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纳米技术即将走进生活,这些改变你能想到吗?

发布时间:2017-03-03 10:31:08

不久前德国联邦内阁通过了由联邦教研部提出的“纳米技术行动计划2020”。这是继“纳米行动计划2010”(2006年)和“纳米技术行动计划2015”(2010年)后,联邦政府第3次跨部门资助纳米技术的战略。

德国联邦内阁通过了由联邦教研部提出的“纳米技术行动计划2020”


“纳米技术行动计划2020”确定了2016-2020年联邦政府相关部门在纳米技术领域的合作,将纳米技术瞄准德国新高技术战略的优先任务领域,目的是进一步充分利用纳米技术的机遇和潜力,利用研究成果的有效转化提高德国企业的竞争力,通过对纳米材料的安全性研究保证纳米技术对可持续发展的贡献。

未来联邦政府的纳米技术研究将致力于解决德国新高技术战略中确立的6个优先任务,具体是:

一、数字经济与社会

为应对产业及社会的数字化转型,纳米技术研发将致力于微电子和纳米电子创新,通过使用纳米技术工艺和开发新材料,提高电脑芯片的晶体管密度和存储容量。

纳米电子


图1:纳米电子


二、可持续经济和能源

开发纳米技术在能源、建筑、农业和食品领域的应用,并通过效益-风险评估,研究纳米材料的使用对人类和环境可能造成的影响。


三、创新工作环境

加强对纳米技术应用和必要保护措施的介绍,避免纳米产品和工艺对工作环境产生的负面影响。

通过青年人才资助计划培养跨学科人才,满足企业和科研对纳米技术领域专业人才的不断需求。


四、健康

开发纳米材料和纳米技术在新药物开发、诊断、以及营养保健领域的应用。

人造鼻子使用纳米材料


图2:人造鼻子使用纳米材料


五、智能交通

提高纳米技术工艺和纳米材料在电池技术、轻型结构、燃料电池开发以及氢存储等领域的使用。

纳米材料在电池技术、轻型结构、燃料电池开发以及氢存储等领域的使用

图3:纳米材料在电池技术、轻型结构、燃料电池开发以及氢存储等领域的使用


六、公民安全

提高纳米技术和材料在数字通信和智能信息管理系统、导航、监测和定位技术、危险物质探测设备、救援人员防护装备,文档安全和防伪保护的研发。


延伸阅读

关于德国联邦内阁《纳米技术2020行动计划》

2016年下半年,德国联邦内阁通过了由联邦教研部提交的《纳米技术2020行动计划》。该行动计划的目标是安全环保地生产使用纳米材料,同时提升德国的国际竞争力。

  该行动计划尤其支持在材料研究和纳米科技领域活跃的中小企业,包括支持专业人才的教育与继续教育。目前,德国约有2200个来自工业界、服务业、科学界的组织活跃于纳米技术领域,有一半来自工业界,其中中小企业占75%。

  作为德国高新技术战略的一部分,《纳米技术2020行动计划》由联邦教研部牵头,与联邦经济技术部共同提出,从而有助于保证科研资助、科研活动、监管活动的协调性。德国联邦经济部部长加布里尔十分赞成该行动计划。他指出,作为核心技术,纳米技术将成为未来能源技术、健康研究、环境科技、光子技术、原材料等领域重要的增长推动力。

  在德国联邦经济技术部的管辖下,联邦材料研究与检测机构、联邦物理技术研究院将为纳米技术发挥应用潜力和纳米技术的安全应用打下基础。


纳米技术在未来的应用趋势

未来,纳米技术还可以让物体从周围环境中吸收能量。新型的纳米材料和概念正在研究当中,有望从物体的移动、光线、温度变化、葡萄糖和其他来源高效地产生能源。 

     科研人员预测,纳米技术在未来将呈现五大应用趋势: 

人体内的“医生” 

  人们现在可以将健康监测装置佩戴在身上,随时了解自身的状况。如果进一步将这种技术微缩,那么,借助于纳米技术就可以把微型传感器植入或注射入人体内,捕捉到患者更详尽的信息,从而更有利于医生进行诊治。 

  此外还有其他可能,比如监测人体炎症的发展、术后恢复等,甚至还能诞生一种干预人体信号的电子装置,具有控制器官的功能。这虽然听起来有些不可思议,但是葛兰素史克这样的医药业巨头,现在已经开始着手研发这类电子医药产品了。 


随处可见的传感器 

  有赖于最新的纳米材料和制造工艺,传感器变得越来越小、越来越复杂,并且越来越节能。目前,以较低成本就可以用柔性塑料辊批量生产出性能优良的传感器。如果继续发展下去,便可以在重要基础设施的必要位置上安装多个传感器,如安装在桥梁、飞机和核电厂,用于监控设施的安全运作。 


自我修复结构 

  改变材料的纳米级结构,会使它们具备某种神奇的特性,如防水功能。在将来的某一天,纳米科技涂层或添加物还有可能赋予材料自我修复的功能。假设材料上遍布纳米颗粒,那么在其表面有裂痕出现时,这些颗粒就可以自行移动继而让裂痕弥合。这种技术可以应用于从飞机驾驶舱到微电子学的各个领域,防止细微的破裂变成危害更大的裂痕。 


让大数据作用更大 

  传感器的应用会产生前所未有的庞大信息数据,因此需要对它们进行处理,用于改善交通拥堵和防止事故发生,或将统计数据用于调配警力资源,降低犯罪率。纳米技术在这方面的应用,创造的是一种超密集记忆体,帮助储存极其庞大的数据,同时也可促进高度有效的运算法则发展,在确保可靠性的前提下处理、加密和传达数据。 


应对全球变暖 

  如今,电池能可以为电动汽车储存更多的能源,太阳能板也将更多的阳光转换成了电力。这两种应用均采用了纳米纹理或纳米材料,将平面变为面积更大的三维立体表面,从而储存和产生更多的能量,因此设备效率也更高。 

  而在未来,纳米技术还可以让物体从周围环境中吸收能量。新型的纳米材料和概念正在研究当中,有望从物体的移动、光线、温度变化、葡萄糖和其他来源高效地产生能源。 

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