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時(shí)間:2023-03-29 09:27:32
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇納米化學(xué)論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
研究論文
(1)多壁納米碳管對(duì)磷酸鐵鋰正極材料熱穩(wěn)定性及表面形貌的影響 mária filkusová andrea fedorková renáta
oriňáková andrej oriňák2 zuzana nováková lenka kantárová
動(dòng)態(tài)
(7)第十一屆全國(guó)新型炭材料學(xué)術(shù)研討會(huì)征文通知 無
研究論文
(8)氧化硅包覆單壁碳納米管納米電纜的制備 張艷麗 侯鵬翔 劉暢
動(dòng)態(tài)
(13)thc系列耐高溫阻燃熱固性酚醛樹脂 無
研究論文
(14)多壁碳納米管的對(duì)氨基苯磺酸鈉修飾及對(duì)cu^2+的吸附性能 鄭凈植 胡建 杜飛鵬
動(dòng)態(tài)
(19)《新型炭材料》2011年sci影響因子0.914 無
研究論文
(20)磁場(chǎng)處理對(duì)ldpe及其碳納米管復(fù)合材料電導(dǎo)特性的影響 韓寶忠 馬鳳蓮 郭文敏 王艷潔 蔣慧
動(dòng)態(tài)
(25)西安誠(chéng)瑞科技發(fā)展有限公司 高低溫炭化爐、液相(氣相)沉積爐、石墨化爐 無
研究論文
(26)碳納米管/鐵氰化鎳/聚苯胺雜化膜對(duì)抗壞血酸的電催化氧化 馬旭莉 孫守斌 王忠德 楊宇嬌 郝曉剛 臧楊 張忠林 劉世斌
(33)水輔助化學(xué)氣相沉積制備定向碳納米管 劉庭芝 劉勇 多樹旺 孫曉剛 黎靜
(39)通過高溫裂解酚醛樹脂制備氣體分離用炭膜——裂解溫度及臭氧后處理的作用分析 mohammad mahdyarfar toraj
mohammadi ali mohajeri
動(dòng)態(tài)
(46)納米植物炭黑 無
研究論文
(47)中孔炭負(fù)載二氧化鈦光催化劑的制備及降解甲基橙 因博 王際童 徐偉 龍東輝 喬文明 凌立成
(55)co2捕集用具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)納米孔炭的制備 唐志紅 韓卓 楊光智 趙斌 沈淑玲 楊俊和
研究簡(jiǎn)報(bào)
(61)高分散性氧化石墨烯基雜化體的制備及其熱穩(wěn)定性增強(qiáng) 張樹鵬 宋海歐
(66)相互連接的碳微米球的制備與磁性 文劍鋒 莊葉 湯怒江 呂麗婭 鐘偉 都有為
(71)碳化物衍生碳涂層的表面劃痕織構(gòu)能降低摩擦 眭劍 呂晉軍
動(dòng)態(tài)
由于納米技術(shù)對(duì)國(guó)家未來經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展及國(guó)防安全具有重要意義,世界各國(guó)(地區(qū))紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動(dòng)器,相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃,以指導(dǎo)和推進(jìn)本國(guó)納米科技的發(fā)展。目前,世界上已有50多個(gè)國(guó)家制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃。一些國(guó)家雖然沒有專項(xiàng)的納米技術(shù)計(jì)劃,但其他計(jì)劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。
(1)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)雄心勃勃
為了搶占納米科技的先機(jī),美國(guó)早在2000年就率先制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃(NNI),其宗旨是整合聯(lián)邦各機(jī)構(gòu)的力量,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)。2003年11月,美國(guó)國(guó)會(huì)又通過了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》,這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計(jì)劃,從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)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(shù)視為“日本經(jīng)濟(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域,并制定了多項(xiàng)措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源(人才、資金、設(shè)備)的落實(shí)。之后,日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針,積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實(shí)用性的研發(fā),同時(shí)跨省廳重點(diǎn)推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研發(fā)。
歐盟在2002—2007年實(shí)施的第六個(gè)框架計(jì)劃也對(duì)納米技術(shù)給予了空前的重視。該計(jì)劃將納米技術(shù)作為一個(gè)最優(yōu)先的領(lǐng)域,有13億歐元專門用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識(shí)為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會(huì)還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略,目前,已確定了促進(jìn)歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個(gè)關(guān)鍵措施:增加研發(fā)投入,形成勢(shì)頭;加強(qiáng)研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施;從質(zhì)和量方面擴(kuò)大人才資源;重視工業(yè)創(chuàng)新,將知識(shí)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù);考慮社會(huì)因素,趨利避險(xiǎn)。另外,包括德國(guó)、法國(guó)、愛爾蘭和英國(guó)在內(nèi)的多數(shù)歐盟國(guó)家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計(jì)劃。
(2)新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體瞄準(zhǔn)先機(jī)
意識(shí)到納米技術(shù)將會(huì)給人類社會(huì)帶來巨大的影響,韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體,為了保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國(guó)政府2001年制定了《促進(jìn)納米技術(shù)10年計(jì)劃》,2002年頒布了新的《促進(jìn)納米技術(shù)開發(fā)法》,隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開發(fā)實(shí)施規(guī)則》。韓國(guó)政府的政策目標(biāo)是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個(gè)主要技術(shù)領(lǐng)域,以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平;到2010年10年計(jì)劃結(jié)束時(shí),韓國(guó)納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國(guó)和日本等領(lǐng)先國(guó)家的水平,進(jìn)入世界前5位的行列。
中國(guó)臺(tái)灣自1999年開始,相繼制定了《納米材料尖端研究計(jì)劃》、《納米科技研究計(jì)劃》,這些計(jì)劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ),以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標(biāo),意在引領(lǐng)臺(tái)灣知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建立產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
(3)發(fā)展中大國(guó)奮力趕超
綜合國(guó)力和科技實(shí)力較強(qiáng)的發(fā)展中國(guó)家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家納米科技發(fā)展的勢(shì)頭,也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國(guó)政府在2001年7月就了《國(guó)家納米科技發(fā)展綱要》,并先后建立了國(guó)家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)、國(guó)家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會(huì)。目前正在制定中的國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展綱要將明確中國(guó)納米科技發(fā)展的路線圖,確定中國(guó)在目前和中長(zhǎng)期的研發(fā)任務(wù),以便在國(guó)家層面上進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào),集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢(shì),爭(zhēng)取在幾個(gè)方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù),南非科技部正在制定一項(xiàng)國(guó)家納米技術(shù)戰(zhàn)略,可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對(duì)從事材料科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)和項(xiàng)目的支持力度,加強(qiáng)材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)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(guó)際間形成研發(fā)熱潮,現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國(guó)還是渴望富裕的工業(yè)化中國(guó)家,都在對(duì)納米科學(xué)、技術(shù)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(bào)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(shù)研究資金估計(jì)為20億歐元。這說明,全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。
美國(guó)的公共納米技術(shù)投資最多。在過去4年內(nèi),聯(lián)邦政府的納米技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)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(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法》,在2005~2008財(cái)年聯(lián)邦政府將對(duì)納米技術(shù)計(jì)劃投入37億美元,而且這還不包括國(guó)防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費(fèi)。
日本目前是僅次于美國(guó)的第二大納米技術(shù)投資國(guó)。日本早在20世紀(jì)80年代就開始支持納米科學(xué)研究,近年來納米科技投入迅速增長(zhǎng),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(zhǎng)20%。
在歐洲,根據(jù)第六個(gè)框架計(jì)劃,歐盟對(duì)納米技術(shù)的資助每年約達(dá)7.5億美元,有些人估計(jì)可達(dá)9.15億美元。另有一些人估計(jì),歐盟各國(guó)和歐盟對(duì)納米研究的總投資可能兩倍于美國(guó),甚至更高。
中國(guó)期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達(dá)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(guó)臺(tái)灣計(jì)劃從2002~2007年在納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中投資6億美元,每年穩(wěn)中有增,平均每年達(dá)1億美元。韓國(guó)每年的納米技術(shù)投入預(yù)計(jì)約為1.45億美元,而新加坡則達(dá)3.7億美元左右。
就納米科技人均公共支出而言,歐盟25國(guó)為2.4歐元,美國(guó)為3.7歐元,日本為6.2歐元。按照計(jì)劃,美國(guó)2006年的納米技術(shù)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(shì)。公共納米投資占GDP的比例是:歐盟為0.01%,美國(guó)為0.01%,日本為0.02%。
另外,據(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國(guó)魯克斯資訊公司2004年的一份年度報(bào)告稱,很多私營(yíng)企業(yè)對(duì)納米技術(shù)的投資也快速增加。美國(guó)的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元,占全球私營(yíng)機(jī)構(gòu)38億美元納米技術(shù)投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元,占36%。歐洲的私營(yíng)機(jī)構(gòu)將投資6.5億美元,占17%。由于投資的快速增長(zhǎng),納米技術(shù)的創(chuàng)新時(shí)代必將到來。
3、世界各國(guó)納米科技發(fā)展各有千秋
各納米科技強(qiáng)國(guó)比較而言,美國(guó)雖具有一定的優(yōu)勢(shì),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(guó)不相上下
根據(jù)中國(guó)科技信息研究所進(jìn)行的納米論文統(tǒng)計(jì)結(jié)果,2000—2002年,共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學(xué)引文索引(SCI)》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長(zhǎng),且增長(zhǎng)幅度較大,2001年和2002年的增長(zhǎng)率分別達(dá)到了30.22%和18.26%。
2000—2002年納米研究論文,美國(guó)以較大的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先于其他國(guó)家,3年累計(jì)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(guó)(11.28%)、中國(guó)(10.64%)和法國(guó)(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(guó)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(guó)家,也是納米研究實(shí)力最強(qiáng)的國(guó)家。中國(guó)的增長(zhǎng)幅度最為突出,2000年中國(guó)納米論文比例還落后德國(guó)2個(gè)多百分點(diǎn),到2002年已經(jīng)超過德國(guó),位居世界第三位,與日本接近。
在上述5國(guó)之后,英國(guó)、俄羅斯、意大利、韓國(guó)、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多,各國(guó)3年累計(jì)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(jìn)入前10名。這5個(gè)國(guó)家可以列為納米研究較活躍的國(guó)家。
另外,如果歐盟各國(guó)作為一個(gè)整體,其論文量則超過36%,高于美國(guó)的29.46%。(2)在申請(qǐng)納米技術(shù)發(fā)明專利方面美國(guó)獨(dú)占鰲頭
據(jù)統(tǒng)計(jì):美國(guó)專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項(xiàng)關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國(guó)家是美國(guó)(1454項(xiàng)),其次是日本(368項(xiàng))和德國(guó)(118項(xiàng))。由于專利數(shù)據(jù)來源美國(guó)專利商標(biāo)局,所以美國(guó)的專利數(shù)量非常多,所占比例超過了60%。日本和德國(guó)分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國(guó)、韓國(guó)、加拿大、法國(guó)和中國(guó)臺(tái)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(shí)用化的能力。多數(shù)國(guó)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(gè)國(guó)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(guó)家和地區(qū)只有美國(guó)、日本和中國(guó)臺(tái)灣。這說明,很多國(guó)家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實(shí)力,但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究,而實(shí)用化能力較弱。
(3)就整體而言納米科技大國(guó)各有所長(zhǎng)
美國(guó)納米技術(shù)的應(yīng)用研究在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等領(lǐng)域快速發(fā)展。隨著納米技術(shù)在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應(yīng)用,目前美國(guó)納米研究熱點(diǎn)已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)納米技術(shù)已經(jīng)被列為美國(guó)國(guó)家的優(yōu)先科研計(jì)劃。在納米醫(yī)學(xué)方面,納米傳感器可在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)多種癌癥進(jìn)行早期診斷,而且,已能在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進(jìn)行早期診斷。2004年,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺(tái)了一項(xiàng)《癌癥納米技術(shù)計(jì)劃》,目的是將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標(biāo);利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動(dòng)也是一個(gè)研究熱門,這對(duì)于研究艾滋病病毒、癌細(xì)胞等在人體內(nèi)的活動(dòng)情況非常有用,還可以用來檢測(cè)藥物對(duì)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(xué)納米技術(shù)正成為納米科技的新熱點(diǎn),納米技術(shù)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的應(yīng)用仍然引人關(guān)注。美國(guó)科研人員正在加緊納米級(jí)半導(dǎo)體材料晶體管的應(yīng)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(shù)是這一領(lǐng)域中最受關(guān)注的地方。不少科學(xué)家試圖利用化學(xué)反應(yīng)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(yùn)算快的芯片。這種技術(shù)本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術(shù)。在光學(xué)新材料方面,目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長(zhǎng)度達(dá)到幾百微米的納米導(dǎo)線。
日本納米技術(shù)的研究開發(fā)實(shí)力強(qiáng)大,某些方面處于世界領(lǐng)先水平,但尚未脫離基礎(chǔ)和應(yīng)用研究階段,距離實(shí)用化還有相當(dāng)一段路要走。在納米技術(shù)的研發(fā)上,日本最重視的是應(yīng)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(jié)構(gòu)的納米材料,如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結(jié)構(gòu)、富勒結(jié)構(gòu)套富勒結(jié)構(gòu)、納米管套富勒結(jié)構(gòu)、酒杯疊酒杯狀結(jié)構(gòu)等。
在制造方法上,日本不斷改進(jìn)電弧放電法、化學(xué)氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法,同時(shí)積極開發(fā)新的制造技術(shù),特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細(xì)川公司展出的低溫連續(xù)燒結(jié)設(shè)備引起關(guān)注。它能以每小時(shí)數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復(fù)合的超微粒材料。東麗和三菱化學(xué)公司應(yīng)用大學(xué)開發(fā)的新技術(shù)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(jìn)入批量生產(chǎn)階段。
日本高度重視開發(fā)檢測(cè)和加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場(chǎng)光學(xué)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(jí)照相機(jī)顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品??茖W(xué)家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置,能應(yīng)用于納米領(lǐng)域,在硅、玻璃、金屬和有機(jī)高分子等多種材料的基板上印制細(xì)微電路,是世界最高水平。
日本企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)積極在信息技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)為納米技術(shù)尋找用武之地,如制造單個(gè)電子晶體管、分子電子元件等更細(xì)微、更高性能的元器件和量子計(jì)算機(jī),解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結(jié)構(gòu)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(xué)方面頗具實(shí)力,特別是在光學(xué)和光電材料、有機(jī)電子學(xué)和光電學(xué)、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導(dǎo)體、復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)材料、智能材料等方面的研究能力較強(qiáng)。
中國(guó)在納米材料及其應(yīng)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(jī)非金屬納米材料為主,約占80%,高分子和化學(xué)合成材料也是一個(gè)重要方面,而在納米電子學(xué)、納米器件和納米生物醫(yī)學(xué)研究方面與發(fā)達(dá)國(guó)家有明顯差距。
4、納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快
目前,納米技術(shù)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(jì):2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到500億美元,2010年將達(dá)到14400億美元。為此,各納米技術(shù)強(qiáng)國(guó)為了盡快實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,都在加緊采取措施,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
美國(guó)國(guó)家科研項(xiàng)目管理部門的管理者們認(rèn)為,美國(guó)大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足,導(dǎo)致美國(guó)在該領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用缺乏動(dòng)力,因此,嘗試建立一個(gè)由多所大學(xué)與大企業(yè)組成的研究中心,希望借此使納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國(guó)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(gè)“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”,以便及時(shí)有效地將納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項(xiàng):一是進(jìn)行納米技術(shù)基礎(chǔ)研究;二是與大企業(yè)合作,使最新基礎(chǔ)研究成果盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計(jì)算、納米通訊、納米機(jī)械和納米電路等許多方面,其中不少研究成果將被率先應(yīng)用于美國(guó)國(guó)防工業(yè)。
美國(guó)的一些大公司也正在認(rèn)真探索利用納米技術(shù)改進(jìn)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(gè)由專業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)組織組成的網(wǎng)絡(luò)在迅速擴(kuò)大,其目的是共享信息,促進(jìn)聯(lián)系,加速納米技術(shù)應(yīng)用。
日本企業(yè)界也加強(qiáng)了對(duì)納米技術(shù)的投入。關(guān)西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學(xué)及國(guó)立科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合,不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進(jìn)會(huì)議”,以大力促進(jìn)本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(shù)研究所,試圖將納米技術(shù)融合進(jìn)各自從事的產(chǎn)業(yè)中。
由于納米技術(shù)對(duì)國(guó)家未來經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展及國(guó)防安全具有重要意義,世界各國(guó)(地區(qū))紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動(dòng)器,相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃,以指導(dǎo)和推進(jìn)本國(guó)納米科技的發(fā)展。目前,世界上已有50多個(gè)國(guó)家制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃。一些國(guó)家雖然沒有專項(xiàng)的納米技術(shù)計(jì)劃,但其他計(jì)劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。
(1)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)雄心勃勃
為了搶占納米科技的先機(jī),美國(guó)早在2000年就率先制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃(NNI),其宗旨是整合聯(lián)邦各機(jī)構(gòu)的力量,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)。2003年11月,美國(guó)國(guó)會(huì)又通過了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》,這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計(jì)劃,從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)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(shù)視為“日本經(jīng)濟(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域,并制定了多項(xiàng)措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源(人才、資金、設(shè)備)的落實(shí)。之后,日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針,積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實(shí)用性的研發(fā),同時(shí)跨省廳重點(diǎn)推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研發(fā)。
歐盟在2002—2007年實(shí)施的第六個(gè)框架計(jì)劃也對(duì)納米技術(shù)給予了空前的重視。該計(jì)劃將納米技術(shù)作為一個(gè)最優(yōu)先的領(lǐng)域,有13億歐元專門用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識(shí)為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會(huì)還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略,目前,已確定了促進(jìn)歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個(gè)關(guān)鍵措施:增加研發(fā)投入,形成勢(shì)頭;加強(qiáng)研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施;從質(zhì)和量方面擴(kuò)大人才資源;重視工業(yè)創(chuàng)新,將知識(shí)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù);考慮社會(huì)因素,趨利避險(xiǎn)。另外,包括德國(guó)、法國(guó)、愛爾蘭和英國(guó)在內(nèi)的多數(shù)歐盟國(guó)家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計(jì)劃。
(2)新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體瞄準(zhǔn)先機(jī)
意識(shí)到納米技術(shù)將會(huì)給人類社會(huì)帶來巨大的影響,韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體,為了保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國(guó)政府2001年制定了《促進(jìn)納米技術(shù)10年計(jì)劃》,2002年頒布了新的《促進(jìn)納米技術(shù)開發(fā)法》,隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開發(fā)實(shí)施規(guī)則》。韓國(guó)政府的政策目標(biāo)是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個(gè)主要技術(shù)領(lǐng)域,以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平;到2010年10年計(jì)劃結(jié)束時(shí),韓國(guó)納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國(guó)和日本等領(lǐng)先國(guó)家的水平,進(jìn)入世界前5位的行列。
中國(guó)臺(tái)灣自1999年開始,相繼制定了《納米材料尖端研究計(jì)劃》、《納米科技研究計(jì)劃》,這些計(jì)劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ),以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標(biāo),意在引領(lǐng)臺(tái)灣知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建立產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
(3)發(fā)展中大國(guó)奮力趕超
綜合國(guó)力和科技實(shí)力較強(qiáng)的發(fā)展中國(guó)家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家納米科技發(fā)展的勢(shì)頭,也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國(guó)政府在2001年7月就了《國(guó)家納米科技發(fā)展綱要》,并先后建立了國(guó)家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)、國(guó)家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會(huì)。目前正在制定中的國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展綱要將明確中國(guó)納米科技發(fā)展的路線圖,確定中國(guó)在目前和中長(zhǎng)期的研發(fā)任務(wù),以便在國(guó)家層面上進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào),集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢(shì),爭(zhēng)取在幾個(gè)方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù),南非科技部正在制定一項(xiàng)國(guó)家納米技術(shù)戰(zhàn)略,可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對(duì)從事材料科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)和項(xiàng)目的支持力度,加強(qiáng)材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)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(guó)際間形成研發(fā)熱潮,現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國(guó)還是渴望富裕的工業(yè)化中國(guó)家,都在對(duì)納米科學(xué)、技術(shù)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(bào)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(shù)研究資金估計(jì)為20億歐元。這說明,全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。
美國(guó)的公共納米技術(shù)投資最多。在過去4年內(nèi),聯(lián)邦政府的納米技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)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(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法》,在2005~2008財(cái)年聯(lián)邦政府將對(duì)納米技術(shù)計(jì)劃投入37億美元,而且這還不包括國(guó)防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費(fèi)。
日本目前是僅次于美國(guó)的第二大納米技術(shù)投資國(guó)。日本早在20世紀(jì)80年代就開始支持納米科學(xué)研究,近年來納米科技投入迅速增長(zhǎng),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(zhǎng)20%。
在歐洲,根據(jù)第六個(gè)框架計(jì)劃,歐盟對(duì)納米技術(shù)的資助每年約達(dá)7.5億美元,有些人估計(jì)可達(dá)9.15億美元。另有一些人估計(jì),歐盟各國(guó)和歐盟對(duì)納米研究的總投資可能兩倍于美國(guó),甚至更高。
中國(guó)期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達(dá)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(guó)臺(tái)灣計(jì)劃從2002~2007年在納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中投資6億美元,每年穩(wěn)中有增,平均每年達(dá)1億美元。韓國(guó)每年的納米技術(shù)投入預(yù)計(jì)約為1.45億美元,而新加坡則達(dá)3.7億美元左右。
就納米科技人均公共支出而言,歐盟25國(guó)為2.4歐元,美國(guó)為3.7歐元,日本為6.2歐元。按照計(jì)劃,美國(guó)2006年的納米技術(shù)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(shì)。公共納米投資占GDP的比例是:歐盟為0.01%,美國(guó)為0.01%,日本為0.02%。
另外,據(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國(guó)魯克斯資訊公司2004年的一份年度報(bào)告稱,很多私營(yíng)企業(yè)對(duì)納米技術(shù)的投資也快速增加。美國(guó)的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元,占全球私營(yíng)機(jī)構(gòu)38億美元納米技術(shù)投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元,占36%。歐洲的私營(yíng)機(jī)構(gòu)將投資6.5億美元,占17%。由于投資的快速增長(zhǎng),納米技術(shù)的創(chuàng)新時(shí)代必將到來。
3、世界各國(guó)納米科技發(fā)展各有千秋
各納米科技強(qiáng)國(guó)比較而言,美國(guó)雖具有一定的優(yōu)勢(shì),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(guó)不相上下
根據(jù)中國(guó)科技信息研究所進(jìn)行的納米論文統(tǒng)計(jì)結(jié)果,2000—2002年,共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學(xué)引文索引(SCI)》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長(zhǎng),且增長(zhǎng)幅度較大,2001年和2002年的增長(zhǎng)率分別達(dá)到了30.22%和18.26%。
2000—2002年納米研究論文,美國(guó)以較大的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先于其他國(guó)家,3年累計(jì)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(guó)(11.28%)、中國(guó)(10.64%)和法國(guó)(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(guó)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(guó)家,也是納米研究實(shí)力最強(qiáng)的國(guó)家。中國(guó)的增長(zhǎng)幅度最為突出,2000年中國(guó)納米論文比例還落后德國(guó)2個(gè)多百分點(diǎn),到2002年已經(jīng)超過德國(guó),位居世界第三位,與日本接近。
在上述5國(guó)之后,英國(guó)、俄羅斯、意大利、韓國(guó)、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多,各國(guó)3年累計(jì)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(jìn)入前10名。這5個(gè)國(guó)家可以列為納米研究較活躍的國(guó)家。
另外,如果歐盟各國(guó)作為一個(gè)整體,其論文量則超過36%,高于美國(guó)的29.46%。
(2)在申請(qǐng)納米技術(shù)發(fā)明專利方面美國(guó)獨(dú)占鰲頭
據(jù)統(tǒng)計(jì):美國(guó)專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項(xiàng)關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國(guó)家是美國(guó)(1454項(xiàng)),其次是日本(368項(xiàng))和德國(guó)(118項(xiàng))。由于專利數(shù)據(jù)來源美國(guó)專利商標(biāo)局,所以美國(guó)的專利數(shù)量非常多,所占比例超過了60%。日本和德國(guó)分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國(guó)、韓國(guó)、加拿大、法國(guó)和中國(guó)臺(tái)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(shí)用化的能力。多數(shù)國(guó)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(gè)國(guó)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(guó)家和地區(qū)只有美國(guó)、日本和中國(guó)臺(tái)灣。這說明,很多國(guó)家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實(shí)力,但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究,而實(shí)用化能力較弱。
(3)就整體而言納米科技大國(guó)各有所長(zhǎng)
美國(guó)納米技術(shù)的應(yīng)用研究在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等領(lǐng)域快速發(fā)展。隨著納米技術(shù)在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應(yīng)用,目前美國(guó)納米研究熱點(diǎn)已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)納米技術(shù)已經(jīng)被列為美國(guó)國(guó)家的優(yōu)先科研計(jì)劃。在納米醫(yī)學(xué)方面,納米傳感器可在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)多種癌癥進(jìn)行早期診斷,而且,已能在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進(jìn)行早期診斷。2004年,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺(tái)了一項(xiàng)《癌癥納米技術(shù)計(jì)劃》,目的是將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標(biāo);利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動(dòng)也是一個(gè)研究熱門,這對(duì)于研究艾滋病病毒、癌細(xì)胞等在人體內(nèi)的活動(dòng)情況非常有用,還可以用來檢測(cè)藥物對(duì)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(xué)納米技術(shù)正成為納米科技的新熱點(diǎn),納米技術(shù)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的應(yīng)用仍然引人關(guān)注。美國(guó)科研人員正在加緊納米級(jí)半導(dǎo)體材料晶體管的應(yīng)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(shù)是這一領(lǐng)域中最受關(guān)注的地方。不少科學(xué)家試圖利用化學(xué)反應(yīng)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(yùn)算快的芯片。這種技術(shù)本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術(shù)。在光學(xué)新材料方面,目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長(zhǎng)度達(dá)到幾百微米的納米導(dǎo)線。
日本納米技術(shù)的研究開發(fā)實(shí)力強(qiáng)大,某些方面處于世界領(lǐng)先水平,但尚未脫離基礎(chǔ)和應(yīng)用研究階段,距離實(shí)用化還有相當(dāng)一段路要走。在納米技術(shù)的研發(fā)上,日本最重視的是應(yīng)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(jié)構(gòu)的納米材料,如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結(jié)構(gòu)、富勒結(jié)構(gòu)套富勒結(jié)構(gòu)、納米管套富勒結(jié)構(gòu)、酒杯疊酒杯狀結(jié)構(gòu)等。
在制造方法上,日本不斷改進(jìn)電弧放電法、化學(xué)氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法,同時(shí)積極開發(fā)新的制造技術(shù),特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細(xì)川公司展出的低溫連續(xù)燒結(jié)設(shè)備引起關(guān)注。它能以每小時(shí)數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復(fù)合的超微粒材料。東麗和三菱化學(xué)公司應(yīng)用大學(xué)開發(fā)的新技術(shù)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(jìn)入批量生產(chǎn)階段。
日本高度重視開發(fā)檢測(cè)和加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場(chǎng)光學(xué)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(jí)照相機(jī)顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品??茖W(xué)家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置,能應(yīng)用于納米領(lǐng)域,在硅、玻璃、金屬和有機(jī)高分子等多種材料的基板上印制細(xì)微電路,是世界最高水平。
日本企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)積極在信息技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)為納米技術(shù)尋找用武之地,如制造單個(gè)電子晶體管、分子電子元件等更細(xì)微、更高性能的元器件和量子計(jì)算機(jī),解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結(jié)構(gòu)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(xué)方面頗具實(shí)力,特別是在光學(xué)和光電材料、有機(jī)電子學(xué)和光電學(xué)、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導(dǎo)體、復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)材料、智能材料等方面的研究能力較強(qiáng)。
中國(guó)在納米材料及其應(yīng)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(jī)非金屬納米材料為主,約占80%,高分子和化學(xué)合成材料也是一個(gè)重要方面,而在納米電子學(xué)、納米器件和納米生物醫(yī)學(xué)研究方面與發(fā)達(dá)國(guó)家有明顯差距。
4、納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快
目前,納米技術(shù)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(jì):2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到500億美元,2010年將達(dá)到14400億美元。為此,各納米技術(shù)強(qiáng)國(guó)為了盡快實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,都在加緊采取措施,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
美國(guó)國(guó)家科研項(xiàng)目管理部門的管理者們認(rèn)為,美國(guó)大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足,導(dǎo)致美國(guó)在該領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用缺乏動(dòng)力,因此,嘗試建立一個(gè)由多所大學(xué)與大企業(yè)組成的研究中心,希望借此使納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國(guó)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(gè)“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”,以便及時(shí)有效地將納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項(xiàng):一是進(jìn)行納米技術(shù)基礎(chǔ)研究;二是與大企業(yè)合作,使最新基礎(chǔ)研究成果盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計(jì)算、納米通訊、納米機(jī)械和納米電路等許多方面,其中不少研究成果將被率先應(yīng)用于美國(guó)國(guó)防工業(yè)。
美國(guó)的一些大公司也正在認(rèn)真探索利用納米技術(shù)改進(jìn)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(gè)由專業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)組織組成的網(wǎng)絡(luò)在迅速擴(kuò)大,其目的是共享信息,促進(jìn)聯(lián)系,加速納米技術(shù)應(yīng)用。
日本企業(yè)界也加強(qiáng)了對(duì)納米技術(shù)的投入。關(guān)西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學(xué)及國(guó)立科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合,不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進(jìn)會(huì)議”,以大力促進(jìn)本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(shù)研究所,試圖將納米技術(shù)融合進(jìn)各自從事的產(chǎn)業(yè)中。
由于納米技術(shù)對(duì)國(guó)家未來經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展及國(guó)防安全具有重要意義,世界各國(guó)(地區(qū))紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動(dòng)器,相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃,以指導(dǎo)和推進(jìn)本國(guó)納米科技的發(fā)展。目前,世界上已有50多個(gè)國(guó)家制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃。一些國(guó)家雖然沒有專項(xiàng)的納米技術(shù)計(jì)劃,但其他計(jì)劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。
(1)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)雄心勃勃
為了搶占納米科技的先機(jī),美國(guó)早在2000年就率先制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃(NNI),其宗旨是整合聯(lián)邦各機(jī)構(gòu)的力量,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)。2003年11月,美國(guó)國(guó)會(huì)又通過了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》,這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計(jì)劃,從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)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(shù)視為“日本經(jīng)濟(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域,并制定了多項(xiàng)措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源(人才、資金、設(shè)備)的落實(shí)。之后,日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針,積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實(shí)用性的研發(fā),同時(shí)跨省廳重點(diǎn)推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研發(fā)。
歐盟在2002—2007年實(shí)施的第六個(gè)框架計(jì)劃也對(duì)納米技術(shù)給予了空前的重視。該計(jì)劃將納米技術(shù)作為一個(gè)最優(yōu)先的領(lǐng)域,有13億歐元專門用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識(shí)為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會(huì)還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略,目前,已確定了促進(jìn)歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個(gè)關(guān)鍵措施:增加研發(fā)投入,形成勢(shì)頭;加強(qiáng)研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施;從質(zhì)和量方面擴(kuò)大人才資源;重視工業(yè)創(chuàng)新,將知識(shí)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù);考慮社會(huì)因素,趨利避險(xiǎn)。另外,包括德國(guó)、法國(guó)、愛爾蘭和英國(guó)在內(nèi)的多數(shù)歐盟國(guó)家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計(jì)劃。
(2)新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體瞄準(zhǔn)先機(jī)
意識(shí)到納米技術(shù)將會(huì)給人類社會(huì)帶來巨大的影響,韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體,為了保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國(guó)政府2001年制定了《促進(jìn)納米技術(shù)10年計(jì)劃》,2002年頒布了新的《促進(jìn)納米技術(shù)開發(fā)法》,隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開發(fā)實(shí)施規(guī)則》。韓國(guó)政府的政策目標(biāo)是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個(gè)主要技術(shù)領(lǐng)域,以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平;到2010年10年計(jì)劃結(jié)束時(shí),韓國(guó)納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國(guó)和日本等領(lǐng)先國(guó)家的水平,進(jìn)入世界前5位的行列。
中國(guó)臺(tái)灣自1999年開始,相繼制定了《納米材料尖端研究計(jì)劃》、《納米科技研究計(jì)劃》,這些計(jì)劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ),以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標(biāo),意在引領(lǐng)臺(tái)灣知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建立產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
(3)發(fā)展中大國(guó)奮力趕超
綜合國(guó)力和科技實(shí)力較強(qiáng)的發(fā)展中國(guó)家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家納米科技發(fā)展的勢(shì)頭,也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國(guó)政府在2001年7月就了《國(guó)家納米科技發(fā)展綱要》,并先后建立了國(guó)家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)、國(guó)家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會(huì)。目前正在制定中的國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展綱要將明確中國(guó)納米科技發(fā)展的路線圖,確定中國(guó)在目前和中長(zhǎng)期的研發(fā)任務(wù),以便在國(guó)家層面上進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào),集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢(shì),爭(zhēng)取在幾個(gè)方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù),南非科技部正在制定一項(xiàng)國(guó)家納米技術(shù)戰(zhàn)略,可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對(duì)從事材料科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)和項(xiàng)目的支持力度,加強(qiáng)材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)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(guó)際間形成研發(fā)熱潮,現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國(guó)還是渴望富裕的工業(yè)化中國(guó)家,都在對(duì)納米科學(xué)、技術(shù)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(bào)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(shù)研究資金估計(jì)為20億歐元。這說明,全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。
美國(guó)的公共納米技術(shù)投資最多。在過去4年內(nèi),聯(lián)邦政府的納米技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)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(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法》,在2005~2008財(cái)年聯(lián)邦政府將對(duì)納米技術(shù)計(jì)劃投入37億美元,而且這還不包括國(guó)防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費(fèi)。
日本目前是僅次于美國(guó)的第二大納米技術(shù)投資國(guó)。日本早在20世紀(jì)80年代就開始支持納米科學(xué)研究,近年來納米科技投入迅速增長(zhǎng),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(zhǎng)20%。
在歐洲,根據(jù)第六個(gè)框架計(jì)劃,歐盟對(duì)納米技術(shù)的資助每年約達(dá)7.5億美元,有些人估計(jì)可達(dá)9.15億美元。另有一些人估計(jì),歐盟各國(guó)和歐盟對(duì)納米研究的總投資可能兩倍于美國(guó),甚至更高。
中國(guó)期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達(dá)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(guó)臺(tái)灣計(jì)劃從2002~2007年在納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中投資6億美元,每年穩(wěn)中有增,平均每年達(dá)1億美元。韓國(guó)每年的納米技術(shù)投入預(yù)計(jì)約為1.45億美元,而新加坡則達(dá)3.7億美元左右。
就納米科技人均公共支出而言,歐盟25國(guó)為2.4歐元,美國(guó)為3.7歐元,日本為6.2歐元。按照計(jì)劃,美國(guó)2006年的納米技術(shù)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(shì)。公共納米投資占GDP的比例是:歐盟為0.01%,美國(guó)為0.01%,日本為0.02%。
另外,據(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國(guó)魯克斯資訊公司2004年的一份年度報(bào)告稱,很多私營(yíng)企業(yè)對(duì)納米技術(shù)的投資也快速增加。美國(guó)的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元,占全球私營(yíng)機(jī)構(gòu)38億美元納米技術(shù)投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元,占36%。歐洲的私營(yíng)機(jī)構(gòu)將投資6.5億美元,占17%。由于投資的快速增長(zhǎng),納米技術(shù)的創(chuàng)新時(shí)代必將到來。
3、世界各國(guó)納米科技發(fā)展各有千秋
各納米科技強(qiáng)國(guó)比較而言,美國(guó)雖具有一定的優(yōu)勢(shì),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(guó)不相上下
根據(jù)中國(guó)科技信息研究所進(jìn)行的納米論文統(tǒng)計(jì)結(jié)果,2000—2002年,共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學(xué)引文索引(SCI)》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長(zhǎng),且增長(zhǎng)幅度較大,2001年和2002年的增長(zhǎng)率分別達(dá)到了30.22%和18.26%。
2000—2002年納米研究論文,美國(guó)以較大的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先于其他國(guó)家,3年累計(jì)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(guó)(11.28%)、中國(guó)(10.64%)和法國(guó)(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(guó)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(guó)家,也是納米研究實(shí)力最強(qiáng)的國(guó)家。中國(guó)的增長(zhǎng)幅度最為突出,2000年中國(guó)納米論文比例還落后德國(guó)2個(gè)多百分點(diǎn),到2002年已經(jīng)超過德國(guó),位居世界第三位,與日本接近。
在上述5國(guó)之后,英國(guó)、俄羅斯、意大利、韓國(guó)、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多,各國(guó)3年累計(jì)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(jìn)入前10名。這5個(gè)國(guó)家可以列為納米研究較活躍的國(guó)家。
另外,如果歐盟各國(guó)作為一個(gè)整體,其論文量則超過36%,高于美國(guó)的29.46%。
(2)在申請(qǐng)納米技術(shù)發(fā)明專利方面美國(guó)獨(dú)占鰲頭
據(jù)統(tǒng)計(jì):美國(guó)專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項(xiàng)關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國(guó)家是美國(guó)(1454項(xiàng)),其次是日本(368項(xiàng))和德國(guó)(118項(xiàng))。由于專利數(shù)據(jù)來源美國(guó)專利商標(biāo)局,所以美國(guó)的專利數(shù)量非常多,所占比例超過了60%。日本和德國(guó)分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國(guó)、韓國(guó)、加拿大、法國(guó)和中國(guó)臺(tái)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(shí)用化的能力。多數(shù)國(guó)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(gè)國(guó)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(guó)家和地區(qū)只有美國(guó)、日本和中國(guó)臺(tái)灣。這說明,很多國(guó)家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實(shí)力,但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究,而實(shí)用化能力較弱。
(3)就整體而言納米科技大國(guó)各有所長(zhǎng)
美國(guó)納米技術(shù)的應(yīng)用研究在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等領(lǐng)域快速發(fā)展。隨著納米技術(shù)在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應(yīng)用,目前美國(guó)納米研究熱點(diǎn)已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)納米技術(shù)已經(jīng)被列為美國(guó)國(guó)家的優(yōu)先科研計(jì)劃。在納米醫(yī)學(xué)方面,納米傳感器可在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)多種癌癥進(jìn)行早期診斷,而且,已能在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進(jìn)行早期診斷。2004年,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺(tái)了一項(xiàng)《癌癥納米技術(shù)計(jì)劃》,目的是將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標(biāo);利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動(dòng)也是一個(gè)研究熱門,這對(duì)于研究艾滋病病毒、癌細(xì)胞等在人體內(nèi)的活動(dòng)情況非常有用,還可以用來檢測(cè)藥物對(duì)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(xué)納米技術(shù)正成為納米科技的新熱點(diǎn),納米技術(shù)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的應(yīng)用仍然引人關(guān)注。美國(guó)科研人員正在加緊納米級(jí)半導(dǎo)體材料晶體管的應(yīng)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(shù)是這一領(lǐng)域中最受關(guān)注的地方。不少科學(xué)家試圖利用化學(xué)反應(yīng)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(yùn)算快的芯片。這種技術(shù)本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術(shù)。在光學(xué)新材料方面,目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長(zhǎng)度達(dá)到幾百微米的納米導(dǎo)線。
日本納米技術(shù)的研究開發(fā)實(shí)力強(qiáng)大,某些方面處于世界領(lǐng)先水平,但尚未脫離基礎(chǔ)和應(yīng)用研究階段,距離實(shí)用化還有相當(dāng)一段路要走。在納米技術(shù)的研發(fā)上,日本最重視的是應(yīng)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(jié)構(gòu)的納米材料,如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結(jié)構(gòu)、富勒結(jié)構(gòu)套富勒結(jié)構(gòu)、納米管套富勒結(jié)構(gòu)、酒杯疊酒杯狀結(jié)構(gòu)等。
在制造方法上,日本不斷改進(jìn)電弧放電法、化學(xué)氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法,同時(shí)積極開發(fā)新的制造技術(shù),特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細(xì)川公司展出的低溫連續(xù)燒結(jié)設(shè)備引起關(guān)注。它能以每小時(shí)數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復(fù)合的超微粒材料。東麗和三菱化學(xué)公司應(yīng)用大學(xué)開發(fā)的新技術(shù)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(jìn)入批量生產(chǎn)階段。
日本高度重視開發(fā)檢測(cè)和加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場(chǎng)光學(xué)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(jí)照相機(jī)顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品??茖W(xué)家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置,能應(yīng)用于納米領(lǐng)域,在硅、玻璃、金屬和有機(jī)高分子等多種材料的基板上印制細(xì)微電路,是世界最高水平。
日本企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)積極在信息技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)為納米技術(shù)尋找用武之地,如制造單個(gè)電子晶體管、分子電子元件等更細(xì)微、更高性能的元器件和量子計(jì)算機(jī),解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結(jié)構(gòu)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(xué)方面頗具實(shí)力,特別是在光學(xué)和光電材料、有機(jī)電子學(xué)和光電學(xué)、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導(dǎo)體、復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)材料、智能材料等方面的研究能力較強(qiáng)。
中國(guó)在納米材料及其應(yīng)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(jī)非金屬納米材料為主,約占80%,高分子和化學(xué)合成材料也是一個(gè)重要方面,而在納米電子學(xué)、納米器件和納米生物醫(yī)學(xué)研究方面與發(fā)達(dá)國(guó)家有明顯差距。
4、納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快
目前,納米技術(shù)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(jì):2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到500億美元,2010年將達(dá)到14400億美元。為此,各納米技術(shù)強(qiáng)國(guó)為了盡快實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,都在加緊采取措施,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
美國(guó)國(guó)家科研項(xiàng)目管理部門的管理者們認(rèn)為,美國(guó)大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足,導(dǎo)致美國(guó)在該領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用缺乏動(dòng)力,因此,嘗試建立一個(gè)由多所大學(xué)與大企業(yè)組成的研究中心,希望借此使納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國(guó)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(gè)“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”,以便及時(shí)有效地將納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項(xiàng):一是進(jìn)行納米技術(shù)基礎(chǔ)研究;二是與大企業(yè)合作,使最新基礎(chǔ)研究成果盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計(jì)算、納米通訊、納米機(jī)械和納米電路等許多方面,其中不少研究成果將被率先應(yīng)用于美國(guó)國(guó)防工業(yè)。
美國(guó)的一些大公司也正在認(rèn)真探索利用納米技術(shù)改進(jìn)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(gè)由專業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)組織組成的網(wǎng)絡(luò)在迅速擴(kuò)大,其目的是共享信息,促進(jìn)聯(lián)系,加速納米技術(shù)應(yīng)用。
日本企業(yè)界也加強(qiáng)了對(duì)納米技術(shù)的投入。關(guān)西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學(xué)及國(guó)立科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合,不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進(jìn)會(huì)議”,以大力促進(jìn)本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(shù)研究所,試圖將納米技術(shù)融合進(jìn)各自從事的產(chǎn)業(yè)中。
主管單位:教育部
主辦單位:天津大學(xué)
出版周期:雙月刊
出版地址:天津市
語
種:中文
開
本:大16開
國(guó)際刊號(hào):1672-6030
國(guó)內(nèi)刊號(hào):12-1351/O3
郵發(fā)代號(hào):6-177
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:2003
期刊收錄:
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
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納米貴不貴?好不好吃?
1983年,劉忠范大學(xué)本科畢業(yè)后便赴日留學(xué)。他先后在日本橫濱國(guó)立大學(xué)、東京大學(xué)取得了碩士和博士學(xué)位,并在東京大學(xué)和分子科學(xué)研究所做博士后。
攻讀博士期間,劉忠范師從國(guó)際著名光電化學(xué)家藤島昭先生做研究,他很為老師的工作精神所感動(dòng),年過半百仍撲在事業(yè)上。
自幼養(yǎng)成的勤奮習(xí)慣和藤島昭先生的表率,使劉忠范在日學(xué)習(xí)期間取得很大成功,獲得了日本政府獎(jiǎng)學(xué)金并在《Nature》雜志上發(fā)表了學(xué)術(shù)論文。與中國(guó)不同的社會(huì)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(shí),北京大學(xué)化學(xué)系的教授蔡生民找到了他,不止一次地邀請(qǐng)劉忠范回國(guó),并且用真誠(chéng)的話語
打動(dòng)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(lǐng)域,劉忠范選擇了納米。
人們接受納米有一個(gè)過程。1997年9月27日,北京大學(xué)成立了納米科技中心,這是中國(guó)高校的第一個(gè)跨院系、跨學(xué)科從事納米交叉學(xué)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(shù)掀起了陣陣熱潮,也漸漸出現(xiàn)在人們生活中。納米技術(shù)將為目前許多技術(shù)難題提供新的解決方案和思路,也會(huì)進(jìn)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(jiǎng)得主羅雷爾說,曾重視微米科技的國(guó)家,今天都已成為發(fā)達(dá)國(guó)家,而納米科技則為人們提供了新的發(fā)展機(jī)遇,今天重視納米科技的國(guó)家必將在未來的高科技競(jìng)爭(zhēng)中獨(dú)領(lǐng)。
科技部最年輕首席科學(xué)家
1994年,劉忠范申請(qǐng)了科技部攀登計(jì)劃項(xiàng)目,經(jīng)費(fèi)500萬元。劉忠范成為這個(gè)項(xiàng)目的首席科學(xué)家,也是當(dāng)時(shí)科技部最年輕的首席科學(xué)家。他從此開始了納米攀登之旅。
“當(dāng)時(shí),我們是做納米級(jí)的信息存儲(chǔ)技術(shù),相當(dāng)于超級(jí)光盤。”劉忠范說,這個(gè)項(xiàng)目共有三個(gè)承擔(dān)單位,還包括當(dāng)時(shí)的北大電子學(xué)系——現(xiàn)在的信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院的吳全德院士、薛增泉教授以及吉林大學(xué)化學(xué)系的李鐵津教授。吳先生盡管年事已高,但對(duì)‘納米’非常敏感。吳老先生和薛教授都是做信息技術(shù)的,尤其有感于我國(guó)微電子技術(shù)發(fā)展的曲折和落后現(xiàn)狀,而納米技術(shù)應(yīng)該是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)。因此,“我們之間產(chǎn)生了強(qiáng)烈共鳴,覺得應(yīng)該醞釀一個(gè)計(jì)劃,大張旗鼓地在納米領(lǐng)域開拓——這就是北京大學(xué)納米科技中心成立的初衷”。
1993年,劉忠范回國(guó)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(gè)插頭在什么地方,都要?jiǎng)⒅曳蹲约涸O(shè)計(jì)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(jìn)設(shè)備,為了購(gòu)買這些設(shè)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(tái)用于看原子和分子的STM儀器,這差不多是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)口的洋玩意。儀器需要配置防震臺(tái),由于資金緊張,劉忠范只能帶著學(xué)生親自動(dòng)手。
創(chuàng)業(yè)是艱辛的。當(dāng)年的劉忠范人稱“拼命三郎”,每天最早進(jìn)樓的是他,最晚一個(gè)走出實(shí)驗(yàn)室的還是他。由于總是工作到深夜,樓門早已關(guān)閉,因此他經(jīng)常翻越化學(xué)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(xué)生一道創(chuàng)造故事。學(xué)生一個(gè)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)帶來了熱化學(xué)燒孔存儲(chǔ)技術(shù);一位女同學(xué)的頑固不化和他的堅(jiān)持加包容收獲了石墨烯的偏析生長(zhǎng)方法,進(jìn)而開啟了石墨烯生長(zhǎng)過程工程學(xué)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(jìn)軍”
十幾年來,中國(guó)納米科技發(fā)展得飛快。從數(shù)量上看,已經(jīng)與美國(guó)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(guó)納米的發(fā)展簡(jiǎn)單勾勒了三部曲:科學(xué)、技術(shù)和工程。
談起與自己一同成長(zhǎng)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(xué)的層面。經(jīng)過十幾年的努力,已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,在國(guó)內(nèi)外擁有了一定的學(xué)術(shù)影響和地位,化學(xué)學(xué)院、信息學(xué)院和物理學(xué)院的納米團(tuán)隊(duì)功不可沒。當(dāng)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(tuán)隊(duì)精神和團(tuán)隊(duì)文化建設(shè)。說起他的研究團(tuán)隊(duì),他總是強(qiáng)調(diào),他所取得的些許成績(jī),都是團(tuán)隊(duì)成員共同拼搏、共同奮斗的結(jié)果。他的研究團(tuán)隊(duì),從最初的幾個(gè)人、十幾個(gè)人,發(fā)展到今天的幾十個(gè)人,不斷地壯大著,也形成了獨(dú)具一格的團(tuán)隊(duì)文化。正是這樣的團(tuán)隊(duì)文化,帶來了一個(gè)又一個(gè)的學(xué)術(shù)研究成果,也使北大成為國(guó)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(jī)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(xué)術(shù)論文,而是培養(yǎng)了一批熱愛科學(xué)、熱愛納米的弟子。他的弟子絕大多數(shù)都在國(guó)內(nèi)外知名學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)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(xué)家。
“ 責(zé)任是通向偉大的代價(jià)”,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(huì)責(zé)任。兒時(shí)刻骨銘心的貧窮經(jīng)歷使他對(duì)農(nóng)村教育和失學(xué)兒童問題極為關(guān)注,并力所能及地為此做些事情。他設(shè)立的獎(jiǎng)學(xué)金拯救了不少瀕臨失學(xué)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(jìng)爭(zhēng)中。劉忠范正不斷翻山越嶺,向科學(xué)高峰攀登。(來源:科技日?qǐng)?bào),本刊有刪節(jié))
Development of resonance rayleigh scattering spectrum method of application
LV Zhao-xia,LI Tai-shan,LI Mao-jing
(1Qinggong College, Heibei United University ,Tangshan 063009 ,China;
2、Tangshan Environmental Monitoring Central station,Tangshan 063000,China))
Abstract:Resonance rayleigh scattering spectrum method is a new method with developmental future. In this article, the application of resonance rayleigh scattering spectrum method can be divided into three parts:nanocrystal and we have been presented and reviewed about them, And proposed the development trends about synthetic methods.
Keywords:Resonance rayleigh scattering; nanostructured material; synthetic methods; reviewed;development trends
共振瑞利散射(RRS)作為一種新分析技術(shù)始于二十世紀(jì)九十年代初,Pasternack[1]等首次用共振散射技術(shù)研究卟啉類化合物在核酸分子上的J型堆積,顯示出該方法在研究生物大分子的識(shí)別、組裝、超分子排列[2]以及多個(gè)分析領(lǐng)域[3]的應(yīng)用前景。劉紹璞等則率先研究小分子之間借靜電引力、疏水作用和電荷轉(zhuǎn)移作用而形成離子締合物產(chǎn)生強(qiáng)烈的RRS信號(hào),從另一角度豐富和拓展了研究?jī)?nèi)容。目前,共振瑞利散射光譜法在生物大分子的測(cè)定、藥物分析、納米微粒和痕量無機(jī)物離子的研究和分析中得到越來越多的應(yīng)用,已發(fā)展成為一種高靈敏度、操作簡(jiǎn)便、儀器價(jià)廉和應(yīng)用廣泛的新方法。本文歸納出共振瑞利散射法的三大主要應(yīng)用:納米微粒、納米反應(yīng)、非納米反應(yīng)。并提出了它的發(fā)展方向。
1、共振瑞利散射光譜法的應(yīng)用領(lǐng)域
1.1 納米微粒
納米微粒是納米微粒本身具有共振瑞利散射特性。近來,從納米微粒和界面形成這一觀點(diǎn)出發(fā),通過對(duì)一些無機(jī)納米粒子的RRS光譜研究發(fā)現(xiàn),(1)一些金屬納米粒子具有量子呈色效應(yīng)和RRS效應(yīng),并產(chǎn)生RRS峰;(2)根據(jù)物理學(xué)共振原理,結(jié)合金屬納米微粒體系的光譜研究,認(rèn)為RRS系納米微粒界面超分子能帶中的電子與入射光子相互作用導(dǎo)致瑞利散射光信號(hào)急劇增大的現(xiàn)象;(3)較大粒徑納米粒子和界面的形成是導(dǎo)致散射光信號(hào)增強(qiáng)的根本原因;(4)納米粒子的RRS效應(yīng)、光源發(fā)射光譜和檢測(cè)器光譜響應(yīng)曲線、光吸收是產(chǎn)生RRS峰的三個(gè)重要因素等。
研究結(jié)果表明,RRS光譜是研究無機(jī)納米粒子的一種靈敏的光譜技術(shù)。金、銀、碘化亞汞、硫化鎘、碲化鎘等液相納米粒子均顯示出RRS效應(yīng),產(chǎn)生特征RRS峰[4~8]。
1.2 納米反應(yīng)
共振瑞利散射納米反應(yīng)是納米微粒與蛋白質(zhì)、核酸、多糖、染料、生物堿、藥物等發(fā)生反應(yīng)引起的納米顆粒的共振瑞利散射光譜峰值的改變。
1.2.1 無機(jī)離子分析
周賢杰等[9]用銀納米微粒與酚藏花紅相互作用的共振瑞利散射光譜可為研究和檢測(cè)銀納米微粒提供一種簡(jiǎn)便、靈敏的新方法。張慶甫等[10]研究了金納米棒與EDTA-Cu2+相互作用的共振光散射特征,建立了一種測(cè)定水中痕量銅離子的新方法[10]。
1.2.2 藥物分析
魯群岷等[11]利用金納米微粒作探針,建立共振瑞利散射光譜法可測(cè)定血液中一定范圍內(nèi)亞甲藍(lán)的含量。何佑秋[12]用金納米微粒作探針,提出共振瑞利散射光譜法測(cè)定痕量卡那霉素的新方法,還可以測(cè)定鹽酸雷洛昔芬的含量。李太山等[7]制備出性能優(yōu)異的碲化鎘納米晶與氨基糖苷類抗生素相互作用,建立了硫酸阿米卡星和硫酸小諾毒素的測(cè)定方法,王齊研究了硫化鎘納米晶與氨基糖苷類抗生素相互作用。王齊等[13]還利用硫化鎘納米微粒作探針共振瑞利散射測(cè)定了某些蒽環(huán)類抗癌藥物,而魯群岷用金納米微粒作探針共振瑞利散射同樣測(cè)定了某些蒽環(huán)類抗癌藥物。胡蓉研發(fā)小組[14]用CdSe量子點(diǎn)作探針共振瑞利散射法測(cè)定血樣中的阿米卡星含量。閆曙光等[15]用CdTe 量子點(diǎn)作探針共振瑞利散射法測(cè)定臨床上的抗凝劑物質(zhì)肝素鈉含量。利用金納米的特殊的物理化學(xué)性質(zhì),以未經(jīng)化學(xué)修飾的金納米直接作為探針,RRS法測(cè)定某些生物堿(如鹽酸小檗堿,硫酸奎寧)。
1.2.3 生物大分子分析
閆煒等[16]研究小組建立了一種用CdTe/CdS量子點(diǎn)共振瑞利散射光譜法快速檢測(cè)細(xì)胞色素C的方法。王齊等[17]研究了銅納米微粒與維生素B1相互作用的共振瑞利散射光譜。劉丹等[18]用CdSe量子點(diǎn)作探針共振瑞利散射法測(cè)定葡聚糖硫酸鈉的含量。王文星等[19]以沒食子酸為還原劑和穩(wěn)定劑制備出的Ag/Au核殼納米粒子為探針,共振瑞利散射光譜測(cè)定人血清總蛋白。范小青在碩士論文中開發(fā)了CdTe量子點(diǎn)與卵清白蛋白、牛血清白蛋白的相互作用。劉正文的碩士論文用CdTe量子點(diǎn)作探針共振瑞利散射測(cè)定了γ-球蛋白含量。
1.2.4 其它分析
RRS光譜技術(shù)還可用金納米微粒作探針測(cè)定牛奶中的三聚氰胺的含量[20]。陳啟凡等[21]利用共振瑞利散射技術(shù)研究了金納米微粒與溶菌酶的相互作用,將納米金作為測(cè)定溶菌酶的探針。
1.3 非納米反應(yīng)
共振瑞利散射非納米反應(yīng)是非納米微粒與蛋白質(zhì)、核酸、多糖、染料、生物堿、藥物等發(fā)生反應(yīng)引起的納米顆粒的共振瑞利散射光譜峰值的改變。
1.3.1 無機(jī)離子分析
黃亞勵(lì)等[22]利用I3-與硫酸耐而藍(lán)生成穩(wěn)定的離子締合物,碘能定量氧化As3+,且散射強(qiáng)度的改變值ΔIRRS與As3+濃度呈線性關(guān)系而建立了一種測(cè)定尿中痕量砷的共振瑞利散射新方法,還有人用此法測(cè)定了環(huán)境水樣中痕量砷(Ⅲ)。羅道成等[23]研究出鉛-碘化鉀-羅丹明6G離子締合物在315nm波長(zhǎng)處產(chǎn)生強(qiáng)烈的共振瑞利散射光譜,其光強(qiáng)度I與Pb2+的質(zhì)量濃度在一定范圍內(nèi)成線性關(guān)系,可用于測(cè)定環(huán)境水樣中的痕量鉛。韓志輝等[24]人在銀-鄰菲羅啉-茜素紅體系中,開發(fā)出共振瑞利散射法測(cè)定痕量銀的一種新方法。倪欣等[25]也報(bào)道了痕量銀的共振瑞利散射法測(cè)定。劉運(yùn)美等[26]在鈷(1I)-PAN-SDBS體系中用共振瑞利散射法測(cè)定了鈷的含量。Long X F等用RRS光譜技術(shù)測(cè)定天然水和生物樣品中的Al(III)。
1.3.2 藥物分析
邢高娃等[27]在一定條件下,以甲基藍(lán)-銪稀土配合物為光散射探針,建立了靈敏的測(cè)定美他環(huán)素的共振瑞利散射分析測(cè)定新方法。郭思斌[28]應(yīng)用固綠與硫酸軟骨素作用形成結(jié)合產(chǎn)物時(shí),在一定范圍內(nèi)溶液的RRS強(qiáng)度與硫酸軟骨素濃度成正比,建立可測(cè)定其含量的方法。胡小莉等使用共振瑞利散射法測(cè)定氨基糖苷類和四環(huán)素類抗生素類藥物.王芬等[29]同樣采用共振瑞利散射光譜研究了某些蒽環(huán)類抗癌藥物與剛果紅的相互作用。許東坡等[30]用12-鎢磷酸共振瑞利散射光譜法測(cè)定鹽酸苯海拉明。王媚的論文中開發(fā)了共振瑞利散射光譜法在氟喹諾酮類抗生素藥物分析中的應(yīng)用,如鋱-氟喹諾酮類抗生素-茜素紅、銪-氟喹諾酮類抗生素-鉻天青S、鈷-氟喹諾酮類抗生素-剛果紅等相互作用的反應(yīng)體系。某論文以溴甲酚綠、溴酚藍(lán)、硅鉬酸為探針建立了簡(jiǎn)便、快速測(cè)定奈替米星的共振瑞利散射的新方法。胡慶紅還用麗春紅S共振瑞利散射法測(cè)定硫酸小諾霉素。
1.3.3 生物大分子分析
肖錫林等[31]建立了共振瑞利散射法測(cè)定尿中微量白蛋白的檢測(cè)新方法。劉紹璞教授及學(xué)生研究發(fā)現(xiàn)利用RRS光譜可研究蛋白質(zhì)和雜多化合物的反應(yīng)繼而測(cè)定蛋白質(zhì),同時(shí)也利用RRS光譜研究了核酸和勞氏紫的反應(yīng),發(fā)現(xiàn)RRS信號(hào)的增強(qiáng)和核酸的濃度在一定范圍內(nèi)成比例,該法有很寬的線性范圍和很高的靈敏度,可用于核酸的測(cè)定。田麗的論文建立了中性紅與透明質(zhì)酸鈉、透明質(zhì)酸鈉-溴化十六烷基吡啶締合物、三氨基三苯甲烷染料與硫酸皮膚素和健那綠與硫酸軟骨素體系相互作用的共振瑞利散射光譜及其分析應(yīng)用等。劉俊鐵則利用茜素紅-銪光譜探針用于蛋白質(zhì)分子的分光光度研究與檢測(cè),還利用甲基藍(lán)與血紅蛋白相互作用的共振瑞利散射光譜研究及小分子的影響。
1.3.4 其它分析
西南大學(xué)研究小組用共振瑞利散射法測(cè)定了鹽浸中的亞鐵氰化鉀,還研究了乙基紫共振瑞利散射法測(cè)定碘酸鉀、羧甲基纖維素鈉含量,鹵離子與陽離子表面活性劑相互作用的共振瑞利散射光譜,溴酚藍(lán)共振瑞利散射光譜法測(cè)定痕量陽離子表面活性劑。RRS光譜技術(shù)還可用來測(cè)定β-環(huán)糊精的包結(jié)常數(shù)。
2、展望
綜述所述,目前可用共振瑞利散射光譜法在納米與非納米反應(yīng)體系中測(cè)定無機(jī)離子、藥物分析、生物大分子等多種物質(zhì)含量。相比較而言,納米反應(yīng)體系測(cè)定物質(zhì)的含量相對(duì)較少。隨著社會(huì)進(jìn)步,納米科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,可制備出更多種類且具有共振瑞利散射特性的納米晶,來測(cè)定更多品種、更痕量的物質(zhì)含量,是以后共振瑞利散射法的發(fā)展方向。
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【論文摘要】:無機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科里其它各分支學(xué)科的基礎(chǔ)學(xué)科,在近年來取得較突出的進(jìn)展,主要表現(xiàn)在固體材料化學(xué)、配位化學(xué)等方面。未來無機(jī)化學(xué)的發(fā)展特點(diǎn)是各學(xué)科交叉縱橫相互滲透,用以解決工業(yè)生產(chǎn)與人民生活的實(shí)際問題。文章就當(dāng)代無機(jī)化學(xué)研究的前沿與未來發(fā)展趨勢(shì)做了簡(jiǎn)要闡述。
當(dāng)前無機(jī)化學(xué)的發(fā)展趨向主要是新型的無機(jī)化合物的合成和應(yīng)用,以及新的研究領(lǐng)域的開辟和建立。因此21世紀(jì)理論與計(jì)算方法的運(yùn)用將大大加強(qiáng)理論和實(shí)驗(yàn)更加緊密的結(jié)合。同時(shí)各學(xué)科間的深入發(fā)展和學(xué)科間的相互滲透,形成許多學(xué)科的新的研究領(lǐng)域。例如,生物無機(jī)化學(xué)就是無機(jī)化學(xué)與生物學(xué)結(jié)合的邊緣學(xué)科;固體無機(jī)化學(xué)是十分活躍的新興學(xué)科;作為邊沿學(xué)科的配位化學(xué)日益與其它相關(guān)學(xué)科相互滲透與交叉。
根據(jù)國(guó)際上最新進(jìn)展和我國(guó)的具體情況,文章就“無機(jī)合成與制備化學(xué)研究進(jìn)展”和“我國(guó)無機(jī)化學(xué)最新研究進(jìn)展”兩個(gè)方面進(jìn)行闡述:
一、無機(jī)合成與制備化學(xué)研究進(jìn)展
無機(jī)合成與制備在固體化學(xué)和材料化學(xué)研究中占有重要的地位,是化學(xué)和材料科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科。發(fā)展現(xiàn)代無機(jī)合成與制備化學(xué),不斷地推出新的合成反應(yīng)和路線或改進(jìn)和綠化現(xiàn)有的陳舊合成方法,不斷地創(chuàng)造與開發(fā)新的物種,將為研究材料結(jié)構(gòu)、性能(或功能)與反應(yīng)間的關(guān)系、揭示新規(guī)律與原理提供基礎(chǔ)。近年來無機(jī)合成與制備化學(xué)研究的新進(jìn)展主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
(一)極端條件合成
在現(xiàn)代合成中愈來愈廣泛地應(yīng)用極端條件下的合成方法與技術(shù)來實(shí)現(xiàn)通常條件下無法進(jìn)行的合成,并在這些極端條件下開拓多種多樣的一般條件下無法得到的新化合物、新物相與物態(tài)。超臨界流體反應(yīng)之一的超臨界水熱合成就是無機(jī)合成化學(xué)的一個(gè)重要分支。
(二)軟化學(xué)合成
與極端條件下的合成化學(xué)相對(duì)應(yīng)的是在溫和條件下功能無機(jī)材料的合成與晶化,即溫和條件下的合成或軟化學(xué)合成。由于苛刻條件對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的依賴與技術(shù)上的不易控制性,減弱了材料合成的定向程度。而溫和條件下的合成化學(xué)——即“軟化學(xué)合成”,正是具有對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求簡(jiǎn)單和化學(xué)上的易控性和可操作性特點(diǎn),因而在無機(jī)材料合成化學(xué)的研究領(lǐng)域中占有一席之地。
(三)缺陷與價(jià)態(tài)控制
缺陷與特定價(jià)態(tài)的控制是固體化學(xué)和固體物理重要的研究對(duì)象,也是決定和優(yōu)化材料性能的主要因素。材料的許多性質(zhì)如發(fā)光、導(dǎo)電、催化等都和缺陷與價(jià)態(tài)有關(guān)。晶體生長(zhǎng)行為和材料的反應(yīng)性與缺陷關(guān)系密切,因此,缺陷與價(jià)態(tài)在合成中的控制顯然成為重要的科學(xué)題。缺陷與特定價(jià)態(tài)的生成和變化與材料最初生成條件有關(guān),因此,可通過控制材料生成條件來控制材料中的缺陷和元素的價(jià)態(tài)。
(四)計(jì)算機(jī)輔助合成
計(jì)算機(jī)輔助合成是在對(duì)反應(yīng)機(jī)理有了了解的基礎(chǔ)上進(jìn)行的理論模擬過程。國(guó)際上一般為建立與完善合成反應(yīng)與結(jié)構(gòu)的原始數(shù)據(jù)庫,再在系統(tǒng)研究其合成反應(yīng)與機(jī)理的基礎(chǔ)上,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并結(jié)合基因算法、退火、Monte2Carlo優(yōu)化計(jì)算等建立有關(guān)的合成反應(yīng)數(shù)學(xué)模型與能量分布模型,并進(jìn)一步建立定向合成的專家決策系統(tǒng)。
(五)組合化學(xué)
組合化學(xué)是利用組合論的思想和理論,將構(gòu)建單元通過有機(jī)/無機(jī)合成或化學(xué)法修飾,產(chǎn)生分子多樣性的群體(庫),并進(jìn)行優(yōu)化選擇的科學(xué)。組合化學(xué)用于合成肽組合庫,也稱組合合成、組合庫和自動(dòng)合成法。組合方法同時(shí)用n個(gè)單元與另外一組n′個(gè)單元反應(yīng),得到所有組合的混合物,即n+n′個(gè)構(gòu)建單元產(chǎn)生n×n′批產(chǎn)物。
(六)理想合成
理想合成是從易得的起始物開始,經(jīng)過一步簡(jiǎn)單、安全、環(huán)境友好、反應(yīng)快速、100%產(chǎn)率獲得目標(biāo)產(chǎn)物。趨近理想合成策略之一是開發(fā)一步合成反應(yīng),如富勒烯及相關(guān)高級(jí)結(jié)構(gòu)的合成,從易得的石墨出發(fā),只需一步反應(yīng)即得到目標(biāo)產(chǎn)物,產(chǎn)率44%。趨近理想合成策略之二為單元操作。相對(duì)復(fù)雜的分子,如藥物、天然產(chǎn)物的合成,需要多步反應(yīng)完成。在自然界里,生物采取多級(jí)合成的策略,在眾多酶的作用下,用前一步催化反應(yīng)的產(chǎn)物作為后續(xù)反應(yīng)的起始物,直至目的產(chǎn)物的生成。
(七)仿生合成
仿生合成無論從理論還是從應(yīng)用上都將具有非常誘人的前景。無機(jī)合成與制備化學(xué)在生物礦化、有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合、無機(jī)分子向生物分子轉(zhuǎn)化等研究領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。用一般常規(guī)方法難于進(jìn)行的非常復(fù)雜的合成如何利用生物合成將其變?yōu)楦咝А⒂行?、自?dòng)進(jìn)行的合成。例如生物體對(duì)血紅素的合成可以從最簡(jiǎn)單的酪氨酸經(jīng)過一系列酶的作用很容易地合成出結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜的血紅素。因此,仿生合成將成為21世紀(jì)合成化學(xué)中的前沿領(lǐng)域。
二、我國(guó)無機(jī)化學(xué)研究最新進(jìn)展
近幾年我國(guó)無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)研究取得突出進(jìn)展,成果累累,主要在以下幾個(gè)方面取得了令人矚目的成績(jī):
(1)中科大錢逸泰、謝毅研究小組在水熱合成工作的基礎(chǔ)上,在有機(jī)體系中設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了新的無機(jī)化學(xué)反應(yīng),在相對(duì)低的溫度下制備了一序列非氧化物納米材料。溶劑熱合成原理與水熱合成類似,以有機(jī)溶劑代替水,在密封體系中實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。他們?cè)诒街?80度下將GaCl3和Li3N反應(yīng)制得納米GaN的工作發(fā)表在Science上。
(2)吉林大學(xué)馮守華、徐如人研究組應(yīng)用水熱合成技術(shù),從簡(jiǎn)單的反應(yīng)原料出發(fā)成功地合成出具有螺旋結(jié)構(gòu)的無機(jī)-有機(jī)納米復(fù)合材料,M(4,4''''-bipy)2(VO2)2(HPO4)4(M=Co;Ni)。在這兩個(gè)化合物中,PO4四面體和VO4三角雙錐通過共用氧原子交替排列形成新穎的V/P/O無機(jī)螺旋鏈。
(3)南京大學(xué)熊仁根、游效曾等在光學(xué)活性類沸石的組裝及其手性拆分功能研究方面設(shè)計(jì)和合成具有手性與催化功能的無機(jī)有機(jī)雜化多維結(jié)構(gòu),他們改性了光學(xué)活性的天然有機(jī)藥物(奎寧),以它作為配體同金屬離子自組裝構(gòu)成了一個(gè)能進(jìn)行光學(xué)拆分消旋2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率達(dá)98﹪以上的三維多孔類沸石。
(4)中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所洪茂椿,吳新濤等在納米材料和無機(jī)聚合物方面的工作引起國(guó)內(nèi)外同行的廣泛重視。他們成功地合成納米金屬分子籠(nanometer-sizedmetallomolecularcage),還成功的構(gòu)筑了一個(gè)新型的具有納米級(jí)孔洞的類分子篩[{Zn4(OH)2(bdc)3}.4(dmso)2H2O]n,其中孔洞的大小近一納米。在金屬納米線和金屬-有機(jī)納米板的合成和結(jié)構(gòu)的研究成果斐然。設(shè)計(jì)合成了一些金屬納米線,金屬-非金屬納米線和金屬有機(jī)納米板。
(5)北京大學(xué)高松研究小組在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。在水溶液中以1:1:1的摩爾比緩慢擴(kuò)散K3[M(CN)6](M=Fe3+,Co3+),bpym(2,2''''-bipyrimidine)和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根橋聯(lián)的4f-3d二維配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]。3H2O,24個(gè)原子形成的二維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
(6)清華大學(xué)李亞棟研究組在新型一維納米結(jié)構(gòu)的制備、組裝方面取得了突出的進(jìn)展。李亞棟課題組首次發(fā)現(xiàn)了由具有準(zhǔn)層狀結(jié)構(gòu)特性的金屬鉍形成的一種新型的單晶多壁金屬納米管,有關(guān)研究成果在美國(guó)化學(xué)會(huì)志上(J.Am.Chem.Soc.123(40),9904-9905,2001)報(bào)道。這是國(guó)際上首例由金屬形成的單晶納米管,鉍納米管的發(fā)現(xiàn)為無機(jī)納米管的形成機(jī)理和應(yīng)用研究提供了新的對(duì)象和課題。
面對(duì)生命科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)等其他學(xué)科迅速發(fā)展的挑戰(zhàn)和人類對(duì)認(rèn)識(shí)和改造自然提出的新要求,化學(xué)在不斷地創(chuàng)造出新的物質(zhì)和品種來滿足人民的物質(zhì)文化生活,造福國(guó)家,造福人類。當(dāng)前,資源的有效開發(fā)利用、環(huán)境保護(hù)與治理、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、人口與健康和人類安全、高新材料的開發(fā)和應(yīng)用等向我國(guó)的科學(xué)工作者提出一系列重大的挑戰(zhàn)性難題,迫切需要化學(xué)家在更高層次上進(jìn)行化學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究,發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造出新的理論、方法和手段,并從學(xué)科自身發(fā)展和為國(guó)家目標(biāo)服務(wù)兩個(gè)方面不斷提出新的思路和戰(zhàn)略設(shè)想,以適應(yīng)21世紀(jì)科學(xué)發(fā)展的需求。
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“盡自己力量努力做事?!鄙蛐∑浇淌谶@樣簡(jiǎn)單地概括自己的科研工作生涯,給人的印象卻是真正的踏踏實(shí)實(shí)做學(xué)問、一心一意搞研究的學(xué)者風(fēng)范。
立足前沿 沉下心來搞創(chuàng)新
長(zhǎng)期以來,盡管教學(xué)工作繁忙,科研條件有限,但沈小平教授始終要求自己沉下心來,堅(jiān)持科研工作不動(dòng)搖。近年來,瞄準(zhǔn)本領(lǐng)域國(guó)際國(guó)內(nèi)的最新研究進(jìn)展,他的研究工作一直處于國(guó)際前沿領(lǐng)域,先后主持和參與了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目六項(xiàng)、省部級(jí)科研項(xiàng)目3項(xiàng)、以及國(guó)家和省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題多項(xiàng),在化學(xué)和材料學(xué)領(lǐng)域取得了多項(xiàng)研究進(jìn)展。
一方面,沈小平教授課題組成功制備了石墨烯與各種金屬、合金、氧化物、硫化物、鐵酸鹽等的復(fù)合材料,研究了這類材料在吸附、催化、氣體傳感、鋰離子電池等領(lǐng)域的應(yīng)用。其中,他們采用簡(jiǎn)單的低溫回流方法制備出了結(jié)構(gòu)和形貌可控的石墨烯(RGO)/Ni納米復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料對(duì)于對(duì)硝基苯酚(4-NP)的還原反應(yīng)具有優(yōu)異的催化性能。他們首次合成了石墨烯負(fù)載的FeNi合金和NiCo合金納米粒子。在合成RGO-FeNi復(fù)合物中,他們首次得到了FeNi合金納米花,并發(fā)現(xiàn)石墨烯作為基底材料對(duì)于FeNi合金納米花的形成起到了關(guān)鍵作用。通過定向流動(dòng)自組裝法,他們將該材料制備成磁性紙片,所得的復(fù)合材料顯示軟鐵磁性,使其在磁性存儲(chǔ)、生物分離、水處理和電磁波吸收等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價(jià)值。他們合成的RGO-Nico復(fù)合物不僅具有鐵磁性質(zhì),而且對(duì)4-NP的還原具有很好的催化活性,是一種可磁性分離的高效催化劑。他們同時(shí)發(fā)現(xiàn)了石墨烯對(duì)于催化活性和穩(wěn)定性的促進(jìn)作用,這使得RGO-NixCo100-x復(fù)合材料在催化方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
其次,沈小平教授等人首次用一種通用的方法合成了基于石墨烯的各種鐵酸鹽(MnFe2O4,ZnFe2O4,CoFe2O4和NiFe2O4)復(fù)合材料,首次將石墨烯復(fù)合材料的磁性,吸附性和光催化性三者結(jié)合于一體,將該復(fù)合材料設(shè)計(jì)成高吸附、高催化活性的可磁分離材料。他們發(fā)現(xiàn)吸附主要是石墨烯的作用,而光催化性和磁性主要是鐵酸鹽的貢獻(xiàn)。石墨烯的高吸附活性以及MFe2O4納米粒子的磁學(xué)和光催化性能使得該復(fù)合材料在環(huán)境領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用。另外,通過微波法他們簡(jiǎn)便快速地合成了系列化的石墨烯一金屬硫化物(ZnS,CdS,Ag2S和Cu2S)的納米復(fù)合材料。該法基于同時(shí)生長(zhǎng)金屬硫化物納米粒子和還原氧化石墨烯,從而在石墨烯上原位形成無積聚的金屬硫化物納米粒子:并研究了合成參數(shù)對(duì)硫化物納米粒子在石墨烯上的尺寸、形貌和分布的影響,這在石墨烯負(fù)載的復(fù)合材料中尚未被研究。
另外,沈小平教授首次提出了一種通過長(zhǎng)鏈伯胺的非共價(jià)鍵改性將GO從水相轉(zhuǎn)移到各種有機(jī)溶劑中的簡(jiǎn)單而有效的方法,并實(shí)現(xiàn)了GO在水相和有機(jī)相之間的可逆轉(zhuǎn)移。他們首次通過溶劑熱法合成了基于皺褶石墨烯的復(fù)合材料――由Fe2O3納米紡綞體和皺褶的石墨烯納米片結(jié)合而成的新型RGO-Fe2O3納米復(fù)合物。作為鋰離子電池負(fù)極材料,該納米復(fù)合物與單獨(dú)的Fe2O3納米紡綞體和單獨(dú)RGO納米片相比,電化學(xué)性能得到顯著提高。與平整的RGO支撐的納米復(fù)合物相比,皺褶的石墨烯可以對(duì)Fe2O3納米紡綞體起到更多維數(shù)的限制,這對(duì)于Fe2O3在鋰離子嵌入時(shí)的體積膨脹起到了更好的限制作用。該研究為基于皺褶的石墨烯材料的合成和應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域。在此過程中,沈小平教授首次從實(shí)驗(yàn)上系統(tǒng)研究了不同皺褶程度的石墨烯材料,發(fā)現(xiàn)通過簡(jiǎn)單的改變?nèi)軇┲兴?、乙二醇的比例可以方便地調(diào)控石墨烯的皺褶程度,同時(shí)發(fā)現(xiàn)不同皺褶程度對(duì)于石墨烯的比表面積、吸附和催化性能具有重要的影響。
天道酬勤 踏踏實(shí)實(shí)做學(xué)問
上述中我們看到,沈小平教授在功能納米材料的可控合成和性質(zhì)應(yīng)用方面的許多新發(fā)現(xiàn),他成功開發(fā)出利用單源前驅(qū)體的模板基CVD法合成各種氧化物、硫化物和有機(jī)物的納米管有序陣列的普適方法,同時(shí)在國(guó)內(nèi)外首次對(duì)石墨烯無機(jī)納米復(fù)合材料作了全面的述評(píng)。沈小平教授的研究成果受到了國(guó)際同行的關(guān)注,產(chǎn)生了良好的社會(huì)影響,目前已在Journal of Materials Chemistry,Journal of Physical Chemistry C.Carbon,ACS Applied Materials&Interfaces CrystEngComm,Nanotechnology等國(guó)際SCI源期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文110余篇,論文被SCI源期刊引用1600余次,7篇論文入選ESI高被引論文。目前研究成果獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利9項(xiàng)。
采訪中,沈小平教授談到了他對(duì)科研工作的熱愛和執(zhí)著。正是充分認(rèn)識(shí)到科研工作對(duì)人才培養(yǎng)和建立創(chuàng)新型國(guó)家的重要作用,多年來他克服資金、設(shè)備、人員等方面的種種困難,堅(jiān)持不懈地搞科研。沈小平教授在科研工作中始終要求自己做到“恒心、定心、耐心”?!昂阈摹奔闯种院悖瑤资耆缫蝗?,不斷學(xué)習(xí),提高自己的學(xué)術(shù)水平:“定心”即甘于坐冷板凳,不為外界各種誘惑所動(dòng),甘于寂寞,埋頭苦干:“耐心”即科研工作不急于求成,不急功近利,踏踏實(shí)實(shí)做學(xué)問。多年來,沈小平教授為了科研和工作,基本沒有節(jié)假日和寒暑假,放棄了大量的休息時(shí)間:也因?yàn)榭蒲泄ぷ?,?jīng)常不能盡到對(duì)家庭和孩子的責(zé)任?!白鳛楦赣H的我時(shí)常有一種愧疚感?!睆纳蛐∑降难哉Z間,記者體會(huì)到的是七分韌勁兒、三分無奈。
一份耕耘一份收獲,經(jīng)過多年的拼搏,近年來沈小平的科研工作進(jìn)展迅速,逐步走上了快速發(fā)展的軌道。針對(duì)當(dāng)前出現(xiàn)的各種學(xué)術(shù)腐敗問題,沈小平教授也有一番自己的觀點(diǎn)。他常常告誡自己和學(xué)生:做學(xué)問要先做人,要樹立求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度,自覺抵制各種學(xué)術(shù)的不端行為。
前言
中國(guó)文化最高深意之所在,在于“中國(guó)人所謂通天人合內(nèi)外,亦可謂即是自然與人文之會(huì)合”[1]。中國(guó)儒家好言人道,即人文,緣于儒家經(jīng)典《周易》之“觀乎人文,以化成天下”?,F(xiàn)在我國(guó)所提倡的“以人為本”的科學(xué)發(fā)展觀,可謂與我國(guó)傳統(tǒng)學(xué)說是一脈相承的。教學(xué)必須以人為本,對(duì)于自然科學(xué)及工程技術(shù)領(lǐng)域的教學(xué),在強(qiáng)調(diào)理論的同時(shí),除了要與實(shí)踐相結(jié)合外,還要與人文會(huì)合。作者從事高校教學(xué)和科研工作二十多年,恰逢盛世,有幸參與學(xué)樣的教改研究及“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”。現(xiàn)以曾講授過的石油工程專業(yè)課《油田化學(xué)》、《鉆井液工藝原理》及其專業(yè)基礎(chǔ)課《膠體與表面化學(xué)》等課程為例,結(jié)合相關(guān)課程以及目前已完成的“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”以及教學(xué)改革項(xiàng)目,探索高校專業(yè)課及專業(yè)基礎(chǔ)課的教改思路。
一、專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課程
《油田化學(xué)》是石油工程的專業(yè)課程之一,是研究油田鉆井、完井、采油、注水、提高采收率及原油集輸?shù)冗^程中的化學(xué)問題的科學(xué)。油田化學(xué)其實(shí)由鉆井化學(xué)、采油化學(xué)和集輸化學(xué)三部分組成,以無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、膠體化學(xué)、表面化學(xué)、高分子化學(xué)等基礎(chǔ)化學(xué)為理論基礎(chǔ),通過各種類型的油田化學(xué)劑來解決油氣鉆進(jìn)過程中遇到的復(fù)雜問題,改造油層及油水井,改善原油在管道中流動(dòng)狀況,以及分離油氣水,提供高品質(zhì)原油,減少油田采出水對(duì)環(huán)境的污染。雖然這三個(gè)部分是不同的體系和過程,十分復(fù)雜,并且有各自的發(fā)展方向,但是它們又是相互關(guān)聯(lián)的,絕大多數(shù)體系屬于或涉及到膠體分散體系(屬于納米技術(shù)的范疇)。
《大學(xué)》八條目,以格物致知為先。朱子《大學(xué)格物補(bǔ)傳》有,因其已知之理而益窮之。雖然石油工程本科生開設(shè)了《膠體與表面化學(xué)》等基礎(chǔ)課,但實(shí)際使用的教材中,膠體理論知識(shí)部分中所講述納米材料較少,內(nèi)容較少,且與實(shí)際結(jié)合得不夠,講授時(shí)安排的學(xué)時(shí)也很少。其實(shí)自從進(jìn)入21世紀(jì)以來,納米技術(shù)日新月異,已經(jīng)影響到我們?nèi)粘I畹姆椒矫婷妗R虼?,我們追蹤了相關(guān)學(xué)科在納米技術(shù)方面的研究熱點(diǎn)及其發(fā)展方向,補(bǔ)充講稿,完善教案。盡量做到理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣,提高他們的學(xué)習(xí)積極性。
二、納米技術(shù)
納米是長(zhǎng)度計(jì)量單位,1納米是1米的十億分之一,相當(dāng)于10個(gè)氫原子一個(gè)挨一個(gè)排列起來的長(zhǎng)度。納米材料涉及凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料和生物等領(lǐng)域,被公認(rèn)為21世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的新型材料之一。納米材料現(xiàn)已發(fā)展到人工組裝合成有納米結(jié)構(gòu)的材料。
納米技術(shù)在油田化學(xué)中經(jīng)常用于鉆井液完井液的暫堵劑以保護(hù)油氣層,在油田采出水處理中可以利用納米材料的光催化作用,將采油污水中的油和高分子進(jìn)行光催化和光降解,使其達(dá)到回注地層及外排的水質(zhì)要求。利用納米技術(shù)甚至可以從水和空氣中清除細(xì)微污染物,從而提供更清潔的環(huán)境和更高質(zhì)量的水。
三、教改探索
(一)教學(xué)探索
作者將自己平時(shí)積累的學(xué)習(xí)及科研經(jīng)驗(yàn),應(yīng)用到不同層次的教學(xué)中。在本科教學(xué)中,先側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)講解,然后再講授膠體的各種性質(zhì)。在給碩士生講授《現(xiàn)代鉆井液技術(shù)》以及給博士生講授《高等膠體化學(xué)》時(shí),作者也將納米技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)引入進(jìn)來。針對(duì)學(xué)生們將來的工作,要求學(xué)生了解各油田的情況,使每一位學(xué)生能更快更好地了解未來的工作。
在本科生教學(xué)過程,針對(duì)納米材料的特性引入學(xué)生感興趣的話題,從而提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。例如,金紅石型納米二氧化鈦可用作涂料,涂層粗糙度小,表面光滑細(xì)膩;而銳鈦礦型納米二氧化鈦可以防紫外線,可用在遮陽傘的防紫輻射。女生們比較感興趣的話題是引入納米材料的化妝品,有同學(xué)提到互聯(lián)網(wǎng)上的天價(jià)納米金護(hù)膚品的廣告。作者在講解到《膠體化學(xué)》中溶膠的光學(xué)性質(zhì)時(shí),以多媒體的形式向?qū)W生進(jìn)行展示金溶膠的顏色。金溶膠粒子逐漸減小時(shí)所對(duì)應(yīng)的顏色從紅色到藍(lán)色,其實(shí)可以呈現(xiàn)出不同的顏色;而金屬銀在50~60納米時(shí),也可以呈現(xiàn)黃色。學(xué)生們看了PPT后一目了然,除了不會(huì)再受不實(shí)廣告宣傳影響外,對(duì)本課程的學(xué)習(xí)更加投入了。此后提問的學(xué)生多了,學(xué)習(xí)的積極性得到普遍提高,學(xué)生們的期末考試成績(jī)普遍好于往屆。對(duì)碩士生及博士生的要求則要求更高一些,除了要求他們對(duì)日常生活中所涉及的納米技術(shù)有所了解外,還要求他們能夠結(jié)合專業(yè)知識(shí),研制出可用于石油工程專業(yè)領(lǐng)域的納米材料。
在針對(duì)來自現(xiàn)場(chǎng)的學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)時(shí),作者則是與學(xué)生多互動(dòng),既了解了各油田的研究現(xiàn)狀,又針對(duì)一些具體問題提供參考意見。例如,在講解部分黏土礦物對(duì)采油工程的影響時(shí),特別提到在深部地層的油層有時(shí)會(huì)存在綠泥石,而綠泥石中可能有一定含量的鐵元素,在進(jìn)行強(qiáng)化采油時(shí),不適宜采用酸化作業(yè)來提高原油采收率。一些培訓(xùn)的同學(xué)曾在某油田承擔(dān)過兩項(xiàng)酸化作業(yè),但在施工后卻發(fā)現(xiàn)油井產(chǎn)量非但沒有上升,反而下降了。經(jīng)學(xué)習(xí)后發(fā)現(xiàn),就是由于未進(jìn)行黏土礦物的組成分析。
(二)創(chuàng)新探索
在“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”中,作者與本科生一起完成了“鉆井液用超細(xì)顆粒的研制”。在近一年的研究過程中,本著“學(xué)不厭,教不倦”的精神,不以師自居,鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手進(jìn)行實(shí)際操作的同時(shí)檢索文獻(xiàn)。用孔子的五步學(xué)習(xí)法啟發(fā)學(xué)生:博學(xué)之,審問之,慎思之,明辨之,篤行之[2]。與研究生們一起研制出了多種鉆井液用超細(xì)顆粒,并獲得黑龍江省石油學(xué)會(huì)優(yōu)秀論文三等獎(jiǎng)。在學(xué)校的教改項(xiàng)目中,作者還與其他師生一起共同學(xué)習(xí)和共同實(shí)踐,圓滿完成了工作任務(wù)。
四、結(jié)論
錢穆先生曾說:教與學(xué)平等,共一業(yè)。師與弟子亦平等,共一生命。教者學(xué)者在其全人生中交融為一,始得謂之是教育[1]。作者一直認(rèn)同錢穆先生的“能于教者中得一學(xué)者,則成為一不尋常之師。終其身惟有一大事業(yè)斯曰學(xué)”。孔子也說過:后生可畏,焉知來者之不如今。我等雖是教者,但應(yīng)以學(xué)生為本,同時(shí)也以學(xué)習(xí)為終生職業(yè)。
[參考文獻(xiàn)]