¡Información sobre nanotecnología!

Nanomateriales se refiere al término general para materiales de dimensión cero, unidimensional, bidimensional y tridimensional con efectos de tamaño pequeño compuestos por partículas ultrafinas de menos de 100 nm (0,1-100 nm).

Nanómetro es la transliteración del inglés namómetro, que es una unidad de medida en física 1 nanómetro es la milmillonésima parte de 1 metro; equivale a la longitud de 45 átomos dispuestos juntos. En términos sencillos, equivale a una diezmilésima parte del grosor de un cabello humano. Al igual que los milímetros y los micrones, los nanómetros son un concepto de escala y no tienen connotaciones físicas. Cuando una sustancia alcanza la escala nanométrica, aproximadamente en el rango de 1 a 100 nanómetros, las propiedades de la sustancia mutarán y aparecerán propiedades especiales. Este tipo de material que tiene propiedades especiales que se diferencian de los átomos y moléculas originales, así como de las sustancias macroscópicas, es un nanomaterial. Si se trata sólo de un material con una escala de nanómetros y sin propiedades especiales, no se le puede llamar nanomaterial. En el pasado, la gente sólo prestaba atención a los átomos, las moléculas o el universo, ignorando a menudo este campo intermedio. Este campo existe en la naturaleza en grandes cantidades, pero el funcionamiento de este rango de escala no se había reconocido antes. Los primeros en darse cuenta verdaderamente de su rendimiento y hacer referencia al concepto de nanómetros fueron los científicos japoneses. En la década de 1970, utilizaron métodos de evaporación para preparar iones ultrafinos y, al estudiar sus propiedades, descubrieron que: un conductor de cobre o plata eléctrica y térmicamente es conductor. hecho de Después de alcanzar la escala nanométrica, pierde sus propiedades originales y demuestra que no conduce electricidad ni calor. Lo mismo ocurre con los materiales magnéticos, por ejemplo, si el tamaño del material de hierro y cobalto es de 0 a 30 nanómetros, el dominio magnético se convierte en un dominio magnético único y su magnetismo es 1.000 veces mayor que el original. A mediados de la década de 1980, la gente denominó oficialmente a este tipo de material nanomateriales.

En el siglo XXI lleno de vitalidad, el rápido desarrollo de la información, la biotecnología, la energía, el medio ambiente, la tecnología de fabricación avanzada y la defensa nacional plantearán inevitablemente nuevas demandas de materiales en miniatura, inteligencia, alta integración y. El almacenamiento de alta densidad y la transmisión ultrarrápida requieren materiales cada vez más pequeños; el sector aeroespacial, los nuevos equipos militares y la tecnología de fabricación avanzada requieren un rendimiento de los materiales cada vez mayor. Innovación de nuevos materiales y nuevas tecnologías inducidas sobre esta base. La innovación de nuevos productos es el campo de investigación estratégico más influyente para el desarrollo social, la revitalización económica y la mejora de la fuerza nacional en los próximos 10 años. Los nanomateriales serán uno de los materiales clave que desempeñarán un papel importante. Los nanomateriales y las nanoestructuras son los objetos de investigación más dinámicos en el campo de la investigación de nuevos materiales en la actualidad y tienen un impacto muy importante en el desarrollo económico y social futuro. También son los componentes más activos e importantes de la nanotecnología que están más cerca de su aplicación. En los últimos años, los nanomateriales y las nanoestructuras han logrado logros notables. Por ejemplo, se utilizan discos cuánticos con conjuntos de nanobarras magnéticas con una densidad de almacenamiento de 400 g por centímetro cuadrado, láseres de nanoconjuntos económicos y de alta eficiencia con bandas de frecuencia luminosa ajustables, células solares nanoestructuradas de conversión de alta energía y bajo costo y componentes de conversión termoeléctrica. como cañones de rieles La aparición de materiales nanocompuestos para rieles resistentes a la ablación, de alta resistencia y alta tenacidad ha demostrado plenamente su enorme potencial para su aplicación en nuevas industrias pilares de la economía nacional y campos de alta tecnología. Como estiman los científicos estadounidenses: "Esta sustancia extremadamente pequeña e invisible a simple vista probablemente supondrá una revolución en varios campos". La aplicación de nanomateriales y nanoestructuras brindará nuevas oportunidades sobre cómo ajustar el diseño de las industrias pilares de la economía nacional, diseñar nuevos productos, formar nuevas industrias y transformar las industrias tradicionales para inyectar contenido de alta tecnología. La importancia científica importante del estudio de nanomateriales y nanoestructuras es que abre un nuevo nivel para que las personas comprendan la naturaleza y es una fuente de innovación en conocimiento. Dado que la escala de la unidad de nanoestructura (1 a 100 urn) es equivalente a muchas longitudes características de la materia, como la longitud de onda de De Broglie de los electrones, la longitud de coherencia superconductora, el espesor de la barrera de túneles y el tamaño crítico ferromagnético, los nanomateriales y las propiedades físicas y químicas Las nanoestructuras son diferentes de los átomos y moléculas microscópicos, así como de los objetos macroscópicos, extendiendo así la capacidad de las personas para explorar la naturaleza y crear conocimiento al campo intermedio entre los objetos macroscópicos y microscópicos. Descubrir nuevos fenómenos, comprender nuevas leyes, proponer nuevos conceptos y establecer nuevas teorías en el campo nanométrico sentará las bases para construir un nuevo marco para el sistema científico de los nanomateriales y también enriquecerá enormemente la connotación de investigación de nuevos campos como la nanofísica y nanoquímica. A principios de siglo, las nanocerámicas de alta tenacidad, los nanometales superfuertes, etc. seguían siendo temas de investigación importantes en el campo del diseño de nanomateriales, propiedades heterogéneas, heterogéneas y diferentes de los nanoelementos (nanopartículas de dimensión cero, unidimensionales); nanotubos, combinación de nanobarras y nanofilamentos).

La modificación de superficies de primitivos a nanoescala se ha convertido hoy en día en un nuevo punto candente en la investigación de nanomateriales. Las personas pueden tener más libertad para sintetizar nuevos materiales con propiedades especiales según sus propios deseos. El uso de nuevas propiedades físicas, nuevos principios y nuevos métodos para diseñar dispositivos con principios nanoestructurados y la modificación de materiales nanocompuestos tradicionales están dando origen a nuevos avances. 1 Formas y tendencias de la investigación La nanotecnología generada en la investigación sobre la preparación y aplicación de nanomateriales probablemente se convierta en la tecnología dominante en los primeros 20 años del próximo siglo, impulsando el desarrollo de la nanoindustria. En el cambio de siglo, los países avanzados del mundo han reorganizado la investigación de nanomateriales desde la perspectiva de futuras estrategias de desarrollo. En el momento crítico del cambio de milenio, tienen que enfrentar nuevos desafíos y tomar la iniciativa para establecer proyectos de nanomateriales y nanoestructuras. , y organizar rápidamente el personal científico y tecnológico para realizar trabajos en torno a los objetivos marcados por el país. La investigación es muy importante. Los logros alcanzados por la cuna de los nanomateriales a lo largo de los años y su impacto y penetración en diversos campos siempre han sido llamativos. En la década de 1990, la connotación de la investigación sobre nanomateriales continuó expandiéndose y el campo se fue ampliando gradualmente. Una característica destacada es que la conexión entre la investigación básica y la investigación aplicada es muy estrecha. La velocidad de transformación de los resultados de laboratorio supera las expectativas de la gente. Tanto la investigación básica como la investigación aplicada han logrado avances importantes. Estados Unidos ha preparado con éxito materiales nano-cu con un tamaño de grano de 50 urn, con una dureza 5 veces mayor que la del cu PD de grano grueso con un tamaño de grano de 7 urn, un límite elástico que es 5 veces mayor que el de grano grueso; PD granulado; compuestos intermetálicos de alta resistencia El problema del plástico siempre ha atraído la atención de la gente, y la nanometerización de los granos de cristal ha traído la esperanza de resolver este problema de acuerdo con la tendencia de desarrollo de los nanomateriales y su importante posición en el desarrollo de alta tecnología. Siglo, los gobiernos de los países desarrollados del mundo están implementando el plan original de investigación en nanotecnología de 10 a 15 años. En 1998, la Fundación Nacional para la Ciencia y la Tecnología (NSF) de los Estados Unidos consideró la síntesis, el procesamiento y la aplicación de materiales nanofuncionales como un importante proyecto de investigación básica para invitar a presentar ofertas a varios planes de la comunidad nacional de ciencia y tecnología de los Estados Unidos; Darpa (Departamento Nacional de Investigación de Tecnología Avanzada) también consideró la nanotecnología como un proyecto de investigación importante. En los últimos años, Japón ha formulado varios planes para la investigación en nanotecnología, como el plan ogala, el plan erato y el plan de investigación sobre los principios y principios básicos. utilización de dispositivos funcionales cuánticos en 1997, la inversión en nanotecnología fue de 128 millones de dólares; tecnología de investigación científica alemana El Ministerio de Finanzas ayudó al gobierno federal a formular un plan de 15 años para el desarrollo de la nanotecnología, de 1995 a 2010; en la financiación de la investigación en nanotecnología, Europa Occidental invirtió 120 millones de dólares en 1997. Según el último informe de Nature del 8 de julio de 1999, el potencial de aplicación de los nanomateriales ha atraído la atención de la Casa Blanca; el presidente estadounidense Clinton preguntó personalmente sobre la investigación sobre nanomateriales y nanotecnología y decidió aumentar la inversión en los próximos tres años. , la financiación aumentará de 250 millones de dólares a 250 millones de dólares y se incrementará a 500 millones de dólares. Esto demuestra que el auge de la investigación en nanomateriales y nanoestructuras seguirá desarrollándose durante mucho tiempo durante el próximo siglo. 2 Tendencias internacionales y estrategias de desarrollo El 8 de julio de 1999, "Nature" (volumen 400) publicó una importante noticia titulada "El gobierno de Estados Unidos planea aumentar la inversión para apoyar el auge de la nanotecnología". En este artículo, se informa que el gobierno de Estados Unidos ha duplicado su inversión en financiación de investigación en nanotecnología de 250 millones de dólares a 500 millones de dólares en tres años. El presidente Clinton presentará al Congreso, para su aprobación, en febrero del próximo año, un proyecto de ley para apoyar la investigación en nanotecnología. Para acelerar la investigación sobre nanomateriales y tecnologías en los Estados Unidos, la Casa Blanca tomó medidas temporales de emergencia para aumentar la intensidad de financiación original de 197 millones de dólares a 250 millones de dólares. "American Business Weekly" informó el 19 de agosto que el gobierno de Estados Unidos ha decidido incluir la investigación en nanotecnología como una de las 11 áreas clave en la primera década del siglo XXI. "American Business Weekly" está captando los tres campos que pueden lograr avances importantes. en el siglo XXI Esto incluye el campo de la nanotecnología (los otros dos son las ciencias de la vida y la biotecnología, la obtención de energía de planetas extraterrestres). La razón por la que la Casa Blanca de Estados Unidos de repente prestó tanta atención a los nanomateriales y la tecnología en el momento crítico en el que el siglo XX está a punto de terminar se debe a dos razones: en primer lugar, el Ministerio alemán de Ciencia y Tecnología hizo una predicción para el mercado de la nanotecnología. En 2010, en 1996, que se estimaba en 1,44 billones de dólares, Estados Unidos está tratando de captar una parte considerable de un mercado tan atractivo. Williams, director de investigación básica de Estados Unidos, dijo: La aplicación original de la nanotecnología supera con creces la industria informática. La Oficina de Planificación Estratégica de la Casa Blanca también cree que los nanomateriales son el componente más importante de la nanotecnología.

El informe "Nature" también menciona específicamente que Estados Unidos ha liderado el mundo en sistemas de ensamblaje de nanoestructuras y en la preparación y síntesis de nanopartículas de alta superficie, así como en el diseño y modificación de recubrimientos nanofuncionales y la aplicación de nanomateriales en La biotecnología, empatada en el primer puesto mundial con los sólidos europeos, también tiene que competir con Japón los nanocomponentes y los nanosólidos. En julio de 1999, la Universidad de California en Los Ángeles y Hewlett-Packard desarrollaron con éxito un chip de 100 urn. La Universidad de Minnesota y la Universidad de Princeton prepararon con éxito un disco cuántico. Este disco es un nanómetro compuesto por un sistema de nanobarras magnéticas. la densidad del tamaño de 10 bits/s ha alcanzado los 109 bits/s. Los comerciantes estadounidenses han organizado personal relevante para realizar una conversión rápida. Se espera que el mercado alcance los 40 mil millones de dólares en 2005. Los franceses descubrieron por primera vez el efecto de la magnetorresistencia gigante en 1988. En 1997, se lanzaron en Estados Unidos dispositivos nanoestructurados basados ​​en la magnetorresistencia gigante. Tendrán importantes perspectivas de aplicación en el almacenamiento magnético, la memoria magnética y los cabezales de lectura y escritura de ordenadores. Recientemente, el departamento de investigación de Kodak Company en los Estados Unidos ha estudiado con éxito un nuevo tipo de nanopolvo que tiene funciones de pigmento y tinte molecular y se espera que produzca cambios revolucionarios en el caucho de impresión en color. Es probable que los materiales en nanopolvo inyecten nuevo contenido de alta tecnología en industrias y productos tradicionales en términos de modificación de caucho, pigmentos y productos cerámicos, y ocupen una participación importante en el mercado futuro. La investigación sobre la aplicación de nanomateriales en medicina también ha atraído la atención de la gente. Fueron estos estudios los que hicieron que la Casa Blanca se diera cuenta de que los nanomateriales y la tecnología ocuparían una posición estratégica importante. La segunda razón es que el campo de los nanomateriales y la tecnología es la fuente de innovación del conocimiento y la innovación tecnológica. El descubrimiento de nuevas leyes y principios y el establecimiento de nuevas teorías brindan nuevas oportunidades para que la ciencia básica planee dominar la investigación básica. este campo. 3 Progreso de la investigación nacional La investigación sobre nanomateriales en mi país comenzó a finales de la década de 1980. Durante el período del “Octavo Plan Quinquenal”, la “ciencia de los nanomateriales” se incluyó en el proyecto nacional de escalada. La Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Academia de Ciencias de China y la Comisión Nacional de Educación han organizado ocho proyectos importantes y clave, y han organizado personal científico y tecnológico relevante para trabajar en diversas ramas de los nanomateriales. También financió más de 20 proyectos. El tema de nuevos materiales "863" también realiza investigaciones sobre temas de innovación de alta tecnología relacionados con los nanomateriales. Después de 1996, surgieron señales prometedoras en la investigación aplicada sobre nanomateriales. La intervención de los gobiernos locales y de algunos empresarios llevó la investigación de mi país sobre nanomateriales a una nueva situación en la que la investigación básica impulsa la investigación aplicada. En la actualidad, existen más de 60 grupos de investigación en nuestro país, con más de 600 personas dedicadas a la investigación básica y aplicada sobre nanomateriales. Entre ellas, las unidades que llevan a cabo importantes proyectos nacionales de investigación básica y han llevado a cabo investigaciones sobre nanomateriales relativamente temprano son: Silicato de Shanghai, Instituto de Investigación de la Academia China de Ciencias, Universidad de Nanjing. Instituto de Física del Estado Sólido, Instituto de Investigación de Metales, Instituto de Física, Academia de Ciencias de China, Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Instituto de Química, Academia de Ciencias de China, Universidad de Tsinghua, así como Universidad de Jilin, Universidad del Noreste, Xi Universidad 'an Jiaotong, Universidad de Tianjin, Instituto de Tecnología Química de Qingdao y Universidad Normal del Este de China, Universidad de Ciencia y Tecnología del Este de China, Universidad de Zhejiang, Instituto Dalian de Física Química, Academia China de Ciencias, Instituto Changchun de Química Aplicada, Instituto Changchun de Física, Instituto de Fotoquímica, etc. también han realizado sucesivamente investigación básica e investigación aplicada sobre nanomateriales. La investigación básica de mi país sobre nanomateriales ha logrado resultados de investigación notables e importantes en los últimos 10 años. Se han utilizado diversos métodos físicos y químicos para preparar nanopolvos de óxidos, nitruros, carburos y otros compuestos de metales y aleaciones (cristalinos, amorfos y nanocristalinos), y se han establecido los equipos correspondientes para lograr el propósito de producir nanopartículas. controlable y se producen nanopelículas y bloques. Hemos realizado innovaciones en diversos aspectos como la caracterización de nanomateriales, el origen y eliminación de aglomerados, la adsorción y desorción superficial y la preparación de partículas y polvos de nanocompuestos, y hemos logrado avances significativos. Hemos desarrollado con éxito Nano de alta densidad. -cerámicas con formas complejas y propiedades superiores; el primer descubrimiento en el mundo de la deformación superplástica de granos de nanoalúmina en áreas de concentración de tensiones durante la fatiga por tracción; el efecto de magnetorresistencia gigante, el efecto magnetoóptico y la onda de espín en películas de partículas**; logró logros innovadores en * vibración y otros aspectos; por primera vez en el mundo, se descubrió que el cambio magnético de las partículas del compuesto de nanoperovskita supera al del metal gd; se diseñó y preparó un nuevo sistema de óxidos de nanocompuestos; y su tasa de absorción de la banda de infrarrojo medio puede alcanzar el 92% y se ha utilizado en fibras de aislamiento térmico infrarrojo. Se ha desarrollado un nuevo método para preparar nanoaleaciones cristalizando completamente materiales amorfos con el efecto Hall-petch anormal en nanoaleaciones completamente densas; -Se han descubierto aleaciones.

En los últimos años, mi país ha logrado resultados significativos que han atraído la atención mundial en la investigación sobre nanomateriales funcionales, lo que ha atraído la atención internacional. La primera es la síntesis de conjuntos de tubos de carbono orientados de área grande: la tecnología de preparación eficiente de nanotubos de carbono puro utilizando el método químico en fase de vapor. Los nanotubos sintetizados utilizando esta tecnología tienen básicamente el mismo diámetro de poro, aproximadamente 20 µm, una longitud de aproximadamente 100 µm. , y el área de la matriz de nanotubos alcanza 3 mm 3 mm. El grado de disposición direccional es alto y la distancia entre los nanotubos de carbono es de 100 pm. Esta matriz de nanotubos de carbono orientada a áreas grandes tiene importantes perspectivas de aplicación en cátodos de emisión de campo para pantallas planas. En 1996 se publicó un artículo a este respecto en la revista estadounidense "Science". El segundo es la preparación de nanotubos de carbono ultralargos: por primera vez se prepararon en grandes cantidades matrices de nanotubos de carbono orientados ultralargos con una longitud de 2 a 3 mm. Este nanotubo de carbono ultralargo es de 1 a 2 órdenes de magnitud más largo que los nanotubos de carbono existentes. Los resultados fueron publicados en la edición de agosto de 1998 de la revista británica Nature. El "Financial Times" británico presentó el trabajo sobre nanotubos largos con el título "Los nanotubos de carbono entran en la etapa larga". El tercero es la preparación de nanobarras injertadas con nitruro: por primera vez, se utilizaron nanotubos de carbono como plantillas para preparar con éxito nanobarras unidimensionales similares a nitruros que emiten azul, con un diámetro de 3 a 40 urn y una longitud de micrones, y Se propuso un concepto de reacción limitada por nanotubos de carbono. Este logro fue calificado como una de las diez principales noticias de ciencia y tecnología de China en 1998. En cuarto lugar, se desarrolló con éxito la matriz de nanotubos de carbono sobre el sustrato de silicio, promoviendo la aplicación de nanotubos de carbono en nanodispositivos y planos de emisión de campo. En quinto lugar, se prepararon con éxito nanocables y nanocables unidimensionales. Después de la lectura del trabajo de investigación sobre este logro en la Cuarta Nanoconferencia Internacional celebrada en Suecia en 1998, muchos científicos extranjeros lo elogiaron. En sexto lugar, se utilizó el método térmico de benceno para preparar microcristales de imagen de nanonitruro; se descubrió la tecnología de síntesis solvotérmica no acuosa y se produjeron por primera vez microcristales de nitruro de zinc con un tamaño de partícula de 30 µm a alrededor de 300°C. También se sintetizaron nanocristales de nitruro de cromo (crn), fosfuro de cobalto (cop) y sulfuro de antimonio (sbs) utilizando benceno. El artículo se publicó en la revista "Science" en 1997. En séptimo lugar, utilice pirólisis catalítica para fabricar nanodiamantes; utilice pirólisis catalítica a temperatura media (70 °C) para hacer reaccionar tetracloruro de carbono y sodio en un autoclave para preparar nanopolvo de diamante. El artículo se publicó en la revista "Science" de 1998. La revista estadounidense "Chemical and Engineering News" también publicó un artículo titulado "Paja en oro: fabricación de diamantes a partir de tetracloruro de carbono (cc14)", que fue muy elogiado. La investigación de mi país sobre nanomateriales y nanoestructuras tiene una base de trabajo de 10 años y una acumulación de trabajo. Sobre la base del trabajo de investigación del "Octavo Plan Quinquenal", se han formado inicialmente varias bases de investigación de nanomateriales, como el Instituto Chino de Cerámica de Shanghai. Academia de Ciencias, Universidad de Nanjing, Instituto de Física del Estado Sólido de la Academia de Ciencias de China, Instituto de Investigación de Metales de la Academia de Ciencias de China, Instituto de Física, Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Universidad de Tsinghua y El Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China ha formado importantes unidades para la investigación básica sobre nanomateriales y nanoestructuras en mi país. Independientemente del análisis desde la perspectiva y la naturaleza básica de los objetos de investigación, o el nivel académico y la aplicabilidad de los resultados, ha ganado un lugar para la investigación de nanomateriales de mi país en el mundo, ha promovido el desarrollo de la investigación de nanomateriales de mi país y ha cultivado Investigación de alto nivel en nanomateriales. Talento aportado. También desempeña un papel importante a la hora de unir la investigación básica y la investigación aplicada sobre nanomateriales y acelerar la transformación de los resultados. En la actualidad y en el futuro, estas unidades seguirán siendo la columna vertebral de la investigación sobre nanomateriales y nanoestructuras de mi país. En los últimos 10 años, nuestro país ha establecido una variedad de métodos físicos y químicos para preparar nanomateriales, ha desarrollado más de 10 dispositivos para preparar nanomateriales, como la evaporación de gas, la pulverización catódica con magnetrón, la CVD inducida por láser y la síntesis de vapor por calentamiento de plasma, y ***Precipitación, sol-gel, microemulsión hidrotermal, síntesis de solventes no acuosos y síntesis en fase líquida supercrítica para preparar diversos nanomateriales, incluidos metales, aleaciones, óxidos, nitruros, carburos, cristales iónicos y semiconductores. Métodos, una variedad de nanocompuestos con Se han desarrollado excelentes propiedades. En los últimos años, de acuerdo con la tendencia de desarrollo de la investigación internacional sobre nanomateriales, se han establecido y desarrollado varios métodos para preparar sistemas de ensamblaje de nanoestructuras (como sistemas de matriz nanoordenados, sistemas de ensamblaje mesoporosos, mcm-41, etc.), especialmente autoensamblaje. ensamblaje y molecular También hemos acumulado una rica experiencia en autoensamblaje, síntesis de plantillas, reducción carbotérmica, crecimiento epitaxial de gotas, crecimiento epitaxial mesoporoso, etc., y hemos preparado con éxito una variedad de nanomateriales y sistemas de nanoensamblaje casi unidimensionales. Estos métodos sientan una buena base para seguir estudiando las propiedades físicas de las nanoestructuras y cuasi nanomateriales y promover su aplicación en dispositivos nanoestructurados. Los métodos de evaluación de nanomateriales y nanoestructuras son básicamente completos y alcanzaron el nivel avanzado internacional a finales de los años noventa.

En resumen, durante el período del "Octavo Plan Quinquenal", nuestro país ha logrado una serie de resultados innovadores en la investigación de nanomateriales y ha formado un equipo de investigación científica de alto nivel. La investigación básica ha ocupado un lugar en el mundo y nuevas aplicaciones. También han surgido investigaciones sobre nanomateriales. Esta situación ha sentado las bases para el desarrollo continuo de la investigación sobre nanomateriales en mi país. En los últimos 10 años, los trabajadores científicos y tecnológicos de nuestro país han publicado más de 2.400 artículos sobre nanomateriales y nanoestructuras en revistas académicas nacionales y extranjeras, ocupando el quinto lugar a nivel internacional. Entre ellos, los tubos y nanoclusters de nanocarbono ocuparon el primer lugar en el ranking europeo de literatura e información de 1998. En la reunión de intercambio, un informe de investigación del Instituto Max Planck de Investigación del Estado Sólido de Alemania informó que los trabajadores científicos y tecnológicos chinos han superado a Alemania en la publicación de artículos, ocupando el tercer lugar en el mundo en conferencias internacionales anteriores sobre nanomateriales y nanoestructuras, el nanómetro de mi país. Los trabajadores de ciencia y tecnología de materiales *** dieron informes invitados 24 veces. Hasta ahora, la investigación sobre nanomateriales ha ganado 1 premio nacional de ciencias naturales de tercera clase, 2 premios nacionales de invención, 3 premios académicos de ciencias naturales de primera y segunda clase, 3 premios de invención de primera clase y 1 premio especial científico y tecnológico; premio de progreso; se han solicitado 79 patentes, de las cuales las patentes de invención representan el 50%, 6 patentes de invención han sido autorizadas oficialmente y 6 patentes de invención han logrado transformación. En los últimos años, los trabajadores de nanotecnología de nuestro país han publicado algunos artículos académicos influyentes a nivel internacional, que han atraído la atención y los elogios de colegas internacionales. Se publicaron 6 artículos sobre la preparación de nanomateriales y nanoestructuras en las revistas "Nature" y "Science", y cerca de 20 artículos académicos con factores de impacto superiores a 6 (phys.rev.lett, j.ain.chem.soc.). Hay 31 artículos con factores de impacto superiores a 3, y los artículos indexados por SCI y EI representan el 59% del total de artículos publicados. En la Cuarta Conferencia Internacional sobre Nanomateriales celebrada en Estocolmo, Suecia, en junio de 1998, la investigación de nanomateriales de China fue muy elogiada y se señaló que China había logrado resultados interesantes en la preparación de nanomateriales en los últimos años. En el resumen de la conferencia, 8 países. Los países con resultados relativamente buenos en la investigación de nanomateriales fueron seleccionados para su presentación en la ceremonia de clausura. China habló en la conferencia después de Estados Unidos, Japón, Alemania y Suecia.

Tendencias de desarrollo de la nanoindustria

(1) Nanotecnología en la industria de la información: La industria de la información juega un papel importante no solo en el extranjero, sino también en mi país. En 2000, la industria de la información de China generó un PIB de 580 mil millones de yuanes. La aplicación de la nanotecnología en la industria de la información se refleja principalmente en tres aspectos: ① comunicación en red, comunicación en red de banda ancha, dispositivos de nanoestructura, tecnología de chips y tecnología de pantalla digital de alta definición. Porque no importa si se requieren dispositivos de comunicación, integración o visualización, los Estados Unidos han comenzado a desarrollarlos. Ahora existen dispositivos electrónicos de un solo electrón, dispositivos electrónicos de túneles y dispositivos electrónicos de espín. Este tipo de dispositivos se han desarrollado con éxito. el laboratorio y puede estar disponible en 2001. Ingrese el año de mercado. ② Nuestro país todavía está rezagado en dispositivos optoelectrónicos, dispositivos electrónicos moleculares y dispositivos electrónicos magnéticos gigantes. Sin embargo, se necesitarán otros 10 años para que estos dispositivos originales se conviertan en productos básicos y entren al mercado. Por lo tanto, China debe llevar a cabo mejoras. en estos aspectos con 15 a 20 años de antelación. ③ El nivel de investigación de nuestro país no se queda atrás en términos de nanodispositivos clave para comunicaciones en red, como láseres, filtros, resonadores, microcondensadores, microelectrodos, etc. en comunicaciones en red, y están disponibles en la provincia de Anhui. ④Los varistores, resistencias no lineales, etc., se pueden modificar agregando nanomateriales de óxido de zinc.

(2) La nanotecnología en la industria medioambiental: La nanotecnología es una tecnología insustituible para la degradación de contaminantes de 20 nanómetros en el aire y de 200 nanómetros en el agua. Para purificar el medio ambiente hay que utilizar la nanotecnología. Ahora hemos preparado con éxito un dispositivo que puede degradar el formaldehído, los óxidos de nitrógeno y el monóxido de carbono, lo que puede reducir los gases nocivos superiores a 10 ppm en el aire a 0,1 ppm. El dispositivo ha entrado en la etapa de producción práctica utilizando combinaciones de pellets porosos. Se han utilizado con éxito para degradar materia orgánica en aguas residuales y tienen buenos efectos de degradación de contaminantes orgánicos como el fenol, que son difíciles de degradar con otras tecnologías tradicionales. En los últimos años, muchas empresas se han comprometido a trasplantar nanotecnología, como la fotocatálisis, a la industria del tratamiento del agua para mejorar la calidad del agua, y han logrado resultados iniciales con el uso de tecnología nanocombinada de óxido de cerio de tierras raras y metales preciosos para transformar los dispositivos de tratamiento de gases de escape de los automóviles; también logrado Es evidente que recientemente se ha estudiado con éxito en el laboratorio el tratamiento de la contaminación causada por algas en lagos de agua dulce.

(3) Nanotecnología en la energía y la protección del medio ambiente: La utilización racional de la energía tradicional y el desarrollo de nuevas energías es una tarea importante para nuestro país en el presente y en el futuro.

En términos de uso racional de la energía tradicional, los principales ahora son los purificadores y aceleradores de combustión, que pueden quemar completamente el carbón y autocircular durante la combustión, reduciendo las emisiones de azufre y eliminando la necesidad de dispositivos auxiliares. Además, ya existen aditivos que utilizan nanómetros para mejorar la gasolina y el diésel. De hecho, son una especie de material de grupo combustible líquido de moléculas pequeñas que puede favorecer la combustión y purificar. Los países extranjeros han logrado rápidos avances en el desarrollo de nuevas fuentes de energía, que consisten en convertir gases no combustibles en gases inflamables. Hoy en día, el mundo está desarrollando principalmente materiales de conversión de energía, y mi país también lo está haciendo, incluye la conversión de energía solar en energía eléctrica, energía térmica en energía eléctrica, energía química en energía eléctrica, etc.

(4) Nanobiomedicina: Este es uno de los campos más prometedores después de que mi país ingrese a la OMC. Actualmente, la industria farmacéutica internacional se enfrenta a una nueva decisión, que es desarrollar la industria farmacéutica a nanoescala. La nanobiomedicina consiste en extraer sustancias necesarias de animales y plantas y luego combinarlas a nanoescala para maximizar su eficacia. Esta es exactamente la idea de la medicina tradicional china de mi país. Después de extraer la esencia, se utiliza una columna vertebral muy pequeña, como azúcar y almidón que puede ser absorbido por el cuerpo humano, para hacerlo altamente eficiente y de liberación sostenida y fármacos objetivo. La mejora de las medicinas tradicionales puede llevarse al siguiente nivel mediante el uso de nanotecnología.

(5) Nuevos nanomateriales: Aunque los nuevos nanomateriales no son productos finales, son muy importantes. Según estimaciones de Estados Unidos, para la década de 2030, el 40% de los materiales de acero y metal de los automóviles serán reemplazados por materiales livianos y de alta resistencia, que pueden ahorrar un 40% de gasolina, reducir el CO2 y reducir las emisiones en un 40%. puede proporcionar Estados Unidos ha creado 100 mil millones de dólares en beneficios sociales. Además, existen varios materiales funcionales. El vidrio tiene buena transparencia pero es pesado. Usamos nanómetros para mejorarlo y hacerlo más liviano. Este material no solo tiene propiedades mecánicas, sino que también tiene otras funciones, incluida la decoloración de la luz y el almacenamiento de luz. Varias funciones ultravioleta, infrarroja, absorción de luz, almacenamiento y otras.

(6) La transformación de las industrias tradicionales por parte de la nanotecnología: Para China, actualmente es la mejor oportunidad para que la nanotecnología ingrese a las industrias tradicionales y combine la nanotecnología con tecnologías en diversos campos. El primero son los electrodomésticos, la industria ligera y la electrónica. Hefei Meiling Group ha estado desarrollando nanorefrigeradores desde 1996. El sello magnético de la puerta del refrigerador de PVC plegable no tiene moho y utiliza pintura antibacteriana. El frutero en el interior está hecho de nanomateriales. El desarrollo de la industria ligera, la electrónica y los electrodomésticos. impulsar el desarrollo de recubrimientos, materiales, electrónica El desarrollo de industrias como la de dispositivos originales seguida de la textil; Las fibras sintéticas son la tendencia de desarrollo de las industrias textiles y de fibras químicas. Si la industria textil de China quiere ocupar una posición favorable después de ingresar a la OMC, ahora debe aplicar la nanotecnología y los nanomateriales de manera integral. La promoción televisiva del año pasado sobre colchas aislantes y ropa térmica mencionó la aplicación de nanotecnología. Entre las funciones especiales se incluyen antiestáticas, retardantes de llama, etc. En ellas se ensamblan materiales nanoconductores que pueden funcionar bajo un alto voltaje de 110.000 voltios. el cuerpo humano, en este sentido, la situación de la aplicación de la nanotecnología en la industria textil es prometedora; el tercero es la industria de la energía eléctrica; El uso de nanotecnología para transformar botellas de porcelana de transmisión por transformador de 200.000 voltios y 110.000 voltios puede mejorar la resistencia a los golpes eléctricos de las botellas de porcelana de 110.000 voltios en todos los aspectos, y el esmalte no se congelará, y otras propiedades integrales son muy buenas. industria En pinturas y revestimientos, incluidos diversos esmaltes y tintas cerámicos, la intervención de la nanotecnología puede mejorar el rendimiento del producto.

El 20 de agosto de 1999, "American Business Weekly", al mirar hacia áreas que pueden tener avances revolucionarios en el siglo XXI, se centró en las ciencias de la vida y la biotecnología, la nanociencia y la nanotecnología, y la obtención de energía de extraterrestres. Se hicieron predicciones y evaluaciones sobre los planetas y se señaló que estos son nuevos desafíos y oportunidades que enfrenta la humanidad al entrar en el siglo XXI. El ganador del Premio Nobel Rohrer dijo una vez: Los países que valoraban las micras en la década de 1970 son ahora países desarrollados, y los países que ahora valoran la nanotecnología probablemente se conviertan en países avanzados en el próximo siglo. Los desafíos son severos y las oportunidades son escasas. Debemos prestar más atención a la investigación de la nanotecnología, prestar atención a la intersección entre la nanotecnología y otros campos, acelerar la innovación del conocimiento y la innovación tecnológica y sentar una base sólida para el desarrollo de la economía de China. en el siglo XXI.

Nota del editor: Ha llegado la apasionante era nano y las vidas de las personas pronto sufrirán cambios tremendos. Sin embargo, también debemos ser conscientes de que no hay muchos nanomateriales verdaderamente maduros en el mercado. El académico Bai Chunli, académico de la Academia de Ciencias de China, cree que "la verdadera era nano aún no ha llegado, y damos la bienvenida a la llegada de la era nano con confianza", dijo Bai Chunli. "Un símbolo importante de la entrada de la humanidad en la era de la nanotecnología es el nivel de desarrollo y aplicación de los nanodispositivos.

"Con el desarrollo actual de la nanotecnología, ¿qué tan lejos está la llegada de la era nano?", Dijo Bai Chunli, "todavía hay muchas investigaciones básicas en nanotecnología en progreso y todavía hay muchas cuestiones principales que deben abordarse". La nanotecnología se estudia en la nanoescala. El nivel actual de desarrollo es aproximadamente equivalente al nivel de desarrollo de la tecnología informática en la década de 1950. La humanidad tardará entre 30 y 50 años en entrar finalmente en la era nano. En 50 años, la nanotecnología puede ser igual de popular. como la tecnología informática actual. ”

Para la nanotecnología, la actitud científica es participar activamente y promover el desarrollo saludable de esta tecnología de vanguardia con los pies en la tierra. No hay necesidad de exageraciones comerciales o exageraciones científicas.