纳米技术的前景精选(九篇)

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第1篇：纳米技术的前景范文

关键词 纳米材料；功能纺织品；应用与运用；研究进展分析

中图分类号：TS195 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）01-0002-01

1 我国纳米材料与功能纺织品的发展现状分析

1）我国纳米材料的发展现状分析。随着科学技术的不断发展，微分子领域已经逐渐深入到人类的生活中，纳米技术的出现代表了人类生活的另一个里程碑，我国纳米技术在纺织行业的使用刚刚起步，纳米纺织品在防雨防水，防紫外线，耐磨等方面有着其他纺织材料不可比拟的作用，因此我国的科学家在开发纳米技术的方面一直在努力，不断开发功能性超强的纳米纺织品，为我国创造最大限度的社会经济效益，为我国的功能纺织品带来变革，不断提高纺织品的功能附加值。目前我国功能纺织品领域的纳米技术应用已经逐渐扩散，展示出十分明朗的前景。

2）我国功能纺织品的发展现状分析。纺织在我国已经具有相当长时间的历史，黄道婆发明纺织机，使我国正式走进纺织的时代，随着历史的推进，我国劳动人民的聪明才智的汇聚，我国纺织能力不断提高，由棉纺织品繁衍到丝质纺织品，当时我国纺织技艺在全世界是领先的，中国丝绸也成为了我国的代名词。走进新时代，我国人民对纺织品的需求也在不断提高，对纺织品提示出了功能方面的新要求，功能纺织品应运而生，这是我国纺织业的一个里程碑发明，能够为人民生活提供方便。

2 分析纳米材料在功能纺织品方面的应用与使用

1）加强功能纺织品的防菌防臭性能。纳米技术属于微分子技术，将天然纤维中含有锌，溴等元素的纺织原理进行纳米化处理后，进行纺织处理，可以做到各种防菌防臭的作用。在纺织过程中，将不同的原料纤维进行整理解析，构成新纳米分子，其中锌、溴等微分子就能够大大增强纺织品的细菌掉落率，或是由纳米分子进行吸附作用，将危险的细菌分子吸附到自己身上，从而做到防菌防臭的目的，这项性能为人类的清洁生活提供了无与伦比的方便。

表1 抗菌效率评定

纳米粉体浓度/g·L-1 菌落总数

（×10-4个/mL） 细菌减少率/%

0接触 培养22 h

0.25 TiO2 4.32 1.68 50.7

0.50 TiO2 0.83 0.30 82.6

0.75 TiO2 0.24 0 100.0

0.25 ZnO 2.39 1.50 40.2

0.50 ZnO 2.35 0.32 87.1

0.75 ZnO 0.17 0.02 98.6

2）加强功能纺织品的防紫外线性能。人类进行纺织工作生产纺织品的一个目的就是防范紫外线的侵犯，地球上的紫外线经过臭氧层的弱化，已经变得可以被人类接受，但是由于人类对环境的破坏，臭氧层变薄，对紫外线的防御作用减少，因此科学家研制出可以抵御紫外线的纺织品，那就是纳米纺织品。纳米纤维中有很大一部分对紫外线的吸收与反射有着得天独厚的优势，通过对这些纳米分子的活性分散，使纺织品的紫外线防御功能大大增强，目前全球对这种纳米纺织品的研究已经如火如荼。

3）加强功能纺织品的防水防油性能。纳米技术在防油防水方面有着独到的优势，众所周知，大自然中也存在着大量神奇的防水材料，比如莲叶。科学家通过分析莲叶的整体构造，并将其应用到纳米技术的防水功能改良中，研制出纤维活性极高的纺织产品，通过纺织品缝隙间的纳米材料，使得纺织品的表面在微观下形成一种不平整的状态，使得水，油不容易渗透进纺织纤维，从而达到了防水防油的目的。纳米功能强的纺织品，基本上已经做到了防水防油防污，从而出现了免洗纺织品，给人类的纺织技术带来了崭新的变革。

3 分析我国纳米材料在功能纺织品上的研究进展

1）探究纳米材料在功能纺织品中存在的问题与现象。纳米技术仍属于高精尖的技术领域，所以需要更加专业的人员队伍来进行，但是我国纳米材料研制中的最大问题就是专业人员过少，对纳米研制的深度不足。另外对于可以加入纺织生产的纳米技术没有厂家执行，或生产出的纳米服装不尽人意，导致纳米研制停滞不前，这需要制度上的改进，全面推动纳米材料的再发展。

2）分析纳米材料在功能纺织品的展望与未来。随着纳米技术运用手段的不断成熟，纳米材料将不断运用到功能纺织品中，纳米材料功能丰富，而且纳米纺织品轻薄透气，较之于传统纺织品有着极高的优势，未来的纳米纺织品研究方向就是将不同的纳米技术融入到纺织业中，使得出现不同功能的纺织品，除防水防油，防紫外线，防菌外，还可以开发神奇的变色服装，及其耐热的服装，这都是未来纳米技术在功能纺织品的发展前景。

4 结束语

人类生活是不断进步的，随着科学技术的不断进步，人类基本生活必需品的科学技术的运用也随着不断熟练，纳米技术为人类的精致化生活带来了福音，纳米技术在我们生活中的运用也越来越广，使纳米技术成为新一代高性能技术，在除菌，防老化等方面都发挥了及其不俗的表现。功能纺织品与人类生活息息相关，影响着人类生活的点点滴滴，纳米技术的加入使功能纺织品的实用性大大增强，发展前景一片光明，接下来的一段时间纳米技术将成为功能纺织品的重点发展技术，为全人类服务。

参考文献

[1]肖琪，王瑞，徐磊，康卫民，吴凡，李明超，殷翔芝.热处理温度对玻璃纤维表面氧化锡薄膜光电性能的影响[J].纺织学报，2012（11）.

[2]路艳华，陈宇岳，林红，郝旭.纳米二氧化钛/壳聚糖改性柞蚕丝的结构和热性能[J].东华大学学报（自然科学版），2009（02）.

[3]路艳华，王漓江，刘治梅.用于纺织品整理的低分子质量纳米壳聚糖的制备与表征[J].辽东学院学报（自然科学版），2009（02）.

[4]李晓峰，王建君，郭春秋，施艳秀.纯棉纺织品纳米氧化锌抗菌整理剂的制备及应用[J].上海纺织科技，2012（06）.

第2篇：纳米技术的前景范文

[论文摘要]科技的发展，使我们对物质的结构研究的越来越透彻。纳米技术便由此产生了，主要对纳米材料和纳米涂料的应用加以阐述。

一、纳米的发展历史

纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。

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作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。

二、纳米技术在防腐中的应用

纳米涂料必须满足两个条件：一是有一相尺寸在1～100nm；二是因为纳米相的存在而使涂料的性能有明显提高或具有新功能。纳米涂料性能改善主要包括：第一、施工性能的改善。利用纳米粒子粒径对流变性的影响，如纳米SiO2用于建筑涂料，可防止涂料的流挂；第二、耐候性的改善。利用纳米粒子对紫外线的吸收性，如利用纳米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墙涂料、汽车面漆等；第三、力学性能的改善。利用纳米粒子与树脂之间强大的界面结合力，可提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等。纳米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隐身涂料、静电屏蔽涂料、隔热涂料、大气净化涂料、电绝缘涂料、磁性涂料等。

纳米技术的应用为涂料工业的发展开辟了一条新途径，目前用于涂料的纳米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于纳米粒子的比表面大、表面自由能高，粒子之间极易团聚，纳米粒子的这种特性决定了纳米涂料不可能象颜料、添料与基料通过简单的混配得到。同时纳米粒子种类很多，性能各异，不是每一种纳米粒子和每一粒径范围的纳米粒子制得的涂料都能达到所期望的性能和功能，需要经过大量的实验研究工作，才有可能得到真正的纳米涂料。

纳米涂料虽然无毒，但由于改性技术原因，性能并不理想，加上价格太贵，难以推广；而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的Halox、Sherwin－williams、Mineralpigments、德国的Hrubach、法国的SNCZ、英国的BritishPetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒纳米防锈颜料，性能不错，甚至已可与铬酸盐相以前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家，仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重，对人体的伤害很大，目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用；磷酸锌防锈颜料虽比。我国防锈涂料业也蓬勃发展，也可以生产纳米漆。

我国自主生产的产品目前已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测，同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析，结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势，是防锈涂料领域划时代产品，复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用。

三、纳米材料在涂料中应用展前景预测

据估算，全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前，发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心，2001年年初把纳米技术列为国家战略目标，在纳米科技基础研究方面的投资，从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元，准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心，把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点，将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域，全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际，纳米科学技术的发展，对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说，21世纪将是一个纳米世纪。

由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高，所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级，产业化市场前景极好。

在纳米功能和结构材料方面，将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品，以及对传统材料改性；将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团，将对国民经济产生重要影响；纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域，将产生新的经济增长点。

纳米技术在涂料行业的应用和发展，促使涂料更新换代，为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。

纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品，展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解，消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气更加清新。经测试，对各种霉菌的杀抑率达99％以上，有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强的附着力，漆膜硬度高且有韧性，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，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，抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。颗粒径细小，能深入墙体，与墙面的硅酸盐类物质配位反应，使其牢牢结合成一体，附着力强，不起皮，不剥落，抗老化。其纳米抗冻涂料，除具备纳米型涂料各种优良性之外，可在10℃到25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10％以下的规定，使建筑行业施工缩短了工期，提高了功效，又创造出高质量。

四、结语

由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段，技术、工艺还不太成熟，需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明，纳米改性涂料的市场前景是非常好的。

参考文献：

[1]桥本和仁等［J］.现代化工.1996(8):25～28.

第3篇：纳米技术的前景范文

关键词：功能性纺织品 纳米技术开发 应用 研究

前言

传统的纺织企业被发达国家逐渐淘汰，目前，先进的科学技术已经替代了传统纺织企业。纳米技术、生物技术、信息技术等新型的技术在纺织品制造中应用，能够有效的完善纺织品的功能。其中基于纳米技术下的纺织品的市场需求量逐渐增加。如，纳米领跑、纳米羊绒衫、纳米保暖内衣等产品市场前景光明，为了拓展的纺织品市场，需要深入的研究纳米技术应用。

一、功能性纺织品加工方法与发展思路

（一）功能性纺织品加工方法

功能性纺织品加工的方法比较多，常见的方法有以下几种：第一，基于新的原料仿制功能性纤维。该种方法中所提到的新材料是指虾、蟹、昆虫壳中所提炼出来的纤维。此外还有自然界中的竹炭纤维、竹原纤维；第二，对纺织品的化学改性处理，该种方法是在原始的材料基础上应用化学材料进行材料的性质改变，最终使得纺织品原液中的掺入功能剂；第三，应用新型的纺丝技术，该种技术下所生产出来的纺丝比较柔软，并且表面上的纤维功能被优化；第四，基于后整理的纤维织物功能优化，应用功能性整理剂对纺织品进行后整理的方式，能够赋予纺织品新的功能。

（二）功能性纺织品发展思路

功能性纺织品的产生，以人们的生活需求，社会的发展需求为核心，在未来，其发展道路更加的宽广。在发展功能性纺织品环节中，首先需要强化基础科学研究，其次，关注多学科、多领域以及相应产业链之间的合作与发展。第三，大力发展功能性纺织品市场。

二、纳米技术在功能性纺织品加工中的应用

（一）仿荷叶效应防水材料

荷叶上的水珠不会浸湿荷叶，会聚积成为水珠，这样的自然现象说明荷叶具有较好的防水性，该种现象对于功能性纺织材料的设计提供了新的思路。防水纺织品在人们的生活中应用广泛，因此对于防水材料的研究比较关键。在电子显微镜下，莲叶表面上覆盖着无数尺寸约为10个Um的凸起包，并且在每个小凸起包上又布满直径约为的几百nm的绒毛。基于荷叶表面的结构特征，使得其具备了较强的防水性能，该种结构为较为特殊的纳米结构，研究人员在此基础上研发出仿荷叶结构纳米防水布。该种防水布借助其表面上凹凸不平的结构，能够实现疏水疏油。

（二）仿“孔雀羽毛”结构的生色纤维

孔雀的羽毛色泽艳丽、美观，将纳米技术应用到功能性的纺织品加工中，通过分析孔雀时羽毛结构生色，总结出这样结论：动物羽毛中的蛋白质晶体纤维会在自然光的照射下发生干涉，并且使得羽毛产生绚烂多彩的视觉色彩。为了借助纳米技术仿造孔雀羽毛材料，采取对孔雀羽毛结构进行观察的方式，了解其蛋白纤维的结构特征。在研究中发现孔雀羽毛的蛋白纤维、二维光子晶体结构产生过程比较特殊，是在积聚状态下产生。在功能性纺织品研发中，应用纳米技术，需要解决将nm单位的纤维设置在阳光折射率不同的尼龙材料中。该问题比较关键，需要在实际研究中，对重叠厚度设定中按照nm单位进行控制，那么，在这样的设计下，就能够制造出能够发出红、绿、蓝、紫等四种颜色的纺织材料。该种材料与传统的纺织材料相比，其实际的辨识度比较高，提升了纺织品的装饰性。

（三）仿“小鸟绒毛”的中空纤维

鸟类的羽绒质软，并且保暖性能较强，在羽绒服等御寒服装中常见，但是该种羽绒材质造价比较高，因此，在纺织行业中运用纳米技术研发出与小乌羽绒功能相似的中空纤维材料。该种纤维材料的产生为―种人工合成纤维，能够有效的替代羽绒纤维材料，目前，该种材料已经成为了功能性纺织品中较为重点的材料。在绒毛纤维仿造中，借助虎皮鹦鹉的绒毛纤维特征进行生产，在研究中，通过虎皮鹦鹉绒毛纤维的电镜照片，能够发现绒毛细长，并且包含棱锥状的附节。基于该种结构材料在实际应用，具有较好的方向性。在功能性纺织品生产中，借助胶原蛋白和静电纺丝技术，能够研制出一种兼具保暖性、蓬松性的产品。

（四）仿“蜘蛛丝”的防弹纤维

第4篇：纳米技术的前景范文

1、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多个国家制定了国家级的纳米技术计划。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年就率先制定了国家级的纳米技术计划（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。

2、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。

3、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个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。

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。

4、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。

第5篇：纳米技术的前景范文

1、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，以发表和推进本国纳米科技的发展。目前，世界上已有50多个国家制定了国家级的纳米技术计划。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年就率先制定了国家级的纳米技术计划（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发表协调委员会、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发表与协调，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。

2、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。

3、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个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。

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。

4、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。

第6篇：纳米技术的前景范文

【关键词】纳米技术 纳米中药 制备技术

中图分类号：R283 文献标识码：B 文章编号：1005-0515（2012）1-235-01

纳米技术是指用单个原子、分子制造或将大分子物质加工成粒径在1～100nm 的物质的技术[1]。纳米技术的出现标志着人类改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，使得化学和物理学之间已无明确界限。中药有着悠久历史，其独特的药效在世界医学界占有举足轻重的地位。近年来研究结果表明，中药产生的药理效应不能完全归功于该药特有的化学组成，还与药物的物理状态密切相关[2]。当药物颗粒粒径小到一定程度时，药效可能会产生突发性的改变。纳米技术与中药学的结合，是提高中药有效利用率、药效快速释放等的关键所在。

纳米中药的制备是研究纳米中药的最基础也是最重要的问题，将纳米技术引入中药的研究时，必须考虑中药组方的多样性、中药成分的复杂性，所以，针对不同的药物，在进行纳米化时必须采用不同的技术路线，此外还必须考虑中药的剂型。纳米中药与中药新制剂关系十分密切，如何在中医理论的指导下进行纳米中药新制剂的研究，将中药制成高效、速效、长效、剂量小、低毒、服用方便的现代制剂，也是进行中药纳米化时必须考虑的问题。目前，纳米中药主要有一下制备方法：

1 超微粉碎技术[3]

使用特制机械设备将原药材或提取物进行粉碎，使之达到纳米级。我国研制出了一种利用湍流原理进行粉碎的高湍流粉碎机，中药甘草的粉碎实验表明，产品粒径可达到1μm 以下，对矿物质的粉碎则达到100nm以下，而且粒径分布窄。该技术可能将为物理方法制备纳米药物粒子提供高效方便的捷径。

2 固体分散技术[3]

这是将药物以微粉、微晶或分子态均匀分散在无生理活性的载体中，药物在载体中的粒径小于100nm。该技术是通过物理分散而获得纳米药物粒子，若将药物包埋于不同性质的高分子聚合物中，可形成速释型或缓释型固体分散物。采用固体分散技术制备药物的固体分散体，常用熔融法、溶剂法、溶剂－熔融法、溶剂－喷雾（冷冻）干燥法、研磨法。不同药物采用何种固体分散技术，主要取决于药物性质和载体材料的结构性质、溶点和溶解性能等。固体分散技术在中药制剂青蒿素固体分散物、复方丹参滴丸、香连滴丸、苏冰滴丸等中已得到了应用。

3 化学气象沉积法

在气体状态下发生化学变化形成所需要的化合物，并在保护气体环境下快速冷凝形成纳米粒子。

4 超临界流体技术[4]

利用超临界快速膨胀法和气体反溶剂法可制备纳米粒。用超临界流体技术设备已得到了粒径为130nm的灰黄霉素纳米粒和125nm的四环素纳米粒。

5 微乳化技术[5]

将油、水、乳化剂和助乳化剂按一定比例在一定温度下通过适当的方法混合而得。药物以粒径在10-100nm内的乳滴分散在另一种液体中形成的胶体分散系统。

6 包合技术

包合技术也是一种纳米粒子的制备方法，它所采用的载体材料本身就是一种纳米尺度的分子材料，主要采用β-环糊精作为载体材料，经包合后可以增加难溶性药物的溶解度和溶出度，降低药物的刺激性，特别是中药易挥发性成分经包合后，可明显提高保留率，增加贮存过程中药物的稳定性。

7 高压乳匀技术[6]

随着乳化技术的发展，尤其是高压乳匀机应用于制药业获得成功后，人们进一步研制物理化学稳定性好、粒径更小、毒性小、具有靶向缓释作用、适合于多途径给药的纳米新剂型。它是将药物溶解在高于5-10℃的内脂中，在搅拌下加入含有表面活性剂的水相中制成初乳，再将初乳通过高压乳匀机，制成纳米乳剂。

8 超音射流技术[3]

通过在高压条件下流体的超音速微射流瞬时对撞，产生粒子间强烈的撞击作用，高度湍流作用和超声波空化作用，从而使物质瞬间达到纳米分散状态，在撞击过程中可同时完成辅料对纳米粒子的包覆而达到稳定分散的目的。

目前纳米中药的研究主要集中于利用纳米技术将少数成分比较明确的单体有效成分制成纳米制剂，或将原料药直接粉碎至纳米级，对大部分中药的纳米制剂研究还很少，主要是因为中药真正起药理作用的有效成分或有效部位研究本身就是一个难题；而且由于中药成分比较复杂，将其制备成纳米制剂需要克服的困难较多，因此，中药纳米制剂及技术是医药科研工作者的重要研究课题。

纳米技术在中药领域的应用前景取决于科学技术的发展，包括物理化学、生命科学、生物化学、材料学等学科的发展。尽管纳米技术应用于中药的研究和开发目前尚处于初始阶段，但它的新技术及新工艺，一旦用于中药的研究、开发和生产，不仅可为制药企业创造巨大的经济效益，造福于患者，而且更有利于中药的现代化、国际化，必将产生极其深远的影响。

参考文献

[1] 郝存江,赵晓峰.纳米中药研究进展.天津中医药.2006,23(6):515-517.

[2] 徐辉碧,杨祥良,谢长生等.纳米技术在中药研究中的应用[J].中国药科大学学报,2001,32(3):161-165.

[3] 阳秀萍,陈登志,胡凤国.浅谈中药纳米制剂的研究方向[J]. 中国现代中药,2006,8(2):29-30.

[4] 邱洪,王宝佳,李悦.纳米中药简介[J].中国药业.2005,14(4):78-79.

第7篇：纳米技术的前景范文

目前，纳米技术已广泛应用于材料学、电子学等领域，并逐渐向生物医学领域渗透。2000年，杨氏等[1]在通过研究不同粒径(≤100、150、200、500 nm)的矿物中药雄黄和石决明(纳米、微米和常态)对药效的尺寸效应后认为，利用改变中药颗粒的单元尺寸(使其小到一定程度)以改变其物理状态，可以显著改变中药制剂产生的药理效应，并由此首次提出了纳米中药的概念。此后，国内学者开始了纳米技术在中药领域的应用研究，并取得了一些突破性进展，申请了许多有关纳米中药的专利。纳米技术的应用对中药的研究和开发产生了巨大的推动作用。

1 纳米技术应用于中药研究与开发的意义

1.1 有助于对中医药基础理论研究的突破

1.1.1 揭示中药“归经”的实质 中药归经是中药选择性地归属于机体疾病状态的某些脏腑经络的属性，是药物作用的定位概念。传统的归经理论没有阐明归经所依据的经络、脏腑的实质，随着时代的发展，它已经难以继续指导中药新药的研究和开发。中药归经理论的进一步研究应该是全面探讨归经的物质基础，并从分子水平阐明这一理论所涉及的现代生理、生化、药理、病理等问题，揭示归经的实质。目前，中药归经理论实验研究的其中一类思路是观测中药有效成分在体内的分布及作用部位[2]。随着纳米中药粒子或纳米中药微胶囊的发明，可以利用其控释效应，使中药有效成分恒速稳定地作用于动物模型或人体的作用器官或特定靶组织，并较长时间地维持其有效的浓度，从而较好地确定药物主要作用的某些生理系统，揭示中药归经的实质。

1.1.2 进一步完善中药“升降沉浮”理论

中药的“升降沉浮”是指药物作用于人体的趋势。升降沉浮作为用药的基本原则，它与临床治疗有着密切的关系。在临床治疗时，需根据药物升降沉浮的不同特性选用相应的药物。传统理论认为，代赭石、半夏等能引药向下，作用趋势向下；人参、黄芪等能益气升提，作用趋势向上；金银花、细辛等可作升浮药；大黄、黄连等可作沉降药。因此，我们可以将纳米级的这些中药作用于生理器官，跟踪其作用趋向，确定其“升降”或“沉浮”。

1.1.3 揭示“五脏相音”的实质

五脏相音理论认为，五脏相应于不同的声音，五脏脾、肺、肝、心、肾相应于五音宫、商、角、徵、羽，可以根据人们声音的变化，以作为诊断和治疗的依据，提示应当进行何种经络调理和饮食调理，最终达到治未病的目的[3]。2004年，德国Gimzewski教授[4]在《Science》杂志上发表了其研究成果，利用原子力显微镜(atomic force microscope)精确地测知了单细胞细胞壁上的任何振动，并把它们转换为声音，开创了基于纳米水平的细胞声学，也开创了一个新的高科技研究领域——声音与疾病的关系。这与《黄帝内经》中论述的宏观意义上的脏腑声音、辨色听音察体诊断疾病、以声音区分阴阳并进行饮食和经络调理以达到治未病的理论具有惊人的相似之处[5]。因此，纳米技术的应用，将可能揭开中医“五脏相音”理论的神秘面纱，以更好地指导中药新药的研究和开发。

1.2 有助于提高制剂质量和水平，促进中药新产品的开发

1.2.1 改善传统制剂工艺，丰富中药剂型，提高制剂质量和水平

采用传统的水提或醇提的制剂工艺容易破坏中药的生物活性成分及有效成分，而一些与纳米技术相关的制剂技术的应用，如分子包合技术、脂质体技术、固体分散技术、固体脂质纳米粒技术、聚合物纳米粒技术和微乳技术等，不仅可以极大地丰富中药传统的以汤、丸、散、膏、丹为主的剂型，引入高效透皮释放制剂、口服控释片、口服含片、干粉吸入剂、鼻喷雾剂、舌面速溶片以及植入制剂、微乳剂和脂质体等多种新剂型，也将显著地提高中药制剂的质量和水平，如可以极大地提高制剂的混合均匀性、分剂量准确性以及可压性。

1.2.2 增加新功效，促进中药新产品的开发

纳米中药的量子尺寸效应和表面效应将导致其物理化学性质、生物活性及药理性质发生根本的变化，从而赋予传统中药全新的药效，拓展治疗范围[3]。例如，纳米化后的牛黄和灵芝都呈现普通牛黄和普通灵芝不具有的药效。若将纳米中药应用到保健品或化妆品中，将促进中药材保健品、化妆品工业的发展，拓展中药的使用范围。此外，若将纳米中药作病毒诱导物，将可能实现不含抗生素的长效广谱抗菌功效和抗病毒功效，开发出新一代的广谱抗菌药物。总之，纳米技术在中药领域的应用，对加速中药新药的研制与开发具有重要的意义。

1.2.3 促进中药制剂的标准化和国际化，提升中药的市场竞争力

中药的多种新剂型，可以使其使用方法更符合现代医学标准，利于其在国际市场上的推广。将纳米技术引入中药的研究与开发，能在纳米中药的制药技术、药效等诸方面建立一系列具有自主知识产权的专利技术和创新方法，能使中药的质量评价有国际化的标准，从而有助于提升中药的市场竞争力。

1.3 有助于提高中药的生物利用度和疗效

中药一般都含有较多的木质素、纤维、胶质、脂肪、糖类等，用传统方法粉碎往往难以达到细胞破壁，影响了中药材中有效成分的浸出，妨碍了药物在生物体内的吸收。中药粒子的纳米化可以使细胞破壁，大大提高中药有效成分的渗透性或溶解度，提高药物的生物利用度；还可以利用纳米化的中药所具有的缓释功能和靶向给药功能，提高药效。另外，也可以利用中药的纳米包覆技术，改变一些中药制剂的亲水亲油性，提高中药的临床疗效。这将有利于减少用药量，节约有限的中药资源。

2 存在的问题

2.1 与中医“辨证用药”原则相悖

中药复方的药理作用机理较复杂，往往多元反应同时进行。中药从单味药到组合成方，不仅量变，而且质变，中药在不同复方中的功效可能有所不同，这与药物在不同的复方中可能发生不同的化学反应有关。随着纳米技术的应用，中药成分之间的某些物理化学反应将受到控制或发生根本性的变化，使得药物脱离了复杂的化学环境或使化学环境更加复杂，导致中药有效成分和药效的不确定性，并影响药物的稳定性，从而可能改变药物的功效，与中医“辨证用药”的原则相悖。

2.2 与中医药“价廉”的特点相悖

纳米技术在中药制备领域的应用将极大地提高其生产成本，势必会影响到中药的销售价格，使原本以质优价廉取胜的中药因价格因素而难以推广，也会影响到我国具有中国特色的医疗卫生保障体系的建设。

2.3 一些基础性研究工作有待加强

①纳米中药制备的理论与技术研究，包括适合中药制药行业使用的系列超细颗粒装备及配套设备的研制和产业化工作；②纳米中药质量评价和质量控制方法研究，建立纳米中药药理、疗效、病理学和毒理学的理论与系统评价方法；③纳米中药新产品开发的理论和技术研究以及产业化推广工作。

3 结语

纳米技术是21世纪最具发展前景的领域之一，它给中医药的现代化提供了新的思路和方法。随着纳米技术在中药研究与开发领域的一些应用基础研究上获得突破，它必将极大地促进中药现代化的进程。

参考文献

[1] 杨祥良.基于纳米技术的中药基础问题研究[J].华中理工大学学报，2000， 28(12)：104－105.

[2] 赵宗江，胡会欣，张新雪.中药归经理论现代化研究[J].北京中医药大学学报，2002，25(1)：5－7.

[3] 高也陶，李捷玮，潘慧巍，等.五脏相音——《黄帝内经》失传2000多年的理论和技术的现代研究[J].医学与哲学(人文社会医学版)，2006， 27(9)：51－53.

[4] Pelling AE， Sehati S， Gralla EB， et al. Local nanomechanical motion of the cell wall of Saccharomyces cerevisiae[J]. Science，

2004，305(5687)：1147－1150.

第8篇：纳米技术的前景范文

关键词：化学工艺；化学；生命科学；纳米技术；环境；高分子材料

中图分类号：O63 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）02-0-01

前言

化学，从古代时就引起了重视。古代帝王的炼丹术，就是一种化学工艺，也是从那时起，化学教育起步了。对于当时而言，炼丹术就是一种新的化学工艺，随着历史的车轮，现在世界与那时相比较，进步的太多了，可是，化学的新工艺还是如雨后春笋一般地出现，我们要想取得更加辉煌的成就，就应该清楚地掌握现在化学新工艺的发展情况，然后再分析它的发展前景，这样才能让化学这一门科学更好地为人们所用。

一、重视化学的必要性

化学早已作为一门中学的必修课了，从这里就可以看出化学的重要程度。诺贝尔化学奖获得者H.W.Kroto曾经说过，二十一世纪虽然是一个以生命与信息为主要技术的时代，但是化学的地位非但没有降低，反而走上了新的高度，这是因为化学本身就是一门过渡的、集多种新兴技术于一身的学科。化学的发展已经引起世界各国的注意了，化学是一门可以引起质变的学科，为人类的不断发展起到了保驾护航的作用，世界的经济、社会发展都与之有相当密切的关系。以我国为例子，这几年化学研究方面取得了飞速的发展，相关的论文、期刊，不仅数量在增多，文章的质量也显著提升，这都是化学发展的客观反映。在如此大好的局势下，我们更应该抓住机遇，分析研究化学新工艺的发展情况与前景，从而推动化学的进一步发展。

二、国内外化学新工艺的发展现状

就国内而言，我们单单从近年来化学工作者所获得的奖励情况就可以看出化学新工艺的发展是多么迅猛：如侯建国等的“单分子结构与电子态的理论和实验研究”、陈新滋等的“新型手性配体的设计、制备及其在不对称催化反应中的应用”等奖项，都是高水平工艺的代表。下面就国内的化学新工艺中比较突出的几点现状做一简要介绍：

首先，出现了很多与生命科学融合的化学新工艺，比如化学与生物医学的联系，生物医用高分子材料就是一种化学上的新工艺，一般来讲，这种高分子材料分为体外应用与体内应用两大类，比较新的工艺是体内应用的生物可吸收或可降解的高分子材料。这些材料可以用于手术缝合、体内固定件等处。制造这些高分子的材料主要来源于胶原蛋白与一些人工合成的高分子，比如外消旋聚乳酸等物[1]。将化学与生命科学融合所取得的成绩是很显著的，成功地解决了一些医学上的难题，造福于人类。其次，相对重视与国民经济的结合，这一点是很容易理解的，正如我国始终把发展生产力、提高人民的生活水平作为基本一样，只有经济发展了，社会才能进步，因此，化学作为一门很重要的学科，当然也要重视促进经济的发展。并且在这一点上，我国取得了很多成绩，比如稀土镁合金的成功应用为神州6号飞船减重13kg，满足了国家的重大需求，再比如四川攀西矿高效、清洁稀土的分离流程，经专家鉴定一致认为“该流程达到国际领先水平”，这些都体现了化学新工艺与国民经济结合的密切性。再次，现在的化学新工艺的发展很重视创新，最具有代表性的就是纳米技术，纳米技术的应用范围很广泛，几乎涉及到了各个领域。比如应用纳米技术创建了一些高敏感度、高选择性的酶电化学传感器，可以用于医学[2]。再比如利用纳米技术制造了一些灵敏度高的、稳定的化学传感器，除此之外，纳米技术在研究高分子的工作中也有重要作用，比如杨柏等相关工作者，通过带烷基季铵化聚苯乙烯共聚物与巯基取代羧酸包覆的纳米晶复合，实现了其可加工性，能形成环状、螺环和纤维状的单色或多色微球，还能形成纳米图案化，在高含量化合物半导体量子点纳米粒子聚合物复合材料制备方面进展明显，这些成果对相关的科研、工业等领域都有很重要的作用。最后，将化学新工艺用于缓解环境污染也是一个新的尝试，这种尝试具有很高的实践性，并且已经取得了不错的效果。比如在水处理方面，科研人员将生物与化学工艺结合，研究出多种方法。比如BC法，这种方法既经济有效，又减少了投药量[3]。可以说是很重要的发现，而在对环境污染比较严重的方面，比如有毒物质的转移、水体沉淀物中的有机污染物降解等，相关的科研人员都进行了大量的实验研究，同样也取得了令人欣慰的成就，环境污染问题是关乎每一个人利益的事情，因此国际上对此的重视程度很高，运用化学工艺改善环境、减少污染，是一项需要一直坚持的事业。

以上只是化学新工艺目前为止在国内的较为典型的发展情况，对于国外而言，这些方面都有发展，并且相关工艺比国内要先进，比如对生活垃圾的处理，国外早就采取了一些生物化学的方法，可是这一技术在我国还并没有普及，我们应该加强与外国的联系，相互交流，促进化学的发展。

三、化学新工艺的发展前景

立足于有利于我国发展的长远角度来看，我认为化学新工艺的发展前景还是相当广阔的，化学是一门综合性学科，尤其是现在国际上的学术发展呈现出一种多元化的现象，越来越注重学科之间的相互融合，在这样的背景下，化学的地位愈加显现，通过化学，学者们可以把多个学科相贯通，这样也许就会产生一些新的思想、新的成就。尤其在一些纳米技术、材料技术、环境科学、航天科学、核技术方面，化学的新工艺已经取得了比较瞩目的成绩，相信在这些工艺的发展下，会在很大程度上推动社会科学的进步。

四、结束语

本文通过简要的分析了化学相关新工艺的发展现状与发展前景，体现出了化学的重要性，如今在日常生活中的方方面面都有可能应用到化学，化学已经具有不可替代的地位了，这不仅仅对相关的化学工作者提出了更高的要求，也对整个社会甚至整个国家提出了要求，从国家来讲，一定要营造一种学术的氛围，而对于个人，要积极地学习、研究，发现更多新的工艺，更好地造福于人类。

参考文献：

[1]范如霖.新药研发中的化学和工艺战例九则[M].华东理工大学出版社，2008.

第9篇：纳米技术的前景范文

【关键词】纳米纤维；纳米塑料；纳米技术发展

1 引言

目前，我们主要朝着两个方向来发展纳米技术，他们分别是开发新材料，如巴基球以及纳米管等等，和运用新科技来减少现在正在使用的材料，例如金属氧化物的用量等等。一些含有氟聚合物和特种复合材料中已经慢慢运用到了碳纳米管，除此以外，钛白粉和粘土以及SiO2等之中也运用到了纳米技术。纳米氧化物和材料、纳米粘土以及碳纳米管市场都是纳米材料市场的组成部分。德固萨公司是一家以生产先进的纳米氧化铈、氧化铟以及氧化锌为名的公司，它在2004年到2008年之间投资在纳米研究领域有2500万美元。密歇根大学目前正在跟比较前沿的巴斯夫公司合作，研究开发纳米立方体。这种立方体在中压时可以吸附氢气，在释放压力时又可以放出氢气，它是由含有苯和本基因有机体以及氧化锌分子组合而成的多孔结构。其实，目前已经有多家公司开始从事聚合物纳米技术的研究，并且还出产了许多商业化产品。

2 化工中如何运用纳米技术

2.1 开发运用碳纳米管

运用碳纳米管，我们可以制成储气能力极强的储氢材料，然后将它运用于燃料电池等领域。除此外，碳纳米管还可以制成具备高强度的碳Z-T-维材料以及将它作为增强填料形成各种复合材料。如果再大气中制取因，则可以大大地降低费用，这是日本丰桥（Toyohashi）技术科学大学与Futaba公司以及Tokai碳素公司联合开发研究出来的新方法。如果用200-300A的20V直流电在两个石墨电极之间，便会产生电弧，在这种情况下，阳极是不断地消耗的，在4000-10 000K下快速蒸发时候，电弧喷射便产生了。如果将电弧喷射快速急冷，让它到冷却板上，我们就可以得到纳米碳颗粒了，这种产物越有30%纳米管[3]和约70%碳颗粒凝聚体。碳纳米管可以用于生产高性能塑料的蓄电池、燃料电池电极材料以及电子元件和增强材料，目前，世界上拥有着最大规模的碳纳米管生产装置的公司就是日本三井化学公司，它的生产能力为120t/d 。美国西南纳米技术公司和大陆菲利普斯合作，它们的目标市场之一是应用于塑料参混物，现在正在不断加快低成本碳纳米管的商业化步伐。美国公司zeyo第一次提出了大大提高材料的导电和力学性能，可用于改性聚氨酯的单壁碳纳米管和多壁碳纳米管添加剂产品。我国的碳纳米管技术也是列于世界前位的，目前我国清华南风纳米粉体技术产业化啊工程中心的碳纳米管批量生产技术在国际上是最高的。

2.2 纳米催化剂

根据商务通讯公司的报道，在全球，纳米催化剂的市场资金将会越来越多，应用领域也将会越来越大，其包含有炼油和石化行业、化学和医药领域、食品加工和环保领域等等。纳米的催化性能以及吸附能得到了不断增强，这是由于纳米的表面积不断增大以及纳米微粒粒径不断减小的后果，除此之外，正是由于这些独特的效应，使得一些原来不能反应的能够进行反应了，而且也使得能反应的反应效率得到提高，有效地控制了反应效率。瑞士技术研究院开发了一种可应用于环氧化反应，并且低费用、高效的纳米颗粒二氧化钛，这就是二氧化硅催化剂。与穿透的环氧化催化剂相比，此种基于相同的材料但产生副产物很少的催化剂能够大大地提高转化率。所谓的环氧化物，就是生产表面活性剂、许多聚合物以及医药的关键中间体。

2.3 纳米复合材料

由于纳米粒子具备着量子尺寸效应、表面界面效应以及小尺寸效应，这些 效应和聚合物耐腐蚀却容易加工以及密度小的特点结合以后，就使得他们能够成为和常规不同的复合材料。它们分别包括了有纳米塑料、轮胎纳米聚合物、纳米功能性纤维等。因为聚合物纳米复合材料的快速崛起，所以传统的塑料产业也出现了新的力量，聚合物复合材料提高了传统材料的性能，体现了更加优异的综合性能。除此之外，纳米聚合物在轮胎中的运用能够起到节省能源的作用。意大利Nova—mont公司与别的公司合作，开发出能够大大减少轮胎滚动阻力的淀粉聚合物。最后，纳米技术的进步还使得功能性聚酯等纤维应用了纳米材料，得到进步。一些含有纳米材料的功能性纤维陆续出现，其中能够防辐射、变色、抗菌等等功能引起了人们的关注。

2.4 纳米材料在石油工业的应用展望

纳米材料在油田开发和石油化工方面都得到了应用。为了能够解决好低参透油田的注水开采的最终采收率低和开采速度慢的问题，我国在实际注入过程中采用了新型降压注水剂纳米聚硅材料。实际证明，这种材料能够提高低渗透压注水井的吸水功能。除此之外，又因为纳米表面积很大而且表面活性中心也多，所以它也是一种很好的催化材料。如果把一般的铂、镍、铁等金属催化剂制成纳米微粒的话，纳米它就可以大大地改善催化效果。

2.5 纳米材料

俄罗斯科学家曾经将纳米合金粉末和纳米铜粉末加到油中，可是使得油的使用寿命延长，而且性能得到十倍以上的提高，降低磨损率。目前，油田现场的油气井在完井时套管的管扣剂普遍采用的是黄油或是丝扣油，但是这种油经常会出现咬扣的现象，除此之外，这两种油的减摩效果也不是很理想，所以卸扣和上扣的劳动强度也得到增强。针对套管和油管目前正在使用的丝扣油具有的缺点，根据纳米材料低弹性模量以及硬度大的特点，和纳米粒子抗磨特征，为了能够达到减小上卸扣的困难以及避免咬扣或是粘扣的目标，提出了把纳米粒子加入在先有丝扣油中作为添加剂的建议。

2.6 存在的问题与发展方向

尽管纳米材料有着非常好的发展前景，但是我们也要认识到许多方面到目前为止也是美好的想象或者还处于试验阶段，必须还要解决离实际应用之路上的很多问题。

首先，虽然功能性纳米材料的成本算是比较低的，但是目前我们制备工艺还大多处于实验室阶段，所以纳米技术发展存在的一个关键问题是工业化设备问题。其次，其材料形式也是作为催化剂的纳米材料的一个很重要的问题。如果直接用颗粒存于反映体系之中，那我们就必须考虑它的回收难易性和活性再生难以及抗污染性等问题。还有就是在目前的水平中，纳米二氧化钛灯光催化剂的催化效率还处于比较低的水平，因为它仅仅只能利用波长低于400nm的太阳光。最后，纳米粒子在基础油中必须均匀、稳定地分散，这是它作为油添加剂被应用的前提。我们相信这些难题将会随着纳米技术的不断发张都会慢慢得到解决，纳米材料也会在应用中显示它的无比优越性。