摘要：
当今世界，科技发展日新月异，纳米科技异军突起，它是一门交叉性很强的综合领域，研究内容几乎涉及现代科技的各个领域。本文从它的定义与发展讲起，阐述其兴起与发展的过程与对前景的展望及对其的看法与认识。
一 纳米科技的定义
纳米科技中的“纳米”为10-9m，用符号表示为nm，是lmm的100万分之一。原子的直径为0.1-0.3nm。研究小于10-l0m以下的原子内部结构属于原子核物理、粒子物理的范畴。
纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术 纳米科技是指在纳米尺度(1nm到l00nm之间)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。当物质小到1-100nm(10-9--10-7m)时，其量子效应、物质的局域性及巨大的表面及界面效应使物质的很多性能发生质变，呈现出许多既不同于宏观物体，也不同于单个孤立原于的奇异现象。纳米科技的最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。
．二 纳米科技概念的提出与发展
最早提出纳米尺度上科学和技术问题的是著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费恩曼。1959年他在一次著名的讲演中提出：如果人类能够在原子／分子的尺度上来加工材料、制备装置，我们将有许多激动人心的新发现。他指出，我们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结
构并测定其性质。那时，化学将变成根据人们的意愿逐个地准确放置原子的问题。1974年，Taniguchi最早使用纳米技术(nanotechnology)一词描述精细机械加工。20世纪70年代后期，麻省理工学院德雷克斯勒教授提倡纳米科技的研究，但当时多数主流科学家对此持怀疑态度。
纳米科技的迅速发展是在80年代末、90年代初。80年代初发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器——扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)等微观表征和操纵技术，它们对纳米科技的发展起到了积极的促进作用。与此同时，纳米尺度上的多学科交叉展现了巨大的生命力，迅速形成为一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩与第五届国际扫描隧道显微学会议同时举办《纳米技术》与《纳米生物学》这两种国际性专业期刊也相继问世。一门崭新的科学技术——纳米科技从此得到科技界的广泛关注。
1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制做更小的机器，最后将变成根据人类意愿，逐个地排列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早
的梦想。
20世纪70年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米科技的构想，1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。
1982年，科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜，揭示了一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极的促进作用。
1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。
1991年，碳纳米管被人类发现，它的质量是相同体积钢的六分之一，强度却是钢的10倍，成为纳米技术研究的热点。诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。
1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“ＩＢＭ”之后，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。
1997年，美国科学家首次成功地用单电子移动单电子，利用这种技术可望在20年后研制成功速度和存贮容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。
1999年，巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”，它能够称量十亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的重量；此后不久，德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤，打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。
到1999年，纳米技术逐步走向市场，全年纳米产品的营业额达到500亿美元。 2000-2006 年，各种纳米带、线等二维纳米物体以及纳米机器相继在实验室制备成功，对纳米物质的检测表征有了进一步的发展。或许在不久的将来我们用的电脑显示器只是你面前的一片空气，所显示内容可以是大脑想象的图像，也可以是接收到的特定图像信息，国外科幻大片中的景象将不再是梦！
近年来，一些国家纷纷制定相关战略或者计划，投入巨资抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米材料研究中心，把纳米技术列入新５年科技基本计划的研发重点；德国专门建立纳米技术研究网；美国将纳米计划视为下一次工业革命的核心，美国政府部门将纳米科技基础研究方面的投资从1997年的1.16亿美元增加到2001年的4.97亿美元。
三：纳米技术发展可能经历的五个阶段
据日本阿普莱德研究所提供的材料介绍，以研究分子机械而著称的美国风险企业宰贝克斯公司的一项预测认为，纳米技术的发展可能会经历以下五个阶段：
第一阶段的发展重点是要准确地控制原子数量在100个以下的纳米结构物质。这需要使用计算机设计／制造技术和现有工厂的设备和超精密电子装置。这个阶段的市场规模约为5亿美元。
第二个阶段是生产纳米结构物质。在这个阶段，纳米结构物质和纳米复合材料的制造将达到实用化水平。其中包括从有机碳酸钙中制取的有机纳米材料，其强度将达到无机单晶材料的3000倍。该阶段的市场规模在50亿至200亿美元之间。
在第三个阶段，大量制造复杂的纳米结构物质将成为可能。这要求有高级的计算机设计／制造系统、目标设计技术、计算机模拟技术和组装技术等。该阶段的市场规模可达100亿至1000亿美元。
纳米计算机将在第四个阶段中得以实现。这个阶段的市场规模将达到2000亿至1万亿美元。
在第五阶段里，科学家们将研制出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置，市场规模将高达6万亿美元。
有人认为，虽然纳米技术每个阶段到来的时间有很大的不确定性，难以准确预测，但在2010年之前，纳米技术有可能发展到第三个阶段，超越“量子效应障碍”的技术将达到实用化水平。
四、我国发展纳米技术和产业的对策
从电的发明到建电站，人类花费了200多年，从无线电的发现到成为产品，有36年，而从计算机到网络通讯只用了4年时间。如果发展纳米技术我们仍然是按步就班，就会丧失机会，现在不是大鱼吃小鱼，而是快鱼吃慢鱼。对此，发展纳米技术及其产业一定要把握以下几个原则。
1．必须以市场需求为导向。我们不能再做概念市场，做推理市场，不能凭兴趣做技术创新。技术市场，成功率为30％，这样就赶不上现在的速度了。技术进入市场从一开始就要和经营相结合。经营是生产力，再好的技术不去经营、不进入市场照样会垮台，好的技术最后丧失了市场，这种失败的教训很多，因此，企业家从一开始就要介入，政府和企业家共同来努力是至关重要的，而市场成熟代替技术成熟是发展纳米技术的最佳方式。过去生产粉体不到市场，是因为粉体不是最终产品，如果是某件产品需要粉体，做起来就要容易得多。
2．要做到三个结合。第一是纳米技术人员与传统领域科技人员相结合；第二是技术人员与企业家相结合；第三是企业家与政府相结合；做好了这三个结合，就有成功的可能。
3．企业要选择好发展目标。不能做单一材料或是单一性能材料的产品。研究方向要与产业相结合，要策划出一个行业的主体并且形成一个产业链条。
4．要充分发挥各生产要素的作用。技术进入市场，企业家是主力军，科技人员是先导。技术进入市场，技术好是根本，但技术好不一定得到市场的承认，这中间有很多操作过程。这里还包括资金运作、股份扩大等等。光靠技术卖钱是不行的。
5．要重视知识产权保护。知识产权、专利，特别是发明专利是企业的生命线，是企业潜力大小的标准，是竞争的本钱。在我国申请的专利，有46％是国内的，54％是外企的；在国内申请的专利中，83％是高校的。我们的大部分企业还没有申请专利的意识，在我国申请的纳米专利中，大部分是国外的。要提高企业申报专利的意识，还要申请国外的专利，在这方面，我们有过深刻的教训。
6．要加强团结协作。不仅在科学界，而且在企业界也要有团结协作精神，政府在其中要起协调作用。在省内，同行要扩大交流，要互相协调，小打小闹成不了气候，要共同对外。我们发展纳米技术及其产业首先要参与国际竞争，然后才参与各地区间的竞争。策划发展大的产业，更需要协作，更需要优势互补。
现在是中国发展纳米产业千载难逢的时期，立即行动起来还为时不晚，因为纳米时代是一个过程，要有几十年的努力。
作为微观工程学，纳米技术就是要将原子和分子组装成具有特定功能的纳米量级结构。有人预言，纳米技术引起的世界性技术革命和产业革命，将会比历史上任何一次世界性技术革命对社会经济、政治、国防等领域产生的影响更为巨大。纳米技术具有广阔的应用前景，它对信息、生物工程、医学、光学、材料科学等领域都将产生深远的影响：有人曾把纳米技术、信息技术和生物技术看作21世纪的三大关键技术。因此，21世纪也将是纳米世纪。作为21世纪前沿战略科技领域的纳米技术，正在或者将要对社会各个层面产生不可估量的影响。它向人们昭示：一个科学技术发展的新时代即将来临。
参考文献及出处：
中国光触媒网
亚洲纳米科技网
中国科协信息中心
《机电新产品导报》 2007年第2期
《机械》2008年第14卷
《中国机械工程》第8期
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