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納米技術的概念范文1
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）19-0140-02
一、《納米技術的基礎和應用》課程的現狀
納米技術的發展依靠的是人才的發展，納米科技人才是納米技術發展的根本保證。我國一直以來十分重視對納米科技方面人才的培養?！秶壹{米科技發展綱要（2001―2010年）》中明確地提出：要從學校的教育抓起，要重視納米科技的相關學科建設，擇優設立有關于納米科技的專業，同時在物理、化學、生物、機械、電子學、計算機科學等專業內部，設置有關納米科技的新課程，重視和保障我國納米科技的可持續發展。目前，納米技術的相關教學工作十分活躍，國內許多高校都開設了與納米技術相關的公共選修課或者專業選修課。在材料類本科專業中，開設有“納米材料與技術”、“納米材料”課程，這是當前材料科學領域中重要的專業課程。為彌補專業課程的不足和提供學生自主學習的機會，不少高校還在化學工程與工藝、應用化學、制藥工程等專業中開設了“納米科技導論”選修課程，受到學生的普遍歡迎。
為了讓對納米科技有興趣的學生了解和認識納米科技的基本知識、基本概念、基本方法及其應用，我們在桂林電子科技大學大學一年級新生中開設了“納米技術的基礎和應用”通識教育選修課程。這門選修課程推出后，立即受到了廣大學生的歡迎，選修本門課的學生人數達到了200人，且仍有相當部分的學生由于受到選課人數的限制未能選上這門課程。實踐表明，學生選修“納米技術的基礎和應用”課程的興趣主要源于對新興納米科技知識的求知欲望。目前，在我國的高等院校開設的納米技術相關課程中，大部分是偏向納米材料的內容，這些納米材料類課程一般是作為高年級專業主干課或專業選修課開設。這類課程的開設，一般要求選修的學生具有一定的材料、化學、生物等相關專業知識。對于我校大一新生來說，目前的相關教材和教學內容顯然過于深奧。在教學實踐過程中，經常有學生發出這樣的疑問：“納米技術這門課這么深奧，我們該如何學呢？以后工作中能用到嗎？”
綜上所述，我們必須對“納米技術的基礎和應用”這門課程的教學內容、教學模式和教學方法等進行改革。根據教育部“關于推進高等教育面向新世紀教學內容和課程體系改革計劃實施工作的若干意見”的指示精神，結合辦學定位和人才培養目標，面向大一新生這類特殊的教學對象，本文在《納米技術的基礎和應用》課程中探索了一條切實有效的教學改革之路。
二、新的教學模式和方法在《納米技術的基礎和應用》課程中的應用
（一）教學模式改革的目的
在“納米技術的基礎和應用”課程教學中，結合該課程理論和實踐性強的特點，對教學過程中教學要求、教學內容、教學方法、教材建設和考核方法等多個環節進行改革，推動“納米技術的基礎和應用”課程的建設，為將來從事與納米科技研究及產業相關工作的本科生提供必要的知識準備，以便能快速進入相關領域，滿足社會之需求。并力圖培養學生的科學思維和創新能力，為培養高層次、綜合性、有創新意識和能力的人才奠定基礎。
（二）新的教學模式和方法
1.編制新的講義。目前可供高校教師上課選擇的有關納米技術的相關教材較少，且絕大部分是專業性較強的專業教材。在以往的教學實踐中，使用類似的教材，大一學生常常感到接受起來比較困難，影響了教學效果和學生的積極性。因此，有必要針對大一新生，查閱國內外大量與本課程相關的資料，旁征博引，編寫納米技術的相關講義。該講義既要比較全面地介紹納米技術的相關基本概念、理論和應用，又要把握專業深度，體現出專業性和科普性的結合。主要包括：納米技術概述、掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡、納米材料、納米生物與醫學技術、納米機械、納米電子學等內容。納米科技的研究對象涉及諸多領域，它的基礎研究問題又與應用密不可分。對于大一新生，在有限的學時內，不可能把納米技術的方方面面都做個系統講授，比較可行的做法是將本學科領域最近發生的重要事件納入講義，并將這些事件產生的巨大影響加以闡述，讓學生真切感受到知識的實用性與社會效應，提高學生的學習積極性，這就對教師的專業綜合素質提出了較高的要求。結合大一新生專業基礎知識較弱同時對前沿科技比較感興趣的特點，我們在現有教材的基礎上編制了新的講義，注重趣味性、通俗性、易懂性，提高了對學生的吸引力。
2.CAI課件研制。“納米技術的基礎和應用”課程涵蓋面較廣、信息量教大，單一的板書教學手段不易滿足該課程的教學需要。將現代化多媒體技術應用于課堂教學，利用視聽說等手段向學生提供聲、像、圖、文等綜合信息，有利于學生集中注意力。納米技術的許多知識是微觀領域的，單靠語言和文字描述，學生難以理解。通過多媒體技術進行動畫模擬，可以使微觀知識宏觀化，變抽象為具體。因此，必須系統開發研制“納米技術的基礎和應用”課程CAI課件，該課件以科學研究前沿課題形式體現納米技術領域的最新研究成果，尤其是國內外高校和公司中納米技術應用的具體實例，激發學生的學習和研究熱情。
在新的講義基礎上，為了達到好的教學效果，我們研制了高質量的CAI課件。對于納米尺度相關問題的研究，采用圖像、視頻、動畫等形式，這就比單純的文字說明更加具有感染力，也更利于學生接受，有利于調動學生的學習積極性。
3.依托科研項目，實現多種教學手段。目前，依托多媒體等現代化的教學設備，已經實現了板書向PPT教學的轉化，但在教學內容上，比較偏重理論，教學手段和教學方法比較單一?！都{米技術的基礎和應用》課程對于大一新生來說，屬于內容比較陌生，概念抽象，較難理解的課程。如果還是采用傳統的課堂教學手段，往往使學生產生畏難情緒，影響課堂效果。針對這種情況，我們采取了依托科研項目，將教材內容和科研項目中相關聯的內容聯系起來，實現兩者的有機結合。具體表現為：在教學內容上，首先講解基本的知識點和相關概念，用淺顯易懂的語言表達出來，讓學生容易接受，接著引入科研項目中相關的例子，將課堂講解的內容在科研項目中的應用進行闡述，便于學生有更切實的直觀體驗;在教具的準備上，如果條件允許，將科研項目中相關的原理樣機、視頻、圖像等在課堂上進行展示，和教學內容相結合，可以引起學生極大的興趣和參與感。例如，在《納米技術的基礎和應用》課程中，通過展示微流控芯片的原理樣機，啟發學生思考芯片的設計和加工流程。通過展示膠囊內窺鏡、納米機器人等最新科研成果，激發學生的科研興趣和學習熱情。另外，通過科研項目，邀請有合作研究的企業技術人員、其他高校合作研究人員等以講座、培訓等形式實現多元化的教學模式，豐富教學方法和教學手段。
4.在教學中發掘出科研前沿新課題。通識教育選修課程的教學目標主要是擴充大學生的知識面，注重知識點的“廣度”而非“深度”，因此，應具備科普性、前沿性、實用性與趣味性的特點要求。與此相對應的教學形式和教學方法上也和其他的課程有所區別。在教學形式上，以專題形式展開教學。針對學生所關注的問題，開設各相關專題，例如納米機器人、生物分子馬達、隱形飛機表面的納米涂層、納米生物芯片等，來充實教學內容。實施討論式、啟發式的教學方法，激發學生的潛能。比如提出問題：“月亮和地球之間的天梯如何實現？”來引出納米材料的獨特優勢;從學生熟悉的例子入手，比如媒體上炒的很熱的納米冰箱、納米保暖內衣等，引出納米技術的真正定義。采用多媒體教學手段，不斷改善教學質量和效果。
納米技術是目前國家大力支持的發展項目，各項科研資金投入較大。所以，如何通過教研相長，將教學研究作為科學研究的創新源，從教學中發掘出科研前沿新課題和新領域，是一個值得深入研究的問題，通過為學生進行科學講座，積極倡導科學精神和創新精神指導學生進行探究性學習，集思廣益，提煉出科研前沿課題，同時挖掘學生創造性思維潛力，提高分析和解決工程問題的能力。
三、總結
通過以上新的教學模式和方法在《納米技術的基礎和應用》課堂教學中的應用，有效地提高了課堂教學效果，達到了預期的教學目的。
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納米技術的概念范文2
近日，一種被稱為Morph的未來移動終端概念引起了人們的關注。Morph是由劍橋納米技術中心和NOKIA研究中心共同研究開發的利用納米技術開發新型終端的概念技術，可使移動終端實現自由變換外型、自我清潔和保護、利用太陽能發電、對環境自我感知等功能，為未來移動終端創造更多可能。
諾基亞研究中心副總裁、全球系統研究負責人兼諾基亞研究中心研究員Henry Tirri博士介紹說，Morph概念終端是高科技與其對最終用戶的潛在影響之間的一座橋梁，顯示了未來移動終端的延展性和靈活性，并展示了納米技術可以提供的功能。
這個終端概念顯示了一些革命性的飛躍，Morph概念技術可以為移動終端創造更多可能的機會，Henry Tirri指出，納米技術能夠使未來移動終端的材料和組件更靈活并可延展、透明，通過使用透明的電子零件將為終端提供全新的美學空間，彈性的特點使終端能夠改變外形，使之適合手頭的工作，利用生物可分解材料也可以更簡單并環保地回收利用終端設備；納米材料還能使終端具有自我清潔和自我保護功能，納米結構的表面，如“納米花瓣”可自然地阻擋水、污垢、甚至手印等對終端的污染；納米技術使終端表面能夠通過“納米草”結構獲得太陽能，成為一個自然的能量來源，新型高能量密度存儲材料還能使電池變得更小、更薄，能更快地充電，并且擁有更長的充電周期；納米傳感器還能使用戶能夠以全新的方式檢查周圍環境，從分析空氣污染，到對生物化學追蹤和流程的洞察。
使除此之外，使用Morph概念的一體化電子零件將更便宜，并在更小的空間內實現更多的功能。同時也會帶來一些軟件方面的改進，比如自我組織、自我協調、自我更改等，都需要軟件和硬件進行良好的結合，基于外部環境的感知自動調節內部配置。
納米技術的概念范文3
納米耐磨符合圖層的運用
納米材料顆粒之間都存在著范德華力、庫侖力等,甚至有些顆粒還會和化學鍵結合,結果導致了陶瓷顆粒很容易出現團聚,而且顆粒愈小,團聚就越緊,在這種情況下,納米材料應有的良好性能就比較難以充分發揮出來。就解決方式而言,一般通過施加機械能,或者引發化學作用這兩種途徑進行解決,不過硬團聚由于顆粒之間結合的比較緊密,單純的通過化學作用是遠不能夠實現目標的,所以還需要另外施加一個比較大的機械力,例如剪切力、撞擊力等。通過這些里對材料的結合力進行破壞。
納米磁性液體在旋轉軸中的應用
一般而言,對于靜態的密封比較容易解決,通?？梢圆捎盟芰?、金屬、橡膠等材料制作的O型環當做密封的元件,將其密封。但對于動態的密封,特別是旋轉條件下的密封則一直沒有好的解決方式。在高速、高真空條件下一般不能進行動態密封,而納米磁性液體則帶來了一種新的解決方式。納米技術對磁性液體在旋轉軸中的應用取得了很大的促進作用。我國南京大學已經成功進行了多種磁性液體的制成,比如硅油、水基、烷基、二脂基等。而在磁性液體的應用方面,電子計算機的硬盤在防塵密封方面就普遍采用了磁性液體。而在劑的制造方面,對新型劑的制造也起到了較大的促進作用。
(1)納米磁性液體在旋轉軸中應用的尺寸效應在納米技術領域,其顯著成果之一就是在旋轉軸中,對傳統的尺寸單位進行了縮小,以前的計量單位級為毫米,而今則是納米級,而1納米僅相當于1毫米的百萬分之一,如果運用在機械工程之中,那么機械的體積會因為納米技術的應用而極大的降低,在此基礎上就有了微型機械為代表的新型機械的誕生和生產。實際上,這種微型化并不僅僅是單純意義上的尺度上發生了重大變化,而更多的是指可以成批進行制作生產微傳感器、集合微結構、微驅動器、微電路等處置裝置于一體的微型機電系統。系統中的大部分都運用了納米技術成果,因此,從某種意義上說,其已經遠遠超出了傳統機械的概念和范疇。可以說微型機械是以現代科學技術為基礎,在整個納米科技中具有重要地位,采用嶄新技術路線和思維方式的具有劃時代意義的產物。
納米技術的概念范文4
納米光電子主要是研究在所有納米結構中各個電子以及光子存在的相互作用。將光電子以及納米電子的相關技術相互結合共同組成了納米光電子技術。傳統的半導體硅并不具備發光的基本功能，但是引進了納米技術以后，能夠發出一種非常耀眼的光，同時開設了一門新興的納米光電子。
二、納米光電子技術的發展
新時代的納米電子技術能夠快速的制作各種單電子存儲，同時還可以制作一些非常精巧完美的微電子機械以及電機械系統。隨著現代納米技術的不斷進步與發展，集成電路也將成為一種比較先進的半導體器件，并成為了未來發展的新方向。如今的信息社會對于所有使用的集成電路具有的集成度的各種要求也逐漸增高，這就導致人們不斷突破尺寸具有的極限途徑。在新的社會形勢下，納米電子以及納米電子光技術應運而生，并成為了半導體科學以及各種工程研究的重要領先技術。光電子技術屬于電子技術以及光電子技術的結合體。二十世紀以后，光電子技術逐漸發展，并取得了一定的進步。將光電子技術以及納米技術巧妙的相互融合最終形成了納米光電子技術，成為了未來電子技術不斷發展的新領域。如今的二十一世紀，也為光電子技術以及納米光電子技術發展提供了新的機遇。
三、納米光電子各個器件的具體分類
3.1納米光電技術探測器
如今的納米光電技術探測器主要是利用納米光電子的基本材料進而不斷發展而來。這種微型的探測器主要由納米絲以及各種納米棒共同組成，例如，超高靈敏度紅外探測器等。
3.2納米發光器件
引進納米光電子的相關技術并利用納米光的基本材料，利用納米光刻技術，最終研制出新興的納米發光器件。主要有利用納米粒子等材料制作完成的一種硅發光二極管，使用各種納米尺寸制成的可以實現調諧的納米發光二極管。
3.3納米光子器件
納米量子機構以及量子電路等各種集成技術都蘊含著非常深奧的研究內容。例如，利用三維光電子自身的晶體天線，還可以利用光子晶體技術二極管，以及無損耗產生的光電波，光開關等，這些都屬于先進的納米光子器件，在量子保密通信中的各種重要的關鍵器件，都是利用納米光子器件完成的。
3.4納米顯示器
納米顯示器主要包括碳納米管顯示器，還有一種碳納米發生顯示器等。如今的納米電子學還有納米光子學以及先進的磁學微電子，自身具有的極限線寬都是70nm，這種先進的技術通過幾十年的研究就完成了。為了能夠在最短的時間內完成新興的器件，使用單原子具體的操作方式成為重要的研究方向，并且，利用這種先進的技術能夠制成計算機，并且能夠有效的提升計算機自身的計算能力，甚至可以提高上千倍，但是需要使用的功率只有現在計算機的使用功率的百萬分之一。如果使用先進的納米磁學，計算機具體的信息存儲量甚至能夠達到上千倍。使用納米光電子能夠提升通信帶寬的上百倍。另外，除了以上介紹的各種器件，還可以從廣義上分析，納米器件還有分子電子器件，這種器件無論是在材料上還是在使用的原理上都與上述的半導體量子器件存在較大的差異。
四、結束語
納米技術的概念范文5
【關鍵詞】納米技術；納米顆粒；藥物輸送系統
【文章編號】1004-7484（2014）07-3993-01
納米技術指的是在1-100 納米尺度的原子、分子或者大分子所進行的研究與技術的總稱，它們能夠為許多納米尺度的現象提供理論基礎，并且利用納米結構來發揮它們特有的性質和功能。近年來，納米技術在科學的各個領域的應用研究越來越普遍，已經延伸到的科學領域如組織工程、分子影像、藥物輸送（基因或蛋白多肽的輸送）及高通量篩選等等。其中納米技術在藥物輸送系統研究領域的應用最引人注目，納米顆粒的大小及其表面特征使得其在藥物制劑的應用中脫穎而出。
1 智能納米藥物輸送系統
納米技術給藥物輸送系統的發展帶來了巨大的影響，其中最引人注目的就是智能藥物輸送系統（SDDS），也被稱作刺激敏感性輸送系統。這個概念基于聚合物系統的物化性質在受到環境刺激時迅速改變的特征，這些刺激包括：物理因素（溫度，應力，超聲，電荷，光等）、化學因素（pH，離子強度等）、生物信號因素（酶類，生物分子）等等[1]。在應用中，可以根據這些刺激設計“開關系統”，SDDS 能夠利用“開關系統”進行程序化和可預測的方式釋放藥物，達到增強療效并降低系統毒性和副作用。與傳統的藥物輸送系統相比，SDDS 具有更多的優點。傳統的藥物輸送系統以預設的藥物釋放速率釋放藥物，不隨生理環境的變化而改變藥物釋放速率。而SDDS 則是一種“按需釋放”策略，它允許藥物載體在需要的時間內并且在特定的環境刺激下釋放出治療藥物，如自調控胰島素給藥系統，它能夠根據環境血糖水平的變化來釋放胰島素[2]。SDDS也已經應用于抗腫瘤領域的研究，由于實體瘤具有微酸環境，所以裝載抗腫瘤藥物的pH敏感的聚合物膠束在腫瘤部位便引發了聚合物膠束的破裂溶解并釋放內容物，如包含阿霉素的PEG-b-PHis 膠束能在pH6.8[3， 4]時有效地殺傷耐藥性細胞株MCF-7。SDDS 能夠顯著提高藥物在靶部位的濃度，也正是利用這種促進性的靶向能力，才使得該系統以較小的副效應為前提提高生物利用度和療效成為可能。
2 納米技術與靶向藥物輸送系統
靶向藥物輸送系統（TDDS）利用載體的性質以及腫瘤組織的EPR效應來靶向病灶部位。靶向部位常分為三級，分別依次為靶器官、病灶細胞和具體病變細胞的細胞器，目前對于前兩級的研究取得了長足進步，但是第三級水平的研究才剛開始[5-8]。靶向藥物輸送系統分為被動靶向和主動靶向兩種。被動靶向主要是根據藥物及載體本身的性質，使得藥物靶向載體被體內的單核巨噬細胞攝?。ㄓ绕涫歉蜬upffer 細胞），然后被運送到相應的器官如肝、脾等，如常見的一些靶向制劑有脂質體、微球、納米囊和納米球等。與被動靶向不同的是主動靶向藥物輸送系統，藥物載體經過修飾以后變得更加有針對性，就像導彈一樣被定向地運送到靶部位。如在載藥顆粒表面修飾特定的配體或抗體，能夠使得粒子主動靶向具有相應受體和抗原決定簇的細胞?，F在研究得較多的主動靶向制劑包括長循環脂質體、免疫脂質體和免疫納米球等等，可以看出，主動靶向的高針對性減少了一些藥物作用的盲目性，可能成為未來靶向制劑的主流。
EPR效應指的是實體瘤的高滲透性和滯留效應，主要是腫瘤細胞在快速生長的過程中，為了維持營養和氧份的供濟，釋放了各種生長因子如EGF、VEGF等，促使腫瘤血管新生，新生的腫瘤血管內皮細胞的非緊密連接引起血管滲透性增加、平滑肌層缺乏、血管間隙疏松及淋巴回流缺失等原因，從而造成血管對一定粒徑范圍內的大分子物質、納米粒等具有高通透性和滯留性。利用腫瘤部位的特殊病理生理結構，我們就可以實現腫瘤組織的被動靶向治療，目前已經上市的腫瘤被動靶向治療制劑有阿霉素脂質體（Doxil）、多柔比星脂質體（Daunoxome）、紫杉醇白蛋白納米粒（Abraxanne）等[9]。腫瘤組織除了被動靶向治療外，還可以采取主動靶向治療，主要是利用能與腫瘤細胞特異性高表達的受體相結合的配體如抗體和多肽來修飾納米藥物載體，使其特異性與腫瘤細胞的結合，增加腫瘤細胞對藥物的攝取[10， 11]。常見的靶向配體如葉酸或轉鐵蛋白，藥物載體修飾葉酸或轉鐵蛋白后即可靶向腫瘤細胞表面的葉酸受體或轉鐵蛋白受體，特異性與腫瘤細胞結合，實現腫瘤主動靶向[12， 13]。
近年來，主動靶向制劑作為腦內藥物靶向輸送系統受到越來越多科研人員廣泛關注，經靶向功能分子修飾后的納米載體具有腦靶向作用，可作為提高藥物腦內濃度的理想的策略。腦毛細血管內皮細胞上表達有多種特異性的受體，主要包括低密度脂蛋白受體（LDLR）、轉鐵蛋白受體（TfR）和胰島素受體和胰島素樣生長因子受體（IR&IGFR），通過腦毛細血管內皮細胞上受體介導，將藥物輸送進入腦組織是腦內藥物靶向輸送的主要方法。Michaelis等將靶向低密度脂蛋白受體的功能蛋白Apo E共價連接至白蛋白納米粒，通過小鼠尾靜脈注射給藥后的藥效學研究證明，Apo E修飾的白蛋白納米粒能顯著促進藥物輸送入腦，明顯優于普通白蛋白納米粒和游離藥物[14]。Kreuter等也證實轉鐵蛋白和具有轉鐵蛋白受體親和性的抗體可以通過轉鐵蛋白受體介導跨過血腦屏障進入腦組織，將制備得到的轉鐵蛋白和OX26抗體修飾的洛哌丁胺白蛋白納米粒通過尾靜脈注射到ICR小鼠體內后，藥效學研究結果表明，特異性配體修飾組鎮痛效果明顯優于普通無修飾納米粒組和游離藥物組[15]。
綜上所述，納米技術在提供癌癥或中樞神經系統疾病新型治療手段中扮演了重要角色，這些納米治療方法對于癌癥或中樞神經系統疾病的治療具有非常大的潛力。
3 展望
對于納米技術在藥物輸送系統中的應用預測尚不能十分確定，從現在的研究程度來看是不可估量的。納米技術應用于藥物輸送系統研究越來越受到關注，諸多策略已經用于改善藥物的靶向輸送，但是靶向效率的提高僅僅只是量的提高，尚未達到“質”的飛躍?，F階段納米技術在改善藥物靶向輸送的同時，也明顯提高其他組織器官對藥物的攝取量，容易造成毒副作用。因此，納米技術應用于改善藥物輸送如何達到“質”的飛躍，如何提高靶組織病灶區藥物濃度并降低其他組織器官的毒副作用，如何設計和制備生物相容性好、安全性好的材料，如何系統全面地評價納米藥物輸送系統等都是有待以進一步深入研究的問題。
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納米技術的概念范文6
關鍵詞：顛覆性技術；創新；移動互聯；機器人；人工智能
基金項目：“江蘇省社科應用研究精品工程”課題；項目名稱：顛覆性技術的識別及培育發展研究；項目編號：16SYB-023。
歷史上，每次科技革命時期，都是顛覆性技術出現的高峰期?？萍几锩鼧嫵闪税l掘和發展顛覆性技術的難得歷史機遇。目前，科W已經沉寂了60余年，第三次技術革命發生距今接近80年，科技知識體系積累的內在矛盾已經凸顯，迫切需要新的重大突破。在物質科學、量子信息科學、生命科學、宇宙科學等基礎科學領域，一些重要的科學問題和關鍵技術發生革命性突破的先兆日益顯現；科技發展跨學科趨勢愈益明顯，新學科、新知識、新思想的出現更多體現為學科交叉融合的方式，許多重大創新出現在學科交叉領域。當今世界已處在新一輪科技革命的前夜，顛覆性技術大量涌現的時期即將到來。
一、顛覆性技術的概念
顛覆性技術概念最早出自美國哈弗商學院克萊頓?克里斯滕森教授1995年出版的《顛覆性技術的機遇浪潮》。他認為，顛覆性技術是指這樣一類技術：它們往往從低端或邊緣市場切入，以簡單、方便、便宜為初始階段特征，隨著性能與功能的不斷改進與完善，最終取代已有技術，開辟出新市場，形成新的價值體系。德國弗郎恩霍夫協會認為：顛覆性技術就是指能夠“改變已有規則”的技術，即那些與現有技術相比，在性能或功能上有重大突破，其未來發展將逐步取代已有技術，進而改變作戰模式或作戰規則的技術。
綜上所述，顛覆性技術是一種另辟蹊徑、會對已有傳統或主流技術途徑產生顛覆性效果的技術，可能是完全創新的新技術，也可能是基于現有技術的跨學科、跨領域的創新型應用。顛覆性技術具有四個特點：技術發展速度快、產生潛在影響范圍廣、可創造經濟價值高、帶來顛覆性影響大。與漸進性技術相比，顛覆性技術在形態上更具有超越性和突變性，在效能上更具備革命性和破壞性。
二、我國顛覆性創新的領域選擇
（一）“十三五”國家科技創新規劃：15個領域
《“十三五”國家科技創新規劃》中明確提出要發展引領產業變革的顛覆性技術：加強產業變革趨勢和重大技術的預警，加強對顛覆性技術替代傳統產業拐點的預判，及時布局新興產業前沿技術研發，在信息、制造、生物、新材料、能源等領域，特別是交叉融合的方向，加快部署一批具有重大影響、能夠改變或部分改變科技、經濟、社會、生態格局的顛覆性技術研究，在新一輪產業變革中贏得競爭優勢。重點開發移動互聯、量子信息、人工智能等技術，推動增材制造、智能機器人、無人駕駛汽車等技術的發展，重視基因編輯、干細胞、合成生物、再生醫學等技術對生命科學、生物育種、工業生物領域的深刻影響，開發氫能、燃料電池等新一代能源技術，發揮納米技術、智能技術、石墨烯等對新材料產業發展的引領作用。
（二）國家科技重大專項：16個領域
《國家中長期科學技術發展規劃綱要（2006-2020 年）》確定了核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件，極大規模集成電路制造技術及成套工藝，新一代寬帶無線移動通信，高檔數控機床與基礎制造技術，大型油氣田及煤層氣開發，大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站，水體污染控制與治理，轉基因生物新品種培育，重大新藥創制，艾滋病和病毒性肝炎等重大傳染病防治，大型飛機，高分辨率對地觀測系統，載人航天與探月工程等16個重大專項，涉及信息、生物等戰略產業領域，能源資源環境和人民健康等重大緊迫問題，以及軍民兩用技術和國防技術。
（三）中國科技發展戰略研究院：20項關鍵技術
2016年，中國科學技術發展戰略研究院科技預測與評價研究所對關系到我國經濟建設、生態建設、國防建設、民生改善乃至綜合國力提升具有決定性、基礎性的核心技術，按照科學（屬于國際競爭激烈的前沿或核心技術）、顛覆性（有望取代主流技術、替代主導產業的技術）、重大（有望替代1-2個主導產品，或顛覆1個以上行業的技術）、可行（經過10年努力能夠取得自主知識產權，并有望商業化的技術）四個原則，進行了預測和遴選，遴選出未來能夠改變或部分改變科技、經濟、生態、軍事現狀與格局的20項關鍵技術。
（四）中國科協創新戰略研究院：7大領域
中國科協創新戰略研究院在的《我國應對顛覆性技術創新需要重點布局的領域》中，認為未來十年世界范圍內可能出現的顛覆性創新集中在9大領域：先進計算技術與人工智能、納米技術與材料科學、基因與精準醫療、能源開發與存儲、航空航天與地外生命探測、網絡與大數據、智能汽車與智慧交通、綠色制造與先進制造、教育技術與知識自動化。
從我國各機構評選的技術來看，出現頻率最高的五大技術領域是移動互聯、機器人、3D 打印、人工智能、納米技術，這五大技術領域將是我國未來顛覆性技術創新的主要方向。
三、我國顛覆性領域的技術創新方向
（一）移動互聯領域
大力支持移動互聯網軟件開發，突破系統軟件、人機交互、應用開發、虛擬化等熱點技術與新興技術。加快推進移動互聯網的云計算和大數據應用，重點突破數據挖掘、海量數據處理、計費、訪問控制等平臺關鍵核心技術。支持開展未來網絡重大基礎設施（CENI）項目的關鍵技術研究，加強相關領域產品研發和產業孵化，大力推廣基于下一代廣播電視網的創新業務及相關應用。充分發揮移動互聯網對生產領域的帶動作用，在工程機械、汽車、食品、電子信息、物流等行業形成領先的服務產品。深化移動互聯網在生活領域的引領作用，大力推廣面向餐飲、休閑娛樂、購物、旅游等的移動互聯網應用，重點發展移動支付、移動娛樂、移動閱讀、移動資訊、移動搜索、移動位置服務等。鼓勵移動互聯網應用創新，重點發展車載數據與資訊、智能交通、基于北斗等多制式智能交通導航、遠程測試診斷、在線節能監管、道路救援、食品安全溯源與安防等移動信息服務。
（二）機器人領域
重點研究智能機器人機構設計、制造工藝、智能控制和人機交互等共性技術，攻克機器人優化建模、精準感知、多機器人協調等核心技術。（1）伺服電機方面：重點發展根據機器人的高速，重載，高精度等應用要求，增加驅動器和電機的瞬時過載能力，增加驅動器的動態響應能力，驅動增加相應的自定義算法接口單元，且采用通用的高速通訊總線作為通訊接口，摒棄原先的模擬量和脈沖方式，進一步提高控制品質。（2）減速器方面：重點發展高強度耐磨材料技g、加工工藝優化技術、高速技術、高精度裝配技術、可靠性及壽命檢測技術以及新型傳動機理的探索，發展適合機器人應用的高效率、低重量、長期免維護的系列化減速器。（3）控制器方面：重點研究開放式，模塊化控制系統，開發適用于機器人控制的通用軟件包；提高機器人控制器的智能化和網絡化水平，開發具有多傳感器信息融合能力的控制器。
（三）3D打印領域
圍繞3D打印重點方向，突破一批原創性技術。（1）材料方面：針對金屬3D打印專用材料，優化粉末大小、形狀和化學性質等材料特性，開發滿足3D打印發展需要的金屬材料；針對非金屬3D打印專用材料，提高現有材料在耐高溫、高強度等方面的性能，降低材料成本。（2）工藝方面：解決金屬構件成形中高效、熱應力控制及變形開裂預防、組織性能調控，以及非金屬材料成形技術中溫度場控制、變形控制、材料組份控制等工藝難題。（3）裝備及核心器件方面：加強3D打印專用材料、工藝技術與裝備的結合，不斷提高金屬材料3D打印裝備的效率、精度、可靠性，以及非金屬材料3D打印裝備的高工況溫度和工藝穩定性，提升個人桌面機的易用性、可靠性；重點研制與3D打印裝備配套的嵌入式軟件系統及核心器件，提升裝備軟、硬件協同能力。
（四）人工智能領域
進行人工智能前沿技術布局，推動核心技術產業化，重點突破人工智能基礎理論（包括深度學習、類腦智能等）、人工智能共性技術（包括人工智能領域的芯片、傳感器、操作系統、存儲系統、高端服務器、關鍵網絡設備、網絡安全技術設備、中間件等基礎軟硬件技術）、人工智能應用技術（包括基于人工智能的計算機視聽覺、生物特征識別、復雜環境識別、新型人機交互、自然語言理解、機器翻譯、智能決策控制、網絡安全技術等）。加快人工智能基礎資源公共服務平臺建設，包括滿足深度學習計算需求的新型計算集群共享平臺、云端智能分析處理平臺、算法與技術開放平臺、智能系統安全情報共享平臺等，為人工智能創新創業提供相關研發工具、檢驗評測、安全、標準、知識產權、創業咨詢等專業化服務。加快人工智能技術的產業化進程，推動人工智能在家居、汽車、無人系統、安防、制造、教育、環境、交通、商業、健康醫療、網絡安全、社會治理等重要領域開展試點。
（五）納米技術領域
加強納米技術研究，重點突破納米材料及制品的制備與應用關鍵技術，積極開發納米粉體、納米碳管、富勒烯等材料，大力推進納米材料在電子信息、生物醫藥、新能源和節能環保等領域的廣泛應用。針對信息、能源、環保、生物醫學等領域的迫切需求，開發納米結構加工與制造的新方法、納米器件集成與系統的設計、制備技術。重點研究新型納米電子、光電器件、傳感器件，大力發展納米晶太陽能電池、新型薄膜太陽能電池、有機太陽能電池、熱電電池、超級電容器等技術，著力突破室內空氣污染物、工業源有毒有害氣體、動力機械尾氣的納米凈化材料及催化凈化技術，切實攻克納米顆粒與生物活性物質的組裝方法。促進納米綠色印刷制版、高密度存儲器、新型顯示、高效能源轉化、氣體凈化、疾病快速診斷等納米材料與技術的規?；瘧?，搶占未來納米材料發展的制高點。
參考文獻
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