纳米技术：开启新的工业时代

  日前，我国科学家经过多年努力，研制出能够部分“精确制导”打击肿瘤细胞的“远程火箭”——纳米级药物，并进入临床前研究阶段，这使人们再次将目光聚焦到纳米技术。

  对于什么是纳米科技，可谓众说纷纭。中国科学院常务副院长、国家纳米科学中心主任院士认为，所谓纳米科技，就是指在纳米尺度(1到100纳米之间)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用(主要是量子特性)，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术，它使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子。纳米科技的最终目标是以原子、分子及物质在纳米尺度上反映出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。我国科学家最近研制出的用于肿瘤治疗的药物，其原理是指一种几百纳米大小的颗粒在外磁场的引导下在血管中承载和输运药物到指定区域再可控释放，这将大幅度的提升药物的疗效并降低毒副作用。

  最早提出纳米尺度上科学和技术问题的，是美国著名的科学家费曼。1974年，日本谷口纪南教授最早使用“纳米技术”一词描述精细机械加工。70年代后期，美国麻省理工学院德雷克斯勒提倡将纳米技术作为专门的科学技术进行研究，但当时多数主流科学家对此持怀疑态度。上世纪80年代末、90年代初，纳米科技才开始快速的提升。这在很大程度要归功于当时出现的纳米科技的“眼”和“手”——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。

  纳米科技的陡然升温不仅仅是因为尺度的缩小，更是由于它在推动人类社会巨大变革方面所具有的重要意义。纳米科技的理论和概念一旦得到普遍应用，就将引发人类社会对客观世界认知的革命，带来观念上的变革。同时，纳米科技推动的产品微型化、高性能化和与环境友好化，将在新的层次上为人类可持续发展提供物质和技术保证。特别的重要的是，由于纳米科技具有创造新的生产的基本工艺、新的物质和新的产品的巨大潜能，因而它有可能掀起一场新的工业革命。正如美国《新技术周刊》指出：纳米科技是21世纪经济稳步的增长的一个主要的发动机。

  长期以来，我国一直十分重视纳米科技的研究，并取得了较大的进展。院士认为，“现在，整个国家的纳米科学技术研究处于一个活跃、有序和加快速度进行发展的态势。”中科院从上个世纪80年代即启动了一系列重大科研计划，在纳米材料的基础研究上取得了一批原创性的成果，并在实用纳米技术方面获得了一批拥有自主知识产权的成果，部分接近产业化前期水平。

  2001年，我国成立了全国纳米科技指导协调委员会，2001年7月下发的《国家纳米科技发展纲要》规划了建立全国性的纳米科技研究发展中心和以企业为主体的产业化基地，以促进基础研究、应用研究和产业化的协调发展。2006年初，国务院制定的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》将纳米科学列入了这段时期内基础科学研究的4个主要方向之一，将纳米材料和纳米器件作为发展先进材料的重点目标。

  国家的规划带来了全国纳米研究热。据不完全统计，目前，国内已有50多所大学，中国科学院的20多个研究所，300多家企业在从事与纳米科技相关的研发，并有一支来自研究所、大学和企业的3000多人的研究队伍。与此同时，中国还建立了若干跨学科研究中心，通过资源共享，促进和加强从事不相同的领域研究机构之间的合作。在北京成立的国家纳米科学中心和在上海成立的国家纳米技术工程中心都是对跨学科合作研究和促进技术转化的重要补充。

  由于政府的格外的重视、科学规划和科研人员的艰苦努力，我国在纳米科技的基础研究方面取得了一系列重要进展，尤其是在纳米材料、纳米结构的检测与表征、纳米器件与加工技术、纳米生物效应等领域。

  “十五”期间，由我国研究人员撰写的与纳米科技有关的论文数以年均30%左右的速度增长。美国《科学引文索引》核心期刊发表论文数统计显示，近年来，中国纳米科技论文总数已位居世界前列，其中不乏在《科学》、《自然》等著名科技期刊上发表的研究结果。从这一些数据中，也显而易见近年来我国纳米科技发展的活跃态势。

  “不过也应该看到，我国在纳米科学技术研究方面依然存在不足之处。”院士认为，目前，我国纳米材料研究的基础设施还相对薄弱，纳米材料的设计与创造新兴事物的能力不强，自主知识产权不多。在对纳米新材料的物性检测和表征以及纳米器件的探索方面，我国的研究工作受条件所限，研究力量比较薄弱。国内的研究工作大多分布在在研究基础相对较好、设备设施相对齐全的高等学校及科研院所。虽然我国已有1000余所大学和研究机构发表了与纳米科技有关的论文，但是绝大多数研究成果仅来自20多所著名的大学和研究单位，工业界对纳米科技研发的重视程度还亟待加强。

  为了吸收国际先进研究成果，推动中国纳米科学技术研究和产业化，我国加大了与国际学术界和工业界间的交流与合作。2005年，北京化工大学和新加坡纳米材料技术公司共建的纳米技术研究中心，开始与3M、德国巴斯夫(BASF)等国际著名公司开展合作研究。2006年，仅德国巴斯夫公司就与我国的35家大学和研究单位签署了51个有关大分子材料、工业催化剂研究、纳米技术和生物技术的研究课题。国家纳米科学中心也和日本三菱公司以及德国Merck公司合作发展复合材料的项目。

  在推动国际合作的同时，中科院在2006年强化了和地方政府的合作，成立了苏州纳米技术与纳米仿生研究所，加强在纳米领域的研究和产业化。

  “远程火箭”成功的产业化之路，也具有很好的示范作用。“纳米药物是一个极富挑战和充满机遇的领域。现在纳米药物由于工艺技术要求高、成本高，很难批量生产，我们的这一技术格外的简单有效，显示出良好的工业化前景”，组装成功药物“远程火箭”的中科院生物物理研究所研究员梁伟说，“目前已经有一个转化了，转化了100万元。”