纳米产业化革命正冲击包装材料业
中国科学院固体物理所张立德研究员中国关于纳米科技的研究在国际上起步比较早,在基础研究上状态不错,如果真正以论文来衡量(并不能代表中国的绝对水平),到2001年底,中国在前10年发表论文的数量仅次于美国、日本,占第三位,超过德国。1999年到2001年间3年的统计,中国发表sci超过日本,仅次于美国,排在第二位,应该说相当不错。中国纳米材料的专利在世界也占有百分之十几的份额。我们纳米技术的产业逐年增加,截止到去年有300多家,而纳米粉体材料的生产线就有31条,这是难能可贵的。
而且中国在用纳米材料、纳米技术对传统产业的改造升级,在轻工、电子、纺织、建筑材料、精细化工、电力工业、环境、能源和医药等领域都已全面展开。特别是在有些传统产业的改造包括油漆、涂料、抗菌、卫生、加工等方面都引起了国外普遍关注,他们非常注意中国的发展动向。我们的问题是,起步早,动作比较快,在某些方面取得了世界瞩目的成果,但是发展实用化技术动力不足,缺乏有显示度的实用化技术,缺乏市场目标的牵引,技术集成不够,把科学技术变成财富的动力不足,措施不够有利,纳米科技成果转化不够。
首先谈谈市场的挑战,以纳米粉体材料工业为例,因为纳米粉体材料是粉体材料工业中最富有活力、创新空间最大的一个产业,纳米材料仅仅是纳米材料当中一个部分,而不是全部。我国有31条年产20吨以上的生产线(不含大学注册的企业),从氧化物、氮化物、碳化物,包括金属合金以及富勒烯材料都有,问题一是缺乏市场目标作牵引,缺乏市场产品目标来带动技术的成熟。仅仅是单一的粉体,并没有针对市场目标而去发展瓶颈技术(应用技术),即使有些技术成熟的,但还没有转化为市场成熟,都停留在找市场的阶段,这是相当困难的。缺乏市场目标牵引的纳米粉体产业,要想发展就要费很大力气,所以,必须明确生产的粉体产品是针对哪几个市场和需求的,有针对性地进行创新和改造,最重要的问题是要把技术优势转化为市场优势,是当前纳米粉体材料产业亟待解决的问题。二是技术上的挑战。
目前纳米粉体产业还面临很多技术上的问题,很多技术不够成熟,应该通过市场的带动使它成熟。如,产品的稳定和一致性问题,作为产品性能必须稳定一致。我参观了几条生产线,特别注意最后的包装车间,看一看是如何收集的。有些产品在没有温度、湿度控制的空间和没有温度和湿度的控制下生产,这些产品能是纳米材料吗?从包装上看不过关,纳米材料的包装绝不是一层塑料布就可解决问题的。不解决这些问题,这怎么是纳米材料呢?不是光凭尺度达到了就行。
对纳米创新的难度估计宣传不够。既然它是新东西,并不像炒菜加味精使味道变鲜那么简单,也不是一加就灵。它与微米添加是不一样的,表面是要控制、要修饰的,是要经过设计的,添加量多少,要与整体大力协同,这是一个系统的工程,既不神秘,也不那么简单。
纳米器件研发重点各国不同
中科院上海微系统与信息技术研究所封松林研究员纳米器件的研究源于两方面的动力。一方面来自市场需求。由于技术的进步,未来集成电路技术面世时间2001年版itrs比1999年版时间提前了两年,寻求cmos技术替代方案,开展新型纳米器件研究对美、欧、日等微电子技术领先的国家已经成为很紧迫的任务。目前这些国家纳米器件研究也多以此为目的。
另一方面,材料制备技术、半导体低维物理、分子器件研究的发展,使得人们已经可以很容易地使用量子效应设计和研制新器件,从理论和实践上为下一代量子器件及基于量子器件的电路、体系结构面世铺平了道路。此外在2013年以前,技术问题和指数增加的投资(一个70nm微电子器件的生产厂的投资预期要超过100亿美元)可能会限制传统cmos技术的发展速度并且可能会降低其他器件进入的门槛。(未完待续)
