充满生机的二十一世纪，以知识经济为主旋律和推动力正引发一场新的工业革命，节省资源、合理利用能源、净化生存环境是这场工业革命的核心，纳米技术在生产方式和工作方式的变革中正发挥重要作用，他对社会发展、经济繁荣、国家安全和人类生活质量的提高所产生的影响是无法估量的。2000年3月，我国政府推出了促进纳米技术繁荣的报告，明确指出：启动纳米技术促进计划，关系到我国在21世纪的竞争实力。权威专家预测，纳米技术与信息技术成为21世纪社会经济发展的三大支柱，也是当今世界大国争夺的战略制高点。在富有挑战性的21世纪前二十年，纳米技术产业发展的水平决定着一个国家在世界经济中的地位，也是我国实现第三个战略目标，成为世界先进国家难得的机遇。其立脚点应从前瞻性和战略性的高度发展纳米技术产业，全方位向高新技术和传统产业渗透和注入纳米技术是刻不容缓的，是关系到我国在未来世界政治经济竞争格局中，能否处于有利地位的关键问题“十五”及以后一段时期是我国产业结构调整发展纳米技术产业的极好时期，纳米技术的切入，为产业的升级换代将带来新的机遇，并有可能在若干年对国民经济进一步发展起到推动作用。

一、纳米材料应用的现状

1、新材料及产业

（1）纳米粉体材料初步实现了产业化

　　我国纳米材料和技术的应用开发始于90年代中期，是在纳米材料和技术研究的基础上发展起来的，从80年代末，我国政府重视纳米材料和技术的研究，国家科技部、国家自然科学基金委、中国科学院、教育部和经济发达的省市通过攀登项目、863项目、重大基金项目以及攻关项目对纳米材料的基础研究和应用研究进行支持，总投资约为8000万元。95年之后，社会上的企业家对纳米材料和技术的开发倾注了浓厚的兴趣，一些有远见的企业家，对纳米粉体材料的规模生产以及纳米技术向各个领域的渗透进行投资，95年至97年，从事纳米材料生产开发的公司约有20多家，97年至99年，增加到70多家，截止到2000年7月份，以纳米字样注册的纳米和技术公司有100多个，社会资金投入约为7、8个亿，80%分布在北京、上海、山东、江苏、浙江、广东、天津和东北，如果把高等学校、研究单位从事纳米材料研究开发的队伍统计在内，全国有约1万人从事纳米材料研究与开发。目前，纳米材料粉体生产线吨级以上的有20多条，生产的品种有：

　　纳米氧化物：纳米氧化锌、纳米氧化钛、纳米氧化硅、纳米氧化锆、纳米氧化镁、纳米氧化钴、纳米氧化镍、纳米氧化铬、纳米氧化锰、纳米氧化铁等。

　　纳米金属和合金：银、钯、铜、铁、钴、镍、钛、铝、钽、银-铜合金、银-锡合金、铟-锡合金、铜-镍合金、镍-铝合金、镍-铁合金和镍-钴合金等。

　　纳米碳化物：碳化钨、碳粉、碳化硅、碳化钛、碳公锆、碳化铌、碳化硼等。

　　纳米氮化物：氮化硅、氮化铝、氮化钛、氮化硼等。

　　此外，纳米半导体、硅、纳米钛酸钡、钛酸铅、钛酸铋、钛酸锶、铁酸镧、铁酸锌等也相继研制成功，具备了小批量生产能力，单一粉体的的应用已经在全国展开。当前纳米粉体规模生产中存在的主要技术问题有：大规模生产中颗粒的分散技术、表面修饰和改性技术、降低成本、提高粉体结构和性能和稳定性以及产品的可重复性还需要进一步的创新。根据应用的目标，有针对性的控制颗粒尺度和表面状态，在同一个生产线上通过适当工艺的控制，能生产出系列具有不同性能的产品是当前纳米粉体产业应重点解决的问题。制备纳米结构的载体，通过组装技术，将不同的纳米颗粒组合到纳米结构载体上，通过协同耦合作用，最大限度地发挥这种纳米组合体系所产生的纳米效应，是当前我国纳米粉体产业发展新型纳米粉体材料的一个重要途径。总之，在纳米粉体制备科学和规模生产中的工艺技术尚存在广阔的创新空间。

（2）纳米复合材料开发研究取得重要进展

　　利用我国富产资源澎润土表面改性与纳米插层技术相结合，制备了纳米复合工程塑料，综合力学性能可与铝合金相比拟，利用这种技术改性的聚丙烯制甩管材用于排灌工程，纳米技术改性的PET有良好的气阻效应。用纳米碳酸钙改性的聚丙烯拉伸强度提高1倍，冲击韧性提高3.5倍。纳米改性的PVC、ABS等工程塑料都取得了重要的进展，并开始应用到工业领域，我国纳米工程塑料应用研究居国际前列，具备了产业化的条件。

　　纳米材料复合改性陶瓷技术及应用我国起步较早，纳米氧化铝和氧化锆改性的陶瓷，抗热冲击性提高2～3倍，其它力学性能都显著提高，这类纳米技术正广泛用于日用陶瓷、高技术陶瓷、电力陶瓷和搪瓷制品领域，已初见成效，纳米改性的陶瓷制品不久即将问世。

（3）纳米涂层技术出现了产业化的趋势

　　传统材料表面纳米化技术正处于实验阶段，在金属塑料表面的涂层技术已进入中式阶段，利用改进的等离子技术、表面浞火技术和激光表面热处理技术正用于结构材料表面纳米化，轴承、齿轮、丝杠、硬质合金刀具表面纳米化处理均有明显的效果，结合现有产品的开发正在进行当中。用于机械和汽车部件上的纳米润滑剂已开发成功，润滑的效果明显优越于常规润滑剂，能显著地降底高频燥音抑制升温，减少材料的耗损，并有自行修复的功能。

2. 传统产业应用纳米技术全面展开

（1）轻工电子

　　纳米材料和技术在轻工产业和家电行业出现了应用的热潮，电冰箱所需的材料如：ABS、磁性PVC和具有红外反射性能和PMM都采用纳米材料和技术，基本实现了性能的升级，新一代包含纳米技术含量的电冰箱已开发成功。纳米抗菌除臭技术也开始应用到电冰箱内部的涂料和洗衣机内胆外层的涂料上，具有抑制霉菌生产的功能。电视机显示屏用的纳米三防涂料（防静电、防辐射、防眩光）已研发成功。纳米自清洁和纳米防雾技术也开始应用于厨房用的电器设备和新型空调器的制造。

（2）化纤纺织

　　人造功能纤维是化纤和纺织行业发展的总趋势，在日本、美国和欧洲发达国家，对具有特殊功能有益人体健康的纤维培加青昧。我国已开始研制纳米改性的人造纤维，如抗紫外纤维、红外保温纤维、抗菌自洁纤维、防油防水纤维、防静电阻燃纤维都已在实验室开发成功，具备了产业化的条件。其中季节性的人造纤维（抗紫外线及夏季用的凉爽型纤维）、防水自洁纤维、红外保温纤维都开始采用纳米技术，出现了产业化的趋势，我国在纳米功能纤维产业化具有强劲的势头，潜力很大。北京、江苏、湖北、浙江、辽宁、山东等一些大的产业都开始利用纳米技术促进人造纤维产业升级，有的纳米人造功能纤维已开始进入市场。

（3）精细化工

　　精细化工应用纳米技术的特点是：采用纳米技术全方位与现有化工技术交叉融合，改造传统化工产品，使其性能升级。纳米材料改性的油漆，无沉淀、耐老化、成模性能好，在市场上已表现出很强的竞争能力，各种功能涂料（吸波、除味、储光、杀虫、防辐射）正在开发当中，下一代的智能涂料（气敏、温敏、光致变色等）也正在开发之中，预计35年陆续进入市场，总体来说我国在涂料、油漆产品中，利用纳米技术提高产品的性能进展较快，前景看好。

（4）电力工业

　　电力工业应用的陶瓷和塑料制品，开始利用纳米材料和技术进行升级换代初见成效，纳米材料添加改性的电力陶瓷，强度和韧性都提高了70%，抗冲击韧性提高了一倍，电力工业用的橡胶绝缘材料通过纳米材料改性，综合力学性能、电学性能和抗紫外老化的性能都有大幅度的提高，避雷器用的氧化锌阀片通过纳米材料改性，残压比和漏电流都大幅度的下降，抗电冲击的性能大幅度提高，用纳米技术改性的电力工业用开关、非线性电阻材料开始步入产业化。

（5）建筑材料

　　目前我国建筑材料产业应用纳米技术，主要集中在外墙涂料、内墙涂料和建筑玻璃产品上，水溶性自清洁涂料已开发成功，耐水冲刷能力、防退色和防尘能力都优越于传统的涂料，很快会进入市场；内装修用的具有杀虫、防放射性纳米材料改性的涂料也在实验室研制成功。应用前景看好。用纳米材料添加减轻建筑玻璃重量的研究也开始进行布署，一些企业家也参与了纳米建筑材料的开发工作。

3. 环境领域应用纳米技术出现新苗头

　　纳米技术对空气中的20纳米和水中的200纳米污染物的清除能力，是其它技术不可代替的。自1997年以来，我国就开始把纳米材料和技术就用于污水治理及环境净化等领域。利用纳米光催化技术与其它传统技术相结合，研制成功新型空气净化器，对氮氧化物、一氧化碳、甲醛等有害气体有明显的降解作用，可使空气中的>100PPM的有害气体降低到0.1PPM，该设备已进入实用化生产阶段，利用多孔小球组合光催化纳米材料，已成功用于污水中有机物的降解，对苯酚等其它传统技术难以降解的有机污染物，有很好的降解效果。近年来，不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到水处理产业，用于提高水的质量，初见成效。采用稀土氧化铈和贵金属纳米组合技术对汽车尾气处理器件的改造也有效果的明显。淡水湖内藻类污染了水环境，一直是环保中急待解决的问题。利用纳米材料和技术治理淡水中藻类引起的污染，最近已在实验室初步研究成功，为解决这一问题，提供了一条新途径。

4. 能源领域

　　合理利用传统能源和开发新能源是一项重要的任务。我国是发展中的国家，煤、石油、天然气是我国目前甚至更长一些时间使用的主要能源，用煤作为主要燃料进行发电在我国能源使用中占有很高的比例，提高燃烧效率，减少有害气体的排放以及对粉煤灰的综合利用一直是能源产业极待解决的问题。近年来，科技人员与能源领域的专业技术人员密切合作，正在开发用于煤和油料燃烧的纳米净化剂、助燃剂，于此同时，利用纳米技术，提取粉煤灰中的有用物质，已获得初步成果。太阳能电池和太阳能转化器件，镍氢电池、锂电脑和燃料电池中的工作电极、离子交换等都开始采用纳米技术，提高能量转化的效率，这种研发工作，许多方面正在公司和企业中进行。最近已研制成功纳米材料和技术改性的铅酸电池，不但提高了化学能变成电能的效率，而且使用寿命提高一倍多。

5. 纳米药物的开发有了新的开端

　　近年来，我国医药行业重视纳米技术的应用，在保健医药方面已取得重要进展。增加人体免疫和清除自由基功能的纳米硒和纳米钙等系列产品已开始进入市场。纳米氧化改性的消毒纱布、氧化杀菌软膏试剂和外药品都开始采用纳米技术进行改性，增强药力，杀菌的效率明显提高。纳米材料和技术在杀虫剂等方面的应用也正在研发之中。在药物行业应用纳米技术前景广阔，发展势头强劲。
6. 电子原件领域应用纳米技术已有重要的进展
纳米压敏电阻、非线性电阻、负电阻温度系数、微电极、微电容等器件已相继在实验室研制成功，高聚物薄膜电容采用纳米技术，使介电常数和透光率均有明显的提高；厚膜电路用的氧化铝基板材料采用纳米材料改性，提高了表面的光洁度，导热系数提高了15%，抗热震性能提高了一倍，这些电子产品已陆续进入规模生产阶段。

三、我国应重点发展的纳米产业

　　二十一世纪前20年，是国际发展纳米科技的关键时期，纳米技术将给各个领域的快速发展带来新的机遇。我国自八十年代以来国民经济进入了良性循环时期，经济持续高速的发展，使我国GDP占全世界第七位，2000年达到1万亿美元，位于美国、日本、德国、法国、英国和意大利之后，外汇储备居世界第二位，但是我国的国民经济仍然是靠传统初放性的产业支撑，要想实现跨越式的发展在二十一世纪步入先进国家的行列，必须相信纳米科技发展是我国国民经济的极好机遇，发展高新技术产业，实现对传统产业的升级。根据国际纳米科技发展的趋势，结合我国的实际情况，应重点发展以下纳米产业：

1、特种纳米粉体材料产业：特种纳米材料应用前景广阔、市场前景巨大，是世界各国发展的重点。我国具有技术和资源的优势，迅速实现产业化，打破国际封锁和垄断，战略意义重大。

（1）纳米碳管：纳米碳管是国际公认的有广阔市场潜力的前沿材料。利用价格低廉的催化裂解技术代替激光电弧法生产纳米碳管，实现高质量、低成本、大批量纳米碳管的生产，使产品销售价格降低几百倍，每小时产量提高十几倍。目前我国的生产技术在国际上具有一定的优势，纳米碳管产品具有很强的竞争实力，迅速产业化将在我国高新技术产业的发展中起到示范带动作用。

（2）纳米稀土材料：我国稀土储量和出口量均居世界第一，现有稀土材料档次低，出口创汇能力差。利用湿法冶金、化学热分解和纳米分散一体化技术，实现纳米稀土产业化，满足下一代磁性元器件、电子陶瓷元器件、催化剂、精细抛光和新材料的需求，增强出口创汇能力，力争控制和垄断国际市场。

（3）高含能纳米材料：高效含能纳米材料产品附加值高，是国防急需的关键新材料之一。打破发达国家的严密封锁，发展具有我国自主知识产权的高效含能纳米材料，任务紧迫。利用气相反应沉积与化学表面处理相结合的技术，解决含能纳米棚、铝等粉体的球形化、分散及表面处理问题，突破含能纳米粉体的低成本、规模化生产，建立年产吨级生产线，填补我国在高效含能纳米材料产业的空白。

（4）羟基镍：千吨级纳米羟基镍生产技术和产品的开发是我国急需解决的问题。利用我国富产的镍资源和液态羟基化合物热分解与有色金属相结合的技术，建立纳米镍粉、镍丸、镍铁合金等产品的生产线，打破国际垄断，满足国内市场需求，参与国际竞争。

（5）纳米硅及其化合物粉体：纳米硅粉和碳、氮化硅是高科技产品急需的重要材料，价格低廉、大规模生产是纳米硅及其化合物急待解决的关健问题。利用激光热解、化学气相沉积和苯热合成可以生产不同纯度、不同档次的廉价纳米硅粉、碳氮化硅粉体材料，形成年产几十吨的新型产业，抢占国际市场，增强出口创汇的能力。

2、膨润土自组织纳米结构的工程塑料和橡胶产业：利用我国廉价丰产的层状硅酸盐膨润土资源和具有自主知识产权的纳米插层复合技术，实现纳米聚烯烃、聚酰胺、聚酯等工程塑料和橡胶的产业化。推动传统聚合物产品的升级换代，保持我国在纳米聚合物领域的国际领先地位。

3、纳米电子陶瓷基料和添加材料的产业：利用纳米表面修饰技术，解决液相沉淀法规模化生产中粒子团聚的关键问题，实现纳米电子陶瓷粉体材料（如纳米氧化、氧化钴和氧化铋）的产业化，在重视性和稳定性上达到国际先进水平，替代进口，满足国内新一代电子陶瓷元器件的需求。

4、下一代磁性材料产业：

（1）高密度垂直磁记录存储纳米材料：传统超薄多层膜磁记录密度已接近极限，垂直磁记录大幅度提高存储密度已成为必然的发展趋势。将先进的纳米磁记录介入材料的制备技术与数字式的磁头记录技术和双层涂布技术相组合，迅速建立高密度垂直磁记录存储纳米材料的产业，改变我国现有磁记录产业落后的局面，使我国磁记录产品实现跨越式发展，满足国内需求，参与国际竞争。

（2）超高磁能积纳米复合稀土永磁材料：超高磁能积纳米复合稀土永磁将成为新一代的永磁材料。利用我国丰富的稀土资源，重点突破超快淬纳米化制备技术、高效磁体的取向、充磁技术和环境材料的工业化生产线，实现现有稀土永磁产品的国际市场份额。

5、常规材料表面纳米化：

（1）纳米功能涂层：我国每年因磨损、腐蚀、氧化等引起部件失效造成和钢材、合金材料损失达数百亿元。重点突破纳米功能涂层材料的复合加工技术，实现纳米材料添加改性涂层或新涂层的工业化制造，提高表面强化效果，以延长部件的服役寿命，减少原材料浪费，提高工业制造技术水平。

（2）纳米建筑涂料：目前国内生产的有机建筑涂料存在严重的环保问题，产品档次低，缺乏竞争力。利用纳米粘土与稀土离子的交换技术、有机分子与无机材料的纳米复合技术，实现纳米材料改性水基功能建筑涂料的产业化，生产防腐、自洁、耐洗刷、抗老化、抗变色的高档涂料，替代进口，满足国内急需。通过示范带动，全面提升我国建筑涂料工业的整体水平。

（3）纳米固体润滑产品：磨损是材料与设备报废的三种主要原因之一，机件通常由期的轻度磨损发展成为严重磨损，从而导致严重的事故。通过使用纳米固体润滑剂对磨损部位进行原位快速修复，将极大地延长机件的使用寿命，并将通过影响和改进传统的润滑方式而节省润滑剂与燃料用量。纳米固体润滑剂将在短期内形成数十亿元的新产业。

6、信息产业中的纳米技术

（1）网络通讯中的纳米器件产业：光通讯在未来五十年内将是发展最为迅速的产业，光通讯系统中大量采用分离器件，将成为产业发展的障碍。采用模板合成和自组装纳米技术制备纳米结构的器件，建立网络通讯中的纳米器件产业、生产谐振器、过滤器、截止器、超微开关、微电极等系列纳米器件，形成新一代网络通讯元器件的产品平台，使我国在这一领域直接进入国际前沿。

（2）数字高清晰度显示器产业：平面显示具有巨大的市场，场发平面显示具有成本低、视角宽、分辩率高、功耗低、重量轻和薄等一系列优点，是下一代平面显示的主导产品。利用高密度纳米碳微阵列技术，与高清晰度荧光粉相结合，建立新一代纳米场发平板显示产业，在国际平面显示器件升级换代的竞争中占有重要的地位。

7、能源环境中的纳米产业

（1）纳米结构净化剂和助燃剂产业：我国是粗放性能源使用最多的发展中国家。合理使用粗放性能源，减少有害气体排放，节省燃料资源是国家急需解决的关键问题。以介孔固体为截体，利用纳米组装技术，生产高效纳米净化剂和助燃剂，提高粗放性能源的燃烧效率，大幅度减少有害气体的排放，实现能源环境一体化的综合治理。

（2）纳米光催化材料产业：我国每年废水排放量已超400亿吨，工业固体废弃物6200万吨。以纳米二氧化钛为主体，采用表面敏化技术，对水和空气中的有害物质实现高效无污染的转化，形成新兴的纳米环保产业。

8、纳米生物医药产业：医药物产业面临着新的挑战，既要治疗危害人类身体健康的各种传染病和多发病，有效抑制细菌和病毒的滋生又要增强人体的免疫力，保证人体营养的全方位供应。利用纳米技术与先进的生物技术相结合、纳米技术与传统的化学制药技术相结合，发展纳米靶向、高效缓和主客体协调的纳米药物产业；实现纳米生物芯片和探测技术的实用化，积极推进纳米材料在传统医疗器件的应用技术，建立几条示范生产线，促进我国纳米生物医药产业的快速发展。

四、发展纳米技术应注意的几个问题

1、发展纳米技术必须坚持以市场为导向，以需求作牵引，通过市场成熟带动纳米技术成熟，要按照市场需求的近、中、远期来部署纳米技术和相应产品的开发。

2、发展纳米技术应坚持三个结合：一是从事纳米技术的科研人员和各个领域的专业人员相结合。二是纳米技术的专业人员与企业经营者相结合。三是企业发展纳米技术要与政府的宏观指导相结合。要摆正位置，企业家是纳米技术转化为产品，进入市场的主力，科学家是先导。

3、发展纳米技术和纳米产业要有战略上的策划，根据应用目标和产品目标选准突破口和切入点，优先发展市场潜力大、技术可行的纳米产业。

4、要注重知识产权，知识产权是企业发展的潜力，也是企业竞争实力的标致，中国加入WTO以后，申请国外的发明专利和产品专利十分重要，要调动企业申请专利的积极性，要熟悉国外保护知识产权的游戏规则，要学会在国际产品激烈的竞争。保护自己的本领。