屏幕可摺疊 儀器更精密…納米技術帶來更多可能

圖為在中國國際納米技術產業博覽會上展出的納米智慧機器人。新華社發（王建康 攝）

　　圖為安徽省合肥恆爍半導體有限公司研發的50納米128M高速低功耗NOR Flash存儲晶片。該晶片可應用於人工智慧、汽車電子等行業，今年已實現量產。新華社發

　　本周，第十一屆中國國際納米技術產業博覽會將在蘇州國際博覽中心正式拉開帷幕。今年以來，國內與納米技術相關的各類會議、比賽接連不斷，展現出中國把握新一輪科技革命和產業變革機遇，推進納米技術領域國際合作的積極姿態。

　　提起「納米」，多數人都不覺得陌生。作為21世紀的一大戰略技術，近年來，納米科技頻頻出現在人們的視野中，小到化妝品、家電，大到航天、交通運輸與國防工業，都能看到納米科技的身影。黨的十八大以來，納米科技被列入「國家有望實現跨越式發展的領域」之一。作為當今世界納米科學與技術進步的重要貢獻者，中國在納米科技基礎研究、應用研究與成果轉化等方面不斷取得原創性突破，越來越多的納米黑科技產品面世，以微觀尺度改變著我們的生活。

　　1、納米材料讓屏幕可摺疊、玻璃變智能

　　納米相當於10億分之一米。這個長度究竟有多短？

　　有人舉過這樣一個例子：如果把一個直徑為一納米的小球放在一個桌球表面，從比例上看，就像把一個桌球放在了地球表面。當物質達到納米尺度後，性能就會發生突變。納米技術正是利用了納米材料的這種特殊屬性來製造具有特定功能的零部件和產品。

　　石墨烯、納米纖維素、納米級氣相二氧化矽……這些納米新材料或有著高強韌性，或有著耐高溫、循環可再生等優勢。用這些新材料製成的設備、器件，可以實現一些過去無法實現的功能。

　　近年來，納米新材料不斷問世，帶來一些全新的產業，拿我國的石墨烯產業來說，目前已初步形成了以新能源、塗料、大健康、節能環保、化工新材料、電子信息為主的六大應用領域。

　　同時，納米技術也讓一些傳統產業煥發新的生機，許多添加了納米材料的日常產品也因此性能升級，給人們的生活帶來全新體驗。

　　在普通玻璃中加入一種納米凝膠材料，就能讓玻璃具有隨溫度和光線進行自我調整的智能功能。在今年中國國際智能產業博覽會上，一款納米智能玻璃驚豔亮相。在不同季節、不同天氣、不同時段下，窗戶上的玻璃能變幻出不同顏色，如果周圍溫度偏高，玻璃就會自動調整透光度，達到最佳遮陽隔熱狀態。

　　用「相機」一拍，就能識別出水果的含糖量、新鮮度，空氣的PM2.5含量、汙染物濃度……這些功能來自清華大學電子工程系教授鮑捷發明的量子點光譜儀。光譜相當於是物質的「指紋」，藉助相當於頭髮直徑萬分之一的量子點納米材料，量子點光譜儀可識別物質的光譜，再通過資料庫準確判斷物質的種類、數量等。

　　屏幕可以摺疊的手機、筆記本，具有夜視功能的眼鏡，可以隨意變換顏色的納米黑板……越來越多的納米產品正在走入人們的生活中，在不同領域發揮作用。

　　在醫療健康領域，納米醫學已經成為現代醫療的一個重要發展方向。去年2月，「用於腫瘤治療的智能型DNA納米機器人」成功入選2018年度中國科學十大進展。納米技術在疾病診斷、治療等方面應用日益廣泛。

　　在此次抗擊新冠肺炎疫情的過程中，納米材料也貢獻了自己的力量。比如在疫情期間，上海大學材料學院科研團隊研製開發出一款納米銀病毒滅活噴霧，可以讓使用者得到一定的安全防護。

　　左耳零醫療科技有限公司研製出國內首款抗病毒的納米光觸媒口罩。從外觀看，這種口罩與市面上的一次性醫用口罩似乎並無分別，但實際上，口罩的夾層中暗藏玄機，有一層具有專利的納米塗層材料。通過納米光觸媒技術，含有納米塗層的口罩可以主動將有毒的有機物、細菌、過敏原等徹底分解殺滅，降解成水和二氧化碳，實現對有毒有害物質的更高效過濾。

　　2、納米技術為精密儀器等「卡脖子」領域帶來新突破

　　納米科技是多領域交叉學科，與新能源、人工智慧、生物醫藥等產業具有高度融合性。上個月，國家發展改革委等四部門聯合發布了《關於擴大戰略性新興產業投資 培育壯大新增長點增長極的指導意見》，其中就提到「加快拓展石墨烯、納米材料等在光電子、航空裝備、新能源、生物醫藥等領域的應用。」

　　近年來，新一代信息技術、人工智慧等新興產業發展火熱。納米技術與這些新興技術相結合，進一步推動了彼此的發展。在人工智慧領域，多種智能終端、智能穿戴、智能家居等柔性觸控設備都可以運用到納米技術。在移動通信領域，移動網際網路設備功能器件性能的提升也需要納米技術的支持，比如製造晶片的納米刻蝕等核心技術。在10月11日召開的第三屆中國數字峰會上，中興對外展示了包括了系統和晶片等在內的完全國產化的技術成果。目前，中興已經在5G無線基站的核心主控晶片上採用了自主研發的7納米技術，實現了7納米晶片的商用化，這是中國在核心技術領域邁出的積極一步。

　　納米技術在新興技術領域的突破與進展不僅是未來社會經濟發展的需求，更是國家戰略安全的需求。在此背景之下，相關納米技術成果也在不斷湧現。

　　不久前，國內研發出一種輕質高強韌納米纖維素仿生結構材料。這種材料的密度僅為鋼的六分之一，卻具有傳統合金材料和工程塑料難以兼具的強韌性。有關專家表示，將這種材料運用於航空航天、精密儀器結構件等領域，對於經濟建設和國防建設都有很大意義。

　　今年9月底，第六屆全國「納米之星」創新創業大賽總決賽成功舉辦。相較於以往的賽事，本屆大賽有兩大亮點，一是涉及信息技術的項目數量明顯提升。總決賽29個參賽項目中，近半數的項目內容都與新一代信息技術相關。二是針對「卡脖子」技術展開的研發及產品明顯增多，湧現出一批覆蓋高性能磁芯、有機半導體、高性能複合材料、高能量密度儲電材料及器件等核心技術領域的項目。

　　據大賽主辦單位的相關負責人介紹，此次大賽獲未來企業組一等獎的是「全息衍射波導顯示器件」項目。這種顯示器件是用於AR技術的核心顯示器件，目前全球尚未有成熟的生產線及工藝予以參考。

　　項目團隊基於近17年在光學設計、納米光學器件尖端納米加工方面的技術積累，開發出了適用於衍射顯示器件的光學EDA軟體，掌握了關鍵核心材料的製備技術，形成了從光學軟體開發、器件設計、基礎核心材料研發到器件工藝開發等完整的自主研發成果。

　　談及在納米技術領域的研究歷程，項目團隊的成員表示：「納米科技具有基礎性、通用性、前沿性和交叉性，也是信息產業和生物技術的基石，大國之間競爭最激烈的技術領域。我們在整個技術研發過程中感覺到，興趣、堅持和專注是核心技術研發成功的保證，要足夠的耐力、耐心甘坐冷板凳，不能夠急功近利，才能夠取得技術上的突破。」

　　3、更多納米產業集聚區和輻射效應圈正在形成

　　有關資料顯示，我國納米科技的布局較早，上世紀90年代中期之後，納米材料應用產業就已開始興起。目前，我國在納米領域的部分基礎研究已躍居國際領先水平。在專利申請量方面，也位於世界前列。這些都與中國在納米科技領域的持續投入密切相關。

　　然而，和西方發達國家相比，我國納米科技基礎研究成果轉化率卻處於低水平。數據顯示，我國納米科技相關領域產值2018年僅達到3000億元人民幣規模，工匠型技術隊伍也相對不足。

　　對此，中國科學院院士、國家納米科學中心主任趙宇亮院士表示，怎樣把眾多的基礎研究成果變成我們國家的生產力，這是擺在我們面前的一個挑戰。

　　近年來，國內積極推動納米產業發展布局、探索納米科技成果轉化模式，對納米科技成果轉化、產業化給予政策支持，在蘇州、北京等城市形成納米產業集群。

　　作為我國第一個把納米技術應用產業作為區域戰略性新興產業的區域，蘇州工業園區目前已成為全球八大納米產業集聚區之一，世界首個集材料生長、器件加工、測試分析為一體的納米領域大科學裝置正是在這裡誕生的。

　　在相關政策的支持下，廣東、陝西等省份的不少城市也開始促進納米產業布局，吸引人才落戶，打造了一批新的納米產業園區。

　　以廣州為例，去年12月，廣州市高新區專門出臺了《促進納米產業發展辦法》。內容涵蓋了研發平臺獎勵、融資扶持獎勵、重大項目獎勵、技術研發與產業化等多個方面，旨在吸引更多的納米企業來此落戶發展。同一時間，廣東粵港澳大灣區國家納米科技創新研究院也正式啟用，以吸引來自全國的納米科技研究成果在此產業化，形成創新鏈上中下遊的同步協調發展機制。目前，已經有21個產業項目在廣州黃埔區、廣州高新區推進。

　　此外，廣州高新區正在重點建設納米產業集聚區。通過引進中科院和高校頂尖團隊，培育、孵化一批高科技創新企業，引領推動當地建成我國納米科技從基礎研究到應用技術研發再到產業轉移轉化的全鏈條創新體系，形成納米科技產業集聚區和輻射效應圈，進一步推動納米研究成果應用轉化。（王雅慧）