¿Qué sustancias son perjudiciales para las nanopartículas magnéticas? La nanotecnología ha generado un auge de investigación y desarrollo en todo el mundo. Los países de todo el mundo consideran el desarrollo de la nanotecnología como parte de sus objetivos estratégicos nacionales de desarrollo de ciencia y tecnología, y han invertido mucho en la investigación y el desarrollo de nanotecnología y materiales. Los nanomateriales son una parte importante de la nanotecnología y han atraído cada vez más atención de todos los países. Los países (regiones) han formulado estrategias y planes de desarrollo correspondientes para guiar y promover el desarrollo de la nanotecnología y los nanomateriales, y apoyarán la investigación y el desarrollo en el campo de la nanotecnología y los materiales como principal fuerza impulsora de la innovación tecnológica en el siglo XXI. La nanotecnología y los materiales han mostrado sus amplias perspectivas y tendencias de desarrollo. Actualmente, más de 30 países en el mundo participan en la investigación y el desarrollo de nanotecnología, y su inversión en nanotecnología ha aumentado rápidamente, de 432 millones de dólares en 1997 a 265.438+74 millones de dólares en 2002. En 2002, la proporción de inversión gubernamental en nanotecnología era de 1997. Como puede verse en el Cuadro 1, desde 2000, la tasa de crecimiento de la financiación de I+D invertida por los gobiernos de varios países (regiones) se ha acelerado. Estados Unidos, Japón y Europa occidental son países (regiones) que invierten importantes en nanotecnología, y la inversión total de otros países y regiones no es tan grande como la de Estados Unidos y Japón. Desde que Estados Unidos propuso la Iniciativa Nacional de Nanotecnología (NNI) en febrero de 2000, la financiación para I+D en nanotecnología ha aumentado de 422 millones de dólares en el año fiscal 2001 a 849 millones de dólares en el año fiscal 2004 (véase el Cuadro 2). En 2000, el "Plan de implementación de la NNI" identificó cinco áreas estratégicas para el desarrollo clave (ver Tabla 3). El contenido de investigación contenido en estas cinco áreas de investigación estratégicas se ha ajustado en los últimos años. Áreas de investigación clave cubiertas por los proyectos Grand Challenges del año fiscal 2003: 1) Diseño y ensamblaje de nanomateriales más fuertes, livianos, rígidos, autorreparables y seguros: 10 veces más resistentes que el acero actual utilizado en la industria, el transporte y la construcción. Materiales poliméricos; materiales inteligentes multifuncionales que son tres veces más fuertes que los materiales actuales utilizados en la industria automotriz que se funden a 100 grados Celsius; 2) Nanoelectrónica, nanofotónica y nanomagnetismo: aumentan la velocidad de funcionamiento de la computadora y mejoran la eficiencia del almacenamiento de chips millones de veces; capacidad de almacenamiento de productos electrónicos a miles de terabits? La capacidad de almacenamiento por unidad de superficie aumenta 1.000 veces; el ancho de banda aumenta cientos de veces, cambiando la forma de comunicación; 3) en la atención médica, reduciendo los costosos costos de atención médica y mejorando su efectividad mediante el uso de equipos de diagnóstico y tratamiento; secuenciación rápida de genes y sensores internos celulares para diagnóstico y tratamiento; detección temprana de células cancerosas y administración de medicamentos; investigación sobre biosensores que puedan reducir la tasa de rechazo de órganos artificiales en un 50% y detectar enfermedades tempranas; desarrollar pequeños dispositivos médicos con un daño mínimo al tejido humano; 4) a nanoescala En términos de tratamiento y protección ambiental, eliminar partículas contaminantes de menos de 300 nanómetros en el agua y de menos de 50 nanómetros en el aire para promover la limpieza del medio ambiente y el agua; 5) mejorar la conversión de energía y la eficiencia del almacenamiento; y duplicar la eficiencia energética de las células solares; 6) Desarrollar y explorar la capa exterior del sistema solar. Micronaves espaciales de baja potencia en el espacio; 7) Investigación sobre nanobiodispositivos para reducir el dolor del tratamiento para los humanos: un método rápido y eficaz; detector bioquímico; dispositivo nanoelectrónico/mecánico/químico para proteger la salud y reparar tejidos dañados; 8) Introducir conceptos como nuevos materiales, electrónica, energía y medio ambiente en el transporte económico y seguro; atención a los principales desafíos de la nanoelectrónica, los materiales multifuncionales y los nanobiodispositivos. En el año fiscal 2003, el Departamento de Energía añadió tres proyectos de investigación básica sobre las propiedades de los nanomateriales: ● En la síntesis y procesamiento de nanomateriales, tenemos un conocimiento básico del nanoprocesamiento que implica la deformación y fractura del material, y utilizamos tecnología de molde fijo para organizar las nanopartículas de manera que Nanomateriales sintéticos. Usar nanomateriales con tamaño y forma uniformes para sintetizar nanomateriales de mayor tamaño; ● Investigación de nanomateriales en física de materia condensada, centrándose en cómo equilibrar y autoorganizar macromoléculas en materiales nanoestructurados más grandes; ● Participar en investigación básica y comprender el papel de las propiedades de los nanomateriales; la transformación y control de cambios catalíticos. Las cinco áreas estratégicas de desarrollo clave apoyadas por NNI en el año fiscal 2004 fueron las mismas que en 2003 (ver Tabla 3). Centrarse en apoyar la investigación a largo plazo sobre la manipulación de la materia a nivel atómico y molecular, utilizando la creatividad para construir nuevos dispositivos avanzados del tamaño de moléculas y células humanas, mejorando así aún más los dispositivos electrónicos utilizados en la investigación y el desarrollo de tecnología de la información y de alto rendimiento; materiales de bajo mantenimiento); para uso en fabricación, defensa, transporte, aeroespacial y medio ambiente; acelerar la aplicación de la nanotecnología en la biotecnología, la atención sanitaria y la agricultura. Áreas clave de investigación y desarrollo: ¿biología, química, radiación y detección y protección de explosiones? ¿CBRE? Soluciones innovadoras en nanotecnología; investigación en nanofabricación; sistemas nanobiológicos; desarrollo de instrumentos nanoestándar; educación y capacitación de una nueva generación de trabajadores para satisfacer las necesidades del futuro desarrollo industrial; En el segundo "Plan Básico de Ciencia y Tecnología" (2001-2006), el gobierno japonés consideró la nanotecnología y los materiales, las ciencias de la vida, la información y las comunicaciones, la protección del medio ambiente, etc. Como el área más importante de la estrategia nacional de desarrollo de ciencia y tecnología. En el año fiscal 2001, los fondos para investigación invertidos en nanotecnología bajo este plan alcanzaron los 14,2 mil millones de yenes, un aumento de 8,8 mil millones de yenes con respecto al año fiscal 2000.

Áreas clave de investigación de nanotecnología y materiales determinadas en el plan: nanomateriales y materiales y sus aplicaciones en electrónica, electromagnética y óptica; nanomateriales y materiales y sus aplicaciones en materiales estructurales: nanotecnología en cuidados médicos, aplicaciones en ciencias de la vida, ciencias de la energía; y ciencias ambientales; sustancias y materiales relacionados con el control de superficies e interfaces; medición nanométrica y tecnología estándar; tecnología de nanoprocesamiento, síntesis y cálculo, teoría y simulación de nanotecnología; tecnologías y materiales espaciales, etc. En 2001, el Ministerio de Industria y Comercio Internacional del Japón estableció el "Programa de Nanomateriales" (NMP), con una financiación anual de 35 millones de dólares EE.UU. durante siete años (2001-2007). Es estudiado conjuntamente por departamentos gubernamentales, instituciones de investigación gubernamentales. universidades e industria, con el objetivo de establecer una plataforma de investigación y desarrollo de nanomateriales que integre la investigación y el desarrollo de nuevos materiales nanofuncionales y funciones educativas orientadas a la industria. En 2001, el Ministerio de Comercio e Industria también formuló y aplicó el "Plan de desarrollo de tecnología de semiconductores de próxima generación" para desarrollar tecnologías básicas de procesamiento de semiconductores de próxima generación de 50 a 70 nanómetros, en el que el gobierno invirtió 60 millones de dólares EE.UU. al año. La “investigación exploratoria sobre tecnología avanzada” de Japón implica muchas investigaciones exploratorias sobre nanopartículas, nanoestructuras, nanobiología, nanoelectrónica, etc. El período de investigación del proyecto será de cinco años y será financiado en su totalidad por el gobierno. Durante el período de cinco años, la financiación gubernamental promedio para el proyecto fue de 654,38 millones de dólares canadienses + 6 millones de libras esterlinas. Cada proyecto suele estar formado por entre 15 y 25 científicos y técnicos divididos en 3 equipos de investigación. El programa fomenta la investigación colaborativa entre la industria, universidades e instituciones de investigación nacionales y extranjeras. El programa ha completado muchos proyectos, principalmente en investigación. El Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón publicó el presupuesto de ciencia y tecnología para 2003, en el que el presupuesto para nanotecnología y materiales ascendió a 1.496.5438+0 mil millones de yenes (ver Tabla 6). El 14 de julio de 2003, se celebró la sexta reunión del "Proyecto de Promoción de Investigación y Desarrollo de Nanotecnología y Materiales" en la Conferencia Integral de Ciencia y Tecnología de la Oficina del Gabinete de Japón, y se determinaron las áreas clave de investigación y desarrollo: sistemas de administración de nanofármacos, Nano equipos médicos e innovación. Materiales nanoestructurados. Estos proyectos, liderados por la Oficina del Gabinete y promovidos por múltiples departamentos gubernamentales, comenzaron en 2004. Europa lucha por conseguir el estatus internacional de la nanotecnología. Por un lado, crea activamente nuevas industrias nanotecnológicas en Europa; por otro, insta a los sectores industriales existentes a mejorar sus capacidades nanotecnológicas. En el Sexto Plan Marco (2002-2006), Europa * * * identificó la nanotecnología y la nanociencia como una de las siete áreas estratégicas clave de desarrollo, con una financiación de 65.438+200 millones de dólares, y definió estrategias específicas Objetivos y áreas clave de investigación: 1 La nanotecnología y la nanociencia han desplazado la investigación interdisciplinaria a largo plazo hacia la comprensión de nuevos fenómenos, el dominio de nuevas tecnologías y el desarrollo de herramientas de investigación: se centrarán en los fenómenos moleculares y mesoscópicos. Materiales y estructuras autoorganizadas; mecánica y motores moleculares y biomoleculares; nuevos métodos para el desarrollo integral de la investigación interdisciplinaria sobre materiales y procesos inorgánicos, orgánicos y biológicos. Nanobiotecnología: Su objetivo es apoyar la investigación integrada sobre seres vivos y no biológicos, con nanobiotecnologías ampliamente utilizadas, como las que pueden usarse en sistemas de procesamiento, médicos y de análisis ambiental. Las principales áreas de investigación incluyen lab-on-a-chip, interfaces de entidades biológicas, reparación de superficies de nanopartículas, métodos avanzados de administración de fármacos y nanoelectrónica, procesamiento, manipulación y detección de biomoléculas o complejos, detección electrónica de entidades biológicas, microfluidos, promueve y Controla el crecimiento celular basándose en la acción de las enzimas. Crear tecnología de nanoingeniería para materiales y componentes: desarrollar nuevos materiales funcionales y estructurales de rendimiento ultraalto mediante el control de nanoestructuras, incluido el desarrollo de tecnologías de producción y procesamiento de materiales. Centrarse en aleaciones nanoestructuradas y materiales compuestos, materiales poliméricos funcionales avanzados y materiales funcionales nanoestructurados. Desarrollar dispositivos e instrumentos de control de funcionamiento: Desarrollar una nueva generación de instrumentos de medición y análisis nanométricos con resolución de 10 nm. Las áreas clave de investigación involucran diversas tecnologías avanzadas de medición nanométrica; avances en tecnologías, métodos o medios para explorar las propiedades de autoorganización de la materia y el desarrollo de nanomáquinas. Aplicaciones de la nanotecnología en salud, química, energía, óptica y medio ambiente. Centrarse en la simulación computacional y la tecnología de producción avanzada; desarrollar materiales innovadores que puedan modificarse. En segundo lugar, los materiales multifuncionales inteligentes con alto contenido de conocimientos, nuevas funciones y modificaciones serán la clave para la innovación, los dispositivos y los sistemas tecnológicos. Desarrollar conocimientos básicos: el objetivo es comprender fenómenos físicos, químicos y biológicos complejos relacionados con los materiales, y dominar y procesar materiales inteligentes que sean útiles para experimentos, teorías y herramientas de simulación. Principales áreas de investigación: diseño y desarrollo de nuevos materiales estructurales con propiedades específicas; desarrollo de ingeniería supramolecular y de moléculas pequeñas se centra en la síntesis, exploración y posibles aplicaciones de nuevas moléculas de alta complejidad y sus complejos. Combinando tecnología y producción: transporte y procesamiento de materiales y biomateriales multifuncionales basados ​​en el conocimiento: el objetivo es producir nuevos materiales multifuncionales “inteligentes” que puedan construir estructuras más grandes. Áreas de investigación clave: nuevos materiales; materiales de ingeniería autorreparables; incluida la tecnología de superficies y la tecnología de ingeniería. Apoyo de ingeniería para el desarrollo de materiales: El objetivo es tender puentes entre la producción y el uso del conocimiento, superando las debilidades de las industrias homogéneas europeas en la integración de materiales y producción. Mediante el desarrollo de nuevas herramientas, se pueden producir nuevos materiales en un entorno competitivo estable. Áreas de investigación clave: optimización del diseño, procesamiento y herramientas de materiales; dar forma a materiales en estructuras más grandes, considerando la biocompatibilidad y los beneficios económicos. 3. Nuevas tecnologías y dispositivos de producción El concepto de nueva producción incluye mayor flexibilidad, mayor integración, más segura y más limpia, lo que dependerá de la innovación organizacional y el desarrollo tecnológico.