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德国纳米创新之路越走越宽 |
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| http://cn.newmaker.com
7/12/2006 9:55:00 AM
佳工机电网
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纳米技术犹如因特网和汽车一样，使得人们的生活发生了根本的变化。目前，世界各国纷纷推出自己的纳米技术产品，纳米技术的竞赛已经开始！
纳米技术天地广阔
一种只需按一下按钮就能改变颜色的汽车漆、靠阳光就可以充电的电瓶、可以直接进入癌症患者肿瘤细胞的药物、单电子计算机……这些听起来好像是科学幻想故事，但研究人员认为这一天即将来临。专家估计，今后几年内，汽车，因特网和通讯将随着纳米技术的发展而发生重大变化。在纳米领域，分子、原子、电子和光子将适用于完全不同的物理、生物和化学法则。目前，研究人员已经能够操纵物质和生命的最小结构，他们也能有目的地赋以它们新的特性和功能，并开发出新的领域。
“未来属于纳米”，德国拜耳公司技术创新负责人奥尔斯称。美国纳米研究鼻祖乔治·怀特赛德说：“纳米技术能为我们提供新的产品，尽管这些产品是什么我们现在还不知道。”美国的市场研究人员预言，纳米技术产品的市场份额将以惊人的速度增长，到2014年，全世界纳米技术产品将从现在的2000亿美元增加到2．6万亿美元，相当于IT和通讯两大行业的总和。
目前，科研人员已经利用纳米技术开发出了许多产品，如汽车部件、计算机、药品及化妆品等。德国慕尼黑马克思米利安大学的物理教授、纳米科学家黑克尔称，纳米技术将深刻影响与人类生活、经济相关的所有领域。目前，在那些与人们生活休戚相关的许多日用品中已经可以找到纳米的踪迹，如汽车车身保护层、眼镜防划痕镜片、吸水性强的婴儿尿布、耐磨汽车轮胎以及可以吸收紫外线的防晒霜等。不过，这些产品只是纳米领域的初级产品。
据估计，2014年纳米技术加工行业就业人数将达到1000万人。如果届时显示器能够用硅线压成，其成本也将下降一半。这种显示器一旦上市，索尼和三星公司将面临激烈的竞争。至于纳米微小颗粒是否对环境和人体造成危害，还需进一步研究。
德国纳米研究居领先地位
为了推动纳米技术的发展，德国已建立起一个网络，将220个研究中心和大学研究所、450个中小企业以及114个大型企业连接在一起。德国工程师协会纳米专家巴赫曼评价道：“德国纳米技术研究在欧洲处于明显领先地位，并且具有很大潜力。”该协会的一份研究报告指出，在未来，除光学技术之外，纳米技术将是德国工业最关键的领域，它将使德国技术产品的出口更具竞争力。
“就科研能力而言，德国处于领先地位。但在商业化领域，与美、日相比德国还有很大差距。”德国埃森化学教授根德·施密特抱怨说。他认为，欧洲在科学出版物上榜上有名，但这些知识很少变成专利。为此，施密特教授呼吁：“我们需要的是有更多的技术创新人才！”
德国的大型化工和制药行业在专利申报、产品开发方面一直领先于其他行业。例如，拜耳公司发明了一种工艺，首次大批量生产高纯度细微碳管，使每公斤纳米管的成本从1000欧元降至50欧元。这种纳米管的特性特殊，强度超过钢，对热不灵敏，可以用作导体或半导体。该技术用途广泛，可减少芯片尺寸，使计算机变得更小，更轻和功率更大。
在汽车制造领域，纳米技术也可以大显身手。拜耳公司采用塑料部件，在部件中预埋微管并通上弱电，使车身喷漆更加容易。另外，宝马公司计划在未来5年内使所有车辆采用自修复漆，灌满车漆的微型胶囊能够快速修复被擦伤的部位。将来，汽车车身采用含纳米金属颗粒的粘胶通过微波辐射使之紧紧地连接起来。含锆物质的二氧化合物的纳米涂层可以改善塑料的耐热性能，可用于发动机生产。
目前，宝马3系列已经采用了批量生产的汽车纳米后挡风玻璃，这种玻璃可以把紫外线挡在车外，而让车内车用移动通讯产生的电磁辐射透出。此外，采用纳米涂层的轻金属轮圈能够让刹车产生的尘埃不粘在轮圈上。因此，纳米技术可以改善新一代汽车的许多特性。
德国巴斯夫公司和英国Oxonaca公司联合开发的一种添加剂可以用于汽车的发动机。这种加入了一种液态纳米的金属氧化剂，能够减少发动机缸体磨擦，可以将柴油发动机的油耗量降低10％。巴斯夫公司推出的其他纳米新产品如纳米块，能够在狭小空间存储大量的氢。未来它可以用于微型燃料电池，如笔记本电脑，手机等电池。该公司计划在2008年之前在纳米技术研究领域投入1．8亿欧元。
在日用消费品方面，纳米技术在食品加工行业也大有前途。拜耳公司在保鲜膜中加入硅酸盐纳米颗粒，能阻止氧气和潮气进入食品，达到保鲜的目的，据称该产品市场前景看好。德国专门生产洗衣粉和化妆品的汉高公司开发出一种保护牙齿的自然牙骨质，它能在牙齿表面形成一层薄薄的保护层，不久前这种功能牙膏已经上市。
在建材方面，德国德古萨公司创建的纳米研究中心堪称楷模。在这里，中心研究出的成果能够迅速转换成商品，如耐磨和耐污材料，公司计划将其用于地砖和复合地板。另外，公司准备在5年时间内使纳米产品的产值达到5亿欧元。
1990年成立的莱布尼茨新材料研究所，在纳米技术研究方面处于国际领先地位。目前，该研究所已经拥有130多项发明，并申报了专利。新材料研究所的许多技术已经进入生产环节，如防霉和自洁净表面材料技术、高效燃料电池和氧化铁纳米颗粒等，如今，西门子、拜耳、博施等公司以及美国、亚洲的一些中小型企业都已经开始与该研究所合作。日本的一些光学、汽车和电子企业也在与该研究所进行合作研究。
从目前看，德国在纳米技术领域的研究开发势头可谓势不可挡。2005年，德国政府、企业和风险投资商为纳米技术的研究与开发共投入了96亿欧元，比2004年增加10个亿。为确保德国的世界科技大国地位，德国政府将进一步加强纳米科学研究。未来的战略将是：开辟并占领纳米技术市场，即汽车制造、光学工业、制药和医疗技术、电子行业；让纳米研究尽快进入中小企业，资助中小企业研究和开发纳米产品；协调德国纳米研究机构的研究计划。此外，积极实施纳米研究人才培养计划：采取有效措施吸引在国外从事纳米研究的精英回到德国为祖国效力；启动纳米标准、专利、培训和再教育等方面的相关计划。
德国教育研究技术部的一份报告认为，纳米科学研究将使德国在劳动力市场、经济发展、攻克疑难病症及环保等多方面受益。
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