当前位置： 2001年5月20-24日, 由中国材料研究学会和中国工程院化工、冶金与材料工程学部、国家科技部高新技术发展及产业化司、国家计委高新技术产业发展司、国家自然科学基金委工程与材料科学部、中国科学院高技术研究与发展局联合主办的"全国第二届纳米材料和技术应用会议"在浙江省杭州市举行。会议得到了浙江省科学技术厅、浙江省经济贸易委员会及有关企业的支持。会议的中心议题是追踪纳米科技发展的前沿，交流我国纳米材料和技术研究的最新成果，研讨未来的发展方向，促进我国纳米技术创新体系和高新技术产业的快速成长。
一、会议概况
中国材料研究学会理事长周廉院士主持了大会开幕式，"国家纳米科学技术指导协调委员会"顾问师昌绪院士出席会议并就纳米科技的发展阶段和方向做了题为"关于发展我国纳米科学的几点思考"的重要讲话，指出从总体看，纳米科技仍处于基础研究阶段，但已显示出其优越性，应鼓励企业家介入，大力开拓应用范围；我国对纳米科技要加大投入，使其有序地发展。国家科技主管部门的领导、老一辈材料学家、优秀中青年专家以及一批有成就的企业家近700人（正式注册664人）参加了这次纳米技术和材料研讨会。
本次会议共收到论文200余篇，其中特邀报告10篇，专业学术论文163篇，会前以"纳米材料和技术应用进展"为题，分上、下两册出版了会议论文集，这套文集基本上反映了我国在纳米材料基础研究、应用技术研究和产业化方面取得的主要成果和发展动向；会议期间，还举办了题为 "纳米材料和技术基本科学问题研讨"专题论坛与"纳米材料产业化研讨"特别讨论会；有关公司还举办了纳米材料和分析仪器展览。
二、我国纳米材料研究和产业化现状
我国政府十分重视对纳米材料的基础和应用研究，自1985年以来，国家自然科学基金、攀登计划、973、863、国家计委高技术产业化专项及中科院等有关部门先后安排了一批科技项目，到2000年总投入累计达8500万元，形成了一些具有特色的纳米材料研究小组，培养了一批在纳米基础研究和应用技术开发有杰出贡献的中青年专家，获得了一批具有国际先进、某些工作处于国际领先水平的创新性研究成果，使我国的纳米技术研究在国际上有一定影响，并在若干领域大体与国际先进水平保持同步发展的态势。
1. 我国纳米材料研究的重要进展
中科院物理研究所发明了一种制备大面积、高密度、离散分布的碳纳米管阵列的新CVD技术，实现了纳米碳管图斑生长模式，获得了高密度（管间距100nm）、高质量(垂直于基片、呈直线)的多壁纳米管(直径20nm)阵列和直径为0.5nm、非常接近于理论尺寸的世界最细的单壁纳米碳管，并对它们的结构和物理性能进行了研究。
中科院金属研究所在单壁碳纳米管的大量合成与结构、性能表征方面，得到了高度取向、长达30mm的单壁纳米管带和绳，并发现高达4%储氢量的特性；在纳米金属体材料方面，发现了纳米金属铜的室温超塑性，其变形延伸率高达5000%；浙江大学也成功地制备出了当时国际上尺寸最大的三维纳米金属块材。
中科院化学研究所利用廉价的天然粘土矿物蒙脱土，通过插层聚合和插层熔融技术，制备出了聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料，极大地改善和提高了尼龙6、PET塑料、高分子量聚乙烯的品质和机械性能，该技术是我国已拥有的自主知识产权，正积极向产业化方向推进；在富勒烃纳米材料设计、合成方面，获得了多种高质量的C60电荷转移复合物单晶。清华大学在碳纳米管和一维半导体的可控合成方面，发明了利用碳纳米管限制反应制备氮化镓一维晶体新技术，实现了硅衬底上纳米碳管列阵的自组装生长。
中国科技大学发现了二维C60点阵的一种新型取向畴结构，获得了C60-金属纳米复合结构，制备出了单分子负微分电阻器件；在溶剂热合成材料方面，实现了低温苯热合成纳米氮化镓，观察到以前只能在高压下才能出现的亚稳立方盐相。
南京大学成功地在硅基SiO2层中生长纳米Si和Ge，制成了硅基发光薄膜和它们的多层叠加结构，获得了一种新的硅基超晶格发光材料。此外，在场发射显示材料和技术、纳米磁性材料、纳米陶瓷材料、功能环保材料、纳米润滑与磨擦、低维纳米材料的生长机理和显微结构等基础研究和应用技术研究，也取得了一些阶段性创新研究成果，正在积极探索用于信息的获取、处理和储存器件，敏感元件，航空航天，新能源，微型机械以及生命科学和医药治疗等领域的途径。
2. 我国纳米材料应用和产业化现状
纳米科技极大地拓展和深化了人们对客观世界的认识，以及它们在材料、信息、能源、环境、医疗与卫生、生物与农业等领域的无限应用前景，吸引了一些有远见的企业家甘冒风险，对制备、应用技术相对成熟的纳米粉体的规模生产和促进纳米技术向多个领域渗透的应用技术开发进行投资。1995年到2000年7月，我国以纳米材料和技术注册的公司超过了100家，投入资本约8亿元；建成了年产吨级以上纳米粉体材料的生产线20多条，其中80%分布在北京、上海、山东、江苏、浙江、广东、天津和东北地区。如果把高等院校、研究单位计算在内，目前全国约有1万人从事纳米材料的研究与开发。生产的粉体材料和应用领域情况大致如下：
（1）生产的粉体材料品种
生产的粉体材料品种包括：银、钯、铜、铁、钴、镍、钛、铝、钽、锌、锆、镁、铬、锰、硅单元素氧化物和银-铜、银-锡、铟-锡、铜-镍、镍-铝、镍-铁、镍-钴的合金以及碳化钨、碳粉、碳化硅、碳化钛、碳化锆、碳化铌、碳化硼、氮化硅、氮化铝、氮化钛、氮化硼等碳及氮的化合物。纳米半导体，纳米钛酸钡、钛酸铅、钛酸铋、钛酸锶、铁酸镧、铁酸锌等也相继研制成功，具备了小批量生产的能力。
（2）应用的领域
纳米粉体材料在工程陶瓷改性、纳米涂层、轻工电子产业、化纤纺织、精细化工、电力工业、建筑材料领域的应用研究和技术推广正在积极地进行之中。
●在环保领域，纳米技术对空气中的20纳米和水中200纳米尺寸污染物的清除能力远远优于其它技术。自1997年以来，我国就开始把纳米材料与光催化技术相结合，应用于污水治理及环境净化。研制成功了新型空气净化器，可使氮氧化物、一氧化碳、甲醛等有害气体从大于10ppm降低到0.1ppm，并已进入实用化生产阶段；多孔光催化纳米材料已成功用于污水中有机污染物的降解和水处理产业，已在实验室初步研究成功了治理淡水中藻类引起的污染。
●在能源领域，正在积极开发用于煤和液体燃料的燃烧助燃剂与废气净化剂；用纳米技术改性的铅酸电池，使用寿命提高了一倍以上，且大大提高了化学能/电能的转化效率；太阳能电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池中的工作电极、离子交换器等都在开始采用纳米技术和纳米材料，以期提高其能量转化效率和使用寿命。
●在药物制造行业，增加人体免疫和清除自由基功能的纳米硒和纳米钙等系列产品已开始进入市场；纳米锌改性的消毒纱布、氧化锌杀菌软膏、消毒试剂和外敷药品已开始采用纳米技术，以求增强药力和效率；纳米材料与技术在杀虫剂方面的应用也正在研究开发之中。
●在电子元器件方面，纳米压敏电阻、非线性和负温度系数电阻、微型电极、微电容器等已相继在实验室研究成功，用纳米技术研制的高聚合物电容的介电常数和透光率均有明显的提高；氧化铝厚膜电路基板经纳米技术改性，其表面光洁和导热系数提高了15%，抗热震性能提高了一倍。这些电子产品已达到进行规模生产的水平。
3.我国纳米材料和技术与国际先进水平的比较
在纳米科技领域，我国在"八五"、"九五"期间取得了一批重要的研究成果，培养了一支专业人才队伍，在若干领域大体与国际先进水平保持同步发展。但与发达国家相比，我国纳米材料和技术的发展水平还存在着不小的差距，应采取积极有效的措施。
（1）应进一步强化原始创新、应用开发和工程化的力度
发达国家自上世纪90年代以来，一直把纳米科技作为发展的长远战略目标，不断强化基础和应用技术开发，积极推动科技成果产业化，抢占战略制高点，企图垄断知识产权和国际市场。近一年来，纳米科技取得了多方面的重要研究成果和突破，主要表现在下列几个领域：纳米量子器件及其集成关键技术；纳米信息获取技术及器件；纳米光电子材料及器件；纳米级高密度信息储存技术及器件，生物医学纳米器件；纳米金属材料；纳米非金属材料；纳米材料应用技术开发；纳米材料的结构设计与模拟；纳米结构的检测与表征方法；与纳米科技相关仪器的设计与开发。这些研究成果，丰富和促进了纳米材料学、纳米光电子学、纳米医学等基础学科的内容和进步。
从本届会议学术交流的内容来看，我国纳米科技的大部分研究工作主要集中在硬件条件要求不太高的基础研究领域，涉及纳米主流技术高、精、尖的研究内容不多，特别是一些具有重要应用前景的技术研究比较薄弱，在纳米材料、纳米结构的设计、制造和控制以及实用化方面与国际先进水平存在着较大的差距。
（2）应大力加强对纳米科学技术的指导与协调
我国纳米技术研究目前主要集中在部分高等院校和中科院的一些研究所，覆盖领域狭窄，多学科交叉融合程度不够，技术创新主体--企业参与力度低，缺乏统筹规划与协调。在全国100多家从事纳米材料和技术研发单位中，大多数的研发内容都集中在与传统技术的改性和纳米粉体制备技术上，与"在原子和分子水平上操纵物质"、"设计、制造和控制纳米结构"的纳米主流技术差距较大；一些研究成熟的技术，甚至已实现了产业化规模生产，如纳米TiO2、SiC、CaCO3粉体制备技术,仍在进行低水平的重复研究。出现这些现象的主要原因是：缺乏一套行之有效的知识产权界定规则；信息交流少；对纳米科技知识的普及教育和对产业化方向的正确引导不够。国家应及时制定纳米科技发展规划，大力加强对纳米科学技术的指导与协调，集中力量，防止低水平重复研究，使其保持健康、有序的快速发展。
（3）加大对纳米科技研究开发经费的投入
纳米材料与技术，是一个典型的新兴高技术领域，需要大批高技术人才和先进、昂贵的实验装备。在过去的近十年中，国家对纳米科技的总投入为8500万元，仅为日本的1/30、德国的/10、美国的1/7，还略低于印度的投入强度，急需改善硬件环境、添置一批必要的共用性强的先进设备和测试仪器。
三、对发展我国纳米材料和技术的建议
在这次学术会议上，与会专家和工作在纳米科技第一线的工程技术人员对发展我国纳米材料和技术充满信心，提出了许多非常好的建议，包括政府积极的宏观引导与具体的发展方向。
1.纳米科技是一个新兴的多学科交叉领域，涉及的知识面和应用领域十分广泛，任何一个国家和单位都无法覆盖全部领域，也不可能在短期内实现对技术和市场的垄断。应当制定我国纳米科技中、长期发展规划，选好切入点，统筹规划，合理布局，集中优势力量，正确分配、合理使用有限的资源和经费，大力发展那些对21世纪科学技术与国家安全有重大促进作用的领域和关键技术；积极引导和鼓励跨部门、多学科交叉联合研究与开发。
2.加大政府投入，鼓励和吸引企业界共同参与，根据我国人才、知识分布特点和现有研究水平，尽快建立若干个主攻方向明确、各具特色、装备先进的纳米材料和技术研究开发中心。避免研究目标过于分散，坚决克服重复建设、低水平重复研究的弊病。
3. 纳米结构和纳米材料是纳米科技的核心。探索物质在纳米尺度下的化学、电磁学、光学、力学、生物和结构特性以及对它们的表征方法，探索新现象、预言新结构，利用新原理、在原子分子水平上操纵物质，设计、集成、组装可应用的材料和器件，是纳米材料与技术研究的根本任务和奋斗方向。
4. 纳米材料研究的重点应围绕信息、环境、能源、生命科学、国家安全的战略需求为导向，要集中力量重点发展纳米器件、纳米系统制造的新方法、新技术及所需的新材料。
5. 重视纳米科技的基础研究，充分认识它的困难程度和目前仅处于研究的初期阶段，其核心技术的规模应用还需相当长的时间；加强国内外学术交流，密切跟踪纳米科技研究前沿的新成果、新动向，不断提高研究水平，及时修正研究方向，使我国纳米科技能够保持健康、持久、有序地发展。
6. 我国纳米材料和技术的发展方向与几个具体目标建议：
（1）追求产量大、尺寸可控、表面洁净的制备方法
（2）探索结构、性质的普遍规律
（3）研究纳米尺寸的复合和修饰技术，发展性能和结构稳定的多功能复合材料
（4）纳米有序阵列的设计和制备
（5）建立纳米体系的微区物理、化学结构表征以及结构与性能的关系
（6）发展纳米技术的可示操纵和检测装备
（7）纳米元件和纳米系统设计新原理、新技术
（8）纳米（化学、物理、生物）传感器阵列量子点阵列
（9）纳米储能和纳米尺寸（化学、生物、光电转换）电池
（10）纳米微型机械的设计、制造与控制
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