納米材料與納米技術(shù)的現(xiàn)狀、應(yīng)用、發(fā)展趨勢(shì)及存在問(wèn)題是什么？

【專家解說(shuō)】：納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料，這大約相當(dāng)于10~100個(gè)原子緊密排列在一起的尺度。
“納米復(fù)合聚氨酯合成革材料的功能化”和“納米材料在真空絕熱板材中的應(yīng)用”2項(xiàng)合作項(xiàng)目取得較大進(jìn)展。具有負(fù)離子釋放功能且釋放量可達(dá)2000以上的聚氨酯合成革符合生態(tài)環(huán)保合成革戰(zhàn)略升級(jí)方向，日前正待開(kāi)展中試放大研究。
該產(chǎn)品的成功研發(fā)及進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化將可輻射帶動(dòng)300多家同行企業(yè)的產(chǎn)品升級(jí)換代。聯(lián)盟制備出的納米復(fù)合絕熱芯材導(dǎo)熱系數(shù)可控制為低達(dá)4.4mW/mK。該產(chǎn)品已經(jīng)在企業(yè)實(shí)現(xiàn)了中試生產(chǎn)，正在建設(shè)規(guī)?；a(chǎn)線。
聯(lián)盟將重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)阻燃型高效真空絕熱板及其在建筑外墻保溫領(lǐng)域的應(yīng)用研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，該技術(shù)的開(kāi)發(fā)將進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)建筑節(jié)能環(huán)保技術(shù)水平的提升，帶動(dòng)安徽納米材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期。

復(fù)合氧化物一維和零維單晶納米材料
從尺寸大小來(lái)說(shuō)，通常產(chǎn)生物理化學(xué)性質(zhì)顯著變化的細(xì)小微粒的尺寸在0.1微米以下（注1米=1000毫米，1毫米=1000微米，1微米=1000納米，1納米=10埃），即100納米以下。因此，顆粒尺寸在1～100納米的微粒稱為超微粒材料，也是一種納米材料。
納米金屬材料是20世紀(jì)80年代中期研制成功的，后來(lái)相繼問(wèn)世的有納米半導(dǎo)體薄膜、納米陶瓷、納米瓷性材料和納米生物醫(yī)學(xué)材料等。
納米級(jí)結(jié)構(gòu)材料簡(jiǎn)稱為納米材料(nanometer material)，是指其結(jié)構(gòu)單元的尺寸介于1納米～100納米范圍之間。由于它的尺寸已經(jīng)接近電子的相干長(zhǎng)度，它的性質(zhì)因?yàn)閺?qiáng)相干所帶來(lái)的自組織使得性質(zhì)發(fā)生很大變化。并且，其尺度已接近光的波長(zhǎng)，加上其具有大表面的特殊效應(yīng)，因此其所表現(xiàn)的特性，例如熔點(diǎn)、磁性、光學(xué)、導(dǎo)熱、導(dǎo)電特性等等，往往不同于該物質(zhì)在整體狀態(tài)時(shí)所表現(xiàn)的性質(zhì)。
納米顆粒材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子(nano particle)組成。納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1～100nm間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過(guò)渡區(qū)域，從通常的關(guān)于微觀和宏觀的觀點(diǎn)看，這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng)，是一種典型的介觀系統(tǒng)，它具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。當(dāng)人們將宏觀物體細(xì)分成超微顆粒（納米級(jí)）后，它將顯示出許多奇異的特性，即它的
稀土納米材料
現(xiàn)狀
納米技術(shù)基礎(chǔ)理論研究和新材料開(kāi)發(fā)等應(yīng)用研究都得到了快速的發(fā)展，并且在傳統(tǒng)材料、醫(yī)療器材、電子設(shè)備、涂料等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面，除了納米粉體材料在美國(guó)、日本、中國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家初步實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)外，納米生物材料、納米電子器件材料、納米醫(yī)療診斷材料等產(chǎn)品仍處于開(kāi)發(fā)研制階段。2010年全球納米新材料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)22.3億美元，年增長(zhǎng)率為14.8%。今后幾年，隨著各國(guó)對(duì)納米技術(shù)應(yīng)用研究投入的加大，納米新材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將大大加快，市場(chǎng)規(guī)模將有放量增長(zhǎng)。納米粉體材料中的納米碳酸鈣、納米氧化鋅、納米氧化硅等幾個(gè)產(chǎn)品已形成一定的市場(chǎng)規(guī)模；納米粉體應(yīng)用廣泛的納米陶瓷材料、納米紡織材料、納米改性涂料等材料也已開(kāi)發(fā)成功，并初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，納米粉體顆粒在醫(yī)療診斷制劑、微電子領(lǐng)域的應(yīng)用正加緊由實(shí)驗(yàn)研究成果向產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)移。
光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)以及化學(xué)方面的性質(zhì)和大塊固體時(shí)相比將會(huì)有顯著的不同。
納米技術(shù)的廣義范圍可包括納米材料技術(shù)及納米加工技術(shù)、納米測(cè)量技術(shù)、納米應(yīng)用技術(shù)等方面。其中納米材料技術(shù)著重于納米功能性材料的生產(chǎn)（超微粉、鍍膜、納米改性材料等），性能檢測(cè)技術(shù)（化學(xué)組成、微結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)、物、化、電、磁、熱及光學(xué)等性能）。納米加工技術(shù)包含精密加工技術(shù)（能量束加工等）及掃描探針技術(shù)。
納米材料具有一定的獨(dú)特性，當(dāng)物質(zhì)尺度小到一定程度時(shí)，則必須改用量子力學(xué)取代傳統(tǒng)力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)描述它的行為，當(dāng)粉末粒子尺寸由10微米降至10納米時(shí)，其粒徑雖改變?yōu)?000倍，但換算成體積時(shí)則將有10的9次方倍之巨，所以二者行為上將產(chǎn)生明顯的差異。
納米粒子異于大塊物質(zhì)的理由是在其表面積相對(duì)增大，也就是超微粒子的表面布滿了階梯狀結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)代表具有高表面能的不安定原子。這類原子極易與外來(lái)原子吸附鍵結(jié)，同時(shí)因粒徑縮小而提供了大表面的活性原子。
就熔點(diǎn)來(lái)說(shuō)，納米粉末中由于每一粒子組成原子少，表面原子處于不安定狀態(tài)，使其表面晶格震動(dòng)的振幅較大，所以具有較高的表面能量，造成超微粒子特有的熱性質(zhì)，也就是造成熔點(diǎn)下降，同時(shí)納米粉末將比傳統(tǒng)粉末容易在較低溫度燒結(jié)，而成為良好的燒結(jié)促進(jìn)材料。
一般常見(jiàn)的磁性物質(zhì)均屬多磁區(qū)之集合體，當(dāng)粒子尺寸小至無(wú)法區(qū)分出其磁區(qū)時(shí)，即形成單磁區(qū)之磁性物質(zhì)。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜時(shí)，將成為優(yōu)異的磁性材料。
納米粒子的粒徑（10納米～100納米）小于光波的長(zhǎng)，因此將與入射光產(chǎn)生復(fù)雜的交互作用。金屬在適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)沉積條件下，可得到易吸收光的黑色金屬超微粒子，稱為金屬黑，這與金屬在真空鍍膜形成高反射率光澤面成強(qiáng)烈對(duì)比。納米材料因其光吸收率大的特色，可應(yīng)用于紅外線感測(cè)器材料。
1861年，隨著膠體化學(xué)的建立，科學(xué)家們開(kāi)始了對(duì)直徑為1~100nm的粒子體系的研究工作。
真正有意識(shí)的研究納米粒子可追溯到20世紀(jì)30年代的日本的為了軍事需要而開(kāi)展的“沉煙試驗(yàn)”，但受到當(dāng)時(shí)試驗(yàn)水平和條件限制，雖用真空蒸發(fā)法制成了世界第一批超微鉛粉，但光吸收性能很不穩(wěn)定。
到了20世紀(jì)60年代人們開(kāi)始對(duì)分立的納米粒子進(jìn)行研究。1963年，Uyeda用氣體蒸發(fā)冷凝法制的了金屬納米微粒，并對(duì)其進(jìn)行了電鏡和電子衍射研究。1984年德國(guó)薩爾蘭大學(xué)（Saarland University)的Gleiter以及美國(guó)阿貢實(shí)驗(yàn)室的Siegal相繼成功地制得了純物質(zhì)的納米細(xì)粉。Gleiter在高真空的條件下將粒子直徑為6nm的鐵粒子原位加壓成形，燒結(jié)得到了納米微晶體塊，從而使得納米材料的研究進(jìn)入了一個(gè)新階段。
1990年7月在美國(guó)召開(kāi)了第一屆國(guó)際納米科技技術(shù)會(huì)議（International Conference on Nanoscience&Technology)，正式宣布納米材料科學(xué)為材料科學(xué)的一個(gè)新分支。
自20世紀(jì)70年代納米顆粒材料問(wèn)世以來(lái)，從研究?jī)?nèi)涵和特點(diǎn)大致可劃分為三個(gè)階段：
第一階段（1990年以前）：主要是在實(shí)驗(yàn)室探索用各種方法制備各種材料的納米顆粒粉體或合成塊體，研究評(píng)估表征的方法，探索納米材料不同于普通材料的特殊性能；研究對(duì)象一般局限在單一材料和單相材料，國(guó)際上通常把這種材料稱為納米晶或納米相材料。
第二階段（1990~1994年）：人們關(guān)注的熱點(diǎn)是如何利用納米材料已發(fā)掘的物理和化學(xué)特性，設(shè)計(jì)納米復(fù)合材料，復(fù)合材料的合成和物性探索一度成為納米材料研究的主導(dǎo)方向。
第三階段（1994年至今）：納米組裝體系、人工組裝合成的納米結(jié)構(gòu)材料體系正在成為納米材料研究的新熱點(diǎn)。國(guó)際上把這類材料稱為納米組裝材料體系或者納米尺度的圖案材料。它的基本內(nèi)涵是以納米顆粒以及它們組成的納米絲、管為基本單元在一維、二維和三維空間組裝排列成具有納米結(jié)構(gòu)的體系。
應(yīng)用范圍
1、 天然納米材料
海龜在美國(guó)佛羅里達(dá)州的海邊產(chǎn)卵，但出生后的幼小海龜為了尋找食物，卻要游到英國(guó)附近的海域，才能得以生存和長(zhǎng)大。最后，長(zhǎng)大的海龜還要再回到佛羅里達(dá)州的海邊產(chǎn)卵。如此來(lái)回約需5～6年，為什么海龜能夠進(jìn)行幾萬(wàn)千米的長(zhǎng)途跋涉呢？它們依靠的是頭部?jī)?nèi)的納米磁性材料，為它們準(zhǔn)確無(wú)誤地導(dǎo)航。
生物學(xué)家在研究鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂等生物為什么從來(lái)不會(huì)迷失方向時(shí)，也發(fā)現(xiàn)這些生物體內(nèi)同樣存在著納米材料為它們導(dǎo)航。
2、 納米磁性材料
在實(shí)際中應(yīng)用的納米材料大多數(shù)都是人工制造的。納米磁性材料具有十分特別的磁學(xué)性質(zhì)，納米粒子尺寸小，具有單磁疇結(jié)構(gòu)和矯頑力很高的特性，用它制成的磁記錄材料不僅音質(zhì)、圖像和信噪比好，而且記錄密度比γ-Fe2O3高幾十倍。超順磁的強(qiáng)磁性納米顆粒還可制成磁性液體，用于電聲器件、阻尼器件、旋轉(zhuǎn)密封及潤(rùn)滑和選礦等領(lǐng)域。
3、 納米陶瓷材料
傳統(tǒng)的陶瓷材料中晶粒不易滑動(dòng)，材料質(zhì)脆，燒結(jié)溫度高。納米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上運(yùn)動(dòng)，因此，納米陶瓷材料具有極高的強(qiáng)度和高韌性以及良好的延展性，這些特性使納米陶瓷材料可在常溫或次高溫下進(jìn)行冷加工。如果在次高溫下將納米陶瓷顆粒加工成形，然后做表面退火處理，就可以使納米材料成為一種表面保持常規(guī)陶瓷材料的硬度和化學(xué)穩(wěn)定性，而內(nèi)部仍具有納米材料的延展性的高性能陶瓷。
4、納米傳感器
納米二氧化鋯、氧化鎳、二氧化鈦等陶瓷對(duì)溫度變化、紅外線以及汽車尾氣都十分敏感。因此，可以用它們制作溫度傳感器、紅外線檢測(cè)儀和汽車尾氣檢測(cè)儀，檢測(cè)靈敏度比普通的同類陶瓷傳感器高得多。
5、 納米傾斜功能材料
在航天用的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃燒室的內(nèi)表面需要耐高溫，其外表面要與冷卻劑接觸。因此，內(nèi)表面要用陶瓷制作，外表面則要用導(dǎo)熱性良好的金屬制作。但塊狀陶瓷和金屬很難結(jié)合在一起。如果制作時(shí)在金屬和陶瓷之間使其成分逐漸地連續(xù)變化，讓金屬和陶瓷“你中有我、我中有你”，最終便能結(jié)合在一起形成傾斜功能材料，它的意思是其中的成分變化像一個(gè)傾斜的梯子。當(dāng)用金屬和陶瓷納米顆粒按其含量逐漸變化的要求混合后燒結(jié)成形時(shí)，就能達(dá)到燃燒室內(nèi)側(cè)耐高溫、外側(cè)有良好導(dǎo)熱性的要求。
6、納米半導(dǎo)體材料
將硅、砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成納米材料，具有許多優(yōu)異性能。例如，納米半導(dǎo)體中的量子隧道效應(yīng)使某些半導(dǎo)體材料的電子輸運(yùn)反常、導(dǎo)電率降低，電導(dǎo)熱系數(shù)也隨顆粒尺寸的減小而下降，甚至出現(xiàn)負(fù)值。這些特性在大規(guī)模集成電路器件、光電器件等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
利用半導(dǎo)體納米粒子可以制備出光電轉(zhuǎn)化效率高的、即使在陰雨天也能正常工作的新型太陽(yáng)能電池。由于納米半導(dǎo)體粒子受光照射時(shí)產(chǎn)生的電子和空穴具有較強(qiáng)的還原和氧化能力，因而它能氧化有毒的無(wú)機(jī)物，降解大多數(shù)有機(jī)物，最終生成無(wú)毒、無(wú)味的二氧化碳、水等，所以，可以借助半導(dǎo)體納米粒子利用太陽(yáng)能催化分解無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。
7、納米催化材料
納米粒子是一種極好的催化劑，這是由于納米粒子尺寸小、表面的體積分?jǐn)?shù)較大、表面的化學(xué)鍵狀態(tài)和電子態(tài)與顆粒內(nèi)部不同、表面原子配位不全，導(dǎo)致表面的活性位置增加，使它具備了作為催化劑的基本條件。
鎳或銅鋅化合物的納米粒子對(duì)某些有機(jī)物的氫化反應(yīng)是極好的催化劑，可替代昂貴的鉑或鈀催化劑。納米鉑黑催化劑可以使乙烯的氧化反應(yīng)的溫度從600 ℃降低到室溫。
8、 醫(yī)療上的應(yīng)用
血液中紅血球的大小為6 000～9 000 nm，而納米粒子只有幾個(gè)納米大小，實(shí)際上比紅血球小得多，因此它可以在血液中自由活動(dòng)。如果把各種有治療作用的納米粒子注入到人體各個(gè)部位，便可以檢查病變和進(jìn)行治療，其作用要比傳統(tǒng)的打針、吃藥的效果好。
碳材料的血液相溶性非常好，21世紀(jì)的人工心瓣都是在材料基底上沉積一層熱解碳或類金剛石碳。但是這種沉積工藝比較復(fù)雜，而且一般只適用于制備硬材料。
介入性氣囊和導(dǎo)管一般是用高彈性的聚氨酯材料制備，通過(guò)把具有高長(zhǎng)徑比和純碳原子組成的碳納米管材料引入到高彈性的聚氨酯中，我們可以使這種聚合物材料一方面保持其優(yōu)異的力學(xué)性質(zhì)和容易加工成型的特性，一方面獲得更好的血液相溶性。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這種納米復(fù)合材料引起血液溶血的程度會(huì)降低，激活血小板的程度也會(huì)降低。
使用納米技術(shù)能使藥品生產(chǎn)過(guò)程越來(lái)越精細(xì)，并在納米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品。納米材料粒子將使藥物在人體內(nèi)的傳輸更為方便，用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進(jìn)入人體后可主動(dòng)搜索并攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織。使用納米技術(shù)的新型診斷儀器只需檢測(cè)少量血液，就能通過(guò)其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾病。通過(guò)納米粒子的特殊性能在納米粒子表面進(jìn)行修飾形成一些具有靶向，可控釋放，便于檢測(cè)的藥物傳輸載體，為身體的局部病變的治療提供新的方法，為藥物開(kāi)發(fā)開(kāi)辟了新的方向。
9、納米計(jì)算機(jī)
世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生于1945年，它是由美國(guó)的大學(xué)和陸軍部共同研制成功的，一共用了18 000個(gè)電子管，總重量30 t，占地面積約170 ㎡，可以算得上一個(gè)龐然大物了，可是，它在1 s內(nèi)只能完成5 000次運(yùn)算。
經(jīng)過(guò)了半個(gè)世紀(jì)，由于集成電路技術(shù)、微電子學(xué)、信息存儲(chǔ)技術(shù)、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和編程技術(shù)的發(fā)展，使計(jì)算機(jī)技術(shù)有了飛速的發(fā)展。今天的計(jì)算機(jī)小巧玲瓏，可以擺在一張電腦桌上，它的重量只有老祖宗的萬(wàn)分之一，但運(yùn)算速度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了第一代電子計(jì)算機(jī)。
如果采用納米技術(shù)來(lái)構(gòu)筑電子計(jì)算機(jī)的器件，那么這種未來(lái)的計(jì)算機(jī)將是一種“分子計(jì)算機(jī)”，其袖珍的程度又遠(yuǎn)非今天的計(jì)算機(jī)可比，而且在節(jié)約材料和能源上也將給社會(huì)帶來(lái)十分可觀的效益。
可以從閱讀硬盤上讀卡機(jī)以及存儲(chǔ)容量為芯片上千倍的納米材料級(jí)存儲(chǔ)器芯片都已投入生產(chǎn)。計(jì)算機(jī)在普遍采用納米材料后，可以縮小成為“掌上電腦”。
10、納米碳管
1991年，日本的專家制備出了一種稱為“納米碳管”的材料，它是由許多六邊形的環(huán)狀碳原子組合而成的一種管狀物，也可以是由同軸的幾根管狀物套在一起組成的。這種單層和多層的管狀物的兩端常常都是封死的，如圖所示。
這種由碳原子組成的管狀物的直徑和管長(zhǎng)的尺寸都是納米量級(jí)的，因此被稱為納米碳管。它的抗張強(qiáng)度比鋼高出100倍，導(dǎo)電率比銅還要高。
在空氣中將納米碳管加熱到700 ℃左右，使管子頂部封口處的碳原子因被氧化而破壞，成了開(kāi)口的納米碳管。然后用電子束將低熔點(diǎn)金屬（如鉛）蒸發(fā)后凝聚在開(kāi)口的納米碳管上，由于虹吸作用，金屬便進(jìn)入納米碳管中空的芯部。由于納米碳管的直徑極小，因此管內(nèi)形成的金屬絲也特別細(xì)，被稱為納米絲，它產(chǎn)生的尺寸效應(yīng)是具有超導(dǎo)性。因此，納米碳管加上納米絲可能成為新型的超導(dǎo)體。
納米技術(shù)在世界各國(guó)尚處于萌芽階段，美、日、德等少數(shù)國(guó)家，雖然已經(jīng)初具基礎(chǔ)，但是尚在研究之中，新理論和技術(shù)的出現(xiàn)仍然方興未艾。我國(guó)已努力趕上先進(jìn)國(guó)家水平，研究隊(duì)伍也在日漸壯大。
11、家電
用納米材料制成的納米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外線等作用，可用為作電冰箱、空調(diào)外殼里的抗菌除味塑料。
12、環(huán)境保護(hù)
環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)功能獨(dú)特的納米膜。這種膜能夠探測(cè)到由化學(xué)和生物制劑造成的污染，并能夠?qū)@些制劑進(jìn)行過(guò)濾，從而消除污染。
13、紡織工業(yè)
在合成纖維樹(shù)脂中添加納米SiO2、納米ZnO、納米SiO2復(fù)配粉體材料，經(jīng)抽絲、織布，可制成殺菌、防霉、除臭和抗紫外線輻射的內(nèi)衣和服裝，可用于制造抗菌內(nèi)衣、用品，可制得滿足國(guó)防工業(yè)要求的抗紫外線輻射的功能纖維。
14、機(jī)械工業(yè)
采用納米材料技術(shù)對(duì)機(jī)械關(guān)鍵零部件進(jìn)行金屬表面納米粉涂層處理，可以提高機(jī)械設(shè)備的耐磨性、硬度和使用壽命。

納米技術(shù)（nanotechnology）是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)，研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué)）和現(xiàn)代技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，納米科學(xué)技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)，例如：納米物理學(xué)、納米生物學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工技術(shù)和納米計(jì)量學(xué)等。
應(yīng)用領(lǐng)域

英特爾cpu
當(dāng)前納米技術(shù)的研究和應(yīng)用主要在材料和制備、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)與健康、航天和航空、環(huán)境和能源、生物技術(shù)和農(nóng)產(chǎn)品等方面。用納米材料制作的器材重量更輕、硬度更強(qiáng)、壽命更長(zhǎng)、維修費(fèi)更低、設(shè)計(jì)更方便。利用納米材料還可以制作出特定性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料，制作出生物材料和仿生材料。
1、納米是一種幾何尺寸的度量單位，1納米=百萬(wàn)分之一毫米。
2、納米技術(shù)帶動(dòng)了技術(shù)革命。
3、利用納米技術(shù)制作的藥物可以阻斷毛細(xì)血管，“餓死”癌細(xì)胞。
4、如果在衛(wèi)星上用納米集成器件，衛(wèi)星將更小，更容易發(fā)射。
5、納米技術(shù)是多科學(xué)綜合，有些目標(biāo)需要長(zhǎng)時(shí)間的努力才會(huì)實(shí)現(xiàn)。
6、納米技術(shù)和信息科學(xué)技術(shù)、生命科學(xué)技術(shù)是當(dāng)前的科學(xué)發(fā)展主流，它們的發(fā)展將使人類社會(huì)、生存環(huán)境和科學(xué)技術(shù)本身變得更美好。
7、納米技術(shù)可以觀察病人身體中的癌細(xì)胞病變及情況，可讓醫(yī)生對(duì)癥下藥。
和生物技術(shù)一樣，納米科技也有很多環(huán)境和安全問(wèn)題（比如尺寸小是否會(huì)避開(kāi)生物的自然防御系統(tǒng)，還有是否能生物降解、毒性副作用如何等等）。

社會(huì)危害
納米顆粒的危害
納米材料（包含有納米顆粒的材料）本身的存在并不是一種危害。只有它的一些方面具有危害性，特別是他們的移動(dòng)性和增強(qiáng)的反應(yīng)性。只有某些納米粒子的某些方面對(duì)生物或環(huán)境有害，我們才面臨一個(gè)真的危害。
要討論納米材料對(duì)健康和環(huán)境的影響，我們必須區(qū)分兩類納米結(jié)構(gòu)：
納米尺寸的粒子被組裝在一個(gè)基體、材料或器件上的納米合成物、納米表面結(jié)構(gòu)或納米組份（電子，光學(xué)傳感器等），又稱為固定納米粒子。
“自由”納米粒子，不管在生產(chǎn)的某些步驟中存還是直接使用單獨(dú)的納米粒子。
這些自由納米粒子可能是納米尺寸的單元素，化合物，或是復(fù)雜的混合物，比如在一種元素上鍍上另外一張物質(zhì)的“鍍膜”納米粒子或叫做“核殼”納米粒子。
現(xiàn)代，公認(rèn)的觀點(diǎn)是，雖然我們需要關(guān)注有固定納米粒子的材料，自由納米粒子是最緊迫關(guān)心的。
因?yàn)?，納米粒子同它們?nèi)粘５膶?duì)應(yīng)物實(shí)在是區(qū)別太大了，它們的有害效應(yīng)不能從已知毒性推演而來(lái)。這樣討論自由納米粒子的健康和環(huán)境影響具有很重要的意義。
更加復(fù)雜的是，當(dāng)我們討論納米粒子的時(shí)候，我們必須知道含有的納米粒子的粉末或液體幾乎從來(lái)不會(huì)單分散化，而是具有一定范圍內(nèi)許多不同尺寸。這會(huì)使實(shí)驗(yàn)分析更加復(fù)雜，因?yàn)榇蟮募{米粒子可能和小的有不同的性質(zhì)。而且，納米粒子具有聚合的趨勢(shì)，而聚合的納米粒子具有同單個(gè)納米粒子不同的行為。

健康問(wèn)題
納米顆粒進(jìn)入人體有四種途徑：吸入，吞咽，從皮膚吸收或在醫(yī)療過(guò)程中被有意的注入（或由植入體釋放）。一旦進(jìn)入人體，它們具有高度的可移動(dòng)性。在一些個(gè)例中，它們甚至能穿越血腦屏障。
納米粒子在器官中的行為仍然是需要研究的一個(gè)大課題?；旧?，納米顆粒的行為取決于它們的大小，形狀和同周圍組織的相互作用活動(dòng)性。它們可能引起噬菌細(xì)胞（吞咽并消滅外來(lái)物質(zhì)的細(xì)胞）的“過(guò)載”，從而引發(fā)防御性的發(fā)燒和降低機(jī)體免疫力。它們可能因?yàn)闊o(wú)法降解或降解緩慢，而在器官里集聚。還有一個(gè)顧慮是它們同人體中一些生物過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的潛在危險(xiǎn)。由于極大的表面積，暴露在組織和液體中的納米粒子會(huì)立即吸附他們遇到的大分子。這樣會(huì)影響到例如酶和其他蛋白的調(diào)整機(jī)制。

環(huán)境問(wèn)題
主要擔(dān)心納米顆?？赡軙?huì)造成未知的危害。

社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)
納米技術(shù)的使用也存在社會(huì)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)。在儀器的層面，也包括在軍事領(lǐng)域使用納米技術(shù)的可能性。（例如，在MIT士兵納米技術(shù)研究所[1]研究的裝備士兵的植入體或其他手段，同時(shí)還有通過(guò)納米探測(cè)器增強(qiáng)的監(jiān)視手段。
在結(jié)構(gòu)層面，納米技術(shù)的批評(píng)家們指出納米技術(shù)打開(kāi)了一個(gè)由產(chǎn)權(quán)和公司控制的新世界。他們指出，就象生物技術(shù)的操控基因的能力伴隨著生命的專利化一樣，納米技術(shù)操控分子的技術(shù)帶來(lái)的是物質(zhì)的專利化。過(guò)去的幾年里，獲得納米尺度的專利像一股淘金熱。2003年，超過(guò)800納米相關(guān)的專利權(quán)獲得批準(zhǔn)，這個(gè)數(shù)字每年都在增長(zhǎng)。大公司已經(jīng)壟斷了納米尺度發(fā)明與發(fā)現(xiàn)的廣泛的專利。例如，NEC和IBM這兩家大公司持有碳納米管這一納米科技基石之一的基礎(chǔ)專利。碳納米管具有廣泛的運(yùn)用，并被看好對(duì)從電子和計(jì)算機(jī)、到強(qiáng)化材料、到藥物釋放和診斷的許多工業(yè)領(lǐng)域都有關(guān)鍵的作用。碳納米管很可能成為取代傳統(tǒng)原材料的主要工業(yè)交易材料。但是，當(dāng)它們的用途擴(kuò)張時(shí)，任何想要制造或出售碳納米管的人，不管應(yīng)用是什么，都要先向NEC或者IBM購(gòu)買許可證。
發(fā)展趨勢(shì)
高級(jí)納米技術(shù)，有時(shí)被稱為分子制造，用于描述分子尺度上的納米工程系統(tǒng)（納米機(jī)器）。無(wú)數(shù)例子證明，億萬(wàn)年的進(jìn)化能夠產(chǎn)生復(fù)雜的、隨機(jī)優(yōu)化的生物機(jī)器。在納米領(lǐng)域中，我們希望使用仿生學(xué)的方法找到制造納米機(jī)器的捷徑。然而，K Eric Drexler和其他研究者提出：高級(jí)納米技術(shù)雖然最初會(huì)使用仿生學(xué)輔助手段，最終可能會(huì)建立在機(jī)械工程的原理上。

美國(guó)
美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)（National Science Board）于西元2003年底批準(zhǔn)“國(guó)家納米科技基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃”（National Science Board Approves Award for a National Nanotechnology Infrastructure Network，簡(jiǎn)稱NNIN），將由美國(guó)13所大學(xué)共同建構(gòu)支持全國(guó)納米科技與教育的網(wǎng)絡(luò)體系。該計(jì)劃為期5年，于公元2004年一月開(kāi)始執(zhí)行，將提供整體性的全國(guó)性使用技能以支持納米尺度科學(xué)工程與技術(shù)的研究與教育工作。預(yù)估5年間至少投資700億美元的研究經(jīng)費(fèi)。計(jì)劃目的不僅在提供美國(guó)研究人員頂尖的實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備，并能訓(xùn)練出一批專精于最先進(jìn)納米科技的研究人員。
1.美國(guó)發(fā)展最新納米細(xì)胞制造技術(shù)
納米技術(shù)可制造出粒子小于人類血管大小的物體，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與科技協(xié)會(huì)（NIST）指出已研究出一種生產(chǎn)一致的，且能夠自行組合的納米細(xì)胞（Nanocells）的方法，以應(yīng)用在封裝壓縮藥物的治療工作上。這種技術(shù)當(dāng)前可被運(yùn)用在藥物的包裝技術(shù)上，可以更精確地確保藥物的用量，未來(lái)將運(yùn)用在癌癥化學(xué)治療的相關(guān)技術(shù)上作更進(jìn)一步的研究。
納米計(jì)劃是公元2005年聯(lián)邦跨部會(huì)研發(fā)預(yù)算的主軸，達(dá)9.8億美元。
2.DNA檢測(cè)芯片的進(jìn)展
公元2004年一月，美國(guó)HP正式對(duì)外發(fā)表其用來(lái)快速進(jìn)行DNA檢測(cè)的納米級(jí)芯片。2004年在DNA檢測(cè)上采以光學(xué)原理為基礎(chǔ)的“基因微芯片法”（DNA microarrays）繁復(fù)的檢測(cè)步驟，HP團(tuán)隊(duì)改由將此繁復(fù)步驟交由電路芯片處理；制作上，DNA檢測(cè)芯片的傳感元件是一條利用電子束蝕刻法（electron-beam lithography）與反應(yīng)性離子蝕刻法（reactive-ion etching）所制成粗細(xì)約50納米的納米線。然就商業(yè)上考量，成果卻過(guò)于高昂，因此研究團(tuán)隊(duì)正發(fā)展利用較便宜的光學(xué)蝕刻法（optical lithography）以制成DNA檢測(cè)芯片元件的技術(shù)。
3.地下水污染改善之研究
地下水污染是現(xiàn)代被廣泛討論的一項(xiàng)重大議題，現(xiàn)代，美國(guó)發(fā)表了一種納米微粒（nanoparticles）技術(shù)，在此微粒中心為鐵芯（iron）而其外則由多層聚合物加以包覆，其中，內(nèi)層是由防水性極佳的復(fù)合甲基丙烯酸甲脂（poly methl methacrylate;PMMA）包覆，而外層則由親水的sulphonated polystyrene進(jìn)行包覆。由于親水性外層使納米微粒溶于水，內(nèi)層防水層則能吸引污染源三氯乙烯（trichloroethylene）。納米微粒中的鐵芯使得三氯乙烯產(chǎn)生分裂，進(jìn)而使得此項(xiàng)污染源逐漸分裂成無(wú)毒的物質(zhì)。
4.啟動(dòng)癌癥納米科技計(jì)劃
為廣泛將納米科技、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相互結(jié)合，美國(guó)國(guó)家癌癥中心（NCI）提出了癌癥納米科技計(jì)劃（Cancer Nanotechnology Plan），并將透過(guò)院外計(jì)劃、院內(nèi)計(jì)劃與納米科技標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室等三方面進(jìn)行跨領(lǐng)域工作。計(jì)劃設(shè)定了六個(gè)挑戰(zhàn)：
預(yù)防與控制癌癥：發(fā)展能投遞抗癌藥物及多重抗癌疫苗的納米級(jí)設(shè)備。
早期發(fā)現(xiàn)與蛋白質(zhì)學(xué)：發(fā)展植入式早期偵測(cè)癌癥生物標(biāo)記的設(shè)備，并發(fā)展能收集大量生物標(biāo)記進(jìn)行大量分析的平臺(tái)性裝置。
影像診斷：發(fā)展可提高分辨率到可辨識(shí)單獨(dú)癌細(xì)胞的影像裝置，以及將一個(gè)腫瘤內(nèi)部不同組織來(lái)源的細(xì)胞加以區(qū)分的納米裝置。
多功能治療設(shè)備：開(kāi)發(fā)兼具診斷與治療的納米裝置。
癌癥照護(hù)與生活品質(zhì)提升：開(kāi)發(fā)改善慢性癌癥所引發(fā)的疼痛、沮喪、惡心等癥狀，并提供理想性投藥裝置。
跨領(lǐng)域訓(xùn)練：訓(xùn)練熟悉癌癥生物學(xué)與納米科技的新一代研究人員。