《纳米技术论文（5篇）》

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纳米技术论文 篇1

关键词：落脚点；课程教学改革；地方院校

一、引言

长期以来，不少高校对于《大学物理》课程及教学在高素质理工科人才培养中的基础地位及重要性认识不足，甚至不少高校理工科专业在课程体系建设中，为了进行所谓的人才培养方案的改革，压缩学分，取消了大学物理的课程，或将课程的学分降到让人啼笑皆非的地步。究其原因，有以下几个方面的因素：

1.作为主管教学的院校负责人对于《大学物理》课程在人才培养中的基础地位认识不足，甚至是误解，主要是由于他们对于人才培养目标的认识和理解都不够。

2.作为《大学物理》课程教学方式、教学内容以及教学目标的自身改革做得远远不够，教师“固步自封”，缺少对于人才培养深层次的理解和认识，缺少课程教学改革目标的引导和支持。

3.《大学物理》课程对于专业人才培养所起到的作用由于短时间无法观测到，结果就使得一些人形成此专业不需要学学物理的错误和肤浅的认识。从大的方面说，可能会影响到几届甚至十几届毕业生在专业技术能力和创新能力上的严重缺失。

4.大学生普遍缺少学学物理课程的兴趣以及一些专业老师对于学生的误导也是导致对于大学物理课程重视不够的原因之一。五邑大学作为一个地方性高等院校，其理工科学生比例超过65%。《大学物理》课程组近十年来对上述问题进行了较为深入的探讨和有益的尝试，从大学物理课程教学的自身和老师入手来探讨形成上述问题的主要原因，从如何提升学生的学习兴趣和教学质量入手，以“四个结合”为突破口和抓手，充分发挥《大学物理》课程在高素质应用型人才培养中的作用，不断进行教学改革和教学研究，取得了一定成效。

二、大学物理课程教学改革的落脚点

在多年的地方院校理工科《大学物理》的教学中，我们深深体会到教学中的酸甜苦辣。首先，地方院校的学生整体入学分数偏低，物理、数学的基础普遍不够扎实，加上一些学生和老师的错误认识，对于学习数学和物理，尤其是物理，总是带有一定的抵制情绪，这就为地方院校学生的培养带来一些十分突出的问题。其次，大部分大学物理老师都来自985或211院校，用一些985院校和211院校的教学方法来为这些学生教授大学物理是十分困难的，往往很“失败”和“失效”。“要求过高”显然很不现实，也完全违背“因材施教”的教育原则。再次，由于绝大部分国内的教材大多是从理论到理论，缺乏理论与实际工程、工业应用的结合与联系，很多所谓的精品教材放在985学校还可以，但放在地方院校很显然是不合适的。近些年，我们通过“四个结合”的实践，发现上述问题是可以找到一些有效的方法和途径来加以解决的。

1.大学物理教学和物理实验的结合。国内很多院校大学物理的教学往往与物理实验教学脱节，各教各的，缺乏必要的交流，甚至出现相互指责的现象。我们觉得，大学物理的教学必须要和物理实验紧密结合起来，因此，在五邑大学所有上大学物理课程的老师，也都承担物理实验课教学，不仅在知识内容上有衔接，在教学内容上也要相互支撑，构成了一个完整的教学体系。其次，这种结合使老师既要了解物理的思想、理论体系以及物理的哲学史，也要清楚这些知识体系是如何通过实验得到并加以验证的，在此基础上才可能谈到最原始的创新和应用。第三，这种结合激发了学生的学习兴趣，对课程的知识体系有了更完整的理解，对实践动手能力和思维方式有了更系统的训练。与此同时，我们还增加了综合性设计实验、开放性实验、学生自选实验等，鼓励学生自己设计制作演示实验装置和有别于传统实验的新的实验内容，收到了良好的教学效果。

2.大学物理教学和学生课外科技活动以及专业拓展的结合。大学物理教学的成效取决于学生的学习动力，我们引导鼓励广大学生利用物理的基本原理在其所学的专业上进行拓展，鼓励他们组建课外科技活动小组，坚持长期开展课外科技活动，鼓励同学申请学校的课外科技活动项目课题，积极参加学校的多种科技竞赛活动和国家、省“挑战杯”竟赛和科技制作、物理实验设计大赛等。这不仅取得了丰富的课外科技活动成果，同时也极大地提高了学生学习物理、应用物理的积极性，使得大学物理的教学效果得到明显提高，同时也增强了学生的综合素质和能力。

3.大学物理教学和科学技术的发展前沿以及实际生产应用的有机结合。教学现代化是教学改革的永恒主题，而教学内容的现代化是教学改革的最重要课题。要增强学生学习物理的动力，光靠原有的“基础框架”是不行的。大学物理的教学必须与科学技术的发展进步以及工业生产应用紧密结合起来。这不仅需要教师长期的教学经验和体会，更需要教师持续科研积累起来的物理功底。如，中国高铁的力学设计、青藏铁路等的减震系统设计、各种电器的基本物理原理、工业生产技术中的物理问题、各类传感器技术与物理、各种光学器件薄膜的设计、纳米技术、纳米器件、光伏技术、超导磁悬浮、隐身材料、光电子器件等内容的引入，不仅学生十分感兴趣，而且很多学生被“诱惑”到实验室和科研课题中来。

4.大学物理教学和专业培养的结合。大学物理的教学能够与专业培养相结合，不仅有利于大大提升学生学习物理的兴趣，同时也为学生的专业学习奠定了扎实的基础，提升了学生们利用物理原理来结合专业课程的专业发展能力。要想实现这种结合，首先承担相应学院物理教学的老师要对所在学院的专业设置有一定的了解，其次要找到物理的知识点与专业知识结构的结合点，比如振动与波动与通讯电子专业、路桥专业以及机电工程专业的结合，电磁理论与自动控制、轨道交通、物联网、大数据等专业方向的结合点，等等。

三、教学建设与实践效果

近四年来，大学物理课程教师先后发表了200余篇学术论文，其中120余篇被SCI、EI收录，发表教学研究论文近40篇，同时取得了丰硕的教学研究成果，近三年来共获得校教学研究立项18项，获得校教学成果一等奖3项，校教学改革一等奖2项和其他教学成果奖多项。先后有4位教师连续被校教学质量评价委员会评为“优秀”。与此同时，很多学生在省挑战杯竞赛、省大学生物理实验设计大赛以及国家和广东省的多个科技竞赛中获得多项大奖，发表学术论文80余篇，其中SCI／EI收录18篇。

四、教学建设的一些体会

大学物理课程教学的“四个结合”能够在五邑大学大学物理教学中顺利实施离不开以下几个要素：首先，要有一批乐于奉献、致力于不断进行大学物理教学改革的精干师资队伍；其次，要不断更新教学和人才培养的观念，更新教学理念，敢于突破传统的观念，把提高学生的学习兴趣、激发学生的学习热情始终摆在教学改革的前列；再次，教师要有积极、饱满的工作热情，不失时机地引导学生参加课外科技活动（第二课堂）的学习、参加教师的科研课题，注重学生综合能力和素质的培养，注重学生科学观念的培养；第四，教师作为教学体系的主要实施者，要不断提高教学能力，提高认识水平，把培养学生作为教学的终极目标，注意理论联系实际，注意知识的传播、知识的运用、知识的创新几个方面的有机结合。

参考文献：

[1]王忆，朱慧群，曾庆光。地方院校复合应用型人才多层次培养模式的探索与实践[J].中国教育发展研究，2009,6(7):18-19.

[2]朱慧群，王忆。探索教学与科研互融，构建激发创新意识的大学物理教学新体系[D].第四届全国大学物理课程报告论坛论文集，2009.6:104-106.

纳米技术论文 篇2

目前，国际医学行业面临新的决策，那就是用纳米尺度发展制药业。纳米生物医学就是从动植物中提取必要的物质，然后在纳米尺度组合，最大限度发挥药效，这恰恰是我国中医的想法，随着健康科学的发展，人们对药物的要求越来越高。控制药物释放减少副作用，提高药效，发展药物定向治疗，必须凭借纳米技术。纳米粒子可使药物在人体内方便传输。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体，可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织，尤其是以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物，称为"定向导弹"。该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物，注射到人体血管中，通过磁场导航输送到病变部位，然后释放药物。纳米粒子的尺寸小，可以在血管中自由的滚动，因此可以用检查和治疗身体各部位的病变。利用纳米系统检查和给药，避免身体健康部位受损，可以大大减小药物的毒副作用，因而深受人们的欢迎。

2在涂料方面的应用；

纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能。借助于传统的涂层技术，再给涂料中添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性从而获得传统涂层没有的功能，如；有超硬、耐磨，抗氧化、耐热、阻燃、耐腐蚀、变色等。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射，耐大气侵害和抗降解等，在卫生用品上应用可起到杀菌保结作用。

在建材产品如玻璃中加入适宜的纳米材料，可达到减少光的透射和热估递效果，产生隔热，阻燃等效果。由于氧化物纳米微粒的颜色不同，这样可以通过复合控制涂料的颜色，克服碳黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅限粒径而变，而具有随角度变色的效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米Tio2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面色彩多样化。

3在化工方面的应用；

化工业影响到人类生活的方方面面，如果在化工业中采用纳米技术，将更显示出独特畦力。在橡胶塑料等化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米Sio2，可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3和SiO2,加入到普通橡胶中，可以提高橡胶的耐磨性和介电特性，而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料，可以提高塑料的强度和韧性，而且致密性和防水性也相应提高。最近又开发了食品包装的TiO2.纳米TiO2能够强烈吸收太阳光中的紫外线，产生很强的光化学活性，可以用光催化降解工业废水中的有利污染物，具有除净度高，无二次污染，适用性广泛等优点，在环保水处理中有着很好的应用前景。4其他生活方面的应用：

纳米技术正在悄悄地渗透到老百姓衣、食、住、行各个领域。化纤布料制成的衣服虽然艳丽，但因摩擦容易产生静电，因而在生产时加入少量金属纳米微粒，就可以摆脱烦人的静电现象。不久前，关于保温被、保温衣的电视宣传，提到应用了纳米技术。纳米材料可使衣物防静电、变色、贮光，具有很好的保暖效果。冰箱、洗衣机等一些电器时间长了容易产生细菌，而采用了纳米材料，新设计的冰箱、洗衣机既可以抗菌，又可以除味杀菌。紫外线对人体的害处极大，有的纳米微粒却可以吸收紫外线对人体有害的部分，市场上的许多化妆品正是因为加入了纳米微粒而具备了防紫外线的功能。传统的涂料耐洗刷性差，时间不长墙壁就会变的班驳陆离，纳米技术应用之后，涂料的技术指标大大提高，外墙涂料的耐洗刷性提高很多，以前的电视、音响等家电外表一般都是黑色的，被称为黑色家电，这是因为家电外表材料中必须加入碳黑进行静电屏蔽。如今可以通过控制纳米微粒的种类，进而可控制涂料的颜色，使黑色家电变成彩色家电。

总之，在未来生活中，纳米技术将带给我们无限的舒心与时尚，使人类的生存的条件更加优越。

参考文献

[1]赵清荣：雷达与对抗[J]，2001，（3）：20-23。

[2]秦嵘等。宇航材料工艺[J]，1997，（4）：17-20。

[3]张立德，牟秀美，纳米材料学[M]，沈阳；辽宁科学技术出版社1994。

[4]刘列，张明雪，胡连成，宇航材料工艺[J]，1994，24。

论文关键词：纳米尺寸；性能

论文摘要：纳米尺寸开辟科学新领域，介绍纳米材料的神奇特性及在生活中的应用。

纳米技术论文 篇3

从贫民中走来

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

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

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

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

1969年从香港中文大学毕业后，李述汤先后以优异成绩取得美国纽约州罗彻斯特大学和加拿大英属哥伦比亚大学化学硕士和博士学位。1974年，李述汤应聘到美国加州大学柏克莱分校做博士后研究工作，1976�

三次荣获国家科技进步奖

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

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

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

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

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

亚洲纳米技术领军人物

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

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

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

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

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

创建苏州大学纳米科学技术学院

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

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

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

时光荏苒，经过6年的发展，纳米科学技术学院已初具规模，在人才建设、平台建设、科研创新、研究生培养和国内外学术交流等多方面取得了累累硕果。目前，该学院已拥有特聘教授27位、特聘副教授6位，获得国家和地方各类科研项目167项，总经费逾两亿元，33位核心成员以FUNSOM为第一通讯单位500篇，申报国家发明专利72项、实用新型专利1项，培养硕士98人、博士16人。

纳米技术论文范文 篇4

纳米光电子主要是研究在所有纳米结构中各个电子以及光子存在的相互作用。将光电子以及纳米电子的相关技术相互结合共同组成了纳米光电子技术。传统的半导体硅并不具备发光的基本功能，但是引进了纳米技术以后，能够发出一种非常耀眼的光，同时开设了一门新兴的纳米光电子。

二、纳米光电子技术的发展

新时代的纳米电子技术能够快速的制作各种单电子存储，同时还可以制作一些非常精巧完美的微电子机械以及电机械系统。随着现代纳米技术的不断进步与发展，集成电路也将成为一种比较先进的半导体器件，� 如今的信息社会对于所有使用的集成电路具有的集成度的各种要求也逐渐增高，这就导致人们不断突破尺寸具有的极限途径。在新的社会形势下，纳米电子以及纳米电子光技术应运而生，� 光电子技术属于电子技术以及光电子技术的结合体。二十世纪以后，光电子技术逐渐发展，并取得了一定的进步。将光电子技术以及纳米技术巧妙的相互融合最终形成了纳米光电子技术，成为了未来电子技术不断发展的新领域。如今的二十一世纪，也为光电子技术以及纳米光电子技术发展提供了新的机遇。

三、纳米光电子各个器件的具体分类

3.1纳米光电技术探测器

如今的纳米光电技术探测器主要是利用纳米光电子的基本材料进而不断发展而来。这种微型的探测器主要由纳米丝以及各种纳米棒共同组成，例如，超高灵敏度红外探测器等。

3.2纳米发光器件

引进纳米光电子的相关技术并利用纳米光的基本材料，利用纳米光刻技术，最终研制出新兴的纳米发光器件。主要有利用纳米粒子等材料制作完成的一种硅发光二极管，使用各种纳米尺寸制成的可以实现调谐的纳米发光二极管。

3.3纳米光子器件

纳米量子机构以及量子电路等各种集成技术都蕴含着非常深奥的研究内容。例如，利用三维光电子自身的晶体天线，还可以利用光子晶体技术二极管，以及无损耗产生的光电波，光开关等，这些都属于先进的纳米光子器件，在量子保密通信中的各种重要的关键器件，都是利用纳米光子器件完成的。

3.4纳米显示器

纳米显示器主要包括碳纳米管显示器，还有一种碳纳米发生显示器等。如今的纳米电子学还有纳米光子学以及先进的磁学微电子，自身具有的极限线宽都是70nm，这种先进的技术通过几十年的研究就完成了。为了能够在最短的时间内完成新兴的器件，使用单原子具体的操作方式成为重要的研究方向，并且，利用这种先进的技术能够制成计算机，并且能够有效的提升计算机自身的计算能力，甚至可以提高上千倍，但是需要使用的功率只有现在计算机的使用功率的百万分之一。如果使用先进的纳米磁学，计算机具体的信息存储量甚至能够达到上千倍。使用纳米光电子能够提升通信带宽的上百倍。另外，除了以上介绍的各种器件，还可以从广义上分析，纳米器件还有分子电子器件，这种器件无论是在材料上还是在使用的原理上都与上述的半导体量子器件存在较大的差异。

四、结束语

纳米技术论文 篇5

一、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划

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

（1）发达国家和地区雄心勃勃

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

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

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

（2）新兴工业化经济体瞄准先机

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

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

（3）发展中大国奋力赶超

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

二、纳米科技研发投入一路攀升

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

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

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

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

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

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

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

三、世界各国纳米科技发展各有千秋

各纳米科技强国比较而言，美国虽具有一定的优势，但现在尚无确定的赢家和输家。

（1）在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下

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

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

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

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

（2）在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头

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

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

（3）就整体而言纳米科技大国各有所长

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

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

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

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

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

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

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

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

四、纳米技术产业化步伐加快

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

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

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

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

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