¿Qué es la nanotecnología?
La nanotecnología incluye la tecnología de nanoestructuras y la tecnología de nanomateriales. La tecnología de nanoestructura es una tecnología de alta tecnología en nanotecnología. Aunque se logró el avance, no se pudo aplicar. Sin embargo, la tecnología de nanomateriales no es muy exigente debido a su amplia gama de aplicaciones. Cualquier cosa con funcionalidad se llama material, y todo lo que se requiere es un material aportado por unidades estructurales a nanoescala, que es un nanomaterial.
Todas las unidades nanoestructuradas de materia han cambiado de propiedades, y cualquier nueva propiedad puede definir nuevas funciones, permitiendo la preparación de nuevos materiales. Por tanto, cabe decir con certeza que, aunque la aplicación de nanomateriales no representa el principal nivel de aplicación de la nanotecnología, ahora se utiliza de forma deliberada.
Por cuestiones profesionales, muchos expertos confunden la tecnología de nanoestructuras, que representa la nanotecnología, con la aplicación de la tecnología de nanomateriales, y dicen cuántos años se necesitarán para que se apliquen los nanomateriales de laboratorio.
De hecho, la historia ha demostrado que cualquier predicción de este tipo es un fracaso. No sólo se utilizan ampliamente los nanomateriales, sino que también ha comenzado la aplicación de la tecnología de nanoestructuras. Uno de los "Diez principales avances científicos" seleccionados por la revista estadounidense "Science" en 2001 es la aplicación de circuitos de nanocomputación. Deberíamos dar la bienvenida a las nuevas tecnologías, no rechazarlas.
La nanotecnología es un nuevo campo interdisciplinario de vanguardia que se desarrolló gradualmente a finales de los años 80 y principios de los 90. Su rápido desarrollo traerá cambios revolucionarios a casi todos los campos industriales en el siglo XX. En la actualidad, los gobiernos y las empresas de los países desarrollados están invirtiendo fuertemente en la investigación y el desarrollo de la nanotecnología, tratando de alcanzar las alturas dominantes de esta estrategia científica y tecnológica en el siglo XXI. Prestar atención al progreso de la nanotecnología y organizar e implementar el plan de desarrollo de nanotecnología de China lo antes posible tendrá un profundo impacto en el desarrollo de China en el nuevo siglo.
Antecedentes de la Nanotecnología
¿Qué es la nanotecnología? Un nanómetro es una unidad de medida de 10 milmillonésimas de metro, aproximadamente equivalente a una millonésima de cabello. La llamada nanotecnología es el campo intermedio de la nanoescala entre lo no microscópico y lo no macroscópico. Es una tecnología completamente nueva que comprende la naturaleza y cambia los métodos de producción, los métodos de trabajo y los estilos de vida. Es un puente entre la nanociencia y las plataformas de productos que incorporan la nanotecnología. Lleva la innovación tecnológica humana a un nuevo nivel y espacio, y amplía enormemente el campo de la innovación humana. De hecho, los nanomateriales existen en la naturaleza desde hace mucho tiempo, como dientes de animales, conchas, piel de tiburón, superficies de hojas de loto, arrecifes de coral, meteoritos, etc. , los pigmentos, tintas y revestimientos de los espejos de bronce en la antigua China eran todos nanomateriales. Sin embargo, aunque utilizaron la nanotecnología para preparar nanomateriales, no conocían la importancia de los nanomateriales. Sólo se encontraban en la etapa espontánea. No fue hasta después de la década de 1960 que realmente sintetizaron nanomateriales según su propia voluntad. En 1963, el científico japonés Ryogo Kubo propuso por primera vez que cuando las partículas de materia se reducen a una escala nanométrica, sus propiedades cambian repentinamente. En 1967, el científico japonés Ryoji Ueda fue el primero en preparar artificialmente partículas metálicas a nanoescala mediante evaporación. En ese momento, los científicos japoneses llamaron partículas a nanoescala partículas ultrafinas. Fue en 1984 cuando el científico alemán Profesor Gleiter preparó por primera vez un sólido compuesto de partículas de un tamaño de 5 nanómetros, al que denominó material a nanoescala. El concepto de nanotecnología fue acuñado por primera vez por el escritor estadounidense de ciencia ficción Eric? Zuikesler lo propuso en 1986 y el Journal of Nanotechnology se publicó oficialmente en Bache en 1990.
Los nanomateriales son la parte más activa e importante de la nanotecnología. Son isomórficos con disciplinas como la nanobiología, la nanoelectrónica, la nanomecanización, la nanotribología, la nanometrología, la nanoquímica y la nanofísica, y constituyen la connotación de nanotecnología. La connotación de nanotecnología incluye varios campos. En lo que respecta a los nanomateriales, incluye la tecnología de preparación de nanomateriales y la penetración de nanomateriales en diversos campos industriales de alta tecnología y todos los tradicionales. Vale la pena señalar en particular que los nanomateriales no son sólo un concepto de escala, sino que, lo que es más importante, tienen características que no están disponibles en los niveles micro y macro. Las personas pueden usar estas nuevas propiedades para sintetizar nuevos materiales que no existen en la naturaleza o que existen en la naturaleza pero que no han sido imitados por los humanos, y usar nueva nanotecnología para aplicar estos materiales en diversos campos para promover el desarrollo social y económico y mejorar la fuerza de la defensa nacional. y la calidad de vida de las personas, razón por la cual los gobiernos de todo el mundo prestan suficiente atención al desarrollo de la nanotecnología. Para los países en desarrollo como China, esta es una oportunidad única en la vida. En los últimos 500 años, hemos perdido dos veces las lecciones del rápido desarrollo nacional. Esta oportunidad para el país no puede volver a desaprovecharse. Jonathan spence, profesor de historia moderna de China en la Universidad de Yale en Estados Unidos, publicó un artículo en Newsweek el 5 de junio de 20010. Al analizar China en el siglo XX, mencionó que China se convirtió milagrosamente en un país súper avanzado en el siglo XX y que la nanotecnología era una opción importante. Lo interesante es que nuestro país no va a la zaga de los países desarrollados en el nivel técnico de nanomateriales y nanotecnología y ya está a la cabeza en algunos aspectos. Las oportunidades son escasas. Nuestro gobierno tiene visión de futuro y concede gran importancia a la nanotecnología. Esta será una decisión importante en la estrategia de nuestro país de rejuvenecer el país a través de la ciencia y la educación.
Situación actual en el exterior
En marzo de 2000, el gobierno estadounidense anunció su plan de lanzamiento de nanotecnología al mundo. En este informe de decenas de miles de palabras, que fue completado por 26 científicos estadounidenses y duró medio año, se afirma claramente que la nanotecnología desencadenará una nueva revolución industrial en el siglo XXI. El Ministerio alemán de Ciencia y Tecnología también mencionó en su informe sobre el desarrollo de la nanotecnología que la nanotecnología es una de las tecnologías líderes en el siglo XXI. El profesor Laurel, famoso ganador del Premio Nobel, dijo que si los países que valoraban la tecnología de los micrones en los años 1970 se han convertido ahora en países desarrollados, entonces los países que valoran la nanotecnología de ahora en adelante pueden convertirse en países avanzados en el siglo XX. Emma Chuang, ex científica jefe de IBM, dijo que la tecnología de micrones desencadenó una nueva revolución de la información en la década de 1970, y que es probable que la nanotecnología se convierta en el núcleo de la nueva revolución de la información. En importantes documentos del gobierno y del Congreso de los Estados Unidos, la tecnología de la información, la biotecnología y la nanotecnología se consideran las tecnologías dominantes de la revolución industrial del siglo XXI. La connotación de tecnología líder se refiere a su capacidad para penetrar en diversos campos, su capacidad para integrarse de forma cruzada con diversas tecnologías y su capacidad para demostrar y promover industrias emergentes. A finales del siglo XX, la tecnología informática y de las autopistas de la información penetró en diversos campos y tuvo un profundo impacto en los métodos de producción, los métodos de trabajo y los estilos de vida de las personas. Se conoce como el papel protagonista de las nuevas tecnologías en el cambio de siglo. En marzo de 1998, Neal Lane, asistente del Presidente para Ciencia y Tecnología de los Estados Unidos, dijo en respuesta a una pregunta del Congreso que es probable que la nanotecnología tenga un mayor impacto en varios campos que las computadoras y se convierta en una de las principales tecnologías del mundo. el siglo XXI. Los hechos han demostrado que la penetración de la nanotecnología en campos de alta tecnología como la información, la biomedicina, la energía y el medio ambiente, la tecnología aeroespacial, marina y de fabricación avanzada ya ha logrado resultados iniciales. También ha comenzado la intersección de la nanotecnología con las industrias tradicionales. La nanotecnología está desempeñando un papel enorme en la transformación y mejora de las industrias tradicionales, aumentando el contenido de alta tecnología y mejorando la competitividad de los productos. La nanotecnología se ha inyectado en las industrias tradicionales, mejorando la vitalidad de las industrias tradicionales, y el futuro está en ascenso.
El presupuesto estadounidense para investigación y desarrollo de nanotecnología en el año fiscal 2004 fue cercano a los 850 millones de dólares, un aumento del 65.438+00% con respecto al año anterior. El 3 de febrero de 2003, el Presidente Bush firmó la "Ley de Investigación y Desarrollo de Nanotecnología del Siglo XXI", aprobando una inversión de aproximadamente 3.700 millones de dólares en cuatro años a partir del año fiscal 2005.
Francia comenzó a aplicar el plan nacional trienal de inversión en nanotecnología en 2003: de 2003 a 2005, invirtió 50 millones de euros en investigación básica sobre nanotecnología; "Red de Investigación"; el mayor proyecto de inversión industrial de Francia en 10 años: el Centro Francés de Nanotecnología Electrónica "Alliance-Klohr 2" se inauguró oficialmente el 27 de febrero de 2003.
De 2002 a 2006, la UE asignó 654,38+3 mil millones de euros a la investigación en nanotecnología.
El Reino Unido destinará 90 millones de libras durante los próximos seis años para apoyar el desarrollo de la nanotecnología comercial en empresas y universidades, y espera atraer 200 millones de libras adicionales de inversión.
El Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania ha aprobado la inversión en un Centro de Competencia en Nanotecnología para construir una red de colaboración interdisciplinaria más sólida y desempeñar un papel catalizador en la promoción de la investigación interdisciplinaria en el campo de la nanotecnología.
Antes de 2007, Corea del Sur invirtió 654,38+00 mil millones de wones para establecer un nuevo "Centro de Investigación en Nanotecnología" para lograr una estrecha cooperación entre universidades y empresas e integrar nanoproyectos y nanoinvestigaciones que actualmente se llevan a cabo de forma independiente por instituciones de investigación científica. y empresas, planea invertir 2,04 billones de wones en el campo nano para 2065.438+00.
Estado actual del desarrollo de la nanotecnología en China
La reforma, la apertura y la estrategia de desarrollo sostenible de China han logrado un rápido desarrollo económico en China, haciendo que el PIB de China esté por detrás del de Estados Unidos, Japón, Alemania, Francia y el Reino Unido ocupan el sexto lugar en el mundo, lo que es digno de elogio para un país en desarrollo con una base débil. En la era de 265438 + los primeros 20 años del siglo XX, los desafíos y las oportunidades coexisten. Si podemos evaluar la situación, aprovechar las oportunidades y lograr un desarrollo a gran escala en varios campos es muy importante para nuestro país. En la actualidad, está surgiendo silenciosamente una nueva revolución industrial centrada en la nanotecnología, la tecnología de la información y la biotecnología, y todos los países se encuentran casi en la misma línea de partida. Este período crítico de renovación y transición tecnológica ha brindado a China excelentes oportunidades para lograr un desarrollo acelerado en varios campos. No podemos perder esta oportunidad nuevamente.
China es un país en desarrollo. Después de la reforma y apertura, la economía nacional ha mantenido un desarrollo rápido y sostenido, atrayendo la atención mundial. Nuestro país tiene una base débil y depende principalmente de industrias tradicionales. Aunque las industrias de alta tecnología se han desarrollado rápidamente en los últimos años, su contribución al PIB de mi país sigue siendo muy pequeña y todavía existe una gran brecha en comparación con los países desarrollados. Las condiciones nacionales de China determinan que el enfoque general de China para el desarrollo de la nanotecnología sea diferente del de Estados Unidos, Japón y Europa. Deberíamos tener las características propias de China y encontrar una nueva manera de desarrollar la nanotecnología, que consiste en utilizar la nanotecnología como una oportunidad para resolver los problemas urgentes en el actual desarrollo económico nacional y las industrias de apoyo. La nanotecnología primero irrumpe en las industrias tradicionales, ajusta la estructura de los productos e inyecta contenido de alta tecnología, lo que ayudará a mejorar las industrias tradicionales de China y aumentar el PIB.
Al mismo tiempo, buscar oportunidades para penetrar en industrias de alta tecnología, prestar especial atención a la aplicación de la nanotecnología en los campos del medio ambiente, la energía, la medicina, la defensa nacional, etc., cultivar las nanoindustrias emergentes y formar gradualmente una La cadena industrial, por lo que el punto de partida de estas industrias será la tecnología de este campo en el siglo XXI. Las alturas dominantes sientan las bases para lograr un desarrollo de gran avance en los campos antes mencionados en nuestro país. En información, aeroespacial, biotecnología, nuevos materiales, etc., existe una cierta brecha entre el nivel de aplicación de la nanotecnología y los países desarrollados, pero también hay oportunidades locales. Siempre que el punto de entrada se elija correctamente, es completamente posible formar una nueva plataforma de productos con derechos de propiedad intelectual independientes en algunos aspectos y luego convertirse en una industria de nanotecnología.
Con base en la tendencia general de desarrollo de nanomateriales y tecnologías internacionales, combinada con las condiciones nacionales de mi país y las necesidades del rápido desarrollo económico de mi país en los próximos cinco a diez años, seleccione nanomateriales y tecnologías que desempeñen un papel importante. papel en el desarrollo social y la mejora de la fortaleza nacional. Penetrar completamente en las industrias tradicionales y las industrias de alta tecnología, formar una nueva cadena nanoindustrial con derechos de propiedad intelectual independientes, mejorar la competitividad internacional de los productos y contribuir a la realización del tercer país de mi país. -paso a objetivos estratégicos. Desarrollar nanomateriales y tecnologías en varias áreas clave para formar una nanoindustria. Industrialización de nanomateriales especiales como nanotubos de carbono, nanomateriales que contienen energía de alta eficiencia, nanomateriales de tierras raras, materiales nanofluorescentes de alto brillo y nanomateriales metálicos clave en la industria de la información, como las comunicaciones en red (comunicaciones ópticas y microondas); comunicaciones) Nanotecnología en nanotecnología, tecnología de visualización digital de alta definición y alta resolución; utilización racional de la energía y desarrollo de nanomateriales y tecnologías clave en la energía; nanomateriales y tecnologías clave en la optimización del entorno de recursos en las industrias y tecnologías biológicas y farmacéuticas;
El desarrollo de nanomateriales y tecnología en China debe adherirse a la orientación del mercado y centrarse en la combinación de la nanotecnología con las tecnologías tradicionales y de alta tecnología existentes. El personal científico y tecnológico dedicado a la investigación y el desarrollo de la nanotecnología debe combinarse con otros profesionales y empresarios; los empresarios son la fuerza principal en la industrialización de los logros de la nanotecnología, y el personal científico y tecnológico debe desempeñar un papel de liderazgo en la selección de objetivos precisos; puntos y avances para acortar el ciclo de transformación de los logros de la nanotecnología; prestar atención a la protección de los derechos de propiedad intelectual y fomentar las solicitudes de patentes de invención, especialmente las solicitudes de patentes de invención extranjeras; se recomienda que los gobiernos de todos los niveles establezcan fondos de respuesta rápida para la investigación en nanotecnología; fondos de capital riesgo para el desarrollo.
China tiene una gran conciencia de la importancia de la nanotecnología y le ha dado cierto apoyo. El Ministerio de Ciencia y Tecnología, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Academia de Ciencias de China y otros departamentos han establecido planes de ascenso y proyectos importantes y clave relacionados desde el Octavo Plan Quinquenal y el Noveno Plan Quinquenal. El año pasado, el Ministerio de Ciencia y Tecnología lanzó un proyecto nacional clave de investigación básica sobre nanomateriales. La financiación total de China para la nanotecnología a través de estos proyectos equivale a aproximadamente 7 millones de dólares, muy por detrás de los países desarrollados.
Según estadísticas incompletas, en los diez años comprendidos entre 1991 y 2000, ** se financiaron más de 92 millones de yuanes para la síntesis y preparación de nanomateriales, rendimiento y caracterización, pruebas de nuevas tecnologías y teorías, ensamblaje de sistemas y Se han obtenido varios resultados de investigación básica en dispositivos y sistemas microelectromecánicos.
Después de entrar en el "Décimo Plan Quinquenal", la nanotecnología ha mostrado un rápido impulso de desarrollo. De acuerdo con los requisitos del Esquema Nacional de Desarrollo de Nanotecnología, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China aumentó aún más su inversión. De 2001 a 2003, invirtió un total de 654,38+9,6 mil millones de yuanes y financió 800 proyectos. El siguiente diagrama son las estadísticas preliminares del monto de financiamiento y los proyectos financiados por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China para proyectos de nanotecnología desde hace 13 años. El monto de financiamiento real es incluso mayor que estas estadísticas.
El número de nanoproyectos financiados [haga clic para ampliar] el número de nanofondos financiados [haga clic para ampliar]
Entre ellos, el plan 863 prevé inversiones en proyectos de nanotecnología
(1) Diseño especial:
Asignación nacional: 200 millones de yuanes: se han organizado 102 proyectos, con una asignación nacional de 65438+52 millones de yuanes.
El primer lote: 63 proyectos con asignaciones estatales de 654,38+9 mil millones de yuanes y 378 millones de yuanes autoobtenidos.
El segundo lote: 39 proyectos con una asignación estatal de 43 millones de yuanes y una recaudación propia de 65.438+59 millones de yuanes.
(2) Diseño de proyectos clave
Asignación nacional: 92 millones de yuanes; acuerdos para los primeros tres años: 19 proyectos.
El Estado asignó 52 millones de yuanes y los gobiernos locales recaudaron 295 millones de yuanes en fondos de contrapartida.
Cada año se invierten más de 600 personas.
La investigación en nanotecnología de China, especialmente en nanomateriales, ha logrado avances importantes y ha atraído la atención internacional. Desde 65438 hasta 0995, el Ministerio alemán de Ciencia y Tecnología analizó el liderazgo relativo de varios países en nanotecnología: China ocupó el quinto lugar, junto con Francia en nanomateriales, y Japón, Alemania, Estados Unidos, el Reino Unido y el norte de Europa se ubicaron entre los primeros. cuatro. A juzgar por los proyectos financiados, la fuerza investigadora de mi país se concentra principalmente en la síntesis y preparación de nanomateriales, microscopía de sonda de barrido, electrónica molecular y algunas aplicaciones de nanotecnología. Sin embargo, debido a las condiciones limitadas, el trabajo de investigación sólo puede centrarse en algunas áreas con bajos requisitos de hardware. Aunque los científicos chinos han logrado excelentes resultados de investigación en varios campos de los nanotubos y nanomateriales de carbono, el nivel general de la nanotecnología de China todavía está muy por detrás del de Estados Unidos, Japón y Europa, especialmente en nanodispositivos.
En la actualidad, mi país ya cuenta con un equipo de investigación en nanotecnología relativamente capaz, concentrado principalmente en institutos relevantes de la Academia de Ciencias de China, así como en la Universidad de Pekín, la Universidad de Tsinghua, la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Universidad de Nanjing y Universidad de Fudan A la espera de varias universidades nacionales reconocidas. Para centrar los principales esfuerzos de la investigación en nanotecnología en este sistema, la Universidad de Pekín y la Academia de Ciencias de China también han establecido sus propios centros de investigación en nanotecnología.
Del 5438 de junio al 11 de octubre de 2000, la Quinta Sesión Plenaria del XV Comité Central del Partido Comunista de China adoptó las "Recomendaciones del Comité Central del Partido Comunista de China sobre la formulación de los Décimo Cinco -Plan Quinquenal para el Desarrollo Económico y Social Nacional", aclarando que se propone que el progreso de los nuevos materiales y la nanociencia debe considerarse como una tarea importante de progreso e innovación científica y tecnológica durante el "Décimo Plan Quinquenal". Esto sentó una base importante para el rápido desarrollo de la nanotecnología en China a principios del siglo XXI.
La importancia del desarrollo de la nanotecnología en China es: Primero, la nanotecnología tendrá un impacto significativo en nuestra sociedad, economía y seguridad nacional en el siglo XXI. El siglo XXI, caracterizado por la era de la economía del conocimiento, será una era de rápido desarrollo y aplicación generalizada de las ciencias biológicas y la tecnología de la información. La nanociencia y la tecnología promoverán el rápido desarrollo de casi todas las tecnologías, incluidas las ciencias biológicas y la tecnología de la información. Los países occidentales desarrollados están planeando activamente lograr el monopolio del conocimiento. En la actualidad, los países y empresas occidentales han clasificado la nanotecnología básica como un secreto de estado absoluto y un secreto comercial, y restringen estrictamente las exportaciones a China. En segundo lugar, el desarrollo de la nanotecnología mejorará enormemente la competitividad científica y tecnológica de China. La nanotecnología surgió a principios de la década de 1980 y es un campo tecnológico completamente nuevo para todos los países del mundo. Aunque todavía existe una gran brecha entre China y los países desarrollados, básicamente hemos seguido el ritmo del nivel avanzado internacional en el campo de los nanomateriales. Siempre que tomemos las medidas adecuadas, definitivamente podremos alcanzar a los países desarrollados. En tercer lugar, la nanotecnología promoverá la transformación de las industrias tradicionales de China. Dado que la nanotecnología real, especialmente los nanomateriales, tiene las características de baja inversión, resultados rápidos y amplias perspectivas de mercado para transformar las industrias tradicionales, es más fácil de popularizar entre las empresas chinas que se centran principalmente en las industrias tradicionales. Por lo tanto, la aplicación de la nanotecnología ha recibido una amplia respuesta de la comunidad empresarial china, sentando una importante fuerza impulsora para el desarrollo de la nanotecnología en China. Actualmente hay 102 empresas involucradas en nanotecnología en China. Para mejorar la competitividad científica y tecnológica internacional y la competitividad económica de mi país, promover la implementación fluida de la estrategia de desarrollo del tercer paso y garantizar el futuro desarrollo sostenible y la seguridad nacional de mi país, debemos fortalecer vigorosamente la investigación y el desarrollo de la nanotecnología y movilizar En esta área están involucradas fuerzas industriales multidisciplinarias, interdepartamentales e intersectoriales.
Los principales problemas existentes en la nanotecnología de mi país se reflejan principalmente en una integración insuficiente entre disciplinas, falta de instalaciones experimentales importantes, investigación básica débil y menor intercambio de información. Para superar y resolver estos problemas para que China pueda aprovechar la oportunidad y ponerse al día, se hacen recomendaciones especiales:
(1) la estrategia de desarrollo de nanotecnología de mi país debe determinarse a nivel nacional y a corto y largo plazo. se deben formular estrategias de desarrollo a mediano plazo para la nanotecnología de mi país y una planificación a largo plazo que considere el desarrollo coordinado de la investigación básica, la investigación aplicada y la investigación de desarrollo, promoviendo la industrialización de los logros científicos y tecnológicos y ayudando a los departamentos pertinentes en la formulación. normas técnicas para productos relacionados con la nanotecnología lo antes posible.
(2) Establecer un “Grupo Asesor de Expertos en Nanotecnología” nacional. Ayudar al gobierno a formular, investigar y desarrollar la estrategia de nanotecnología de China.
(3) Establecer un centro nacional de investigación e ingeniería en nanotecnología, centrarse en invertir en una plataforma tecnológica que pueda brindar servicios para el desarrollo de la nanotecnología y organizar y coordinar la participación de instituciones de investigación científica, universidades, instituciones nacionales. laboratorios e industria.
(4) Adherirse a la política de "hacer algo y no hacer algo", aprovechando al máximo las ventajas y destacando las características. Es necesario fortalecer la construcción de bases de investigación, mejorar las condiciones de la infraestructura, aumentar la inversión en proyectos científicos y tecnológicos y otorgar gran importancia a la protección de los derechos de propiedad intelectual. La investigación actual en nanotecnología de mi país debería centrarse principalmente en la creación y preparación de nanomateriales con excelentes propiedades, el diseño y preparación de diversos nanodispositivos y dispositivos, y la detección y análisis de las propiedades y fenómenos de la región a nanoescala. Los nanomateriales son la base de la nanotecnología y China tiene una base considerable. Este diseño debería prestar más atención a la integración con la industrialización, especialmente con las industrias tradicionales, y absorber activamente la participación y la inversión de las empresas. El nivel de investigación y el nivel de aplicación de los nanodispositivos marcan el nivel general de la nanotecnología de un país y están estrechamente relacionados con la La industria de la información, la sociedad, la economía y la defensa nacional tienen la mayor relevancia y requieren la mayor inversión. Sin embargo, nuestro país es el que menos ha invertido en este campo y tiene una base débil. Debe organizar activamente sus esfuerzos y apuntar a objetivos de aplicación claros. Sin embargo, en los últimos 20 años, seguirá centrándose en la investigación básica y la investigación básica aplicada; La detección y caracterización de las características de los nanodominios es una cuestión clave para los nanomateriales y la base experimental y las condiciones necesarias para la investigación y el desarrollo de nanodispositivos. Deberíamos prestar atención a la investigación básica y a la investigación aplicada, y considerar combinarlas con la industrialización.
(5) Fortalecer la construcción de plataformas de redes de información y promover el intercambio de información nanotecnológica en el país y en el extranjero.
(6) Utilizar el Centro Nacional de Investigación e Ingeniería Nano como vehículo para establecer, cultivar y atraer talentos en nanotecnología.
Aplicaciones de la nanotecnología
El famoso premio Nobel Feyneman predijo en la década de 1960 que si se controla la disposición de los objetos a pequeña escala, los objetos adquirirán muchas características inusuales. Los materiales de los que habla son ahora nanomateriales. La investigación sobre nanomateriales es actualmente un tema candente en la investigación de la ciencia de los materiales, y la nanotecnología está reconocida como el campo de investigación más prometedor del siglo XXI. Los nanomateriales cambian fundamentalmente la estructura de los materiales y abren nuevas vías para superar problemas que llevan mucho tiempo sin resolver en el campo de la investigación en ciencia de materiales.
Su aplicación se refleja principalmente en los siguientes siete aspectos:
Aplicación en el campo de la cerámica
Con la aplicación generalizada de la nanotecnología, se han producido nanocerámicas con la esperanza de superar la fragilidad de la cerámica. materiales y hacerlos más duraderos. La cerámica es flexible y trabajable como los metales. Muchos expertos creen que si se puede resolver el problema técnico de inhibir el crecimiento de granos durante el proceso de sinterización de nanocerámicas monofásicas, tendrá las ventajas de alta dureza, alta tenacidad, superplasticidad a baja temperatura y fácil procesamiento.
Aplicaciones en Microelectrónica
La nanoelectrónica se basará en la última teoría física y los medios técnicos más avanzados, construirá sistemas electrónicos según nuevos conceptos y desarrollará materiales para almacenar y procesar información potencial. capacidades para lograr avances revolucionarios en la recopilación y el procesamiento de información. La nanoelectrónica estará en el centro de la era de la información del próximo siglo.
Aplicaciones en bioingeniería
Aunque los ordenadores moleculares aún se encuentran en la fase ideal, los científicos se han planteado utilizar varias biomoléculas para fabricar componentes informáticos, entre los que la bacteriorrodopsina es el más prometedor. Este material biológico tiene propiedades térmicas, lumínicas, químicas y físicas especiales y una buena estabilidad. Sus características únicas del ciclo de luz se pueden utilizar para almacenar información, desempeñando así un papel en la sustitución del procesamiento y almacenamiento de información actuales de las computadoras y reduciendo la capacidad de almacenamiento. una unidad de volumen de materia y las capacidades de procesamiento de información aumentaron millones de veces. El desarrollo de la nanotecnología aplicada en el campo de la optoelectrónica ha acercado la microelectrónica y la optoelectrónica, mejorando enormemente el rendimiento de los dispositivos optoelectrónicos en la transmisión, almacenamiento, procesamiento, computación y visualización de información optoelectrónica. La aplicación de la nanotecnología al procesamiento de información de radar existente puede aumentar sus capacidades entre 10 y cientos de veces. Incluso se pueden colocar radares de nanoapertura de resolución ultraalta en satélites para realizar reconocimientos terrestres de alta precisión. Recientemente, investigadores del MIT introdujeron átomos de bario excitados en un láser, uno por uno, emitiendo cada uno un fotón útil con una eficiencia asombrosa. Aplicación en el campo de la industria química El polvo de Nano-TiO2_2 se añade a los cosméticos en una determinada proporción para proteger eficazmente los rayos ultravioleta. La incorporación de nanopartículas metálicas en productos de fibra química o papel puede reducir en gran medida los efectos electrostáticos. El cuerpo sinterizado ligero similar a una esponja compuesto de nanopartículas se puede utilizar para la separación y concentración de isótopos de gases, gases raros mezclados y compuestos orgánicos. Las nanopartículas también se pueden utilizar como recubrimientos conductores, tintas de impresión y lubricantes sólidos. Los investigadores también descubrieron que los nanotubos de carbono pueden utilizar su estructura de poros única, su gran superficie específica (hasta cientos de metros cuadrados por gramo de nanotubos de carbono) y su alta resistencia mecánica para crear nanorreactores que pueden limitar las reacciones químicas a muy pequeña escala.
Aplicaciones en Medicina
Los investigadores han utilizado con éxito nanopartículas para aislar células y nanopartículas de oro para tratar lesiones localizadas y reducir los efectos secundarios. Además, se ha logrado un gran avance en los inductores de virus que utilizan nanopartículas como portadores, que ahora se han utilizado en experimentos clínicos con animales y se espera que sirvan a los seres humanos en un futuro próximo. Al estudiar la aplicación de la nanotecnología en biomedicina, podemos comprender la estructura fina de las macromoléculas biológicas y su relación con la función a nanoescala, y obtener información sobre la vida. Los científicos imaginan utilizar la nanotecnología para crear robots moleculares que circulen por la sangre, detecten y diagnostiquen diversas partes del cuerpo y administren tratamientos especiales.
Aplicación en ensamblaje molecular
Cómo sintetizar nanomateriales con tamaños específicos, distribución uniforme del tamaño de partículas y sin aglomeración siempre ha sido un problema que los investigadores están tratando de resolver. Actualmente, la nanotecnología ha penetrado en la manipulación de átomos individuales. La química blanda, combinada con la química plantilla huésped-huésped y la química supramolecular, se está convirtiendo en el principal medio de ensamblaje y adaptación para lograr la cirugía molecular. Como ciencia y tecnología emergentes con mayor potencial de aplicación en el mercado, la importancia de la nanotecnología está fuera de toda duda. Muchos países desarrollados han invertido mucho dinero en investigación, como predijo el académico Qian Xuesen: "Las estructuras alrededor y por debajo de los nanómetros serán las características de la próxima etapa del desarrollo científico y tecnológico, será una revolución tecnológica y será otra revolución en La revolución industrial del siglo XXI.
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