美国国家纳米启动计划

纳米技术的定义
    纳米技术本质是一种可以在分子水平上，一个原子、一个原子地来创造具有全新分子形态的结构的手段。结构在10^-9到10^-7m（1-100纳米）的物质和独立的大约1纳米（10^-9m）或一大块物质的特性表现相比，它的表现完全不同。纳米技术被认为与物质和系统的结构和元素有关，因为这种结构和元素在纳米范围内，所以他们表现出新颖和有大幅提高的物理、化学和生物特性、现象和处理过程。纳米技术的目标是通过在原子、分子、超分子水平上控制结构来发现这些特性，以及学会有效地生产和运用这些工具。保持接触面的稳定和在微米、肉眼观察范围内合成这些纳米结构是另外一个目标。

　　从已观察到大范围结构的表现来预测纳米结构的新表现是不必要的。最重要的表现变化不是由于数量尺寸的减少，而是通过新观察得到的在纳米范围内将要或者已经占主导地位的现象本质产生的，比如，尺寸的限制，接触面现象的优势和量子机械。一旦能够控制这些决定性的结构，我们就能提高材料的性质和设备的功能，其功能将远远超出我们现在所知道的或者认为可能的。减少结构的大小导致实体的产生，比如碳纳米管，量子线和点，超薄薄膜，DNA结构，和激光发射器，它们有独一无二的特性。假如我们能发现和完全利用这些根本的原理，这些新的形式的材料和设备将宣布新的科技时代的到来。

正在孕育的一场革命: 驱动力
    1959年，Richard Feynman 发表了他的著名报告- "There is Plenty of Room at the Bottom."他预示了让观众激动的新发现－我们能够制造在纳米范围内的材料和设备。他指出，如果他所假设的会发生的话，需要有一系列新的微型化的设备来测量这些微小纳米结构的特性。正如他所预料的，还没到80年代末，具备这些能力的仪器已经出现。这些仪器，包括扫描隧道显微镜，原子力显微镜和近场磁力显微镜，他们提供了测量和操纵纳米结构的"眼睛"和"手指"。在同样速度的发展中，发展迅速的电脑能力能够在纳米范围模仿材料的特性。

    这些工具和技术在科学界引起轰动。传统的特性理论和设备操作的模型和材料是包括基于临界范围普遍大于100纳米的假设。当物质结构的至少一维在这个临界面以下，与众不同的表现会出现，这些现象将不能被传统的模式和理论所解释。因而，各个不同学科的科学家热心研制和分析纳米结构，来发现在单个分子/原子中等范围内的新颖现象以及众多分子下的新颖现象的发展。纳米结构提供了材料制造的新方法，通过亚微米的装配（理想的是运用自我组织和安装的方法）来制造材料，是用由小到大的，而不是由大到小的微型化方法-把更小的结构从大的结构上分离下来。然而，我们只是刚开始理解其中的一些规律并运用来创造重新设计的纳米结构以及如何经济的制造纳米设备和系统。第二，即使当纳米制造的时候，那些纳米结构观察、加工设备的物理和化学特性也正在逐步被发现。现行的微米和更大设备是只有基于超过100纳米的模型上才能工作。在每一个物理、化学、生物特性和制造原理和发展控制他们的方法的进步，将产生我们设计，生产和装配纳米结构和设备成为一个工作系统的能力提高。

    这个在财政上强烈支持纳米技术研究和发展的提案是由于纳米技术不可估计的社会回报和社会利益的潜力所产生的，包括为信息产业的电子/光电子继续发展的提高；为制造业、国防、航空和环境应用提供更高表现，更低维护的材料；在医疗、医药和农业上加速的生物进步。John Armstrong--IBM的前首席科学家，在1991年写到"我相信纳米科学和技术将会是下一个信息时代中心，就像在70年的微米引起的革命一样"。最近，那些参加1999年1月17日到29日的纳米科学, 工程和技术联合工作小组专题研究会议的工业领导者已经预测到在下一个世纪纳米科学和技术将会改变人造物体的特性。这种表现在材料的巨大进步和改变生产范例将产生工业革命。

    政府支持纳米技术的基础建设是必要的，这使美国在全球市场上竞争和在战略技术中领先。在过去五年中，集中于纳米方面的研究项目几乎在所有的工业化国家开始了。现在，美国在合成、化学和生物方面领先；在纳米设备的研究、纳米器械的生产，超精机械、陶瓷和其他结构的材料上是落后的。日本在纳米器械和加固纳米结构上领先。欧洲在分散和涂层新型的仪器实力强大。日本、瑞典、瑞士和欧盟都创建重点的纳米技术特殊用途的研究中心。

　

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