只有創(chuàng)新，才能發(fā)展。新材料一如既往地成為今年各國爭相研究的重點。其中納米材料為重中之重，納米激光器、超微型電機、可控納米馬達、支撐蛋白質(zhì)的納米級腳手架和金屬線等重大成果接連問世。在創(chuàng)造及預測納米技術美好前景的同時，科學家開始關注納米技術可能帶來的潛在危害，并告誡人們不要將納米技術“妖魔化”，以免使科技發(fā)展受阻。
投資持續(xù)加大政策不斷加強
面對一浪高過一浪的納米技術研發(fā)熱潮，各國政府無不加大研究力度和增加投資。2003年全球在納米研究方面共投入30億美元。
美國始終把納米技術研發(fā)作為重點。自2001年以來，政府對納米研發(fā)的投入增加了83％，2004財政年度的研發(fā)預算近8.5億美元，比上一財年增加10％。布什總統(tǒng)12月3日簽署了《21世紀納米技術研究開發(fā)法案》，批準從2005財政年度開始的4年中投入約37億美元，促進納米技術的研究開發(fā)。
法國雖受經(jīng)濟實力所限，投入不如美國和日本，但政府對納米技術的支持有增無減，尤其從今年開始實施國家納米科技投資3年計劃：2003至2005年投入5000萬歐元用于納米科學基礎研究；建立5個納米技術研究中心和“國家微米和納米研究網(wǎng)絡”項目；促進納米技術研究成果向中小企業(yè)與新興企業(yè)轉(zhuǎn)化。法國近10年來最大的工業(yè)投資項目———法國最大電子納米技術中心“聯(lián)盟－克洛爾2”2月27日正式啟動，主要任務是生產(chǎn)新一代電子芯片，將是世界規(guī)模最大的納米芯片生產(chǎn)中心。
歐盟計劃2002年至2006年為納米技術研究撥款13億歐元，英國將在今后6年內(nèi)撥款9000萬英鎊，支持企業(yè)和大學商用納米技術開發(fā)，并期望藉此吸引2億英鎊的額外投資，為大學與企業(yè)聯(lián)手進入超小型設備領域提供資金。
加拿大國家研究委員會今年5月和加拿大13家公司合作，計劃每年投入30萬加元，共同開發(fā)基于納米材料的聚合物。這是加拿大首個由多方參與的納米聯(lián)合研究計劃。
德國聯(lián)邦教研部批準對納米技術能力中心的投資，以建立更強大的跨學科合作網(wǎng)絡，在促進納米領域內(nèi)跨學科研究方面發(fā)揮催化器作用。
韓國計劃在2007年前，投資1000億韓元建立新的“納米技術研究中心”，實現(xiàn)大學與企業(yè)的密切合作，將目前科研機構和企業(yè)各自獨立開展的納米項目、納米研究設施整合在一起，并計劃在2010年前在納米領域投資2.04兆韓元。
在政策方面，各國也有新舉措。
美國今年繼續(xù)加大執(zhí)行“國家納米計劃”的力度，制定了新的戰(zhàn)略目標：到2010年培養(yǎng)80萬真正懂納米科技的人才，確保美國在21世紀占據(jù)納米領域的領先地位。今年提出的優(yōu)先項目包括：納米材料科學及與醫(yī)療保健、本土安全和能源相關項目，特別是配合氫能源經(jīng)濟的納米儲存氫能技術。5月22日，麻省理工學院與美國陸軍合辦的“納米科技戰(zhàn)士”研究所未來戰(zhàn)士模擬中心正式“亮相”，公布了納米科技戰(zhàn)士研發(fā)計劃，研究方向是開發(fā)具有隱形、導電、自動療傷等多種神奇功能的21世紀的戰(zhàn)場裝甲，研究重點是能夠在戰(zhàn)場上保護士兵或為其提供醫(yī)療救助的材料和設備。其研究范圍包括七個領域：能量吸收材料、機械活動材料、檢測化學或生物攻擊的傳感器、醫(yī)療設備、納米材料制造技術、納米技術集成、模型制造和模擬。美國有很多納米科研項目，但如此嚴密的打造納米戰(zhàn)士的計劃還是第一個。
德國聯(lián)邦教研部積極探索公共研究與工業(yè)界戰(zhàn)略需求的一致性，促進納米技術在醫(yī)學、電子、汽車制造等領域的運用。此外，德國政府支持建立納米技術應用標準，把握歐洲巨大市場潛在商機，積極建立與歐洲其他國家的經(jīng)濟戰(zhàn)略聯(lián)盟。
日本10月成立了有268家大型企業(yè)參加的納米技術商務推進協(xié)會，促進納米技術研究成果盡早實用化。從明年開始，經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省所屬研究機構將向這些企業(yè)展示納米技術、提供納米材料樣品，讓企業(yè)能盡快拿出納米技術產(chǎn)品。
技術頻頻出彩材料屢屢出新
新年伊始，美國納米研究就來了個開門紅。于1月16日宣布研制出比頭發(fā)絲還細千倍，可自動調(diào)控開關的世界首個納米激光器。將其安裝在微芯片上，能提高計算機信息存儲量，加速信息技術的集成化發(fā)展，在電信、生物、醫(yī)藥等領域有廣闊的應用前景。
日本科學家在12月6日說，他們發(fā)現(xiàn)，當降到極端低溫時，非常接近于一維金屬的碳納米管的電阻急劇增大，變成絕緣體，與普通金屬的
表現(xiàn)截然相反，從而證實了日本諾貝爾物理學獎獲得者朝永振一郎關于一維金屬的電阻在極端低溫狀態(tài)下急劇增大的“朝永理論”。這一發(fā)現(xiàn)為發(fā)展納米技術提供了新思路，可在此基礎上開發(fā)超微半導體等新產(chǎn)品。
就整體而言，美國納米科技依然引領全球，碩果累累，獲得多項世界級的重大成果。
在納米基礎研究方面，發(fā)現(xiàn)碳納米管理想的吸收與發(fā)散光波特性，可望使量子密碼技術以及單分子傳感器變成現(xiàn)實；利用自行組裝的DNA分子作為建筑材料，建造了支撐蛋白質(zhì)的納米級腳手架和金屬線，直徑只有數(shù)十億分之一米，這是在納米級合成方面取得的重要成就，可能由此開發(fā)可編程的分子級傳感器或電路。在世界上首次得到具有壓電效應的半導體納米帶結構———實現(xiàn)納米尺度上機電耦合的關鍵材料，可用來設計研制各種納米傳感器、執(zhí)行器，以及共振耦合器，甚至納米壓電馬達，在微／納米機電系統(tǒng)有重要應用價值。
在納米材料應用領域，特別是在電子元器件、微機械系統(tǒng)方面收獲更多，出現(xiàn)可控納米馬達、納米電動機、納米激光器、納米彈簧等成果。開發(fā)出的可控納米馬達由一種自旋蛋白質(zhì)片斷制成，寬度僅為11納米，可在未來用于驅(qū)動諸如藥物遞送系統(tǒng)等納米機械。用多層碳納米管制做的世界最小電動機的直徑約為500納米，比頭發(fā)絲還細300倍，能在電壓驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，對溫度和化學條件要求寬松，甚至在真空中也能運轉(zhuǎn)，有很大應用潛力，可廣泛用于光學開關等領域，為發(fā)動機運轉(zhuǎn)帶來全新含義。
在電子元器件方面，研制出以碳納米管為導電通路的場效晶體管及邏輯電路，為計算機電路納米化提供了一線曙光。制造出電子流動性比現(xiàn)有半導體材料高25％、比硅晶體管高70％的碳納米管晶體管，向讓納米管成為新一代功能更強大尺寸更小的電子產(chǎn)品邁出重要一步，由此發(fā)現(xiàn)半導體碳納米管在室溫下傳輸電流的能力好于任何已知的其它物質(zhì)，用它可造出比以往更好的晶體管，這一發(fā)現(xiàn)是納米管能夠成為新一代功能強大的電子產(chǎn)品基礎的最新證據(jù)。開發(fā)出由單分子碳納米管構成的世界最小發(fā)光元件，直徑1.4納米，可發(fā)出波長1.5μm的光，是分子元件研究領域的重大進展，將推動碳納米管在納米級電子工程學和光元件領域的應用研究，有可能在電子和光電子領域開辟新的應用前景。它實現(xiàn)了芯片產(chǎn)業(yè)“光電合一”的夢想，表明納米管能與目前的硅電路結合，有可能促使納米管在2015年前在商業(yè)芯片上獲得應用。
納米在能源應用成為新的關注點，納米儲氫技術已成為重點項目，注重尋找可能用于儲氫的納米材料纖維，有關實驗室已將儲氫纖維做到平均直徑在35納米的水平。
與此同時，美國的納米應用研究還出現(xiàn)不少熱點。醫(yī)學領域的熱點為納米醫(yī)藥機器人、納米定向藥物載體、納米在基因工程蛋白質(zhì)合成中的應用等具有潛力的應用方向；微電子及信息技術領域應用方面的開發(fā)熱點包括導電聚合物在信息技術領域的應用、納米電子元器件FET二極管、用于感應器的電子序列、納米傳感器等。在化學工業(yè)上，應用的開發(fā)熱點是利用納米材料提高催化劑的效能問題，包括用于燃料電池的催化劑等。
其他國家也獲得不少重大成果：
以色列科學家利用生物自組裝技術和碳納米管的電子特性，首次在DNA上制造出納米晶體管，說明利用生物技術制造無機物器件是可能的。以色列特拉維夫大學采用一種綜合生物技術和無機化學的辦法，制備出了銀納米導線，可作為穩(wěn)定的生物傳感器和芯片的電流導體。這是世界首次人工合成的離散而又均勻的納米導線。
日本名古屋大學研制出一種外層為半導體，內(nèi)層為導體的雙層納米管，可作為微電子元件的配線用于薄形裝置的關鍵部位，根據(jù)需要發(fā)揮不同的導電性能，在超小型精密器械制造等對導電性能要求高的領域?qū)⒋笥杏梦渲亍Ｈ毡拘胖荽髮W研制成功目前世界最小的碳納米管，直徑只有0.4納米，這種納米管可在分子等級上與樹膠混合形成高強度樹膠，用于制作小型精密機械用樹膠齒輪。日本NEC研制出世界最小晶體管，長度為5納米，比最小的病毒還要小2倍，打破了IBM公司2002年12月研制出長度僅為6納米的晶體管的世界記錄。
法國國家科研中心利用粉末冶金制成機械特性奇佳，平均體積僅為80納米的純納米晶體銅，強度不僅比普通銅高3倍，而且形變非常均勻，沒有明顯的區(qū)域性變窄現(xiàn)象，這是科學家首次獲得和觀察到具有完美彈塑性的物質(zhì)，為制造常溫下的彈性物質(zhì)開辟了光明前景。
英國謝菲爾德大學和美國同行合作，通過模擬細胞自我組裝機制，使一種樹狀有機分子自我組裝成以前從未在有機分子中發(fā)現(xiàn)過，含25萬個原子的晶格單元，其截面約為20×20納米。這些晶格單元如同微型積木，由它構建的納米晶體結構比普通的液晶晶格結構更大更復雜，可用于制造各種分子電子學和光學材料。這是目前能夠得到的最為復雜的可自我組合的超分子結構，也是光子晶體材料研制領域首次在原子級精確度上獲取的納米級結構。
大規(guī)模生產(chǎn)有譜 常溫制造有戲
納米管的生產(chǎn)制造技術始終是熱點，因為只有實現(xiàn)低成本大批量生產(chǎn)，才談得上實際應用。今年碳納米管的生產(chǎn)技術出現(xiàn)不少重大進展。
俄羅斯科學家成功研制出能夠不間斷地生產(chǎn)碳納米管的技術裝置，生產(chǎn)能力達到每小時10克，是碳納米管生產(chǎn)技術的重大突破。俄科學家還研制出一種碳納米管生產(chǎn)新方法：將酒精和甘油的混合物噴射到被加熱至2000度—3000度的石墨棒上，制出厚度為30納米—150納米的碳纖維和厚度為20納米—50納米，長度能達到幾米的碳納米管，后者可用于生產(chǎn)連接地球和月球之間的運輸線。
韓國漢城大學則利用碳納米管具有親水性，能自動聚集的特性，在世界上首次成功開發(fā)出一種高密度碳納米管批量生產(chǎn)技術，可同時生產(chǎn)數(shù)百萬個碳納米管，預計今后5至10年將實現(xiàn)商用化。
德國科學家利用交流電介電泳技術，將金屬與半導體單壁碳納米管成功分離，解決了納米材料制作生產(chǎn)面臨的各種納米結構混雜在一起無法分開的難題。
俄羅斯和德國研究人員正在合作開發(fā)在低溫條件下大量合成納米管的新方法，發(fā)現(xiàn)將聚乙烯醇和氯化銅混合物在250攝氏度的空氣中加熱3小時，可獲得直徑為20至60納米的納米管。這種納米管具有多層結構，并能形成特殊的網(wǎng)狀，里面填充有銅以及銅和碳、氯的化合物等導電物質(zhì)，可應用于微電子學研究領域。
法國科學家用超高真空掠入射小角X射線散射裝置實現(xiàn)了對納米結構生長過程中的形狀、尺寸、生長模式和排序的原位進行實時監(jiān)測。
墨西哥國立自治大學應用物理和高科技中心從墨西哥東南部油田提取的多份原油樣品中發(fā)現(xiàn)碳納米管，強度是鋼的100多倍，每桶原油可分離出2克。這是世界上首次在原油中發(fā)現(xiàn)天然碳納米管。�？松梨谑凸�、殼牌石油公司已經(jīng)在同墨方接觸，探討利用原油工業(yè)化生產(chǎn)碳納米管的可能性。
科學家還開發(fā)出了制造其他形式的納米材料的新技術和新工藝。美國加州大學用上萬億根直徑約50納米的銀納米線制成約20平方厘米的銀納米線薄膜，并以此為關鍵元器件，研制出可檢測出痕量危險化學制品的新型探測裝置，在化學武器和生物武器檢測、國家安全和全球安全以及醫(yī)學測試上具有重要應用價值。美國加州大學還制出了可用于制作小型電子裝置元器件的硅納米線薄膜，并首次發(fā)現(xiàn)，這種高性能硅納米線薄膜可緊緊附著在玻璃和塑料表面，可被彎曲或改造成各種形狀但不影響其性能，很可能會為更經(jīng)濟、更輕便、功能更強大的下一代電子設備鋪平道路，可作為高效計算機芯片的元器件，還可制作彩色光學顯示器的發(fā)光器件，制造裝有顯示器和微電腦的隱形眼鏡等。這種把納米導線大規(guī)模聚集在一起制成納米線薄膜的技術，將在納米科技領域產(chǎn)生重大沖擊。
治癌用“子彈”療傷裹繃帶
納米材料在醫(yī)學領域的應用也獲得可喜進展。
德國與美國在利用納米顆粒，對癌變組織進行加熱，達到摧毀腫瘤目的的全新“納米熱療克癌法”上各有建樹，并在動物試驗中取得成功。德國柏林夏里特醫(yī)院采用的“子彈”是含有氧化鐵的磁性納米微粒，通過外加磁場對注入腫瘤的納米微粒進行加熱，癌變組織也因此被“加熱”，從而抑制腫瘤細胞的活性。在加熱到47攝氏度以上高溫時，病人體內(nèi)直徑小于5厘米的腫瘤可以被“粉碎”；美國賴斯大學則設計制造出可尋找和殺死惡性腫瘤細胞的鍍金納米子彈，可被注射到血管中，順著血流探尋和發(fā)現(xiàn)癌細胞。再用近紅外線照射，使納米子彈開始升溫，導致癌細胞被熱死。對無法進行手術切除的惡性腫瘤來說，定點“爆破”可能是最有效的武器，發(fā)展前景十分樂觀。
日本科學家也實現(xiàn)利用納米顆粒對體內(nèi)器官給藥，利用電流脈沖將基因或蛋白質(zhì)插入表面“印”有蛋白質(zhì)“地址”的納米顆粒，將其注射到實驗鼠體內(nèi)，使顆粒有效抵達肝臟細胞并釋放所攜基因。這種新技術有望用來為肝臟運送基因或藥物，在應用對癥的基因或藥物治療各種肝病時發(fā)揮作用。
美國弗吉尼亞大學用比發(fā)絲還細1000倍的血液纖維蛋白原研制出最終可被人體自然降解的納米止血繃帶，不僅能快速止血，還能促進傷口自然愈合�，F(xiàn)已制造出各種尺寸的止血繃帶，小到劃傷，大到槍傷，都有望一貼見效。
美國德克薩斯大學則用碳納米管拉制出長達100米，韌性是蜘蛛絲的4倍，鋼絲的20倍的可導電碳納米管超強合成纖維，進而織出了碳納米管布料。這一新發(fā)展向利用碳納米管紡線織布，裁剪縫制出可充當電池和傳感器的“聰明”服邁出了一大步。
危險不容忽視安全提上日程
在全球納米研究不斷升溫的同時，有專家提醒，不能忽視納米技術發(fā)展可能出現(xiàn)的負效應。
今年3月，科學家在美國化學會年會上報告了納米顆粒對生物可能產(chǎn)生的危害。紐約羅切斯特大學發(fā)現(xiàn)，讓實驗大鼠暴露在含有直徑20納米的“特氟龍”塑料（聚四氟乙烯）顆粒的空氣中15分鐘，它們大多數(shù)在4小時之內(nèi)死亡。而暴露在直徑120納米顆粒中的對照組則安然無恙。杜邦公司和約翰遜宇航中心也發(fā)現(xiàn)，吸入單層碳納米管能導致實驗動物肺部產(chǎn)生肉芽瘤，而肉芽瘤是肺結核病的典型特征。
影響最大的呼聲是綠色和平組織委托英國帝國理工學院所作的報告《未來的技術，今天的選擇》。報告歸納了近期對納米技術可能危害的分析，指出納米粒子及納米產(chǎn)品可能包含科學家還未充分了解的全新污染物。
但目前對納米材料安全性的研究還處在非常早期的階段，一些國家政府或科學管理部門對納米技術的安全問題開始表示關注：英國政府要求皇家學會評估納米技術的安全問題，美國國會也在討論納米技術管制法案，美國國家自然科學基金會已撥出200萬美元資助科學家對納米技術的社會后果進行研究，美國環(huán)保署今年也得到了600萬美元專項經(jīng)費，用以研究納米材料對環(huán)境的影響。《自然》雜志則呼吁科學家坦誠參與爭論，不要重蹈轉(zhuǎn)基因作物的覆轍。
此外，反科學組織把目標轉(zhuǎn)向納米技術也引起科學界的擔憂。轉(zhuǎn)基因食品在英國等歐洲國家被妖魔化，可以看作納米技術的前車之鑒。
投資持續(xù)加大政策不斷加強
面對一浪高過一浪的納米技術研發(fā)熱潮，各國政府無不加大研究力度和增加投資。2003年全球在納米研究方面共投入30億美元。
美國始終把納米技術研發(fā)作為重點。自2001年以來，政府對納米研發(fā)的投入增加了83％，2004財政年度的研發(fā)預算近8.5億美元，比上一財年增加10％。布什總統(tǒng)12月3日簽署了《21世紀納米技術研究開發(fā)法案》，批準從2005財政年度開始的4年中投入約37億美元，促進納米技術的研究開發(fā)。
法國雖受經(jīng)濟實力所限，投入不如美國和日本，但政府對納米技術的支持有增無減，尤其從今年開始實施國家納米科技投資3年計劃：2003至2005年投入5000萬歐元用于納米科學基礎研究；建立5個納米技術研究中心和“國家微米和納米研究網(wǎng)絡”項目；促進納米技術研究成果向中小企業(yè)與新興企業(yè)轉(zhuǎn)化。法國近10年來最大的工業(yè)投資項目———法國最大電子納米技術中心“聯(lián)盟－克洛爾2”2月27日正式啟動，主要任務是生產(chǎn)新一代電子芯片，將是世界規(guī)模最大的納米芯片生產(chǎn)中心。
歐盟計劃2002年至2006年為納米技術研究撥款13億歐元，英國將在今后6年內(nèi)撥款9000萬英鎊，支持企業(yè)和大學商用納米技術開發(fā)，并期望藉此吸引2億英鎊的額外投資，為大學與企業(yè)聯(lián)手進入超小型設備領域提供資金。
加拿大國家研究委員會今年5月和加拿大13家公司合作，計劃每年投入30萬加元，共同開發(fā)基于納米材料的聚合物。這是加拿大首個由多方參與的納米聯(lián)合研究計劃。
德國聯(lián)邦教研部批準對納米技術能力中心的投資，以建立更強大的跨學科合作網(wǎng)絡，在促進納米領域內(nèi)跨學科研究方面發(fā)揮催化器作用。
韓國計劃在2007年前，投資1000億韓元建立新的“納米技術研究中心”，實現(xiàn)大學與企業(yè)的密切合作，將目前科研機構和企業(yè)各自獨立開展的納米項目、納米研究設施整合在一起，并計劃在2010年前在納米領域投資2.04兆韓元。
在政策方面，各國也有新舉措。
美國今年繼續(xù)加大執(zhí)行“國家納米計劃”的力度，制定了新的戰(zhàn)略目標：到2010年培養(yǎng)80萬真正懂納米科技的人才，確保美國在21世紀占據(jù)納米領域的領先地位。今年提出的優(yōu)先項目包括：納米材料科學及與醫(yī)療保健、本土安全和能源相關項目，特別是配合氫能源經(jīng)濟的納米儲存氫能技術。5月22日，麻省理工學院與美國陸軍合辦的“納米科技戰(zhàn)士”研究所未來戰(zhàn)士模擬中心正式“亮相”，公布了納米科技戰(zhàn)士研發(fā)計劃，研究方向是開發(fā)具有隱形、導電、自動療傷等多種神奇功能的21世紀的戰(zhàn)場裝甲，研究重點是能夠在戰(zhàn)場上保護士兵或為其提供醫(yī)療救助的材料和設備。其研究范圍包括七個領域：能量吸收材料、機械活動材料、檢測化學或生物攻擊的傳感器、醫(yī)療設備、納米材料制造技術、納米技術集成、模型制造和模擬。美國有很多納米科研項目，但如此嚴密的打造納米戰(zhàn)士的計劃還是第一個。
德國聯(lián)邦教研部積極探索公共研究與工業(yè)界戰(zhàn)略需求的一致性，促進納米技術在醫(yī)學、電子、汽車制造等領域的運用。此外，德國政府支持建立納米技術應用標準，把握歐洲巨大市場潛在商機，積極建立與歐洲其他國家的經(jīng)濟戰(zhàn)略聯(lián)盟。
日本10月成立了有268家大型企業(yè)參加的納米技術商務推進協(xié)會，促進納米技術研究成果盡早實用化。從明年開始，經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省所屬研究機構將向這些企業(yè)展示納米技術、提供納米材料樣品，讓企業(yè)能盡快拿出納米技術產(chǎn)品。
技術頻頻出彩材料屢屢出新
新年伊始，美國納米研究就來了個開門紅。于1月16日宣布研制出比頭發(fā)絲還細千倍，可自動調(diào)控開關的世界首個納米激光器。將其安裝在微芯片上，能提高計算機信息存儲量，加速信息技術的集成化發(fā)展，在電信、生物、醫(yī)藥等領域有廣闊的應用前景。
日本科學家在12月6日說，他們發(fā)現(xiàn)，當降到極端低溫時，非常接近于一維金屬的碳納米管的電阻急劇增大，變成絕緣體，與普通金屬的
表現(xiàn)截然相反，從而證實了日本諾貝爾物理學獎獲得者朝永振一郎關于一維金屬的電阻在極端低溫狀態(tài)下急劇增大的“朝永理論”。這一發(fā)現(xiàn)為發(fā)展納米技術提供了新思路，可在此基礎上開發(fā)超微半導體等新產(chǎn)品。
就整體而言，美國納米科技依然引領全球，碩果累累，獲得多項世界級的重大成果。
在納米基礎研究方面，發(fā)現(xiàn)碳納米管理想的吸收與發(fā)散光波特性，可望使量子密碼技術以及單分子傳感器變成現(xiàn)實；利用自行組裝的DNA分子作為建筑材料，建造了支撐蛋白質(zhì)的納米級腳手架和金屬線，直徑只有數(shù)十億分之一米，這是在納米級合成方面取得的重要成就，可能由此開發(fā)可編程的分子級傳感器或電路。在世界上首次得到具有壓電效應的半導體納米帶結構———實現(xiàn)納米尺度上機電耦合的關鍵材料，可用來設計研制各種納米傳感器、執(zhí)行器，以及共振耦合器，甚至納米壓電馬達，在微／納米機電系統(tǒng)有重要應用價值。
在納米材料應用領域，特別是在電子元器件、微機械系統(tǒng)方面收獲更多，出現(xiàn)可控納米馬達、納米電動機、納米激光器、納米彈簧等成果。開發(fā)出的可控納米馬達由一種自旋蛋白質(zhì)片斷制成，寬度僅為11納米，可在未來用于驅(qū)動諸如藥物遞送系統(tǒng)等納米機械。用多層碳納米管制做的世界最小電動機的直徑約為500納米，比頭發(fā)絲還細300倍，能在電壓驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，對溫度和化學條件要求寬松，甚至在真空中也能運轉(zhuǎn)，有很大應用潛力，可廣泛用于光學開關等領域，為發(fā)動機運轉(zhuǎn)帶來全新含義。
在電子元器件方面，研制出以碳納米管為導電通路的場效晶體管及邏輯電路，為計算機電路納米化提供了一線曙光。制造出電子流動性比現(xiàn)有半導體材料高25％、比硅晶體管高70％的碳納米管晶體管，向讓納米管成為新一代功能更強大尺寸更小的電子產(chǎn)品邁出重要一步，由此發(fā)現(xiàn)半導體碳納米管在室溫下傳輸電流的能力好于任何已知的其它物質(zhì)，用它可造出比以往更好的晶體管，這一發(fā)現(xiàn)是納米管能夠成為新一代功能強大的電子產(chǎn)品基礎的最新證據(jù)。開發(fā)出由單分子碳納米管構成的世界最小發(fā)光元件，直徑1.4納米，可發(fā)出波長1.5μm的光，是分子元件研究領域的重大進展，將推動碳納米管在納米級電子工程學和光元件領域的應用研究，有可能在電子和光電子領域開辟新的應用前景。它實現(xiàn)了芯片產(chǎn)業(yè)“光電合一”的夢想，表明納米管能與目前的硅電路結合，有可能促使納米管在2015年前在商業(yè)芯片上獲得應用。
納米在能源應用成為新的關注點，納米儲氫技術已成為重點項目，注重尋找可能用于儲氫的納米材料纖維，有關實驗室已將儲氫纖維做到平均直徑在35納米的水平。
與此同時，美國的納米應用研究還出現(xiàn)不少熱點。醫(yī)學領域的熱點為納米醫(yī)藥機器人、納米定向藥物載體、納米在基因工程蛋白質(zhì)合成中的應用等具有潛力的應用方向；微電子及信息技術領域應用方面的開發(fā)熱點包括導電聚合物在信息技術領域的應用、納米電子元器件FET二極管、用于感應器的電子序列、納米傳感器等。在化學工業(yè)上，應用的開發(fā)熱點是利用納米材料提高催化劑的效能問題，包括用于燃料電池的催化劑等。
其他國家也獲得不少重大成果：
以色列科學家利用生物自組裝技術和碳納米管的電子特性，首次在DNA上制造出納米晶體管，說明利用生物技術制造無機物器件是可能的。以色列特拉維夫大學采用一種綜合生物技術和無機化學的辦法，制備出了銀納米導線，可作為穩(wěn)定的生物傳感器和芯片的電流導體。這是世界首次人工合成的離散而又均勻的納米導線。
日本名古屋大學研制出一種外層為半導體，內(nèi)層為導體的雙層納米管，可作為微電子元件的配線用于薄形裝置的關鍵部位，根據(jù)需要發(fā)揮不同的導電性能，在超小型精密器械制造等對導電性能要求高的領域?qū)⒋笥杏梦渲亍Ｈ毡拘胖荽髮W研制成功目前世界最小的碳納米管，直徑只有0.4納米，這種納米管可在分子等級上與樹膠混合形成高強度樹膠，用于制作小型精密機械用樹膠齒輪。日本NEC研制出世界最小晶體管，長度為5納米，比最小的病毒還要小2倍，打破了IBM公司2002年12月研制出長度僅為6納米的晶體管的世界記錄。
法國國家科研中心利用粉末冶金制成機械特性奇佳，平均體積僅為80納米的純納米晶體銅，強度不僅比普通銅高3倍，而且形變非常均勻，沒有明顯的區(qū)域性變窄現(xiàn)象，這是科學家首次獲得和觀察到具有完美彈塑性的物質(zhì)，為制造常溫下的彈性物質(zhì)開辟了光明前景。
英國謝菲爾德大學和美國同行合作，通過模擬細胞自我組裝機制，使一種樹狀有機分子自我組裝成以前從未在有機分子中發(fā)現(xiàn)過，含25萬個原子的晶格單元，其截面約為20×20納米。這些晶格單元如同微型積木，由它構建的納米晶體結構比普通的液晶晶格結構更大更復雜，可用于制造各種分子電子學和光學材料。這是目前能夠得到的最為復雜的可自我組合的超分子結構，也是光子晶體材料研制領域首次在原子級精確度上獲取的納米級結構。
大規(guī)模生產(chǎn)有譜 常溫制造有戲
納米管的生產(chǎn)制造技術始終是熱點，因為只有實現(xiàn)低成本大批量生產(chǎn)，才談得上實際應用。今年碳納米管的生產(chǎn)技術出現(xiàn)不少重大進展。
俄羅斯科學家成功研制出能夠不間斷地生產(chǎn)碳納米管的技術裝置，生產(chǎn)能力達到每小時10克，是碳納米管生產(chǎn)技術的重大突破。俄科學家還研制出一種碳納米管生產(chǎn)新方法：將酒精和甘油的混合物噴射到被加熱至2000度—3000度的石墨棒上，制出厚度為30納米—150納米的碳纖維和厚度為20納米—50納米，長度能達到幾米的碳納米管，后者可用于生產(chǎn)連接地球和月球之間的運輸線。
韓國漢城大學則利用碳納米管具有親水性，能自動聚集的特性，在世界上首次成功開發(fā)出一種高密度碳納米管批量生產(chǎn)技術，可同時生產(chǎn)數(shù)百萬個碳納米管，預計今后5至10年將實現(xiàn)商用化。
德國科學家利用交流電介電泳技術，將金屬與半導體單壁碳納米管成功分離，解決了納米材料制作生產(chǎn)面臨的各種納米結構混雜在一起無法分開的難題。
俄羅斯和德國研究人員正在合作開發(fā)在低溫條件下大量合成納米管的新方法，發(fā)現(xiàn)將聚乙烯醇和氯化銅混合物在250攝氏度的空氣中加熱3小時，可獲得直徑為20至60納米的納米管。這種納米管具有多層結構，并能形成特殊的網(wǎng)狀，里面填充有銅以及銅和碳、氯的化合物等導電物質(zhì)，可應用于微電子學研究領域。
法國科學家用超高真空掠入射小角X射線散射裝置實現(xiàn)了對納米結構生長過程中的形狀、尺寸、生長模式和排序的原位進行實時監(jiān)測。
墨西哥國立自治大學應用物理和高科技中心從墨西哥東南部油田提取的多份原油樣品中發(fā)現(xiàn)碳納米管，強度是鋼的100多倍，每桶原油可分離出2克。這是世界上首次在原油中發(fā)現(xiàn)天然碳納米管。�？松梨谑凸�、殼牌石油公司已經(jīng)在同墨方接觸，探討利用原油工業(yè)化生產(chǎn)碳納米管的可能性。
科學家還開發(fā)出了制造其他形式的納米材料的新技術和新工藝。美國加州大學用上萬億根直徑約50納米的銀納米線制成約20平方厘米的銀納米線薄膜，并以此為關鍵元器件，研制出可檢測出痕量危險化學制品的新型探測裝置，在化學武器和生物武器檢測、國家安全和全球安全以及醫(yī)學測試上具有重要應用價值。美國加州大學還制出了可用于制作小型電子裝置元器件的硅納米線薄膜，并首次發(fā)現(xiàn)，這種高性能硅納米線薄膜可緊緊附著在玻璃和塑料表面，可被彎曲或改造成各種形狀但不影響其性能，很可能會為更經(jīng)濟、更輕便、功能更強大的下一代電子設備鋪平道路，可作為高效計算機芯片的元器件，還可制作彩色光學顯示器的發(fā)光器件，制造裝有顯示器和微電腦的隱形眼鏡等。這種把納米導線大規(guī)模聚集在一起制成納米線薄膜的技術，將在納米科技領域產(chǎn)生重大沖擊。
治癌用“子彈”療傷裹繃帶
納米材料在醫(yī)學領域的應用也獲得可喜進展。
德國與美國在利用納米顆粒，對癌變組織進行加熱，達到摧毀腫瘤目的的全新“納米熱療克癌法”上各有建樹，并在動物試驗中取得成功。德國柏林夏里特醫(yī)院采用的“子彈”是含有氧化鐵的磁性納米微粒，通過外加磁場對注入腫瘤的納米微粒進行加熱，癌變組織也因此被“加熱”，從而抑制腫瘤細胞的活性。在加熱到47攝氏度以上高溫時，病人體內(nèi)直徑小于5厘米的腫瘤可以被“粉碎”；美國賴斯大學則設計制造出可尋找和殺死惡性腫瘤細胞的鍍金納米子彈，可被注射到血管中，順著血流探尋和發(fā)現(xiàn)癌細胞。再用近紅外線照射，使納米子彈開始升溫，導致癌細胞被熱死。對無法進行手術切除的惡性腫瘤來說，定點“爆破”可能是最有效的武器，發(fā)展前景十分樂觀。
日本科學家也實現(xiàn)利用納米顆粒對體內(nèi)器官給藥，利用電流脈沖將基因或蛋白質(zhì)插入表面“印”有蛋白質(zhì)“地址”的納米顆粒，將其注射到實驗鼠體內(nèi)，使顆粒有效抵達肝臟細胞并釋放所攜基因。這種新技術有望用來為肝臟運送基因或藥物，在應用對癥的基因或藥物治療各種肝病時發(fā)揮作用。
美國弗吉尼亞大學用比發(fā)絲還細1000倍的血液纖維蛋白原研制出最終可被人體自然降解的納米止血繃帶，不僅能快速止血，還能促進傷口自然愈合�，F(xiàn)已制造出各種尺寸的止血繃帶，小到劃傷，大到槍傷，都有望一貼見效。
美國德克薩斯大學則用碳納米管拉制出長達100米，韌性是蜘蛛絲的4倍，鋼絲的20倍的可導電碳納米管超強合成纖維，進而織出了碳納米管布料。這一新發(fā)展向利用碳納米管紡線織布，裁剪縫制出可充當電池和傳感器的“聰明”服邁出了一大步。
危險不容忽視安全提上日程
在全球納米研究不斷升溫的同時，有專家提醒，不能忽視納米技術發(fā)展可能出現(xiàn)的負效應。
今年3月，科學家在美國化學會年會上報告了納米顆粒對生物可能產(chǎn)生的危害。紐約羅切斯特大學發(fā)現(xiàn)，讓實驗大鼠暴露在含有直徑20納米的“特氟龍”塑料（聚四氟乙烯）顆粒的空氣中15分鐘，它們大多數(shù)在4小時之內(nèi)死亡。而暴露在直徑120納米顆粒中的對照組則安然無恙。杜邦公司和約翰遜宇航中心也發(fā)現(xiàn)，吸入單層碳納米管能導致實驗動物肺部產(chǎn)生肉芽瘤，而肉芽瘤是肺結核病的典型特征。
影響最大的呼聲是綠色和平組織委托英國帝國理工學院所作的報告《未來的技術，今天的選擇》。報告歸納了近期對納米技術可能危害的分析，指出納米粒子及納米產(chǎn)品可能包含科學家還未充分了解的全新污染物。
但目前對納米材料安全性的研究還處在非常早期的階段，一些國家政府或科學管理部門對納米技術的安全問題開始表示關注：英國政府要求皇家學會評估納米技術的安全問題，美國國會也在討論納米技術管制法案，美國國家自然科學基金會已撥出200萬美元資助科學家對納米技術的社會后果進行研究，美國環(huán)保署今年也得到了600萬美元專項經(jīng)費，用以研究納米材料對環(huán)境的影響。《自然》雜志則呼吁科學家坦誠參與爭論，不要重蹈轉(zhuǎn)基因作物的覆轍。
此外，反科學組織把目標轉(zhuǎn)向納米技術也引起科學界的擔憂。轉(zhuǎn)基因食品在英國等歐洲國家被妖魔化，可以看作納米技術的前車之鑒。
