納米技術(shù)（nanotechnology）是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)，研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué)）和現(xiàn)代技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，納米科學(xué)技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)，例如：納米物理學(xué)、納米生物學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工技術(shù)和納米計(jì)量學(xué)等。

納米技術(shù)原理概論

納米技術(shù)(nanotechnology），也稱毫微技術(shù)，是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1納米至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用的一種技術(shù)。1981年掃描隧道顯微鏡發(fā)明后，誕生了一門以1到100納米長度為研究分子世界，它的最終目標(biāo)是直接以原子或分子來構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品。因此，納米技術(shù)其實(shí)就是一種用單個(gè)原子、分子射程物質(zhì)的技術(shù)。

從迄今為止的研究來看，關(guān)于納米技術(shù)分為三種概念：

第一種，是1986年美國科學(xué)家德雷克斯勒博士在《創(chuàng)造的機(jī)器》一書中提出的分子納米技術(shù)。根據(jù)這一概念，可以使組合分子的機(jī)器實(shí)用化，從而可以任意組合所有種類的分子，可以制造出任何種類的分子結(jié)構(gòu)。這種概念的納米技術(shù)還未取得重大進(jìn)展。

第二種概念把納米技術(shù)定位為微加工技術(shù)的極限。也就是通過納米精度的"加工"來人工形成納米大小的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種納米級(jí)的加工技術(shù)，也使半導(dǎo)體微型化即將達(dá)到極限。現(xiàn)有技術(shù)即使發(fā)展下去，從理論上講終將會(huì)達(dá)到限度，這是因?yàn)椋绻央娐返木€幅逐漸變小，將使構(gòu)成電路的絕緣膜變得極薄，這樣將破壞絕緣效果。此外，還有發(fā)熱和晃動(dòng)等問題。為了解決這些問題，研究人員正在研究新型的納米技術(shù)。

第三種概念是從生物的角度出發(fā)而提出的。本來，生物在細(xì)胞和生物膜內(nèi)就存在納米級(jí)的結(jié)構(gòu)。DNA分子計(jì)算機(jī)、細(xì)胞生物計(jì)算機(jī)的開發(fā)，成為納米生物技術(shù)的重要內(nèi)容。

納米科學(xué)與技術(shù)的主要內(nèi)容

納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。納米科學(xué)與技術(shù)主要包括：

納米體系物理學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工學(xué)、納米力學(xué)等 。這七個(gè)相對(duì)獨(dú)立又相互滲透的學(xué)科和納米材料、納米器件、納米尺度的檢測與表征這三個(gè)研究領(lǐng)域。納米材料的制備和研究是整個(gè)納米科技的基礎(chǔ)。其中，納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。

1993年，第一屆國際納米技術(shù)大會(huì)(INTC)在美國召開，將納米技術(shù)劃分為6大分支：納米物理學(xué)、納米生物學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工技術(shù)和納米計(jì)量學(xué)，促進(jìn)了納米技術(shù)的發(fā)展。由于該技術(shù)的特殊性，神奇性和廣泛性，吸引了世界各國的許多優(yōu)秀科學(xué)家紛紛為之努力研究。 納米技術(shù)一般指納米級(jí)(0.1一100nm)的材料、設(shè)計(jì)、制造，測量、控制和產(chǎn)品的技術(shù)。納米技術(shù)主要包括：納米級(jí)測量技術(shù)：納米級(jí)表層物理力學(xué)性能的檢測技術(shù)：納米級(jí)加工技術(shù)；納米粒子的制備技術(shù)；納米材料；納米生物學(xué)技術(shù)；納米組裝技術(shù)等。

納米技術(shù)包含下列四個(gè)主要方面：

1、納米材料：當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在0.1—100納米這個(gè)范圍空間，物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。 這種既具不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料，比如青山新材的納米防水防腐蝕涂料，只需要將電路板在納米液中浸泡幾秒鐘，PCBA線路板就如同穿上了一件雨衣一樣，既能防水又能防鹽霧，這就是納米材料的神奇之處。

如果僅僅是尺度達(dá)到納米，而沒有特殊性能的材料，也不能叫納米材料。

過去，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，常常忽略這個(gè)中間領(lǐng)域，而這個(gè)領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界，只是以前沒有認(rèn)識(shí)到這個(gè)尺度范圍的性能。第一個(gè)真正認(rèn)識(shí)到它的性能并引用納米概念的是日本科學(xué)家，他們?cè)?0世紀(jì)70年代用蒸發(fā)法制備超微離子，并通過研究它的性能發(fā)現(xiàn)：一個(gè)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此，像鐵鈷合金，把它做成大約20—30納米大小，磁疇就變成單磁疇，它的磁性要比原來高1000倍。80年代中期，人們就正式把這類材料命名為納米材料。

為什么磁疇變成單磁疇，磁性要比原來提高1000倍呢？這是因?yàn)?，磁疇中的單個(gè)原子排列的并不是很規(guī)則，而單原子中間是一個(gè)原子核，外則是電子繞其旋轉(zhuǎn)的電子，這是形成磁性的原因。但是，變成單磁疇后，單個(gè)原子排列的很規(guī)則，對(duì)外顯示了強(qiáng)大磁性。

這一特性，主要用于制造微特電機(jī)。如果將技術(shù)發(fā)展到一定的時(shí)候，用于制造磁懸浮，可以制造出速度更快、更穩(wěn)定、更節(jié)約能源的高速度列車。

2、納米動(dòng)力學(xué)：主要是微機(jī)械和微電機(jī)，或總稱為微型電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)（MEMS),用于有傳動(dòng)機(jī)械的微型傳感器和執(zhí)行器、光纖通訊系統(tǒng)，特種電子設(shè)備、醫(yī)療和診斷儀器等.用的是一種類似于集成電器設(shè)計(jì)和制造的新工藝。特點(diǎn)是部件很小，刻蝕的深度往往要求數(shù)十至數(shù)百微米，而寬度誤差很小。這種工藝還可用于制作三相電動(dòng)機(jī)，用于超快速離心機(jī)或陀螺儀等。在研究方面還要相應(yīng)地檢測準(zhǔn)原子尺度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚未真正進(jìn)入納米尺度，但有很大的潛在科學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

理論上講：可以使微電機(jī)和檢測技術(shù)達(dá)到納米數(shù)量級(jí)。

3、納米生物學(xué)和納米藥物學(xué)：如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗(yàn)，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜，dna的精細(xì)結(jié)構(gòu)等。有了納米技術(shù)，還可用自組裝方法在細(xì)胞內(nèi)放入零件或組件使構(gòu)成新的材料。新的藥物，即使是微米粒子的細(xì)粉，也大約有半數(shù)不溶于水；但如粒子為納米尺度（即超微粒子），則可溶于水。

納米生物學(xué)發(fā)展到一定技術(shù)時(shí)，可以用納米材料制成具有識(shí)別能力的納米生物細(xì)胞，并可以吸收癌細(xì)胞的生物醫(yī)藥，注入人體內(nèi)，可以用于定向殺癌細(xì)胞。（上面是老錢加注）

4、納米電子學(xué)：包括基于量子效應(yīng)的納米電子器件、納米結(jié)構(gòu)的光/電性質(zhì)、納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝等。當(dāng)前電子技術(shù)的趨勢要求器件和系統(tǒng)更小、更快、更冷，更小，是指響應(yīng)速度要快。更冷是指單個(gè)器件的功耗要小。但是更小并非沒有限度。 納米技術(shù)是建設(shè)者的最后疆界，它的影響將是巨大的。

納米技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

當(dāng)前納米技術(shù)的研究和應(yīng)用主要在材料和制備、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)與健康、航天和航空、環(huán)境和能源、生物技術(shù)和農(nóng)產(chǎn)品等方面。用納米材料制作的器材重量更輕、硬度更強(qiáng)、壽命更長、維修費(fèi)更低、設(shè)計(jì)更方便。利用納米材料還可以制作出特定性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料，制作出生物材料和仿生材料。

1、納米是一種幾何尺寸的度量單位，1納米=百萬分之一毫米。

2、納米技術(shù)帶動(dòng)了技術(shù)革命。

3、利用納米技術(shù)制作的藥物可以阻斷毛細(xì)血管，“餓死”癌細(xì)胞。

4、如果在衛(wèi)星上用納米集成器件，衛(wèi)星將更小，更容易發(fā)射。

5、納米技術(shù)是多科學(xué)綜合，有些目標(biāo)需要長時(shí)間的努力才會(huì)實(shí)現(xiàn)。

6、納米技術(shù)和信息科學(xué)技術(shù)、生命科學(xué)技術(shù)是當(dāng)前的科學(xué)發(fā)展主流，它們的發(fā)展將使人類社會(huì)、生存環(huán)境和科學(xué)技術(shù)本身變得更美好。

7、納米技術(shù)可以觀察病人身體中的癌細(xì)胞病變及情況，可讓醫(yī)生對(duì)癥下藥。

測量技術(shù)

納米級(jí)測量技術(shù)包括：納米級(jí)精度的尺寸和位移的測量，納米級(jí)表面形貌的測量。納米級(jí)測量技術(shù)主要有兩個(gè)發(fā)展方向。

一是光干涉測量技術(shù)，它是利用光的干涉條紋來提高測量的分辨率，其測量方法有：雙頻激光干涉測量法、光外差干涉測量法、X射線干涉測量法、F一P標(biāo)準(zhǔn)工具測量法等，可用于長度和位移的精確測量，也可用于表面顯微形貌的測量。

二是掃描探針顯微測量技術(shù)(STM)，其基本原理是基于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，它的原理是用極尖的探針(或類似的方法)對(duì)被測表面進(jìn)行掃描(探針和被測表面實(shí)際并不接觸)，借助納米級(jí)的三維位移定位控制系統(tǒng)測出該表面的三維微觀立體形貌。主要用于測量表面的微觀形貌和尺寸。

用這原理的測量方法有：掃描隧道顯微鏡(STM)、原子顯微鏡(AFM)等。

加工技術(shù)

納米級(jí)加工的含意是達(dá)到納米級(jí)精度的加工技術(shù)。

由于原子間的距離為0.1一0.3nm，納米加工的實(shí)質(zhì)就是要切斷原子間的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)原子或分子的去除，切斷原子間結(jié)合所需要的能量，必然要求超過該物質(zhì)的原子間結(jié)合能，即所播的能量密度是很大的。用傳統(tǒng)的切削、磨削加工方法進(jìn)行納米級(jí)加工就相當(dāng)困難了。截至2008年納米加工有了很大的突破，如電子束光刻(UGA技術(shù))加工超大規(guī)模集成電路時(shí)，可實(shí)現(xiàn)0.1μm線寬的加工：離子刻蝕可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)和納米級(jí)表層材料的去除：掃描隧道顯微技術(shù)可實(shí)現(xiàn)單個(gè)原子的去除、扭遷、增添和原子的重組。

粒子制備

納米粒子的制備方法很多，可分為物理方法和化學(xué)方法。

真空冷授法：用真空蒸發(fā)、加熱、高頻感應(yīng)等方法使原料氣化或形成等粒子體，然后驟冷。其特點(diǎn)純度高、結(jié)晶組織好、位度可控，但技術(shù)設(shè)備要求高。

物理粉碎法：透過機(jī)械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點(diǎn)操作簡單、成本低，但產(chǎn)晶純度低，順粒分布不均勻。

機(jī)械球磨法：采用球磨方法，控制適當(dāng)?shù)臈l件得到純?cè)?、合金或?fù)合材料的納米粒子。其特點(diǎn)操作簡單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻。

氣相沉積法：利用金屬化合物蒸汽的化學(xué)反應(yīng)合成納米材料。其特點(diǎn)產(chǎn)品純度高，粒度分布窄。

沉淀法：把沉淀劑加人到鹽溶液中反應(yīng)后，將沉淀熱處理得到納米材料.其特點(diǎn)簡單易行，但純度低，顆粒半徑大，適合制備載化物。

水熱合成法：高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成，再經(jīng)分離和熱處理得納米粒子。其特點(diǎn)純度高，分散性好、拉度易控制。

溶膠凝膠法：金屬化合物經(jīng)溶液、溶膠、凝膠而固化，再經(jīng)低沮熱處理而生成納米粒子。其特點(diǎn)反應(yīng)物種多，產(chǎn)物顆粒均一，過程易控制，適于氧化物和11一VI族化合物的制備。

徽乳液法：兩：互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成乳液，在徽泡中經(jīng)成核，聚結(jié)、團(tuán)聚、熱處理后得納米粒子。其特點(diǎn)粒子的單分散和接口性好，11一VI族半導(dǎo)體納米粒子多用此法制備。

水熱合成法——高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成，再經(jīng)分離和熱處理得到納米粒子。其特點(diǎn)是純度高，分散性好，粒度易控制。

材料合成

自1991年Gleiter等人率先制得納米材料以來，經(jīng)過10年的發(fā)展納米材料有了長足的進(jìn)步。如今納米材料種類較多，按其材質(zhì)分有：金屬材料、納米陶瓷材料、納米半導(dǎo)體材料、納米復(fù)合材料、納米聚合材料等等。納米材料是超徽粒材料，被稱為“21世紀(jì)新材料”，具有許多特異性能。

例如用納米級(jí)金屬微粉燒結(jié)成的材料，強(qiáng)度和硬度大大高于原來的金屬，納米金屬居然由導(dǎo)電體變成絕緣體。一般的陶瓷強(qiáng)度低并且很脆。但納米級(jí)微粉燒結(jié)成的陶瓷不但強(qiáng)度高并且有良好的韌性。納米材料的熔點(diǎn)會(huì)隨超細(xì)粉的直徑的減小而降低。例如金的熔點(diǎn)為1064℃，但10nm的金粉熔點(diǎn)降低到940℃，snm的金粉熔點(diǎn)降低到830℃，因而燒結(jié)溫度可以大大降低。納米陶瓷的燒結(jié)溫度大大低于原來的陶瓷。納米級(jí)的催化劑加入汽油中。可提高內(nèi)燃機(jī)的效率。

加入固體燃料可使火箭的速度加快。藥物制成納米微粉?？梢宰⑸涞窖軆?nèi)順利進(jìn)入微血管。

疾病診斷

當(dāng)前常規(guī)的成像技術(shù)只能檢測到癌癥在組織上造成的可見的變化，而這個(gè)時(shí)候已經(jīng)有數(shù)千的癌細(xì)胞生成并且可能會(huì)轉(zhuǎn)移。而且，即使是已經(jīng)可以看到腫瘤了，由于腫瘤本身的類別（惡性還是良性）和特征，要確定有效的治療方法也還必須通過活組織檢查。如果對(duì)癌性細(xì)胞或者癌變前細(xì)胞以某種方式進(jìn)行標(biāo)記，使用傳統(tǒng)設(shè)備即可檢測出來則更有利于癌癥的診斷。

要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)有兩個(gè)必要條件：某技術(shù)能夠特定識(shí)別癌性細(xì)胞且能夠讓被識(shí)別的癌性細(xì)胞可見。納米技術(shù)能夠滿足這兩點(diǎn)。例如，在金屬氧化物表面涂覆可特異識(shí)別癌性細(xì)胞表面超表達(dá)的受體的抗體。由于金屬氧化物在核磁共振成像（MRI）或計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）下發(fā)出高對(duì)比度信號(hào)，因此一旦進(jìn)入體內(nèi)后，這些金屬氧化物納米顆粒表面的抗體選擇性地與癌性細(xì)胞結(jié)合，使檢測儀器可以有效地識(shí)別出癌性細(xì)胞。同樣地，金納米粒也可以用于增強(qiáng)在內(nèi)窺鏡技術(shù)中的光散射。納米技術(shù)能夠?qū)⒆R(shí)別癌癥類別及不同發(fā)展階段的分子標(biāo)記可視化，讓醫(yī)生能夠通過傳統(tǒng)的成像技術(shù)看到原本檢測不到的細(xì)胞和分子。

在人類與癌癥的斗爭中，有一半的勝利是得益于早期的檢測。納米技術(shù)使得癌癥的診斷更早更準(zhǔn)確，并可用于治療監(jiān)測。納米技術(shù)也可以增強(qiáng)甚至完全變革對(duì)組織和體液中生物標(biāo)志物的篩查。癌癥與癌癥之間，以及癌細(xì)胞與正常細(xì)胞之間由于各種分子在表達(dá)和分布上的差異而各不相同。隨著治療技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)癌癥的多個(gè)生物標(biāo)志物進(jìn)行同時(shí)檢測是確定治療方案時(shí)所必須的。納米顆?！缒軌蚋鶕?jù)它們本身大小發(fā)出不同顏色光的量子點(diǎn)——可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)檢測多種標(biāo)記物的目的。包被有抗體的量子點(diǎn)發(fā)出的激發(fā)光信號(hào)可用于篩查某些類型的癌癥。不同顏色的量子點(diǎn)可與各種癌癥生物標(biāo)記物抗體結(jié)合，方便腫瘤學(xué)家通過所看到的光譜區(qū)分癌細(xì)胞與健康細(xì)胞。

組裝技術(shù)

由于在納米尺度下刻蝕技術(shù)已達(dá)到極限，組裝技術(shù)將成為納米科技的重要手段，受到人們很大的重視。

納米組裝技術(shù)就是通過機(jī)械、物理、化學(xué)或生物的方法，把原子、分子或者分子聚集體進(jìn)行組裝，形成有功能的結(jié)構(gòu)單元。組裝技術(shù)包括分子有序組裝技術(shù)，掃描探針原子、分子搬遷技術(shù)以及生物組裝技術(shù)。分子有序組裝是通過分子之間的物理或化學(xué)相互作用，形成有序的二維或三維分子體系。現(xiàn)在，分子有序組裝技術(shù)及其應(yīng)用研究方面取得的最新進(jìn)展主要是LB膜研究及有關(guān)特性的發(fā)現(xiàn)。生物大分子走向識(shí)別組裝。蛋白質(zhì)、核酸等生物活性大分子的組裝要求商密度定取向，這對(duì)于制備高性能生物微感膜、發(fā)展生物分子器件，以及研究生物大分子之間相互作用是十分重要的。在進(jìn)行l(wèi)gG歸生物大分子的組裝過程中，首次利用抗體活性片斷的識(shí)別功能進(jìn)行活性生物大分子的組裝。這一重要的進(jìn)展使得生物分子的定向組裝產(chǎn)生了新的突破。

除以上幾種組裝外，在長鏈聚合物分子上的有序組裝、橋連自組裝技術(shù)、有序分子薄膜的應(yīng)用研究等技術(shù)也有進(jìn)展。采用納米加工技術(shù)還可以對(duì)材料進(jìn)行原子量級(jí)加工，使加工技術(shù)進(jìn)人一個(gè)更加徽細(xì)的深度。納米結(jié)構(gòu)自組裝技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)使納米機(jī)械、納米機(jī)電系統(tǒng)和納米生物學(xué)產(chǎn)生突破性的飛躍。

中國在納米領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)化研究有一定的優(yōu)勢?，F(xiàn)代同美、日、德等國位于國際第一梯隊(duì)的前列。雖然現(xiàn)代中國己經(jīng)建立了一定數(shù)量的納米材料生產(chǎn)基地，納米技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用也已經(jīng)興起，并初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。納米要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、低成本的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，還有許多的工作要做，只有依賴大量的資金和高科技投人才能換取高額的利潤回報(bào)。

生物技術(shù)

納米生物學(xué)是以納米尺度研究細(xì)胞內(nèi)部各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能。研究細(xì)胞內(nèi)部，細(xì)胞內(nèi)外之間以及整個(gè)生物體的物質(zhì)、能量和信息交換。納米生物學(xué)的研究集中在下列方面。

DNA研究在形貌觀察、特性研究和基因改造三個(gè)方面有不少進(jìn)展。

腦功能的研究

工作目標(biāo)是弄清人類的記憶、思維，語言和學(xué)習(xí)這些高級(jí)神經(jīng)功能和人腦的信息處理功能。

仿生學(xué)的研究

這是納米生物學(xué)的熱門研究內(nèi)容?，F(xiàn)在取得不少成果。是納米技術(shù)中有希望獲得突破性巨大成果的部分。

世界上最小的馬達(dá)是一種生物馬達(dá)—鞭毛馬達(dá)。能象螺旋槳那樣旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)鞭毛旋轉(zhuǎn)。該馬達(dá)通常由10種以上的蛋白質(zhì)群體組成，其構(gòu)造如同人工馬達(dá)。由相當(dāng)?shù)亩ㄗ?、轉(zhuǎn)子、軸承、萬向接頭等組成。它的直徑只有3onm，轉(zhuǎn)速可以高達(dá)15r/min，可在1μs內(nèi)進(jìn)行右轉(zhuǎn)或左轉(zhuǎn)的相互切換。利用外部電場可實(shí)現(xiàn)加速或減速。轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力源，是細(xì)菌內(nèi)支撐馬達(dá)的薄膜內(nèi)外的氮氧離子濃度差。實(shí)驗(yàn)證明。細(xì)菌體內(nèi)外的電位差也可驅(qū)動(dòng)鞭毛馬達(dá)?，F(xiàn)代人們正在探索設(shè)計(jì)一種能用電位差馭動(dòng)的人工鞭毛馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器。

日本三菱公司已開發(fā)出一種能模擬人眼處理視覺形象功能的視網(wǎng)膜芯片。該芯片以砷化稼半導(dǎo)體作為片基。每個(gè)芯片內(nèi)含4096個(gè)傳感元?？赏M(jìn)一步用于機(jī)器人。

有人提出制作類似環(huán)和桿那樣的分子機(jī)械。把它們裝配起來構(gòu)成計(jì)算機(jī)的線路單元，單元尺寸僅Inm，可組裝成超小型計(jì)算機(jī)，僅有數(shù)微米大小，就能達(dá)到現(xiàn)代常用計(jì)算機(jī)的同等性能。

在納米結(jié)構(gòu)自組裝復(fù)雜徽型機(jī)電系統(tǒng)制造中，很大的難題是系統(tǒng)中各部件的組裝。系統(tǒng)愈先進(jìn)、愈復(fù)雜，組裝的問題也愈難解決。自然界各種生物、生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、DNA、細(xì)胞等都是極為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。它們的生成、組裝都是自動(dòng)進(jìn)行的。如能了解并控制生物大分子的自組裝原理，人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)和改造必然會(huì)上升到一個(gè)全新的更高的水平。

防水材料

2014年澳大利亞運(yùn)用新發(fā)明的布料，制成一款具有開創(chuàng)性的T恤衫，不管人們?cè)鯓訃L試著浸濕它，此T恤都能保持良好的防水性能。這件叫做“騎士”(The Cavalier)的白色T恤是百分之百棉質(zhì)的。雖然表面看起來平淡無奇，但是其布料運(yùn)用“疏水”納米技術(shù)應(yīng)用編織而成，使得這件T恤能夠有效防止大部分液體和污漬的浸入。這種T恤可以用機(jī)器清洗，其防水功能最多可承受80次清洗。它的布料有天然自凈功能，任何附著在上的污漬都能用水擦洗或沖干凈。

和其他含有化學(xué)物質(zhì)的防水應(yīng)用不同，T恤仿照的是荷葉的自然疏水特點(diǎn)。此布料的發(fā)明對(duì)于餐館和咖啡廳來說可能具有革命性的影響。此外，這種布料還可以運(yùn)用在醫(yī)療行業(yè)或醫(yī)院等地。

青山新材的電路板PCBA納米防水涂料是納米防水劑在電路板表面形成一個(gè)低表面能量的防水膜，如同荷葉表面，超高疏水，并且符合歐盟RoHS,REACH，MSDS認(rèn)證，施工簡單，浸泡5秒即可，目前已成功運(yùn)用到運(yùn)動(dòng)藍(lán)牙耳機(jī)防汗，電子煙防腐蝕等方面。

全球發(fā)展趨勢

高級(jí)納米技術(shù)，有時(shí)被稱為分子制造，用于描述分子尺度上的納米工程系統(tǒng)（納米機(jī)器）。無數(shù)例子證明，億萬年的進(jìn)化能夠產(chǎn)生復(fù)雜的、隨機(jī)優(yōu)化的生物機(jī)器。在納米領(lǐng)域中，我們希望使用仿生學(xué)的方法找到制造納米機(jī)器的捷徑。然而，K Eric Drexler和其他研究者提出：高級(jí)納米技術(shù)雖然最初會(huì)使用仿生學(xué)輔助手段，最終可能會(huì)建立在機(jī)械工程的原理上。

美國

美國國家科學(xué)委員會(huì)（National Science Board）于西元2003年底批準(zhǔn)“國家納米科技基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃”（National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network，簡稱NNIN），將由美國13所大學(xué)共同建構(gòu)支持全國納米科技與教育的網(wǎng)絡(luò)體系。該計(jì)劃為期5年，于公元2004年一月開始執(zhí)行，將提供整體性的全國性使用技能以支持納米尺度科學(xué)工程與技術(shù)的研究與教育工作。預(yù)估5年間至少投資700億美元的研究經(jīng)費(fèi)。計(jì)劃目的不僅在提供美國研究人員頂尖的實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備，并能訓(xùn)練出一批專精于最先進(jìn)納米科技的研究人員。

1.美國發(fā)展最新納米細(xì)胞制造技術(shù)

納米技術(shù)可制造出粒子小于人類血管大小的物體，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與科技協(xié)會(huì)（NIST）指出已研究出一種生產(chǎn)一致的，且能夠自行組合的納米細(xì)胞（Nanocells）的方法，以應(yīng)用在封裝壓縮藥物的治療工作上。這種技術(shù)當(dāng)前可被運(yùn)用在藥物的包裝技術(shù)上，可以更精確地確保藥物的用量，未來將運(yùn)用在癌癥化學(xué)治療的相關(guān)技術(shù)上作更進(jìn)一步的研究。

納米計(jì)劃是公元2005年聯(lián)邦跨部會(huì)研發(fā)預(yù)算的主軸，達(dá)9.8億美元。

2.DNA檢測芯片的進(jìn)展

公元2004年一月，美國HP正式對(duì)外發(fā)表其用來快速進(jìn)行DNA檢測的納米級(jí)芯片。2004年在DNA檢測上采以光學(xué)原理為基礎(chǔ)的“基因微芯片法”（DNA microarrays）繁復(fù)的檢測步驟，HP團(tuán)隊(duì)改由將此繁復(fù)步驟交由電路芯片處理；制作上，DNA檢測芯片的傳感元件是一條利用電子束蝕刻法（electron-beam lithography）與反應(yīng)性離子蝕刻法（reactive-ion etching）所制成粗細(xì)約50納米的納米線。然就商業(yè)上考量，成果卻過于高昂，因此研究團(tuán)隊(duì)正發(fā)展利用較便宜的光學(xué)蝕刻法（optical lithography）以制成DNA檢測芯片元件的技術(shù)。

3.地下水污染改善之研究

地下水污染是現(xiàn)代被廣泛討論的一項(xiàng)重大議題，現(xiàn)代，美國發(fā)表了一種納米微粒（nanoparticles）技術(shù)，在此微粒中心為鐵芯（iron）而其外則由多層聚合物加以包覆，其中，內(nèi)層是由防水性極佳的復(fù)合甲基丙烯酸甲脂（poly methl methacrylate;PMMA）包覆，而外層則由親水的sulphonated polystyrene進(jìn)行包覆。由于親水性外層使納米微粒溶于水，內(nèi)層防水層則能吸引污染源三氯乙烯（trichloroethylene）。納米微粒中的鐵芯使得三氯乙烯產(chǎn)生分裂，進(jìn)而使得此項(xiàng)污染源逐漸分裂成無毒的物質(zhì)。

4.啟動(dòng)癌癥納米科技計(jì)劃

為廣泛將納米科技、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相互結(jié)合，美國國家癌癥中心（NCI）提出了癌癥納米科技計(jì)劃（Cancer Nanotechnology Plan），并將透過院外計(jì)劃、院內(nèi)計(jì)劃與納米科技標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室等三方面進(jìn)行跨領(lǐng)域工作。計(jì)劃設(shè)定了六個(gè)挑戰(zhàn)：

預(yù)防與控制癌癥：發(fā)展能投遞抗癌藥物及多重抗癌疫苗的納米級(jí)設(shè)備。

早期發(fā)現(xiàn)與蛋白質(zhì)學(xué)：發(fā)展植入式早期偵測癌癥生物標(biāo)記的設(shè)備，并發(fā)展能收集大量生物標(biāo)記進(jìn)行大量分析的平臺(tái)性裝置。

影像診斷：發(fā)展可提高分辨率到可辨識(shí)單獨(dú)癌細(xì)胞的影像裝置，以及將一個(gè)腫瘤內(nèi)部不同組織來源的細(xì)胞加以區(qū)分的納米裝置。

多功能治療設(shè)備：開發(fā)兼具診斷與治療的納米裝置。

癌癥照護(hù)與生活品質(zhì)提升：開發(fā)改善慢性癌癥所引發(fā)的疼痛、沮喪、惡心等癥狀，并提供理想性投藥裝置。

跨領(lǐng)域訓(xùn)練：訓(xùn)練熟悉癌癥生物學(xué)與納米科技的新一代研究人員。

歐盟

1.歐盟的國際納米科學(xué)研究政策

歐洲為全球最早開始進(jìn)行納米科學(xué)研究的區(qū)域，但由于當(dāng)時(shí)并沒有歐盟加以居中協(xié)調(diào)與規(guī)劃，因此在研究初期因?yàn)槿狈Y金援助、相關(guān)管理上的支援，同時(shí)因?yàn)槊媾R專利取得的問題，導(dǎo)致研究人員遭遇許多阻礙，公元2004年五月，歐盟議會(huì)（European Commission；EC）對(duì)歐洲地區(qū)與國際社會(huì)發(fā)表一系列有關(guān)于納米科技的專案計(jì)劃，以宣示歐洲對(duì)于提高納米科技競爭力的決心。

歐盟將其計(jì)劃分為五個(gè)主要區(qū)域：研究與發(fā)展（R&D）、基礎(chǔ)建設(shè)（infrastructure）、教育與訓(xùn)練（education and training）、創(chuàng)新（innovation）以及社會(huì)層面（societal dimension）。

根據(jù)預(yù)估，如歐盟計(jì)劃能順利推展，在西元2010年前將可望為歐洲創(chuàng)造上百億歐元的經(jīng)濟(jì)營收。歐盟議會(huì)也強(qiáng)調(diào)提高社會(huì)大眾對(duì)于納米科技的認(rèn)知，也同樣屬于整體納米發(fā)展計(jì)劃的一部分。另外，公眾健康、安全、環(huán)保問題及消費(fèi)者保護(hù)也同樣被包含在此項(xiàng)議題之中?，F(xiàn)在，納米科學(xué)及納米科技仍屬于新興的R&D領(lǐng)域，其所必須解決與進(jìn)行研究的對(duì)象都存在于原子與分子的階層中。納米科學(xué)在未來幾年內(nèi)的應(yīng)用是眾所矚目，且必將對(duì)所有的科技產(chǎn)生重大影響。在未來，納米科技的研發(fā)工作也將對(duì)人體保健、食物、環(huán)保研究、資訊科學(xué)、安全、新興材料科學(xué)及能源儲(chǔ)存等領(lǐng)域產(chǎn)生重大的改變。 西元2004～2006年歐盟所進(jìn)行的第六期架構(gòu)計(jì)劃（FP6）中，納米科技與新興材料研發(fā)的經(jīng)費(fèi)約為歐元13億，而歐盟議會(huì)也有意提高經(jīng)費(fèi)并延長研究時(shí)程（由公元2007～2013年）。同時(shí)為凝聚與加強(qiáng)所有歐盟會(huì)員國在納米科學(xué)方面的研究，因此在規(guī)劃上歐盟議會(huì)也有意召集民間與其他單位的專家凝聚共識(shí)，以強(qiáng)化整體歐盟在此方面研究領(lǐng)域的力量。

2.創(chuàng)新接繼中心

在公元1995年由歐盟委員會(huì)成立“創(chuàng)新接繼中心”（Innovation Relay Centers, IRCs）。這個(gè)的組織和美國國家科技移轉(zhuǎn)中心具相同功能。區(qū)域性的創(chuàng)新接繼中心總數(shù)近70個(gè)，支援至少位于30個(gè)國家的相關(guān)科技移轉(zhuǎn)中心。創(chuàng)新接繼中心的目的，是將有問題的公司和能提出解決方法的公司結(jié)合在一起。歐洲多數(shù)的納米科技公司都可受到創(chuàng)新接濟(jì)中心或區(qū)域創(chuàng)新和科技移轉(zhuǎn)策略計(jì)劃的援助。

歐洲納米科技計(jì)劃接受金援的方式和美國大致相同，有些是屬于國家型計(jì)劃。歐洲有多個(gè)跨國研發(fā)機(jī)構(gòu)，以泛歐工業(yè)研發(fā)網(wǎng)絡(luò)為例，其專門提供無條件研發(fā)補(bǔ)助，目的將研發(fā)成果發(fā)展為產(chǎn)品。透過泛歐工業(yè)研發(fā)網(wǎng)絡(luò)提供的資金補(bǔ)助的國家包括奧地利、挪威和英國。其他在比利時(shí)、德國、斯洛伐尼亞、冰島和以色列還包括貸款和免償型補(bǔ)助。多數(shù)情況下，補(bǔ)助金額不超過計(jì)劃完成的所需總金額的七成，剩余部分多仰賴地方政府和其他有意愿者贊助。

日本

1.日本理研的納米科學(xué)研究現(xiàn)況

日本理化學(xué)研究所（RIKEN，簡稱理研）系一跨學(xué)門的研究組織，該所各部門分布在日本的7個(gè)區(qū)域。RIKEN的主要基地－和光園區(qū)，設(shè)置發(fā)現(xiàn)研究中心（DRI）、新領(lǐng)域研究系統(tǒng)（FRS）及頭腦科學(xué)中心（BSI）等3研究中心。RIKEN進(jìn)行的研究可區(qū)分為三類：DRI主要進(jìn)行小型但具備長程觀點(diǎn)的培育研究計(jì)劃；FRS同樣執(zhí)行小型計(jì)劃，但以由上而下的方式，進(jìn)行較具動(dòng)態(tài)的中程及中等規(guī)模的計(jì)劃；至于研究中心則是進(jìn)行以目標(biāo)為導(dǎo)向的中至長程的大型計(jì)劃。RIKEN在西元2003會(huì)計(jì)年度下半年（西元2003年十月至2004年三月）的研究預(yù)算共4.748億美元，全年預(yù)算超過9億美元。

公元1986年起RIKEN開始從事納米科學(xué)之研究，但正式的納米科學(xué)計(jì)劃則是自西元2002年開始，初期選定有18項(xiàng)的納米科學(xué)計(jì)劃，并陸續(xù)分別在各研究中心進(jìn)行。

2.日本提高納米科技預(yù)算與產(chǎn)業(yè)合作（JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION）

日本科學(xué)與科技政策顧問委員會(huì)（Council for Science and Technology Policy）消息指出，日本在西元2004年會(huì)計(jì)年度（由4月1日起）中，納米科技預(yù)算成長3.1個(gè)百分比，達(dá)到8.8億美元。同時(shí)，兩個(gè)主要負(fù)責(zé)日本納米科技研發(fā)計(jì)劃的政府部會(huì)，其預(yù)算也都有成長。負(fù)責(zé)推銷即將完成的研發(fā)工作的日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省（Ministry of Economy Trade and Industry, METI），預(yù)算由西元2003年的0.97億美元提升到公元2004年的1.1億美元。納米科技與相關(guān)原料研究被指定為四個(gè)最高優(yōu)先項(xiàng)目之一，其他領(lǐng)域包括資訊與通訊、生命科學(xué)與環(huán)境研究。

日本的預(yù)算是經(jīng)由日本大藏?。‵inance Ministry）批準(zhǔn)，再由日本國會(huì)（Japanese Diet）制定為法律。日本文部科學(xué)?。∕inistry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, MEXT）的納米科技研發(fā)經(jīng)費(fèi)，則由2.3億美元成長到2.4億元，將著重在基礎(chǔ)原料研究與新藥物研究計(jì)劃上。

韓國

1.韓國的納米科技策略

韓國政府已深切體認(rèn)到納米科技為本世紀(jì)科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，整合納米技術(shù)與資訊、生物、材料、能源、環(huán)境、軍事、航太領(lǐng)域之高新科技，并將創(chuàng)造出跨學(xué)門研究發(fā)新境界。韓國政府也理解到此新興科技也將是創(chuàng)造新產(chǎn)業(yè)與高科技產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)力，納米科學(xué)與技術(shù)的突破性進(jìn)展更將為人類能力、社會(huì)產(chǎn)出、國家生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)成長與生命品質(zhì)帶來巨幅的改善。

韓國已宣示在公元2001至2010年十年間投入韓幣2,391兆元（約20億美元）于納米科技的研發(fā)，政府投入在納米科技的經(jīng)費(fèi)，公元2002年與2000年比較，成長約400%。納米國家計(jì)劃的主要目標(biāo)之一為在某些競爭性領(lǐng)域取得世界第一并發(fā)展產(chǎn)業(yè)成長的利基市場，韓國同時(shí)明確的把發(fā)展重點(diǎn)聚焦于諸如兆元級(jí)積體電子元件等核心關(guān)鍵技術(shù)。

“2002年執(zhí)行納米技術(shù)發(fā)展計(jì)劃”與“納米結(jié)構(gòu)材料技術(shù)發(fā)展”、“納米微機(jī)電與制造技術(shù)發(fā)展”等兩項(xiàng)新領(lǐng)域研究計(jì)劃同步開始實(shí)施，再加上納米科技領(lǐng)域研究計(jì)劃在未來6~9年內(nèi)每年將投入2千萬美元，在眾多政府研究機(jī)構(gòu)林立的Daejoen科學(xué)城。韓國高等科技研究院（KAIST）于2001年設(shè)立納米制造中心，在未來6~9年內(nèi)投入1.65億美元，政府調(diào)整“2003年納米科技發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃”，包括：納米科技發(fā)展促進(jìn)法案，其目的二：一為建構(gòu)堅(jiān)固的納米科技核心研究基礎(chǔ)，二為激勵(lì)成熟納米科技的產(chǎn)業(yè)化，韓國政府也將配置3.8億美元（全國納米科技經(jīng)費(fèi)的19%）于國家納米產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃，其中包括產(chǎn)業(yè)研發(fā)基金與創(chuàng)投基金。

根據(jù)公元2002年韓國專利局報(bào)道，納米科技專利應(yīng)用數(shù)目無論在國內(nèi)或國外都呈現(xiàn)大幅成長，新興納米科技也在過去數(shù)年間呈現(xiàn)可觀地成長，另外根據(jù)韓國商工能源部（MOCIE）的統(tǒng)計(jì)，西元2002年納米科技新創(chuàng)公司也如雨后春筍紛紛搶搭納米科技列車。

2.韓國預(yù)測國際市場對(duì)納米紡織品的需求將快速增加

韓國產(chǎn)業(yè)資源部預(yù)測，今后9年國際市場對(duì)納米紡織品的需求將會(huì)出現(xiàn)迅速增長的趨勢，交易額可望達(dá)到近400億美元。韓國產(chǎn)業(yè)資源部委托韓國纖維產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會(huì)從西元2004年八月份開始的三個(gè)月內(nèi)，對(duì)國際市場對(duì)納米紡織品的需求和貿(mào)易趨勢進(jìn)行研究分析。

韓國產(chǎn)業(yè)資源部分析認(rèn)為，國際市場對(duì)納米紡織品的需求金額以150億美元為基準(zhǔn)，今后每年將遞增10.7%，到公元2007年和2012年，國際市場對(duì)納米紡織品的需求金額將分別達(dá)到240億美元和397億元。到西元2012年，國際市場對(duì)用于制藥、電子和生命科學(xué)的超高效能過濾納米紡織品的需求金額將達(dá)到96億美元，對(duì)用于防生化武器和體育娛樂的納米紡織品的需求金額將達(dá)到26億美元，對(duì)用于儲(chǔ)存能源的納米紡織品的需求金額將達(dá)到205億美元。

韓國對(duì)納米紡織品的需求金額為19億美元，占國際市場需求總額的12.1%。到西元2012年，韓國對(duì)納米紡織品的需求金額將達(dá)到72億美元，占當(dāng)時(shí)國際市場需求總額的18.1%。

3.韓國在納米科技的發(fā)展幾乎完全集中在微電子產(chǎn)業(yè)

透過由韓國科技部（Ministry of Science and Technology）贊助的兆位水平納米設(shè)備發(fā)展計(jì)劃（Tera-Level Nanodevices Initiatives），韓國的大學(xué)和產(chǎn)業(yè)都專注于發(fā)展下一世代微電子設(shè)備，包括具有兆位元（terabit）容量的內(nèi)存設(shè)備和具有兆赫茲（terahertz）資料處理速度的元件。

韓國最大企業(yè)財(cái)團(tuán)之一的三星設(shè)有一個(gè)先進(jìn)科技研究所（Advanced Institute of Technology），從事微電子科技的研究和商業(yè)化發(fā)展。

中國臺(tái)灣

臺(tái)灣自公元1996年以來，國科會(huì)、經(jīng)濟(jì)部、教育部等部會(huì)已支持許多個(gè)別計(jì)劃從事有關(guān)于納米科技的研發(fā)，較九十年代的如教育部的卓越計(jì)劃、國科會(huì)納米材料尖端研究計(jì)劃、經(jīng)濟(jì)部技術(shù)處納米技術(shù)環(huán)境建構(gòu)及其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用評(píng)估計(jì)劃等等。為了有效地運(yùn)用資源，并整合產(chǎn)官學(xué)研的智慧與力量，以提升國際競爭力；自西元2000年起，國科會(huì)即開始規(guī)劃推動(dòng)納米科技計(jì)劃。

公元2000年12月“中華民國行政院科技顧問會(huì)議”與西元2001年一月第六次“全國科學(xué)技術(shù)會(huì)議”（全國科技會(huì)議）之結(jié)論，均指出納米科技為臺(tái)灣未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域方向，國科會(huì)遂于西元2002年十一月廿一日成立工作小組辦公室，負(fù)責(zé)國家型計(jì)劃之規(guī)劃，“納米國家型科技計(jì)劃工作小組”之成員由國科會(huì)、行政院科技顧問組、中研院、中華民國教育部、工研院、經(jīng)濟(jì)部、行政院原子能委員會(huì)及行政院環(huán)境保護(hù)署等單位共二十五位代表組成。

國科會(huì)并于公元2002年一月十五日召開第一五五次委員會(huì)議，討論“納米國家型科技計(jì)劃”構(gòu)想；于西元2002年六月第一五七次委員會(huì)議中通過納米國家型科技計(jì)劃審議，自西元2003年一月正式開始推動(dòng)，并決定自西元2003年至西元2008年間，投入經(jīng)費(fèi)新臺(tái)幣231.9億元于納米科技發(fā)展；并于同年九月一日正式成立納米國家型計(jì)劃辦公室，執(zhí)行整體計(jì)劃之領(lǐng)導(dǎo)、策劃與管考。

中國

1.“中國實(shí)驗(yàn)室國家認(rèn)可委員會(huì)”是負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室和檢查機(jī)構(gòu)認(rèn)可及相關(guān)工作的認(rèn)可機(jī)構(gòu)，為規(guī)范納米產(chǎn)品市場、推動(dòng)制定相關(guān)納米材料及產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，“國家納米科學(xué)中心”和“中國實(shí)驗(yàn)室國家認(rèn)可委員會(huì)”會(huì)商多次，聯(lián)合成立“納米技術(shù)專門委員會(huì)”，掛靠在“國家納米科學(xué)中心”。

2. 中國政府透過中國科學(xué)院主導(dǎo)眾多納米科技研發(fā)計(jì)劃，多數(shù)強(qiáng)調(diào)半導(dǎo)體制造技術(shù)和發(fā)展以納米科技為基礎(chǔ)的電子元件，另一是利用納米材料保存考古文物。

已成功發(fā)展出的產(chǎn)品包括新式冷氣機(jī)，其特點(diǎn)為利用創(chuàng)新的納米材質(zhì)。另估計(jì)約有兩百家企業(yè)積極從事納米科技產(chǎn)品的商業(yè)化。

加拿大

滑鐵盧大學(xué)是全世界第一所設(shè)立以納米科技工程為主科的大學(xué)。在2005年開始收生并在2010年開設(shè)納米科技工程碩士班。在2012年，將會(huì)有一座量子納米中心。

多倫多大學(xué)也擁有以納米科技工程為副科的科學(xué)工程的大學(xué)。

圭爾夫大學(xué)則已設(shè)立了納米科學(xué)。