€€1.1 20世纪80年代末正式诞生

1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼最早提出了纳米尺度上的科学和技术问题。他在一次演讲中提出："如果人类能够在原子/分子尺度上来加工材料和制造装置，我们将有许多激动人心的新发现。"这是关于纳米科技的最早梦想。

1962年，久保（kubo）等人提出了超微粒子的量子限制理论（或叫量子限域理论），推动了向纳米尺度的微粒进行探索。

1974年，taniguchi最早使用纳米技术（nanotechnology）一词描述精细机械加工。

20世纪70年代后期，美国麻省理工学院德雷克斯勒提昌开展纳米科技的研究，但当时多数主流科学家对此持怀疑态度（历史如此相似：早在1912年就提出来的大陆漂移学说，在当时也受到忽视，直到20世纪60年代才能广泛接受，并使地质学活跃起来）。

20世纪80年代初，由于发明了扫描隧道显微镜（stm），原子力显微镜（afm）等微观表征和操纵技术，对一些纳米微粒的结构、形态和特性进行了比较系统的研究，并在用量子尺寸效应解释超微粒子的某些特性时获得成功。

1984年，德国萨尔大学gleiter等人首次采用惰性气体蒸发冷凝法制备了具有清洁表面的纳米fe、cu、pd等金属粉末，然后在真空室中原位加压制得纳米固体。随后又发现纳米tio2陶瓷在室温下呈现良好的韧性，使人们看到了改善陶瓷脆性的希望。

1985年，kroto等人采用激光加热石墨蒸发并在甲苯中形成c60，于是在全世界兴起了c60的研究热潮。

1990年7月，在美国巴尔的摩同时举办了第1届国际纳米科学技术会议和第5届国际扫描隧道显微学术会议，标志着纳米科技的正式诞生。正式提出了纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学和纳米机械学的概念，并决定出版《纳米技术》、《纳米结构材料》和《纳米生物学》三种国际性专业期刊。从此，一门崭新具有潜在应用前景的科学技术——纳米科技得到了全世界科技界的密切关注。

诺贝尔物理奖获得者、美国哥仑比亚大学的斯托默（stormer）说："纳米技术给了我们工具来摆弄自然界的极端——原子和分子。万物都由它而制成……创造新事物的可能性看来是无穷无尽的。"诺贝尔化学奖获得者、美国康奈尔大学的霍夫曼（hoffman）说："纳米技术是一种天才的方法，能够对各种大小、性质错综复杂的结构进行控制。这是未来的方法，精确而且对环境保护十分有利。"一时间，"纳米热"遍及全球，纳米科技成为世界各国竞相投巨资，加紧攻关的一项热门技术。

从纳米科技诞生之日起，纳米科技就已经取得了很多新的研究成果。其显著特点是，基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们的预料。1989年，美国斯坦福大学搬动原子团写下了"斯坦福大学"的英文名字。1990年，美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出"ibm"字样。1991年，日本首次发现纳米碳管，它的质量是相同体积钢的1/6，而强度却是钢的10倍，于是，纳米碳管立刻成为纳米热点。1993年，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子写出"中国"二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。1998年，美国明尼苏达大学和普林斯顿大学成功地制备出量子磁盘。这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系，美国商家已组织有关员将这项技术迅速转化为产品，预计2005年市场销售额可达400亿美元。1999年7月，美国加利福尼亚大学与惠普公司合作研制成功100nm芯片。2000年，美国柯达公司成功地研制了一种既具有颜料，又具有染料功能的新型纳米粉体，预计将给彩色印像业带来革命性的变革……

€€1.2 21世纪各加紧攻关

（1）美国

1991年，美国正式把纳米技术列入"国家关键技术"和"2005年的战略技术"，并指出："微米级和纳米级制造涉及微米和纳米材料、器件的制造和使用，对先进的纳米技术的研究可能导致纳米机械装置和传感器的产生……纳米技术的发展可能使许多领域产生突破性进展。"

1998年4月，美国总统科技顾问莱恩（lane）说："如果我被问及明日最能产生突破的一个科技领域，我将指出这是纳米科学和技术。"

1999年1月，美国国家科学基金会发表了一个声明，指出："当我们进入21世纪的时候，纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大影响，至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。"

"纳米科技将与信息技术和生物技术一样，对21世纪经济、国防和社会产生重大影响，并可能引导下一场工业革命。"

"70年代重视微米技术的国家如今都成为发达国家，现在重新纳米技术的国家很可能成为下一世纪的先进国家。"

"纳米科技未来的应用将远远超过计算机工业。"

"纳米科技将对人类产生深远的影响，甚至改变人们的传统思维方式和生活方式。"

美国《商业周刊》将纳米科技到为21可能取得重要突破的3个领域之一（其它两个为生命科学和生物技术，从外星获得能源）。"

2001年1月，美国总统***在加州理工学院正式宣布了美国的国家纳米技术倡议（nni），并在2001年财政年度增加科技支出26亿美元，其中近5亿美元用于发展纳米技术。***说："我的预算支持一个比较重要的、新的国家纳米技术倡议，即在原子和分子水平上操纵物质的能力、价值为5亿美元。试设想一下这些可能性：材料将10倍于钢的强度而重量只有其几分之一；国会图书馆内所有信息可以压缩在一块方糖产大小的器件之中；当癌病变只有几个细胞那样大小时就可以探测到。我们的某些目标可能需要20年或更长的时间才能达到，但这恰恰是为什么联邦政府要在此起重要作用。"

对于纳米技术的前途和地位问题，美国政府的结论是："众所周知，集成电路的发现创造了'硅时代'和'信息时代'，而纳米技术在总体上对社会的冲击将远远比集成电路大得多，它不仅应用在电子学方面，还可以用到其它很多方面。有效的产品性能改进和制造业方面的发展，将在21世纪带领许多产业革命"，因此，应把纳米科技放在科学技术的最优先地位。据说，***宣布的美国国家纳米技术倡议书中原来还有一个副标题："领导下一次工业革命"。这就是美国真正的动机、目标和野心——试图象微电子那样也在纳米科技这一领域独占老大地位。为此，美国还成立了一个纳米科学技术工程协作小组（iwgn），该小组由物理学家、化学家、生物学家和工程师组成并准备成立10个纳米中心，目标是尽快将纳米技术这一可行性变成现实。

（2）日本

日本早在20世纪80年代初就斥巨资资助纳米技术研究。从1991年起又实施一项为期10年、耗资2.25亿美元的纳米技术研究开发计划。日本制订的关于先进技术开发研究规划中有12个项目与纳米技术有关。在21世纪刚刚到来的时候，鉴于美国政府把纳米科技到为国家技术发展战略目标，日本政府不会忘记20世纪美国在信息高速公路发展中的表现出的战略眼光，这一历史教训迫使政府民纳米技术作为今后日本科研的新重点，投入研究开发经费约3.1亿美元，并设立了专门的纳米材料研究中心，力争在这一高新技术领域中不落后于美国。日本决定从2001年起开始实行"官产学"联合攻关的方法加速开发这一高新技术。在未来5年科技基本计划中，把以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通讯、环境保护并列为4大重点发展领域。研究物重点方面是纳米级材料的制造技术和功能，通信用高速度、高密度的电子元件和光存储器等。日本的野心是组建"世界材料中心"，以提高其材料技术的国际竞争力，主要开展无机材料特别是陶瓷材料技术的研究和开发——"因为纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。"

（3）欧洲

德国在1993年就提出了今后10年重点发展的9个关键技术领域，其中4个领域就涉及纳米技术。最近，德国以汉堡大学和美因茨大学为纳米技术研究中心，政府每年出资6500万美元支持微型技术的研究和开发。德国还拟建立或改组6个政府与企业联合的研发中心，并启动国家级的纳米技术研究计划。已取得的重大成果有纳米秤、原子激光束等。

英国也制订了纳米技术研究计划，在机械、光学、电子学等领域遴选了8个项目进行研究。

法国最近决定投资8亿法郎建立一个占地8公顷、建筑面积为6万平米，拥有3500人的微米/纳米技术发配中心，配备最先进的仪器和超净室，并成立微米纳米技术之家。

欧共体从1998年开始正式执行第5个框架计划，材料技术仍然是其中主要的领域之一，总投入约5.4亿欧元。提出了用纳米技术改变材料的生产工艺，提高材料和产品的性能，扩大其应用领域。到目前为止，欧洲已有50所大学，100个国家级研究机构在开展纳米技术的研究。

1999年美国对各国纳米技术的研究现状进行调合指出，当前美国在纳米材料合成、化学品和生物方面占优势，而在纳米器件、纳米仪器、超精度工程、陶瓷和其它结构材料方面略逊于欧洲。日本则在纳米器件和复合纳米结构主面有优势，而在分子电子学技术领域仅次德国在纳米测量技术、超薄膜等领域具有很强的优势。美国、日本、德国、英国、瑞典、瑞士等国家都已经建立了优秀的纳米技术研究中心。过去10年，西方发达国家纳米科技领域的投资以年均25%的速度增长，总投资达100亿美元。

（4）中国

我国对纳米科技的重要性已有较高的认识，想方设法从经费上给予了一定的支持。从"八五"、"九五"开始就设立了"攀登计划"项目和相关的重点、重大项目。尽管如此，我国拥有一支比较精干的纳米科技队伍，他们主要集中于中科院和国内一批知名高校。我国的研究力量主要是纳米材料的合成和制备、扫描探针显微学、分子电子学以及极少数纳米技术的应用等方面。特别是在纳米材料方面获得了重要的进展，并引起了国际上的关注。1993年，中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出"中国"二字，标志着我国进入国际纳米科技前沿。1998年，清华大学范守善小组在国际上首次制备出直径3～50nm、长度达微米级的发蓝光氮化镓（gan）半导体的一维纳米棒。不久，中科院物理所解思深小组合成了目前世界上最长（达3nm）、直径最小（0.5nm）的"超级纤维"纳米碳管。1999年，中科院金属所成会明制备了高质量的半壁纳米碳管，并测定了其储氢容量。2000年，中科院金属所卢柯在国际首次发现纳米晶体铜的室温延展超塑性，纳米晶体铜在室温下竟然可拉伸50倍而不断裂。1995年，德国科技部对各国在纳米技术方面的相对领先程度的分析中，认为我国的纳米材料方面与法国同列为第5等级，前4个等级依次为日本、德国、美国、英国和北欧。但由于科研条件的限制，我国的研究工作只能集中在一些硬件条件要求不太高的领域，属世界首创的、具有独立知识产权的成果还很少。

在纳米产业方面，国内外都还处于起步阶段。我国已经建立10多条纳米材料生产线，涉及纳米科技的企业达到102家。我国在纳米科技领域的总体几乎与发达国家仍然存在很大差距——尤其是在纳米器件研制方面，这将对我国未来纳米产业参与世界竞争极为不利。抓住机遇，迎头赶上，才能使我国在国际纳米科技领域的竞争中占有一席之地。