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納米技術即將走進生活,這些改變你能想到嗎?

發布時間:2017-03-03 10:31:08

不久前德國聯邦內閣通過了由聯邦教研部提出的“納米技術行動計劃2020”。這是繼“納米行動計劃2010”(2006年)和“納米技術行動計劃2015”(2010年)后,聯邦政府第3次跨部門資助納米技術的戰略。

德國聯邦內閣通過了由聯邦教研部提出的“納米技術行動計劃2020”


“納米技術行動計劃2020”確定了2016-2020年聯邦政府相關部門在納米技術領域的合作,將納米技術瞄準德國新高技術戰略的優先任務領域,目的是進一步充分利用納米技術的機遇和潛力,利用研究成果的有效轉化提高德國企業的競爭力,通過對納米材料的安全性研究保證納米技術對可持續發展的貢獻。

未來聯邦政府的納米技術研究將致力于解決德國新高技術戰略中確立的6個優先任務,具體是:

一、數字經濟與社會

為應對產業及社會的數字化轉型,納米技術研發將致力于微電子和納米電子創新,通過使用納米技術工藝和開發新材料,提高電腦芯片的晶體管密度和存儲容量。

納米電子


圖1:納米電子


二、可持續經濟和能源

開發納米技術在能源、建筑、農業和食品領域的應用,并通過效益-風險評估,研究納米材料的使用對人類和環境可能造成的影響。


三、創新工作環境

加強對納米技術應用和必要保護措施的介紹,避免納米產品和工藝對工作環境產生的負面影響。

通過青年人才資助計劃培養跨學科人才,滿足企業和科研對納米技術領域專業人才的不斷需求。


四、健康

開發納米材料和納米技術在新藥物開發、診斷、以及營養保健領域的應用。

人造鼻子使用納米材料


圖2:人造鼻子使用納米材料


五、智能交通

提高納米技術工藝和納米材料在電池技術、輕型結構、燃料電池開發以及氫存儲等領域的使用。

納米材料在電池技術、輕型結構、燃料電池開發以及氫存儲等領域的使用

圖3:納米材料在電池技術、輕型結構、燃料電池開發以及氫存儲等領域的使用


六、公民安全

提高納米技術和材料在數字通信和智能信息管理系統、導航、監測和定位技術、危險物質探測設備、救援人員防護裝備,文檔安全和防偽保護的研發。


延伸閱讀

關于德國聯邦內閣《納米技術2020行動計劃》

2016年下半年,德國聯邦內閣通過了由聯邦教研部提交的《納米技術2020行動計劃》。該行動計劃的目標是安全環保地生產使用納米材料,同時提升德國的國際競爭力。

  該行動計劃尤其支持在材料研究和納米科技領域活躍的中小企業,包括支持專業人才的教育與繼續教育。目前,德國約有2200個來自工業界、服務業、科學界的組織活躍于納米技術領域,有一半來自工業界,其中中小企業占75%。

  作為德國高新技術戰略的一部分,《納米技術2020行動計劃》由聯邦教研部牽頭,與聯邦經濟技術部共同提出,從而有助于保證科研資助、科研活動、監管活動的協調性。德國聯邦經濟部部長加布里爾十分贊成該行動計劃。他指出,作為核心技術,納米技術將成為未來能源技術、健康研究、環境科技、光子技術、原材料等領域重要的增長推動力。

  在德國聯邦經濟技術部的管轄下,聯邦材料研究與檢測機構、聯邦物理技術研究院將為納米技術發揮應用潛力和納米技術的安全應用打下基礎。


納米技術在未來的應用趨勢

未來,納米技術還可以讓物體從周圍環境中吸收能量。新型的納米材料和概念正在研究當中,有望從物體的移動、光線、溫度變化、葡萄糖和其他來源高效地產生能源。 

     科研人員預測,納米技術在未來將呈現五大應用趨勢: 

人體內的“醫生” 

  人們現在可以將健康監測裝置佩戴在身上,隨時了解自身的狀況。如果進一步將這種技術微縮,那么,借助于納米技術就可以把微型傳感器植入或注射入人體內,捕捉到患者更詳盡的信息,從而更有利于醫生進行診治。 

  此外還有其他可能,比如監測人體炎癥的發展、術后恢復等,甚至還能誕生一種干預人體信號的電子裝置,具有控制器官的功能。這雖然聽起來有些不可思議,但是葛蘭素史克這樣的醫藥業巨頭,現在已經開始著手研發這類電子醫藥產品了。 


隨處可見的傳感器 

  有賴于最新的納米材料和制造工藝,傳感器變得越來越小、越來越復雜,并且越來越節能。目前,以較低成本就可以用柔性塑料輥批量生產出性能優良的傳感器。如果繼續發展下去,便可以在重要基礎設施的必要位置上安裝多個傳感器,如安裝在橋梁、飛機和核電廠,用于監控設施的安全運作。 


自我修復結構 

  改變材料的納米級結構,會使它們具備某種神奇的特性,如防水功能。在將來的某一天,納米科技涂層或添加物還有可能賦予材料自我修復的功能。假設材料上遍布納米顆粒,那么在其表面有裂痕出現時,這些顆粒就可以自行移動繼而讓裂痕彌合。這種技術可以應用于從飛機駕駛艙到微電子學的各個領域,防止細微的破裂變成危害更大的裂痕。 


讓大數據作用更大 

  傳感器的應用會產生前所未有的龐大信息數據,因此需要對它們進行處理,用于改善交通擁堵和防止事故發生,或將統計數據用于調配警力資源,降低犯罪率。納米技術在這方面的應用,創造的是一種超密集記憶體,幫助儲存極其龐大的數據,同時也可促進高度有效的運算法則發展,在確??煽啃缘那疤嵯绿幚?、加密和傳達數據。 


應對全球變暖 

  如今,電池能可以為電動汽車儲存更多的能源,太陽能板也將更多的陽光轉換成了電力。這兩種應用均采用了納米紋理或納米材料,將平面變為面積更大的三維立體表面,從而儲存和產生更多的能量,因此設備效率也更高。 

  而在未來,納米技術還可以讓物體從周圍環境中吸收能量。新型的納米材料和概念正在研究當中,有望從物體的移動、光線、溫度變化、葡萄糖和其他來源高效地產生能源。 

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