發(fā)布時間：2023-03-21 17:09:55
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的納米技術論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
1.1納米技術產(chǎn)業(yè)化存在的四大不足
1.1.1系統(tǒng)性產(chǎn)業(yè)支持政策、激勵措施不足
目前，我國納米技術產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初現(xiàn)“南有蘇州、北有天津”的局面，在培育產(chǎn)業(yè)實體、強化平臺建設、聚集創(chuàng)新人才等方面，需出臺更具競爭力的系統(tǒng)性政策鼓勵、引導。如果不加快推進相關工作，將難以吸引更多優(yōu)秀的納米企業(yè)落戶，痛失黃金發(fā)展期，產(chǎn)業(yè)化進程放慢。同時，納米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展缺乏相應的激勵措施。高科技產(chǎn)業(yè)是知識與技術的高度結合，技術難度大，智力要求高，其滲透性和競爭性強，投資風險大。高科技產(chǎn)業(yè)激勵機制的完善離不開政府的支持，有效的激勵政策可以優(yōu)化企業(yè)的投資行為，進而帶動產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。
1.1.2產(chǎn)業(yè)規(guī)劃不足和缺乏持續(xù)投入
財政專項支持及持續(xù)投入缺乏，導致納米技術產(chǎn)業(yè)化進展緩慢。以蘇州為例，工業(yè)園區(qū)管委會連續(xù)4年投入20億元，預計2015年納米產(chǎn)值規(guī)模超過200億元，帶動相關產(chǎn)業(yè)1,000億元。國家納米技術與工程研究院“十二五”期間被列入我國重點研發(fā)平臺體系，擁有科技部認定國家納米高新技術產(chǎn)業(yè)化基地，擁有國內(nèi)唯一一家納米產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心。2012年，經(jīng)天津市領導及相關部門的大力爭取，天津濱海新區(qū)與蘇州工業(yè)園區(qū)同時被財政部擬定為全國納米產(chǎn)業(yè)政策試點區(qū)域。創(chuàng)新集成研發(fā)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化平臺已落戶上述兩地，借助產(chǎn)業(yè)試點政策的國家戰(zhàn)略布局先機，應在推進納米產(chǎn)業(yè)化方面出臺相應的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、納米技術科研成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化方面的專項支持，持續(xù)推動納米技術產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化相關平臺的建設、運轉(zhuǎn)和后續(xù)資金支持，從財政、金融、產(chǎn)業(yè)政策法規(guī)完善上給予企業(yè)足夠的激勵，鼓勵從事納米產(chǎn)業(yè)，為產(chǎn)學研的深度融合提供有利的環(huán)境。
1.1.3產(chǎn)學研深層次合作不足
目前，我國納米技術研發(fā)人員、納米技術專利、從事納米技術生產(chǎn)的企業(yè)數(shù)目均已過萬，納米技術產(chǎn)業(yè)化已成為京津冀地區(qū)、沿海發(fā)達地區(qū)及省會城市高度關注的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。但是產(chǎn)學研合作水平層次較低，合作的方式主要以委托研發(fā)、技術轉(zhuǎn)讓等低層次合作為主，重大項目聯(lián)合攻關等合作方式相對偏少。缺乏助推協(xié)同創(chuàng)新的載體，尚未擁有集科研人才、專業(yè)設備、高精尖技術及產(chǎn)業(yè)化項目信息等多種資源于一體的開放式創(chuàng)新平臺。缺乏產(chǎn)學研深層次合作，造成納米技術研究與市場的脫節(jié)，技術成果轉(zhuǎn)化困難，嚴重影響納米技術的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。如何采用創(chuàng)新模式來解決納米企業(yè)發(fā)展的核心技術問題和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共性技術難點，運用市場機制集聚創(chuàng)新資源，實現(xiàn)企業(yè)、大學和科研機構的深層次結合，對接雙創(chuàng)特區(qū)建設，形成技術標準體系，支撐和引領產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，將是創(chuàng)新發(fā)展路徑設計要考慮的重要因素。
1.1.4納米行業(yè)技術規(guī)范不足和行業(yè)協(xié)會缺失
低水平“科技成果”過剩，浪費了社會整體資源，更阻礙了納米技術產(chǎn)業(yè)化的進程。目前尚未成立國家級的納米技術產(chǎn)業(yè)化協(xié)會，在落實納米技術產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新發(fā)展過程中，要遵守國家的法律法規(guī)和納米技術產(chǎn)業(yè)化發(fā)展政策要求，參照國際標準和準則以及行業(yè)特點，研究并提出具體實施措施、行業(yè)規(guī)范和辦法，規(guī)范會員的行為，認識“偽納米”現(xiàn)象，打擊行業(yè)的不正之風，聯(lián)建納米科技服務創(chuàng)新平臺，組織參與國內(nèi)外科研學術交流、工藝裝備展示等重大活動?？茖W分析納米技術產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中的各種問題，把握好產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)律，充分發(fā)揮政府引導、科技支撐和市場推動的共同作用，打通納米技術產(chǎn)業(yè)化發(fā)展各個環(huán)節(jié)間的障礙，持之以恒地促進納米技術產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
2納米技術產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新發(fā)展的路徑選擇
納米技術產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新發(fā)展不僅要從宏觀上考慮國內(nèi)外經(jīng)濟、科技等的形勢發(fā)展，更要從內(nèi)在創(chuàng)新要素進行頂層設計、系統(tǒng)集成，不斷實踐、不斷探索深層次創(chuàng)新發(fā)展模式和路徑。
2.1探尋深層次產(chǎn)學研合作——動態(tài)聯(lián)盟、聯(lián)合攻關
納米技術產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新發(fā)展實行動態(tài)聯(lián)盟、聯(lián)合攻關策略，匯集中央和地方的力量，各地大學、研究院所力量，企業(yè)力量，甚至國際力量共同擔任研究任務，更有效地推動我國納米技術產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。在傳統(tǒng)的產(chǎn)學研相結合的基礎上，迫切需要加強深層次、實質(zhì)性和運行機制上的合作，引導優(yōu)勢科技資源向企業(yè)聚集，鼓勵在納米技術方面成熟的國內(nèi)外高校、院所在企業(yè)中建設重點納米技術實驗室，或者企業(yè)在這些機構中設置相關實驗室，探索動態(tài)聯(lián)盟、聯(lián)合攻關機制，實現(xiàn)強強聯(lián)合。
2.2創(chuàng)新人才驅(qū)動與納米產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟聯(lián)動方案
通過實施“領軍人才-企業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新”聯(lián)動方案，完善納米產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展體系。一方面注重科技領軍人才的培養(yǎng)和引進，把引進和培養(yǎng)納米技術的科技領軍人才和實用型人才作為納米技術產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新發(fā)展的重要內(nèi)容之一，充分發(fā)揮領軍人才專家“人才庫”、“智囊團”、“攻關組”作用，結合實際，立足于解決問題、促進發(fā)展。另一方面組織聯(lián)盟的納米企業(yè)開展重大項目和重點技術的聯(lián)合攻關，通過聯(lián)盟內(nèi)部和聯(lián)盟之間設立“聯(lián)盟專利池”，合作創(chuàng)新申請國際發(fā)明專利、新技術新產(chǎn)品標準，實現(xiàn)知識產(chǎn)權共享共建。通過合作創(chuàng)新獲得國家和地方科研項目立項，以聯(lián)盟為載體促進創(chuàng)新成果擴散。實現(xiàn)信息、數(shù)據(jù)和資料的共享，在確保整體利益的前提下，追求利益最大化。通過聯(lián)動方案最終實現(xiàn)加速研究成果共享與轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)在技術創(chuàng)新、高端人才資源和科技服務3個層面的突破，攻關產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大技術難題，加速科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)，加強科技交流與服務，推動產(chǎn)學研結合、協(xié)同創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化向更高層次發(fā)展。
2.3創(chuàng)新“六位一體”高速發(fā)展模式，促進納米產(chǎn)業(yè)蛙跳
在納米技術產(chǎn)業(yè)化過程中，條件成熟的實驗室等創(chuàng)新載體可以選擇面向社會開放運行，引導納米創(chuàng)新平臺向企業(yè)聚集、為企業(yè)服務。繼續(xù)出臺政策，支持民間資本進入納米產(chǎn)業(yè)，以緩解納米行業(yè)新興企業(yè)的資金短缺問題，充分考慮到納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展周期較長的特點，在繼續(xù)加強政府投入的同時，借鑒國外對高新技術進行風險投資的成功經(jīng)驗，引入風險投資，設立納米技術產(chǎn)業(yè)化投資基金，為新創(chuàng)的、有潛力的納米企業(yè)提供資金來源，實現(xiàn)國家資本和民間資本的對接，激勵民間資本進入新興的納米行業(yè)，提高納米科研技術從理論轉(zhuǎn)化為應用的速度，加快納米技術產(chǎn)業(yè)化的進程。逐步形成納米技術標準檢測服務平臺、技術與工程應用轉(zhuǎn)化、納米技術產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化、納米技術產(chǎn)業(yè)化投資基金、國家納米產(chǎn)業(yè)試點政策、中國納米技術產(chǎn)業(yè)協(xié)會相互支撐，高速發(fā)展的“六位一體”綜合產(chǎn)業(yè)促進體系，著力打造綜合創(chuàng)新平臺，構筑人才、技術、資金、信息的科技創(chuàng)新和產(chǎn)融結合為特征的“六位一體”綜合產(chǎn)業(yè)促進體系，加速培育納米中小企業(yè)，促進納米技術產(chǎn)業(yè)的“蛙跳”。
3結語
鑒于以上缺陷，當前對于牙科復合樹脂的改良主要是將納米材料作為無機填料，或用納米級材料修飾微米級填料，再加入復合樹脂中，以改良樹脂或使其具備新的性能或兼而有之。
納米填料的種類
牙科復合樹脂的填料絕非單一種類、單一粒徑的材料，而是具有一定分布梯度，且不同種類粒子相互配合的系統(tǒng)。牙科復合樹脂所含的填料能增加機械強度，降低熱膨脹系數(shù)和聚合熱，其粒度、粒度分布、折光指數(shù)、所占體積百分比、X線阻射性及硬度、強度等都會對材料的性能及臨床表現(xiàn)產(chǎn)生影響。目前，顆粒型陶瓷粉或玻璃粉是主要的填料類型，纖維(晶須)填料的研究和應用也有報道，但相比前者較少。應用理化性能更加優(yōu)良的填料來增強機械性能是發(fā)展的方向。已用于增強牙科復合樹脂的納米顆粒包括納米二氧化硅［1］、納米金剛石［2～4］、納米氧化鋯［5］、納米氮化硅［6］、納米羥基磷灰石［7］，納米氧化鈦［8］、納米三氧化二鋁［9］等。這類納米填料的研究較多，且大多數(shù)牙科產(chǎn)品廠家都有自己品牌的納米樹脂問世。納米纖維增強如納米碳管、短纖維和晶須是目前許多學者所提出的復合樹脂填料的新成員，都被用于牙科復合樹脂的增強和性能改善，但基本都處于基礎研究之中，而尚未應用于臨床階段。這里所講的納米纖維增強復合樹脂，是指以納米纖維為另一類填料與顆粒填料共同增強的口腔充填用復合樹脂材料，所以這類材料中含顆粒與纖維兩種填料。口腔臨床中使用的還有一類單純使用的纖維增強樹脂基(多為環(huán)氧樹脂基)材料，典型的產(chǎn)品為牙體加強用的纖維樁。文章主要討論前者目前在口腔中的研究現(xiàn)狀。有學者為了更加明確研究目的和可能機理，也會以環(huán)氧樹脂為基體或只加入纖維填料進行研究。碳化硅晶須和氮化硅晶須是近年來研究較多的用于牙科復合樹脂的晶須種類。其他增強牙科復合樹脂表面硬度和斷裂強度的纖維(晶須)包括氧化鋅晶須、鈦酸鉀晶須、硅酸鹽晶須、硼酸鋁晶須、尼龍纖維、碳納米管等。
納米技術降低牙科復合樹脂的聚合收縮
Condon等用不含甲基丙烯酸功能化的硅烷代替含有甲基丙烯酸功能化的硅烷對二氧化硅納米顆粒表面進行處理，獲得無粘接性的納米顆粒將其添加到復合樹脂中，發(fā)現(xiàn)其具有與氣孔相似的效果，分布于樹脂基質(zhì)中的納米填料通過局部塑性形成應力釋放點，可以有效地降低聚合收縮［10］。Condon在另外的研究中用非粘接性的納米填料、粘接性的納米填料和無被膜填料來降低聚合應力。研究表明，納米填料添加到雜化型復合樹脂可以有效降低聚合應力(降低31%)，在一定的體積含量水平(10%)，非粘接性納米填料具有更好的降低應力作用，在只含有納米填料的復合樹脂，亦具有相同的效果［11］。八面的倍半硅氧烷，是具有直徑0．53nm的納米籠結構，是一個輕量級、高性能的混合材料，其結構通式為(RSiO1．5)8。SSQ聚合物顯示出優(yōu)良的介電和光學性質(zhì)，并已廣泛應用，如在應用程序中的光致抗蝕劑、耐磨涂層、液晶顯示元件、電子電路板的絕緣涂層和光纖涂料等。SohMS等將SSQ加入復合樹脂中制成符合材料，SSQ可以顯著降低樹脂的聚合收縮量，并同時增加樹脂的硬度和彈性模量［12］。Garoushi等將半互穿聚合物網(wǎng)絡加入由玻璃纖維增強的復合樹脂，發(fā)現(xiàn)復合物的聚合收縮率下降［13］。此后，又將納米SiO2顆粒加入上述復合物中，除了發(fā)現(xiàn)加入納米粒子后可使聚合收縮降低外，他們還發(fā)現(xiàn)聚合收縮的降低與納米粒子的添加量和聚合溫度相關［14］。
添加納米材料增強復合樹脂的抗菌性能
體內(nèi)外實驗表明，復合樹脂比其他充填材料更易引起菌斑沉積，因而更易引起繼發(fā)齲。繼發(fā)齲也是臨床中復合樹脂充填失敗的重要原因之一。因此，如果能將抗菌劑加入復合樹脂中，使其具有緩和持久的抗菌性能，將非常有利于其性能的提高。BeythN等將季銨鹽聚乙烯納米粒子以低濃度(1%)添加到復合樹脂中，發(fā)現(xiàn)在不影響其機械性能的基礎上可以保持1月以上的抗菌性能［15］。Jia等將Ag+、Ag+/Zn2+吸附到納米SiO2表面，添加到復合樹脂中，發(fā)現(xiàn)對大腸桿菌和S．糞菌都具有良好的抗菌性能，而且后者的效果更好，抗菌效果隨接觸時間延長和添加劑量增加而增強［16］。Xu等將熔附了納米硅顆粒的晶須和納米二鈣或四鈣磷酸鹽加入牙科復合樹脂中已達到自修復的目的［17，18］。四針狀氧化鋅晶須具有抗菌的作用。宋欣等將四針狀氧化鋅晶須加入復合樹脂中，發(fā)現(xiàn)其在提高樹脂機械性能的同時也能賦予復合樹脂材料較強的抗菌作用，是制備抗菌性復合樹脂的較優(yōu)選擇［19］。Niu等也將其加入復合樹脂中，以使復合樹脂獲得抗菌性能和增強的機械性能［20］。Chae等將納米銀顆粒加入聚丙烯腈中并用電紡技術制成納米纖維，以使所制備的纖維具有抗菌性能［21］。
納米技術對牙科復合樹脂機械性能的改善
1納米顆粒增強牙科復合樹脂
鐘玉修、倪龍興等將納米金剛石作為填料加入復合樹脂中，并對其性能進行了一系列的研究，認為適當比例的金剛石填料可以提高復合樹脂的機械性能［2，3］。胡曉剛等將納米金剛石用硅烷偶聯(lián)劑進行表面改性后添加到復合樹脂中，發(fā)現(xiàn)改性金剛石的增強作用明顯優(yōu)于未經(jīng)改性的金剛石，同時金剛石的加入也改善了樹脂的韌性［4］。王君等將納米氮化硅加入復合樹脂并用紫外光照進行固化處理，發(fā)現(xiàn)納米氮化硅含量為1%時，體積收縮率僅為4．92%，而拉伸強度增加了近100%［6］。王云等將經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑KH－570進行表面處理后的納米羥基磷灰石加入樹脂基質(zhì)中，研制出能夠達到臨床要求的修復性納米羥基磷灰石復合材料，并檢測其機械物理強度［7］。筆者研究組曾將納米TiO2粒子在表面處理后加入復合樹脂中，制備納米復合樹脂，并根據(jù)國際標準化組織標準測試其力學性能，發(fā)現(xiàn)表面處理增強了納米TiO2與復合樹脂基質(zhì)的相容性，添加表面處理后的納米TiO2粒子對樹脂起到增強增韌作用［8］。目前各大牙科產(chǎn)品廠商幾乎都研制出自己品牌的納米樹脂，所加入的納米級填料以納米二氧化硅為主，如3MFiltekSupreme系列、Dentsply的ceramX、Heraeus的VenusDiamond系列、Kerr的HerculitePrécis、Bisco的Reflexion、Pentron的ArtisterNanoComposite。但也有例外的，如IvoclarVivadent的IPSEmpressDirect用的是納米氟化鐿。這些經(jīng)過納米技術改良的復合樹脂，廠家都宣稱具有更好的強度、耐磨性、可拋光性、更低的聚合收縮率以及更好的美學性能。
2納米纖維(晶須)增強牙科復合樹脂
氮化硅和碳化硅被選中是因為和大多數(shù)纖維相比，其體積小，長徑比大，可以更均勻地與樹脂混合，而且其抗拉強度極高。Xu等自1999年起對晶須增韌牙科復合樹脂進行了一系列的研究。該研究組曾將硅石納米粒子熔附到碳化硅陶瓷晶須上，以增強口腔復合樹脂的強度，硅石納米粒子通過增加晶須表面積和粗糙度來加強晶須與樹脂基質(zhì)的結合［22］。他們還發(fā)現(xiàn)晶須與硅石粒子質(zhì)量比為2︰1，樹脂的強度明顯高于單純添加硅石的納米粒子，且樹脂的彈性模量和硬度隨晶須與硅石粒子比例的增高而增高，同時樹脂的脆性降低，還發(fā)現(xiàn)少量添加晶須就能夠大幅度提高斷裂強度［23］。相比于較為昂貴的氮化硅和碳化硅等高品質(zhì)晶須，鈦酸鉀晶須雖然在強度上有一定的差異，但其價格低廉，在工業(yè)上研究也較多［24］，因此也有學者將鈦酸鉀晶須用于牙科復合樹脂的增強［25］。硼酸鋁晶須性價比高，顏色為白色，適于用做復合樹脂的增強材料，較顏色深的碳化硅和氮化硅晶須更易于光照固化，適用于臨床［26］。王蓉等比較了不同晶須熔附納米粒子對環(huán)氧樹脂力學性能的影響，結果表明:硼酸鋁晶須熔附納米Si02增強作用最佳。但是由于硼酸鋁晶須與納米Si02化學相似性差，因此僅通過高溫燒結，兩者熔附效果不理想［27］。Zhang等將羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)晶須添加到牙科復合樹脂，發(fā)現(xiàn)硅烷處理后HA晶須能夠提高樹脂的彈性模量和折裂韌性值［28］。使用更好的纖維制備方法以得到質(zhì)量更好的纖維，也是提高纖維增韌樹脂效果的方法之一。目前，使用靜電紡絲技術制備納米纖維材料已成為近十幾年來世界材料科學技術領域最重要的學術與技術活動之一。靜電紡絲以其制造裝置簡單、紡絲成本低廉、可紡物質(zhì)種類繁多、工藝可控等優(yōu)點，已成為有效制備納米纖維材料的主要途徑之一。靜電紡絲技術已經(jīng)制備了種類豐富的納米纖維，包括有機、有機/無機復合和無機納米纖維。應用靜電紡絲技術已經(jīng)成功地制備出了結構多樣的納米纖維材料。通過不同的制備方法，如改變噴頭結構、控制實驗條件等，可以獲得實心、空心、核－殼結構的超細纖維或是蜘蛛網(wǎng)狀結構的二維纖維膜;通過設計不同的收集裝置，可以獲得單根纖維、纖維束、高度取向纖維或無規(guī)取向纖維膜等。電紡纖維是連續(xù)的長纖維，可以發(fā)揮橋聯(lián)增韌的作用。尼龍纖維韌性遠遠超過無機填料，并具有規(guī)律的圓柱形狀。已有關于用電紡方法制備尼龍纖維并用其增強樹脂的報道。Fong等將電紡尼龍纖維加入BisGMA/TEGDMA基牙科樹脂中，并檢測其機械性能，發(fā)現(xiàn)復合材料的彎曲強度、彈性模量和斷裂強度都有所增強［29］。但是，為了更加增強尼龍晶須，Tian等將納米級硅酸鹽晶須加入尼龍纖維并使其沿纖維長徑排列，將得到的纖維填料用樹脂單體處理后再研磨后以不同比例加入樹脂中，發(fā)現(xiàn)少量添加纖維就可以大幅度提高樹脂的機械性能［30］。此后，同一研究組還將納米硅酸鹽晶須以不同比例直接加入復合樹脂中［31］，也發(fā)現(xiàn)少量添加未經(jīng)過表面處理的晶須時可以提高樹脂的機械性能。也有一些由靜電紡織得到核殼納米聚合物纖維的報道，如聚甲基丙烯酸酯－聚丙烯晴，聚甲基丙烯酸酯－聚苯乙烯，聚丁二烯-聚苯乙烯，尼龍－聚甲基丙烯酸酯(nylon-PMMA)纖維［32～36］。纖維核殼結構的設計目的是讓纖維具有一個高強度核心，而其外殼則是可以與樹脂通過形成化學鍵或形成互穿網(wǎng)絡結構提供良好的粘結性，使最終形成的納米復合材料具備更優(yōu)良的機械性能。其中PMMA-PAN被用于增加牙科復合樹脂的機械性能［37，38］。筆者研究組曾將單壁碳納米管經(jīng)過短切和表面處理后包裹上納米二氧化硅顆粒，再添加到復合樹脂中，制成納米復合樹脂，并檢測其機械強度，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過處理的SWCNTs在樹脂基質(zhì)中呈良好的單分散狀，且制成的納米復合樹脂的強度與對照組相比，其增高的幅度具有統(tǒng)計學意義［39］。但從這個研究中也發(fā)現(xiàn)了碳納米管用于牙科美學修復所存在的問題，那就是碳管的顏色問題。盡管被納米二氧化硅包裹后才加入樹脂中，且添加量不高，但添加碳管后的樹脂仍表現(xiàn)為灰黑色，與牙齒顏色相差較大。這說明，至少在目前這種處理方式下，雖然碳管機械性能很好，但不太適合用于牙科復合樹脂的改良。這也促使我們尋找其他性能好、顏色也更接近齒色的納米管用于復合樹脂的改良。添加新型填料后的復合材料可能會更強更硬，但同時也降低了它們的透光性和光固化的效能，因而要求其具備自固化或熱固化的能力。有學者將納米Al2O3晶須加入牙科樹脂基托中以增強其熱傳導性［40］，不過，熱傳導性的增強對于充填性樹脂來說不適宜，因為會導致對牙髓神經(jīng)的刺激。納米結構的鈦管也是很有前景一種晶須填料。Khaleda等已將其用于PMMA、骨水門汀和流體樹脂的增強［41］。有學者對兩種玻璃纖維增韌的復合樹脂(NuliteF和Alert，增強體為微米級玻璃纖維)充填體做了為期6年的臨床隨訪［42］，發(fā)現(xiàn)充填失敗的主要原因是繼發(fā)齲和充填體(即復合樹脂)或牙體的斷裂。根據(jù)他們得到的結果判斷，Alert達到了美國牙科協(xié)會的標準，而NuliteF沒有達到。纖維增強樹脂復合材料與其他混合樹脂復合材料相比，其體外研究顯示了極高的電子模量和斷裂韌性比，但是其表面粗糙度也增加了。添加到樹脂基質(zhì)中的纖維需要控制方向、大小和其他特征，以及其排列位置和方向定位的可重復性。然而，目前這些仍是該領域的重大挑戰(zhàn)。也有一些學者嘗試用了一些方法，如原位聚合或預聚合，使纖維能在樹脂基質(zhì)中定向分布。Koziol等使用原位聚合的方法實現(xiàn)了在聚苯乙烯中碳納米管的定向排列［43］。
1、各國競相出臺納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計劃
由于納米技術對國家未來經(jīng)濟、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區(qū)）紛紛將納米技術的研發(fā)作為21世紀技術創(chuàng)新的主要驅(qū)動器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計劃，以發(fā)表和推進本國納米科技的發(fā)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(fā)。
（1）發(fā)達國家和地區(qū)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(lián)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(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀納米技術研究開發(fā)法案》，這標志著納米技術已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)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(yǎng)等全面展開。
日本政府將納米技術視為“日本經(jīng)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(huán)境技術和納米技術作為4大重點研發(fā)領域，并制定了多項措施確保這些領域所需戰(zhàn)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(fā)，同時跨省廳重點推進能有效促進經(jīng)濟發(fā)展和加強國際競爭力的研發(fā)。
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(yōu)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(chǎn)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(zhàn)略，目前，已確定了促進歐洲納米技術發(fā)展的5個關鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢頭；加強研發(fā)基礎設施；從質(zhì)和量方面擴大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識轉(zhuǎn)化為產(chǎn)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(nèi)的多數(shù)歐盟國家還制定了各自的納米技術研發(fā)計劃。
（2）新興工業(yè)化經(jīng)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(yè)化經(jīng)濟體，為了保持競爭優(yōu)勢，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)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(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術開發(fā)實施規(guī)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(fā)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(chǎn)業(yè)化”為目標，意在引領臺灣知識經(jīng)濟的發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。
（3）發(fā)展中大國奮力趕超
綜合國力和科技實力較強的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達國家納米科技發(fā)展的勢頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國家納米科技發(fā)表協(xié)調(diào)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(fā)展綱要將明確中國納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國在目前和中長期的研發(fā)任務，以便在國家層面上進行發(fā)表與協(xié)調(diào)，集中力量、發(fā)揮優(yōu)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(zhàn)略，可望在2005年度執(zhí)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(fā)。
2、納米科技研發(fā)投入一路攀升
納米科技已在國際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國還是渴望富裕的工業(yè)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(jù)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?qū){米技術研發(fā)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(nèi)，聯(lián)邦政府的納米技術研發(fā)經(jīng)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(jù)《21世紀納米技術研究開發(fā)法》，在2005～2008財年聯(lián)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(fā)的經(jīng)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(jù)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(nèi)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(wěn)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(fā)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(jù)致力于納米技術行業(yè)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(yè)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(yè)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(chuàng)新時代必將到來。
3、世界各國納米科技發(fā)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(yōu)勢，但現(xiàn)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(jù)中國科技信息研究所進行的納米論文統(tǒng)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(shù)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(yōu)勢領先于其他國家，3年累計論文數(shù)超過10000篇，幾乎占全部論文產(chǎn)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(shù)都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)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(jīng)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(fā)表的論文數(shù)也較多，各國3年累計論文總數(shù)都超過了1000篇，且每年的論文數(shù)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(fā)明專利方面美國獨占鰲頭
據(jù)統(tǒng)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(shù)據(jù)來源美國專利商標局，所以美國的專利數(shù)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(shù)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(shù)國家納米論文數(shù)與專利數(shù)所占比例的反差較大，在論文數(shù)最多的20個國家和地區(qū)中，專利數(shù)所占比例超過論文數(shù)所占比例的國家和地區(qū)只有美國、日本和中國臺灣。這說明，很多國家和地區(qū)在納米技術研究上具備一定的實力，但比較側(cè)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(fā)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(zhuǎn)向醫(yī)學領域。醫(yī)學納米技術已經(jīng)被列為美國國家的優(yōu)先科研計劃。在納米醫(yī)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(wèi)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(yī)學相結合，實現(xiàn)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(zhì)在生物體內(nèi)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(nèi)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(yè)化。
雖然醫(yī)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(tǒng)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(guī)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(tǒng)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(fā)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(fā)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(fā)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(xiàn)有方法，同時積極開發(fā)新的制造技術，特別是批量生產(chǎn)技術。細川公司展出的低溫連續(xù)燒結設備引起關注。它能以每小時數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)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(fā)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(nèi)即可進入批量生產(chǎn)階段。
日本高度重視開發(fā)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(xiàn)了諸如數(shù)字式顯微鏡、內(nèi)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(chǎn)品?？茖W家村田和廣成功開發(fā)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(yè)、大學和研究機構積極在信息技術、生物技術等領域內(nèi)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(zhì)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(shù)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(yī)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(yī)學研究方面與發(fā)達國家有明顯差距。
4、納米技術產(chǎn)業(yè)化步伐加快
目前，納米技術產(chǎn)業(yè)化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業(yè)前景。據(jù)統(tǒng)計：2004年全球納米技術的年產(chǎn)值已經(jīng)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(xiàn)納米技術的產(chǎn)業(yè)化，都在加緊采取措施，促進產(chǎn)業(yè)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(fā)應用缺乏動力，因此，嘗試建立一個由多所大學與大企業(yè)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(fā)緊密結合在一起。美國聯(lián)邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區(qū)建立一個“納米科技成果轉(zhuǎn)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(chǎn)業(yè)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(yè)合作，使最新基礎研究成果盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)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(yè)。
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(chǎn)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(nèi)取得突破，并生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品。一個由專業(yè)、商業(yè)和學術組織組成的網(wǎng)絡在迅速擴大，其目的是共享信息，促進聯(lián)系，加速納米技術應用。
日本企業(yè)界也加強了對納米技術的投入。關西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學及國立科研機構聯(lián)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(qū)納米技術的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)中。
歐盟于2003年建立納米技術工業(yè)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(yè)平臺的目的是使工程師、材料學家、醫(yī)療研究人員、生物學家、物理學家和化學家能夠協(xié)同作戰(zhàn)，把納米技術應用到信息技術、化妝品、化學產(chǎn)品和運輸領域，生產(chǎn)出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產(chǎn)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(yè)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。
[論文摘要]科技的發(fā)展，使我們對物質(zhì)的結構研究的越來越透徹。納米技術便由此產(chǎn)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(fā)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(zhì)來說，納米是一個很小的單位，不如，人的頭發(fā)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(zhì)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(qū)別常規(guī)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(xiàn)根據(jù)人類意愿逐個排列原子、制造產(chǎn)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(fā)現(xiàn)其質(zhì)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(fā)現(xiàn)標志人類對材料性能的發(fā)掘達到了新的高度。1999年，納米產(chǎn)品的年營業(yè)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(yè)的發(fā)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(jīng)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(fā)整體水平落后于西方發(fā)達國家，仍然以紅丹、鉻酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統(tǒng)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(yè)也蓬勃發(fā)展，也可以生產(chǎn)納米漆。
我國自主生產(chǎn)的產(chǎn)品目前已通過國家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢測中心、鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)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(nèi)多家權威機構的分析和檢測，同時還經(jīng)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(nèi)外同類產(chǎn)品無可比擬的防銹性能和環(huán)保優(yōu)勢，是防銹涂料領域劃時代產(chǎn)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(yè)領域得到應用。
三、納米材料在涂料中應用展前景預測
據(jù)估算，全球納米技術的年產(chǎn)值已達到500億美元。目前，發(fā)達國家政府和大的企業(yè)紛紛啟動了發(fā)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(yè)革命的核心，2001年年初把納米技術列為國家戰(zhàn)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(fā)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(huán)境保護等并列為四大重點發(fā)展領域。德國也把納米材料列入21世紀科研的戰(zhàn)略領域，全國有19家機構專門建立了納米技術研究網(wǎng)。在人類進入21世紀之際，納米科學技術的發(fā)展，對社會的發(fā)展和生存環(huán)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(chǎn)業(yè)化周期短、附加值高，所形成的高新技術和高技術產(chǎn)品、以及對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的改造升級，產(chǎn)業(yè)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(fā)高技術新產(chǎn)品，以及對傳統(tǒng)材料改性；將重點突破各類納米功能和結構材料的產(chǎn)業(yè)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(zhì)合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了廣泛的機遇。各類納米材料的產(chǎn)業(yè)化可能形成一批大型企業(yè)或企業(yè)集團，將對國民經(jīng)濟產(chǎn)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(chǎn)生新的經(jīng)濟增長點。
納米技術在涂料行業(yè)的應用和發(fā)展，促使涂料更新?lián)Q代，為涂料成為真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品開創(chuàng)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(chǎn)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(nèi)空氣更加清新。經(jīng)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(nèi)墻涂料，實際上是高級的衛(wèi)生型涂料，適合于家庭、醫(yī)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(xié)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(yōu)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(zhì)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。其納米抗凍涂料，除具備納米型涂料各種優(yōu)良性之外，可在10℃到25℃之內(nèi)正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10％以下的規(guī)定，使建筑行業(yè)施工縮短了工期，提高了功效，又創(chuàng)造出高質(zhì)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(xiàn)代化工.1996(8):25～28.
納米科技的發(fā)展日新月異，帶給人們無限遐想。中科院院士、著名納米科技專家劉忠范，正是中國納米科學與技術研究的領軍人物。他為中國納米科技的發(fā)展勾勒出三部曲：科學、技術和工程。
納米貴不貴？好不好吃？
1983年，劉忠范大學本科畢業(yè)后便赴日留學。他先后在日本橫濱國立大學、東京大學取得了碩士和博士學位，并在東京大學和分子科學研究所做博士后。
攻讀博士期間，劉忠范師從國際著名光電化學家藤島昭先生做研究，他很為老師的工作精神所感動，年過半百仍撲在事業(yè)上。
自幼養(yǎng)成的勤奮習慣和藤島昭先生的表率，使劉忠范在日學習期間取得很大成功，獲得了日本政府獎學金并在《Nature》雜志上發(fā)表了學術論文。與中國不同的社會環(huán)境，也讓埋頭讀書不問世事的劉忠范更加開朗起來。這時，北京大學化學系的教授蔡生民找到了他，不止一次地邀請劉忠范回國，并且用真誠的話語
打動了他。
他選擇了北大。十幾年后回憶起來，劉忠范仍覺得，“北大是最適合我的”。
在研究領域，劉忠范選擇了納米。
人們接受納米有一個過程。1997年9月27日，北京大學成立了納米科技中心，這是中國高校的第一個跨院系、跨學科從事納米交叉學科研究的綜合性研究中心。劉忠范接到很多電話，有人問：“聽說你們搞出一種納米，貴不貴？好不好吃？”劉忠范只好幽默地回答他，“納米太小了，既不好吃，恐怕也吃不飽?！?/p>
近年來，納米技術掀起了陣陣熱潮，也漸漸出現(xiàn)在人們生活中。納米技術將為目前許多技術難題提供新的解決方案和思路，也會進一步提高人們的生活水平并有可能在很大程度上改變?nèi)藗兊纳罘绞健?986年諾貝爾物理獎得主羅雷爾說，曾重視微米科技的國家，今天都已成為發(fā)達國家，而納米科技則為人們提供了新的發(fā)展機遇，今天重視納米科技的國家必將在未來的高科技競爭中獨領。
科技部最年輕首席科學家
1994年，劉忠范申請了科技部攀登計劃項目，經(jīng)費500萬元。劉忠范成為這個項目的首席科學家，也是當時科技部最年輕的首席科學家。他從此開始了納米攀登之旅。
“當時，我們是做納米級的信息存儲技術，相當于超級光盤。”劉忠范說，這個項目共有三個承擔單位，還包括當時的北大電子學系——現(xiàn)在的信息科學技術學院的吳全德院士、薛增泉教授以及吉林大學化學系的李鐵津教授。吳先生盡管年事已高，但對‘納米’非常敏感。吳老先生和薛教授都是做信息技術的，尤其有感于我國微電子技術發(fā)展的曲折和落后現(xiàn)狀，而納米技術應該是一個難得的機會。因此，“我們之間產(chǎn)生了強烈共鳴，覺得應該醞釀一個計劃，大張旗鼓地在納米領域開拓——這就是北京大學納米科技中心成立的初衷”。
1993年，劉忠范回國后，他親手建立起光電智能材料研究室。起初什么都沒有，完全從零開始做。有幾間空房子，每一個插頭在什么地方，都要劉忠范自己設計后找人安裝，桌椅板凳都是他自己一件件買來的。搞前沿研究需要先進設備，為了購買這些設備，他省吃儉用，甚至到了摳門的程度。劉忠范花50多萬元買了一臺用于看原子和分子的STM儀器，這差不多是國內(nèi)最早進口的洋玩意。儀器需要配置防震臺，由于資金緊張，劉忠范只能帶著學生親自動手。
創(chuàng)業(yè)是艱辛的。當年的劉忠范人稱“拼命三郎”，每天最早進樓的是他，最晚一個走出實驗室的還是他。由于總是工作到深夜，樓門早已關閉，因此他經(jīng)常翻越化學樓的鐵門，“因此練就了一副好身手”，他自嘲道。
科研工作很辛苦，但也充滿了快樂。在劉忠范眼里，研究的一大樂趣就是和學生一道創(chuàng)造故事。學生一個錯誤的實驗設計帶來了熱化學燒孔存儲技術；一位女同學的頑固不化和他的堅持加包容收獲了石墨烯的偏析生長方法，進而開啟了石墨烯生長過程工程學研究之門。回憶起這些往事，劉忠范的臉上洋溢著成就感。
“要向兩頭進軍”
十幾年來，中國納米科技發(fā)展得飛快。從數(shù)量上看，已經(jīng)與美國并駕齊驅(qū)，論文的檔次也越來越高，盡管原創(chuàng)性和影響力尚有待提高。劉忠范為中國納米的發(fā)展簡單勾勒了三部曲：科學、技術和工程。
談起與自己一同成長的北大納米科技中心，劉忠范說，北大的納米研究，總體上還處于納米科學的層面。經(jīng)過十幾年的努力，已經(jīng)取得了長足進步，在國內(nèi)外擁有了一定的學術影響和地位，化學學院、信息學院和物理學院的納米團隊功不可沒。當然，我們還缺少重大突破，需要從高原到高峰的飛躍。
劉忠范特別推崇團隊精神和團隊文化建設。說起他的研究團隊，他總是強調(diào)，他所取得的些許成績，都是團隊成員共同拼搏、共同奮斗的結果。他的研究團隊，從最初的幾個人、十幾個人，發(fā)展到今天的幾十個人，不斷地壯大著，也形成了獨具一格的團隊文化。正是這樣的團隊文化，帶來了一個又一個的學術研究成果，也使北大成為國際知名的低維碳材料研究基地。他的信條是：人才決定潛力，機制決定效率，文化決定高度。
劉忠范最自豪的不是他發(fā)表的300多篇學術論文，而是培養(yǎng)了一批熱愛科學、熱愛納米的弟子。他的弟子絕大多數(shù)都在國內(nèi)外知名學術機構從事科研工作。他更希望將來有一天他被稱為教育家，而不僅僅是一名科學家。
“ 責任是通向偉大的代價”，這是丘吉爾的一句名言。劉忠范深深地感受到越來越多的社會責任。兒時刻骨銘心的貧窮經(jīng)歷使他對農(nóng)村教育和失學兒童問題極為關注，并力所能及地為此做些事情。他設立的獎學金拯救了不少瀕臨失學的兒童。人生是永不停息的馬拉松。前人在指引著我們，后人在追趕著我們，我們始終處在激烈的競爭中。劉忠范正不斷翻山越嶺，向科學高峰攀登。（來源：科技日報，本刊有刪節(jié)）
檔案
論文摘要：納米尺寸開辟科學新領域，介紹納米材料的神奇特性及在生活中的應用。
人類對物質(zhì)世界的研究，曾小到原子、分子，大到宇宙空間。從無限小和無限大兩個物質(zhì)尺寸去認識物質(zhì)，使人們了解到世界是物質(zhì)的。物質(zhì)是由原子或分子構成的，原子、分子是保持物質(zhì)化學、物理理特性的最小微粒。這為人類認識世界、改造世界推進科學的向前發(fā)展提供了堅實的理論基礎，也產(chǎn)生了一個個的科學原理和定理，推動了人類生產(chǎn)和生活的不斷向前發(fā)展。
隨著科學研究的進一步發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)當物質(zhì)達到納米尺度以后，大約在1～100納米這個范圍空間。物質(zhì)的性能就會發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。這種既不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀物質(zhì)的特殊性能的物質(zhì)構成的材料，即為納米材料。
過去，人們只注意原子、分子，或者宇宙空間，常常忽略他們的中間領域，而這個領域?qū)嶋H上大量存在于自然界，只是以前沒有認識到這個尺度的范圍的性能。第一個真正認識到它的性能并引用納米概念的是日本科學家。他們發(fā)現(xiàn)：一個導電，導熱的銅、銀導體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導電，也不導熱。材料在尺寸上達到納米尺度，大約是在1～100納米這個范圍空間，就會產(chǎn)生特殊的表面效應，體積效應，量子尺寸效應，量子隧道效應等及由這些效應所引起的諸多奇特性能。擁有一系列的新穎的物理和化學特性，這些特性在光、電、磁、催化等方面具有非常重大應用價值。
近年來，已在醫(yī)藥、生物、環(huán)境保護和化工等方面得到了應用，并顯示出它的獨特魅力。
1醫(yī)學方面的應用：
目前，國際醫(yī)學行業(yè)面臨新的決策，那就是用納米尺度發(fā)展制藥業(yè)。納米生物醫(yī)學就是從動植物中提取必要的物質(zhì)，然后在納米尺度組合，最大限度發(fā)揮藥效，這恰恰是我國中醫(yī)的想法，隨著健康科學的發(fā)展，人們對藥物的要求越來越高?？刂扑幬镝尫艤p少副作用，提高藥效，發(fā)展藥物定向治療，必須憑借納米技術。納米粒子可使藥物在人體內(nèi)方便傳輸。用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進入人體，可主動搜索并攻擊癌細胞或修補損傷組織，尤其是以納米磁性材料作為藥物載體的靶定向藥物，稱為"定向?qū)?。該技術是在磁性納米微粒包覆蛋白質(zhì)表面攜帶藥物，注射到人體血管中，通過磁場導航輸送到病變部位，然后釋放藥物。納米粒子的尺寸小，可以在血管中自由的滾動，因此可以用檢查和治療身體各部位的病變。利用納米系統(tǒng)檢查和給藥，避免身體健康部位受損，可以大大減小藥物的毒副作用，因而深受人們的歡迎。
2在涂料方面的應用；
納米材料由于其表面和結構的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術，再給涂料中添加納米材料，可獲得納米復合體系涂層，實現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性從而獲得傳統(tǒng)涂層沒有的功能，如；有超硬、耐磨，抗氧化、耐熱、阻燃、耐腐蝕、變色等。在涂料中加入納米材料，可進一步提高其防護能力，實現(xiàn)防紫外線照射，耐大氣侵害和抗降解等，在衛(wèi)生用品上應用可起到殺菌保結作用。
在建材產(chǎn)品如玻璃中加入適宜的納米材料，可達到減少光的透射和熱估遞效果，產(chǎn)生隔熱，阻燃等效果。由于氧化物納米微粒的顏色不同，這樣可以通過復合控制涂料的顏色，克服碳黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)性。納米材料的顏色不僅限粒徑而變，而具有隨角度變色的效應。在汽車的裝飾噴涂業(yè)中，將納米Tio2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統(tǒng)汽車面色彩多樣化。
3在化工方面的應用；
化工業(yè)影響到人類生活的方方面面，如果在化工業(yè)中采用納米技術，將更顯示出獨特畦力。在橡膠塑料等化工領域，納米材料都能發(fā)揮重要作用。如在橡膠中加入納米Sio2，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3和SiO2，加入到普通橡膠中，可以提高橡膠的耐磨性和介電特性，而且彈性也明顯優(yōu)于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料，可以提高塑料的強度和韌性，而且致密性和防水性也相應提高。最近又開發(fā)了食品包裝的TiO2.納米TiO2能夠強烈吸收太陽光中的紫外線，產(chǎn)生很強的光化學活性，可以用光催化降解工業(yè)廢水中的有利污染物，具有除凈度高，無二次污染，適用性廣泛等優(yōu)點，在環(huán)保水處理中有著很好的應用前景。
4其他生活方面的應用：
納米技術正在悄悄地滲透到老百姓衣、食、住、行各個領域。化纖布料制成的衣服雖然艷麗，但因摩擦容易產(chǎn)生靜電，因而在生產(chǎn)時加入少量金屬納米微粒，就可以擺脫煩人的靜電現(xiàn)象。不久前，關于保溫被、保溫衣的電視宣傳，提到應用了納米技術。納米材料可使衣物防靜電、變色、 貯光，具有很好的保暖效果。冰箱、洗衣機等一些電器時間長了容易產(chǎn)生細菌，而采用了納米材料，新設計的冰箱、洗衣機既可以抗菌，又可以除味殺菌。紫外線對人體的害處極大，有的納米微粒卻可以吸收紫外線對人體有害的部分，市場上的許多化妝品正是因為加入了納米微粒而具備了防紫外線的功能。傳統(tǒng)的涂料耐洗刷性差，時間不長墻壁就會變的班駁陸離，納米技術應用之后，涂料的技術指標大大提高，外墻涂料的耐洗刷性提高很多，以前的電視、音響等家電外表一般都是黑色的，被稱為黑色家電，這是因為家電外表材料中必須加入碳黑進行靜電屏蔽。如今可以通過控制納米微粒的種類，進而可控制涂料的顏色，使黑色家電變成彩色家電。
總之，在未來生活中，納米技術將帶給我們無限的舒心與時尚，使人類的生存的條件更加優(yōu)越。
參考文獻
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從貧民中走來
1947年1月一個春寒料峭的日子，李述湯出生在湖南寶慶東鄉(xiāng)兩市塘履安里（今邵東縣大禾塘街道辦事處里安村）一棟矮小的土坯房里。父親李秉綱是一名軍人，1928年4月考取黃埔軍校第六期步兵第三大隊，官至軍湘西縱隊少將司令。解放前夕，李秉綱率妻兒舉家遷至香港，先是在荔枝角落腳，后又搬遷到青山、屏山、元朗等地。
幼年李述湯在香港的生活，可謂是輾轉(zhuǎn)流離。李述湯回憶說：“父親是堂堂黃埔軍校六期畢業(yè)的知識分子，但一句廣東話都不會說，落得養(yǎng)雞養(yǎng)豬謀生，母親又長年重病不起……”饒是如此，他們家也無法在一處久居。在李述湯的記憶里，小時候印象最深的就是搬家，而每搬一次家，他就得換一所學校。限于條件，小時候李述湯就讀的學校都不是殖民地政府資助的學校，而是由社會、宗教、慈善機構設立的學校。這類學校大多條件簡陋，而且相對偏遠。李述湯清楚地記得：“小學四年級那年，我每天都要從元朗走很遠的山路到屏山上課，不知怎么，那條荒涼的小路總好像永無盡頭，愈走愈遠，而腳后踢起的沙礫又嘎嘎作響，讓我老覺得有鬼在后面追我，好害怕。結果我就每天逃學，逃了好幾個月……”
之后，父親李秉綱在調(diào)景嶺學校謀得一個職位，李述湯就此進入這所有教會背景的學校，開始有了相對穩(wěn)定的求學環(huán)境。但到了中學三年級時，由于母親病逝，積蓄耗盡，家道衰落不堪，連一日三餐都難以為繼，李述湯三兄弟無奈只好入住專為收容無家可歸兒童所設的“調(diào)景嶺學生輔助社”（“香港學生輔助會”前身）。
調(diào)景嶺位于香港九龍東鯉魚門灣外，曾經(jīng)是一個三面環(huán)水的荒山，除通往筲箕灣的水路和山上一條崎嶇狹窄的小路通往觀塘外，幾乎與世隔絕，是香港一個非常特殊的地方，魚龍混雜，貧困與荒織。1950年，香港政府將調(diào)景嶺辟為難民徙置區(qū)，區(qū)內(nèi)聚集了一大批戰(zhàn)敗后逃離大陸的軍人。他們在這里開山建房，無限期居留，實行自我管理。后來，港府在山頂建警署，僅只監(jiān)視區(qū)內(nèi)居民不殺人放火，其他活動都不予管束。據(jù)李述湯回憶：“嶺上公共設施匱乏，初入住時，連自來水都沒有。我與百多名來自困難家庭或父母雙亡的孩童，擠住在輔助社四處透風漏雨的破木板屋里。”為了活命，李述湯偷過甘蔗、偷過魚，甚至與蛇共眠。就在這樣一個環(huán)境中，李述湯沒有放棄一切讀書的機會，堅持艱難求學。在回憶這段求學生涯時，李述湯不無感慨地說：“當時，輔助社沒有醫(yī)生，傳教士看我還能讀書，便想培養(yǎng)我讀醫(yī)科，將來可以為輔助社服務?？上夷畹亩际侵形膶W校，英文不夠好，當然考不上那時唯一有醫(yī)科的香港大學，結果無心插柳柳成蔭，考取了香港中文大學化學系?！?/p>
1969年從香港中文大學畢業(yè)后，李述湯先后以優(yōu)異成績?nèi)〉妹绹~約州羅徹斯特大學和加拿大英屬哥倫比亞大學化學碩士和博士學位。1974年，李述湯應聘到美國加州大學柏克萊分校做博士后研究工作，1976年成為美國柯達公司高級研究員，1994年擔任香港城市大學物理與材料科學系教授及超金剛石及先進薄膜研究中心主任，2001年被聘為中國科學院理化技術研究所教授及納米有機光電子實驗室主任。
三次榮獲國家科技進步獎
李述湯長期致力于有機光電子材料及顯示器件、納米功能材料及器件、金剛石及相關超硬薄膜材料的研究，取得了一系列創(chuàng)新性研究成果，獲美國專利20余項。
在金剛石研究方面，李述湯著力開展硅襯底上金剛石成核、生長及異質(zhì)外延的機理研究，揭示其形成機理，探索出制備高質(zhì)量外延金剛石薄膜的方法，用含烴的低能離子束在硅襯底上直接生長出異質(zhì)外延的立方金剛石納米晶，并將技術推廣到合成其他半導體材料的納米線中。他研究的“金剛石及新型碳基材料的成核與生長”“氧化物輔助合成一維半導體納米材料及應用”和“高效光電轉(zhuǎn)換的新型有機光功能材料”3項成果，先后榮獲德國洪堡基金會研究成就獎（Humboldt Research Award）、香港裘槎基金會高級研究成就獎（Croucher Senior Research Fellowship）、2008年度何梁何利基金科技進步獎，2003年度、2005年度和2013年度國家科學技術進步獎二等獎。
這些年來，李述湯在國際化學、物理、材料等科研領域的著名期刊發(fā)表學術論文900余篇，出版專著9部，其中有5篇尖端在美國著名的《科學》雜志和英國的《自然》雜志上。他的論文被引用超過2.6萬余次，據(jù)ESI和ISI數(shù)據(jù)庫檢索，其論文引用次數(shù)在全世界材料科學領域中排名前25位。因而，他先后被聘為《Applied Physics Letters》和《Diamond & Related Materials》雜志副主編，《Physica Status Solidi》雜志亞太區(qū)主編（2004～2007），《New Carbon Materials》和《Journal of Materials Science & Technology》雜志編輯委員會委員，《Advanced Functional Materials》和《Applied Nanoscience》雜志顧問委員會委員。
1994年回到香港后，李述湯相繼成功策劃、主持了30余項大型研究項目，先后獲得香港研究資助局和創(chuàng)新科技基金提供的6000余萬港元的科研資助。近些年來，李述湯在內(nèi)地也分別承擔了多項國家“863”和“973”項目的研究任務。
因為取得了這些令全球科技界折服的研究成果，李述湯于2005年當選為中國科學院院士。2006年5月31日，中國科學院院長路甬祥飛抵香港，親自為李述湯頒發(fā)院士證書。此后不久，李述湯又當選為第三世界科學院院士。
亞洲納米技術領軍人物
2003年3月21日，全球自然科學界最權威的刊物《科學》雜志的封面，刊登了李述湯研究成功的3根漂亮的納米硅線的照片，全球最細的納米硅線第一次清晰地展現(xiàn)在世人眼前，這意味著全球納米研究領域?qū)钍鰷芯砍晒目隙?，也表明這項研究在全世界的影響力。
納米是長度單位，原稱毫微米，就是十億分之一米，相當于4倍原子大小，比單個細菌的長度還要小。納米技術乃當今世界科技研究最尖端、最有前景的領域，而納米硅線又是納米技術中最熱門、競爭最激烈的研究領域。自20世紀初以來，無數(shù)科技精英投身其中，力圖跨越這十億分之一米的距離。但誰也沒有想到，李述湯憑借自己淵博的學識和堅忍不拔，在這個領域力拔頭籌，成為亞洲納米技術研究的領軍人物、香港納米材料研究的第一人。
“不是吹牛，我做的納米硅線是全世界最好的。”李述湯每次談起他的納米硅線，率真得煞是可愛。他旗下的超金剛石與先進薄膜中心，是世界上兩所最早制造出納米硅線的實驗室之一。
1994年，李述湯告別美國的優(yōu)厚待遇，毅然加入香港城市大學。自1996年開始，他率領攻關小組，主攻納米硅線。這個研究團隊由2名講座教授（香港大學級別最高的教授）和4名副教授組成，平均每人帶領4至7名學生，夜以繼日地開展研究、試驗。7年間，他們?nèi)〉昧肆钊虿毮康某删汀Ｊ紫?，他們研制出全球最小的納米硅線，直徑只有1納米（頭發(fā)的五萬分之一）。接著，他們通過掃描隧道顯微鏡，不僅看到了穩(wěn)定的納米硅線圖像，更是拍下了極其清晰的珍貴照片。如今，他們更是進一步發(fā)現(xiàn)，納米硅線具有特殊的光學性質(zhì)。李述湯非常自信地向全世界宣布，他們的這一發(fā)現(xiàn)將為納米材料的研究掀開嶄新的一頁。他估計，5年后，以納米硅線為發(fā)光源的納米激光將會問世，體積更小、速度更快的納米電腦也將在10年內(nèi)誕生?！斑@可是一個產(chǎn)值以千億計的大產(chǎn)業(yè)！”李述湯難以抑制心中的興奮。
“您在這個具有高度競爭性和戰(zhàn)略意義的科學領域里，作出了特別顯著的貢獻。”納米研究領域的國際權威、1996年諾貝爾化學獎得主克羅托（H.W.Kroto）教授在參觀完李述湯的實驗室后，作出如是評價。納米硅線、納米金剛石、納米發(fā)光，是全球最具發(fā)展前途的3個研究領域。李述湯掛帥的超金剛石與先進薄膜中心，是亞洲納米硅線研究的金字塔塔尖，是香港唯一受惠于國家資助高科技研究的“863”計劃的機構。
創(chuàng)建蘇州大學納米科學技術學院
蘇州大學坐落在古城蘇州之南，是國家“211工程”重點建設高校，其前身為創(chuàng)建于光緒年間的東吳大學。作為全國最早建成的現(xiàn)代高等學府之一，蘇州大學創(chuàng)造了中國近代高等教育史上的若干個第一：第一所實施西式辦學體制的大學，第一所開展研究生教育并最早授予碩士學位的大學，第一所開設法學專業(yè)的大學，第一所創(chuàng)辦學報的大學……而如今，有了李述湯的全職加盟，有了李述湯領銜創(chuàng)建的納米科學技術學院，蘇州大學更加聲名遠播。
李述湯時常對學生說：“中國人要在中國的土地上，做出令中國人驕傲的事情來?！彼沁@樣說的，也是這樣做的，在香港如是，在蘇州亦如是。2008年，當蘇州大學黨委書記王卓君和校長朱秀林到香港拜會李述湯時，李述湯粲然一笑。他沒有半點“矜持”，主動將實驗室組建方案攤到桌上，只向來者提出了一個條件，那就是能在“無時間限制、無指標規(guī)定、無框架局限”的“三無”狀態(tài)下，組建自己理想中的研究機構――一個真正干事的研究院。求賢若渴的書記和校長二話沒說，雙雙伸出有力的大手，與李述湯緊緊握在一起。這一年6月9日，蘇州大學功能納米與軟物質(zhì)（材料）實驗室在獨墅湖校區(qū)成立。2010年10月16日，蘇州大學納米科學技術學院揭牌。2012年2月22日，蘇州大學與加拿大滑鐵盧大學、蘇州工業(yè)園區(qū)聯(lián)袂打造的納米技術聯(lián)合研究院正式啟航。
加盟蘇州大學后，李述湯全身心投入到了蘇州這塊納米產(chǎn)業(yè)高地，無論是基礎建設，還是招兵買馬，他都親自過問，親自拉“盤子”。為了納米科學技術學院的建設，李述湯可謂是嘔心瀝血，傾注了全力。
記者：航材院燕紹九、楊程、洪起虎等科技人員近期在《材料工程》雜志上發(fā)表了“石墨烯增強鋁基納米復合材料的研究”一文，您對納米材料技術十分關注，請從這個角度談談這項發(fā)明的價值和意義如何？
林左鳴：航材院發(fā)表的這篇論文，表明他們以石墨烯作為納米填充材料，對其他材料實現(xiàn)了成功改性，完成了一項在國際上領先的重要發(fā)明，具有十分重要和深遠的意義。這項發(fā)明意味著，我們可以用石墨烯作為填充材料對一系列金屬材料進行改性提高品質(zhì)性能，制造出系列的“烯合金”材料。我個人認為，這在合金材料發(fā)展歷史上，無異于是一場劃時代的革命，尤其對航空工業(yè)的發(fā)展，將帶來巨大的影響。對此，我由衷地感到高興，也說明了多年來航空工業(yè)廣大科技人員努力在基礎和前沿科技領域里探索和耕耘，已經(jīng)開始結出豐碩果實！為實現(xiàn)“中國發(fā)明，世界領先”的戰(zhàn)略目標邁出了堅實的步伐！
記者：您對納米材料的微觀機理大膽進行了猜想性探索，設立了若干假說。您能否對烯合金改性的微觀機理做進一步的探索性分析？
林左鳴：我對此仍然只能作猜想性的探索，科學的機理要以科學試驗的實證為準繩。石墨烯本身就屬于納米級材料，因此它本身就具有納米粒子所應有的表面活性狀態(tài)，容易與其他材料粒子結合。目前納米粒子最主要的應用是作為其他非納米材料改性時的填充材料，但很多材料的納米粒子制取和保存都相對困難，石墨烯目前成為人們比較便于大規(guī)模制取和保存的納米材料，因此，可以廣泛用于其他材料改性時的填充材料。由于石墨的韌性和強度及成為納米材料時的表面活性特點，當作為填充材料時，可能使石墨烯成為其他被填充材料（基礎材料）中晶粒之間的隱性焊接材料，在晶粒界面形成鏈橋效應。也就是說，基礎材料晶粒之間通過石墨烯表面活性作用，形成了晶粒界面呈現(xiàn)無縫隙連接的形態(tài)。當基礎材料中的晶粒界面形成無縫隙連接后，在外力作用時，其晶界滑移現(xiàn)象減少，抗應力能力增加，從而使得被填充的基礎材料的強度隨著抗應力能力的提高而增強。以上仍然僅僅是一種猜想式的假說，真正的機理最終還需要通過充分的科學試驗去印證。
記者：在我們的印象中，近幾年來，您多次談到今后若有新技術革命，其突破口和領域一定是在材料科學領域，最近您又提出新的材料技術革命，有賴于粒子科學的突破。您是否認為在新的粒子科學突破之前，納米技術的發(fā)展對于新材料技術的進一步突破和發(fā)展十分重要？
