納米技術的核心范例6篇

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納米技術的核心

納米技術的核心范文1

關鍵詞:納米技術;機械工程;應用;摩擦性能;納米材料

中圖分類號: TU6 文獻標識碼: A 文章編號:

本文對納米技術在實際應用過程中所存在的各種技術問題進行了探討。作為一項重大的科技突破――納米技術的研發已經應用到了社會的各個領域之中,在機械工程中的運用更是成為其核心,表現在很多方面。本文從實例出發,展現納米技術在機械工程領域的運用。

1納米技術的概念

所謂的納米技術就是借用單一的分子、原子制造物質的一種科學技術,納米科學技術將很多現代的先進科學技術作為基礎,并加以改進和升華,成為了現代科學和現代技術組合后的重要產物之一,其中,現代科學主要包括分子生物學、介觀物理、量子力學和混沌物理,現代技術主要包括核分析技術、掃描隧道顯微鏡技術、微電子技術以及計算機技術,納米技術一定會引發起一系列的全新的科學技術革命,并產生新的學科,比如納米機械學、納米材料學以及納米電子學等等。

納米技術也被稱為毫微技術,是對結構尺寸在0.1 nm-100nm范圍之內材料的應用和性質的研究,從始至今的相關研究來看,人們將納米技術分為了二種概念,第一種納米技術的概念就是指分子納米技術,這一概念將組合分子的機器實用化了,因此,我們可以對所有這類的分子進行任意的組合,并且可以將任何種類分子結構進行制造,但是,這一種概念上的納米技術仍然沒有取得很大的進展;第二種概念將納米技術看成了微加工技術的極限,后者主要是從生物角度提出的,納米生物技術中所包含的重要內容已經延伸到了細胞生物計算機開發和DNA分子計算機領域中。

2微型納米軸承

當前形勢下,納米技術不僅僅是一門單一的新型技術或者學科,它被廣泛的應用到了各類學科之中,其中,在機械工程中進行納米技術的應用,已經對機械工程學科技術的變革產生了不可估量的重要作用。納米技術在機械方面的應用乃至是微觀機械技術的產生已經成為了我們這個世紀進行研究的核心的技術,許多國家都在納米技術方面展開了越來越多甚至越來越深的研究,在機械工程方面,納米技術在機械工程中應用主要存在于微型軸承方面。傳統的軸承體積比較大,其摩擦力也僅僅能夠靠來進行減少,但是,仍然不能夠將摩擦力進行避免,美國科學家對其行了研究,并且研制出來一種沒有摩擦的微型納米軸承,微型納米軸承主要包括以下兩個特點:

第一,微型,微型納米軸承的直徑僅僅為一根頭發直徑的萬分之一,其應用到機電系統微型的軸承只有1nm,為微型機械的千分之一。

第二,摩擦力極小,如果軸承的體積很小,那么,套在一起,管子之間摩擦力就會將微型軸承弱點暴露出來,在其產生的摩擦力很大的時候,會導致微型軸承無法使用。通常納米軸承與這種微型機械軸承相比較,摩擦力僅僅是其最小值千分之一。

3 納米技術馬達

新一代的納米技術馬達是由美國一家公司生產,這種微型馬達的體積只有一般電磁馬達體積的二十分之一,它的長度比火柴桿還短很多,但是竟然能夠負載4千克的重量,它的壽命可以達到100多萬次。這種馬達主要是通過運用納米技術制造智能材料來取代傳統的銅線圈以及磁鐵,所以它比傳統的馬達重量更輕、噪音更低,可以說是世界上最輕便、最靜音的馬達,同時成本也比傳統的馬達更加的低。當前這種微型馬達在機械中運用的并不是很多,主要用于汽車的電動車窗,這項研究同時也已經在深圳進行研發和生產。

4納米磁性液體在旋轉軸中的應用

通常情況下,靜態密封都是采用金屬、塑料或者橡膠等材料制作而成的O型環,將其作為密封的元件。在旋轉的條件下,動態密封一直沒有對其問題進行解決,動態密封不能夠在高真空、高速的條件下進行動態的密封。納米技術在很大程度上都對磁性液體在旋轉軸中的運行起到了促進作用。我國的南京大學也已經成功的進行了硅油、二脂基、烷基以及水基等多種類型磁性液體的制成,電子計算機硬盤處也已經普遍的采用了磁性液體防塵密封,此外,磁性液體也對新型劑的制造起到了一定的促進作用,由此可見,在機械工程中應用納米技術的例子舉不勝舉。以上新興技術的產生,我們能夠很容易的看出納米技術對機械工程的不斷發展起到了深刻的影響。與此同時,與系統的機械工程相比較,由于納米技術的各種優勢才能夠使得機械工程產生了顯著的提升。

4.1納米磁性液體在旋轉軸中應用之尺寸效應

在納米技術領域中,最為顯著的效果之一是將旋轉軸中的傳統尺寸竿位進行了縮小,將其毫米單位轉化成了納米,而納米也就相當于一米的十億分之一,將納米技術應用到機械工程中,可以將機械的體積大大降低,最終促使微型機械這種新型的機械的形成和產生.這種產生并不是傳統的機械單純的在尺度上產生的微小的變化,而是指可以進行成批制作的微傳感器、微能源、微驅動器、集合微結構、信號、控制電路等等處置裝置為一體的微型機電系統的產生,微型機電系統大部分都是將納米技術成果進行了運用。因此,它們已經遠遠的超過了傳統機械的范疇和概念,而是基于現代的科學技術之上,在嶄新的技術線路和思維方式指導之下的重要產物,并且作為整個的納米科技中重要的組成部分。

4.2納米磁性液體在旋轉軸中應用之材料應用多元化

納米技術使原材料形成了更加微小的形態,其功能更加強大,不僅僅能夠對傳統材料進行一定的改良,同樣能夠使新材料源源不斷的產出。磁性液體密封的技術更加證明了磁性液體能夠被磁場控制這一特性,將納米單位液體置于磁場之內,最終達到密封效果。與此同時。在運用材料中,我們能夠將微量元素融入到基礎的材料之中,以便能夠達到更好的效果。

4.3納米磁性液體在旋轉軸中應用之材料摩擦性能

納米技術摩擦性能已經成為了其最為顯著的特性之一,在機械工程領域中,各種軸承都會產生摩擦,存在著摩擦性能。自從納米材料出現了以后,各類機械的尺寸和結構都變小了,對于過小的零件,其摩擦力就變得尤其重要,如果其摩擦力相對來說比較大,那么就會造成零件的磨損。但是,納米技術對這個問題進行了克服,現在已經出現的納米材料幾乎處于無摩擦狀態。

5納米技術在機械行業中的發展前景

(1)汽車工業以及機械的滑配原件,例如:滑軌、軸承上應用的納米陶瓷鍍膜能產生磨擦界面,這樣可以大大地減低磨損并且能夠提高負載。

(2) 塑膠流道的低粘應用,例如:拉絲模、套筒以及熱膠道,這樣可有效地減少積料碳化產生的概率。

(3)射出成型時發生的粘模、包封短射、鏡面霧化以及拖痕均具有重要的改善,特別是在滑塊和頂針上所展現出來的干式,這樣更是任何金屬都不能表現出來的優異性。

(4)橡膠、IC 封裝膠和發泡塑料,因為其具有極高的粘著性,所以必須借助大量的脫模劑來協助脫模,但是納米陶瓷的荷葉效應就可大大地減少脫模劑的使用和模具清理時間。

(5)納米陶瓷的低沾粘、低摩擦特性能夠使塑膠在模具內的流動性大大提升,尤其是高精度模具,例如:塑膠鏡片、薄光板、汽車聚光燈罩等一些模具應用后對產品的使用均有顯著的改善。

結論

在本文中,筆者首先闡述了納米技術的概念,然后從微型納米軸承、納米技術馬達及納米磁性液體在旋轉軸中的應用這三個方面對納米技術在機械工程中的應用進行了探討,在進行納米磁性液體在旋轉軸中的應用探析時,筆者主要從納米磁性液體在旋轉軸中應用之尺寸效應、納米磁性液體在旋轉軸中應用之材料應用多元化以及納米磁性液體在旋轉軸中應用之材料摩擦性能這三個方面來講行闡述的,最后簡單介紹了一下納米技術在機械行業中的發展前景。

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納米技術的核心范文2

關鍵詞:納米技術;科技成果轉化;產業化:技術聯盟

0 引言

我國納米科技的研發始于20世紀80年代,據有關機構統計,2006年以來我國納米科技在基礎研究方面數量和論文引用次數都只僅次于美國,排名全球第二:但在應用研究方面,滿足國家重大需求的導向性的應用研究能力不足,研究水平中等;在可轉移技術研究方面,能力較差,很多納米產品只存在實驗室里,同國際最新進展相比,我國納米科技的產業化應用水平仍然處于初始發展階段。

而在當前形勢下,納米技術產業化對于保持我國納米科技在基礎研究方面已有的優勢地位,以及形成新的經濟增長點提供科技支撐都具有重要的作用。而納米技術的跨學科性、實驗和技術上的局限性、技術的成熟度不夠、研究成本高周期長等問題,這使得納米技術僅靠一個產業部門或者研究機構將無法加快推動納米技術產業化進程。所以,迫切需要總結和吸收同外先進的納米技術產業化經驗,完善和優化我國納米技術產業化模式。

1 納米技術成果轉化的特殊性

1.1 科技成果轉化的一般模式

科技成果轉化是一項社會系統工程,其主體是企業、高校和研究機構,但政府在其中的規劃和組織行為,如科技、產業政策法規,都對轉化有不可忽視的重大影響,實際中政府的角色特殊而復雜、科技成果轉化的客體為科技成果,在我國科技成果一般分為基礎理論研究成果、應用技術成果和軟科學成果三大類。

科技成果轉化一般可分為以下5個步驟:①技術構思;②獲得樣品(模型);③小試(將選定的實驗品樣機研發成產品樣機、樣品);④中試;⑤規模生產及產業化。

日前促進科技成果轉化的機制主要有以下幾種:第一,加強科技成果轉化的法規建設;第二,建立成果轉化專門機構;第三,建立科技園和孵化器,企業尤其是高科技企業既是技術創新的主要承擔者,也是技術尤其是高新技術轉移和擴散的主要承載者,而催生高新技術企業發育生長的科技工業園和企業孵化器就是技術轉移和成果產業化的重要平臺;第四,技術許可,大學和研究機構作為專利技術和成果的擁有者,常常通過專利許可和技術轉讓的方式完成科技成果轉化;第五,發揮風險投資的獨特作用??傊?,科技成果轉化需要得到市場、政府、中介的共同支撐,見圖1。

1.2 納米技術成果轉化的特點

比起一般的科技成果轉化,納米科技成果轉化具有以下幾個特點;

第一,納米技術應用范圍廣。納米技術是指在納米水平上對物質和材料進行研究處理的工作,也就足用單個分子或原子制造新型材料或微型器件的科學技術。納米技術事實上它不隸屬于任何一個學科,而是一個交叉性的,涉及到物理、化學、生物、醫學、微電子等等。交叉了不同領域,就會滲透到方方面面,將來也會滲透到我們生活的方方面面。所以說納米技術將來的應用是非常非常廣的,可以應用在材料領域、新能源領域、信息技術領域、生物醫藥領域、環保領域等等。

第二,納米技術的創新源頭主要是高校和科研機構。大部分企業為生產型企業,缺乏持續創新和應用開發能力,只接受非常熟練的技術,盡管作為高科技企業,理應以技術創新為要務,但是在納米領域,各企業卻均表現的力不從心。

第三,納米技術研發方向不明確。由于科研機構和高校以科研為主導方向,不直接面對市場,國內很多科研機構和高校只是根據科研發展制定了相應的研究規劃。而納米科技是新領域,目前全世界對它的前景和風險還缺乏足夠的認識;納米科技又是各學科的交叉領域,必須在各學科中找到合適的切入點,研發方向成為科研機構和高校從事納米技術研究中一個關鍵問題。

第四,納米技術應用中有很強的規模經濟效應。納米技術成果轉化過程中,企業效益好壞很大程度上依賴于其生產規模,因此生產的總成本絕大部分必須一次性投入,并要在成果應用階段后追加投資擴大規模,這樣對資金的一次性需求和連續需求都比較大。

第五,納米技術基礎研究和應用研究同時產生。不同于一般的科技成果,基礎研究和應用研究是嚴格區別開來的,而對于納米技術,納米技術基礎研究和應用研究是同時產生,納米的研究成果是一種產品,如納米陶瓷、納米染料、納米T恤等,那么納米技術研究機構是納米技術成果的生產基地。

2 產學研合作缺失成為我國納米技術產業化的主要障礙

我國納米技術應用成果處于初期階段,產業化效果不理想,成果轉化率低。如果將納米產品的成熟程度按中試、批量生產和規模化生產劃分,其分布明顯呈劇烈遞減態勢。研究開發和規模化生產的距離較大,大約只有5%的實驗室成成果最終能轉化為規模化生產。

在納米科技成果轉化過程中,目前存在的主要問題是技術與市場之間的脫節,主要表現在以下兩個方面。

一方面,納米技術屬于高新技術,因此回報周期長,按照國際慣例,一個納米技術企業從建立到突破需要8年時間。而投資者的意圖有時不在于項目,而在于籌資,回報周期越短就越促使他們的投資行為。此外,我國許多企業還是生產型企業,缺乏持續的創新和應用開發能力,所以只能接受非常成熟的技術,即中試的放大,其技術選擇的接口是產業化鏈條中比較靠后的階段,又由于沒有雄厚的資金作為支持,這使得國內很多企業不愿意投資到納米產業中。

另一方面,科研機構往往無力完成從實驗室成果到產業化這一過程中的許多復雜的工程化、系統化工作,往往急功近利,實驗室成果一一出來,就匆忙“交貨”,使得我國納米技術的技術成熟度比較低,非常不成熟的實驗室技術遠離市場需求,轉化時也沒有從市場的角度提出改進的建議,科研機構無法潛心于后續的應用開發和技術支持,技術選擇的接口又十分靠前。兩者接口的差異,使得納米技術成果的產業化受到嚴重影響。

而需求動力和產品訂制是納米技術成果轉化的兩大動力。需求動力影響納米技術的擴散和成果轉化的實施,而產品訂制則影響著納米技術成果轉化的速度和規模。如果實驗室的納米產品無法滿足市場需求,研究前期也沒有企業愿意產品訂制,納米技術必然不能成功轉移,納米產業化也無從談起。

3 國外納米技術產業化模式的經驗借鑒

3.1 美國加州納米技術研究院運營模式

美國加州納米技術研究院簡稱CNSI,創建于

2000年12月,是美國加州政府為迎接新技術革命,進一步保持加州在科技和經濟上的領先地位而成立的科技創新機構。經過幾年的發展,CNSI已經成為美國科研經費最充足、與產業界結合最為緊密的現金技術創新中心之一,無論在學術上還是在技術成果轉化以及在納米技術產業化上都取得了豐碩的成果,這些成果主要依賴于其成熟的運營模式。

3.1.1 CNSI運營模式概況

CNSI是在加州政府、產業界、投資界和專業服務機構的共同支持建立起來的,它以世界名校加州大學洛杉磯分校(UCLA)和加州大學圣芭芭拉分校(UCSB)為技術支撐,通過組建產業聯盟和投資聯盟,構建了科研平臺、成果轉化與教育交流平臺和投資產業化平臺,其運營模式如圖2。

如圖所示,CNSI運營模式的最大特點就是打破了原來的純研究模式,使得科學研究可以針對產業需求進行,建立了科研、成果轉化與產業投資有機結合的良好機制,科學研究與市場、科學研究與產業、科學研究與投資有機緊密結合,從而有利于實現科技成果的快速轉化及產業化。

3.1.2 CNSI運營模式成功的關鍵要素

如圖3所示,本文認為CNSI的運營成功的關鍵之處在于產業界和投資界的早期介入,其組建的產業聯盟超過了14家世界知名企業加盟,既有像默克(Mer-ck)、安靜(Amgen)和凱龍(Chiron)這樣的世界級制藥介業,也有像英特爾(Interl)、惠普、IBM等信息產業的巨頭。其組件的投資聯盟吸引了17家世界知名的投資公司,如美國JP摩根公司、美國伊士曼基金等。

對于科研平臺,產業界早期介入到研究的選題和立項過程中,這使得納米技術科學研究導向性更強,納米技術的研究本身具有方不小確定的特點,產業界的提早介入就為其提供了方向,而且研究的課題又符合市場需求,為之后成果快速轉化準備了條件。而在CNSI成果轉化與教育交流平臺的作用下,對其進行知識產權轉移和培育、投資產業化,外對技術轉移&企業孵化等提供各項服務,科研項目與產業能夠迅速結合,研究成果能夠迅速轉化。成果轉化和產業化平臺對科研成果產業化所產生的收益按照市場機制部分返回研究平臺,用于支持科學研究的順利開展。

3.2 日本產業技術綜合研究院運營模式

日本產業技術綜合研究院是日本最大的國家級公共研究機構,其研究領域非常廣泛,涵蓋了計量、地質勘探、電子技術、材料技術、生物技術、環境保護、納米技術在內的許多領域。對于納米技術,主要是采用與企業合作的方式,國家只是部分投入資金,這樣,機構的研究方向與企業的需要更加緊密地結合起來,盡可能快地將科學技術轉化為生產力,從而為經濟和社會發展服務。

日本綜合研究院能夠順利成功開展的關鍵原因在于有一個完善的科研評估體系,如圖4所示。

如上圖所示,經濟產業省設立的評價委員會由專家、學者、產業界的中立人士組成,分兩個層次對獨立行政法人進行評價。第一層是評價產業經濟部下屬的所有獨立行政法人的本身運營效果,經濟產業省根據評價結果決定研究實驗室是撤并或續存。第二層是專門對綜合研究院的業務情況進行的評價,評價結果將反映在下一年度計劃、下一個中期目標、中期計劃、領導和職員的待遇等方面。此外,綜合研究院請外部和本機構的人員對研究院內部的中心和部門進行評價,根據評價結果對研究院的發展和研究人員的薪水、職位進行調整。

該評估體系的作用主要體現在3個方面。

第一,對研究實驗室的申請進行評估。在綜合研究院工作的所有研究人員都可以提出意見,申請成立研究實驗室,只有經過評價中心的評價后,通過審議認可的項目可以得到資金和設備的投入。由于評委一般為該領域的專家,構成方式也不拘泥于機構內部,因此,所進行的評價也較為公平、公正。

第二,對研究實驗室的存續進行評估。為了保證中心在課題研究和運營管理上的有效性,綜合研究院每年都要請專人對中心的各項工作情況進行評價,對其資金的使用情況進行審核,進行必要的控制,一旦發現項目沒有任何進展或與原來的研究目標有偏離或已經不適合國際發展的趨勢,研究中心就會立即被取消。一般來說研究實驗室的設立時間一般為一年,最長可達3年,如果有效果,可以上升、擴建成為研究中心。但無論研究是否完成,研究中心成立7年就會解散,這也保證了研究項目的時效性。

第二,對于研究人員進行評估。通過對領導和員工進行評估,來決定其待遇和職位。但由于研究前沿課題本身具有一定風險性,所以綜合研究院只是對研究中心的負責人和研究人員采取降薪方法作為懲罰,剩余的資金則投向其他研究項目。

通過有效的評估體系,對機構的管理和研究工作的效能進行及時評價,保障有效運行,保持科研人員的研究積極性,更好地為產業發展和科技進步提供技術支撐,并且來保證科技成果的實時性,時效性,滿足市場的需求,從而有利于科技成果的轉化。

3.3 經驗總結

通過對CNSI和日本綜合研究院的分析可以總結以下4點經驗。

①與企業的合作很重要,這種研究機構與企業之間的聯系有助于對新技術的預先識別、增強意識、提供測試設備和培訓計劃,從而可以顯著地加速納米技術產業化的過程。

②推動納米技術產業化,首先要發掘市場需求,在有限的資金和設施條件下選好研究目標,納米技術的發展一定要從科研源頭上加以調控,科研項目選題要以市場需求為導向,以形成產業化為根本目標,強調市場服務意識。

③科學評估,適時調整。對于不適合市場需求的,要及時中止。利益均衡,多方合作是產業化不斷發展的保證。

④納米技術具有多學科交叉的特性,因此需要加強各領域科研人員之間的協作。

總體而言,從國外的經驗可以看出,納米技術產業化的關鍵在于基礎研究要面向市場,而滿足市場需求的關鍵在于加強和企業的合作,而且要有一個完善的科研評估體系作為支撐。

4 建立納米技術產業聯盟,加快納米技術產業化進程

上述分析可以看出,我國產業化存在的最大的問題是技術和市場的脫節,而國外納米技術產業化成功的原因就在于技術和市場的充分結合,進一步說,我國之所以技術和市場脫離的根結就在于研究機構與企業沒有進行密切的合作。

本文認為雖然在現階段,要求企業具備與專業科研機構相當的技術實力是不現實的,但是建立企業與科研機構之間的緊密聯系卻是必要的,因此本文提出應盡快建立納米技術產業聯盟,具體措施包括以下6個方面。

第一,我們應該學習美國模式,與企業密切合作,將產業界和投資界盡早的吸納到納米技術研究中。與企業的密切合作可以通過以下幾個方面:首先,專門聘請產業界的專家做顧問,對科研項目做必要的市場分析,這使得科學研究能夠針對市場的需求,做到有的放矢,實現了科研與市場的有機結合;其次,根據企業需求開展研究,解決企業實際問

題,并和企業合作研究,共同享有研究成果,提供先進的開放實驗室,為企業發展創造良好環境。

根據美國加州納米技術研究院規章制度,CNSI與企業合作方式主要是通過會員制的方法,從而賦予其一定的權利和義務。主要權利如下:獲得核心設施;允許進人互動空間,包括劇場、大廳、會議室等;對于與CNSI相關的研究獲得資會支持;允許參加CNSI的有關活動,包括研討會,座談會和會議,得到人員配備的支持,并對會員進行廣告宣傳,得到CNSI的培訓資助計劃等。通過這些權利來吸引企業的加入,使得CNSl與企業之間形成良好的合作關系,共同發展納米技術。這樣的會員制的方式也值得我們學習。

第二,我們應該學習日本模式,建立一個完善的評估體系,來檢驗成果是否符合市場需求,是否具有市場前景,而不只是領導拍腦袋決定納米技術的發展方向,并對科研人員進行績效評價,這樣有利于提高科研人員的積極性,有利于國家的資金得到最大化的利用,有利于納米的基礎研究符合市場需求,有利于納米技術的產業化。

第三,組建技術聯盟網絡,正如美國為了加快大學、國家實驗室等研究機構的科研成果向企業界轉移,建立了全國性的技術轉讓網絡,包括國家技術轉移中心(NTTC)、聯邦實驗室技術轉讓聯合體(FLC)和國家技術信息中心(NTIS)。

第四,引進技術聯盟風險投資基金。納米技術產業足一個回報周期比較長的產業,因此納米技術產業化必須有充足的風險資本的支持。風險投資對成果轉化、技術轉移,進而對納米技術企業的孕育和成長都將產生巨大的推動作用。

納米技術的核心范文3

1、各國競相出臺納米科技發展戰略和計劃

由于納米技術對國家未來經濟、社會發展及國防安全具有重要意義,世界各國(地區)紛紛將納米技術的研發作為21世紀技術創新的主要驅動器,相繼制定了發展戰略和計劃,以指導和推進本國納米科技的發展。目前,世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術計劃,但其他計劃中也往往包含了納米技術相關的研發。

(1)發達國家和地區雄心勃勃

為了搶占納米科技的先機,美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術計劃(NNI),其宗旨是整合聯邦各機構的力量,加強其在開展納米尺度的科學、工程和技術開發工作方面的協調。2003年11月,美國國會又通過了《21世紀納米技術研究開發法案》,這標志著納米技術已成為聯邦的重大研發計劃,從基礎研究、應用研究到研究中心、基礎設施的建立以及人才的培養等全面展開。

日本政府將納米技術視為“日本經濟復興”的關鍵。第二期科學技術基本計劃將生命科學、信息通信、環境技術和納米技術作為4大重點研發領域,并制定了多項措施確保這些領域所需戰略資源(人才、資金、設備)的落實。之后,日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針,積極推進從基礎性到實用性的研發,同時跨省廳重點推進能有效促進經濟發展和加強國際競爭力的研發。

歐盟在2002—2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術給予了空前的重視。該計劃將納米技術作為一個最優先的領域,有13億歐元專門用于納米技術和納米科學、以知識為基礎的多功能材料、新生產工藝和設備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術戰略,目前,已確定了促進歐洲納米技術發展的5個關鍵措施:增加研發投入,形成勢頭;加強研發基礎設施;從質和量方面擴大人才資源;重視工業創新,將知識轉化為產品和服務;考慮社會因素,趨利避險。另外,包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內的多數歐盟國家還制定了各自的納米技術研發計劃。

(2)新興工業化經濟體瞄準先機

意識到納米技術將會給人類社會帶來巨大的影響,韓國、中國臺灣等新興工業化經濟體,為了保持競爭優勢,也紛紛制定納米科技發展戰略。韓國政府2001年制定了《促進納米技術10年計劃》,2002年頒布了新的《促進納米技術開發法》,隨后的2003年又頒布了《納米技術開發實施規則》。韓國政府的政策目標是融合信息技術、生物技術和納米技術3個主要技術領域,以提升前沿技術和基礎技術的水平;到2010年10年計劃結束時,韓國納米技術研發要達到與美國和日本等領先國家的水平,進入世界前5位的行列。

中國臺灣自1999年開始,相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》,這些計劃以人才和核心設施建設為基礎,以追求“學術卓越”和“納米科技產業化”為目標,意在引領臺灣知識經濟的發展,建立產業競爭優勢。

(3)發展中大國奮力趕超

綜合國力和科技實力較強的發展中國家為了迎頭趕上發達國家納米科技發展的勢頭,也制定了自己的納米科技發展戰略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發展綱要》,并先后建立了國家納米科技指導協調委員會、國家納米科學中心和納米技術專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發展綱要將明確中國納米科技發展的路線圖,確定中國在目前和中長期的研發任務,以便在國家層面上進行指導與協調,集中力量、發揮優勢,爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術浪潮是納米技術,南非科技部正在制定一項國家納米技術戰略,可望在2005年度執行。印度政府也通過加大對從事材料科學研究的科研機構和項目的支持力度,加強材料科學中具有廣泛應用前景的納米技術的研究和開發。

2、納米科技研發投入一路攀升

納米科技已在國際間形成研發熱潮,現在無論是富裕的工業化大國還是渴望富裕的工業化中國家,都在對納米科學、技術與工程投入巨額資金,而且投資迅速增加。據歐盟2004年5月的一份報告稱,在過去10年里,世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術研究資金估計為20億歐元。這說明,全球對納米技術研發的年投資已達50億歐元。

美國的公共納米技術投資最多。在過去4年內,聯邦政府的納米技術研發經費從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元,2005年將增加到9.82億美元。更重要的是,根據《21世紀納米技術研究開發法》,在2005~2008財年聯邦政府將對納米技術計劃投入37億美元,而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發的經費。

日本目前是僅次于美國的第二大納米技術投資國。日本早在20世紀80年代就開始支持納米科學研究,近年來納米科技投入迅速增長,從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元,而2004年還將增長20%。

在歐洲,根據第六個框架計劃,歐盟對納米技術的資助每年約達7.5億美元,有些人估計可達9.15億美元。另有一些人估計,歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國,甚至更高。

中國期望今后5年內中央政府的納米技術研究支出達到2.4億美元左右;另外,地方政府也將支出2.4億~3.6億美元。中國臺灣計劃從2002~2007年在納米技術相關領域中投資6億美元,每年穩中有增,平均每年達1億美元。韓國每年的納米技術投入預計約為1.45億美元,而新加坡則達3.7億美元左右。

就納米科技人均公共支出而言,歐盟25國為2.4歐元,美國為3.7歐元,日本為6.2歐元。按照計劃,美國2006年的納米技術研發公共投資增加到人均5歐元,日本2004年增加到8歐元,因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是:歐盟為0.01%,美國為0.01%,日本為0.02%。

另外,據致力于納米技術行業研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱,很多私營企業對納米技術的投資也快速增加。美國的公司在這一領域的投入約為17億美元,占全球私營機構38億美元納米技術投資的46%。亞洲的企業將投資14億美元,占36%。歐洲的私營機構將投資6.5億美元,占17%。由于投資的快速增長,納米技術的創新時代必將到來。

3、世界各國納米科技發展各有千秋

各納米科技強國比較而言,美國雖具有一定的優勢,但現在尚無確定的贏家和輸家。

(1)在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下

根據中國科技信息研究所進行的納米論文統計結果,2000—2002年,共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學引文索引(SCI)》收錄。納米研究論文數量逐年增長,且增長幅度較大,2001年和2002年的增長率分別達到了30.22%和18.26%。

2000—2002年納米研究論文,美國以較大的優勢領先于其他國家,3年累計論文數超過10000篇,幾乎占全部論文產出的30%。日本(12.76%)、德國(11.28%)、中國(10.64%)和法國(7.89%)位居其后,它們各自的論文總數都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產出大都超過了1000篇,是納米研究最活躍的國家,也是納米研究實力最強的國家。中國的增長幅度最為突出,2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點,到2002年已經超過德國,位居世界第三位,與日本接近。

在上述5國之后,英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發表的論文數也較多,各國3年累計論文總數都超過了1000篇,且每年的論文數排位都可以進入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。

另外,如果歐盟各國作為一個整體,其論文量則超過36%,高于美國的29.46%。

(2)在申請納米技術發明專利方面美國獨占鰲頭

據統計:美國專利商標局2000—2002年共受理2236項關于納米技術的專利。其中最多的國家是美國(1454項),其次是日本(368項)和德國(118項)。由于專利數據來源美國專利商標局,所以美國的專利數量非常多,所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數也較多,所占比例都超過了1%。

專利反映了研究成果實用化的能力。多數國家納米論文數與專利數所占比例的反差較大,在論文數最多的20個國家和地區中,專利數所占比例超過論文數所占比例的國家和地區只有美國、日本和中國臺灣。這說明,很多國家和地區在納米技術研究上具備一定的實力,但比較側重于基礎研究,而實用化能力較弱。

(3)就整體而言納米科技大國各有所長

美國納米技術的應用研究在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤等領域快速發展。隨著納米技術在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應用,目前美國納米研究熱點已逐步轉向醫學領域。醫學納米技術已經被列為美國國家的優先科研計劃。在納米醫學方面,納米傳感器可在實驗室條件下對多種癌癥進行早期診斷,而且,已能在實驗室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進行早期診斷。2004年,美國國立衛生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術計劃》,目的是將納米技術、癌癥研究與分子生物醫學相結合,實現2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標;利用納米顆粒追蹤活性物質在生物體內的活動也是一個研究熱門,這對于研究艾滋病病毒、癌細胞等在人體內的活動情況非常有用,還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果,未來5~10年有望商業化。

雖然醫學納米技術正成為納米科技的新熱點,納米技術在半導體芯片領域的應用仍然引人關注。美國科研人員正在加緊納米級半導體材料晶體管的應用研究,期望突破傳統的極限,讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術是這一領域中最受關注的地方。不少科學家試圖利用化學反應來合成納米顆粒,并按照一定規則排列這些顆粒,使其成為體積小而運算快的芯片。這種技術本來有望取代傳統光刻法制造芯片的技術。在光學新材料方面,目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達到幾百微米的納米導線。

日本納米技術的研究開發實力強大,某些方面處于世界領先水平,但尚未脫離基礎和應用研究階段,距離實用化還有相當一段路要走。在納米技術的研發上,日本最重視的是應用研究,尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外,日本開發出多種不同結構的納米材料,如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結構、富勒結構套富勒結構、納米管套富勒結構、酒杯疊酒杯狀結構等。

在制造方法上,日本不斷改進電弧放電法、化學氣相合成法和激光燒蝕法等現有方法,同時積極開發新的制造技術,特別是批量生產技術。細川公司展出的低溫連續燒結設備引起關注。它能以每小時數千克的速度制造粒徑在數十納米的單一和復合的超微粒材料。東麗和三菱化學公司應用大學開發的新技術能把制造碳納米材料的成本減至原來的1/10,兩三年內即可進入批量生產階段。

日本高度重視開發檢測和加工技術。目前廣泛應用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學顯微鏡等的性能不斷提高,并涌現了諸如數字式顯微鏡、內藏高級照相機顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產品。科學家村田和廣成功開發出亞微米噴墨印刷裝置,能應用于納米領域,在硅、玻璃、金屬和有機高分子等多種材料的基板上印制細微電路,是世界最高水平。

日本企業、大學和研究機構積極在信息技術、生物技術等領域內為納米技術尋找用武之地,如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細微、更高性能的元器件和量子計算機,解析分子、蛋白質及基因的結構等。不過,這些研究大都處于探索階段,成果為數不多。

歐盟在納米科學方面頗具實力,特別是在光學和光電材料、有機電子學和光電學、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導體、復合材料、醫學材料、智能材料等方面的研究能力較強。

中國在納米材料及其應用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多,主要以金屬和無機非金屬納米材料為主,約占80%,高分子和化學合成材料也是一個重要方面,而在納米電子學、納米器件和納米生物醫學研究方面與發達國家有明顯差距。

4、納米技術產業化步伐加快

目前,納米技術產業化尚處于初期階段,但展示了巨大的商業前景。據統計:2004年全球納米技術的年產值已經達到500億美元,2010年將達到14400億美元。為此,各納米技術強國為了盡快實現納米技術的產業化,都在加緊采取措施,促進產業化進程。

美國國家科研項目管理部門的管理者們認為,美國大公司自身的納米技術基礎研究不足,導致美國在該領域的開發應用缺乏動力,因此,嘗試建立一個由多所大學與大企業組成的研究中心,希望借此使納米技術的基礎研究和應用開發緊密結合在一起。美國聯邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區建立一個“納米科技成果轉化中心”,以便及時有效地將納米科技領域的基礎研究成果應用于產業界。該中心的主要工作有兩項:一是進行納米技術基礎研究;二是與大企業合作,使最新基礎研究成果盡快實現產業化。其研究領域涉及納米計算、納米通訊、納米機械和納米電路等許多方面,其中不少研究成果將被率先應用于美國國防工業。

美國的一些大公司也正在認真探索利用納米技術改進其產品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內取得突破,并生產出商業產品。一個由專業、商業和學術組織組成的網絡在迅速擴大,其目的是共享信息,促進聯系,加速納米技術應用。

日本企業界也加強了對納米技術的投入。關西地區已有近百家企業與16所大學及國立科研機構聯合,不久前又建立了“關西納米技術推進會議”,以大力促進本地區納米技術的研發和產業化進程;東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術研究所,試圖將納米技術融合進各自從事的產業中。

歐盟于2003年建立納米技術工業平臺,推動納米技術在歐盟成員國的應用。歐盟委員會指出:建立納米技術工業平臺的目的是使工程師、材料學家、醫療研究人員、生物學家、物理學家和化學家能夠協同作戰,把納米技術應用到信息技術、化妝品、化學產品和運輸領域,生產出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產品,同時減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術工業平臺和增加納米技術研究投資使其在納米技術方面盡快趕上美國。

納米技術的核心范文4

[論文摘要]科技的發展,使我們對物質的結構研究的越來越透徹。納米技術便由此產生了,主要對納米材料和納米涂料的應用加以闡述。

一、納米的發展歷史

納米(nm)是長度單位,1納米是10-9米(十億分之一米),對宏觀物質來說,納米是一個很小的單位,不如,人的頭發絲的直徑一般為7000-8000nm,人體紅細胞的直徑一般為3000-5000nm,一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小,金屬的晶粒尺寸一般在微米量級;對于微觀物質如原子、分子等以前用埃來表示,1埃相當于1個氫原子的直徑,1納米是10埃。一般認為納米材料應該包括兩個基本條件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之間,二是材料此時具有區別常規尺寸材料的一些特殊物理化學特性。

1959年,著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德。費曼預言,人類可以用小的機器制作更小的機器,最后實現根據人類意愿逐個排列原子、制造產品,這是關于納米科技最早的夢想。1991年,美國科學家成功地合成了碳納米管,并發現其質量僅為同體積鋼的1/6,強度卻是鋼的10倍,因此稱之為超級纖維.這一納米材料的發現標志人類對材料性能的發掘達到了新的高度。1999年,納米產品的年營業額達到500億美元。

二、納米技術在防腐中的應用

納米涂料必須滿足兩個條件:一是有一相尺寸在1~100nm;二是因為納米相的存在而使涂料的性能有明顯提高或具有新功能。納米涂料性能改善主要包括:第一、施工性能的改善。利用納米粒子粒徑對流變性的影響,如納米SiO2用于建筑涂料,可防止涂料的流掛;第二、耐候性的改善。利用納米粒子對紫外線的吸收性,如利用納米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墻涂料、汽車面漆等;第三、力學性能的改善。利用納米粒子與樹脂之間強大的界面結合力,可提高涂層的強度、硬度、耐磨性、耐刮傷性等。納米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隱身涂料、靜電屏蔽涂料、隔熱涂料、大氣凈化涂料、電絕緣涂料、磁性涂料等。

納米技術的應用為涂料工業的發展開辟了一條新途徑,目前用于涂料的納米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于納米粒子的比表面大、表面自由能高,粒子之間極易團聚,納米粒子的這種特性決定了納米涂料不可能象顏料、添料與基料通過簡單的混配得到。同時納米粒子種類很多,性能各異,不是每一種納米粒子和每一粒徑范圍的納米粒子制得的涂料都能達到所期望的性能和功能,需要經過大量的實驗研究工作,才有可能得到真正的納米涂料。

納米涂料雖然無毒,但由于改性技術原因,性能并不理想,加上價格太貴,難以推廣;而三聚磷酸鋁也因價格原因未能大量應用。國外公司如美國的Halox、Sherwin-williams、Mineralpigments、德國的Hrubach、法國的SNCZ、英國的BritishPetroleum、日本的帝國化工公司均推出了一系列無毒納米防銹顏料,性能不錯,甚至已可與鉻酸鹽相以前我國防銹顏料的開發整體水平落后于西方發達國家,仍然以紅丹、鉻酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統防銹顏料為主。紅丹因其污染嚴重,對人體的傷害很大,目前已被許多國家相繼淘汰和禁止使用;磷酸鋅防銹顏料雖比。我國防銹涂料業也蓬勃發展,也可以生產納米漆。

我國自主生產的產品目前已通過國家涂料質量監督檢測中心、鐵道部產品質量監督檢驗中心車輛檢驗站、機械科學院武漢材料保護研究所等國內多家權威機構的分析和檢測,同時還經過加拿大國家涂料信息中心等國外權威機構的技術分析,結果表明其具有目前國內外同類產品無可比擬的防銹性能和環保優勢,是防銹涂料領域劃時代產品,復合鐵鈦粉及其防銹漆通過國家權威機構的鑒定后已在多個工業領域得到應用。

三、納米材料在涂料中應用展前景預測 轉貼于

據估算,全球納米技術的年產值已達到500億美元。目前,發達國家政府和大的企業紛紛啟動了發展納米技術和納米計劃的研究計劃。美國將納米技術視為下一次工業革命的核心,2001年年初把納米技術列為國家戰略目標,在納米科技基礎研究方面的投資,從1997年的1億多美元增加到2001年近5億美元,準備像微電子技術那樣在這一領域獨占領先地位。日本也設立了納米材料中心,把納米技術列入新五年科技基本計劃的研究開發重點,將以納米技術為代表的新材料技術與生命科學、信息通信、環境保護等并列為四大重點發展領域。德國也把納米材料列入21世紀科研的戰略領域,全國有19家機構專門建立了納米技術研究網。在人類進入21世紀之際,納米科學技術的發展,對社會的發展和生存環境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻。從某種意義上說,21世紀將是一個納米世紀。

由于表面納米技術運用面廣、產業化周期短、附加值高,所形成的高新技術和高技術產品、以及對傳統產業和產品的改造升級,產業化市場前景極好。

在納米功能和結構材料方面,將充分利用納米材料的異常光學特性、電學特性、磁學特性、力學特性、敏感特性、催化與化學特性等開發高技術新產品,以及對傳統材料改性;將重點突破各類納米功能和結構材料的產業化關鍵技術、檢測技術和表征技術。多功能的納米復合材料、高性能的納米硬質合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業的跨越式發展提供了廣泛的機遇。各類納米材料的產業化可能形成一批大型企業或企業集團,將對國民經濟產生重要影響;納米技術的應用逐漸滲透到涉及國計民生的各個領域,將產生新的經濟增長點。

納米技術在涂料行業的應用和發展,促使涂料更新換代,為涂料成為真正的綠色環保產品開創了突破性的新紀元。

納米涂料已被認定為北京奧運村建筑工程的專用產品,展示出該涂料在建筑領域里的應用價值。它利用獨特的光催化技術對空氣中有毒氣體有強烈的分解,消除作用。對甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能,使室內空氣更加清新。經測試,對各種霉菌的殺抑率達99%以上,有長期的防霉防藻效果。納米改性內墻涂料,實際上是高級的衛生型涂料,適合于家庭、醫院、賓館和學校的涂裝。納米改性外墻涂料,利用納米材料二元協同的荷葉雙疏機理,較低的表面張力,具有高強的附著力,漆膜硬度高且有韌性,優良的自潔功能,強勁的抗粉塵和抗臟物的粘附能力,疏水性極佳,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,抗紫外線能力極強。使用壽命達15年以上。顆粒徑細小,能深入墻體,與墻面的硅酸鹽類物質配位反應,使其牢牢結合成一體,附著力強,不起皮,不剝落,抗老化。其納米抗凍性功能涂料,除具備納米型涂料各種優良性之外,可在10℃到25℃之內正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10%以下的規定,使建筑行業施工縮短了工期,提高了功效,又創造出高質量。

四、結語

由于目前應用納米材料對涂料進行改性尚處在初級階段,技術、工藝還不太成熟,需要探索和改進。但涂料的各種性能得到某些改進的試驗結果足以證明,納米改性涂料的市場前景是非常好的。

參考文獻:

[1]橋本和仁等[J]. 現代化工. 1996(8):25~28.

納米技術的核心范文5

關鍵詞:納米;集成電路;新工藝;發展趨勢

中圖分類號:TN47 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 20-0000-01

自從摩爾提出了集成電路的發展預測,他認為單位面積上的晶體管在24個月都將在數量上翻番,經過微納電子技術的不斷發展,使得摩爾的預測逐漸實現,而且隨著微納電子產業的發展,使得摩爾的預測正在受到非常強大的挑戰,因為隨著新的科學技術的不斷發展,新材料和新結構的不斷創新促使當前的發展逐漸顯示出其有效性,由于產業的不斷發展和思索,使得人們逐漸從晶體管的使用上認識到其體積還能縮小,所以根據當前的晶體管理論,當特征距離小到10納米的時候會不可避免的發生電子漂移,此時會無法控制電子的進出,從而導致了晶體管的實效。隨著新材料和新工藝的崛起使得在設計和制造出集成電路的時候,會逐漸的淡化摩爾定律,那么則會對市場的沖擊帶來深遠的影響,尤其是在互聯網時代,納米材料的使用可以更加有效的滿足目前現狀的要求,同時還能夠成為具有高度關注的全球集成電路產業。

一、納米技術在集成電路大生產工藝中的現狀

隨著當前的經濟的不斷發展,納米技術在運用上變得越來越廣泛,而且其功能的優越性也使得其應用更加的符合當前的發展現狀。當前所使用的摩爾定律的不斷延伸,基本上是依賴于新材料和新工藝進行突破,同時在發展的過程中如果不能夠找到合適的替代品,那么摩爾定律則會實效,因此可以從新材料和新工藝的發展現狀來檢驗出摩爾定律是否得到有效的延伸。目前所采用的應硅工藝、小型溝道材料技術、小尺寸工藝、高K金屬柵工藝、超低K工藝、450mm硅片以及光刻技術等均在被大量的使用。雖然納米技術在當前的工藝中使用非常廣泛,但是卻仍然存在著很多的問題,因此在采用納米技術的時候要解決相應的納米

技藝所面臨的難題。另外納米技術在存儲器中的應用也非常普遍,無論是相變阻器還是磁變阻器,其高速的運轉造成了在成本的需求上需要更多,運用納米技術可以在芯片中更好的運用。采用納米技術可以使得所制出芯片存儲器更加小,可以使得更加小的芯片擁有更大的驅動能力,從體積的角度不斷縮小,而從功能的角度則是不斷的擴大。

二、納米集成電路發展趨勢概述

隨著我國社會經濟的高速發展,加上社會需求的增大,我國對于微納電子技術和微納電子產業的重視力度越來越大,特別是最近幾年建立了和集成電路技術相關的重大科技項目和研發項目,為我國的納米集成電路的發展奠定了良好的基礎。為了能夠盡快的達到世界先進水平,能夠掌握自主知識產權技術和設計,本文從集成電路發展的規律上分析,主要認為需要從兩個角度來進行發展和研究:一是對維納電子基礎的前沿性研究要進一步的重視和加強,二是根據集成電路發展的規律和特點,充分認識產業支撐對于集成電力發展的重要性,國家應大力的發展和優化產業鏈條和產業技術。對于前者,特別是對于二代(五年)后的集成電力產業發展方向要進行著重的分析和研究,分析和研究的具體內容有新型器件的結構研究、新材料的研究、新技術的研究等。目前我國的很多的項目研究都局限在某一設備、某一技術或某一項工藝,在對這些內容進行研究時,有的研究人員對基礎問題的研究不重視,所以缺乏自身的核心技術,造成了后續發展動力不足的現象,除此之外,在研究中要充分的認識工藝集成技術的重要性,還要著重的突出集成性,因為工藝參數或某器件的性能再優良,無法集成,這就對集成電路的發展毫無意義;對于后者,產業支撐對于集成電路來說具有重要的影響,產業技術中的產前技術尤為重要,其中的工藝集成、成本控制、質量控制等都是產業技術中的重點,這些方面需要企業發揮出創新的主體作用,除了對產業技術中的基本工藝進行研究外,主要還要對國內外的市場進行研究和考察,根據市場的發展走向來開展具有市場特色的產業工藝技術研發。對于集成電路發展來說,技術和產業規模是重點,所以擴大產業規模、產業渠道、加大投資、優化鏈條、創新技術等內容是未來發展重點。

三、總結語

隨著微電子科學在集成電路上的應用逐漸升級,使得傳統的集成電路正在不斷的發生著本質上的革新,但是依靠著科學技術的發展逐漸構建起新的集成電路技藝,無論是從物理角度分析還是從經濟的角度進行分析,采用納米技術可以更好的為集成電路的發展創新帶來發展的機遇,同時還能夠有效的促進當前科學技術發展的環境下對于納米技術進行深層次的研究,為相關納米集成電路大生產工藝的生產者提供有建設性的借鑒。

參考文獻:

[1]吳漢明,吳關平,吳金剛.納米集成電路大生產中新工藝技術現狀及發展趨勢[J].中國科學:信息科學,2012,12:1509-1528.

[2]彭祎帆,袁波,曹向群.光刻機技術現狀及發展趨勢[J].光學儀器,2010,04:80-85.

納米技術的核心范文6

[關鍵詞]制造業;增長方式;發展戰略;思路

一、轉變制造業增長方式的緊迫性

目前,我國制造業已有較好基礎,并已成為世界制造大國,工業增加值居世界第四位,約為美國的1/4、日本的1/2,與德國接近。產量居世界第—的有80多種產品。然而,我國制造的多是高消耗、低附加值產品,大量產品處于技術鏈和價值鏈的低端。在代表制造業發展方向和技術水平的裝備制造業,我國的落后狀況尤其明顯,大多數裝備生產企業沒有核心技術和自主知識產權。同時,我國制造業勞動生產率水平偏低,許多部門的勞動生產率僅及美國、日本和德國的1/10,甚至低于馬來西亞和印度尼西亞。這一差距,尤其明顯地表現在資本密集型和知識密集型產業上。在此條件—卜,我國制造業不能繼續在技術鏈低端延伸,不能依靠高消耗獲得更多低附加值產品,必須用科學發展觀指導制造業運行,轉變制造業增長方式。

二、轉變制造業增長方式必須發展現代制造技術

產品技術鏈,沒有一個固化的定式,但總是由低端向高端發展。近年,它正伴隨著現代制造技術的進步不斷向高端延伸。目前,制造業技術鏈高端幾乎被現代技術壟斷,處于技術鏈高端的產品幾乎都是由現代技術制造出來的。所以,要轉變我國制造業增長方式,必須抓緊發展現代制造技術,通過現代技術促使制造業及其產品向技術鏈高端延伸,以便降低技術鏈低端產品的比重,相應提高技術鏈高端產品的比重。

在知識經濟時代到來之際,微電子技術、光電子技術、生物技術、高分子化學工程技術、新型材料技術、原子能利用技術、航空航天技術和海洋開發工程技術等高新技術迅猛發展。以計算機廣泛應用為基礎的自動化技術和信息技術,與高新技術及傳統制造方法結合起來,便產生了現代制造技術。

現代制造技術,保留和繼承了傳統制造技術的產品創新要求,如增加現有產品的功能,擴大現行產品的效用:增多現有產品的品種、款式和規格:縮小原產品的體積,減輕原產品的重量:簡化產品結構,使產品零部件標準化、系列化、通用化:提高現有產品的功效,使之節能省耗等。但是,現代制造技術,在制造范疇的內涵與外延、制造工藝、制造系統和制造模式等方面,與傳統制造技術均有重人差別。

在現代制造技術視野中,制造不是單純把原料加工為成品的生產過程,它包括產品從構思設計到最終退出市場的整個生命周期,涉及產品的構思、構思方案篩選、確定產品概念、效益分析、設計制造和鑒定樣品、市場試銷、正式投產,以及產品的售前和售后服務等環節。

在現代制造技術視野中,制造不是單純使用機械加工方法的生產過程,它除了機械加工方法外,還運用光電子加工方法、電子束加工方法、離子束加I:方法、硅微加工方法、電化學加工方法等,往往形成光、機、電一體化的工藝流程和加工系統。

三、發展現代制造技術的重點方向

現代制造技術正在朝著自動化、智能化、柔性化、集成化、精密化、微型化、清潔化、藝術化、個性化、高效化方向發展。為了轉變制造業增長方式,促使制造業向技術鏈高端延伸,我國宜著重發展以下現代制造技術。

(一)以納米技術為基礎的微型系統制造技術

“納米”是英文nan。meter的譯名,是一種度量單位,是十億分之一米,約相當于45個原子串起來那么長。納米技術,表現為在納米尺度(0.1nm到100nm之間)內研究物質的相互作用和運動規律,以及把它應用于實際的技術。其基本含義是在納米尺寸范圍認識和改造自然,通過直接操作和安排原子、分子創造新的物質。納米技術以混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學等現代科學為理論基礎,以計算機技術、微電子和掃描隧道顯微鏡技術、核分析技術等現代技術為操作手段,是現代科學與現代技術相結合的產物。

納米技術主要包括:納米材料學(nanomaterials)、納米動力學(nanodynamics)、納內米電子學(nanoclectronics)、納米生物學(nanobi010gy)和納米藥物學(nan。pharmics)。就制造技術角度來說,它主要含有納米設計技術、納米加工技術、納米裝配技術、納米測量技術、納米材料技術、納米機械技術等。以納米技術為基礎,在納米尺度上把機械技術與電子技術有機融合起來,便產生了微型系統制造技術。

自從硅微型壓力傳感器,作為第一個微型系統制造產品問世以來,相繼研制成功微型齒輪、微型齒輪泵、微型氣動渦輪及聯接件、硅微型靜電電機、微型加速度計等一系列這方面的產品。美國航空航天局運用微型系統制造技術,推出的一款微型衛星,其體積只相當于一枚25美分的硬幣。

微型系統制造技術,對制造業的發展產生了巨大影響,已在航天航空、國防安全、醫療、生物等領域嶄露頭角,并在不斷擴大應用范圍。

(二)以電子束和離子束等加工為特色的超精密加工技術

超精密加工技術,一般表現為被加工對象的尺寸和形位精度達到零點幾微米,表面粗糙度優于百分之幾微米的加工技術。

這項技術包括超精密切削、超精密磨削、研磨和拋光、超精密微細加工等內容,主要用于超精密光學零件、超精密異形零件、超精密偶件和微機電產品等加工。

電廣束、離子束、激光束等加工技術,通常出現在超精密微細加上領域,用來制造為集成電路配套的微小型傳感器、執行器等新興微機電產品,以及硅光刻技術和其他微細加工技術的生產設備、檢測設備等。20世紀80年代以來,超精密加工技術,在超精密加工機床等設備、超精密加工刀具與加工工藝、超精密加工測量和控制,以及超精密加工所需要的恒溫、隔熱、潔凈之類環境控制等方面,取得了一系列突破性進展。超精密加工技術投資大、風險高,但增值額和回報率也高得驚人。近來,發達國家把它作為提升國力的尖端技術競相發展,前景非常好。

(三)以節約資源和保護環境為前提的省耗綠色制造技術

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