基本信息编辑本段回目录
由科学出版社出版的《纳米科学与技术》一书，作者是北京理工大学刘吉平教授。由于该书提出了许多新观点和新思维，是一部有价值的科学著作，同时引起众多同行的关注。《纳米科学与技术》出版发行较好，在国内已连续重印了三次，台湾清华大学林鸿明先生给予高度赞扬，并且已在台湾出版。
纳米科学与技术书 名 纳米科学与技术
作 者 刘吉平 郝向阳
出 版 社 科学出版社
书 号 03-010164-2
丛 书 纳米科学与技术丛书
责任编辑 卢秀娟 杨向萍 开本 A5
出版时间 2002年10月 字数 322千字
装 帧 平装 印张 0
带 盘 否 页数 325
定 价 ￥21.0
【内容简介】编辑本段回目录
本书为《纳米科学与技术丛书》之一。纳米技术是21世纪的高科技前沿技术，它将广泛涉及各学科、各行业。本书作者结合自已的科研课题，系统阐述了纳米技术的有关概念、应用、国内外研究开发战略和中国的纳米产业。本书紧跟当代纳米技术发展的最新成就和前沿，收集了国内外纳米行业研究开发的最新资料和信息，吸收了当前国内外左纳米领域的渐成果、新观点、新理论和产业化实例，具有最新实时的特点，为科研工作者提供了新思路和应用信息，为企业家提供了可能推向市场的新技术和新材料，为决策者和投资商提供了决策资料。
本书可供大专院校有关专业的师生，纳米材料与技术的研究开发人员，工程师，企业家等参考、阅读。
【作译者介绍】编辑本段回目录
享有盛誉的美国科学促进协会第167届年会已在旧金山落下帷幕。纳米技术作为该会的一个重要主题，成了这次会议发出的最强烈信号目前，美国、日本及欧洲各国都在争夺纳米科技制高点。
纳米科学与技术 目录 编辑本段回目录
第1章 纳米科学与技术基本概念
1.1 纳米科技基本概念
1.2 纳米科技发展历程
1.3 纳米粒子的性质
参考文献
第2章 纳米科学研究方法
2.1 纳米粉体的制备技术
2.2 碳纳米管
2.3 扫描探针显微-纳米检测和加工的核心技术
参考文献
第3章 纳米技术的应用
3.1 纳米计技术在日常生活中的应用
3.2 聚合物基纳米复合材料
3.3 纳米陶瓷与金属
3.4 纳米技术在催化、能源、环保领域中的应用
3.5 纳米电磁材料
3.6 纳米光学材料
3.7 纳米技术在电子技术中的应用
3.8 纳米微机机械术
3.9 纳米技术在分子生物与医学领域中的应用
3.10 纳米技术在军事领域中的应用
参考文献
第4章 纳米科技应用研究展望
4.1 相关领域对纳米技术的推动
4.2 世界各国纳米技术发展战略
4.3 中国纳米技术研究开发状况
4.4 纳米技术对产业革命的影响
参考文献
书评编辑本段回目录
纳米科学与技术给产业带来的影响——师昌绪评《纳米科学与技术》
[作者:中国科学院、工程院院士 师昌绪]
[发布时间:20050425]
[来源:《中国科技成果》2005年第6期 中国科学技术信息研究所加工整理]
由科学出版社出版的《纳米科学与技术》一书，作者是北京理工大学刘吉平教授。由于该书提出了许多新观点和新思维，是一部有价值的科学著作，同时引起众多同行的关注。《纳米科学与技术》出版发行较好，在国内已连续重印了三次，台湾清华大学林鸿明先生给予高度赞扬，并且已在台湾出版。
1.纳米技术对产业革命的影响
1.1 纳米技术将彻底改变人类社会
人们对客观物质世界的认识，分为宏观和微观两个层次。对宏观世界的观察从肉眼可见的物体延伸到几亿甚至几十亿光年之遥，上限无穷；所谓微观是指原子、分子、以及原子内部的世界，下限无穷；19世纪末20世纪初，有人观察到了介乎宏观与微观之间的，三维尺度很小的“处女地”内的一些奇异现象。后来科学家在这方面的观察和预言被证实，从而确立了客观世界存在着一个范畴——纳米体系。
虽然自然界中早就存在纳米微粒和纳米固体，但是人们都不依靠在自然界采集纳米微粒和纳米固体来使用。从实验室制备成功纳米材料以来的20多年里，20世纪90年代以前，主要是在实验室里探索用各种方法制备纳米材料，90～94年，人们关注的热点是如何利用已经挖掘出来的纳米材料的奇异特性设计纳米复合材料；从1994年起，人们的关注点已经集中到人工组装合成的纳米结构的材料体系上。纳米科学正在飞速发展。美国国家科学基金会的纳米技术高级顾问米哈伊尔?罗科预言：“由于纳米技术的出现，在今后30年中，人类文明所经历的变化将会比刚刚过去的整个20世纪都要多得多。”
纳米科学与技术将会从根本上改变人类的生存条件。大量的编程产品将会陆续而来，拉特格斯大学的计算机专家Storros Hall正在开发一种令人难以置信的智能材料。Hall把它的发明称为Utility Fog。万能雾由众多微小的纳米机器人所组成，是一种智能多态材料。每个万能雾机器人的结构为：长约百万分之5～10米的12条手臂位于四周，与位于中央的直径为百万分之1～2米的一个球体（内有马达、一个电池和一台功能强大的纳米计算机）连接在一起。手臂能前后摆动，又能抓住其他机器人的手臂末端，以便传导动力、传递信息。当要更换相邻的机器人时，手臂末端能被暂时松开。每个机器人的体积只占其空间容积的2～3%，其余大量的空间则留给空气，可以透过光线。这样，即使一个充满了万能雾机器人的房间也还是相当明亮。当充满空间比较大时，远远看去就好似一团云雾。
Hall最近在一篇文章中写到：如果程序命令万能雾机器人沿拉力方向伸展、沿压力方向收缩，这就是在模拟软材料；如果程序命令万能雾机器人在某个特定的力出现之前，一直保持原状不变，这就是在模拟硬而脆的材料；如果程序命令万能雾机器人必须在所有手臂的总伸展长度恒定不变的条件下，才能应力而动（如当某条手臂达到其最大伸展长度时，会有另一条手臂相应缩短其伸展长度），这就是在模拟液体；如果允许所有手臂的总伸展长度、随着所有手臂力的合力而变，这就是在模拟气体（在某一压力范围之内）。
一个更为雄心勃勃的设想是：当你置身在万能雾之中时，万能雾甚至可以感觉到你身体各处所在的具体空间位置，从而形成“人体数据套”，而你仅仅依靠极细微的动作，就能控制这种数据套。万能雾中的机器人还能携带各种特殊的传感器，从而万能雾就俨然成了高带宽波动描记器。当编程得当时，万能雾还能读出你的思想。普通人只要置身万能雾中，就能亲身经历那些如今只能在舞台上才有的神奇事件。例如，能命令物品出现和消失；能使物品悬浮和飞行；能远距离地在真正的物品上施加力的作用，能像超人那样把几英寸之外的钢条弄弯。
纳米技术是现代科学和技术相结合的产物，它涉及到几乎现有的一切基础性科学技术领域。纳米技术将会迅速改变物质产品的生产方式，导致重大的社会变革，正像20世纪70年代微电子技术引发了信息革命一样，纳米技术将可能成为下一个技术革命时代的核心。
埃及的金字塔和中国的万里长城等纪念碑式的建筑，展示了人类已经在米和千米的大尺度上很好地掌握并控制了物质世界。利用微型印刷技术，我们可以在硅片上刻印超密集的电路，其元件的尺度在微米级，只有用高倍电子显微镜才能看清。原子、分子的尺度是与制造物质有关的最精细的尺度了。化学家制造的分子的尺度与电子工程师制造的微处理器中的元件的尺度之间存在着很大的差距，这个差距的跨度在大约1亿纳米至几百纳米，这正是决定材料基本特性的尺度。
科学家们一直在探索和开发进入纳米世界的技术，他们正在用纳米技术取得的每一个进展弥合从一个原子到摩天大楼的连续不断的、完整的工程尺度链。令人更为振奋的是，新型的、超强的、重量轻的纳米物质将会使太空旅行变得更加低廉和容易。人类可以利用纳米技术在土星上营造与地球相似的大气层。通过“纳米药物”新技术，人类可以大大延长生命，方法是当老细胞坏死时，用一个个的分子生产出新的细胞即可，如果这一梦想成真，地球人“挤迫”到受不了时，也可以进行太空移民。
150年前，微米成为新的精度标准，奠定了工业革命的基础。最早和最好学会使用微米科技的国家，都在工业发展中占据了巨大优势，同样，未来的科技将属于那些明智地接受纳米作为新标准并首先学习和使用它的国家。
我们应记住，微米技术也曾同样的被认为对使用牛耕地的农民是无关紧要的，的确，微米技术与牛和耕犁毫无关系，但他却改变了耕作方式，因为微米技术使我们迎来了拖拉机。1959年Richard Feynman在《There`s Plenty of Room at the Bottom》的演讲中说，假如能够按照人的意志安排一个一个的原子时，那将产生何等的奇迹。诺贝尔奖得主Richard Smalley总结说：“纳米技术是建设者的最后边疆”。
1.2 纳米技术将领导下一场产业革命
你可以理解第一次工业革命是毫米的世纪。因为在此之前，人类是不需要对毫米进行研究的，蒸汽机迫使人类精确到毫米。第二次工业革命是微米时代。因为有了电，人类认识了微电子，但是现在微米层次的芯片已经到达了物理极限，必须深入到纳米了。在毫米时代以前，中国是最强大的，但与毫米时代错过了，就把第一强国让给了英国，微米时代的领军人物是美国，所以它就成为世界第一大国。
根据历史经验和最新的科技发展预测，决定一个国家在21世纪地位的产业就是纳米产业。人类以驾驭原子能进入现代社会，以制造和利用单晶硅基础上的半导体进入了电脑与网络通信时代。人类即将破解生物基因的天书。但是要在基因基础上再造动植物的生命，还是需要工具与方法，需要纳米技术，就是一种能在原子或分子水平上操纵物质的技术，制造和驾驭这样小的物质的技术就是纳米技术。现在很多国家经多方面论证确认，在众彩纷纭的技术革命的洪流中，纳米技术一枝独秀，它将领导下一场工业革命。
当人类联合破解基因密码成功的消息传出后,人们立即想到哪一个技术对人类社会的影响更大？有人很快做出了回答，那就是：要使现在基因密码破解基础上的成果变成一场医疗革命，仍然需要更小的工具，而不仅仅是用药物来影响基因，那就需要纳米机器，需要可以在比细胞更小的范围内改造生物体的工具，这只能是纳米技术。纳米技术的重要性就在于它是人类利用的材料和工具的革命。纳米技术是在人类科研发展的基础上产生与发展出来的。
以纳米技术为突破口的高科技群有可能改变几十年来使很多国家困惑的经济“滞胀”现象。一般而言，高经济增长率往往伴随着高通货膨胀率，要控制通货膨胀，就需要适度控制经济增长率，这种替代关系为各个国家的政府所熟知。但是自20世纪70年代以来却出现了另外一种景象，也就是在经济低速增长的情况下，却出现了高通货膨胀的局面，也就是“滞胀”的现象，这就使不少国家的政府陷入了无可奈何的境地，不可能再通过牺牲一定的经济增长率来换得一个低的通货膨胀率，因为经济增长率本来就很低甚至是负增长，低经济增长率必然又伴随着高失业率。每一个国家的政府都在关心如何获得一个高增长、低通胀的经济增长。也有人曾经说，如果哪个经济学家能够解决“滞胀”问题，就在联合国大厦前为其树立一尊金像，这从一个侧面也反映了这个问题的迫切性和严重性。
高技术的发展确实让人们看到了解决“滞胀”问题的曙光。美国经济之所以进入20世纪90年代以来保持了连续的高增长高就业而又低通货膨胀的局面，就在于以信息产业为标志的高科技的贡献。据有关资料显示，信息产业对美国经济增长的贡献率已经超过了30％。1998年全球电子产品市场规模为1.13万亿美元，2000年将达到1.3万亿元；全球互联网用户在1996年不足4000万户，2000年已经超过2.6亿户，2005年将达到10亿户。在21世纪，信息产业将成为传统产业，纳米产业将成为新的科技产业和主导产业。它给世界经济带来的影响将大大超过信息产业的影响。纳米技术和纳米材料将渗透到国民经济的各个行业，它在推动经济高速增长的同时，形成一个庞大的纳米产业群，这一产业群能够容纳亿万个劳动力，形成一个高就业的局面。任何一项高技术从短期来看都会起到代替劳动力的作用，纳米技术也不例外。但是从长期来看，它可以吸纳更多的劳动力，只不过不是直接从事某一具体的操作，而是从事与这一产业或技术相关的劳动，增加就业是必然的趋势。技术进步推动了新的产业的产生，如果没有第二产业、第三产业和第四、第五产业（我们把信息产业称作第四产业，把休闲产业称作第五产业），第一产业无论如何也容纳不了全球的60多亿人口。技术进步推动经济发展，经济发展促进居民收入的增加，居民收入增加产生了新的消费需求，消费需求每上个档次就表现为对科技含量高的产品的更大的需求,并逐步淘汰科技含量低的产品。纳米产品具有很多适合与人们消费的特点,具有巨大的市场需求,通过纳米技术和纳米产业将会带动经济增长,而又不会产生通货膨胀。因为通货膨胀是过多的货币追逐过少商品的结果,导致商品价格的普遍的长期大幅度的上涨。纳米技术及纳米产品带给人们的是更多的产品,不会引起商品的短缺,反而使商品成本变得更低,价格更低廉,如贝尔实验室的研究人员正在用微型电子机械技术制造双向光纤所必须的微型光学调制器。通过这种巧妙的光刻技术制造芯片，每个芯片只需要几美分，而过去则需要5000美元。我们可以预言，以纳米技术和纳米产业的诞生为标志的第五次产业革命将从根本上改变近30年来困扰很多国家的“滞胀”的现象，也会改变经济增长的一个规律，即高增和高通胀并存的规律，取而代之以高增长和低通胀。
2.纳米热的冷思考
似乎在一夜之间，“纳米科学与技术”这个许多人还似懂非懂的名词就迅速被众多企业应用，各种冠以“纳米”的产品滚滚而来，“纳米”两字成了众多企业点石成金的法宝。广州一家公司推出了所谓的“纳米水”，说“纳米水”能抗疲劳、耐缺氧、降火排毒，长期饮用可“水到病除”甚至可以“增强女士防匪徒强暴的能力”。2001年4月，该公司的欺骗行为败露后现已停业。目前国内“纳米”企业良莠不齐，而国家相关行业、产品标准还是空缺,在这种情况下，不少所谓的纳米产品明明用的是微米技术甚至是其他技术，却肆意吹嘘，以纳米新产品的面目去包装自己。
纳米技术无论是国内还是国外，目前仍然以基础性研究为主，投入规模比较大。不确定因素很多，因而投资风险是第一位要考虑的。当我们面对新的科学技术时，应该持一种科学态度，不能盲目炒作，更不能把科学庸俗化。当前必须正确认识纳米材料的作用。纳米技术的应用还有一个认识过程以及产品的升级配套过程。国内有的纳米材料生产线因为产品的应用市场狭小，一时难以实现赢利。市场上一些企业不理解纳米技术，盲目性大，或借机用“纳米”概念推广产品，误导消费者，出现“伪纳米”现象，这对纳米技术今后的发展是有害无利的。纳米高科技的发展需要呵护，挤掉“纳米热”中的泡沫成分，为今后真正纳米技术走向市场创造条件，这样才真正有助于我国纳米技术在国际上占有一席之地。任何概念的抄作，都对纳米研究和产业不利，这样会打破正常的规范秩序，使真正的纳米技术和产业失去生存空间。中国的事贯于一哄而上又一哄而散，纳米事业的发展应吸取IT业的发展的教训，应有序地进行。另一方面也应看到，计算机的迅猛发展是在20世纪90年代，但它的基础工作是在20～30年前做出的，同样目前正是为纳米技术的研发做实质性工作的时期。
3.潜在的危险
纳米技术仍像其他技术一样，是中性的，纳米技术既可以被善用也可以被恶用：如果纳米机器人忘记停止复制怎么办？如果没有某种内在的停止信号，那么灾难是即可能发生的。快速复制的纳米机器人在人体内扩散的速度可能比癌细胞还要快，从而会排挤掉正常的组织；失控的纸张再生纳米机器人可能将世界上的图书馆都变成瓦楞纸板；食品制作纳米机器人则会将地球的整个生物圈变成一块巨大的面包。
纳米技术专家并不排除这种危险，但是他们相信能够应付。一种想法是对纳米机器人的软件进行设置，使机器人在经过一定次数的复制之后自行毁灭。另一种想法是设计只在特定环境下工作的纳米机器人，比如仅存在于高浓度有毒化学物质环境中的毒物清洁机器人，一旦离开有害环境便处于休眠状态。也可以制造一种当周围出现太多的同类时会停止复制的纳米机器人，这也是大自然用来控制细菌生长的方法。
在纳米时代也许会出现纳米黑客，他们会制造出纳米罪犯危害人类，但科学家也有对策，他们会建立一种纳米技术免疫系统，可以制造纳米警察制服纳米罪犯。由于纳米计算机的高度发达，破译密码易如反掌，网络安全将受到严峻考验。但科学家可使用基于纳米技术的量子通讯，提高保密性。纳米黑客还可能运用纳米装配机轻而易举地装配包括信用卡在内的任何东西，令人真假难辨。但是人类有能力控制纳米技术的应用，就像IT技术中虽然有网络黑客，但网络技术仍在飞速发展，给人类带来巨大的利益。
4.结 语
纳米技术和纳米产业将使人类在可持续发展上迈出更大的步伐，可持续发展是人类针对经济增长过程中的负面影响而提出来的一种人与自然、人与资源、上一代与下一代和谐的发展方式，最终达到全人类的长期的动态的和谐。技术进步和产业革命在给人类带来福利，促进经济增长的同时，也存在过度利用自然也就是滥砍乱伐、污染环境、粗放开采等严重问题，导致高能耗。高污染、高投人、低产出，甚至为了眼前的经济增长而不惜牺牲后代人利益的现象，以至于有的国家和地区出现了有增长而无发展的现象。如何才能实现全球的可持续发展？仍然需要依靠技术进步。纳米技术和纳米材料的产生有助于各种能源的充分利用，在人类生活的方方面面起到良好的作用，使我们的社会变得更加和谐，纳米技术可使人类在可持续发展的道路上迈出实质性的步伐。 纳米科技带来的是人类社会的第五次产业革命。纳米技术的发展阶段只相当于20世纪50年代的计算机，但它标志的是一个时代的到来，——而如火如荼的信息产业早晚将成为传统产业，这是因为纳米产业有这样两个特点（1）它是新兴的先进产业，建立在先进的纳米技术基础之上，（2）它具有极强的前向效应，对上游产业的带动效应，就象汽车工业能带动钢铁、油漆等行业一样，纳米产业将带动传统材料产业等一系列上游产业的发展，后向效应是指对下游产业的推动效应，包括为交通、房地产、服务业等多种产业带来新的机会。根据纳米产业的特点，纳米产业具备形成一个国家的主导产业的潜力。围绕纳米技术的发展，将迅速形成相关的庞大产业群和企业群，其中蕴涵着巨大的财富和机会。新的世界首富将在纳米产业中产生。
参考文献编辑本段回目录
http://www.snpc.org.cn/news/view.asp?ID=1886
http://forum.defence.org.cn/viewthread.php?tid=21701&page=1&authorid=20058
http://product.dangdang.com/product.aspx?product_id=677111
