(节选)
中国科学院物理所邹炳锁研究员在《2004科学发展报告》中撰写文章,对纳米材料制备的研究现状和目前主要进展进行了描述,并展望了未来该领域的发展方向和前景。他在文章中写道:
纳米技术的基础是在原子和/或分子水平上的纳米结构的控制、性质和应用,它的理论基础是量子力学理论,但体现的环境是千差万别的。纳米材料的产生是非常复杂的物理的、化学的、甚至是生物学的过程,而且产生时它们的结构、成分、形态、边界等的变化,导致其性质也很大程度上取决于这些产生或制备过程。
纳米材料的制备主要分为两种途径,Top-down(自上而下)和bottom-up(自下而上),前者是采用从大块晶体通过刻蚀、腐蚀或研磨的方式获得纳米材料,例如多孔硅发光材料就是从硅片的腐蚀而来,使基于微电子学硅材料迈向光电子学乃至光子学技术的路途变得现实可行。而后者是从原子或分子出发来控制、组装、反应生成各种纳米材料或纳米结构。无论哪种途径,用途、成本、规模化、产物存在状态、均匀性、简洁易行与否等问题都是需要考虑的。从当前社会生活和高科技发展的趋势而形成的纳米材料制备热点方向主要是集中于光电子学材料、自旋电子学、生物学检测和疾病诊断的相关器件方面。针对各种各样的纳米材料及其应用,成分、方法变化多端的纳米化学技术充分显示了它们得天独厚的优势,成为纳米制备领域的绝对热点。
我国中科院、北大、清华等研究机构的许多研究小组在相应纳米结构制备领域取得了众多成果,例如溶剂热合成、模板控制合成、有机分子自组织、半导体团簇自组织、水热合成、纳米线(管)及其阵列的CVD合成等等许多方面,所得到的材料水准也与近期国外的成果相近。 但相对地我国国内的研究组在纳米结构的物性检测水平还有待提高,因而限制了他们的文章发表在更高层次的杂志上。
文章最后总结指出,纳米材料作为纳米科技应用的基础,现在尤其是在制备领域出现了百花齐放、精彩纷呈的局面,当前研究的特点是制备方法的多元化结合运用、所得材料功能化、集成化、规模化, 尽管这些方法与传统的微电子学制造方法还有距离,但可以想见的是,未来的一天,我们的家用电器的电路、功能原器件都变成可以用化学或物理手段的方法由bottom-up方法制成, 而其物性功能决定于其量子本色,不再仅仅表现在电子学方面、磁性、光学性质的运用尤其是它们的交叉运用(如自旋电子学),已经不太遥远。为这一天的早日到来,加强纳米微观物性检测技术研究和相关人才的培养是当务之急。
中国网 2004年3月22日