(dá)到圈資、騙政策的目的。

4納米科技推廣應(yīng)用思路

針對納米科技成果轉(zhuǎn)化率低及成果推廣過程中所存在的問題，促進(jìn)納米科技的推廣應(yīng)用，應(yīng)切實(shí)做好以下工作。

4.1根據(jù)市場需求，選好研究目標(biāo)

針對我國納米科技產(chǎn)業(yè)化處于初級階段，納米科技發(fā)展資金投入不足，納米科技產(chǎn)業(yè)化效果不理想等現(xiàn)狀，在有限的資金和設(shè)施條件下，納米科技的發(fā)展一定要從科研源頭上加以調(diào)控，科研項(xiàng)目選題要以市場需求為導(dǎo)向，以形成產(chǎn)業(yè)化為根本目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新意識和市場服務(wù)意識，發(fā)展具有競爭力的新技術(shù)和新產(chǎn)品，并推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而促進(jìn)納米科技成果更快地得到推廣和應(yīng)用。

4.1.1科研項(xiàng)目選題時(shí)應(yīng)遵循的原則

創(chuàng)新性原則：強(qiáng)調(diào)科技源頭創(chuàng)新意識；產(chǎn)業(yè)化原則：以產(chǎn)業(yè)化為根本目標(biāo)，能獨(dú)立形成新產(chǎn)品、新技術(shù)；競爭力原則：注重可提升產(chǎn)品競爭力的技術(shù)及材料，注重與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)合；市場化原則：以市場需求為導(dǎo)向，加強(qiáng)服務(wù)意識，注重市場推廣。

4.1.1.1強(qiáng)調(diào)科技源頭創(chuàng)新意識

自主創(chuàng)新已經(jīng)成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略基點(diǎn)和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式的中心環(huán)節(jié)。十一五發(fā)展規(guī)劃指出：“科學(xué)技術(shù)發(fā)展，要堅(jiān)持自主創(chuàng)新、重點(diǎn)跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來”。納米科技屬于高新技術(shù)領(lǐng)域，因而，必須強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新意識，研究和開發(fā)具有源頭創(chuàng)新性的新技術(shù)和新產(chǎn)品，形成自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)和新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)技術(shù)發(fā)展的跨越，實(shí)現(xiàn)企業(yè)資本、社會(huì)資本和知識資本的有效組合及轉(zhuǎn)化增值。強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新意識，發(fā)展納米科技，必須以市場為導(dǎo)向，以產(chǎn)業(yè)化為根本目標(biāo)，發(fā)展成熟的技術(shù)，努力提升其競爭力，吸引企業(yè)及其它投資公司的參與和投資。加強(qiáng)納米科技源頭創(chuàng)新，要以納米電子學(xué)、納米尺度的加工及組裝技術(shù)、納米生物和醫(yī)學(xué)、納米材料學(xué)等科學(xué)前沿的理論和方法學(xué)為重點(diǎn)，爭取取得重大進(jìn)展，獲得具有自己特色的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明創(chuàng)造，促進(jìn)納米科技的產(chǎn)業(yè)化。

4.1.1.2以產(chǎn)業(yè)化為根本目標(biāo)，能獨(dú)立形

成新產(chǎn)品、新技術(shù)選題時(shí)要以產(chǎn)業(yè)化為根本目標(biāo)，研究方向要與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，要策劃出一個(gè)行業(yè)的主體并且形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條。開發(fā)市場前景廣闊、能夠獨(dú)立成新產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)，吸引以納米技術(shù)為關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)投資，推動(dòng)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。圍繞國家長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)，將納米技術(shù)與信息、環(huán)境、能源、生物醫(yī)藥及先進(jìn)制造、海洋、空間等高新技術(shù)相結(jié)合，提高納米技術(shù)在這些產(chǎn)業(yè)中的含量，建立以納米技術(shù)為主旋律的一批納米產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈并形成產(chǎn)品、商品，為提高我國的綠色GDP做貢獻(xiàn)。舉例1：信息產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù)以納米陣列體系為基礎(chǔ)的量子磁盤，1998年正式問世，存儲量高達(dá)465Gb/in2，相當(dāng)于現(xiàn)在磁盤10萬個(gè)的存儲量。1999年，美國惠普公司在實(shí)驗(yàn)室成功制造了100×100nm芯片。正像克林頓所說，利用現(xiàn)代的納米技術(shù)制備的超高密度存儲元器件，可以將美國國會(huì)所有的信息存儲在只有方糖大小的體積內(nèi)。2000年，IBM公司通過納米技術(shù)把這種磁盤的存儲量提高到1000Gb/in2，相當(dāng)于100萬個(gè)現(xiàn)在磁盤的存儲量。利用納米技術(shù)可以將動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器和電腦CPU縮小到70nm，晶體管的尺寸為100～200nm。結(jié)論：納米技術(shù)在電子信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，將成為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)增長的一個(gè)主要發(fā)動(dòng)機(jī)，其作用可使微電子學(xué)在20世紀(jì)后半葉對世界的影響相形見絀。舉例2：生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù)采用納米超順磁載體制作的示蹤劑使核磁共振檢出的癌細(xì)胞尺寸大大降低，便于早期診斷、早期治療；利用納米技術(shù)輸送生物大分子藥物，可克服其吸收差、穩(wěn)定性低的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)其天然、高效等特點(diǎn)，顯示出良好的應(yīng)用前景；根據(jù)藥物分子的性質(zhì)設(shè)計(jì)納米顆粒表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到人為地設(shè)計(jì)藥物的靶向目標(biāo)及其釋放和作用方式，明顯提高藥效；利用納米技術(shù)制備支架、骨骼等植入材料，具有很好的生物相容性，并可發(fā)揮治療效果。結(jié)論：納米材料技術(shù)將在生物醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、人類健康等領(lǐng)域有重大的應(yīng)用。預(yù)計(jì)到2015年，納米技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用，全球市場將達(dá)到2000億元。

4.1.1.3注重發(fā)展提升產(chǎn)品競爭力的新技術(shù)和新材料

傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展需要納米科技來提升其技術(shù)和產(chǎn)品的競爭力。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，這就決定了發(fā)展納米產(chǎn)業(yè)應(yīng)切入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，努力提升對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高競爭力，同時(shí)調(diào)整傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增值。納米科技的發(fā)展需重視與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。納米技術(shù)在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用具有投入少、見效快、市場前景廣闊等特點(diǎn)，因此，將納米科技與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)合，可以有力促進(jìn)納米科技的推廣應(yīng)用。加強(qiáng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)合作，必須以市場需求為導(dǎo)向，發(fā)展具有市場潛力的產(chǎn)品和技術(shù)，通過納米技術(shù)顯著提高傳統(tǒng)產(chǎn)品的競爭力。加強(qiáng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)合作，從一開始，就要積極吸納企業(yè)的參與投入，發(fā)展能顯著提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的新技術(shù)和新材料。舉例1：紡織行業(yè)中的納米技術(shù)納米催化劑在化纖原料滌綸聚酯合成中的應(yīng)用，將使生產(chǎn)效率提高5倍以上，大大降低了生產(chǎn)周期和成本，這項(xiàng)技術(shù)在化纖行業(yè)的推廣可帶來數(shù)十億元的收益；利用納米技術(shù)對各類化纖進(jìn)行改性，使之具有功能性，如吸水吸濕纖維、變色纖維、芳香纖維、磁性纖維、防輻射纖維、遠(yuǎn)紅外纖維，還可采用復(fù)合紡絲法來生產(chǎn)功能化織物；納米功能氧化物填充到纖維中可制得各種差別化、功能化纖維，為纖維的發(fā)展帶來一場健康革命，其市場規(guī)模也超過二十億元。結(jié)論：納米技術(shù)的應(yīng)用將對紡織行業(yè)的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。舉例2：建材行業(yè)中的納米技術(shù)納米技術(shù)在建材領(lǐng)域的應(yīng)用：利用納米材料的自潔功能可開發(fā)的抗菌防霉涂料、PPR供水管；利用納米材料具有的導(dǎo)電功能可開發(fā)的導(dǎo)電涂料；利用納米材料屏蔽紫外線的功能大大提高PVC塑鋼門窗的抗老化變形性能；利用納米材料可大大提高塑料管材的強(qiáng)度等。另外，納米抗菌不銹鋼塑料復(fù)合管、納米抗菌PPR管是在管材內(nèi)層塑料中添加納米級抗菌材料，經(jīng)共擠出而制成具有抗菌、衛(wèi)生自潔功能的管材。僅以PVC塑鋼門窗為例，近幾年我國每年城鄉(xiāng)工業(yè)和民用建筑的建造量平均約12億平方米，需要門窗3億平方米，年需塑鋼門窗約3000萬平方米，年需硬PVC異型材約30萬噸。結(jié)論：納米材料在建材中具有廣闊的市場應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效應(yīng)。

4.1.1.4以市場需求為導(dǎo)向，加強(qiáng)服務(wù)意識，注重市場推廣

以市場成熟代替技術(shù)成熟是發(fā)展納米技術(shù)的最佳方式。改變傳統(tǒng)的“技術(shù)導(dǎo)向”為“市場導(dǎo)向”，始終堅(jiān)持以市場需求為出發(fā)點(diǎn)和歸宿，以市場需求為拉動(dòng)機(jī)制，著重推動(dòng)具有應(yīng)用前景的新技術(shù)和新產(chǎn)品的開發(fā)，注重對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和提升，提升產(chǎn)品的競爭力，推動(dòng)納米科技的產(chǎn)業(yè)化。著重發(fā)展有重大影響的方向與領(lǐng)域，注重納米技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的交叉融合，使納米技術(shù)和產(chǎn)品能服務(wù)于各個(gè)行業(yè)。注重納米技術(shù)的市場推廣，加強(qiáng)納米科技與各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域間的交叉融合，加強(qiáng)科研成果和企業(yè)及投資商之間的交流合作，建立信息交流平臺，創(chuàng)建科研成果轉(zhuǎn)化的渠道，為納米科技發(fā)展提供有力服務(wù)和支持。

4.2注重技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新

“創(chuàng)新”是科技發(fā)展的生命力所在。對于納米科技的發(fā)展，需加強(qiáng)新技術(shù)和新產(chǎn)品的原始性創(chuàng)新，提升產(chǎn)品和技術(shù)的競爭能力。同時(shí)在重視原始性創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，更應(yīng)該注重具有重大應(yīng)用價(jià)值的集成創(chuàng)新，通過對集成要素的優(yōu)勢整合，提升集成整體的競爭能力，實(shí)現(xiàn)更大的市場價(jià)值。

4.2.1技術(shù)集成創(chuàng)新有利于形成市場競爭力

長期以來，人們比較注重單項(xiàng)技術(shù)繼發(fā)展，這是技術(shù)開發(fā)初級階段的必然過程。但從科技與經(jīng)濟(jì)結(jié)合的內(nèi)在要求來看，單項(xiàng)技術(shù)的研究開發(fā)，因?yàn)槿狈εc其它相關(guān)技術(shù)的銜接，在當(dāng)前很難形成有市場競爭力的產(chǎn)品或新興產(chǎn)業(yè)，這就造成我國每年所取得的數(shù)萬項(xiàng)科技成果最終束之高閣，削弱了我國科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

4.2.2技術(shù)集成創(chuàng)新將提高產(chǎn)業(yè)核心競爭力

核心競爭力的形成，不僅僅是一個(gè)創(chuàng)新過程，更是一個(gè)組織過程，使各種單項(xiàng)和分散的相關(guān)技術(shù)成果得到集成，其創(chuàng)新性以及由此確立的企業(yè)競爭優(yōu)勢和國家科技創(chuàng)新能力在價(jià)值上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單項(xiàng)技術(shù)的突破。加強(qiáng)技術(shù)集成創(chuàng)新，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新的新思考，也是企業(yè)獲得競爭優(yōu)勢、適應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。

4.2.3納米技術(shù)的集成主要內(nèi)容

4.2.3.1納米科技成果的集成

將分散的技術(shù)集中，形成一個(gè)可達(dá)目標(biāo)功能的技術(shù)體系，即組合應(yīng)用性技術(shù)成果，也稱為技術(shù)捆綁或技術(shù)整合。納米科技成果的集成應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：注重主題的策劃，選好技術(shù)與成果，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)顯示度。（1）注重主題的策劃以市場需求為導(dǎo)向，關(guān)注市場需求的多樣化，強(qiáng)化產(chǎn)品的競爭意識；以納米技術(shù)或產(chǎn)品為關(guān)鍵要素，解決需求中的重大問題，具有行業(yè)導(dǎo)向性與共性；拓展解決方案的豐富性，注重外部資源的易取性；強(qiáng)化研發(fā)時(shí)間的迅捷性，凸顯研發(fā)質(zhì)量的配比性。（2）選好技術(shù)與成果始終堅(jiān)持把市場需求作為出發(fā)點(diǎn)和歸宿點(diǎn)，選擇具有市場前景的技術(shù)和成果，選擇具有競爭優(yōu)勢的納米材料或技術(shù)為關(guān)鍵技術(shù)要素，具有前景的技術(shù)與成果，注重其成熟度和可靠性。同時(shí)加大中試研究力度、中試研究領(lǐng)域和資金投入，注重集成要素中技術(shù)和成果的協(xié)調(diào)與融合，優(yōu)勢互補(bǔ)，使集成整體具有新的價(jià)值。（3）實(shí)現(xiàn)目標(biāo)顯示度注重目標(biāo)功能的實(shí)現(xiàn)，不僅要實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)集成要素的功能目標(biāo)，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)集成系統(tǒng)的整體功能目標(biāo)。集成要素和集成系統(tǒng)的功能定量指標(biāo)應(yīng)具有競爭性，以實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品的顯示度，有利于產(chǎn)品的推廣。

4.2.3.2注重技術(shù)集成創(chuàng)新

（1）從納米科技發(fā)展到產(chǎn)業(yè)鏈上的集成協(xié)作在產(chǎn)業(yè)鏈的銜接上，由于納米技術(shù)的跨學(xué)科性，急需將努力的方向由“單打獨(dú)斗”轉(zhuǎn)向“集成協(xié)作”。實(shí)驗(yàn)和技術(shù)上存在局限性，而研究的廣泛和復(fù)雜，造成設(shè)施難以完備；技術(shù)的成熟度不夠；研究成本高和周期長，造成產(chǎn)業(yè)化難度大。因此，僅依靠某一個(gè)工業(yè)部門或者研究機(jī)構(gòu)，將無法加快推動(dòng)納米科技的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的步伐。結(jié)論：要實(shí)現(xiàn)和促進(jìn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，需要采用合理的產(chǎn)業(yè)化與投融資模式，推動(dòng)納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的全方位發(fā)展。這就是所謂的為了構(gòu)筑我國納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大戰(zhàn)略，也是目前國內(nèi)眾多研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)正在的探索大聯(lián)合的適當(dāng)途徑。（2）納米科技發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈上的集成協(xié)作方式第一，建立國家級研究開發(fā)平臺，充分發(fā)揮國家級研究開發(fā)平臺的作用，推動(dòng)各研究部門之間的交流合作，實(shí)現(xiàn)軟硬件資源共享，避免重復(fù)建設(shè)。第二，建立產(chǎn)業(yè)孵化基地?！翱蒲?孵化-企業(yè)”一條龍式的產(chǎn)業(yè)化模式，有利于推動(dòng)科研成果產(chǎn)業(yè)化，因此，在有條件的地方應(yīng)建立納米科技孵化基地。第三，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研的合作。積極推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研一體化的進(jìn)程，把研究、開發(fā)和應(yīng)用過程的各個(gè)階段建成一個(gè)系統(tǒng)，使之緊密銜接、相互交替，保證從科研到生產(chǎn)整個(gè)過程的連續(xù)性，從而使科研單位前期的研究、開發(fā)優(yōu)勢與企業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)勢融為一體，促進(jìn)科技成果的轉(zhuǎn)化。（3）各領(lǐng)域科學(xué)研究人員間的協(xié)作從目前情況看，我國從事納米科技的研究人員，分屬不同的行業(yè)、部門，彼此之間信息溝通不暢，研究人員之間也缺乏必要的交流，致使研究力量大大分散，而且各地研究所重復(fù)研究、重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重。納米科技屬于多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域，要?jiǎng)訂T和組織信息、物理、化學(xué)、生物、醫(yī)藥、材料等學(xué)科的專家參與納米科技的研究開發(fā)，抓好多學(xué)科在納米科技方面的集成。結(jié)論：納米科技的多學(xué)科交叉特性必然要求加強(qiáng)各領(lǐng)域科學(xué)人員之間的協(xié)作。

4.2.3.3納米科技推廣注重技術(shù)集成創(chuàng)新的應(yīng)用案例分析

應(yīng)用1：“以應(yīng)用納米技術(shù)打造新世紀(jì)康居商住樓”思路（1）為了貫徹《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》以及“十一五”規(guī)劃中的要求，促進(jìn)生態(tài)人居環(huán)境和綠色建筑的發(fā)展，提出集成整合最先進(jìn)的納米技術(shù)研究成果，積極推動(dòng)健康、環(huán)保的生態(tài)建筑技術(shù)的應(yīng)用與推廣。為打造康居示范工程提供有力的技術(shù)支持和保障，致力于搭建三大公共技術(shù)平臺，即居住環(huán)境健康性和安全性公共技術(shù)平臺；建筑物與居家用品節(jié)能和環(huán)保性公共技術(shù)平臺；資源綜合利用公共技術(shù)平臺。（2）應(yīng)用納米技術(shù)打造新世紀(jì)康居商住樓，可以體現(xiàn)在環(huán)保、健康、節(jié)能等方面的優(yōu)勢上。具體應(yīng)用可以包括外墻涂料、內(nèi)墻涂料、變色玻璃、地毯地板門、廚房、家用電器、衛(wèi)生潔具、床上用品、窗簾、玩具及衣物等。（3）面向生態(tài)人居環(huán)境和綠色建筑的發(fā)展的需要、面向《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》以及“十一五”規(guī)劃中的要求，新世紀(jì)康居樓的打造將對該行業(yè)及人們生活產(chǎn)生很大影響，將形成一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，引導(dǎo)該行業(yè)的發(fā)展。以納米材料或技術(shù)為關(guān)鍵技術(shù)要素，具有競爭優(yōu)勢；選擇具有很好市場前景的納米改性內(nèi)外墻涂料、納米改性紡織品、納米改性陶瓷、應(yīng)用納米技術(shù)的太陽能電池等技術(shù)和產(chǎn)品，打造一個(gè)健康、環(huán)保、節(jié)能的居住環(huán)境，具有競爭優(yōu)勢。另外，選擇的納米改性內(nèi)外墻涂料、納米改性紡織品、納米改性陶瓷等成果技術(shù)成熟度較好。應(yīng)用2：“建立應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)的納米技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈”思路（1）納米技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，可以包括納米材料改性內(nèi)飾件、納米結(jié)構(gòu)超強(qiáng)鋼板、納米結(jié)構(gòu)鋁材料、高耐腐納米水性汽車涂料、納米隔熱涂料、納米材料改性高性能輪胎、高強(qiáng)度膠黏劑、納米汽車油、納米汽車燃油添加劑、納米傳感器、汽車動(dòng)力應(yīng)用納米新型太陽能電池、納米汽車尾氣催化凈化材料等。（2）面向十一五規(guī)劃的“建設(shè)環(huán)境友好型，資源節(jié)約型社會(huì)”，面向中國巨大的汽車產(chǎn)業(yè)市場，中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展在近幾年速度迅猛，是世界上最大最有潛力的市場。選擇具有很好市場前景的納米改性內(nèi)飾件、納米改性涂料、納米改性高性能金屬材料、高強(qiáng)度膠黏劑、納米汽車尾氣催化凈化材料、納米汽車燃油添加劑及汽車動(dòng)力應(yīng)用納米新型太陽能電池等技術(shù)和產(chǎn)品，具有競爭優(yōu)勢。納米技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，將降低汽車各部件磨損、降低汽車消耗、減少汽車使用成本，還能消除汽車尾氣污染，改善排放?？梢灶A(yù)見，納米技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用將對該行業(yè)及人們生活產(chǎn)生很大影響，將形成一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，引導(dǎo)該行業(yè)的發(fā)展。應(yīng)用3：納米科技與新興行業(yè)、支撐行業(yè)及國家重大工程掛鉤納米科技與新興行業(yè)、支撐行業(yè)及國家重大工程的掛鉤可以吸引國家或地方政府等的財(cái)政撥款，同時(shí)可以吸引公司和企業(yè)的投資和參與。納米科技在新興行業(yè)、支撐行業(yè)及重大工程中等各領(lǐng)域中的滲透，將加快納米科技的產(chǎn)業(yè)化；納米科技在新興行業(yè)、支撐行業(yè)及重大工程中的應(yīng)用，將提升這些行業(yè)的技術(shù)含量，增加其競爭優(yōu)勢，推動(dòng)其發(fā)展；同時(shí)對其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、經(jīng)濟(jì)增長方式的改變具有深遠(yuǎn)的影響。例如：納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心以產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的方式，組織上海城建集團(tuán)、上海高校和科研院所利用納米技術(shù)和其它技術(shù)集成解決道路隧道內(nèi)的廢氣治理問題，這是納米科技在城市市政工程中的重要應(yīng)用，該項(xiàng)目已列入國家支撐計(jì)劃。結(jié)論：通過集成技術(shù)、產(chǎn)學(xué)研合作等方式與新興行業(yè)、支撐行業(yè)及國家重大工程掛鉤，容易吸引投資，促進(jìn)納米技術(shù)與其它技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的融合，從而促進(jìn)納米技術(shù)的發(fā)展。

4.3樹立誠信市場理念

4.3.1納米科技要健康跨越發(fā)展必須樹立誠信意識

誠信的本質(zhì)首先是經(jīng)濟(jì)規(guī)律，其次才表現(xiàn)為倫理性質(zhì)。誠信不足，敗事有余。市場經(jīng)濟(jì)就是信用經(jīng)濟(jì)，信用是現(xiàn)代市場經(jīng)濟(jì)的基石，沒有誠信，就沒有秩序，市場經(jīng)濟(jì)和社會(huì)道德就會(huì)陷入混亂之中。目前納米科技應(yīng)用研究很熱，市場上出現(xiàn)了魚目混珠的現(xiàn)象，虛假的“納米商品”，納米概念的炒作，嚴(yán)重?cái)_亂了納米市場的秩序，誤導(dǎo)人們對納米的認(rèn)識，損害了納米科技的形象，嚴(yán)重阻礙了納米科技的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。結(jié)論：納米科技要健康跨越發(fā)展必須樹立誠信意識，誠信的市場經(jīng)濟(jì)理念。

4.3.2如何樹立誠信意識

加強(qiáng)誠信意識培養(yǎng)；健全市場競爭機(jī)制，讓誠信成為人們自覺遵奉的客觀經(jīng)濟(jì)規(guī)律；強(qiáng)化監(jiān)督，建立相互補(bǔ)充、相互制約的誠信監(jiān)督體系；加快建立信用體系，規(guī)范信息傳遞和披露機(jī)制，發(fā)展資信評估行業(yè)；強(qiáng)化法制建設(shè)，為誠信規(guī)范提供堅(jiān)實(shí)的法制保障。

4.4制定適合納米政策納米科技的應(yīng)用推廣，需要制定適

合納米科技發(fā)展的政策，保障納米科技的可持續(xù)發(fā)展。

4.4.1制定發(fā)展規(guī)劃，實(shí)施專項(xiàng)行動(dòng)

第一，堅(jiān)持“有所為，有所不為”的方針，制定納米科技的發(fā)展戰(zhàn)略，制定我國納米科技發(fā)展的近期、中長期規(guī)劃，對納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究進(jìn)行整體規(guī)劃，制定國家納米科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，集中力量，重點(diǎn)突破。第二，根據(jù)市場要求，依托現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢和基礎(chǔ)，確定重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。第三，按照市場需求，集中優(yōu)勢力量研究、開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、市場潛力大、技術(shù)可行的項(xiàng)目和對未來有重大影響的關(guān)鍵領(lǐng)域，突出特色。

4.4.2建立創(chuàng)新體系，強(qiáng)化專利保護(hù)意識

組建全新機(jī)制的實(shí)體性創(chuàng)新平臺，建立以企業(yè)為主、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的納米科技創(chuàng)新體系。強(qiáng)調(diào)納米科技的原始創(chuàng)新，注重技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、制度創(chuàng)新的有機(jī)結(jié)合，在原始創(chuàng)新基礎(chǔ)上，同時(shí)注重集成創(chuàng)新，強(qiáng)化專利保護(hù)意識，提高知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)在企業(yè)發(fā)展中的重要作用。另外，建立和健全納米技術(shù)成果產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度，優(yōu)先資助擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利成果的產(chǎn)業(yè)化。

4.4.3重視人才培養(yǎng)，加強(qiáng)技術(shù)交流

制定人才優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)人才流動(dòng)競爭，努力創(chuàng)造人盡其才、才盡其用的良好環(huán)境。建立培養(yǎng)和吸引納米科技人才的政策，培養(yǎng)高質(zhì)量的納米技術(shù)人才和領(lǐng)軍人物，引進(jìn)國外具有真才實(shí)學(xué)的優(yōu)秀人才。加強(qiáng)國內(nèi)外科研單位及企業(yè)之間關(guān)于納米技術(shù)的信息交流，建設(shè)開放式的國家納米技術(shù)信息交流平臺，加強(qiáng)國際交流和合作，擴(kuò)大國際影響。

4.4.4加快基地建設(shè)，吸引多元投資

鼓勵(lì)科研單位、高等院校與生產(chǎn)企業(yè)共建納米技術(shù)創(chuàng)新基地、開放式研究開發(fā)中心等，改善基礎(chǔ)設(shè)施條件，對共性關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，建立以企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的納米技術(shù)創(chuàng)新體系，加速納米技術(shù)的研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化步伐。重視以政府政策資金為導(dǎo)向，建立多元投資融資體系，吸引風(fēng)險(xiǎn)投資及民間投資，使其大規(guī)模地介入納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)并與科技界融合。同時(shí)，鼓勵(lì)納米科技型企業(yè)在資本市場上融資，加速納米成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)推進(jìn)。4.4.5完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范技術(shù)市場重視標(biāo)準(zhǔn)意識，根據(jù)納米技術(shù)產(chǎn)品的性質(zhì)、用途，參照國際標(biāo)準(zhǔn)，制定我國納米技術(shù)行業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，建立權(quán)威性的國家納米產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心，使納米產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售有章可循。盡快制定出臺相關(guān)的政策法規(guī)，規(guī)范納米市場，避免納米技術(shù)及應(yīng)用研究重復(fù)建設(shè)和過度競爭。

4.4.6加強(qiáng)科普宣傳，倡導(dǎo)科學(xué)道德

重視納米技術(shù)的普及工作，加強(qiáng)對納米科技的科普教育，使大眾對納米科技有正確的科學(xué)認(rèn)識，避免過分炒作和誤導(dǎo)。重視納米科技相關(guān)學(xué)科的建設(shè)工作，保障我國納米科技的可持續(xù)發(fā)展。

5納米科技成果介紹

納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心積極整合社會(huì)資源，積極推動(dòng)納米技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化。

5.1應(yīng)用在環(huán)境領(lǐng)域的納米材料和技術(shù)

成果1：用于汽車尾氣催化凈化處理的介孔基催化材料成果簡介：孔道內(nèi)擔(dān)載貴金屬Pt/Rh/Pd的氧化鋯基（氧化鋯/氧化鈰）復(fù)合納米介孔催化劑。該催化劑采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的涂覆工藝，成功負(fù)載于金屬載體表面，經(jīng)檢測，排放性能及催化劑老化性能達(dá)到并優(yōu)于歐IV標(biāo)準(zhǔn)（GB18352.3）。技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢：特殊的介孔結(jié)構(gòu)，高比表面積；貴金屬用量低，熱穩(wěn)定性好；優(yōu)良催化活性和穩(wěn)定性；抗老化性好。產(chǎn)業(yè)化前景：2007年我國汽車產(chǎn)量達(dá)到900萬輛，并逐年遞增。同時(shí)，我國將面臨新車必須全部加裝凈化器的局面，該項(xiàng)目具有極其廣闊的市場前景，其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益十分巨大。成果2：光催化凈化室內(nèi)空氣應(yīng)用技術(shù)光催化室內(nèi)凈化技術(shù)現(xiàn)狀：不能有效地去除室內(nèi)空氣中；危害性很大的細(xì)微顆粒物；催化劑活性組分易流失；微孔容易被顆粒物堵塞，致使催化劑失活。技術(shù)創(chuàng)新：將高流速高效率靜電除塵與光催化凈化室內(nèi)空氣兩相單元技術(shù)有機(jī)的結(jié)合。技術(shù)內(nèi)容：包括性能好低成本的金屬泡沫網(wǎng)狀載體的制備技術(shù)、光催化凈化活性組份在金屬泡沫載體上負(fù)載技術(shù)、凈化室內(nèi)空氣污染物一體化新技術(shù)、金屬泡沫網(wǎng)狀物負(fù)載光催化材料、室內(nèi)光催化凈化器。產(chǎn)業(yè)化前景：目前我國城鎮(zhèn)裝修過的房屋中80％存在甲醛超標(biāo)問題。凈化室內(nèi)裝修污染的市場規(guī)模達(dá)100億元，并正以每年30％的速度增長，據(jù)預(yù)測2008年將達(dá)到200億元的市場規(guī)模。5.2應(yīng)用在能源領(lǐng)域的納米材料和技術(shù)成果3：鎳氫（MH/Ni）動(dòng)力電池與鎳鋅動(dòng)力電池技術(shù)內(nèi)容：鎳氫動(dòng)力電池技術(shù)；鋅鎳動(dòng)力電池技術(shù)；在電極中添加納米添加劑；提高電池的循環(huán)壽命；提高電池的安全性。應(yīng)用范圍：電動(dòng)工具、割草機(jī)械、玩具模型、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車等。技術(shù)成果：《動(dòng)力鎳氫電池用納米材料測試技術(shù)》項(xiàng)目被上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化服務(wù)中心項(xiàng)目認(rèn)定辦公室認(rèn)定為上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目。這意味著該中心又一項(xiàng)納米科技成果將走向市場。產(chǎn)業(yè)化前景：隨著WTO的加入，對動(dòng)力電池的需求逐年增加。目前國內(nèi)市場對鎳氫動(dòng)力電池的年需求量在數(shù)千萬節(jié)以上，也將在上千億的一次電池市場中占據(jù)一席之地。

5.3應(yīng)用在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的納米材料和技術(shù)成果

4：超臨界粉碎技術(shù)成果簡介：超臨界粉碎技術(shù)，采用超臨界流體，通過改變壓力快速改變?nèi)芤旱娘柡投龋谷苜|(zhì)瞬時(shí)成核、獲粒度均勻、超微細(xì)納米級、無污染高純度產(chǎn)品。通過此藥物微細(xì)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)中藥的微納米化，促進(jìn)藥物的溶解性，提高藥物的生物利用度。成果內(nèi)容：水飛薊素微納米顆粒，超臨界流體增強(qiáng)溶液分散技術(shù)（SEDS），粒徑尺寸介于50～300nm，納米化后的藥物在水中溶解速率得到顯著改善。谷甾醇納米顆粒，氣溶膠溶液萃取系統(tǒng)（ASES）技術(shù)，粒徑介于50～300nm，ASES處理后樣品結(jié)晶度降低；化學(xué)結(jié)構(gòu)沒有明顯改變。產(chǎn)業(yè)化前景：超臨界微納米加工產(chǎn)品：如納米水飛薊素、植物甾醇可應(yīng)用于相關(guān)藥物或油類產(chǎn)品，按1%的附加值計(jì)算，相關(guān)藥物或油品的產(chǎn)值達(dá)100億，該產(chǎn)品產(chǎn)值可達(dá)1億元。成果5：用于腹腔淋巴靶向治療的納米給藥系統(tǒng)成果簡介：以安全無毒的聚脂類生物降解聚合物為納米粒的骨架材料，用改良的乳化-液中干燥法制備載藥納米粒（NP）。腹腔化療方式治療卵巢癌，克服了紫杉醇游離藥物滲透性差、易過敏等缺點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢：解決了材料的安全性，采用經(jīng)FDA批準(zhǔn)載體材料；制備工藝可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，粒徑及其分布可控制、重現(xiàn)性好，包裹率高，生產(chǎn)工藝條件不苛刻。產(chǎn)業(yè)化前景：全球卵巢癌每年新增病人19.2萬，死亡人數(shù)為11.4萬，其死亡率占婦科惡性腫瘤之首。建成應(yīng)用示范點(diǎn)，年創(chuàng)產(chǎn)值可達(dá)1000萬元。成果6：基于納米生物探針的微流控陣列蛋白質(zhì)芯片成果簡介：該芯片是一種納米生物技術(shù)與微生物芯片技術(shù)的集成產(chǎn)物。通過納米生物自組裝技術(shù)將靶蛋白配體組裝在納米粒子界面上，構(gòu)成納米生物探針，可以特異性地與各種生物樣品（血清、細(xì)胞培養(yǎng)液等）中的靶蛋白結(jié)合，并最終被捕獲在微流控陣列的特定檢測區(qū)域，通過納米粒子所發(fā)出的光學(xué)信號實(shí)現(xiàn)對多種靶蛋白的高特異高靈敏的同步多元分析。技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢：高靈敏、高分辨和低噪音；可以實(shí)現(xiàn)多種生物分子的同步檢測；具有在分析模式和使用便捷性上的多種優(yōu)勢。產(chǎn)業(yè)化前景：主要應(yīng)用領(lǐng)域有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能研究、醫(yī)學(xué)診斷和醫(yī)療、新藥開發(fā)、生物工業(yè)、低樣品消耗和快速的芯片反應(yīng)器系統(tǒng)，以及特定用途的專家系統(tǒng)。

5.4應(yīng)用在電子信息領(lǐng)域的納米材

料和技術(shù)成果7：CMP后清洗劑成果簡介：采用表面活性劑的分子設(shè)計(jì)技術(shù)，利用表面活性劑的協(xié)同效應(yīng)，研制了一系列高性能CMP后清洗劑。技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢：由表面活性劑、高性能功能性清洗助劑組成的水基清洗劑。適合拋光后高精度表面的超精密清洗。清洗效率高、對工件腐蝕小、殘留少等。技術(shù)現(xiàn)狀：用于硬盤清洗的清洗劑已得到世界最大硬盤基片生產(chǎn)商“深科技”的認(rèn)可，指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。硅片清洗劑已在國內(nèi)企業(yè)得到初步應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)化前景：可廣泛用于計(jì)算機(jī)硬盤、硅片、玻璃基片等表面的超精密清洗。系一次性使用，因而電子行業(yè)的清洗劑具有巨大的市場。CMP后清洗劑利潤豐厚，以每年銷售1千噸計(jì)，利潤在1000萬元以上。成果8：高性能納米粒子拋光液成果簡介：化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)（CMP）是迄今幾乎唯一可以達(dá)到全局平面化的超精加工技術(shù)，納米粒子拋光液是CMP技術(shù)的關(guān)鍵要素。通過解決納米粒子改性分散技術(shù)、納米粒子拋光液的配伍與精制技術(shù)、原子級拋光工藝技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，成功制備出一系列含有納米磨粒的納米粒子拋光液。納米粒子拋光液由納米粒子研磨劑、功能性助劑、溶劑組成。技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢：在計(jì)算機(jī)硬盤基片的拋光中可以達(dá)到表面粗糙度(Ra)小于0.5；數(shù)字光盤母盤玻璃基片拋光中表面粗糙度達(dá)到4.68；均達(dá)到國際先進(jìn)水平。產(chǎn)業(yè)化前景：納米拋光液市場廣闊，用于高精加工的納米拋光液為消耗品，系一次性使用，不可循環(huán)使用以免影響拋光質(zhì)量，因而拋光液市場容量較大。

篇9

關(guān)鍵詞： 納米 材料 應(yīng)用

納米發(fā)展小史

1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德。費(fèi)曼預(yù)言，人類可以用小的機(jī)器制作更小的機(jī)器，最后實(shí)現(xiàn)根據(jù)人類意愿逐個(gè)排列原子、制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米科技最早的夢想。

1991年，美國科學(xué)家成功地合成了碳納米管，并發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量僅為同體積鋼的1/6，強(qiáng)度卻是鋼的10倍，因此稱之為超級纖維.這一納米材料的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志人類對材料性能的發(fā)掘達(dá)到了新的高度。1999年，納米產(chǎn)品的年?duì)I業(yè)額達(dá)到500億美元。

什么是納米材料

納米（nm）是長度單位，1納米是10-9米（十億分之一米），對宏觀物質(zhì)來說，納米是一個(gè)很小的單位，不如，人的頭發(fā)絲的直徑一般為7000-8000nm，人體紅細(xì)胞的直徑一般為3000-5000nm，一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小，金屬的晶粒尺寸一般在微米量級；對于微觀物質(zhì)如原子、分子等以前用埃來表示，1埃相當(dāng)于1個(gè)氫原子的直徑，1納米是10埃。

一般認(rèn)為納米材料應(yīng)該包括兩個(gè)基本條件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之間，二是材料此時(shí)具有區(qū)別常規(guī)尺寸材料的一些特殊物理化學(xué)特性。

1、納米技術(shù)在防腐中的應(yīng)用

由加拿大萬達(dá)科技（無錫）有限公司與全國涂料工業(yè)信息中心聯(lián)合舉辦的無毒高效防銹顏料及其在防腐蝕涂料中的應(yīng)用研討會(huì)近日在無錫召開。

中國工程院院士、裝甲兵工程學(xué)院徐濱士教授，上海交通大學(xué)李國萊教授，中化建常州涂料化工研究院錢伯榮總工等業(yè)內(nèi)知名人士分別在會(huì)上作了報(bào)告，與會(huì)者共同探討了納米技術(shù)在防銹顏料中及涂料中的應(yīng)用、無毒高效防銹顏料在防腐蝕涂料中的應(yīng)用以及新型防銹涂料和防銹試驗(yàn)方法發(fā)展等課題。

徐院士就當(dāng)前納米技術(shù)的發(fā)展情況作了簡單介紹，他指出：納米技術(shù)的研究對人類的發(fā)展、世界的進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用，誰掌握了納米技術(shù)，誰就站在了世界的前列。我國納米技術(shù)的研究因起步較早，現(xiàn)基本能與世界保持同步，在某些領(lǐng)域甚至超過世界同行業(yè)。

作為國內(nèi)表面處理這一課題的領(lǐng)頭人，徐院士重點(diǎn)談了納米技術(shù)對防銹顏料及涂料發(fā)展的促進(jìn)作用。他說，此前我國防銹顏料的開發(fā)整體水平落后于西方發(fā)達(dá)國家，仍然以紅丹、鉻酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統(tǒng)防銹顏料為主。紅丹因其污染嚴(yán)重，對人體的傷害很大，目前已被許多國家相繼淘汰和禁止使用；磷酸鋅防銹顏料雖然無毒，但由于改性技術(shù)原因，性能并不理想，加上價(jià)格太貴，難以推廣；而三聚磷酸鋁也因價(jià)格原因未能大量應(yīng)用。國外公司如美國的Halox、Sherwin－williams、Mineralpigments、德國的Hrubach、法國的SNCZ、英國的BritishPetroleum、日本的帝國化工公司均推出了一系列無毒防銹顏料，有的性能不錯(cuò)，甚至已可與鉻酸鹽相比，但均因價(jià)格太高，國內(nèi)尚未引進(jìn)。我國防銹涂料業(yè)亟待一種無毒無害、性能優(yōu)異而又價(jià)格低廉的防銹顏料來提升防銹涂料產(chǎn)品的整體水平，增強(qiáng)行業(yè)的國際競爭力。

中化建常州涂料化工研究院高級工程師沈海鷹代表常州涂料院，在題為《無毒高效防銹顏料在防腐蝕涂料中的應(yīng)用》報(bào)告中，詳細(xì)介紹了復(fù)合鐵鈦醇酸防銹漆及復(fù)合鐵鈦環(huán)氧防銹漆的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)或使用注意事項(xiàng)、防銹漆技術(shù)指標(biāo)及其與鐵紅、紅丹同類防銹漆主要性能的比較。

在紅丹價(jià)格一路攀升的今天，這一信息無疑給各涂料生產(chǎn)廠商提供了巨大的參考價(jià)值，會(huì)場氣氛十分熱烈，與會(huì)者紛紛提出各種問題。萬達(dá)科技（無錫）有限公司總工程師李家權(quán)先生就復(fù)合鐵鈦防銹顏料的防銹機(jī)理、生產(chǎn)工藝、載體粉的選擇、產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)及納米材料的預(yù)處理方法等一一做了詳細(xì)介紹。

目前產(chǎn)品已通過國家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢測中心、鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心車輛檢驗(yàn)站、機(jī)械科學(xué)院武漢材料保護(hù)研究所等國內(nèi)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)的分析和檢測，同時(shí)還經(jīng)過加拿大國家涂料信息中心等國外權(quán)威機(jī)構(gòu)的技術(shù)分析，結(jié)果表明其具有目前國內(nèi)外同類產(chǎn)品無可比擬的防銹性能和環(huán)保優(yōu)勢，是防銹涂料領(lǐng)域劃時(shí)代產(chǎn)品，為此獲得了中國專利技術(shù)博覽會(huì)金獎(jiǎng).復(fù)合鐵鈦粉及其防銹漆通過國家權(quán)威機(jī)構(gòu)的鑒定后已在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，并已由解放軍總裝備部作為重點(diǎn)項(xiàng)目在全軍部分裝備上全面推廣使用。

本次會(huì)議的成功召開，標(biāo)志著我國防銹涂料產(chǎn)業(yè)新一輪的變革即將開始，它掀開了我國防銹涂料朝高品質(zhì)、高技術(shù)含量、高效益及全環(huán)保型發(fā)展的嶄新一頁。其帶來的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益不可估量。這是新型防銹顏料向傳統(tǒng)防銹顏料宣戰(zhàn)的開始，也吹響了我國防銹涂料業(yè)向高端防銹涂料市場發(fā)起沖擊的號角。

2、納米材料在涂料中應(yīng)用展前景預(yù)測

據(jù)估算，全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已達(dá)到500億美元。目前，發(fā)達(dá)國家政府和大的企業(yè)紛紛啟動(dòng)了發(fā)展納米技術(shù)和納米計(jì)劃的研究計(jì)劃。美國將納米技術(shù)視為下一次工業(yè)革命的核心，2001年年初把納米技術(shù)列為國家戰(zhàn)略目標(biāo)，在納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資，從1997年的1億多美元增加到2001年近5億美元，準(zhǔn)備像微電子技術(shù)那樣在這一領(lǐng)域獨(dú)占領(lǐng)先地位。日本也設(shè)立了納米材料中心，把納米技術(shù)列入新五年科技基本計(jì)劃的研究開發(fā)重點(diǎn)，將以納米技術(shù)為代表的新材料技術(shù)與生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境保護(hù)等并列為四大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。德國也把納米材料列入21世紀(jì)科研的戰(zhàn)略領(lǐng)域，全國有19家機(jī)構(gòu)專門建立了納米技術(shù)研究網(wǎng)。在人類進(jìn)入21世紀(jì)之際，納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對社會(huì)的發(fā)展和生存環(huán)境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻(xiàn)。從某種意義上說，21世紀(jì)將是一個(gè)納米世紀(jì)。

由于表面納米技術(shù)運(yùn)用面廣、產(chǎn)業(yè)化周期短、附加值高，所形成的高新技術(shù)和高技術(shù)產(chǎn)品、以及對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的改造升級，產(chǎn)業(yè)化市場前景極好。

在納米功能和結(jié)構(gòu)材料方面，將充分利用納米材料的異常光學(xué)特性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性、力學(xué)特性、敏感特性、催化與化學(xué)特性等開發(fā)高技術(shù)新產(chǎn)品，以及對傳統(tǒng)材料改性；將重點(diǎn)突破各類納米功能和結(jié)構(gòu)材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、檢測技術(shù)和表征技術(shù)。多功能的納米復(fù)合材料、高性能的納米硬質(zhì)合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了廣泛的機(jī)遇。預(yù)期十五期間，各類納米材料的產(chǎn)業(yè)化可能形成一批大型企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)，將對國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要影響；納米技術(shù)的應(yīng)用逐漸滲透到涉及國計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域，將產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

納米技術(shù)在涂料行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展，促使涂料更新?lián)Q代，為涂料成為真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品開創(chuàng)了突破性的新紀(jì)元。

我國每年房屋竣工面積約為18億平方米，年增長速度大約為3％。18億平方米的建筑若全部采用建筑涂料裝飾則總共需建筑涂料近300萬噸，約200～300億元的市場。目前，我國建筑涂料年產(chǎn)量僅60多萬噸，世界現(xiàn)在涂料年總產(chǎn)量為2500萬噸，每人每年消耗4千克，為發(fā)達(dá)國家的1／10，中國人年均涂料消費(fèi)只有1.5千克。因而，建筑涂料具有十分廣闊的發(fā)展前景。

納米涂料已被認(rèn)定為北京奧運(yùn)村建筑工程的專用產(chǎn)品，展示出該涂料在建筑領(lǐng)域里的應(yīng)用價(jià)值。它利用獨(dú)特的光催化技術(shù)對空氣中有毒氣體有強(qiáng)烈的分解，消除作用。對甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能，使室內(nèi)空氣更加清新。經(jīng)測試，對各種霉菌的殺抑率達(dá)99％以上，有長期的防霉防藻效果。納米改性內(nèi)墻涂料，實(shí)際上是高級的衛(wèi)生型涂料，適合于家庭、醫(yī)院、賓館和學(xué)校的涂裝。納米改性外墻涂料，利用納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機(jī)理，較低的表面張力，具有高強(qiáng)的附著力，漆膜硬度高且有韌性，優(yōu)良的自潔功能，強(qiáng)勁的抗粉塵和抗臟物的粘附能力，疏水性極佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外線能力極強(qiáng)。使用壽命達(dá)15年以上。顆粒徑細(xì)小，能深入墻體，與墻面的硅酸鹽類物質(zhì)配位反應(yīng)，使其牢牢結(jié)合成一體，附著力強(qiáng)，不起皮，不剝落，抗老化。其納米抗凍性功能涂料，除具備納米型涂料各種優(yōu)良性之外，可在－10℃到－25℃之內(nèi)正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10％以下的規(guī)定，使建筑行業(yè)施工縮短了工期，提高了功效，又創(chuàng)造出高質(zhì)量，一舉三得，所以備受建筑施工單位的歡迎。

篇10

[關(guān)鍵詞] 納米技術(shù) 體育 應(yīng)用 思考

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如何將納米科技真正應(yīng)用于體育運(yùn)動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練更加科學(xué)化，使運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力和運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平得到更充分的發(fā)揮，運(yùn)動(dòng)成績的提高更加有保證已經(jīng)成為研究重點(diǎn)。

一、體育與納米技術(shù)

1.利用納米技術(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)員的科學(xué)選材。由于納米科技推動(dòng)了微觀生物學(xué)的發(fā)展進(jìn)程，運(yùn)用人類基因組計(jì)劃和納米技術(shù)，有助于我們對人類基因組中與運(yùn)動(dòng)成績密切相關(guān)的基因加以認(rèn)識和了解。有研究表明，人類基因組中有某些與人類運(yùn)動(dòng)能力密切相關(guān)的基因，其多態(tài)性的差異，有可能是造成人們運(yùn)動(dòng)能力和訓(xùn)練效果巨大個(gè)體差異的最終原因。該領(lǐng)域的研究，為人們進(jìn)行有效的基因選材提供了理論基礎(chǔ)，也為提高運(yùn)動(dòng)成績提供事半功倍的方法。例如在運(yùn)動(dòng)員的選材方面，利用納米加工技術(shù)進(jìn)行DNA的分離和提取，可以快速有效地決定其基因序列，在分子水平上對其遺傳、發(fā)育進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)更高層次的基因選材。

2.利用納米科技揭示人體對各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)能力的適應(yīng)度和對各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)能力的遺傳度，找到運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在人體生長發(fā)育過程中的關(guān)鍵階段(如青春期)的影響及作用機(jī)制。通過開發(fā)一種可以植入皮下微型生物芯片，模擬健康人體內(nèi)的葡萄糖檢測系統(tǒng)監(jiān)測機(jī)體在運(yùn)動(dòng)過程中血糖水平，然后根據(jù)人體需要，適時(shí)釋放糖等物質(zhì)，維持機(jī)體在運(yùn)動(dòng)過程中的血糖水平，有效地提高機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力。

3.利用納米技術(shù)進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)與健康關(guān)系的研究。利用納米微粒技術(shù)，可以靈敏地檢測各種組織的特異性蛋白，探討某些運(yùn)動(dòng)性疾病的發(fā)病機(jī)制，有效地對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行醫(yī)務(wù)監(jiān)督，維護(hù)運(yùn)動(dòng)員的健康。通過納米級敏感器可以監(jiān)視運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練導(dǎo)致的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的形態(tài)與數(shù)目的變化，以及這些變化所反映各器官功能結(jié)構(gòu)的功能狀態(tài)。納米科技在中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，使傳統(tǒng)中醫(yī)藥對運(yùn)動(dòng)損傷與運(yùn)動(dòng)性疾病的預(yù)防和治療具有更好的效果。

4.利用納米技術(shù)防止運(yùn)動(dòng)性疲勞和加快其恢復(fù)過程。關(guān)于運(yùn)動(dòng)性疲勞發(fā)生的機(jī)制，目前雖然有許多假說，但確切的疲勞機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。由于納米科技在醫(yī)學(xué)上的突破，將對運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)制尤其是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)方面及其靶器官和靶細(xì)胞的研究將更加深入，人們可以利用納米生物芯片直接研究機(jī)體在運(yùn)動(dòng)過程中骨骼肌、心肌、肝臟和神經(jīng)等組織的代謝過程，探討中樞和外周運(yùn)動(dòng)性疲勞及其恢復(fù)的生物學(xué)機(jī)制，并且可以通過某些手段(如納米藥物)抑制導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性疲勞的基因表達(dá)或誘導(dǎo)加速恢復(fù)的基因表達(dá)。

5.利用納米技術(shù)防止運(yùn)動(dòng)損傷與運(yùn)動(dòng)性疾病的臨床診斷與治療。納米醫(yī)學(xué)材料的研制，對于人造器官、人造肌肉、骨骼、關(guān)節(jié)皮膚等成為永久性的非排斥性。用納米機(jī)械潛入人體的血管和器官，對人體進(jìn)行檢查和治療，并且可以進(jìn)入毛細(xì)血管以及器官的細(xì)胞內(nèi)，對損傷的細(xì)胞進(jìn)行治療和處理，甚至可以從細(xì)胞基因組中除掉“有害”的DNA，或把正常的DNA安裝到細(xì)胞基因組中。

6.利用納米技術(shù)對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行機(jī)能評定。在人們?nèi)媪私膺\(yùn)動(dòng)引起機(jī)體產(chǎn)生適應(yīng)性變化的基因調(diào)節(jié)機(jī)制后，人們可以通過基因工程技術(shù)和納米技術(shù)對運(yùn)動(dòng)員的疲勞狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的適應(yīng)性及其免疫功能等進(jìn)行基因診斷。這種診斷一般是在基因的轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行評定，可以較早地發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)工程中的機(jī)能變化,具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

7.利用納米技術(shù)了解控制運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)水平，使運(yùn)動(dòng)員的營養(yǎng)代謝趨于更加合理和平衡。通過納米級敏感器使運(yùn)動(dòng)員的營養(yǎng)代謝處于一個(gè)精細(xì)、準(zhǔn)確、嚴(yán)密的監(jiān)控中。運(yùn)動(dòng)員所需的營養(yǎng)素完全按照運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目特點(diǎn)和個(gè)人的生理特點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)配，使運(yùn)動(dòng)員的營養(yǎng)變得合理化、科學(xué)化。

8.利用納米技術(shù)對體育運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確客觀的定量分析。利用納米技術(shù)對運(yùn)動(dòng)時(shí)人體的骨骼、肌肉、血液組織以及心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等各器官系統(tǒng)對運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的適應(yīng)性進(jìn)行客觀的精確的定量分析，不僅使運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練更具有科學(xué)性，也大大地提高運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的成材率。

二、納米技術(shù)在競技體育中的作用

1.納米相材料技術(shù)。這是一種通過控制結(jié)構(gòu)納米顆粒的大小而制造出強(qiáng)度、顏色和可塑性都能滿足人們需要的相材料，這種納米相材料除微觀結(jié)構(gòu)與普通材料完全不同外，在宏觀上也表現(xiàn)出許多奇妙特征，如納米相銅強(qiáng)度比普通銅高5倍，納米陶瓷摔不碎等。這種納米相材料技術(shù)已應(yīng)用在體育器械、場地和服裝的改進(jìn)方面。就拿撐桿跳運(yùn)動(dòng)員使用的撐桿來講，撐桿跳高最早使用的撐竿是竹竿，1942年美國運(yùn)動(dòng)員達(dá)姆首次在國際比賽中使用了輕合金撐竿而創(chuàng)下了4.77米世界記錄?？梢韵胂髴?yīng)用納米相技術(shù)，將會(huì)生產(chǎn)出具有“個(gè)性化”(根據(jù)撐竿跳項(xiàng)目的特點(diǎn)和競賽規(guī)則的要求及運(yùn)動(dòng)員自身的生理和技能特征的)撐竿，使該項(xiàng)目的世界記錄再有突破。

2.納米復(fù)合改進(jìn)技術(shù)。少量納米材料可以綜合改善傳統(tǒng)材料的性能。例如美國把AL2O3納米顆粒加入到橡膠中提高了橡膠的耐磨性和介電特性。

3.納米器件技術(shù)。利用納米器件技術(shù)生產(chǎn)的分子自組織結(jié)構(gòu)可用于電子記憶、數(shù)據(jù)接收、存儲器和傳遞等，這種器件運(yùn)用于體育訓(xùn)練將大大增加訓(xùn)練的效率和成績。

三、納米技術(shù)應(yīng)用于競技體育所引起的思考

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米技術(shù)在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用顯得日益重要，同時(shí)，也會(huì)引起一些體育道德和倫理道德問題。同時(shí)我們要思考的是：器材的高科技化是否會(huì)削弱運(yùn)動(dòng)員在競技體育中的主體地位，從而變相剝奪運(yùn)動(dòng)員的競賽權(quán)利？若運(yùn)動(dòng)成績的提高在較大程度上依賴于器械和服裝的高科技化，這是否會(huì)帶來一些新的不公平？器材作弊是否會(huì)成為興奮劑的另一種表現(xiàn)形式？這些是我們必須考慮的?？梢酝ㄟ^修改某些項(xiàng)目的器械的設(shè)計(jì)規(guī)則，加強(qiáng)一些項(xiàng)目的器械、服裝的申報(bào)和檢測程序，國際奧委會(huì)和各國際單項(xiàng)體育聯(lián)合會(huì)要針對納米技術(shù)等高科技的新成就加強(qiáng)新的檢測手段，來杜絕運(yùn)用器械作弊;通過對運(yùn)動(dòng)員、教練員、裁判員和科技工作者等進(jìn)行個(gè)體道德教育，以保證競技體育更好地弘揚(yáng)奧林匹克精神。

參考文獻(xiàn):

[1]蕓世紀(jì)之交的我國運(yùn)動(dòng)形態(tài)學(xué)研究.中國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué),2000,19(4):340～341