作者简介：张立德，中国科学院纳米材料科技中心学术委员会副主任，中国科学院固体物理研究所研究员、博士生导师，xxxx基础研究发展规划项目(973)首席科学家。

 2003年国际政治风云变化莫测，出现了一些不和谐的音符，但主旋律是发展。为了迎接21世纪的挑战，迎接新的产业革命，被称作为“小技术、大变革”的纳米技术，发展速度之快，对未来社会和经济发展影响的潜力之大，都超过了人们的预测。在纳米科技领域，知识创新、技术创新和产品创新都出现了新的发展势头，纳米技术产业崭露头角。为提高国家综合竞争力，美国、欧盟、日本、加拿大、澳大利亚及韩国、印度等我国周边国家和地区，均采取一系列措施，从国家顶层设计入手，加速本国纳米科技的研究与开发。面对这种国际形势，我们必须加速纳米技术研究，包括基础理论研究和应用技术开发，使纳米科技为国民经济服务。
     
      1 现状
     
      我国纳米技术的研究始于80年代，纳米材料研究起步较早，其次是纳米材料和结构的表征，纳米器件以及纳米xx。在国家科技部、中国科学院、国家自然基金委员会和国家教育部等部门的大力支持下，起动了{gjj}重大项目10多项，地方政府和企业家的介入，纳米实用化技术和纳米材料应用技术得到了有效发展。目前已有几百家公司参与了纳米材料技术的研发，已有一些产品开始进入市场。过去的10多年，在纳米材料的制造技术取得了长足进步，在国际上有一定地位。
     
      2 挑战
     
      我国纳米材料和技术产业刚刚起步。据不xx统计，有400多家企业专门从事纳米材料及应用产品的开发，有上千家企业对应用纳米技术产生了极大的兴趣。省、市地方政府也纷纷出台政策和措施，扶持纳米技术材料产业。应该说总的形势是好的。在我国纳米产业中，纳米材料包括纳米粉体材料(占90%)、纳米生物医药和纳米器件(分别占3%左右)及其他(如环保、能源、水处理等，占4%左右)。中小型企业介入纳米技术比较早，而大型企业介入纳米技术为数不多。目前面临的困难是资金不足，技术障碍，市场开拓不力，企业规模小，缺乏显示度，产品单一，没有形成产业链条，纳米产业之间存在技术壁垒，削弱了中国纳米产业市场的竞争力。之所以出现上述问题，有些是属于新技术的出现要得到市场认可需要一个过程，消费者的认同和公认程度也有一个适应过程，这是难免的，但是也确实存在一些急需解决的问题。
     
      2.1 认知上的挑战
     
      要正确认识纳米技术的科学内涵。纳米是一个度量单位，而纳米科学的内涵就是在纳米尺度下来认识世界、认识自然，进行知识创新、技术创新乃至于产品创新。关键是物质达到了纳米尺度，实现了量变到质变，在性能上出现了宏观物质不具备的新的性能。一段时间以来，一些媒体和企业对纳米技术的宣传不够准确。尺度当然很重要，但更重要的是性能突变，是量变到质变。判断一个产品、一种材料，关键是看其性能的升级。如果用纳米技术提高了产品性能，那就体现了纳米技术的作用。如果性能没升级、没被市场接受，贴上再多纳米的标签也没有价值。现在传统产业应用纳米技术，应该在新产品中说清楚在什么地方采用了纳米技术，什么性能得到了提高。前一阶段出现了商业上的炒作，不顾纳米技术科学内涵，随便以纳米冠名，夸大纳米的作用，甚至出现了假纳米产品，在社会上造成了不良的影响。如纳米杯、纳米洗衣机、纳米被、纳米鞋垫、纳米卫生巾等。这些产品的不科学宣传，实际上是误区，不但给消费者带来了损害，也伤害了纳米技术的本身。比如“纳米杯”的冠名既不科学，也不正确，明明这个杯子是宏观尺度，人的肉眼可见，在外形上与普通杯没什么区别，怎能用纳米来命名呢？用纳米来命名，必须具备两个条件，一是尺度达到纳米级，二是性能发生了质的变化。那么为什么厂家把明明是宏观尺度的杯子命名为“纳米杯”，很可能是杯子中有一块陶瓷材料制作的物体，这也是一个宏观尺度。如果说有什么纳米内涵，很可能在构筑这一小块陶瓷制品中加入了纳米材料。实际上纳米材料向传统产品切入，通过添加纳米材料，使其性能升级，这种把纳米材料通过纳米技术放到陶瓷制品中，在目前来说技术上是成熟的。如果说厂家真正把纳米材料用来制造陶瓷块，从而使陶瓷块具有一些新的理化特性，我们认为这可以称作运用了纳米技术。考查普通杯中陶瓷块最重要的是是否有新的功能特性，这种功能特性是不是纳米材料产生的，如果说性能确实有升级，也可以说该传统产品确实运用了纳米技术。判断的标准是消费者是否使用这个杯子确实感到了与普通杯不同，确实对身体有好处。即使是这样，也仅仅是通过纳米技术实现了对普通杯子性能的升级，而不应该叫“纳米杯”。
     
      识别所谓的“纳米杯”有没有功效，除了从健康指标来分析外，更重要的是理化指标。科学家们是可以根据纳米材料的品种、尺度范围来分析其功能特性。纳米材料如氧化物在光、电、磁、热、催化、敏感和化学活性等方面有优越的特性，商家应该向消费者讲清楚“陶瓷块”性能升级的科学原因，介绍科学内涵。如果讲不清楚为什么有神奇的功效，如果忽视了科学内涵，商业宣传超越了科学，那就是炒作，随便贴纳米标签也属于炒作的范畴。如果杯子的特殊功能不明显，消费者并不满意，那么在杯子贴上100个纳米标签也是没用的，也不能说是应用了纳米技术。
     
      目前是纳米技术使生产方式变革的关键时期。微米技术发展很快接近极限了，纳米技术要全面取代微电子技术成为21世纪的主导技术，这是普遍的看法。任何主导技术都要经过孕育期、成熟期和衰落期。纳米技术正处于孕育期，作为主导技术还需要一个过程。
     
      2.2 市场上的挑战
     
      以纳米粉体材料工业为例，因为纳米粉体材料是粉体材料工业中最富有活力，创新空间{zd0}的一个产业，纳米粉体材料仅仅是纳米材料当中一个部分，而不是全部。
     
      我国有几十条年产20吨以上的生产线（不含大学注册的企业），从氧化物、氮化物、碳化物，包括金属合金以及富勒烯材料都有。问题是缺乏市场目标作牵引，缺乏市场产品目标来带动技术的成熟。仅仅是单一的粉体，并没有针对市场目标去发展瓶颈技术（应用技术），即使有些技术成熟的，但还没有转化为市场成熟，都停留在找市场的阶段，这是相当困难的。缺乏市场目标牵引的纳米粉体产业，要想发展就要费很大力气。所以，必须明确生产的粉体产品是针对哪几个市场和需求的，有针对性地进行创新和改造。最重要的问题是要把技术优势转化为市场优势，这是当前纳米粉体材料产业急待解决的问题。其次，金融市场、技术市场和人才市场尚未形成，这对发展纳米粉体材料产业是一个瓶颈。市场推动纳米产业要形成一个价值链，形成一个销售网络，上游产品和下游产品要相互联系，通过金融市场和技术市场推动纳米产业，这是纳米技术产业发展最重要的阶段，实际上是第二次创业。每个纳米产业必须认真研究这个问题。21世纪产业的竞争不是孤立的，是产业价值链的竞争，只有通过联合、协同，形成一个产业链，才有竞争的实力，才能在市场上赢得应有的份额。纳米技术产业无论是“切入型”，还是“主导型”，都必须形成一个产业链。只有这样，才能在市场竞争中体现自身的价值。互相封锁、互不通气，是不利于纳米产业链的形成，而且纳米产业自身的价值也很难体现。
     
      2.3 技术上的挑战
     
      目前纳米粉体产业还面临很多技术上的问题，很多技术不够成熟，应该通过市场的带动使它成熟。如产品的稳定和一致性问题，作为产品性能必须稳定一致。对一个纳米粉体产业，包装技术和工艺是十分重要的。在实验室开发阶段，基本不涉及这个问题，但对一个产品，包装技术就显得十分重要。有的粉体产业对这问题不够重视，对纳米粉体在收集包装时没有温度和湿度的控制，在这种条件下很难保证产品的一致性。如氧化锌纳米粉体具有很强的吸附性，当它踝露在大气中，会吸附大气中的水分，使产品变成氢氧化锌；它吸附大气中的二氧化碳，就变成碱式碳酸锌，而且还会结团。纳米材料的包装技术总体来说还不够成熟。
     
      还有纳米材料的分散性问题。纳米材料和粗粉{zd0}的区别是团聚，由于库仑力、化学力使材料团聚得很厉害。这种团聚只能用高能技术才能把它打散。所以，在生产线上分散技术与偶连技术都要大大发展。
     
      一个生产线要有不同的品种，辐射很多应用目标索引的技术。比如，氧化钛或氧化硅有不同的用途,可以加入到陶瓷,也可以加入到涂料、塑料、橡胶、纤维和油漆等材料中，进行产品改性。但是，随着加入母体性质的差别，要求纳米材料表面要进行不同材料的修饰，表面包敷技术是关键，一把钥匙开一把锁，偶连技术上千种，必须正确选择。而且选择与使用产品对象有协同作用，搞不好就互相矛盾。如在有碳粉加入的黑橡胶里加入纳米二氧化硅，采用硅烷偶连剂进行表面修饰，肯定效果不好，它是互相矛盾的。所以，一个生产线的设计目标技术不成熟，这个应用技术的瓶颈不解决，很难占有市场。传统材料加入纳米材料有一个总体设计问题，这是一个系统工程，千万不能大意。
     
      一条纳米粉体生产线应该通过开发产品的应用技术，形成应用技术的价值链。这些应用技术可以使同一条生产线生产出具有不同性能的产品，形成纳米产品链。每一种产品都有明确的目标，结合这种应用目标再研发新的纳米粉体的应用技术。这不但对开发市场有利，而且也提升了纳米粉体生产线自身价值，使纳米粉体具有多品种和多样性。这是纳米粉体产业不同于传统粉体产业生产线最重要的特点。从这个意义上来说，一个纳米粉体生产线在技术上还有许多创新的空间，技术升级是不能停滞的。
     
      研发和技术创新是相互依赖的，纳米粉体产业的技术创新必须建立在对纳米粉体产品性能有全面认识的基础上来进行研发，必须了解什么样的粉体、什么样尺度的粉体、多大的比面、什么样元素的添加能使纳米粉体产品具备什么样的性能。对这样的问题不但要深刻的认识，而且要有针对性进行技术升级，这是纳米产业在技术上遇到的重要挑战之一。
     
      粉体有个协同的作用，单一纳米粉体的作用十分有限。现在，最重要的问题是如何挖掘纳米效应，这里有一个材料设计问题，忽视这个问题就会事倍功半。在应用时往往采用复合粉体，目前，多数纳米粉体产业在复合粉体的设计和应用目标的选择上做得不够，纳米粉体生产线很多技术上的问题还都没有解决，都需要创新，不是尺度达到纳米级就行了。
     
      两年前，美国和新加坡几家企业到上海了解中国粉体状况，问了很多厂家关于湿法生产的纳米粉体材料如氧化钛、氧化硅和氧化锌的表面性能。当问企业这些纳米粉体表面含有多少羟基和羧基、吸水能力如何时，由于我们的生产企业对这些纳米粉体表面状态很少问津，因而答不出来。尽管在这方面还没有制定标准，但作为粉体生产企业，这些基本的指标拿不出来，别人如何相信你的产品，怎么买你的产品？你即使卖出去，价格也不会太高。
     
      3 具体对策
     
      1.加强顶层设计，形成纳米材料技术产业链和价值链。要有战略上的策划，根据应用目标和产品目标，选准突破口和切入点，优先发展市场潜力大、技术可行的纳米产品。
     
      2.始终坚持以市场为导向，以需求作牵引。通过市场成熟带动纳米技术成熟。要按照市场需求的近、中、远期来部署纳米技术和相应产品的开发。
     
      3.坚持纳米技术与其它技术相结合，当前以发展切入型技术为主，培育主导型技术。
     
      4.注意知识产权保护，制定生产专利的策略。要调动企业申请专利的积极性，重视申请国外的发明专利和产品专利，熟悉国外保护知识产权的游戏规则，学会在国际产品激烈竞争中保护自己。
     
      5.加强协作。从事纳米技术的科研人员要和各领域的专业人员相结合，从事技术的专业人员要和企业经营人员相结合，企业发展纳米技术要和政府宏观指导相结合。