《技術(shù)評(píng)論》摘取了5項(xiàng)在2005年中的納米技術(shù)與材料科學(xué)方面最重要的先進(jìn)技術(shù)，以及存在的主要問題——其將決定整個(gè)領(lǐng)域的未來。
從太陽中吸取能量
油價(jià)的提升和全球變暖的恐懼重新點(diǎn)燃了可替代能源的尋找工作。雖然《技術(shù)評(píng)論》不斷在報(bào)道使用核能作為清潔能源的接受度正在增加，但同時(shí)也關(guān)注到一些領(lǐng)先的納米技術(shù)將為更實(shí)用的太陽能利用鋪平道路。Konarka of Lowell推出“roll-to-roll”solar cell technology，就是以含納米粒子的薄膜制造。且其制造的電池與傳統(tǒng)電池效能也不同，它們是用更便宜的工藝制作的。低價(jià)且電池的靈活性，使太陽能可在更多場(chǎng)合使用，包括建筑窗戶和帳篷、手提包的纖維等。另外，還有利用納米線獲取太陽能的報(bào)道，這將比廉價(jià)電池的效率更高。
鋰經(jīng)濟(jì)
輕質(zhì)鋰電池不適宜聚集在一起用于高能場(chǎng)合，例如無電線鉆井和混合汽車。現(xiàn)在，由于計(jì)算機(jī)模型可確定有希望的新型電池材料，所以今年我們看到了鋰離子電池堆用于無電工具，在2006年，其將帶來更多應(yīng)用，并朝著更輕、更強(qiáng)有力的混合汽車前進(jìn)。此外，鋰電池由于不存在氫的供給問題，在未來的汽車工業(yè)中將與燃料電池有著激烈競(jìng)爭(zhēng)。
自組裝設(shè)備
納米技術(shù)的夢(mèng)想是“一罐”合成：組合原始材料，混合，加熱，以及納米部件的工作設(shè)備。由于今天的半導(dǎo)體工業(yè)中的高溫反應(yīng)，這樣的合成不需要更多的能源。還能減少有害溶劑使用，和有廢材料的產(chǎn)生。同時(shí)，還比較廉價(jià)。MIT的Angela Belcher直接進(jìn)化病毒并發(fā)酵，使自組裝成為可能。另外，也有希望使用硅藻屬作為納米設(shè)備的模板的報(bào)道。在2005年12月/2006年1月的技術(shù)評(píng)論雜志上，還有使用納米機(jī)械組裝單分子存儲(chǔ)設(shè)備的報(bào)道。
納米醫(yī)藥
今年在靈敏納米傳感器方面具有突破，納米傳感器能夠使疾病還能被治療的初期就被檢測(cè)出來。哈佛化學(xué)教授Charles Lieber和Xiaowei Zhuang描述了納米線能用于檢測(cè)單濾過性病毒粒子。這種檢測(cè)器可幾乎在一次檢測(cè)中立刻篩選出100種不同病毒。
納米傳感器還能發(fā)現(xiàn)早期癌癥，比現(xiàn)有的測(cè)試更精確。高靈敏度意味著只需要一小滴血樣本，只相當(dāng)于糖尿病人戳指檢測(cè)葡萄糖水平的量。無論是快速確定其治療的需要還是放松病人的精神，這種測(cè)試對(duì)于具有家族病史的人來說，可以認(rèn)為是無價(jià)的新方法。而且這種測(cè)試本身非常便宜，并可以在藥店柜臺(tái)買到，方便使用。
納米級(jí)粒子可作為癌癥檢測(cè)、成像、靶向和個(gè)性化處理的核心傳輸設(shè)備。其還具有潛在的轉(zhuǎn)換癌治療，殺死癌細(xì)胞，同時(shí)消除常規(guī)化學(xué)療法和放射療法的副作用。Michigan大學(xué)的James Baker教授已發(fā)展了一種傳輸系統(tǒng)，將于明年進(jìn)行人體試驗(yàn)。
通用存儲(chǔ)器
當(dāng)自組裝能轉(zhuǎn)變計(jì)算機(jī)生產(chǎn)時(shí)，早期應(yīng)用將是新的納米粒子和現(xiàn)存制造工藝相結(jié)合的混合方法。這條工藝路徑是由Nantero——一家制造所謂通用存儲(chǔ)器的公司——所進(jìn)行的。這種型號(hào)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器不需要連續(xù)能源，也能存儲(chǔ)信息，類似于數(shù)碼相機(jī)的閃卡，同時(shí)存儲(chǔ)快速，就像PC里的存儲(chǔ)器。Nantero技術(shù)將納米管結(jié)合進(jìn)傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造工藝中。實(shí)際產(chǎn)品將于2006年問世。
納米和環(huán)境
納米技術(shù)跨越了技術(shù)障礙，但最終它的成功與否還取決于是否能被消費(fèi)者接受。這就是說要使公眾確信納米材料是安全的。使納米科技如此吸引人的地方在于：在納米級(jí)上出現(xiàn)的新性質(zhì)和巧妙改進(jìn)這種性質(zhì)的能力，而帶來的結(jié)果是如果消除這種新物質(zhì)對(duì)環(huán)境、包括人體帶來的影響。今年，納米材料對(duì)環(huán)境和健康的作用已有了更大程度的研究。許多納米科技支持者認(rèn)為，來年將是展示研究者和工業(yè)認(rèn)真考慮安全問題機(jī)會(huì)的臨界期，也將是發(fā)現(xiàn)和處理現(xiàn)存問題的時(shí)間。然而，無論2006年是否繼續(xù)增加相關(guān)機(jī)構(gòu)、公司和資金，這種忽視仍將是一個(gè)公開的問題。
從太陽中吸取能量
油價(jià)的提升和全球變暖的恐懼重新點(diǎn)燃了可替代能源的尋找工作。雖然《技術(shù)評(píng)論》不斷在報(bào)道使用核能作為清潔能源的接受度正在增加，但同時(shí)也關(guān)注到一些領(lǐng)先的納米技術(shù)將為更實(shí)用的太陽能利用鋪平道路。Konarka of Lowell推出“roll-to-roll”solar cell technology，就是以含納米粒子的薄膜制造。且其制造的電池與傳統(tǒng)電池效能也不同，它們是用更便宜的工藝制作的。低價(jià)且電池的靈活性，使太陽能可在更多場(chǎng)合使用，包括建筑窗戶和帳篷、手提包的纖維等。另外，還有利用納米線獲取太陽能的報(bào)道，這將比廉價(jià)電池的效率更高。
鋰經(jīng)濟(jì)
輕質(zhì)鋰電池不適宜聚集在一起用于高能場(chǎng)合，例如無電線鉆井和混合汽車。現(xiàn)在，由于計(jì)算機(jī)模型可確定有希望的新型電池材料，所以今年我們看到了鋰離子電池堆用于無電工具，在2006年，其將帶來更多應(yīng)用，并朝著更輕、更強(qiáng)有力的混合汽車前進(jìn)。此外，鋰電池由于不存在氫的供給問題，在未來的汽車工業(yè)中將與燃料電池有著激烈競(jìng)爭(zhēng)。
自組裝設(shè)備
納米技術(shù)的夢(mèng)想是“一罐”合成：組合原始材料，混合，加熱，以及納米部件的工作設(shè)備。由于今天的半導(dǎo)體工業(yè)中的高溫反應(yīng)，這樣的合成不需要更多的能源。還能減少有害溶劑使用，和有廢材料的產(chǎn)生。同時(shí)，還比較廉價(jià)。MIT的Angela Belcher直接進(jìn)化病毒并發(fā)酵，使自組裝成為可能。另外，也有希望使用硅藻屬作為納米設(shè)備的模板的報(bào)道。在2005年12月/2006年1月的技術(shù)評(píng)論雜志上，還有使用納米機(jī)械組裝單分子存儲(chǔ)設(shè)備的報(bào)道。
納米醫(yī)藥
今年在靈敏納米傳感器方面具有突破，納米傳感器能夠使疾病還能被治療的初期就被檢測(cè)出來。哈佛化學(xué)教授Charles Lieber和Xiaowei Zhuang描述了納米線能用于檢測(cè)單濾過性病毒粒子。這種檢測(cè)器可幾乎在一次檢測(cè)中立刻篩選出100種不同病毒。
納米傳感器還能發(fā)現(xiàn)早期癌癥，比現(xiàn)有的測(cè)試更精確。高靈敏度意味著只需要一小滴血樣本，只相當(dāng)于糖尿病人戳指檢測(cè)葡萄糖水平的量。無論是快速確定其治療的需要還是放松病人的精神，這種測(cè)試對(duì)于具有家族病史的人來說，可以認(rèn)為是無價(jià)的新方法。而且這種測(cè)試本身非常便宜，并可以在藥店柜臺(tái)買到，方便使用。
納米級(jí)粒子可作為癌癥檢測(cè)、成像、靶向和個(gè)性化處理的核心傳輸設(shè)備。其還具有潛在的轉(zhuǎn)換癌治療，殺死癌細(xì)胞，同時(shí)消除常規(guī)化學(xué)療法和放射療法的副作用。Michigan大學(xué)的James Baker教授已發(fā)展了一種傳輸系統(tǒng)，將于明年進(jìn)行人體試驗(yàn)。
通用存儲(chǔ)器
當(dāng)自組裝能轉(zhuǎn)變計(jì)算機(jī)生產(chǎn)時(shí)，早期應(yīng)用將是新的納米粒子和現(xiàn)存制造工藝相結(jié)合的混合方法。這條工藝路徑是由Nantero——一家制造所謂通用存儲(chǔ)器的公司——所進(jìn)行的。這種型號(hào)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器不需要連續(xù)能源，也能存儲(chǔ)信息，類似于數(shù)碼相機(jī)的閃卡，同時(shí)存儲(chǔ)快速，就像PC里的存儲(chǔ)器。Nantero技術(shù)將納米管結(jié)合進(jìn)傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造工藝中。實(shí)際產(chǎn)品將于2006年問世。
納米和環(huán)境
納米技術(shù)跨越了技術(shù)障礙，但最終它的成功與否還取決于是否能被消費(fèi)者接受。這就是說要使公眾確信納米材料是安全的。使納米科技如此吸引人的地方在于：在納米級(jí)上出現(xiàn)的新性質(zhì)和巧妙改進(jìn)這種性質(zhì)的能力，而帶來的結(jié)果是如果消除這種新物質(zhì)對(duì)環(huán)境、包括人體帶來的影響。今年，納米材料對(duì)環(huán)境和健康的作用已有了更大程度的研究。許多納米科技支持者認(rèn)為，來年將是展示研究者和工業(yè)認(rèn)真考慮安全問題機(jī)會(huì)的臨界期，也將是發(fā)現(xiàn)和處理現(xiàn)存問題的時(shí)間。然而，無論2006年是否繼續(xù)增加相關(guān)機(jī)構(gòu)、公司和資金，這種忽視仍將是一個(gè)公開的問題。
