納米技術產(chǎn)業(yè)化將率先著力于新能源、資源、環(huán)境等領域
　　我國是世界上少數(shù)幾個從上世紀90年代就開始重視納米科技研究的國家之一。經(jīng)過近20年的發(fā)展，我國在納米材料的一些研究領域已處于世界先進水平，有些已達到國際領先，且部分成果已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。然而，市場上冠以"納米"一詞的產(chǎn)品依然不能得到廣泛的社會認同。人們對納米科技對產(chǎn)業(yè)的變革和影響仍不清晰：納米科技究竟將率先在哪些產(chǎn)業(yè)領域著力，其潛在價值和應用前景將體現(xiàn)在何處？
　　　　
　　“我個人認為，納米材料的產(chǎn)業(yè)著力點將率先在新能源、資源、環(huán)境等領域”，趙院士對這個問題的回答從一開始就是毫不含糊的。
　　　　
　　“納米尺度下，材料的物理化學特性會發(fā)生超常規(guī)的變化。一些納米材料，例如，碳納米管、碳氣凝膠、介孔分子篩等具有高比表面積、較短的離子擴散路徑和快速電子傳導等特性，如果用作鋰離子電池、超級電容器等新型儲能器件的電極材料，能夠大大提高儲能器件的倍率性能和比容量。這方面的工作我們正在嘗試，并且已開展了工業(yè)化試驗，效果非常不錯。”趙院士首先舉例強調(diào)了納米材料在新能源領域的應用。
　　　　
　　目前，在OLED顯示器、薄膜太陽能電池以及LED節(jié)能燈等光電產(chǎn)業(yè)領域，一場追求更廉價和更高效的競賽正在進行。柔性襯底大大拓展了應用領域，成為一種趨勢；傳統(tǒng)昂貴的光刻線路板將被低成本、大面積的電子打印電路板所取代，這些都要求在納米尺度上對多層膜的結構進行精確控制。趙院士說：“基于納米薄膜的材料設計和低成本制作工藝成為該領域科學家和工程技術人員的希望所在，通過在納米尺度上控制薄膜的厚度和結構，實現(xiàn)對自由電子的產(chǎn)生、捕捉、轉(zhuǎn)移和貯存，能有效提高器件的光轉(zhuǎn)換效率，同時面積更大，成本更低，這是新型光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。”
　　　　
　　同時，納米技術在資源利用和環(huán)境保護中的作用更是顯而易見的。納米材料所具有的高催化活性、強吸附性能以及巨大的比表面積，在空氣污染治理、水處理、環(huán)境檢測、生物降解等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。“總之，高速發(fā)展的經(jīng)濟使得能源危機和環(huán)境污染已經(jīng)成為21世紀全球關注的焦點，世界各國迫切需要新技術、新材料來緩解經(jīng)濟發(fā)展與能源及環(huán)境之間的矛盾，納米技術和納米材料毫無疑問將是這些新興產(chǎn)業(yè)的生力軍。”趙院士這樣歸納了在經(jīng)濟社會發(fā)展的當今形勢下納米技術的產(chǎn)業(yè)潛力。
　　　　
　　加強過程和技術研發(fā)
　　　　
　　“我國在納米材料的實驗室制備方面并不落后，有些甚至達到國際領先水平，但進入中試和產(chǎn)業(yè)化階段以后，材料的性能與國外相比差距明顯。”趙院士在分析國內(nèi)外納米材料的產(chǎn)業(yè)化形勢時這樣說到。
　　　　
　　實際上，從上世紀九十年代，我國科學家在納米材料的制備領域一直有國際領先的成果報道。1999年，《自然》雜志刊登了我國科學家在實驗室合成了世界上最長的“超級纖維”碳納米管；2000年，中科院金屬研究所首創(chuàng)了納米晶體的新方法--非晶完全晶化法，成為國際上公認的納米材料三種主要制備方法之一。趙院士本人所在的復旦大學先進材料實驗室更是在大孔徑介孔分子篩材料的合成領域獨樹一幟，他制備的一系列以復旦大學命名的FDU介孔分子篩新結構，在介孔分子篩結構、外貌控制及多相組裝機理等方面形成獨特見解，在《Nature》、《Nature Materials》等重要國際學術期刊上撰文多篇。
　　　　
　　然而，當同樣的制備過程從燒杯移向‘鍋爐’的時候，遇到很多工程和技術問題，這些往往是科學家也不能解決的，需要工程技術人員一起參與。“不過，新材料的工程轉(zhuǎn)化過程中，當前的產(chǎn)業(yè)技術基礎是制約成功與否的關鍵所在。”這是趙院士在進行介孔分子篩材料的中試放大過程中最大的體會。“國外的工業(yè)制造軟硬件水平都比我國高很多，我們需要迎頭趕上，所以現(xiàn)在國家提出發(fā)展先進制造業(yè)是非常及時和有遠見的。”
　　　　
　　基于納米材料的器件研發(fā)有待加強
　　　　
　　納米材料是納米技術發(fā)展的基礎，基于納米材料的器件研發(fā)、系統(tǒng)構成將是納米技術最終能夠引起產(chǎn)業(yè)革命的力量所在。對于后者，我國的研究水平與國外相比還有一定的差距。這方面，趙院士提出了個人的看法："從納米科學的這個角度講，我們目前的差距主要體現(xiàn)在基于納米材料的器件原型研發(fā)以及對應的物性研究方面，這個領域國外的研究是非常超前的。"
　　　　
　　2001年，美國《科學》周刊刊登的“十大科學技術突破”中，連接納米晶體管、納米導線和納米開關的分子水平電路榮登榜首。2002年，美國IBM公司科學家用納米碳管制造出了第一批納米碳管晶體管，發(fā)明了利用電子的波性而不是常規(guī)導線實現(xiàn)傳遞信息的“導線”；同年朗訊貝爾實驗室則用一個單一的有機分子制造出了世界上最小的“納米晶體管”。2006年，佐治亞理工學院王中林教授在《Science》上發(fā)表文章，巧妙地利用豎直結構氧化鋅納米線的獨特性質(zhì)，在原子力顯微鏡的幫助下，研制出將機械能轉(zhuǎn)化為電能的世界上最小的發(fā)電裝置－納米發(fā)電機，為從納米器件飛躍到納米系統(tǒng)提出了具體的技術路線。
　　　　
　　“國外不斷報道的這些研究成果表明，人家已經(jīng)具有了納米尺度上的操縱和控制水平，這是納米科技的本質(zhì)所在。”趙院士說。
　　　　
　　納米技術與生物、信息相結合大有作為
　　　　
　　談到納米科技研究的發(fā)展趨勢和方向，趙院士認為：“納米科技作為一門綜合學科，涉及物理、化學、生物、醫(yī)學、材料、電子等多個領域，具有高度學科交叉性。同時，生物技術和信息技術的研究顯示，其進一步發(fā)展將有賴于納米科技的突破，將匯聚在納米尺度上。因此，納米技術與生物、信息技術的融合將是大有作為的前沿研究方向。”
　　　　
　　趙院士這里談到的實際就是“NBIC會聚技術”，即納米（Nano-）、生物（Bio-）、信息（Info-）和認知（Cogno-）這四大科學技術領域的有機結合和融合。
　　　　
　　2001年，美國商務部、國家科學基金會和國家科技委員會在華盛頓聯(lián)合發(fā)起的一次由科學家、政府官員等各界頂級人物參加的圓桌會議上，首次提出了“NBIC會聚技術”的概念。“NBIC會聚技術”是新世紀科學發(fā)展的產(chǎn)物，這其中納米技術是“地基”。以生命科學為例，生命上的大分子，不管是RNA，還是DNA，或是糖類等各種復合物，作為生命的基本載體都存在于納米水平。同時，在納米尺度上，器件將通過控制單個電子的行為得以實現(xiàn)，集成度大幅提高，而功耗將極度降低。
　　　　
　　“納米科技最終對人類所帶來的影響和變革，將依賴于這種融合締造的全新研究思路和全新的經(jīng)濟模式，其發(fā)展將顯著改善人類生命質(zhì)量，也將對國家安全提供更強有力的保障。”最后，趙院士向我們展望了納米科技對人類的影響和變革方向。
　　　　
　　事實上，納米技術代表著人類制造材料和器件的水平從宏觀尺度進入到更小的介觀尺度（分子或者幾個原子），反映了人類認識和改造自然的能力有了一個質(zhì)的飛躍，因此對人類經(jīng)濟社會活動的影響必然是革命性的。當今，在人類不斷改善自身生命質(zhì)量的同時，更加注重利用科技進步保護地球生態(tài)環(huán)境和對資源的合理利用，納米技術在這方面的巨大應用潛力已經(jīng)開始顯現(xiàn)，它必將與生物、信息等技術一起，推動人類邁向更高級文明時代。