2008年，美國研究人員宣布新開發(fā)出一種納米材料，它對可見光的吸收率超過99.9%，是目前已知的顏色最黑的材料。由于這種材料幾乎能吸收所有入射的可見光，因此它在太陽能的收集和利用方面可能具有較大應用潛力。圖為研究人員在用這種材料進行光反射實驗。新華社/路透

    2000年美國正式發(fā)布“國家納米技術(shù)計劃”(NNI)，提出發(fā)展納米科技的戰(zhàn)略目標和具體戰(zhàn)略部署，標志著美國進入全面推進納米科技發(fā)展的新階段。NNI是一項跨部門的系統(tǒng)工程，旨在確保美國在納米技術(shù)方面的領(lǐng)先地位，同時也為提高國家經(jīng)濟競爭力提供支持。

　　光學新材料和生物分子追蹤應用是研究熱門

　　NNI實施以來美國在納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究方面取得突破。在應用研究和產(chǎn)品開發(fā)方面，美國在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤等四大熱點領(lǐng)域快速發(fā)展，其中在光學新材料和生物分子追蹤兩個領(lǐng)域的應用是研究熱門。
　　微電子制造：光刻技術(shù)
　　在半導體芯片領(lǐng)域，目前美國納米技術(shù)專家把納米級的半導體材料做成晶體管。這樣，一塊芯片上就可以容納更多晶體管，從而使芯片的運算速度比傳統(tǒng)的硅芯片提高上千倍。這一研究方向在2001年取得基礎(chǔ)性突破后，在應用研究中越來越熱。
　　IBM已于2002年開發(fā)出碳納米管高效能晶體管，用微機械電子系統(tǒng)技術(shù)制成太位存儲器;在集成電路芯片的制造方面，也開始應用超紫外光刻技術(shù)等，使芯片制造實現(xiàn)了由微米向納米的技術(shù)飛躍。不久的將來，分子電子學技術(shù)將徹底取代微電子技術(shù)，芯片制造將進入分子納米技術(shù)時代。
　　結(jié)構(gòu)化學：納米生物技術(shù)
　　目前，美國的科學家正在研究重組DNA分子，該項研究對于解構(gòu)和測定新的基因排序具有開拓性意義。在生物分子追蹤領(lǐng)域，科學家把某種納米顆粒“粘”在生物分子上，然后利用納米顆粒的發(fā)光特性研究生物分子的行蹤，這對研究艾滋病病毒等在人體內(nèi)的活動過程十分有益，該項研究有望在幾年內(nèi)實現(xiàn)突破。
　　納米技術(shù)：應用于更多領(lǐng)域
　　在微機械系統(tǒng)方面，美國已成功研制出可控納米馬達、納米電動機、納米激光器、納米彈簧等成果，其開發(fā)出的可控納米馬達由一種自旋蛋白質(zhì)片段制成，寬度僅為11納米，可在未來用于驅(qū)動諸如藥物傳輸系統(tǒng)等納米機械。此外，納米在能源領(lǐng)域的應用也成為新的關(guān)注點，納米儲氫技術(shù)已成為重點項目。美學術(shù)界注重尋找可能用于儲氫的納米材料纖維，有關(guān)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，醫(yī)學領(lǐng)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(shù)領(lǐng)域應用方面的開發(fā)熱點，包括納米電子元器件二極管、納米傳感器等。化學工業(yè)上的應用熱點是利用納米材料提高催化劑的效能，包括用于燃料電池的催化劑等。

　　“國家納米技術(shù)計劃”催生新的經(jīng)濟增長點

　　“國家納米技術(shù)計劃”實施幾年來，美國成功保持了在納米技術(shù)領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位，同時通過納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化合作催生出新的經(jīng)濟增長點。
　　一、協(xié)調(diào)各部門研發(fā)投入，促進合作和資源共享
　　NNI成功協(xié)調(diào)了從聯(lián)邦政府到各級政府和部門對納米技術(shù)研發(fā)等各領(lǐng)域的投入。各參與部門支持從前沿基礎(chǔ)研究到市場化的技術(shù)研發(fā)。另外，各部門通過合作機制建立了一整套優(yōu)先協(xié)作項目并共享資源，這些都有效地促進了美國納米技術(shù)的發(fā)展。
　　奧爾巴尼納米中心是世界最大的納米技術(shù)研發(fā)中心之一，該中心依托于紐約州立大學奧爾巴尼分校，致力于加快高技術(shù)產(chǎn)品的商業(yè)化。該中心通過提供技術(shù)孵化、集成測試等支撐服務，幫助企業(yè)克服技術(shù)、市場和商業(yè)發(fā)展各項障礙，形成納米技術(shù)產(chǎn)品的大規(guī)模研發(fā)和生產(chǎn)布局，成為州政府、聯(lián)邦政府、研究院所及產(chǎn)業(yè)界合作的一個典范。
　　二、加強納米技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提供硬件支撐
　　2002-2003財年，NNI啟動了一項名為“國家納米技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，網(wǎng)絡(luò)”的行動。該行動配合納米技術(shù)卓越中心的建設(shè)，注重整合現(xiàn)有資源，集中力量，完善和提升基礎(chǔ)設(shè)施水平，目的是在全美建成能保證納米技術(shù)基礎(chǔ)研究和應用研究有效進行的設(shè)備支撐體系。到2005年，全國50%以上的國家研究機構(gòu)配備有納米研究所需的設(shè)施。
　　三、基礎(chǔ)和應用研究雙管齊下，各學科交叉融合
　　在基礎(chǔ)研究方面，NNI利用國家實驗室及大學的科研優(yōu)勢，投入相當大的人力和財力，著力在生物系統(tǒng)、納米器件與系統(tǒng)等方面進行研究。在應用研究方面，則明顯表現(xiàn)出國家需求及產(chǎn)業(yè)驅(qū)動的特點。
　　NNI所產(chǎn)生的多學科合作的研究模式極大提高了基礎(chǔ)研究的效率，也使得應用研究具有更大影響力。納米技術(shù)與信息技術(shù)及生物技術(shù)的交叉融合、協(xié)同發(fā)展，使得基礎(chǔ)研究的成果得以成為應用技術(shù)的依托點，促成技術(shù)飛躍。
　　四、注重成果轉(zhuǎn)化，搶占市場先機
　　作為一個基礎(chǔ)性的新興領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)界對納米技術(shù)已產(chǎn)生強烈需求，特別是在信息技術(shù)和生物制藥領(lǐng)域。NNI在強調(diào)將研究成果盡快轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新技術(shù)的同時，美國納米技術(shù)轉(zhuǎn)讓行為的最基本途徑是從研發(fā)到產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售和服務的延伸。
　　五、將培養(yǎng)納米高技能人才置于優(yōu)先地位
　　高技能的就業(yè)大軍對于納米技術(shù)的研發(fā)至關(guān)重要。NNI將納米知識教育和專業(yè)技術(shù)人才的培訓置于未來工作的優(yōu)先地位。目前，美國25%的研究型大學開設(shè)納米科學與工程課程，十二年級(高三)學生也接受納米技術(shù)知識的教育。

(科技部國際合作司供稿)