當前，人們普遍認為納米科學和技術將最終導致「第二次工業革命」，並帶來巨大的經濟、社會和技術效益。正因為如此，目前世界上有30多個國家制定了國家納米科學和技術發展計劃，但就涉及的領域範圍和投資強度來說，美國國家納米計劃是最龐大的，它不象其它國家的納米計劃定位於特定的國家利益，著眼於補充現有產業優勢和提高某些特定領域的能力。那麼,美國國家納米計劃目前是一種什麼樣的情況以及下一步可能怎樣發展，本文將予以較詳細的說明，以供參考。
歷史
美國國家納米計劃從1996年開始的跨部門之間討論、論證、立項到實施經歷了幾年的過程。1996年，聯邦機構的幾家代表決定定期舉行會議討論納米科學和技術問題。這一小組到1998年被白宮科技政策辦公室下面的國家科學技術委員會(NSTC)正式指定為納米技術跨部門工作組(英文簡稱IWGN)。IWGN為美國最終制定國家納米技術計劃做了很多鋪墊工作。由該小組1999年8月完成的納米科學技術草案，經總統科學技術委員會和白宮科技政策辦審批後，於2001年遞交美國國會申請預算。柯林頓政府將納米科學和技術提升為國家級計劃，官方冠名為國家納米技術計劃(NNI)。
目前國家納米計劃的管理：
NNI制定之後，白宮就解散了IWGN，隨即委託國家科學基金會(NSF)成立納米科學、工程和技術委員會(英文簡稱NSET)作為國家科學技術委員會技術委員會的一個分委會。
NSET負責協調聯邦政府納米研究和發展計劃的實施。它由各聯邦參與機構的代表和白宮科技政策辦的官員組成。後又成立了國家納米技術協調辦(NNCO)作為NSET的秘書處，行使對國家納米技術計劃的日常管理工作。NNCO協助NSET組織跨部門研究計劃和預算的評估文件，也幫助收集、宣傳工業、各州和國際納米科技研發及商業化活動的信息。目前參與NSET工作的聯邦機構有：國防部、能源部、司法部、交通部、農業部、國務院、財政部、環保署、國家航宇局、國立衛生研究院、國家標準技術院、國家科學基金會、原子能管理委員會、中情局、白宮預算管理辦和科技政策辦。
按照NNI的實施方案，各聯邦機構僅支持與實現機構使命有關的項目並根據各自經費情況和NNI的建議控制如何分配資源。各機構按照政府工作和成果法案(GPRA)規定的有關內容和程序在NNI的框架範圍內評議自己的研究活動。為了指導各機構在國家納米技術計劃框架下支持有關研究活動，白宮預算辦特別制定了納米技術定義(附後)。NNI的協調工作來自NSET的領導和指示，它指導著參與機構項目官員的相互交流與合作，定期舉行管理會議和項目評議會議，以及科學和工程研討會。白宮科技政策辦和NSET與各機構共同商討制定NNI的研究重點、預算和評估指標。
經費情況
NNI得到了總統和國會的大力支持。從1999財年起，國會給NNI的撥款平均以每年33%速度遞增。2002財年，白宮申請了4.85億美元，但國會批准了6.049億，比實際申請的高出30%。為2003財年，布希政府申請了7.099億，國會批准了7.74億，比申請額高出9%。在2003財年，NNI的工作重點將繼續圍繞支持基礎納米科學和技術研究，傑出研究中心/網絡建設以及新研究基礎設施的建立。布希政府為2004財年申請了8.47億美元。
表一：納米技術1999-2003財年預計經費(單位：百萬美元)
機構a 1999財年 2000財年 2001財年 2002財年預計 2003財年要求
科學基金會/NSF 85 97 150 199 221
國防部/DOD 70 70 123 180 201
能源部/DOE 58 58 88 91 139
司法部/DOJ 1 1.4 1.4
交通部/DOT 2 2
國立衛生院/NIHb 21 32 40 41 43
航宇局/NASA 5 5 22 46 51
標準技術局/NISTc 16 8 33 38 44
環保署/EPA 5 5 5
農業部/USDA 2 1.5 2.5
總額 255 270 464 604.9 709.9
a：新增的四個NNI參與機構(國務院、財政部、中央情報局和原子能管理委員會)經費數據暫缺；b：屬衛生部c：屬商務部
國家納米計劃的基本構成
NNI的研究活動由分布在不同參與機構的五大主題構成。具體如下：
一、長期基礎納米科學與工程研究(2003財年：2.32億美元)：
瞄準將導致有關重要領域實現重大潛在突破的納米尺寸模塊基礎知識與合成方法。這些領域包括，材料與製造、納米電子、醫學與衛生保健、環境與能源、化學與製藥、生物技術與農業、計算與信息技術以及國家安全。這方面將對從事基礎研究的個人和研究小組提供持續的支持，促進大學-產業-聯邦實驗室之間的合作，以及跨部門合作。
二、重大挑戰(2003財年：2.04億美元)：
支持跨學科研究和教育隊伍培養，包括從事重要長期目標研究工作的中心/網絡。布希政府確定12項重大挑戰計劃，它們對納米科學和技術的發展至關重要，包括在原子和單分子水平的納米材料的設計與製造。這些進展將推動高性能價格比的納米微電子系統的製造、高效低廉節能和儲能設備的發展以及生物傳感器在健康保健和探測化學生物威脅方面的應用。這些重大挑戰中的很多項與參與NNI不同機構的使命吻合。
這些重大挑戰包括(在此僅列9項)：
1、設計出的」納米結構材料(更牢固、更輕、更堅硬、自我修復、更安全)
2、米電子、納米光電子、納米磁學
3、先進保健、治療法和診斷
4、用於改善環境的納米技術應用
5、高效節能與儲能
6、微型太空飛行器太空探測及其產業化
7、用於傳染性疾病和探測生物威脅的生物納米傳感器
8、經濟和安全交通上的應用
9、國家安全，與本土防務有關的工作，包括化學、生物、輻射以及爆炸監測和預防
三、傑出研究中心/網絡(2003財年：1.19億美元)：
建立10個傑出研究中心/網絡，在5年內每個單位獲得300萬美元的支持。如通過中期評估，每個中心可獲得續籤五年合同。這些中心在實現NNI重點目標方面(基礎研究、重大挑戰和對未來科學家和工程師的培養)，以及開發和利用特定納米研究工具以及促進研究合作夥伴關係方面發揮重要作用。布希政府期望，這些中心/網絡的建立將推動納米科學和技術跨部門和跨領域的研究和教育的密切結合，包括大學、聯邦實驗室和私營部門。同時期望，在政府、大學和企業參與者之間開展的跨領域研究活動將創造從基礎研究到開發特定納米技術器件和應用的垂直有機布局。
這些中心/網絡包括：
1) 國家納米製造用戶網絡(National Nanofabrication User Network)
2) 計算納米技術網絡(Network for Computational Nanotechnology)
3) 康奈爾大學納米生物技術中心(Nanobiotechnology Center, Cornell University)
4) 紐約州立納米技術研究所(Albany Institute of Nanotechnology)
5) 加州納米系統研究所(UCLA & USCB: Caligornia NanoSystems Institute)
6) 普渡大學納米技術中心(Purdue Univeristy: Nanotechnology Center)
7) 南卡大學納米中心(University of South Carolina NanoCenter)
8) 海軍實驗室納米研究所(Institute of Nanoscience, The Naval Research Laboratory)
9) 東北大學納米製造研究所(Northeastern University: Nanomanufacturing Research Institute)
10) 聖瑪利亞大學納米製造中心(Notre Dame University: Center for Nano Science and Technology)
四、研究基礎設施(2003財年：1.2億美元)：
支持建立一整套包括檢測、儀器製造、模擬的研究基礎設施。為了在納米尺度開展研究工作，必須開發新的研究工具，例如：新型印刷術、計算能力和調試儀器。這些新建、擁有這些儀器設備中心將對大學、產業界和政府實驗室的研究人員開放。最終目的是使美國工業界實現產品商業化。NSET代表稱，如果不能夠很好地解決從知識到產品轉型所需儀器和能力的需求，美國將不能夠在此領域保持國際競爭力。
表二：NNI五大主題領域2001財年(NNI頭一年)的經費分配(單位：百萬美元)
機構 基礎研究 重大挑戰 傑出研究中心/網絡 研究基礎設施 社會效應 機構總額
科學基金會/NSF 84 8 26 17 15 150
國防部/DOD 20 58 24 21 0 123
能源部/DOE 25 34 14 15 0 88
國立衛生院/NIH 9 19 1 9 2 40
航宇局/NASA 4 11 2 5 0 22
標準技術局/NIST 0 16 9 8 0 33
環保局/EPA 0 2 2 1 0 5
司法部/DOJ 0 1 0 0 0 1
交通部/DOT 0 0 0 0 0 0
農業部/USDA 2 0 0 0 0 2
總額 144 149 78 76 17 464
註：2002財年數據尚不全
五、倫理、法律與社會影響及職工教育和培訓(2003財年：3500萬美元)：
這一努力旨在協同大學的研究活動對技術工人進行教育和培養，讓他們灌輸理解納米科學飛速發展所需要的綜合知識。研究人員也將研究納米科技對倫理、法律、社會和勞動者將產生的潛在影響。
在白宮遞交給國會的2002年預算建議中也包括2002年和未來幾年預計的國家納米計劃的主要成果。具體如下：
1、2002財年：
★加強基礎研究、重大挑戰、基礎設施、教育培訓以及納米技術社會影響方面的研究與開發，以應對引入的公開競爭和定期項目評議。
★加大追蹤機構使命目標的團隊和中心的工作力度
★建立10個新的具備整套納米測量與製造設施的研究中心/網絡
建立3個涉及交通領域納米技術研究與應用的研究聯合體
★開始集中研究納米尺度試驗和製造工具
2、2003財年：
★制定半導體納米結構、晶片實驗室(lab-on-a-chip)技術、納米磁學以及納米系統的標定和質量保證分析方面的新參考標準
★通過利用NNI中25%的經費與各州、大學以及私營部門合作加強研發投入和協作並建立新的產業中心
3、2004財年：
★開發納米表徵、納米操作以及納米裝置的標準化、可重複、微製造方法
★開發納米裝置、納米操作、納米表徵以及納米磁學的定量測試方法
★開發原子或近原子空間解析度水平的物理和化學屬性三維測量方法
4、2005財年：
★確保研究機構50%的教職員工和學生能享用整套納米研究設施
★使研究型大學至少25%的學生能夠接受納米科學與工程方面的教育
★推動形成若干依賴三維納米結構的商業市場
★開發更高速度和更高精確度的納米結構三維模型，以滿足實際系統和構造設計的需要
5、2006財年：
★納米電子：首次在實驗室演示萬億字節(terabit)容量晶片
★在三種新技術中引用納米尺度製造。
★監測空氣、水及土壤中的汙染物，以改善環境質量和降低汙染排放
★整合10個研發中心的納米和微型測試及製造設施
★開發用於結構分析的方法、工具和計算工具，以從自然納米材料和機器中獲取信息
★將生物分子融入電子裝置中，在機器中模擬生物結構，並將生物信號處理方面的知識融入電子系統邏輯運算
★進行微秒(百萬分之一秒)級的納米測量，以為開發運行複雜功能的納米器械和合成分子處理器提供藍圖。
★將植物中的光電蛋白質(從光能中獲取電能)或昆蟲聽力器官(具備很高的聲源方向定位敏感度)作為可實現其它功能的納米系統的模型或部件。
為了促進不同機構之間的合作，NSET和其辦公室也一直在尋求和確定最有意義的合作領域。按照NNI的說法，機構間合作的重要目的是協調提供給傑出研究中心的經費支持，共同承擔昂貴研究計劃的費用，研究採用納米技術所產生的潛在社會影響，同時避免可能的研究重複。
國際合作
美國政府認為，在納米科學和工程的基礎研究、教育和認識其潛在社會影響方面積極開展國際合作十分有益於納米科學和技術的發展，因為很多納米科學問題十分複雜，國際合作能夠加快這些問題的解決和有助於把研究成果應用到產品開發中去。同時認為，在歐洲和其他國家積極尋求國際合作的情況下，如果美國不積極參與，將難保持自己在這一領域的國際領袖地位，因為各國的研究計劃都有自己的長處。
美國政府也認為，在這方面開展必要的國際合作有益於美國的國家安全。美國中情局曾做出這樣的估計，大約在每四個納米新技術中就有一個可能到2015年將構成對美國政治、經濟和軍事的威脅。通過合作與交流，可以加深理解，在知己知彼的情況下，可以培養友誼和相互信任，避免猜疑和敵視。同時，也希望通過公開的國際合作和對成果的分享，向其他國家顯示，這些技術並不是為了攻擊目的而開發的。
美國一直在積極跟蹤國外納米科學和技術的發展，比如美國海軍研究部在倫敦的辦公室隨時都在跟蹤歐洲的研發情況；對於亞洲的研發活動則主要通過商業方式搜集，比如通過亞洲技術信息專刊。美國認為，這些信息對認識本國各類計劃和項目相對優勢和競爭位置十分重要。
在合作形式上，美國積極鼓勵個體科學家之間的合作，如支持本國科學家利用假期到國外實驗室工作，資助學生到日本、歐洲和其他國家的實驗室訪問和交流。自2000年起，美國已與歐盟、日本、韓國、印度、瑞士、德國和拉美一些國家建立了雙邊或多邊協議合作關係，也在與中國啟動相關的合作計劃。
美國科學院的建議
2002年年中，美國科學院根據國家納米計劃啟動時柯林頓政府和其他聯邦參與機構的委託，組織有關專家對該計劃的實施和進展情況進行了評估。在充分肯定由國家科學基金會(NSF)牽頭領導的跨部門納米科學、工程和技術分委員會(NSET)在制定研究重點、確定重大挑戰項目和廣納美國科研單位參與方面所起到了重要作用的同時，評估小組向國家提出了如下10條建議：
建議一、白宮科技政策辦公室成立一常設獨立的納米科學和技術諮詢委員會(NNAB)，就資助政策、戰略、項目目標和管理程序向NSET成員提供建議。就納米科學和技術實際上在每個工業領域都有潛在的應用前景和可能發現新的應用目的而言，納米科學和技術無疑將是推動未來經濟發展的最主要因素之一。成立這樣的諮詢委員會可以推動和協調不方便放在一個單一聯邦機構進行的研究工作。它應由不同學術背景的工業和學術界領導人組成，包括科學、技術、社會學和研究科學方面。
建議二、NSET制定簡明扼要，有指導意義和通觀全局的戰略計劃。該計劃應闡明短期(5-10年)，中期(6-10年)，長期(10年以上)的目標和方向。應強調長期目標是商業化實驗室成果、使其服務於社會發展。應包括加速科學研究成為商業應用的機制和確定納米科技可能得到首先試用的項目。應包括每個研究主題和重大項目的預期成果參考表和實現這些目標的預計時間表和審核標準。
建議三、國家納米計劃長期穩定地支持納米科學和研究，以最終實現可能帶來的好處和實際應用。建立納米科學和技術長短期計劃之間的平衡對與實現其全部潛能十分關鍵。對於能夠真正帶來革命化變革的科學，需要給予持之以恆的支持才可能實現重大突破。
建議四、NSET給多家從事納米技術和生物學交叉領域研究工作的聯邦機構增加經費。國家納米計劃對生物學、生物技術和生命科學的重要意義無論怎麼講都不為過。細胞的生命過程是固有的納米現象。我們開發納米尺度下調控物質的能力將挑戰我們建造類似細胞那樣的能夠複雜運行的微型器件和系統。雖然我們還遠不能夠建造這樣的複雜器件和系統，我們已經可以看到納米科學和技術對生物技術和醫學將產生的重要影響了。必須克服開展機構間和跨學科合作的諸多障礙才能夠推動這一工作的發展。
建議五、NSET制定有關開發計劃，開發和製作納米科學進步所需要的新儀器。歷史上，科學領域的很多重大發現和發明是在相關的研究儀器發明後做出的。NSET應提出有關計劃，研製在納米尺度下進行模擬、調控、製作、標定和探測的分析儀器。
建議六、建立總統資助專項基金，由白宮科技政策辦公室負責管理，支持與納米科學和技術發展相關的跨部門研究項目。這項基金應全部用於支持跨部門界限的實質性跨領域合作，特別是在國立衛生研究院，能源部和國家科學基金會之間的合作。雖然各機構從本部門利益出發布置研究是合理的，但是鑑於國家納米計劃涉及的領域和影響太寬，從新材料的開發到量子計算，從細胞微生物到國家安全，各機構在納米科學和技術研究方面有必要建立實質性合作。
建議七、NSET在國家納米計劃中積極支持跨學科文化的建立。納米科學和技術指導著研究人員沿著由眾多學科領域思想匯集而成的方向開展，這些領域包括生物學，物理學，化學，材料科學，機械工程和電工學。迄今為止，NSET的會員機構已經在鼓勵跨學科合作，但還需要制定更為積極的項目以鼓勵可控的跨學科小組工作。
建議八、鼓勵和培養國內外的工業合作夥伴，加速國家納米計劃研究成果的商業化。NSET應建立相應的機制，協調和推動區域性競爭納米科學和技術研究中心的建立。納米科學和技術的發展最終意味著工業競爭力的提高，隨著新技術和產品從實驗室向市場的轉移，納米科技發展的定義是以經濟方式表現的。而商業化成功的關鍵是建立加速納米技術概念轉變為商業主流的機制，如此也可以及時回報社會的投入。
建議九、NSET制定新的資助戰略，確保對納米科學和技術對社會的影響也作為資助的重要組成部分。這是很關鍵的，因為我們成功地開發、應用和利用這些納米技術要求我們以同步創新的姿態教育和培養我們的勞動隊伍，管理好研發體系，為新技術將帶來的可預和不可預社會和經濟影響作好必要準備和心理調整。對這方面研究工作的支持對確保這場「第二次工業革命」帶來好的社會、經濟和技術效果有重要意義。
建議十、NSET組織制定工作進度測定標準以評估國家納米計劃在實現目標和方向上的效果。這項工作應在白宮科技政策辦公室的領導下進行，可測定的內容包括質量，相關性，生產力，資源和研究結果向應用的轉移。這些內容應在徵求有關諮詢委員會的情況下做出，也許應徵求擬議的納米科學和納米技術諮詢委員會(NNAB)的意見，並結合其他聯邦參與機構的意見。
根據以往美國科學院評估報告一般會對美國政府的決策起到影響的事實，有理由相信，上述建議中的有些內容會被政府所採納。
納米技術定義的英文原文
Nanotechnology definition (NSET, February 2000)
Research and technology development at the atomic, molecular or macromolecular levels, in the length scale of approximately 1 - 100 nanometer range, to provide a fundamental understanding of phenomena and materials at the nanoscale and to create and use structures, devices and systems that have novel properties and functions because of their small and/or intermediate size. The novel and differentiating properties and functions are developed at a critical length scale of matter typically under 100 nm. Nanotechnology research and development includes manipulation under control of the nanoscale structures and their integration into larger material components, systems and architectures. Within these larger scale assemblies, the control and construction of their structures and components remains at the nanometer scale. In some particular cases, the critical length scale for novel properties and phenomena may be under 1 nm (e.g., manipulation of atoms at ~0.1 nm) or be larger than 100 nm (e.g., nanoparticle reinforced polymers have the unique feature at ~ 200-300 nm as a function of the local bridges or bonds between the nano particles and the polymer).