第10章 新材料塑造新未來(1 / 2)

在材料科學領域,各國科學家無論是在基礎研究還是在應用研究方麵都取得了一係列令人振奮的成就。

美國利用超高密度晶格和電路製作的新方法,獲得直徑8nm、線寬16nm的鉑納米線;法國利用粉末冶金製成了具有完美彈塑性的純納米晶體銅;中國用微波等離子體輔助化學沉積法在鐵針尖端合成一種新納米結構——管狀石墨錐;日本用單層碳納米管與有機熔鹽製成高度導電的聚合物納米管複合材料。這一年,德國科學家巧妙地利用交流電介電泳技術,將金屬與半導體單壁碳納米管成功分離;法國科學家用超高真空掠入射小角X射線散射裝置,實現了對納米結構生長過程中的形狀、尺寸、生長模式和排序的原位、實時監測;中國科學家用高分子基體效應結合冷凍幹燥技術實現了納米金屬簇的宏觀合成,為納米金屬簇催化劑的工業化應用提供了依據。

將具有一定特性的納米材料製作成有效實用的納米器件在生物醫學領域取得突破,科學家用特定的蛋白質或化合物取代用矽納米線製成場效應晶體管的柵極用以診斷前列腺癌、直腸癌等疾病,成百倍地提高了診斷的靈敏度。

中國科學家在C60納米材料與納米結構研究中獲得重要進展,通過將C60分子組裝在一單層分子膜的表麵,利用掃描隧道顯微鏡首次獲得能夠分辨C-C雙鍵和單鍵的C60單分子圖像,英國《自然》雜誌率先對此項成果進行了介紹。正如中國科學院院士、中國工程院院士師昌緒所講的,回顧人類的曆史,石器、青銅、鋼鐵(工業革命)、矽(信息時代)等材料研究上的重大突破無疑是“人類進步的裏程碑”。

如今,隨著現代社會的快速發展,新材料實際上已經成為了“高技術產業的先導和基礎”,對人類社會的進步發揮著決定性作用。世界百花齊放材料不僅是當前世界新技術革命的三大支柱(材料、信息、能源)之一。而且又與信息技術、生物技術一起構成了21世紀世界最重要和最具發展潛力的三大領域之一。

因此,材料、特別是新材料,目前正受到了世界各國,尤其是先進國家的高度重視,得到了全球科學家的特別青睞。而納米材料和技術作為下一次工業革命的核心,成為各國技術發展的熱點。發達國家為搶占納米技術戰略高地,紛紛製定出相關戰略計劃並投入巨資。

美國政府一直將材料科學和技術列為重要的研究領域,自2001年以來,政府對納米研發的投入增加了83%,2004年的研發花費近8.5億美元,比上一年增加了10%。美國不斷加大執行“國家納米計劃”的力度,並且製定了新的戰略目標:到2010年培養80萬納米科技人才,確保美國在21世紀占據納米領域的霸主地位。日本通產省從2004年起實施為期7年的“納米材料工程”計劃,這個計劃每年的投資額為500億日元,同時設立納米材料研究中心,把納米技術列入新5年科技基本計劃的研究開發重點。日本近日成立了有268家大型企業參加的納米技術商務推進協會,促進納米技術研究成果盡早產業化。德國自2001年起啟動了為期10年的跨世紀國家級材料研究計劃,目標是通過產品創新和技術創新,在新材料製備、加工和應用三個方麵,確保德國的國際領先地位,並創造新的經濟增長點。英國是世界上最早製定出“國家納米計劃”的國家,現有1000家公司、30所大學和7個研究機構在積極開展納米技術應用方麵的研究工作。法國政府近年來對納米技術的支持有增無減,尤其是從2003年開始實施的國家納米科技投資計劃,計劃用6年的時間投入10000萬歐元用於納米科學基礎研究。建立5個納米技術研究中心以及“國家微米和納米研究網絡”項目,促進納米技術研究成果向中小企業與新興企業轉化。歐盟也製定了相應的發展計劃,先進材料技術是其中的九大研究開發領域之一,其累計投資已超過6.71億歐元,占整個計劃投資總額的4.4%。中國迎頭趕上如今,從宇宙探索、海洋開發,到國防建設、工農業生產,從航天航空、交通運輸,到衛星通訊、地質勘探,從環境保護、災情預報,到包括生命科學在內的每一項現代科學研究,從生產過程檢測與控製,到人民群眾的日常生活等,幾乎都離不開新材料與新材料的應用技術。新材料已經滲入了新技術革命的所有領域,涉及到國民經濟的每個部門,進入了大眾生活的各個方麵。20世紀80年代以來,以信息、生物、新材料等高新技術為代表的新技術革命浪潮有力地衝擊著全球。高新技術產業所具有的高增長性和對傳統產業的巨大滲透作用,使得各國政府均把它放在關係國家生存與發展的戰略地位加以扶持。正是在這樣的前提下,中國政府將新材料列為各重大科技開發和產業化計劃重點支持的技術領域。