纳米技术的起源篇1
“若非阳澄湖蟹好，人生何必住苏州”――当章太炎夫人汤国梨以此来赞叹大闸蟹的美味时，她没有料想到会被后人较真地指责，自己犯了一个以偏概全的错误。那就是，在若干年后，她假设的前提已经不是惟一的充分条件。现在，人们迷恋苏州还因为古城的灵韵，新城的现代。园林、苏绣、昆曲是为灵韵的明证，而现代则体现在林立的高楼，连片的工厂。
苏州城东金鸡湖畔，拔地而起的苏州工业园就是新城的典型标志。17年前，一个冰冷的冬日，在时任中国、新加坡国家领导人和吴作栋的见证下，李岚清与李光耀分别代表中新两国政府在北京签署了一份协议。3个月后，苏州工业园区破土启动。这一当初开创中外经济技术互利合作的新形式的案例曾被寄以重托。如今看来，其确实不负众望，开发硕果累累。
其中，最引人注目的，当属纳米产业的裂变增长。园区自2007年以来，用纳米技术来引领园区创新型经济发展方向，引领“二次创业”。园区形成了以纳米光电新能源、生物医药、融合通信、软件与动漫游戏和生态环保等五大新兴产业为支撑的战略性新兴产业。数据显示，2010年，战略新兴产业实现产值1472亿元，占规模以上工业总产值比重达45.4%。
“一号产业”由来
与其他地区高新技术园区相比，苏州工业园的新兴产业发展并不慢。新材料、医药及生物技术、软件及服务外包等正齐头并进。苏州工业园为何对纳米技术如此情有独钟？
“基于我们的产业基础、人才基础以及和周边错位发展情况，我们必须把纳米产业作为战略性新兴产业。”2010年5月30日，在园区召开的加快转型升级推进大会上，苏州市委常委、工业园区工委书记马明龙掷地有声。6天后，纳米产业被确立为园区“一号产业”。
2010年，处在转型升级、二次创业的关键时期，园区面临着如何“转得准、转得快、转得好”的大考。向外看，周边城市的区域特色产业已基本形成：无锡的物联网、泰州的医药城、扬州的光电城、常州的生态产业城、南京的软件城正在快速发展。向内看，园区生物医药、纳米光电新能源、融合通信、生态环保等新兴产业已初具规模。
因此，园区迫切需要“转型重拳”。“纳米技术就像一根金丝线，恰好能把园区重点发展的新能源、新材料、生物医药、电子信息、生态环保等诸多新兴产业串联起来，变成一条美丽的钻石项链。”马明龙说，“如果把这些新兴产业比喻为撬动未来发展的金手指，那么纳米技术就能够把这些手指聚拢起来，形成一个拳头打出去，力量会更大。”
事实上，梳理苏州纳米技术产业发展的脉络，还有一个节点尤为醒目。那就是，2007年，苏州工业园区被授予“国家纳米技术国际创新园”。“这是全球化产业布局中的难得机遇，又是园区主动选择的结果。”苏州纳米科技发展有限公司总经理张希军告诉记者，“先行先试总是从某个区域开始，而园区则率先进入国家科技部、商务部、江苏省等高层的视线。”
10月27日，“2011中国国际纳米技术产业发展论坛暨纳米技术产品展”隆重举办。作为“纳米技术产业生态圈”的一大品牌，它更传递着苏州“纳米新城”的发展信心。
构建产业生态圈
将纳米产业确立为园区“一号产业”并不难，难的是如何把方圆288平方公里上的纳米资源聚集、互动，激发最大活力？对此，园区可谓不遗余力：园区科技局设立了国内第一个纳米技术处；成立国有公司，通过政府之手和市场之手相结合推进纳米技术产业发展；形成完善的孵化机制帮助企业成长……这些创新之举盘活了园区纳米技术产业发展的每颗棋。
在苏州纳米科技发展有限公司，一张“纳米技术产业生态圈”示意图清晰地展现了园区纳米技术产业发展模式：围绕“纳米技术产业”这个核心，形成产业资本、领先技术、高端人才、支撑平台、创业载体、创新产品等六大产业要素的聚合，从而广泛带动传统企业、纳米技术企业、风险投资、科研院所、中介服务、国有资本、政府机构等主体间的互动合作。
据了解，为构建纳米技术产业生态圈，园区还创新了科学决策和专家咨询机制。与此同时，也在国资引领、多元投资方面进行机制创新。
如此，苏州工业园区瞄准国内外纳米产业高端人才和领先技术，集中力量、集中资源、集中政策，以超常规的举措和办法，推进纳米技术产业向前沿化、集群化转型升级，推动纳米技术产业重大创新体系建设，积极抢占产业制高点，培育新的经济增长点。
同时，园区聚焦在微纳制造、能源环境、纳米新材料、纳米生物技术等四大产业领域进行布局，打造完整的高端产业链；形成以纳米技术为纽带的高性能纳米新型功能材料、薄膜太阳能电池、半导体照明、有机显示、纳米生物医药、微纳制造与系统、纳米技术环境治理等七大产品群；推动建立相应产品标准、测试标准和安全性评价标准。
资源加速聚集
功夫不负有心人。现在，苏州纳米产业规模已经呈现高速增长态势。截至2011年9月底，园区新增73个纳米技术相关项目，能源环境、纳米生物医药、微纳制造、纳米新材料等领域的纳米技术相关项目总数达到167个，企业销售总额突破47亿元，涌现了捷迪纳米、保利协鑫、申凯、苏同纳米等亮点项目，尤其捷迪纳米是国内首个碳纳米管阵列项目，而保利协鑫是布局新能源的重大企业，未来将会对园区锂电池、LeD产业产生巨大推动。
同时，创新资源也日趋丰富。苏州工业园区已集聚苏州纳米所、东大、中科大等10余家纳米技术研发机构，科技部、江苏省共建纳米国家重点实验室培育基地，涌现一批产业高端创新企业，累计争取国家重大专项、973、863等各级科技资金近4亿元，累计申请与受理专利超过1500多项。在半导体照明、印刷电子、纳米医药、纳米微球等领域具有一系列国际领先成果。
纳米技术的起源篇2
关键词：纳米材料；特性；应用
中图分类号：G712文献标识码：B文章编号：1002-7661（2014）14-001-01
一、引言
自从20世纪发现纳米材料以来，纳米材料被誉为是21世纪构成未来智能社会的四大支柱之一，而碳纳米管是纳米材料中最富有代表性，并且是性能最优异的材料。由于碳纳米管具有强度高、重量轻、性能稳定、柔软灵活、导热性好、比表面积大并具有许多吸引人的电子性质。
二、纳米材料的基本特性
由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。
1、表面效应
纳米材料的表面效应[1]是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。随着粒径变小，表面原子所占百分数将会显著增加。当粒径降到1nm时，表面原子数比例达到约90%以上，原子几乎全部集中到纳米粒子表面。由于纳米粒子表面原子数增多，表面原子配位数不足和高的表面能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很高的化学活性。
2、小尺寸效应
由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言，尺寸变小，比表面积增加，从而产生一系列新奇的性质：
（1）力学性质
（2）热学性质
纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。
（3）电学性质
由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属――绝缘体转变（Simit）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。
（4）磁学性质
小尺寸的超微颗粒磁性与大块材料显著的不同，呈现出超顺磁性。利用磁性超微颗粒具有高矫顽力的特性，已做成高贮存密度的磁记录磁粉，大量应用于磁带、磁盘、磁卡等。利用超顺磁性，人们已将磁性超微颗粒制成用途广泛的磁性液体
三、纳米材料的应用前景
1、信息产业中的纳米技术
纳米技术在信息产业中应用主要表现在3个方面：①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术。②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件，这方面我国还很落后，但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间，所以，中国要超前15年到20年对这些方面进行研究。③网络通讯的关键纳米器件，如网络通讯中激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面。
2、环境产业中的纳米技术
纳米技术对空气中20纳米以及水中的200纳米污染物的降解是不可替代的技术。要净化环境，必须用纳米技术。近年来，不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到水处理产业，用于提高水的质量，已初见成效；采用稀土氧化铈和贵金属纳米组合技术对汽车尾气处理器件的改造效果也很明显；治理淡水湖内藻类引起的污染，最近已在实验室初步研究成功。
3、能源环保中的纳米技术
合理利用传统能源和开发新能源是我国当前和今后的一项重要任务。在合理利用传统能源方面，现在主要是净化剂、助燃剂，它们能使煤充分燃烧，燃烧当中自循环，使硫减少排放，不再需要辅助装置。另外，利用纳米改进汽油、柴油的添加剂已经有了，实际上它是一种液态小分子可燃烧的团簇物质，有助燃、净化作用。
4、精细化工方面的应用
精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。
5、纳米生物医药
这是我国进入wto以后一个最有潜力的领域。目前，国际医药行业面临新的决策，那就是用纳米尺度发展制药业。纳米生物医药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。在提取精华后，用一种很少的骨架，比如人体可吸收的糖、淀粉，使其高效缓释和靶向药物。对传统药物的改进，采用纳米技术可以提高一个档次。
纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，尤其是能源、人类健康和环境保护等重大问题。可见，纳米技术对我们既是严峻的挑战。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究，为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。整个人类社会将因纳米技术的发展和商业化而产生根本性的变革。
参考文献：
[1]王旭.浅论纳米材料的特性.大观周刊,2012(6).
[2]汪云.纳米材料应用前景十分广阔.广州化工,2007.35(6).
[3]周震.纳米材料的特性及其在电催化中的应用.化学通报,1998(4).
[4]单志强.纳米材料特性及其在环境保护领域的应用.环境技术,2005,23(2).
纳米技术的起源篇3
关键词：纳米光催化技术；大气污染；治理应用
纳米光催化技术在大气污染中的应用，可以提高大气污染的治理水平。由于纳米光催化技术的光敏效果较好，容易达到其反应条件，效率高，对环境及人体具有无害的特点，所以，纳米光催化技术已成为当前社会最先进的空气净化技术。对纳米光催化技术进行分析与研究，充分了解其在大气污染治理中的应用，有利于解决我国严重的雾霾问题，优化人们的生活环境，促进经济的快速发展。
一、纳米光催化技术理论
太阳能作为“取之不尽，用之不竭”的清洁能源之一，在能源短缺和环境污染日趋严重的今天，其有效利用显得尤为重要。而光催化污染物降解技术既能充分利用太阳能，又能解决大气污染物的处理难题。纳米光催化技术作为一种新型的大气污染物治理方法，在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。与传统的物理吸附法（活性炭）相比，利用纳米光催化技术净化空气具有以下优势：催化降解反应可以在常温常压下进行；操作简便；在太阳光的激发下，能有效去除大气中的污染物如nox和VoCs，不会造成二次污染。
光催化技术理论主要基于“Fu-jishima-Honda”效应，20世纪70年代后期，Frank和Bard关于水中氰化物在tio2表面的光分解研究及Carey等关于多氯联苯在tio2紫外光下的降解研究，极大推动了光催化技术在环境污染治理方面的研究。半导体材料的催化氧化机理如下：当能量大于禁带宽度的光照射半导体催化剂时，价带（va-lenceband，VB）上的电子被激发，跃过禁带进入导带（conductionband，CB），而在价带上产生与电子（）对应的空穴（），即产生自由电子-空穴对，活泼的电子、空穴在电场作用下可以分别从半导体的导带、价带迁移至半导体/吸附物界面，而且跃过界面，使被吸附物还原和氧化；同时也存在着电子、空穴的复合。价带空穴（）将吸附的H2o氧化为羟基自由基（），导带电子（）将空气中的o2还原为超氧自由基（）。这两个自由基（），是降解污染物的关键活性基团。其反应原理如下：
二、纳米光催化技术的实际应用
纳米光催化技术在大气污染治理中的应用比较广泛，tio2作为应用效果较好的光催化剂，具有较好的抗酸碱性、耐光腐蚀性，其化学性质稳定性较好，来源丰富，能源较大，具有产生的光生电子和空穴的电势电位较高等优势。但是，在实际的纳米光催化技术应用过程中，容易受到催化剂、有机物浓度的影响。因此，在大气污染治理过程中，相关人员应重视这些因素对光催化技术的影响。
（一）催化剂对纳米光催化技术的影响。纳米光催化技术的原理，是利用催化剂净化大气的。在反应过程中，催化剂的表面积、粒径等等，都会影响纳米光催化反应。如：当催化剂的粒径不断缩小时，溶液中的单位质量粒子就会增多，虽然光的吸附效率有所增加，但是，光吸收不易饱和；当催化剂系统的表面积增加时，就意味着催化剂参加反应的面积增大，有利于催化反应的进行，反之，则不利于催化反应的进行。另外，催化剂的表面羟基及混晶效应，也是影响纳米光催化反应的另一因素。
（二）光源与光强对大气污染的影响。纳米光催化技术常用的光源有黑光灯、高低压汞灯、紫外灯、杀菌灯等，波长在200-400nm的范围内。一般情况下，在纳米光催化反应过程中，其光的强度越强，催化反速度就会逐渐趋于常数，但是，光量子效率则会随着光强度的变化而变化。此外，pH值不同，外加助催化剂及无机盐等等，在一定程度上也会影响纳米光催化技术的反应。
三、纳米光催化大气污染控制技术与其他技术的联用
（一）室内污染控制与通风技术。目前常用室内环境净化与通风技术有主动式和被动式2种。前者是将室内环境净化装置与机械通风系统有机结合起来成为一个整体，而后者采用空气净化过滤器结合自然通风系统。这两种技术均涉及高效通风技术，前者主要针对外源性污染，可采用高效低阻过滤的方式；而后者主要针对内源式污染，比较有效的方式为各种室内净化技术。目前主要通风方式包括混合通风、置换通风和个性化送风。混合通风和置换通风均以营造室内可感风环境为目的，若将空调设定温度调高必然会引起室内人员热舒适性的降低；个性化送风由于其实际使用中制约较多，在实际工程中较少。
（二）过滤技术。过滤技术主要包括纳米纤维过滤技术、光催化纤维过滤技术、膜过滤技术。纳米纤维过滤技术具有一定梯度结构的复合过滤材料可大大提高过滤性能，已用于室内空气净化、水体有机物净化等领域，有望实现大规模工程化应用；纳米光催化技术是一种新型的处理大气污染物的方法，在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。
四、结语
在大气污染治理过程中，单独利用纳米光催化技术的效果并不是特别明显，因此，在治理大气污染过程中，相关人员应将纳米光催化技术与其他先进的大气净化技术进行有效结合，提高大气污染治理效果，保证人们生活健康。
参考文献：
纳米技术的起源篇4
【摘要】在政府的大力支持下，针对国际经济发展、纳米科技发展出现的新趋势和自身的需求，纳米技术及应用国家工程研究中心（简称“纳米中心”）积极与多国的高校、科研机构和企业等在纳米科学技术领域开展了多方面的国际交流与合作。其中，在与巴西的国际科技合作过程中，纳米中心探索出新的合作模式、合作管理形式、合作内容及成果等。
关键词国际科技合作；纳米中心(neRCn)；巴西；纳米技术
explorationofneRCnfortheinternationalCooperationofscienceandtechnology
——theexampleofinternationalCooperationofScienceandtechnologywithBrazil
CHenJun-chenYinGui-linHeDan-nong
（nationalengineeringResearchCenterfornanotechnology,Shanghai200241,China）
【abstract】withthestrongsupportofgovernment,inconsiderationofthenewtrendofthedevelopmentofinternationaleconomy,nanotechnologyandowndemand,nationalengineeringResearchCenterfornanotechnology(neRCn)carriesoutawiderangeofinternationalcommunicationandcooperationwithmanyforeignuniversities,researchinstitutionsandcompaniesinthefieldofscienceandnanotechnology.amongthem,neRCnexploresnewcooperationmode,cooperativemanagementform,cooperativecontentandresultsintheprocessofinternationalcooperationofscienceandtechnologywithBrazil.
【Keywords】internationalcooperationofscienceandtechnology；nationalengineeringResearchCenterfornanotechnology(neRCn)；Brazil；nanotechnology
国际科技合作是指在世界范围内，寻求最有优势的生产要素和最先进的科技成果与本国的优势重新组合与配置，以取得最佳的经济效益[1]。随着全球科技创新和经济全球化程度的不断加深以及竞争的日益激烈，国际科技合作已成为提升创新效益和效率的关键领域，各国都试图通过开展国际科技合作来充分利用全球最优质的创新资源，通过不断参与国际科技创新活动减少成本、增强创新的能力[2]。近年来，欧美等发达经济国家以自身需求和国家利益为导向，以吸收高新技术和人才以及开拓国际技术市场为目的，在政府层面上与国外具有优势技术水平和科技资源的国家或地区签署了大量双边或多边科技协议，在这些协议指导下开展的对外科技合作数量不断增长。据初步统计，美国仅联邦政府各主要职能部门就与110多个国家和地区签署了近900个科技外交方面的协议及谅解备忘录等[3]。
1我国开展的国际科技合作
随着科技发展步伐的加快，我国科技水平也得到了大幅提高，国际专利授权量与日俱增，部分专利已达到国际领先水平，大量我国自主研发的科技产品具备相当雄厚的实力，迈入国际市场已是大势所趋。在经济全球化的背景下，一方面，我们要继续吸收以美国、欧洲、日本等为代表的科技发达国家和地区在国际市场中的先进科技，引进高水平科技成果，加强国际科技合作以提升自身竞争力；另一方面，我们也应与以巴西、印度、非洲等为代表的经济、科技水平欠发达的国家和地区展开深入的国际科技合作，通过科技援助等手段提高其科技水平。因此，与包括中国在内的国家建立科技合作也是这些经济、科技水平欠发达的国家和地区发展自身的内在需要。
鉴于国际科技合作对经济发展尤其是科技进步方面发挥的作用越来越大，我国政府通过以建立国际科技合作项目等形式与包括欧美、俄罗斯、日本以及巴西等国家开展了一系列的国际科技合作。从目前的发展情况来看，我国国际科技合作的广度和深度不断拓展，从能源、环境、材料等科技创新合作领域发展到经贸合作领域。技术转移在国际科技合作中所占比重越来愈大，技术的输入输出成为国际合作的主要内容，国际科技合作方式也趋于灵活、多元化。
基于我国目前科技合作的发展现状，合作模式也呈现出多样化的特点。依合作渠道可分为“中外型”、“中中外型”和“中外外型”；依合作目的可分为“R&D型”、“二次开发型”、“技术辐射型”和“产品产业化型”等；依合作内容可分为“互访交流型”、“引进核心技术或产品型”、“引进设备型”、“引进核心部件型”和“引进材料型”等；依合作组织可分为“民间合作型”、“政府间合作型”和“混合型”等；依科技实力可分为“强-强合作型”、“强-弱合作型”和“弱-弱合作型”等；依合作参与方数目可分为“双边合作型”和“多边合作型”等[4-5]。
上述任何类型的国际科技合作都离不开“政府主导型”和“自由发展型”的分类。“政府主导型模式”是指在社会发展领域、政府投资的重点项目等方面,由政府整合资源、发挥主导作用、组织和协同相关主体协同开展国际科技合作，发挥了政府在根据科技发展趋势和我国科技发展需要规划国际科技合作战略等方面的优势。“自由发展型模式”主要是指以企业、高校科研院所、中介等主体为主，由主体根据自身组织的发展目标和战略来自主开展各类国际科技合作，凸显了企业、高校科研院所等主体发挥自身市场或技术优势[6-8]。然而，如何将政府主导型与自由发展型两种国际科技合作模式相结合，从而使各自优势都得到彰显，无疑是国际科技合作模式的探索和发展。
2纳米技术及应用国家工程研究中心开展的国际科技合作
纳米技术及应用国家工程研究中心（简称“纳米中心”）经国家发展改革委批准成立，是国家在布局发展纳米科技与产业方面专门设立的从事纳米技术及应用研究的部级工程研究中心。自建立以来，纳米中心一直致力于推动我国纳米技术的国际交流与合作。
2007年，科技部国际合作司批准“纳米技术与产业国际科技合作基地”在纳米中心设立，为中心的国际交流与合作奠定了更为坚实的基础。在政府的大力支持下，针对国际经济发展、纳米科技发展出现的新趋势和自身的需求，纳米中心积极与多国（包括美国、俄罗斯、英国、德国、澳大利亚、法国、日本、韩国、丹麦、荷兰、巴西、智利等）的高校、科研机构和企业等在纳米科学技术领域开展了多方面的国际交流与合作，承担了10余项国家及地方国际合作科研项目。此外，纳米中心积极与国外知名企业建立良好的交流与合作关系，以引进国外先进的“产学研用”相结合的技术创新体系和高科技产业化运作模式，积极推进中心的纳米技术与产品输出，并与国外企业签订了合作协议，为中心拥有的纳米技术占领国际市场奠定了良好基础。
目前，纳米中心在国际合作方面形成了多样化格局，已在人员互访、签约全面合作框架协议、研究项目合作、建立联合工作组、人才合国际科技合作是指在世界范围内，寻求最有优势的生产要素和最先进的科技成果与本国的优势重新组合与配置，以取得最佳的经济效益[1]。随着全球科技创新和经济全球化程度的不断加深以及竞争的日益激烈，国际科技合作已成为提升创新效益和效率的关键领域，各国都试图通过开展国际科技合作来充分利用全球最优质的创新资源，通过不断参与国际科技创新活动减少成本、增强创新的能力[2]。近年来，欧美等发达经济国家以自身需求和国家利益为导向，以吸收高新技术和人才以及开拓国际技术市场为目的，在政府层面上与国外具有优势技术水平和科技资源的国家或地区签署了大量双边或多边科技协议，在这些协议指导下开展的对外科技合作数量不断增长。据初步统计，美国仅联邦政府各主要职能部门就与110多个国家和地区签署了近900个科技外交方面的协议及谅解备忘录等[3]。
1我国开展的国际科技合作
随着科技发展步伐的加快，我国科技水平也得到了大幅提高，国际专利授权量与日俱增，部分专利已达到国际领先水平，大量我国自主研发的科技产品具备相当雄厚的实力，迈入国际市场已是大势所趋。在经济全球化的背景下，一方面，我们要继续吸收以美国、欧洲、日本等为代表的科技发达国家和地区在国际市场中的先进科技，引进高水平科技成果，加强国际科技合作以提升自身竞争力；另一方面，我们也应与以巴西、印度、非洲等为代表的经济、科技水平欠发达的国家和地区展开深入的国际科技合作，通过科技援助等手段提高其科技水平。因此，与包括中国在内的国家建立科技合作也是这些经济、科技水平欠发达的国家和地区发展自身的内在需要。
鉴于国际科技合作对经济发展尤其是科技进步方面发挥的作用越来越大，我国政府通过以建立国际科技合作项目等形式与包括欧美、俄罗斯、日本以及巴西等国家开展了一系列的国际科技合作。从目前的发展情况来看，我国国际科技合作的广度和深度不断拓展，从能源、环境、材料等科技创新合作领域发展到经贸合作领域。技术转移在国际科技合作中所占比重越来愈大，技术的输入输出成为国际合作的主要内容，国际科技合作方式也趋于灵活、多元化。
基于我国目前科技合作的发展现状，合作模式也呈现出多样化的特点。依合作渠道可分为“中外型”、“中中外型”和“中外外型”；依合作目的可分为“R&D型”、“二次开发型”、“技术辐射型”和“产品产业化型”等；依合作内容可分为“互访交流型”、“引进核心技术或产品型”、“引进设备型”、“引进核心部件型”和“引进材料型”等；依合作组织可分为“民间合作型”、“政府间合作型”和“混合型”等；依科技实力可分为“强-强合作型”、“强-弱合作型”和“弱-弱合作型”等；依合作参与方数目可分为“双边合作型”和“多边合作型”等[4-5]。
上述任何类型的国际科技合作都离不开“政府主导型”和“自由发展型”的分类。“政府主导型模式”是指在社会发展领域、政府投资的重点项目等方面,由政府整合资源、发挥主导作用、组织和协同相关主体协同开展国际科技合作，发挥了政府在根据科技发展趋势和我国科技发展需要规划国际科技合作战略等方面的优势。“自由发展型模式”主要是指以企业、高校科研院所、中介等主体为主，由主体根据自身组织的发展目标和战略来自主开展各类国际科技合作，凸显了企业、高校科研院所等主体发挥自身市场或技术优势[6-8]。然而，如何将政府主导型与自由发展型两种国际科技合作模式相结合，从而使各自优势都得到彰显，无疑是国际科技合作模式的探索和发展。
2纳米技术及应用国家工程研究中心开展的国际科技合作
纳米技术及应用国家工程研究中心（简称“纳米中心”）经国家发展改革委批准成立，是国家在布局发展纳米科技与产业方面专门设立的从事纳米技术及应用研究的部级工程研究中心。自建立以来，纳米中心一直致力于推动我国纳米技术的国际交流与合作。
2007年，科技部国际合作司批准“纳米技术与产业国际科技合作基地”在纳米中心设立，为中心的国际交流与合作奠定了更为坚实的基础。在政府的大力支持下，针对国际经济发展、纳米科技发展出现的新趋势和自身的需求，纳米中心积极与多国（包括美国、俄罗斯、英国、德国、澳大利亚、法国、日本、韩国、丹麦、荷兰、巴西、智利等）的高校、科研机构和企业等在纳米科学技术领域开展了多方面的国际交流与合作，承担了10余项国家及地方国际合作科研项目。此外，纳米中心积极与国外知名企业建立良好的交流与合作关系，以引进国外先进的“产学研用”相结合的技术创新体系和高科技产业化运作模式，积极推进中心的纳米技术与产品输出，并与国外企业签订了合作协议，为中心拥有的纳米技术占领国际市场奠定了良好基础。
目前，纳米中心在国际合作方面形成了多样化格局，已在人员互访、签约全面合作框架协议、研究项目合作、建立联合工作组、人才合作、技术输出等方面，全方位展开了国际交流与合作工作，对外交流工作的层次不断提高、规模不断扩大、合作伙伴不断增多。
3纳米中心与巴西开展的国际科技合作
我国纳米技术经过多年的发展，取得了大批成果，在诸多领域走在了世界前列。近年来，巴西政府非常重视纳米技术的发展，巴西科技部已经制定了较为系统的纳米技术创新发展战略和部署，建立了由各部委共同组成的纳米技术联合委员会，总体负责国家纳米技术发展规划和管理；确立了纳米材料、纳米器件与系统、纳米生物技术等主要的发展方向；倡导整合资源，联合了国内几十家相关实验室，建立了巴西“国家纳米技术联合实验室体系”，集合了国内一批科研机构推进纳米技术发展，部分技术成果已经在工业界获得了应用。因此，在巴西有关国家纳米技术发展战略的引导下，纳米技术必将会支撑巴西在新世纪科技与产业的发展。
巴西的纳米技术具有自身的特点，但在整体规模、全面性和应用开发方面与我国相比还有一定差距，因此，巴西对我国领先领域的纳米技术仍有巨大需求。近年来，中国与巴西两国的双边合作领域不断拓展，政治互信逐步加深，中国政府积极推动与巴西等发展中国家的科技合作。
纳米中心作为国家在发展纳米技术研究方面的布局单位，多年来十分重视纳米技术的应用研究，在已签署的合作协议基础上，进一步整合资源，积极与巴西开展多方面的合作，以行动落实双方政府签约的合作内容，为推进我国纳米技术与产业的发展，以及中巴的合作和友谊多做贡献。
（1）合作模式创新：政府主导与自由发展相结合
2009年，中巴政府签署了《科技与创新合作工作计划书》。在此基础之上，为推动两国在纳米技术领域的交流与合作，2011年4月，中国科技部与巴西科技部在北京签署了《关于建立中国巴西纳米技术研究和创新中心的谅解备忘录》。同年6月，中巴政府签署了《中国政府与巴西政府十年合作规划》，纳米技术合作被列为了该框架战略合作协议的重点合作领域之一，纳米中心作为中方的管理机构之一和中国科学院一起与巴西相关单位共同参与建设“中国-巴西纳米技术联合研究中心”。
在科技部的大力支持下，为了推动中国与巴西在纳米技术及产业化方面的交流，纳米中心与巴西相关科研机构积极对接，与巴西能源与材料国家工程研究中心（Cnpem）、巴西纳米技术国家重点实验室（Lnnano），于2012年在上海召开了“纳米科技发展中巴双边会议”，探讨纳米技术应用研究合作内容，并签署了《纳米技术开发与推广合作协议》，开启了中巴纳米技术合作的大门。
自2012年9月纳米中心与巴西相关机构签订合作协议以来，为进一步落实双边合作协议，纳米中心与巴西开展了多层次的频繁交流。纳米中心与巴西科技部、巴西纳米技术国家实验室和中方国家纳米科学中心在巴西坎皮纳斯联合举办了“2014中巴纳米技术发展论坛”；参加了由巴西圣卡塔琳娜大学和巴西CeRtti基金会组织的“巴西第二届纳米技术研究与产业化论坛”；并派代表团对巴西进行了多次访问，与巴西纳米技术国家重点实验室（巴西能源与材料国家工程研究中心、国家纳米实验室、国家同步辐射光源实验室等）、巴西能源与核研究所、巴西坎皮纳斯大学、巴西圣保罗大学、巴西圣卡塔琳娜大学等多个从事纳米技术研究的主要科研机构进行了交流，对巴西开展纳米技术研究的情况进行了全面了解，并与更多机构签署了合作协议。同时，巴西相关机构代表也应纳米中心的邀请来中国进行了访问，对中心将纳米技术应用于环境治理、能源、传感、医疗等方面的成果留下了深刻印象，为双方开展进一步的交流与合作奠定了重要基础。
在中巴政府的大力支持下，通过人员互访及长期沟通，中巴双方聚焦了合作点，开展了项目联合研究，同时建立了长期的交流机制。
（2）合作管理形式创新：统筹规划、个性化管理
中国与巴西具有不同的国情，故纳米中心与巴西高校、科研机构和企业的跨国合作也要依两国具体情况而定。中巴双方会对每次合作进行充分的沟通及协商，先统筹规划拟定符合双方发展的“共赢”方针，再结合各自的情况进行适合的个性化管理，最大程度发挥纳米中心在纳米应用研究领域的优势，帮助巴西在纳米科技方面取得进步。同时，纳米中心积极进行人员交流，通过多种渠道帮助巴方培养青年科技人员。
（3）合作内容及成果创新：从实验室走向产业化
纳米中心与巴西纳米技术企业建立了合作关系，根据巴西市场的需求，合作开发具有针对性的纳米技术产品，推动纳米技术成果在巴西开展推广应用。
纳米中心与巴西国家纳米实验室联合承担了《纳米功能材料产业化关键技术联合开发与推广应用》项目，并于2013年与巴西某纳米技术公司签订了《纳米技术与产品推广合作协议》等，为中心的技术和产品出口巴西奠定了基础。之后，纳米中心代表团远赴巴西，与巴方高层举行了多次会谈，在技术研发及产品销售方面等进行了深入沟通，针对巴西市场特点，在多种纳米功能材料的应用方面开展系列合作，进行联合开发及推广。
目前，纳米中心与巴西有关高校、科研机构和企业在纳米技术领域已开展了多方面的交流与合作，建立了良好的关系，在多个方面均取得了大幅进展：（1）进行了频繁的人员互访，并形成了长期交流机制；（2）在纳米功能材料领域开展了多项科技项目技术合作；（3）与纳米技术企业在纳米产品方面开展了合作，进行产品输出；（4）积极进行人员交流，通过多种渠道帮助巴方培养青年科技人员。
4结论与展望
纳米中心在国际合作方面形成了多样化格局，已在人员互访、签约全面合作框架协议、研究项目合作、建立联合工作组、人才合作、技术输出等方面，全方位展开了国际交流与合作工作，对外交流工作的层次不断提高、规模不断扩大、合作伙伴不断增多。
纳米中心与巴西相关高校、科研机构及企业的交流与合作已取得了一系列初步成果，形成了良好的发展势头。纳米中心将在已签署的各项合作协议基础上，通过进一步整合资源，不断深入、拓展与巴西在纳米技术领域的合作，为中巴合作夯实基础，为中巴友谊多做贡献：（1）继续坚持中巴双方频繁交流，将目前开展的双边互访及“双边论坛”制度化，发展成为长期性的定期双边交流活动，建立长期稳定的中巴纳米技术合作交流平台；（2）切实落实双方的项目合作，通过与巴西科研机构开展长期稳定的纳米技术联合研究，为巴方合作单位提供长期的技术支持；（3）通过与巴西企业联合开展针对性的应用技术及产品开发，实现我国纳米技术及产品在巴西的大规模推广和应用；（4）建立和完善双方人才交流机制，为双方培养纳米技术人才。
参考文献
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［2］王葆青.以国际新兴理念思考我国的国际科技合作[J].中国科学院院刊,2014,29(2):185-191.
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纳米技术的起源篇5
关键词稀有金属镀层新材料发展战略
中图分类号：F407文献标识码：a
0引言
材料是人类赖以生存和发展、征服自然和改造自然的物质基础，也是人类社会发展的先导。特别是现代高科技的发展，更是依赖于新材料技术的进步，如果没有现代超级结构材料的发展，就没有当今世界航空航天事业的辉煌灿烂；如果没有半导体材料的出现，也就不可能有今天计算机技术日新月异的蓬勃发展。
电刷镀技术是近几十年由电镀发展起来的一项新的表面工程技术，从某种意义上可以算是一种特殊的电镀技术，在国家经济建设中起着举足轻重的作用，而稀有金属镀层更是对促进国民经济的可持续发展和加强国防现代化建设具有极其重要的战略意义。稀有金属新材料是新材料的一个极其重要的组成部分。我国稀有金属镀层材料经过几十年的努力，已经在产量和规模方面取得了重大进展。但是我国电刷镀技术与世界先进国家还有很大差距，科研水平较低，对稀有先进镀层开发缺乏力度，尤其是参杂了稀有金属的合金镀层和添加了纳米粉末的，以致我国在电刷镀方面远落后于西方发达国家。
1稀有金属镀层材料
稀有金属材料是最重要的一类材料。其中镍、钨、钼等元素由于其特殊的耐磨耐高温的性能，在电刷镀行业有着极其广泛的应用。稀有金属材料涉及到结构材料、功能材料、环境保护材料和生物医用材料等，其应用几乎涉及到国民经济和国防建设的所有领域。①稀有金属新材料是新材料的一个极其重要的组成部分，其地位和作用十分突出。大力发展稀有金属镀层新材料，加速稀有金属镀层新材料的研究和开发，对促进国民经济的可持续发展具有极其重要的战略意义。
当今世界，各国相互依存、共生共荣，在稀土问题上应该加强合作，共担责任，共享成果。在未来的岁月里，中国将坚持科学发展观，完善稀土政策，加强行业管理，与国际社会一道，维护公平合理的稀土市场秩序，促进稀土开发利用与资源环境相协调，为世界经济和科技发展作出新的贡献。大力发展高技术含量、高附加值的难熔金属材料，镍、钨、钼，难熔镀层金属在我国的资源很丰富，已探明的储量均居世界前列，特别是钨、钼具有很大的资源优势，这也成就了我国发展电刷镀技术的资源优势。
我国镍矿资源丰富，为镍镀层的应用提供了良好的物资条件。镍镀层具有较高的硬度和耐磨性、耐腐性，所以镍镀层应用很早很广泛。镍基合金镀层的研究和开发应围绕提高材料表面的强度、塑性、韧性、耐蚀性以及抗疲劳等综合性能来开展，新型合金的开发可以通过采用新的合金元素、采用新电刷镀工艺等途径实行。
我国钨、钼等难熔金属制品存在中低档产品供大于求，产品积压等问题，而技术含量高的产品又不能生产或产量很小，或质量达不到要求；缺乏高档管、棒、丝等深加工产品。由于w有高热导性、高温红硬性以及抗氧化等特点，阻止了由高温氧化造成的塑形变形和热粘着，提高了镀层的耐磨性能。除此之外，钨、钼还能做镀层材料与镍发生共沉积，制成镍钨、镍钼合金镀层，其被广泛的应用于各种要求耐磨镀层的场合，ni-w合金镀层代替铬镀层，可广泛用于轴承、内燃机气缸、活塞环、热缎模、轧辊、钟表机芯和石油容器等领域，尤其是大型机械零部件的修复和军工企业。
2纳米合金镀层的研究
随着现代工业的发展，对机械产品零件表面的性能要求越来越高，为了满足和适应高速、高温、高压、重载、腐蚀以及某些特定工况下使用的零部件的修复、保护、表面强化、改性等需求，传统的电刷镀技术已显得力不从心，近些年来，纳米技术的发展突飞猛进，电镀技术与纳米技术相融合，必然能够制备性能优良的纳米级颗粒ni-w合金镀层，它将在硬度、耐蚀性、抗氧化性等诸多方面比微米级的镀层获得大幅提升。采用纳米高新技术改造、提升传统电刷镀技术以获得的性能优异的纳米复合镀层的纳米电刷镀技术研究成果不断涌现。
一些固体不溶性纳米颗粒如Sio2、Zro2、al2o3等的搀杂，加入大大提高了原镀层的硬度和耐磨性等物理性能。（1）耐磨复合镀层研究方面：徐龙堂等对电刷镀ni/p包纳米al2o3颗粒复合镀层的微动磨损性能进行了研究，纳米al2o3颗粒使复合镀层的结构致密和细化，在磨损过程中起到一定的减轻粘着的作用；②徐龙堂等还用电刷镀法制成含纳米SiC粉的复合镀层，研究表明，在镀液中加入纳米SiC能大幅度提高镀层的耐磨性；③张伟等用电刷镀法制得含纳米金刚石粉的复合镀层，在室温、高负荷下具有优良的抗疲劳和抗磨损性能，其耐磨性是纯镍镀层的4倍。④（2）减磨复合镀层研究方面：尹健对纳米金刚石的镍基复合镀层进行研究。黑粉由超细纳米金刚石粉、石墨及无定型碳等组成，加入含纳米金刚石黑粉后，减摩耐磨性明显提高，使强化后的注塑模具在使用过程中的磨损量减少，摩擦系数降低。⑤（3）耐高温复合镀层研究方面：张玉峰制得了镍基纳米氧化锆电刷镀复合镀层，并测试了镀层的高温磨损性能。结果表明，镀层中的纳米颗粒在高温下能抑制镀层晶粒的长大，在400℃热处理时，最高硬度可达到900HV，其高温耐磨性是基材的5～7倍。⑥
由于不溶性固体微粒在复合刷镀层中的强化作用，使纳米复合电刷镀层表现出耐磨、耐蚀等优异的综合性能，为机械零部件的再制造提供了前所未有的机遇，成为再制造工程技术的重要组成部分。纳米电刷镀技术比普通电刷镀技术的应用范围更加宽广，是电刷镀技术的重要发展方向。
3结论
我国稀有金属材料经过多年的发展，在高性能材料、新型材料加工技术等方面已取得了重大进展。目前，复合刷镀层的研究还大多仅限于耐磨、耐高温磨损、抗接触疲劳，而对于某些具有特殊功能的复合镀层，如导电、导磁、催化等复合刷镀层国内几乎没有文献报道，由此可见，我国在无论是在刷镀技术还是新电刷镀层的开发都与国外有着较大的差距，这势必对我国国民经济发展和国家工业化建设产生影响。所以说研发新型镀层材料对促进国民经济发展，加强国防建设，提高中国在国际中的地位具有巨大的推动作用。
注释
①黄伯云.我国有色金属材料现状及发展战略[J].中国有色金属学报，2004，14（1）：122-127.
②徐龙堂，徐滨士，周美玲等.电刷镀镍镍包纳米al2o3颗粒复合镀层微动磨损性能研究[J].摩擦学学报，2001，21（1）：24-27.
③徐龙堂，徐滨士，马士宁等.电刷镀含纳米SiC粉复合镀层epma分析[J].材料工程.2000，（6）：34-36.
④张伟，徐滨士，梁志杰等.电刷镀含纳米粉复合镀层结构和磨损性能[J].装甲兵工程学院学报，2000，14（3）：30-33，68.
纳米技术的起源篇6
纳米技术正全力推动着化学工业未来的发展。随着一些纳米技术的工业产品问世以及所显示出的诱人前景，现在“纳米技术”已经成为家喻户晓的名词。纳米技术能在＜100nm的水平上合成、处理和表征物质，这是一个涉及多门学科的广阔领域，它包含有：纳米材料(nanomaterials)、纳米生物技术(nanobiotechn010gy)、纳米电子学(nanoelechonics)和纳米系统(nanosystem)，如纳米电子机械系统nemS和分子机械(m01ecularmachine)等。而纳米技术在化学工业中的应用，主要是新型催化剂、涂料、剂，过滤技术以及一些最终产品，诸如纳米多孔材料制品和树状聚合物制品已成为化学工业的创新点。
一、化学反应和催化方面应用
化学工业及其相关工业，特别是一些化学反应起着关键性作用的产业盛行用纳米技术来改进催化剂性能。纳米多孔材料中的沸石在原油炼制中的应用已有很长历史，纳米多孔结构新型催化剂的发展，为许多化学合成工艺的创新提供了机会，或者使化学反应能在较温和条件下进行，大幅度地降低工艺成本。例如用此类催化剂可以将甲烷有效地转化为液体燃料，作为柴油代用品，而现用的方法比较昂贵。
纳米粒子催化剂的优异性能取决于它的容积比表面率很高，同时，负载催化剂的基质对催化效率也有很大的影响，如果也由具有纳米结构材料组成，就可以进一步提高催化剂的效率。如将Si02纳米粒子作催化剂的基质，可以提高催化剂性能10倍。在某些情况下，用Si02纳米粒子作催化剂载体会因Sio2材料本身的脆性而受影响。为了解决此问题，可以将Sio2纳米粒子通过聚合而形成交联，将交联的纳米粒子用作催化剂载体。
在能源工业中，Shenhua集团公司、Hydrocarbon技术公司和美国能源部在中国进行煤液化项目建设，采用了纳米催化剂，取得了20亿美元效益。此工艺可以生产非常清洁的柴油，在中国许多地方它可与进口原油或柴油(以全球平均价格计)竞争。燃料电池也是纳米催化剂起重要作用的领域，当前工业样品应用的是铂催化剂，约2nm宽。
二、过滤和分离方面应用
在过滤工业中，纳米过滤(简称纳滤，nanofiltration)广泛应用于水和空气纯化以及其它工业过程中，包括药物和酶的提纯，油水分离和废料清除等。还可以从氮分子中去掉氧(氧与氮分子大小差别仅0.02nm)。应用此方法生产纯氧可不需要采用深冷工艺，因而可以降低成本。法国于2000年在Generaledeseamx建成世界上第一座用纳滤技术生产饮用水的装置，所用聚合物膜其孔径略＜lnm。与传统净化工艺相LL，虽然电能消耗较高，但带来一些其它的好处，如不需要用氯。
由于可以精确地控制孔径，所以具有可观的近期应用前景。美国pacificnorthwest国家试验室已经创制一类称之为SammS结构，为在介孔载体上自组装的单层结构，含有规整的1-50nm的圆柱形孔，孔上用自组装方法涂上活性基团单层，可用于不同领域。已经利用SammS成功地从水溶液和非水溶液中萃取出各种金属和有机化合物。
纳米多孔材料的吸收和吸附性能也提供了在环境治理方面应用的可能性，如去除重金属(如砷和汞等)。使用其他纳米材料的过滤技术也取得了长足进步。例如入rgomide纳米材料公司开发的用直径为2nm纤维制成的高产率系统，可以过滤病毒、砷和其它污染物。
一些聚合物—无机化合物复合材料也可用作气体过滤系统，而且效率也很高。如有一种用排列成行的碳纳米管(nanotLlLe)制成的膜，由于纳米管与气体分子间互不作用，可以高产率地分离出气体。此种材料可满足高流速低压气体的分离需要。此种膜可以从气流中去除Co2，或从Co中分离H2。这种技术可应用于新一电厂、煤液化工厂或气体液化厂。
由精密控制尺寸的纳米管组成的膜在分离生物化学品方面也具有很大潜力。
三、复合材料方面应用
在复合材料中使用纳米粒子可以提高材料强度，降低材料的重量，提高耐化学品、耐热和耐磨耗能力，而且还可赋于材料一些新的性能，诸如导电性，在光照和其他幅照下改变其反应性能等。
以粘土为基础的纳米复合材料在不久将来会有很大的市场。以碳纳米管为基础的新型结构复合材料的开发也为期不远，它的主要问题是成本较贵，要用好的填料(单壁纳米管)。大规模应用较大而不太完善的碳纳米纤维可望在2004年实现，此发展可能会给纳米粘土复合材料的应用形成冲击。
一些公司计划扩产纳米粘土也反映出其发展潜力。如nanocor公司已转产纳米粘土，每年2万吨。许多主要聚合物公司也在开发纳米复合材料技术。Rtp公司已将有机粘土／尼龙纳米复合材料制成薄膜和片材。triton
System公司应用纳米二氧化硅与一种聚合物材料制成纳米复合材料，开发成一种涂装材料。其它Honeywell，Ube工业和Unitika等公司已工业规模生产尼龙纳米复合材料用作包装HBp材料，nanocor最近与三菱气体化学公司联合
制造并出售HBp包装材料。用于食品和饮料行业。Bayer打算用尼龙6纳米复合材料制造多层包装膜，此膜的氧穿透率减少l/2，透明度和韧性有提高。近期，人们关注的另一种纳米复合材料的填料物质，是一种较为复杂的分子多面齐聚物(polyl、cdral01ig(mericsilsc5quioXanes，poSS)。Hybrid塑料公司称其可以大量生产poSS，并与塑料生产厂商和用户进行合作。
四、涂料方面应用
在涂料行业CtJ。纳米粒子已经起着很大的作用，但是，类似于能生成抗刮痕和不粘表面的涂层的溶胶—凝胶单层(solgclmonlolaycr)还在研究。用树状聚合物可以弥补不足，并且可与纳米粒子技术结合应用。
以纳米粒子为基础的涂料具有各种优异的性能，比如：强度、耐磨耗、透明和导电。拜耳公司与nanogntc公司合作开发导电和透明的涂层。纳米粉体是难以储运的，美国海洋部门采用微型凝聚(microscalengglomerate)方法，即在应用时用等离子(一种热的离子化气体)技术或热喷涂技术，使粉体被融熔，形成涂层。拜耳公司与Hansametallwerke公司用纳米粒子进行抗水和抗灰尘涂料开发。据中国环氧树脂行业在线(epoxy-)记者了解，2002年BaSF公司推出一种用纳米粒子和聚合物制备的喷涂涂料，在干燥时自组装成一种纳米结构的表面，呈现出类似荷叶的效应，即当水落到表面上，由于与表面的互粘性甚小，可以形成水珠而流去，并把灰尘带走。
inframat公司用纳米涂料作为船壳防污涂料。以防止海藻、贝类附着生长。此种涂料很坚硬。但并不发脆。该公司的纳米氧化铅-氧化饮基陶瓷涂料已获得美海军部门400万美元订货，主要用于涂装潜水艇的潜望镜。应用纳米粒子技术可以制造氧化铝纳米粒子，用于地砖的抗划痕涂层。nanogate公司为西班牙地砖制造商提供纳米粒子涂料，使之容易清洗，并还为眼镜工业提供抗划痕涂料。
用纳米粒子强化的涂料还可能在生物医用方面应用。例如铜的纳米粒子可以降低细胞在表面上生长，从而解决移植上的一个主要问题。
五、添加剂和树状聚台物的作用
在复合材料领域中，纳米粘土和poSS已经取得进展。在不远的将来，碳纳米管可能产生较大影响。但是，各种不同形状的树状分子结构以及它能易于功能化的性能，可以创制特殊结构的复合材料，使之具有各种性能。早在上世纪90年代中期，Bertmeijer教授就阐明了树状聚合物的结构，它是一群小分子，或是小分子的容器。一个“树状聚合物箱”(i)endrimerbox)，如同有一个硬壳建于软性树状聚合物周围。如果一个小分子，如染料分子进入树状聚合物中，即可被封装在空穴中。通过对其末端基因的化学改性，全部或部分烷基化，树状聚合物就可以形成与线型聚合物可化学兼容的物质，以改进混合性能。在此情况下，树状聚合物的作用在于创建了分子微观环境，或是在塑料原料中形成“纳米观口袋”(nanoscopicpocket)来聚集染料分子。作为一种形态的、结构的或是界面改性剂，树状聚合物还可提高材料韧性，而对其加工性没有影响。在材料共混和复合中，它们还起着材料组分间的兼容剂和粘接剂的作用，因此可用于工程塑料添加剂。树状多支链聚合物已经被用作环氧树脂的增韧剂，加入重量比5％的树状聚合物可显著提高材料的坚韧性。通过可控相分离工艺，可以使树状聚合物良好地分散在树脂中，树状聚合物和树脂作用可以使接枝在树状结构上的环氧基团的化学键得到加强。杜邦公司制造和应用多支链结构物质作为聚合物共混中的添加剂，可以改善聚合物的加工性能。DSm公司已经将多支链的聚丙烯亚胺(ppl)聚合物工业化，主要用于廉价塑料和橡胶制造中作为添加剂，降低粘度。在涂料、油墨和粘合剂生产中也可应用。美国宇航局向DowCorning公司和matcrialselectrochemical
Research公司进行项目投资，开发等离子沉积树状聚合物涂料和树状聚合体富勒烯纳米复合材料，以用作微型和亚微型表面。
六、树状聚台物及去污作用
树状聚合物特别适用于去污，它起着清道夫的作用，可以去掉金属离子，清洁环境。改变一种介质的酸度可以使树状聚合物释放出金属离子。而且树状聚合物可以通过超过滤进行回收和冉用。树状包覆催化剂可用此同样方法从反应产物中进行分离。回收再用。密西很大学的生物纳米技术中心计划开发树状聚合物加强超滤方法，作为新的水处理上艺．从水中去掉金属离子。树状聚合物可以在其分子小间或是在它们的经改性的终端基团上捕捉小分子。
使其能适用于吸收或吸附生物和化学污染物。美国军事部门对它的应用前景作了好的评价。
七、纳米保护(nano-protection)方面应用
树状聚合物在护肤膏中作为一种反应型的组分是很有效的。此应用可以扩展到保护衣服。固定的树状聚合物层可以抗洗和耐环境气候条件变化。有一种称之为“类似树状聚合物”(amphilicdondrimcr)，它一半是树状聚合物，另一半具有末端结构，用以在保护膜中固定活性树状聚合物。
近年来，“一些部门在研究用纳米粒子来监测和防止化学武器袭击。nanospherc公司不久前推出一个系统，可以用来监测生物武器，如炭疽菌。该系统采用美国西北大学开发的金纳米粒子传感器。altair纳米技术公司和西密西根大学联合开发用二氧化钛钠米粒子为基础材料的传感器，可用来监测生物和化学武器。nanosphere材料公司开发氧化镁纳米粒子用于口罩的过滤层，因为它能杀大细菌(包括炭疽杆菌)。深圳新华元具纳米材料公司和nucrgst公司生产银纳米粒子用于抗菌服。nanoBio公司推出一种抗菌液，可以破坏细菌孢子、病毒粒子和霉菌，它的作用是让表面张力发生爆炸性释放，而这种产品对人体组织不起伤害，现在主要用户是美国军事部门。
八、燃料电池方面应用
随着对便携式电子产品电能需求不断增加。要求降低供电元器件的重量和尺寸，由此而开辟广纳米粒子的新市场。
ap材料公司与millennium电池公司合作执行美国军方一份合问。开发纳米级二硼化钛用于高级电池组和其它储能系统。altar公司最近宣布该公司高级固体氧化物燃料电池系列示范试验获得成功，包括联结器、电解质、阴极和阳极等都是由微米和纳米级材料构成。而且，还开发了纳米锂基电池电极材料，其充电和发电率都比当前所用锂离子电池材料快l倍。
有一些公司计划工业生产甲醇基燃料电池，在2004年前后应用于便携式电子设备。在这类电池中，所用催化剂是处在淤浆状态的铂纳米粒子。针对电池应用，Brookhaven国家试验室已制成锂-锡纳米晶体合金，用作高性能电极。用氢化锂与氧化锡反应，前者需过量使反应完全。生产的锂—锡合金中含有剩余氧化铿。重复用氢处理最后生成粒径为20～30nm纳米复合材料，形成稳定金属氢化物的其它元素也可用此法制造纳米复合材料，未来的应用不仅在电池领域，还可以用在催化方面。
纳米技术的起源篇7
半导体光刻工艺面临技术和成本压力
光刻行业正遭到双重打击：对用于集成电路生产的远紫外光刻技术而言，机会窗口在慢慢关闭；而最有希望的一项替代技术即193纳米沉浸式光刻技术却成本高昂，于是行业陷入一片混乱当中。成本增加会对芯片尺寸的继续缩小带来严重的影响。
在近期国际光学工程学会（Spie）主办的先进光刻技术大会上，种种不利迹象表明，一再推迟的远紫外光刻技术可能会进一步推迟到2013年，用于16纳米节点――如果该技术果真能实现的话。这可能会妨碍像英特尔和三星这些站在前沿的芯片生产商，它们曾希望有机会获得远紫外光刻工具，用于2011年22纳米节点的早期开发阶段。
远紫外光刻技术存在的问题为一批新兴技术提供了契机，譬如沉浸式光刻、无掩膜光刻和纳米压印光刻。但至少就32纳米和22纳米节点而言，领先的竞争技术还是193纳米沉浸式光刻，这项光刻技术涉及“两次曝光（doubleexposure）”和“两次图形曝光（doublepatterning）”这两个热门术语。
虽然许多公司已经证明了两次曝光和两次图形曝光切实可行，但沉浸式光刻技术的成本高于如今的图形曝光方法。这意味着，芯片制造成本将来可能会大幅提升。这会对将来继续竭力为每个工艺技术节点降低集成电路的比特价格带来不利影响。
在Spie先进光刻技术大会上，应用材料公司、海力士、iBm和比利时校际微电子研究中心（imeC）各自介绍了有望降低这项技术成本的方法。
分析师G.DanHutcheson是VLSi研究公司的首席执行官，他认为如果业界不去寻找新的光刻解决方案，摩尔定律就会失效。
Hutcheson仍认为，远紫外光刻技术有一席之地。他说：“远紫外光刻技术大有前途，但可能是在22纳米之后的某个时候。远紫外光刻技术会出现在16纳米阶段。”Hutcheson对无掩膜光刻和纳米压印光刻较为悲观。他说：“除了研究领域外，无掩膜光刻不可能取得成功。纳米压印光刻技术也在半导体行业没有用武之地。”
这样一来，193纳米沉浸式光刻技术成了近期的选择。
iBm公司最近宣布，它并没有指望将远紫外光刻技术用于逻辑芯片的22纳米节点的早期开发阶段――之前这家公司还对此寄予希望――远紫外光刻技术的前景显得更黯淡了。iBm及合作伙伴声称，它们会把193纳米沉浸式光刻技术向下扩展到22纳米节点，这要归功于两次图形曝光或者两次曝光技术。
iBm杰出工程师、光刻技术开发部门主管GeorgeGomba在Spie技术大会上做报告时说：“用于22纳米节点早期开发的远紫外光刻技术将会推迟。沉浸式光刻技术将是惟一能够满足22纳米节点的两年周期和需求的解决方案。”
远紫外光刻技术的主要支持者英特尔公司同意iBm的评价。英特尔高级研究员、技术和生产部的先进光刻部门主管YanBorodovsky说：“我们会有一样的看法。”他说，远紫外光刻技术仍存在一直以来阻碍开发的“同一些问题”，包括缺少光掩膜、功率源和光刻胶（resist）。另外，每台光刻机的售价可能高达惊人的7000万美元。
圆晶代工巨头台积电公司的微制像技术发展处资深处长林本坚在Spie大会上说：“人家说魔鬼在于细节；我要说，魔鬼在于掩膜、功率源和成本。”
英特尔的Borodovsky说，接下来的12到18个月对实现远紫外光刻技术至关重要。不过他坚持认为，这项技术仍在英特尔的路线图上，用于2011年的22纳米节点。
实际上，远紫外光刻技术在英特尔内部已经推迟了几次。英特尔曾想利用远紫外光刻技术用于32纳米节点。但去年，英特尔推迟了将这项技术投入32纳米生产的工作。
大相径庭的技术
远紫外光刻技术使用13.5纳米波长，与如今使用的传统光刻工具大相径庭。工艺步骤在多反射镜真空室里面进行。光学元件基本上是没有缺陷的反射镜，这些反射镜通过层间干扰来反射光线。
将远紫外光刻技术投入市场方面的进展很缓慢。譬如说，为了获得每小时生产100块圆晶的产能，远紫外光刻工具要有可以生成100瓦持续功率的功率源。迄今为止，最好的功率源在猝发模式下也只能生成四分之一的持续功率。
最近，光刻设备巨头aSmL控股公司为比利时勒芬的imeC芯片生产研究组织和总部设在纽约的奥尔巴尼纳米技术研究中心交付了远紫外光刻“演示型”工具。aSmL现正在开发一种更先进的“预生产型”远紫外光刻设备，定于2009年下半年批量生产。上周，aSmL声称它在这个方面取得了突破，它可以使用该工具刻印32纳米密集线路和接触孔。
aSmL公司的营销副总裁peterJenkins说：“这是难度很大的技术。我们认为，能够显示低于30纳米的图案这项功能极具意义。”
不甘落后的竞争对手尼康公司在上周披露了远紫外光刻技术路线图，声称它会在年底之前交付两款原型，并在2009年年底之前推出一款生产型设备。
在幕后，aSmL、佳能和尼康彼此竞相开发新的193纳米沉浸式扫描光刻设备，这种设备用于两次曝光和两次图形曝光时代。首款这种设备定于2008年年中前后推出。
两次曝光的优点
几家芯片生产商已经将两次图形曝光技术运用到集成电路生产，据说美光科技公司也在此列。两次图形曝光要求进行两次曝光，首先曝光一半线路、进行蚀刻、执行其他步骤。然后，另一光刻胶涂层做到圆晶上，另一半图案在第一批线路之间的空隙里面曝光。这种方法成本高、速度慢，但从技术上来说相对容易，不过要求大约2纳米的套刻精度（overlayaccuracy）。
于两次曝光，它需要先曝光一批线路，然后在执行其他工艺步骤之前，将曝光图案移到邻近地方，对第二批线路进行曝光。虽然两次曝光速度比两次图形曝光快，但关键是找到一种非线性光刻胶――这种光刻胶的化学特性能够吸收来自邻近曝光的弱光，又不会形成图案。
至于逻辑芯片的生产，iBm上周提议后段制程采用基于暗场、双极照明的两次曝光技术。双极照明可以把掩膜图案分为X轴和Y轴两层，然后对它们进行两次曝光。
iBm在实验室里面使用了数值孔径为0.93的193纳米沉浸式扫描设备。iBm使用aSmL的maskweaver光学邻近校正工具和专门的三层光刻胶，声称已演示了第一层金属线之间的间距为90到100纳米的器件。
纳米技术的起源篇8
论文摘要:充满生机的二十一世纪，以知识经济为主旋律和推动力正引发一场新的工业革命，节省资源、合理利用能源、净化生存环境是这场工业革命的核心，纳米技术在生产方式和工作方式的变革中正发挥重要作用，它对化工行业产生的影响是无法估量的。这里主要介绍纳米材料在化工领域中的几种应用。
纳米材料（又称超细微粒、超细粉末）是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。
纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。
一、纳米材料的特殊性质
（一）力学性质
高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。
（二）磁学性质
当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2，在这情况下，感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%，已不能满足需要，而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。
（三）电学性质
由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（Simit）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。
（四）热学性质
纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。
二、纳米材料在化工行业中的应用
（一）在催化方面的应用
催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。
纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。
（二）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，显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术，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。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。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、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭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随粒径而变，还具有随角变色效应。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，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米Sio2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米Sio2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。
（三）在精细化工方面的应用
精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，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。
纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代，为此，国家科委、中科院将纳米技术定位为“21世纪最重要、最前沿的科学”。纳米材料的应用涉及到各个领域，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。
参考文献
[1]张立德，牟季美，纳米材料和纳米结构，科学出版社，2001.
[2]严东生，冯端，材料新星?纳米材料科学，湖南科学技术出版社，1998年.
纳米技术的起源篇9
自2007年与中科院电子所等合作以来，怀柔园积极探索与科研机构合作导入产业转化成果的发展途径。2009年，中科院北京怀柔科教产业园正式揭牌；2012年，中科院北京综合研究中心成立。截至目前，已有中科院14个研究所的相关项目入驻，煤化所中科合成油工程有限公司、化学所北京中科纳新印刷技术有限公司、网络中心北龙中网（北京）科技有限公司等一批公司化运作的科技成果产业化项目加快推进。2012年，北京纳米科技产业园落户怀柔园。
尽管取得不小的成绩，但怀柔园负责人坦言，要获得进一步壮大发展，怀柔园需要创新破解四大难题。
一是现有的产业格局不足以支撑园区经济规模总量的持续提升。以食品饮料为主的都市工业增长潜力有限，提升经济总量必须要寻求新的产业增长点和新的产业业态。二是现有的企业构成不足以支撑园区塑造品牌化、特色化、高端化的现代产业集群。园区骨干企业集中在传统产业。总部型、具有高成长潜力的、产业附加值较高的科技创新型企业相对较少，特别是行业龙头型、平台型企业缺乏。三是现有的土地利用开发机制和空间功能不足以满足未来园区的可持续发展需要。在用地资源总量日益不足的情况下，以土地一级开发出让和工业用地为主的园区开发经营模式，不利于产业孵化和导入非工业生产型企业，不利于产城融合发展，不利于用地效率的提升。四是现有的创新要素资源尚不能尽快转化为现实生产力。有利于人才、资本、技术研发等要素资源汇聚的态势尚未形成，把创新资源转化为产业优势仍需要创新产业孵化机制。
在纳入中关村国家自主创新示范区“一区十六园”范畴后，怀柔园已经“动”起来了！
打造特色园区优化产业布局
提起怀柔园，不得不说纳米科技产业园。它不仅是怀柔园的一张金名片，也是北京市的一个符号。2013年6月18日，怀柔纳米科技产业园被科技部高新司评定为北京国家纳米高技术产业基地。至此，中国纳米领域部级高技术产业基地数量增加到2个，形成南苏州北怀柔的格局。
“我们对怀柔纳米科技产业园定下的目标是，到2015年实现总产值200亿，到2020年达到500亿。就目前已经签约的26个项目而言，2-3年后总产值将达137亿。”怀柔园负责人告诉记者，“未来我们要把纳米科技产业园做成全国的纳米科技创新源头，聚集纳米产业链的各大要素。”为此，怀柔园对纳米科技产业园入驻企业的准入标准也做出具体要求，只有那些亩投入达到600万，亩税收达到60万的高成长性企业才有资格入驻。
高标准门槛并没有给怀柔纳米科技产业园的招商带来阻碍，相反较以前有了明显的聚集效应。仅今年上半年就吸纳了13个项目，到现在为止，建成时间才1年半的怀柔纳米科技产业园一共有26个项目入驻。加上之前3个已建成的项目，总共有29个跟纳米相关的产业化项目。
这些项目分布在环保、能源、传统工业、生物医疗四大领域。比如在水处理领域，吸引了行业龙头企业碧水源公司，它在怀柔园有一条生产线就是生产中空纤维膜的，这种膜就是用纳米材料制成的，口径非常小，可以对污水进行过滤，已经用在很多城市的污水处理厂，也改造了很多再生水厂，包括滇池、密云水库、北京奥运龙形水系等，自从上市以来一直是创业板排名第一的企业。在能源领域，依托有研粉末、五和动力等公司的科研力量，进一步开发多功能的纳米燃料器具、超级电容器、纳米晶太阳能电池、制氢储氢设备等产品，开拓能源储存的纳米产品市场。例如国家“”排名第一的王中林教授的项目，是研究纳米发电机的。这项技术将来可以收集人们的各种细微动作，并转化成电能。在传统工业领域，以绿色纳米打印制版项目落地投产为契机，推进无须感光成像、不会污染环境、缩短印刷流程的纳米纸、纳米油墨、纳米陶瓷网纹辊等印刷领域纳米改造技术的研发和应用。例如清华大学范院士负责的项目是用碳纳米材料做柔性触屏的，未来要建12寸触屏生产线。在生物医疗领域，吸引了欧亚瑞康等龙头企业，并依托中科院科研资源，推动具有治疗动脉粥样硬化、肾结石、胆结石等功能的纳米微型机器人等纳米生物器件研究。
除了纳米科技产业园，怀柔园引以为豪的还有科技服务产业园。科技服务产业园脱胎于中科院怀柔科教产业园，始于2009年6月12日，它由教育基地即中科院大学、科研与转化基地、北京综合研究中心三部分组成。
教育基地即中科院大学占地1300亩，计划2014年全部竣工；科研与转化基地占地1334亩，有12个研究所的24个项目入驻。已经完成在怀柔注册的公司有12家，2012年实现总收入4.5亿元，税收4700万元；北京综合研究中心一期工程规划总建筑面积约100万平方米，总投资预计75.7亿元。计划2014年启动建设，2019年全部建成。包括北京先进光源、物质科学综合极端条件设施、地球系统数值模拟装置等三大科学装置和依托于科学装置的若干研究中心。2013年2月国务院印发《重大科技基础设施建设中长期规划2012-2030年》，此三大科学装置列入规划。北京综合研究中心是建设“科技北京”的重要科研载体，建成后将极大提升首都科技创新能力。
科技服务产业园引进世界先进的服务资源和模式，探索科技服务业快速发展道路，力争率先形成带动北京、辐射全国、链接全球的世界级科技创新专业化服务基地。到2020年，科技服务业将实现总收入120亿元，培育大型龙头企业10家，集聚10家市场化运行孵化平台。
与此同时，怀柔园抓住新一代信息技术产业发展和产业价值链中数据、信息等服务业态专业化布局的机遇，在园区布局建设数字信息产业园，总面积800亩。重点发展云计算关键技术研发与应用、物联网关键技术研发与应用、大型数据中心建设、芯片研发设计、数字内容领域。正在建设的北京超级云计算中心，其计算速度达到了千万亿次/秒，可以对各类大数据进行处理，预计年内投入运营。
创新招商模式助推产业升级
“十二五”时期，北京把怀柔列为文化科技高端产业新区，纳入“六高四新”整体部署。同时，作为北京建设世界城市的重要组成部分，怀柔也在加快推进“国际会都”的建设。这一战略的实施要求怀柔园作为文化科技高端产业新区的重要板块和科技产业核心承载区，加快推动传统产业向高端化转型，承接科技成果转化项目，打造以基础研究——应用研究——成果转化——产业化全链条发展为主要特征的科技研发产业集群，成为首都科技转化的新载体。
“怀柔园要打破传统的规模外延、技术外生、市场外向的发展路径依赖，在‘绿色生态，创新驱动、内生发展’的道路上更进一步，探索一条全面转型升级的发展路径，打造成为符合首都经济转型升级和中关村建设要求的新型科技园区。”怀柔园负责人说。
千里之行始于足下，远大的目标还得从招商一步一步迈开。多年来，怀柔园的招商工作一直走差异化发展路线。“我们的招商工作就是立足于自己的特色，充分挖掘已有的招商资源，不断拓展新的招商渠道。”怀柔园招商部工作人员总结说。
怀柔园的特色是地处生态涵养区，拥有优质的水源优势，为此集聚了玛氏食品、统一饮品、红牛集团等一大批企业集团。2011年，都市产业总产值达到123.4亿元，占到园区工业总产值的62%。“这些传统产业一直是推动我们园区发展的主力军，不过现在进行产业结构调整，推动传统产业升级，重点打造高端业态，营造企业的总部基地、结算中心、营销中心。”现在已经有十多个总部项目进驻怀柔园，比如玛氏食品，这个全球最大的家族企业在中国有三大生产基地，其中有两大生产基地就在怀柔园，去年产值30多亿，税收9.1亿。
和传统企业玛氏食品不同，中科合成油公司是一家技术实力超强的科技型公司。咱们国家把煤变成油有两种办法，一种是直接液化，第二种是间接液化。采用直接液化方式最厉害的公司是神华集团，采用间接液化方式最厉害的公司就是中科合成油。“中科合成油是新型业态、新兴产业的代表，总部经济的代表。它是基于中科院山西煤化所的项目，发展非常快。”招商部工作人员介绍，“截至2011年底，园区入驻企业达350余家，其中部级高技术企业38家，高新技术企业实现总产值81.5亿元，占怀柔全区的78.4%。”
问渠那得清如许？为有源头活水来。梳理怀柔园的招商流程，不难发现，在走差异化路线的同时，怀柔园也非常善于借势。“我们充分利用北京市科委的资源，每两个月开一次园区推进专题会，推动项目研发，北京市科委协调全市的科技金融资源，给我们推荐一些项目，这是我们招商的一个优势。”
就在今年5月份，中科院进行了一次体制改革，撤销合并了几个职能部门，新成立科技促进合作发展局，这个局的职能就是在中科院全院范围内给怀柔园找项目。
纳米技术的起源篇10
想要考研的你，提及纳米科学与技术专业，是否会列出“神秘”“高薪”“高就业率”“高科技”这一系列关键词呢？
真正的“高富帅”专业
如果一定要用一个词来形容纳米专业，那就是“高富帅”。
说它“高”，是因为它的的确确是高科技的产物。1纳米是1米的十亿分之一，20纳米也仅相当于1根头发丝的三千分之一。也正是这么小的尺寸，才能够用来做材料。不仅如此，纳米材料还都带着“特异功能”，具有奇异的化学物理特性。纳米虽小，用途却大，小尺寸成就大空间，真是高不可测。而研究生阶段需要学的课程也很“高”：纳米材料的结构、尺寸和形貌的表征技术、纳米粉体材料的制备与表面修饰、一维纳米材料的制备、纳米复合材料的制备、纳米结构材料的制备、纳米材料的物理特性与应用、纳米电子器件的基本原理和微加工技术、纳米材料与纳米技术的最新进展和发展趋势等都是该专业的主干课。是研究生的必修课，而新专业的科研空间更加广阔，所以发SCi的概率大大增加。想要写好论文，你就要了解纳米材料与技术的最新学科发展动向、理论前沿、应用前景等。而如果你打算游学海外，就更要在研究生阶段狂抓英语了。这一专业的专业英语词汇非常庞杂，有医学、化学、物理、材料学等诸多领域，需要系统地学习。笔者硕士一年级的时候大家每周都会用英报告，这样能有效提高英文水平，即使不打算出国，阅读国外文献也会非常流畅，开阔视野。纳米专业确实很“高”，但当你真正钻研进去，就会发现它的乐趣。
说它“富”，一点也不夸张。纳米技术、信息技术及生物技术被誉为本世纪社会经济发展的三大支柱。纳米从20世纪80年代末，90年代初开始起步，经历二十多年的发展，现在已经成为突飞猛进的前沿、交叉性新型学科。纳米技术作为朝阳产业，将在生物医学、航空航天、能源和环境等领域“大显身手”。美国国家科学基金会的纳米技术高级顾问米哈伊尔·罗科甚至预言：“由于纳米技术的出现，在今后30年中，人类文明所经历的变化将会比过去的整个20世纪都要多得多。”如此看来，纳米技术必将创造巨大的经济价值，同时也能为该专业的同学提供良好的职业发展平台。
说它“帅”，是因为它有独到魅力，吸引青年学子投其怀抱。其实，大部分工科生的研院生活都是相同的，读文献、做实验、组会、听报告，这些几乎就是我们读研生活的全部。想学好纳米专业，你首先要做个杂家。在研究生阶段，你要掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识，学习环境纳米材料的绿色制备及其规模化，面向环境检测的纳米结构与器件的构筑原理、方法，并且了解纳米材料与纳米结构性能与机理。而做到这些还远远不够，因为理工科专业的直接目标在于应用，因此还需要学习纳米材料在污染治理中的应用原理、技术与装置研发、纳米材料的环境效应与安全性评估、纳米材料在节能和清洁能源中的应用等，掌握材料学的工艺装备、测试手段与评价技术，具备相应的科研能力，具有从事科学研究和解决工程中局部问题的能力。运用纳米技术解决这些问题和一般的常规思路有着很大的不同，有着前路未知的期盼和发现时的狂喜，为此我们都成为典型的“技术宅”，大部分时间会宅在实验室里，在外人看来，可能是只顾科研无心生活的“苦行僧”，而只有我们才能体会到纳米的“帅”及给我们生活所带来的乐趣。
想要学好纳米专业，团结协作的能力必不可缺。其学习都是以课题组和实验室为单位，很多作业和项目都是大家集体完成，比如开发一种新型的纳米材料，大家都有不同的分工，这就需要我们能紧密地合作与沟通，分担辛苦分享成功。
同时，我们还需要有极强的表达能力和动手实践的能力。我们学校经常举办学术沙龙，需要大家上台演讲，不仅本专业的导师在场，其他专业的学生和老师也会来听，并从不同角度提出意见，所以我们要足够有气场才能HoLD住场面。而实践方面，我们都有做老师科研助理的机会，同时开展自己的课题研究，不仅要写得好论文，还要做好实验。想读纳米专业，要做的功课非常多，你只有都尝试了，才能体会到这个专业的巨大魅力，才会在科技的海洋里尽情遨游。
就业面窄是误区
对于纳米科学与技术专业，很多人对它的认识存在误区。很多人认为，纳米作为高精尖技术与日常生活相距太远，所以想当然地认为其就业难。
其实，纳米真实地存在于我们的日常生活中，而随着科技的发展，未来有一天我们的衣食住行都将离不开纳米技术。所以如果你能有幸就读该专业研究生，并在学术上有所造诣，愿意将所学学以致用，那么你的就业前景无限光明！
那么纳米技术到底是怎样和实际生活联系起来的呢，而我们工科生，又将以何种方式参与这种科技改变人们生活的进程呢？
衣：在纺织和化纤制品中添纳米微粒，可以除味杀菌。化纤布结实耐磨，但会产生静电现象，加入少量金属纳米微粒就可消除静电，穿起来非常舒适。
食：利用纳米材料，冰箱的抗菌能力大大增强。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经进入市场。利用纳米粉末，可以使废水有效净化，完全达到饮用标准，纳米食品色香味俱全，还对健康大有裨益。
住：对于我们这代人而言，居家做家务、清理房间是一大愁事，纳米技术的应用可以省下我们很多力气。通过纳米技术，墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，完全不需要擦洗。含有纳米微粒的建筑材料，还可以吸收对人体有害的紫外线。既省时省力又对身体好。
行：在出行方面，纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料，可以大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。纳米球添加剂可以在机车发动机加入，起到节省燃油、修复磨损表面、增强机车动力、降低噪音、减少污染物排放、保护环境的作用。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息，帮助其安全驾驶。
而这些，只是纳米科技应用在生活中的很小一部分，纳米技术兴起晚，发展态势迅猛，更多的核心技术需要我们这一代去发掘，以期使之更好地为民生服务。可见纳米技术在日常生活中无处不在，各行各业都需要拥有高技术高学历的纳米技术专业人才，所以就业前景广阔。
具体的就业方向，男生、女生之间相差很大。纳米专业的大部分女硕士，特别是女博士一般选择到大学或科研院所做研究。研究领域涵盖纳米材料、黏合剂、涂料、电镀、陶瓷等相关领域，从事相关产品开发、生产和检测等方面。大部分男生会去纳米材料行业企业或传统材料相关企业供职。可以从事纳米材料表征、石墨烯及碳纳米材料研发、纳米材料改性、纳米材料合成、无机纳米材料制备以及交叉学科纳米材料应用的相关工作。
跨专业报考受青睐
纳米科学与技术是一个技术性很强的专业，不过并不限制跨专业报考，纳米科学与技术专业不仅不是个排外的“高富帅”，反而非常欢迎跨专业的学生融入其中，共同搭建纳米专业的大舞台。纳米科学与技术专业在工科或理科门类招生，不同学校有所不同，但都非常欢迎与之类似的材料专业同学报考，因为都涉及材料学的基础知识，所以学起来会得心应手。同时，理工科专业背景如物理、化学甚至数学这类基础学科出身的学生，也很受该专业欢迎。
在报考纳米科学与技术专业的学生中，也有一部分医学生。未来纳米技术应用于医学领域是大势所趋。利用纳米技术制成的微型药物输送器，可将适当剂量的药物，通过体外电磁信号的引导准确送达病灶部位，有效地起到治疗作用，同时可以减轻药物的不良的反应。用纳米制造成的微型机器人，它的体积可是小于红细胞的，你能想象到吗？通过它向病人血管中注射，能疏通脑血管的血栓，清除心脏动脉的脂肪和沉淀物，还可“嚼碎”泌尿系统的结石等。而随着纳米技术的发展，它与医学还会有更多的交叉。
院校介绍
对纳米科学与技术这种新兴学科来说，每个学校都有自己的特色和侧重，所以这里重点介绍一下。而通过这些不同院校的专业方向设置，我们也可以多角度地了解这一专业。
国家纳米科学中心
国家纳米科学中心是中国科学院与教育部共同建设并具有独立事业法人资格的全额拨款直属事业单位，自2005年开始招收研究生。现有博士学科专业点3个：凝聚态物理、物理化学和材料学；硕士学科专业点3个：生物物理、生物工程和材料工程。鉴于纳米科学与技术学科的前沿交叉特性，在招生阶段，现将该学科挂靠在物理学、化学、材料科学与工程和生物学4个一级学科下，并相应产生4个专业代码。涉及纳米科技系列进展、纳米检测系列讲、文献信息利用、人文系列讲座、纳米功能材料等课程。
国家纳米科学中心2013年在7个专业招收硕士研究生35人，专业包括纳米科学与技术、凝聚态物理、物理化学、材料学、生物物理学、材料工程和生物工程，研究方向涵盖高分子纳米功能材料、生物纳米结构、纳米医学、纳米复合材料、纳米电子学等几十个方向，方向非常细化，具有材料、半导体、物理、化学、微电子、生物、医药等专业背景的学生都可以报考。相信有志于纳米专业的学生，一定会在这里找到适合自己的研究方向。
国家纳米中心是比较典型的科研所，其吸引考生的除了实力，很重要的一点就是待遇优厚。该中心不需学生缴纳学费，如遇国家政策调整还会有高额的奖学金返还制度，硕士研究生根据不同年级，每个月可以拿到1300～2500元的奖学金，博士会拿到3100～4500元的奖学金。此外，还会有其他生活补助等。研究生公寓已经完全宾馆化管理，非常舒适。在国家纳米中心深造，没有经济上的后顾之忧，这样你才可以将全部精力投入到学习中去。
大连理工大学
大连理工大学的工程力学系开设生物与纳米力学专业，已然在行业内一枝独秀。该学科依托于工程力学系和工业装备结构分析国家重点实验室，软硬件条件优越，拥有先进的实验设备和仪器。学生有充足的动手实践机会，能在宏观、微观等不同层次上，进行跨学科的数值模拟和力学实验。同时，也有国家自然科学基金、重点基金、“863”“973”等众多项目和基金支持。
该专业现在有生物器官生物力学模型及新材料应用研究、分子模拟和计算机辅助药物分子设计、微纳米与多尺度力学研究、生物材料的力学行为及其多功能化4个研究方向，涉及到力学、医药、生物、机械、材料、电子、控制、测量、微纳科技等领域。
大连理工大学这个专业的直博生学制是4年，而一般的直博生需要学习5年时间，而分开读硕士和博士一般需要6至7年，这吸引了不少学生报考，因为可以节约1～3年时间。当然，在4年的时间里完成硕士和博士学业，是一件很具挑战的事情，需要最大限度地提升效率。
苏州大学
苏州大学纳米科学技术学院是苏州大学、苏州工业园区政府、加拿大滑铁卢大学携手共建的一所高起点、国际化的新型学院。该学院建立于2010年，由全球著名纳米与光电子材料学家、中国科学院院士、第三世界科学院院士李述汤教授担任院长，教学科研实力雄厚，是国内高校中为数不多的专门的纳米科学学院。招生方向涵盖纳米生物化学、纳米技术工程、纳米材料、有机无机复合纳米材料等。有关纳米的专业在物理、化学、生物学、材料科学与工程4个学科下招收学术型研究生，相关专业学生都可以报考。
需要提醒大家的是，苏州大学纳米科学技术学院初试提供详细的辅导书和真题，有意报考的同学要多关注学院的网站，以获得第一手信息。
武汉大学
武汉大学的纳米科学与技术专业在物理科学与技术学院和化学与分子科学学院均有招生，各有侧重。前者分为纳米复合材料、纳米光催化材料与技术、纳米光电子学、纳米管线阵列及其智能传感器、纳米材料制备与表征和纳米尺度结构与性能关系6个方向。后者在纳米催化、纳米生物医学、纳米材料分离分析、微纳传感技术和高分子纳米药物载体。很多方向在国内上处于领先地位，每年也有大量学生报考，竞争力较强。
武汉大学与国外多所大学有合作关系，大家如果在武大读研，出国交流、学习的机会比较多。
华中科技大学
华中科技大学是典型的工科学校，其纳米专业当然也首屈一指。华科的纳米专业同样是热门，除去每年招收本校内推的学生，考研的竞争非常激烈。
在培养模式方面，华科非常重视学、研、产相结合，科研成果转化率非常高。在就业方面，很多硕士研究生在各科研机构及高校任职。如果你求学在华科，就不用愁生活保障的问题，学校的奖励机制非常完善。学院对每位研究生在校期间将发放生活津贴，并设立各类奖学金以奖励优秀的研究生，其奖励比例达80%。