名词解释-纳米技术(2/2)
截至2008年纳米加工有了很大的突破,如电子束光刻(uga技术)加工超大规模集成电路时,可实现0.1μm线宽的加工:离子刻蚀可实现微米级和纳米级表层材料的去除:扫描隧道显微技术可实现单个原子的去除、扭迁、增添和原子的重组。
粒子制备
纳米粒子的制备方法很多,可分为物理方法和化学方法。
应用纳米技术制成的服装
真空冷授法:用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体,然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、位度可控,但技术设备要求高。
物理粉碎法:透过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产晶纯度低,顺粒分布不均匀。
机械球磨法:采用球磨方法,控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。
气相沉积法:利用金属化合物蒸汽的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高,粒度分布窄。
沉淀法:把沉淀剂加人到盐溶液中反应后,将沉淀热处理得到纳米材料.其特点简单易行,但纯度低,颗粒半径大,适合制备载化物。
水热合成法:高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成,再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高,分散性好、粒度易控制。
溶胶凝胶法:金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化,再经低沮热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多,产物颗粒均一,过程易控制,适于氧化物和11一mission;ec)对欧洲地区与国际社会发表一系列有关于纳米科技的专案计划,以宣示欧洲对于提高纳米科技竞争力的决心。
欧盟将其计划分为五个主要区域:研究与发展(r&d)、基础建设(infrastructure)、教育与训练(educationandtraining)、创新(innovation)以及社会层面(societaldimension)。
根据预估,如欧盟计划能顺
2.创新接继中心
在公元1995年由欧盟委员会成立“创新接继中心”(innovationrelaycenters,ircs)。这个的组织和美国国家科技移转中心具相同功能。区域性的创新接继中心总数近70个,支援至少位于30个国家的相关科技移转中心。创新接继中心的目的,是将有问题的公司和能提出解决方法的公司结合在一起。欧洲多数的纳米科技公司都可受到创新接济中心或区域创新和科技移转策略计划的援助。
欧洲纳米科技计划接受金援的方式和美国大致相同,有些是属于国家型计划。欧洲有多个跨国研发机构,以泛欧工业研发网络为例,其专门提供无条件研发补助,目的将研发成果发展为产品。透过泛欧工业研发网络提供的资金补助的国家包括奥地利、挪威和英国。其他在比利时、德国、斯洛伐尼亚、冰岛和以色列还包括贷款和免偿型补助。多数情况下,补助金额不超过计划完成的所需总金额的七成,剩余部分多仰赖地方政府和其他有意愿者赞助。
日本
1.日本理研的纳米科学研究现况
日本理化学研究所(riken,简称理研)系一跨学门的研究组织,该所各部门分布在日本的7个区域。riken的主要基地-和光园区,设置发现研究中心(dri)、新领域研究系统(frs)及头脑科学中心(bsi)等3研究中心。riken进行的研究可区分为三类:dri主要进行小型但具备长程观点的培育研究计划;frs同样执行小型计划,但以由上而下的方式,进行较具动态的中程及中等规模的计划;至于研究中心则是进行以目标为导向的中至长程的大型计划。riken在西元2003会计年度下半年(西元2003年十月至2004年三月)的研究预算共4.748亿美元,全年预算超过9亿美元。
公元1986年起riken开始从事纳米科学之研究,但正式的纳米科学计划则是自西元2002年开始,初期选定有18项的纳米科学计划,并陆续分别在各研究中心进行。
2.日本提高纳米科技预算与产业合作(japanboostsnanotechnologybudgetandindustrialcooperation)
日本科学与科技政策顾问委员会(councilforscienceandtechnologypolicy)消息指出,日本在西元2004年会计年度(由4月1日起)中,纳米科技预算成长3.1个百分比,达到8.8亿美元。同时,两个主要负责日本纳米科技研发计划的政府部会,其预算也都有成长。负责推销即将完成的研发工作的日本经济产业省(ministryofeconomytradeandindustry,meti),预算由西元2003年的0.97亿美元提升到公元2004年的1.1亿美元。纳米科技与相关原料研究被指定为四个最高优先项目之一,其他领域包括资讯与通讯、生命科学与环境研究。
日本的预算是经由日本大藏省(financeministry)批准,再由日本国会(japanesediet)制定为法律。日本文部科学省(ministryofeducation,culture,sports,scienceandtechnology,mext)的纳米科技研发经费,则由2.3亿美元成长到2.4亿元,将着重在基础原料研究与新药物研究计划上。
韩国
1.韩国的纳米科技策略
韩国政府已深切体认到纳米科技为本世纪科技发展的战略制高点,整合纳米技术与资讯、生物、材料、能源、环境、军事、航太领域之高新科技,并将创造出跨学门研究发新境界。韩国政府也理解到此新兴科技也将是创造新产业与高科技产品的驱动力,纳米科学与技术的突破性进展更将为人类能力、社会产出、国家生产力、经济成长与生命品质带来巨幅的改善。
韩国已宣示在公元2001至2010年十年间投入韩币2,391兆元(约20亿美元)于纳米科技的研发,政府投入在纳米科技的经费,公元2002年与2000年比较,成长约400%。纳米国家计划的主要目标之一为在某些竞争性领域取得世界第一并发展产业成长的利基市场,韩国同时明确的把发展重点聚焦于诸如兆元级积体电子元件等核心关键技术。
“2002年执行纳米技术发展计划”与“纳米结构材料技术发展”、“纳米微机电与制造技术发展”等两项新领域研究计划同步开始实施,再加上纳米科技领域研究计划在未来6~9年内每年将投入2千万美元,在众多政府研究机构林立的daejoen科学城。韩国高等科技研究院(kaist)于2001年设立纳米制造中心,在未来6~9年内投入1.65亿美元,政府调整“2003年纳米科技发展行动计划”,包括:纳米科技发展促进法案,其目的二:一为建构坚固的纳米科技核心研究基础,二为激励成熟纳米科技的产业化,韩国政府也将配置3.8亿美元(全国纳米科技经费的19%)于国家纳米产业化计划,其中包括产业研发基金与创投基金。
根据公元2002年韩国专利局报道,纳米科技专利应用数目无论在国内或国外都呈现大幅成长,新兴纳米科技也在过去数年间呈现可观地成长,另外根据韩国商工能源部(mocie)的统计,西元2002年纳米科技新创公司也如雨后春笋纷纷抢搭纳米科技列车。
2.韩国预测国际市场对纳米纺织品的需求将快速增加
韩国产业资源部预测,今后9年国际市场对纳米纺织品的需求将会出现迅速增长的趋势,交易额可望达到近400亿美元。韩国产业资源部委托韩国纤维产业联合会从西元2004年八月份开始的三个月内,对国际市场对纳米纺织品的需求和贸易趋势进行研究分析。
韩国产业资源部分析认为,国际市场对纳米纺织品的需求金额以150亿美元为基准,今后每年将递增10.7%,到公元2007年和2012年,国际市场对纳米纺织品的需求金额将分别达到240亿美元和397亿元。到西元2012年,国际市场对用于制药、电子和生命科学的超高效能过滤纳米纺织品的需求金额将达到96亿美元,对用于防生化武器和体育娱乐的纳米纺织品的需求金额将达到26亿美元,对用于储存能源的纳米纺织品的需求金额将达到205亿美元。
韩国对纳米纺织品的需求金额为19亿美元,占国际市场需求总额的12.1%。到西元2012年,韩国对纳米纺织品的需求金额将达到72亿美元,占当时国际市场需求总额的18.1%。
3.韩国在纳米科技的发展几乎完全集中在微电子产业
透过由韩国科技部(ministryofscienceandtechnology)赞助的兆位水平纳米设备发展计划(tera-levelnanodevicesinitiatives),韩国的大学和产业都专注于发展下一世代微电子设备,包括具有兆位元(terabit)容量的内存设备和具有兆赫兹(terahertz)资料处理速度的元件。
韩国最大企业财团之一的三星设有一个先进科技研究所(advancedinstituteoftechnology),从事微电子科技的研究和商业化发展。
中国台湾
台湾自公元1996年以来,国科会、经济部、教育部等部会已支持许多个别计划从事有关于纳米科技的研发,较九十年代的如教育部的卓越计划、国科会纳米材料尖端研究计划、经济部技术处纳米技术环境建构及其产业应用评估计划等等。为了有效地运用资源,并整合产官学研的智慧与力量,以提升国际竞争力;自西元2000年起,国科会即开始规划推动纳米科技计划。
公元2000年12月“中华民国行政院科技顾问会议”与西元2001年一月第六次“全国科学技术会议”(全国科技会议)之结论,均指出纳米科技为台湾未来产业发展重点领域方向,国科会遂于西元2002年十一月廿一日成立工作小组办公室,负责国家型计划之规划,“纳米国家型科技计划工作小组”之成员由国科会、行政院科技顾问组、中研院、中华民国教育部、工研院、经济部、行政院原子能委员会及行政院环境保护署等单位共二十五位代表组成。
国科会并于公元2002年一月十五日召开第一五五次委员会议,讨论“纳米国家型科技计划”构想;于西元2002年六月第一五七次委员会议中通过纳米国家型科技计划审议,自西元2003年一月正式开始推动,并决定自西元2003年至西元2008年间,投入经费新台币231.9亿元于纳米科技发展;并于同年九月一日正式成立纳米国家型计划办公室,执行整体计划之领导、策划与管考。
中国
1.“中国实验室国家认可委员会”是负责实验室和检查机构认可及相关工作的认可机构,为规范纳米产品市场、推动制定相关纳米材料及产品的标准,“国家纳米科学中心”和“中国实验室国家认可委员会”会商多次,联合成立“纳米技术专门委员会”,挂靠在“国家纳米科学中心”。
2.中国政府透过中国科学院主导众多纳米科技研发计划,多数强调半导体制造技术和发展以纳米科技为基础的电子元件,另一是利用纳米材料保存考古文物。
已成功发展出的产品包括新式冷气机,其特点为利用创新的纳米材质。另估计约有两百家企业积极从事纳米科技产品的商业化。
加拿大
滑铁卢大学是全世界第一所设立以纳米科技工程为主科的大学。在2005年开始收生并在2010年开设纳米科技工程硕士班。在2012年,将会有一座量子纳米中心。
多伦多大学也拥有以纳米科技工程为副科的科学工程的大学。
圭尔夫大学则已设立了纳米科学.。