科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),當(dāng)物質(zhì)(材料)的結(jié)構(gòu)單元(如晶粒或孔隙)小到納米量級(jí)時(shí),物質(zhì)(材料)的性質(zhì)發(fā)生了重大變化,不僅大大改善了原有材料的性能,甚至?xí)哂行碌男阅芑蛐?yīng)。利用這些所謂納米結(jié)構(gòu)材料的新特性制成器件或制品將會(huì)引起諸多工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和社會(huì)的重大變革。正如今年1月21日,美國(guó)總統(tǒng)克林頓在加州工學(xué)院所說(shuō):"我的5億美元的預(yù)算支持一項(xiàng)重要的新國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃,它能在原子和分子水平上操縱物質(zhì)。想象一下這樣的可能性:強(qiáng)度為鋼10倍的材料而重量只有鋼的一小部分;把國(guó)會(huì)圖書館的所有信息壓縮進(jìn)一個(gè)只有一塊方糖大小的器件中;能檢測(cè)出只有幾個(gè)細(xì)胞大小時(shí)的腫瘤。"
鑒于納米技術(shù)的重要性,1996年,以美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)為首的十幾個(gè)政府部門聯(lián)合出資委托世界技術(shù)評(píng)估中心對(duì)"納米結(jié)構(gòu)的科學(xué)和技術(shù)"的研究開發(fā)現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)行調(diào)研。為此,該中心組織了一個(gè)8人專家組,調(diào)查研究了三年(1996-1998)。除了在美國(guó)國(guó)內(nèi)調(diào)研外,該專家組還走訪了西歐、日本和我國(guó)臺(tái)灣的42個(gè)大學(xué)、工業(yè)公司和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。調(diào)查結(jié)果之一是,美國(guó)在這方面的投資落后于西歐和日本。1997年,在納米技術(shù)研究方面政府的投入,西歐為1.28億美元。為1.20億美元,美國(guó)為1.16億美元,其它為0.7億美元。
然后,美國(guó)國(guó)家科技委員會(huì)設(shè)立了一個(gè)"納米科學(xué)、工種和技術(shù)"機(jī)構(gòu)間工作組。該組在上述調(diào)研的基礎(chǔ)上,擬訂了"國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃"初步支持5類活動(dòng):納米科學(xué)和工種的長(zhǎng)期基礎(chǔ)研究;對(duì)主要的挑戰(zhàn)目標(biāo)的研究和開發(fā);優(yōu)秀的研究中心和風(fēng)格的建立;研究用的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);對(duì)倫理、法律和社會(huì)影響的研究以及對(duì)勞動(dòng)大軍的和培訓(xùn)。
當(dāng)然,正如克林頓所指出的:"某些研究目標(biāo)可能要花費(fèi)20年或者更久的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)"。但是現(xiàn)在已經(jīng)有一些納米材料進(jìn)入市場(chǎng)。
據(jù)美國(guó)著名的BCC公司報(bào)道1996年美國(guó)納米材料的市場(chǎng)額為4230萬(wàn)美元,預(yù)測(cè)2001年將達(dá)到1.546億美元,平均年增長(zhǎng)率達(dá)29.6%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),以商品規(guī)模生產(chǎn)的納米材料有:金剛石 、磁性材料、金屬、陶瓷復(fù)合材料和半導(dǎo)體材料等。
納米技術(shù)使古老的磁學(xué)變得年輕活躍,磁性材料已進(jìn)入了納料磁性材料的新紀(jì)元。尤其是納米巨磁阻材料可使存儲(chǔ)密度大幅度提高的20Gbit,,使磁存儲(chǔ)技術(shù)獲得新生。1998年計(jì)算機(jī)硬盤市場(chǎng)有340億美元之大。
現(xiàn)在,納米晶體材料作為催化劑載體使用是一個(gè)超過(guò)300億美元/年的工業(yè)的基礎(chǔ)。
介孔SiO2材料MCM-41現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于超細(xì)污染物的去除。
俄羅斯納米金剛石的年產(chǎn)量已有2000萬(wàn)克拉。
由于納米材料產(chǎn)業(yè)的美好前景,世界上的著名企業(yè)紛紛進(jìn)入這一領(lǐng)域。如:美國(guó)IBM、Raytheon,日本的日立、縈尼、東芝、NTT、富士通等。在美國(guó),一些新興的中小企業(yè)誕生,如Nanophase Technology Co.。該公司的技術(shù)來(lái)自美國(guó)阿貢實(shí)驗(yàn)室,現(xiàn)有員工40人,其中有高級(jí)學(xué)位的15人。1996年末開始商業(yè)生產(chǎn)納米材料,1997年9個(gè)月的銷售額就達(dá)224萬(wàn)美元。主要產(chǎn)品是:納料氧化鐵、納料氧化鈦、納米氧化鋁、納米氧化鋅、納米氧鉻、納米氧化錫、納米氧銦錫、納米氧化銫、納米鈀、納米銀、納米鈦酸鋇等,用于磨料、催化劑、化妝品、染料、涂料、電子元器件、磁性液體、結(jié)構(gòu)陶瓷、醫(yī)用器件的部件等。還有眾多的納米材料將在近期內(nèi)商品化。
從目前的市場(chǎng)規(guī)?矗不能認(rèn)為納米材料已是一個(gè)新產(chǎn)業(yè)。但是在5-10年內(nèi),納米材料將成為富有生命力的新產(chǎn)業(yè)。