納米技術(shù)是對(duì)100納米以下的物質(zhì)進(jìn)行探索和控制的技術(shù)，這一尺度下，物質(zhì)會(huì)呈現(xiàn)出與宏觀物體和微觀粒子截然不同的特性。

經(jīng)過最近二三十年的快速發(fā)展，一些具有新奇特性的納米材料，如導(dǎo)電性能類似金屬銅的石墨烯，抗拉強(qiáng)度比同體積鋼高100倍的碳納米管，通過改變尺寸就可以控制發(fā)射光譜的量子點(diǎn)，具有隱身功能的超材料等不斷被發(fā)現(xiàn)，繼而在醫(yī)學(xué)、能源、環(huán)境及信息，甚至軍事等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，納米技術(shù)為藥物的傳輸和疾病的治療提供了新的方式和途徑。借助納米載體，藥物可以克服人體的生物屏障，通過人為操控直接到達(dá)病灶區(qū)，在提高局部藥物濃度增強(qiáng)治療效果的同時(shí)減少了對(duì)其他組織的損害，其優(yōu)勢(shì)在癌癥治療中比較明顯。目前部分針對(duì)癌癥的納米藥物已經(jīng)面市。

各種具有特定癌癥治療功能的納米機(jī)器人相繼被成功研發(fā)：能夠在60秒內(nèi)殺死癌細(xì)胞的納米機(jī)器人；可找到腫瘤，控制其代謝并能有效抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的DNA納米機(jī)器人；鎖定癌細(xì)胞并投遞藥物的納米機(jī)器人等等，納米技術(shù)的使用為非侵入性癌癥治療提供了一個(gè)良好的發(fā)展契機(jī)，其商業(yè)化必將極大地提高患者的生存率。

此外，利用納米技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)疾病的早期診斷及監(jiān)測。利用金納米粒子制備的生物條形碼可以將疾病生物標(biāo)記物的檢出底線降低106倍，極大地提高了疾病早期發(fā)現(xiàn)的可能性；利用石墨烯制備的皮膚貼片改變了傳統(tǒng)的手指穿刺測量血糖的方法，以非侵入的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)糖尿病患者血糖的監(jiān)測和管理。納米技術(shù)有力促進(jìn)了醫(yī)學(xué)發(fā)展過程中瓶頸問題的解決，成為醫(yī)藥研究領(lǐng)域必不可少的技術(shù)和武器。

能源領(lǐng)域，納米技術(shù)為綠色清潔能源技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng)用提供了新的思路，開辟了新的途徑。納米技術(shù)為鋰電池的發(fā)展帶來了新機(jī)遇。利用納米技術(shù)，傳統(tǒng)鋰電池領(lǐng)域充放電過程中的安全性（利用硅納米線或者具有空心殼層結(jié)構(gòu)的S/納米TiO2等）及速度慢（應(yīng)用碳納米管等）、電池不穩(wěn)定（使用超薄二維BN/石墨烯復(fù)合材料等）等重大問題得以妥善解決。

目前針對(duì)鋰電池的納米材料的研究已經(jīng)完善并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，商業(yè)鋰電池的能量密度已達(dá)300Wh/kg，鋰電池動(dòng)力汽車的續(xù)航里程可達(dá)470公里左右，隨著納米材料的進(jìn)一步發(fā)展，鋰電池性能的進(jìn)一步優(yōu)化，其能量密度有望達(dá)到500Wh/kg，實(shí)現(xiàn)800公里的續(xù)航目標(biāo)。超級(jí)電容器因?yàn)槌潆娝俣瓤欤β拭芏雀叩葍?yōu)勢(shì)成為新能源汽車的“新寵”。納米技術(shù)可以幫助超級(jí)電容器減重，同時(shí)進(jìn)一步提升充電速度。近日一款由碳納米管制備的超級(jí)電容器問世，其充放電速度是傳統(tǒng)電池的1000倍，能夠在短短數(shù)秒中完成汽車充電，甚至比傳統(tǒng)汽車加油要快3倍，充電周期可以高達(dá)100萬次。一些性能更為優(yōu)越、更為輕質(zhì)、更為環(huán)保的應(yīng)用了納米技術(shù)的新穎超級(jí)電容器，如蛋殼膜超級(jí)電容器、海綿超級(jí)電容器還在不斷出現(xiàn)。一旦這些超級(jí)電容器成功商業(yè)化，將會(huì)給稀土市場產(chǎn)生一定的沖擊，也會(huì)給傳統(tǒng)電動(dòng)汽車行業(yè)帶來顛覆性改變。

鈣鈦礦太陽能電池是近幾年新發(fā)展起來的能源轉(zhuǎn)換器件，中國科學(xué)家合成的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池實(shí)現(xiàn)了14.4%的最高光電轉(zhuǎn)換效率，有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率已提升到22.1%，接近單晶硅太陽能電池26.3%的光電轉(zhuǎn)化效率。隨著加工工藝的發(fā)展和成熟，應(yīng)用了納米技術(shù)的鈣鈦礦太陽能電池有望超過硅基太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，其進(jìn)一步發(fā)展很有可能改變太陽能產(chǎn)業(yè)。

納米摩擦發(fā)電機(jī)是納米技術(shù)在機(jī)械能發(fā)電領(lǐng)域的新應(yīng)用。利用它可以收集傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)不容易獲取的機(jī)械能，比如摩擦能、風(fēng)能、海浪能、機(jī)械振動(dòng)等。目前，已有部分利用納米摩擦發(fā)電機(jī)的產(chǎn)品問世，如，自供電智能鞋、摩擦電空氣凈化器等。作為一種全新的綠色能源供給技術(shù)，納米摩擦發(fā)電機(jī)將為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中微能源供應(yīng)問題提供全新的解決方案，可以為大尺度的“藍(lán)色能源”（海洋能）提供一種全新的技術(shù)方案，在普適化便攜式電子產(chǎn)品的電源供應(yīng)方面有廣泛的應(yīng)用前景。利用了納米技術(shù)的納米摩擦發(fā)電機(jī)有可能引領(lǐng)技術(shù)革新并深刻改變?nèi)祟惿鐣?huì)。

由此可見，納米技術(shù)不僅改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度，將人們的視野聚焦到100納米以下的范圍，催生了新的研究領(lǐng)域和技術(shù)（如自旋電子學(xué)，納米壓印光刻技術(shù)等），還為其應(yīng)用領(lǐng)域開辟了新的天地，為瓶頸問題的解決提供了有效途徑，為傳統(tǒng)行業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)其衍生的新產(chǎn)品和新方法形成了巨大的新興市場，其進(jìn)一步的發(fā)展非常有可能引發(fā)生產(chǎn)革命和消費(fèi)革命。

各國納米技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略和行動(dòng)

納米技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，首先受到了美國的高度關(guān)注。2000年美國率先發(fā)布國家納米計(jì)劃，加強(qiáng)其在開展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。隨后，世界上幾乎所有的工業(yè)化國家都加快了推進(jìn)納米技術(shù)戰(zhàn)略和研究計(jì)劃的步伐，韓國、俄羅斯、中國、越南、以色列等新興工業(yè)化國家和發(fā)展中國家也紛紛根據(jù)本國國情制定了系列納米發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃。

比如韓國，2002年發(fā)布了“納米技術(shù)開發(fā)行動(dòng)計(jì)劃”，支持納米核心技術(shù)的開發(fā)并培育納米技術(shù)領(lǐng)域的專家；2008年發(fā)布了“面向先進(jìn)一流國家的李明博政府的科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”，將納米基礎(chǔ)機(jī)能性材料技術(shù)等領(lǐng)域列為重點(diǎn)培育技術(shù)，希望憑借這些技術(shù)的發(fā)展使韓國躋身于七大科技強(qiáng)國之列。隨后韓國又出臺(tái)了一系列研究計(jì)劃，如每五年修訂一次的“納米技術(shù)綜合發(fā)展計(jì)劃”等，以“把韓國發(fā)展成為以技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的納米技術(shù)領(lǐng)先國家”為發(fā)展藍(lán)圖，促進(jìn)納米技術(shù)在本國的發(fā)展。

德國2004年發(fā)布了納米技術(shù)新戰(zhàn)略，提出“德國創(chuàng)新向納米技術(shù)進(jìn)軍”的戰(zhàn)略計(jì)劃，促進(jìn)納米技術(shù)應(yīng)用潛力的開發(fā)；隨后德國頒布了系列“納米技術(shù)行動(dòng)計(jì)劃”，希望利用納米技術(shù)解決其制定的高新技術(shù)戰(zhàn)略中能源、交通、健康等領(lǐng)域中的關(guān)鍵問題，提高德國企業(yè)的競爭力，擴(kuò)大自己在歐洲的領(lǐng)先地位。

中國也制定了納米技術(shù)發(fā)展的計(jì)劃。2001年，科技部聯(lián)合國家多部委發(fā)布了《國家納米科技發(fā)展綱要》，并成立了國家納米科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)，提出加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、攻克關(guān)鍵技術(shù)及培養(yǎng)骨干人才等任務(wù)目標(biāo)。各部委分別通過國家的“973計(jì)劃”、“863計(jì)劃”等對(duì)納米新材料和新技術(shù)的研發(fā)進(jìn)行了支持。

2013年，中國科學(xué)院啟動(dòng)“納米先導(dǎo)專項(xiàng)”，希望利用納米技術(shù)促進(jìn)長續(xù)航動(dòng)力鋰電池和納米綠色印刷等產(chǎn)業(yè)技術(shù)的變革性創(chuàng)新，同時(shí)培育和推動(dòng)一批納米核心技術(shù)在特定能源、環(huán)境與健康領(lǐng)域中的應(yīng)用，解決若干制約國家骨干行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸問題，帶動(dòng)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；2016年，科技部發(fā)布“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃，將新型納米功能材料、納米光電器件及集成系統(tǒng)、納米生物醫(yī)用材料、納米藥物、納米能源材料與器件、納米環(huán)境材料等的研發(fā)作為重大專項(xiàng)進(jìn)行研究部署。

在各類項(xiàng)目和計(jì)劃的支持下，我國納米技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，已經(jīng)成為世界納米技術(shù)研發(fā)大國，貢獻(xiàn)了全球超過三分之一的納米科技論文，約占全球一半的納米專利申請(qǐng)。我國的部分基礎(chǔ)研究躍居國際領(lǐng)先水平；首次化學(xué)合成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型納米材料石墨炔，不僅在能源、光電子器件等領(lǐng)域展示出了巨大的應(yīng)用潛力，在國際上產(chǎn)生了重要影響，且正在全球范圍內(nèi)形成新的研究方向；在國際上首次提出了“納米限域催化”概念，成功實(shí)現(xiàn)了甲烷一步轉(zhuǎn)化直接生產(chǎn)低碳烯烴。這項(xiàng)成果顛覆了90多年來煤化工一直沿襲的費(fèi)托路線，被業(yè)界譽(yù)為“煤轉(zhuǎn)化領(lǐng)域里程碑式的重大突破”，在國際學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界形成了重大影響；首次合成了性能超越傳統(tǒng)硅基的5納米柵長碳納米晶體管，將晶體管性能推至理論極限；研發(fā)的新型“腫瘤捕手”-多肽納米材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的高效富集和檢測，其性能顯著高于國內(nèi)外同類型材料；首次合成了接近單根碳納米管理論強(qiáng)度的超長碳納米管管束，其拉伸強(qiáng)度超越了目前全世界范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的所有其他纖維材料。

我國已經(jīng)建立了國際性納米技術(shù)學(xué)術(shù)據(jù)點(diǎn)——國家納米科學(xué)中心，并在蘇州建成了大型產(chǎn)官學(xué)工業(yè)園區(qū)-蘇州納米科技協(xié)同創(chuàng)新中心，以促進(jìn)納米技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。我國納米科技應(yīng)用研究與成果轉(zhuǎn)化的成效也已初具規(guī)模：我國已經(jīng)成功研發(fā)出22納米及以下集成電路技術(shù)研發(fā)的工藝平臺(tái)（全球只有英特爾公司量產(chǎn)）；已經(jīng)建成了世界上第一條真正實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、低成本制備高品質(zhì)石墨烯的生產(chǎn)線，最近我國還啟動(dòng)了首條全自動(dòng)量產(chǎn)石墨烯有機(jī)太陽能光電子器件的生產(chǎn)線；已實(shí)現(xiàn)40納米，28納米系統(tǒng)級(jí)芯片工藝的試生產(chǎn)；突破傳統(tǒng)版材電解氧化的工藝路線，建成世界上首條無電解氧化工藝600萬平方米納米綠色版基示印刷范線；我國已建成年產(chǎn)達(dá)10萬平米的超材料板生產(chǎn)線；能大幅降低空氣中有害氣體的納米空氣凈化器已進(jìn)入實(shí)用化生產(chǎn)階段。

總之，納米技術(shù)的發(fā)展方興未艾，未來的納米技術(shù)將作為一項(xiàng)通用技術(shù)在更多的領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。