纳米科技范文精选

摘要：纳米科技包括纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学这三个研究领域。纳米材料是纳米科技的基础，纳米材料是一种新型的材料，具有特殊的光学、热学、磁学、力学等性能。本文分别阐释纳米科技与纳米材料的应用现状。

关键词：纳米科技;纳米材料;应用现状

一、纳米的相关定义

纳米是长度计量单位，1纳米等于10-9米，形象地讲，1纳米的物体放到1个乒乓球上，相当于1个乒乓球放在地球上。20世纪80年代末纳米科技迅速发展。1982年，宾尼希等人发明了扫描隧道显微镜。该显微镜为人类进入纳米世界打开了一扇更宽广的门。

二、纳米科技的应用现状

纳米科技指在纳米尺度（1～100纳米）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用，以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学和技术。纳米科技用途广泛，涉及领域多，体现多学科交叉性质的前沿领域，包含纳米物理学、纳米电子学等学科领域。

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纳米电子学

2013年中国国际纳米科学技术会议（ChinaNANO 2013）9月5日在北京召开，来自全球40多个国家和地区的1000多名代表出席了这次会议。在三天的会期中，不仅有世界一流的纳米技术领域专家作精彩的学术报告，还有近50家企业带来的最新实验设备和技术展示。目前，国际纳米科技发展的趋势是怎样的？中国纳米科技处于什么水平？

纳米科技将引发一场新的工业革命

笔者：纳米是一个长度单位，纳米科技却受到世界各国的重视。纳米科技对我们的生活会有什么样的影响？

白春礼：纳米科技的受关注度升高，不仅仅是其尺度的缩小问题，实质是由纳米科技在推动人类社会产生巨大变革方面具有的重要意义所决定的。

纳米科技是多学科交叉融合性质的集中体现，我们已不能将纳米科技归为哪一门传统的学科领域。而现代科技的发展几乎都是在交叉和边缘领域取得创新性突破的，正是这样，纳米科技充满了原始创新的机会。而一旦在这一领域探索过程中形成的理论和概念在我们的生产、生活中得到广泛应用，将极大地丰富我们的认知世界，并给人类社会带来观念上的变革。

随着人类对客观世界认知的革命，纳米科技将引发一场新的工业革命。比如，在纳米尺度上制造出的计算机的运算和存储能力，与目前微米技术下的计算机性能相比将呈指数倍提高，这将是对信息产业和其他相关产业的一场深刻的革命。同样，生命科技也面临着在纳米科技影响下的变革。所以，人们认为纳米科技是未来信息科技与生命科技进一步发展的共同基础。美国《新技术周刊》曾指出：纳米技术是21世纪经济增长的一个主要的发动机，其作用可使微电子学在20世纪后半叶对世界的影响相形见绌。

纳米科技也将促使传统产业“旧貌换新颜”。比如，纳米绿色印刷制版技术，完全摒弃了化学成像的预涂感光层，因此版材不再怕光、怕热；由于不需要曝光、冲洗等流程，因而杜绝了污染的产生，并且理论上是传统版材涂布成本的20%。

国际纳米科技发展趋势呈现三个新特点

1世界纳米科学技术研究总体趋势分析

(ⅰ)主流国际期刊发表的文章数量对比分析.选择了纳米科技领域公认的主流学术期刊20种,在2003~2013年统计范围内,对发文量居前10名的国家和地区在主流学术期刊上的文章分布情况进行了统计分析,结果见表2.从表2可以看出,在统计的20种主流学术期刊上,美国的发文量遥遥领先其他国家,高达22067篇,中国的发文量为3421篇,位居第6位.将20种主流学术期刊按照影响因子()分类后进一步分析(图2),可以看出,影响因子大于20的学术期刊上,中国的发文量只有76篇,所占比例(3.82%)很低.发文量前5位分别是美国(1068篇)、德国(221篇)、英国(193篇)、法(149篇)、日本(121篇)等发达国家,说明美德英等发达国家的纳米科技论文展现出很强的影响力.

(ⅱ)论文质量分析.论文数量可以作为科学产出能力的一个评价方面,但更重要的是论文的质量,即学术影响力.论文的被引用可看作是研究论文与某特定领域知识体的“连接剂”,也常常作为测度论文质量的“计量仪”.针对表1中列出的各个国家和地区所发表的纳米科技论文数量、论文的引文数量、篇均引文数量以及H指数,进行论文数量与质量分析,并对论文和引文2个指标加权统计后,得到各国家和地区在纳米科技领域的综合实力的排名顺序(表3).发文量指2003年1月1日~2013年12月31日为止全部被SCI收录的相关论文.入围本次统计的国家和地区为居前20位的国家和地区.引文数指2003年1月1日~2013年12月31日为止上述20个国家和地区SCI论文的被引频次.对上述2个指标,以国家或地区为对象统计数值,采用加权统计[7]后,得到20个国家和地区的综合排名如表3所示.从引文数来看,位居前5位的国家分别是美国、中国、德国、日本和英国.从篇均引文数看,位居前5位的国家是瑞士、荷兰、美国、英国和新加坡.从综合位次看,居前5位的国家是美国、中国、德国、日本、韩国,我们可以将这5个国家作为纳米科技领域的强国.中国发文量、被引数均居第2位,但篇均被引次数下降为第14位,说明论文的质量和影响力还有待进一步提高.

2研究主题、研究机构和高频文章分析

(ⅰ)从关键词分析纳米科学技术的发展趋势.为了更加全面分析纳米科技的发展趋势,采用关键词词频分析法,统计文献包括2003~2013年WebofScience的SCI-Expanded数据库检索到的SCI论文.通过关键词词频统计发现,频次前20个关键词中(表4),频次最高的是nanoparticles(纳米粒子)、nanocomposites(纳米复合材料)、carbonnanotubes(碳纳米管)、nanostructures(纳米结构)、mechanicalproperties(力学性能);频次较高的有self-assembly(自组装)、TiO2(二氧化钛)、microstructure(微观结构)、thinfilms(薄膜)、nanowires(纳米线)、X-raydfrac-tion(X射线衍射)、nanomaterials(纳米材料)等,这反映出全球纳米科技共同关注的焦点,大都集中在纳米材料及材料制备、分析表征等相关研究.以热点关键词“nanomaterials”为例,进一步深入分析比较不同研究方向的情况(图3),我们可以发现碳纳米材料是纳米材料方向最为活跃的研究焦点,其次是金属及其氧化物纳米材料,然后依次为:高分子纳米材料,薄膜纳米材料,量子点,硅及其化合物,胶体纳米材料等.为了分析不同国家在研究方向和关注焦点的差异,我们进一步对美国、中国、德国、日本4个纳米科技强国最关注的20个主题词进行了分析和比较,结果见表5.从表5可以看出,我国纳米科技关注的方向十分广泛,绝大多数领域都有涉猎,但值得注意的是我国关注的高频关键词,如chemicalsynthesis,photoca-talysis等均不在美国、德国和日本的重点关注之列.进一步对这2个主题词的频次进行了中外对比分析,统计结果见表6.可以看出,我国在这2个方向发表的论文总数已经超过其他9个国家和地区的总和,这说明我国在这些方面的研究“可能”存在过热现象,值得进一步深入跟踪分析.除了各国共同关注的科学问题以外,美国尤其重视药物递送和纳米药物的研发.德国的重点非常突出,更加注重力学性能、显微结构、原子力显微镜、X射线衍射技术等与纳米技术相关的研究.日本较为关注显微结构、机械性能、碳纳米材料等.因碳纳米管是日本科学家发现的,所以日本在碳纳米管的相关研究方面投入的精力最多.值得一提的是,尽管nanoparticles在各个国家都排在第1,但是,这个词是所有颗粒状物质的统称,而处于颗粒状的纳米材料比较普遍.

(ⅱ)研究机构发文量对比分析.按照论文通讯作者单位统计分析2003~2013年纳米科学技术领域发文数量排前10位的国际研究机构及其总被引频次和篇均被引频次,结果见表7.我国有4个研究机构入围,分别是中国科学院、清华大学、浙江大学和南京大学,发文量分别位居第1,3,6和10位.中国科学院的发文数量远远超过其他国际研究机构,是第2位俄罗斯科学院发文量的2.7倍,显示出中国科学院在纳米科技研究方面的超强实力。仔细分析这些数据,可以发现1个奇特现象:美国的发文总量位居全球第1位,但美国单一研究机构的发文量并没有入围前10位.这表明虽然美国开展纳米研究的机构众多,但这些研究机构之间有不同的研究范畴,特色较为明显;另一方面,也说明纳米科技与美国其他领域科学技术的发展有很高的融合度.我们进一步统计分析了国内发文量居前10位的研究机构,结果见表8.从中可以看出中国科学院在发文量和总被引频次方面展示出很雄厚的实力.北京大学的篇均被引频次略高于国内其他研究机构,篇均引用篇次为19.67,但与国际篇均被引频次最高的研究机构(新加坡国立大学篇均引用频次26.4)仍有较大的差距.

(ⅲ)高频文章分析.2003~2013年统计范围内,被引用次数最高的前20篇论文及作者等相关信息见表S1.20篇高被引论文中,65%的在影响因子超过30的期刊上.其中英国曼彻斯特大学Geim教授等人[8]于2004年在Science发表的题为“Electricfieldeffectinatomicallythincarbonfilms”的文章被引频次最高,共计13436次.从国别看,20篇高被引论文中,美国发表了13篇,位居首位,并有5篇在前10名以内,充分显示了美国文章的超强影响力.亚洲地区日本有2篇文章进入高引用范畴.中国没有文章入围高被引论文,说明虽然中国发文量居世界第1,但论文被关注程度和美国还有不少差距,中国研发机构和文章的影响力还有待提高.

(ⅳ)高引用科学家.2014年美国汤森路透(ThomsonReuters)公布了“全球高引用学者”名录(HighlyCitedResearchers2014,/).“高引用学者”是指全球最具领导力的科学家.成为世界“高引用学者”,意味着该科学家在其所研究的学科内具有世界级影响力,其科研成果为该学科的发展做出了重要贡献.2014年7月27日美国汤森路透公布了2002~2012年之间的“全球高引用科学家2014”,名单根据近11年(2002~2012年)被SCI收录的全部自然和社会科学领域论文进行排名,基于ISIEssentialScienceIndi-cators(ESI,基本科学指标)中的“HighlyCitedPa-pers(高被引论文)”,即发表的论文为所属领域中前1%的高引用论文.“2014年全球高引用科学家”分为21个学科领域,全球共3215人次入选.中国大陆共110人(126人次)入选.其中从事纳米科技研究有22人,占所有学科领域的1/5,远远高于其他领域.这显示了纳米研究对提升我国基础科学研究的国际学术地位,起到了至关重要的作用.

科学界普遍认为，纳米技术是21世纪经济增长的一台主要的发动机，其作用可使微电子学在20世纪后半叶对世界的影响相形见绌，纳米技术将给医学、制造业、材料和信息通信等行业带来革命性的变革。因此，近几年来，纳米科技受到了世界各国尤其是发达国家的极大青睐，并引发了越来越激烈的竞争。

1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划

由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义，世界各国（地区）纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器，相继制定了发展战略和计划，以指导和推进本国纳米科技的发展。目前，世界上已有50多个国家制定了国家级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划，但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。

（1）发达国家和地区雄心勃勃

为了抢占纳米科技的先机，美国早在2000年就率先制定了国家级的纳米技术计划（NNI），其宗旨是整合联邦各机构的力量，加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月，美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》，这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划，从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。

日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域，并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源（人才、资金、设备）的落实。之后，日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针，积极推进从基础性到实用性的研发，同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。

欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域，有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略，目前，已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施：增加研发投入，形成势头；加强研发基础设施；从质和量方面扩大人才资源；重视工业创新，将知识转化为产品和服务；考虑社会因素，趋利避险。另外，包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。

（2）新兴工业化经济体瞄准先机

【摘 要】纳米科技目前迅猛发展，并且已经应用的科技产品中去，本文从几个方面阐述了纳米科技发展的状况以及纳米科技未来发展的趋势。

【关键词】纳米；科技发展；纳米科技

1.何谓纳米科技

所谓纳米尺度是指十亿分的一米，约为人类头发直径的八万分的一，相当于十个氢原子的直径长。纳米科技涵盖材料、微电子、计算机工程、化工、化学、物理、医学、航天、环境、能源以及生物等各领域。而纳米科技一般系指利用数个纳米至数十个纳米的观察与操作技术，制作出具有该尺度的各种功能新颖的构造体，将其制作成各种不同领域与制程整合并加以利用的技术。

2.纳米材料的特性

当材料结构小到纳米尺寸时，材料中的晶粒大小介于一到十纳米范围的间。一般定义晶粒或颗粒直径小于1　0　0纳米的粒子称为纳米晶。当超威粉粒直径、薄膜厚度或孔隙直径从微米减小至纳米等级，具有与一般固体晶相或非晶质结构不同的原子结构；且有与传统晶粒或非晶质材料不同的性质，这些材料结构已小于可见光的波长，其表面原子所占全体原子的比例将快速增加，故其表面未饱和键数很多，使得纳米具有极高的表面活性，因此表面能量占全体总能量的比例也快速增加，其具有大表面积的特殊效应，又因其固体表面原子的热与化学稳定性比内部的原子要差得多，造成此表面原子有催化剂的作用。目前我们所使用的材料结构尺寸已经缩小到器件所利用的物理原理即将失效的阶段，科学家们预测这些物理原理的适用性再撑不过十年，由于纳米结构材料，仍有很多的新化学性质及物理性质，例如材料强度、模数、延性、磨耗性质、磁特性、表面催化性以及腐蚀行为等，会随着粒径大小不同而发生变化，也就是说如果我们想要利用纳米材料结构，不只需要找出更好的材料、更简便和可信度高的生产方法，同时也必须了解其新物理和化学性质，想出新运用的原理，并且可以做出特定大小、形状，或有可区分出不同尺寸与形状的纳米制造技术。

3.半导体纳米组件

目前电子产品组件中的晶体管和链接尺寸都已经缩小到0.13微米（百万分的一米）　以下，在计算机内两公分平方的中央数据处理器，英特尔（　Intel）　的最新商用微处理器Pentium　4，系使用0.18微米制程，于一个微处理器内包含4700万个晶体管，若使用0.02微米制程，则每一个微处理器几乎可容纳10亿个晶体管。当我们从0.13微米发展到0.10微米将会面对棘手的技术障碍。为进一步的发展，需要材料、非光学微影制程、蚀刻、沈积和低温退火等多方面的突破。除此的外，设计、检验、测试和封装技术都需要艰难的技术革新。英特尔的创办人的一、摩尔博士于1965年曾谓微处理器的晶体管密度，每十八个月会增加一倍，此即为摩尔定律，业界要维系摩尔定律，就必须不断的提升制程技术，其中的关键技术即为微影，例如传统微影制程使用的365纳米、近紫外光，其解像度大约在0.30-0.35微米间，而目前4　～　5年内的主要曝光技术则是深紫外光光学微影（DUV），2000年全球微影设备出货量中，D　U　V设备占6　2％，9　9年时为57％，在D　U　V曝光技术中，　193纳米氟化氩（ArF）　雷射为深紫外光光学微影的主要光学光源，其解像度为0.13-0.10微米。更多的工作将会集中于如何在更少的基底损坏和更高选择率的前提下净化和蚀刻芯片。我们会努力将阻抗更低的材料、导电性更高的薄膜、新型金属或金属化合物和导电性更低的隔层材料应用到新的生产线中。除此的外，许多的专家将会投入大量时间研究原子级检验、超高速芯片级测试和高效可靠的封装。台湾有不少硅晶圆制造公司已经成功地发展出小于0.11微米的组件。

很多人以为纳米科技离我们很远，实际上，一些应用早已悄然来到我们的身边。

纳米技术让芯片越来越小

清华大学计算机系教授黄连生在接受记者采访时表示，在纳米技术的应用中，最为显著的例子就是其在电脑等电子产品芯片中的应用。

很多人都能够感受到的一个事实是：很多电子产品的体积越来越小，我们使用越来越方便，功能越来越强大，但是其价格却越来越低。纳米科技就在其中发挥了至关重要的作用。

晶体管的发展和演变就是最为生动的写照。晶体管是一种半导体器件，是规范操作电脑、手机和所有其他现代电子电路的基本构建块。但是晶体管的大小对电子产品的使用也非常关键。专家表示，电子产品的先进程度、便携程度与CPU（中央处理器）的“制作工艺”具有很大的关系，在生产CPU过程中，集成电路的精细度越高，生产工艺越先进，在同样的材料中可以制造更多的电子元件，同样功能的电子元件可以做得更小，连接线也越细， CPU的功耗也越小。

大约在 15 年前，半导体开始进入次微米，即小于微米的时代，之后更有深次微米，比微米小很多的时代。到了2001 年，晶体管尺寸甚至已经小于 0.1微米，也就是小于 100 纳米，晶体管的制造迈入了纳米电子时代。

“未来的集成电路及晶体管大部分都会由纳米技术做成。”中芯国际的一位专家对记者表示。

纳米技术推动电子产品普及

为贯彻落实国家和*中长期科技发展规划纲要，持续增强纳米科技的创新能力，加快转变经济发展方式，*市科学技术委员会*年度*市纳米科技专项指南。

一、研究专题和期限

专题一纳米功能材料开发与应用

（一）研究目标与内容：

研究目标：

围绕能源、环境、健康及产业科技进步等主题，以工业化规模生产为目标，重点研究开发纳米功能材料及其应用的新产品、新工艺。

研究内容：

1、高储能密度超级电容器生产及应用示范

摘要:在过去的十年里纳米科学的首次浪潮澎湃而过。在此期间，国际、国内以及香港的学者已向世人证实他们可以采用“build-up”或“build-down”的办法制造大量的纳米管、纳米线以及纳米团簇。这些努力已经表明，如果纳米结构能够低廉地制造，那我们就会有更丰硕的收获。尺度小于20纳米的结构会展现非经典的性质，这提供给我们一个用全新的想法来制造功能器件的基础。在半导体工业，制造结构尺寸小于70纳米器件的能力允许器件的持续微型化。在下一个10年中，纳米科学和技术的另次浪潮将可能来临。在这个新时期，科学家和工程师需要展示人们对纳米结构的期待功能以及证实他们的进一步的潜力，拥有在纳米结构实际器件的尺寸、组份、有序和纯度上的良好控制能力将实现人们期望的功能。在本文中，我们将讨论纳米科学和技术在新时期里发展所面对的困难和挑战。一系列新的方法将被讨论。我们还将讨论倘若这些困难能够被克服我们可能会有的收获。

关键词：纳米科学纳米技术纳米管纳米线纳米团簇半导体

NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution

Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.

Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor

I.引言

纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如，美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%，达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是，纳米结构（尺度小于20纳米）足够小以至于量子力学效应占主导地位，这导致非经典的行为，譬如，量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外，亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念，例如，单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是，在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向（2001）“杂志，2005年前动态随机存取存储器（DRAM）和微处理器（MPU）的特征尺寸预期降到80纳米，而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件设计和制造方案，因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小，量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加，这是我们不想要的但却是不可避免的。因此，解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件，以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件，我们肯定会获益良多。譬如，在电子学上，单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处，他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作，这导致超低的能量消耗，在功率耗散上也显著减弱，以及带来快得多的开关速度。在光电子学上，量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点，其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上，纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子，而且开启了细胞内探测的可能性，这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用，比如，铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等，也已经被提出，可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之，无论是从基础研究（探索基于非经典效应的新物理现象）的观念出发，还是从应用（受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使）的角度来看，纳米结构都是令人极其感兴趣的。

II.纳米结构的制备———首次浪潮

“人类将再一次倾倒于自己亲手创造的奇迹，并为自己亲手发起的革命震惊――就像哥伦布穿越茫茫的海洋第一次踏上神奇的美洲大陆；像人类第一次自由地飞翔在无垠的天空；像爱因斯坦经过漫长的思考洞悉了宇宙的神秘；像人类第一次听到宇航员来自月球的宣言――纳米科技又一次打开了梦想者的天空。”

纳米技术是新材料技术的前沿，有人预言，纳米技术所引起的世界性技术革命和产业革命，将会比历史上任何一次技术革命对社会、经济、军事等领域所产生的冲击更为巨大。

在20世纪末，美容护肤品从第一代的工业石油革命、第二代的天然添加成分，走到了第三代生物医学技术化妆品时代。进入新世纪，纳米科技带给人类的纳米护肤品再一次将人们的目光引向了高科技应用领域，在国外，以瑞士凯斯尼亚、意大利欧风格林为代表；在国内，以北京邦定、成都欧利思为代表，已经开始使用纳米“活细胞仿生微球”技术。“纳米保鲜护肤液”为主流的这类绿色护肤化妆品，正以优质、高效、安全、持久等优异性能来满足人们对高品质美容的追求。

微型化的新材料技术

纳米是英文Namometer的译名，是一种度量单位，等于1米的十亿分之一。自从1982年扫描隧道显微镜发明后，便诞生了一门0.1至100纳米长度为研究分子的技术，即纳米技术，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品，使新的材料和产品在某些性能上发生截然不同的变化，从而应用在信息、能源、交通、医药、食品、纺织、环保等诸多领域。这种令人不可思议的新变革，大大提升了我们的生活质量，比如将抗菌物质进行纳米化处理，在生产一些日常用品时添加进去，抗菌内衣、抗菌茶杯、抗菌冰箱便生产出来了；如果在玻璃表面涂一层渗有纳米化氧钛的涂料，那么普通玻璃马上变成具有自己清洁功能的“自净玻璃”，不用人工擦洗了。普通的材料通过纳米化处理，更能增添许多神奇的特性。

活性成分难以逾越的屏障――皮肤角质层

皮肤是人体与外界之间的一道天然屏障，保护着身体不受外来侵害，也阻挡了美容护肤品中的活性成分进入体内。我们知道，护肤品是皮肤的特殊保健品，尤其是功能性护肤品，其意义就在于给皮肤的组织细胞提供多种营养物质、活性成分，给表皮细胞补充水分、养分，改善其新陈代谢过程，中和或祛除一些不利的因素，营造一个优越的生命环境，从而打造皮肤持久的健康。但，皮肤致密的结构阻挡了这些活性物质的进入，而皮肤最外层具有疏水性的角质层，更增加了水溶性物质和大分子物质的吸收难度。

现有的美容化妆品生产技术制约了护肤品中的有效成分进入皮肤。比如传统工艺的乳化技术使化妆品膏体内部结构为胶团或胶囊状，其单位直径为微米，对皮肤的渗透能力很弱，不易被表皮细胞吸收。因此，化妆品中的活性有效成分在使用中不能充分发挥其作用，严重影响了化妆品的功效。

【摘 要】纳米材料的出现对现有口腔材料的改造和创新具有重要意义，目前其在口腔医学临床上使用的材料相当广泛，对口腔临床修复治疗起到了非常重要的作用，本文重点介绍了几种纳米材料在口腔内学科的应用。

【关键词】纳米材料；纳米技术；口腔内外学科

1 纳米的概念

纳米（符号为nm）是长度单位，1nm=1×10-9m。“纳米材料”的概念是20世纪80年代初形成的，是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10～100个原子紧密排列在一起的尺度。

纳米材料具有以下主要特点：纳米粒子大小在1～100nm；有大量的自由表面或界面；纳米单元之间存在着相互作用，作用或强或弱。纳米材料与组成相同的微米晶体材料比较具有其许多优异的性能，主要表现在催化、磁性、光学、力学等许多方面。

2 纳米材料在口腔内科中的应用

2.1纳米复合树脂

复合树脂的基本组成部分是无机填料，根据填料的粒径大小分为大颗粒型、超微颗粒型和混合填料型。混合填料型树脂填料粒径近几年不断向纳米级发展。使复合树脂的强度增强的纳米粒子包括纳米二氧化硅、纳米氧化锆、纳米羟基磷灰石等。为使材料发生聚合时不收缩或收缩减小，在光化聚合丙烯酸脂或异丁烯酸脂基的向列液晶单体中，加入二氧化硅纳米微粒和较高含量的金属氧化物，使形成高分子量的聚合物粘结性增强，体积收缩减小。二氧化锆用于口腔科具有X射线阻射性高、强度高和硬度高等优点。纳米氧化锆复合树脂光学透明性极高，是理想的口腔科复合树脂增强材料。将氧化锆纳米粒子通过运用纳米技术填充入树脂材料中，材料的物理强度会得到增强。而将氧化锆纳米粒子加入玻璃离子材料中，能使材料克服容易溶解的不足，同时强度增强，与一般的复合树脂相比，具有更好的耐磨性。研究人员在口腔科复合树脂中加入熔附了纳米硅颗粒的晶须和纳米二钙或四钙磷酸盐，可达到自修复的目的。