【中国科学报】纳米世界：尽现神奇世界

科学家研制的纳米发电机

21世纪初，我国曾迎来一股“纳米热”，纳米钢皂、纳米衣物等纷纷涌现。然而，随着时间的推移，纳米科技似乎与我们的日常生活渐行渐远。但实际上，纳米科技却成为了我们身边既熟悉又陌生的存在。

走进手机专卖店挑选智能机，苹果、三星等知名品牌所采用的往往是纳米级芯片；踏入医院进行体检，众多试纸和试剂亦多为纳米技术产物；步回家中开启电视，碳纳米管制成的屏幕则为你呈现高清的视听享受……纳米技术，实则从未远离我们的生活。它始终与各类技术融合，被巧妙地隐藏在层层包装之中，默默地为人类生活提供便利。

面向未来，纳米技术有望在信息科技、生物医疗、能源与环境等众多领域为人类创造更多福祉，甚至有可能成为塑造未来世界的关键力量。

绿色印刷

不产生废水，不造成重金属污染，可带来印刷业的革命

在公众眼中，纳米技术似乎并不像3D打印技术那样直观易懂，亦不如智慧城市那样广为人知。它似乎被搁置一旁，仅仅存在于实验室的范畴之中。

事实真的如此吗？

实际上，近期，《中国科学报》的记者跟随中国科学院北京综合研究中心的员工，一同前往怀柔科教园区内的中科纳新印刷技术有限公司，对该公司的纳米印刷技术进行了深入交流。

我们的核心专长在于纳米材料的环保印刷制版技术，这项技术独具特色，无需感光材料，对环境无害，且成本较低，“在中科纳新公司工作的中国科学院化学研究所博士纪艺琼如此自豪地阐述，”若能得以广泛运用，无疑将对整个印刷行业带来一场革命性的转变。

步入生产区域，几台并不显眼的制版设备安静地置于中央，几名技术人员正在将一块铝板送入设备之中，不久，一块制作完成的版材便从设备尾部的出口迅速“涌”出。空气中没有刺鼻的化学药剂味道，也没有排放污水的管道，甚至没有明显的噪音，报纸和杂志的制版工序在车间内轻松地得以实现。

喷墨技术仅是手段，而纳米技术则是我们的核心优势。借助纳米技术，我们能够自如地调节亲水与亲油区域。纪艺琼指出，纳米科技的引入为印刷行业带来了革命性的突破，不仅有利于环境保护，还能有效降低成本。使用我们的印刷设备，客户可以节省大约30%的费用。据相关消息，这项技术的商业化进程正在有序进行，目前山东等地的新闻机构已开始采用中科纳新的设备进行报纸的大规模印刷。

无处不在

纳米衣服、纳米级芯片，纳米显示屏……纳米科技已无处不在

纳米科技不仅涵盖了纳米印刷制版技术，实际上它早已渗透进了我们的日常生活。然而，它的存在就像春雨悄悄降临，悄无声息地滋润万物，以至于人们往往并未意识到它的存在。

纳米钢皂的生产技术实际上已经相当成熟，且在多个地区均有销售。据国家纳米科学技术指导协调委员会专家组秘书长、国家纳米科学中心科技管理部副主任任红轩向《中国科学报》记者透露，这种纳米钢皂最初在德国问世，而近期我国市场上也涌现出了类似的产品。这种不锈钢制肥皂具有显著的去腥功能，能够有效消除鱼腥以及其他多种不良气味，然而，由于其成本较高，它并未被纳入超市的货架，而是主要在大型商场进行销售。

任红轩在办公室里拿起一部苹果手机，向记者展示道：“这款手机中的芯片，全都是采用纳米技术精心打造的。然而，又有多少人真正了解这一点呢？”

芯片制造行业里，纳米技术的突破具有深远影响。无论是电脑还是智能手机的制造，都依赖于芯片。目前，英特尔推出的最尖端移动SoC采用了22纳米制程技术，而高通的高端SoC则采用了28纳米制程技术。运用更低的纳米级制程技术来生产芯片，能够显著提升芯片的性能以及能耗效率。

最新资讯显示，英特尔计划在年内揭晓其14纳米制程技术，并透露该技术将用于生产新一代的智能手机和平板电脑芯片。这一举措无疑将推动智能手机和平板电脑性能实现显著的提升。

过去两年里备受瞩目的纳米服装，技术层面亦取得了新的突破。任红轩透露，国家纳米科学中心正协助某企业研发一种既能耐高温又能透气的纳米服装，这种服装适用于高温作业的特种行业。我们负责提供所需材料和专业技术支持，而他们则负责生产。

在医疗行业，纳米技术已经应用了很长时间。然而，与治疗相比，现阶段纳米技术主要在疾病诊断方面发挥着作用。科学家们根据不同的病情，研发出了各式各样的检测工具，其中，“最直观的应用便是检测女性是否怀孕的试纸，而这同样依赖于纳米技术。”任红轩如此表示。

据相关消息，2011年，我国国家纳米科学研究中心与检验检疫机构携手，成功研制出了针对植物病毒快速检测的试剂盒。目前，该试剂盒已由海关部门正式投入使用。

中国科学院生物物理研究所的研究员阎锡蕴也对《中国科学报》的记者进行了阐述，纳米技术在医学影像以及农药检测等多个领域有着广泛的应用。她曾经运用纳米模拟酶技术，成功研发出一种新的肿瘤诊断方法。这一技术操作简便，检测迅速，并且克服了传统免疫组化技术对昂贵抗体的依赖性。

日常生活中不可或缺的电池、手机屏幕等设备，同样受益于纳米技术的支持。碳纳米管作为导电材料，已被广泛应用于锂离子电池，并成功实现了产业化；此外kaiyun全站app登录入口，借助碳纳米管场发射特性制作的显示屏，在手机中的应用效果显著，同样已步入产业化阶段。任红轩向记者透露，每当人们拿起手机，享受它带来的便捷，实际上便在不经意间领略到了纳米科技为人类带来的福祉。

往何处去

治疗肿瘤，制造新材料，提高存储器性能，纳米将改变生活

1991年，人类首次发现了碳纳米管，随后它被广泛应用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等研究领域；进入1999年，纳米技术开始逐步进入市场，全年纳米产品的销售额更是达到了500亿美元……

目前，纳米技术、信息技术与生物技术并列为全球高科技领域的三大基石。众多国家，如美国、日本、欧盟及俄罗斯等，均制定了各自的纳米科技发展路线图，并投入了大量资金，力求在战略制高点上占据优势。尤其是美国，更是将纳米技术视为推动下一场工业变革的关键所在。

观察我国对纳米技术的扶持程度，纳米研究领域持续受到关注，热度未曾减退。任红轩指出，近些年，国家在此领域的资金投入逐年增加，每年投入的经费通常超过10亿元。同时，地方政府也对此给予了相应的资金支持。

当前和未来的纳米科技领域，哪些是研究的热点呢？任红轩指出，这些热点主要集中在以石墨烯为典型代表的纳米材料、生物医药、信息技术以及能源与环境等几个关键领域。

石墨烯，一种由单一碳原子层构成的二维晶体，有望成为制造能耗更低、运行速度更快的下一代纳米级电子器件的关键原材料。这一发现，堪称纳米科技领域近年来最为显著的成就之一，堪称里程碑式的突破。任红轩如是说。

在生物医药领域，尽管运用纳米技术在新药研发中取得成功的例子尚不丰富，然而这并非纳米技术本身的问题，实际上，全球范围内对于药品的研发与上市都实施了严格的审查流程。

实际上，研究人员在实验室成功研发出了众多新型药物，这些药物在临床试验中均展现出优异的效果。然而，由于审批流程的复杂性，这些药物正式进入市场还需等待一段时间。

任红轩以实例说明，经过长达十余年的不懈努力，成功研发出一种名为“富勒烯包钆”的新药，这种药物能够应用于多种肿瘤的治疗。其作用机制在于，在肿瘤组织周围构建一道屏障，有效阻隔肿瘤与外界物质的交流，进而达到遏制肿瘤生长的效果。目前，实验结果表明，该技术在治疗乳腺癌和胰腺癌上表现出卓越的疗效。它已成功申请了三个国际专利以及二十余项附属专利。此外，该技术已顺利通过动物实验阶段。展望未来，若能成功进入市场，有望颠覆现有的肿瘤治疗方法。

在信息技术领域，纳米技术对于提升存储器每平方英寸的存储量、加快中央处理器的运算速度起到了至关重要的推动作用。目前，中国科学院上海微系统研究所已在纳米相变存储器的产业化关键技术研发上实现了重要突破。当下流行的可穿戴智能设备，其芯片和材料未来将不得不依赖于纳米技术。纳米技术的不断进步将助力这些智能设备的进一步发展，任红轩如是说。

在探讨我国纳米科技未来走向时，任红轩指出kaiyun全站网页版登录，与国外相比，我国企业在纳米科技创新领域扮演的角色有所差异。在国内，推动纳米科技发展的主力军是科研机构和高等院校，而大型企业的参与度相对较低，这导致了众多技术成果未能得到有效应用，从而在机构与院校中“积压”。

科技创新理应将企业作为核心，若企业不参与其中，即便国家投入巨资，亦无法发挥效用。他提出，未来国家需在制度层面进行高瞻远瞩的规划，促使部分大型国有企业拨出一定份额的资金，投入科技创新领域。

此外kaiyun官方网站登录入口，纳米技术的标准化和认证认可体系亟待构建。目前，国内在纳米试纸、纳米太阳镜等少数产品领域，已有相关企业标准，然而，这些尚不能称之为国家标准。众多产品尚无统一标准，导致行业内部存在一定程度的混乱。任红轩提出，相关部门应在产业规范化方面加大工作力度。