時(shí)間：2022-04-08 07:36:32
序論：在您撰寫(xiě)納米化學(xué)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：納米二氧化鈦，氣相法，液相法，光催化
納米二氧化鈦（TiO2）具有許多特殊性能，比如表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道四大效應(yīng)[1]，從而使其與普通二氧化鈦相比具有許多特殊性能。
納米二氧化鈦是無(wú)機(jī)納米半導(dǎo)體材料TiO2中極其重要的一種納米材料，是一種穩(wěn)定的無(wú)毒紫外光吸收劑[2]，納米TiO2還具有很好的光催化作用[3]，在光照條件下能夠降解有機(jī)污染物、殺死細(xì)菌。納米二氧化鈦在水處理、催化劑載體、紫外線吸收劑、光敏性催化劑、防曬護(hù)膚化妝品、光電子器件等領(lǐng)域具有廣泛的用途。目前納米二氧化鈦的制備方法主要分為液相法和氣相法，本文對(duì)其制備方法及其應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)。
1 制備方法
1.1 氣相法
氣相法是直接利用氣體，或者通過(guò)各種手段將物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，使之在氣體狀態(tài)下發(fā)生物理變化或者化學(xué)反應(yīng)，最后在冷卻過(guò)程中凝聚長(zhǎng)大形成納米粒子的方法。
1.1.1 四氯化鈦氣相氧化法 此法多是以四氯化鈦為原料，以氮?dú)鉃檩d氣，以氧氣為氧源，在高溫條件下四氯化鈦和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成納米二氧化鈦。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，可以制備出優(yōu)質(zhì)的二氧化鈦粉體；缺點(diǎn)是二氧化鈦粒子遇冷結(jié)疤的問(wèn)題較難解決，對(duì)設(shè)備要求高，技術(shù)難度大，在生產(chǎn)過(guò)程中排出有害氣體Cl2，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。
1.1.2 四氯化鈦氫氧火焰法 以TiCl4為原料，將TiCl4氣體導(dǎo)入高溫的氫氧火焰中700～1000℃，進(jìn)行高溫氣相水解備納米二氧化鈦。四氯化鈦氫氧火焰法制得的納米二氧化鈦粒子晶型為銳鈦礦和金紅石的混合型，該工藝優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高達(dá)99.5%，粒徑小、比表面積大、分散性好、團(tuán)聚程度小，可用作電子化工材料，制備工藝成熟，生產(chǎn)過(guò)程較短，自動(dòng)化程度高；缺點(diǎn)是反應(yīng)過(guò)程溫度較高，生成HCl使設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，對(duì)材質(zhì)要求高，需要精確控制工藝參數(shù)。
1.2 液相法
當(dāng)今制備納米粒子液相法居多，納米二氧化鈦的制備方法也是如此。主要有溶膠-凝膠法、水熱法、沉淀法等。
1.2.1 溶膠—凝膠法 溶膠—凝膠法(簡(jiǎn)稱S—G法)，又名膠體化學(xué)法，是被廣泛采用的一種制備納米二氧化鈦的方法。其原理是以鈦醇鹽或鈦的無(wú)機(jī)鹽為原料，經(jīng)水解和縮聚得溶膠，再進(jìn)一步縮聚得凝膠，凝膠經(jīng)干燥、煅燒得到納米二氧化鈦粒子。論文參考，液相法。與其它方法相比制品的均勻度高，尤其是多組分的制品，其均勻度可達(dá)分子或原子尺度；制品的純度高，而且溶劑在處理過(guò)程中容易除去；反應(yīng)易控制，副反應(yīng)少；煅燒溫度低，工藝操作簡(jiǎn)單。
1.2.2 水熱法 水熱反應(yīng)過(guò)程是指在一定的溫度和壓力下，在水、水溶液或蒸汽等流體中所進(jìn)行有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的總稱。該法的原理是在高壓、水熱條件下加速離子反應(yīng)和促進(jìn)水解反應(yīng)。論文參考，液相法。一些在常溫下反應(yīng)速度很慢的熱力學(xué)反應(yīng)，在水熱條件下可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)快速轉(zhuǎn)化。
2 納米TiO2催化性能的應(yīng)用
2.1 殺菌功能
抗菌是指TiO2在光照下對(duì)環(huán)境中微生物的抑制或殺滅作用。TiO2光催化劑對(duì)綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等具有很強(qiáng)的殺菌能力。在紫外線作用下，以0.1mg/cm3濃度的超細(xì)TiO2可徹底地殺死惡性海拉細(xì)胞，而且隨著超氧化物歧化酶（SOD）添加量的增多，TiO2光催化殺死癌細(xì)胞的效率也提高；用TiO2光催化氧化深度處理自來(lái)水，可大大減少水中的細(xì)菌數(shù)，飲用后無(wú)致突變作用，達(dá)到安全飲用水的標(biāo)準(zhǔn)[5]；當(dāng)細(xì)菌吸附于由納米二氧化鈦涂敷的光催化陶瓷表面時(shí)，TiO2被紫外光激發(fā)后產(chǎn)生的活性超氧離子自由基(·O-)和羥基自由基(·OH-)能穿透細(xì)菌的細(xì)胞壁,破壞細(xì)胞膜質(zhì)，進(jìn)入菌體，阻止成膜物質(zhì)的傳輸，阻斷其呼吸系統(tǒng)和電子傳輸系統(tǒng)，從而有效地殺滅細(xì)菌，并抑制細(xì)菌分解有機(jī)物產(chǎn)生臭味物質(zhì)如H2S、SO2、硫醇等[4]；在涂料中添加納米TiO2可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料，可應(yīng)用于醫(yī)院病房、手術(shù)室及家庭衛(wèi)生間等細(xì)菌密集、易繁殖的場(chǎng)所，可有效殺死大腸桿菌、黃色葡萄糖菌等有害細(xì)菌，防止感染。論文參考，液相法。論文參考，液相法。
2.2 防紫外線功能
納米TiO2既能吸收紫外線，又能反射、散射紫外線，還能透過(guò)可見(jiàn)光，是性能優(yōu)越、極有發(fā)展前途的物理屏蔽型的紫外線防護(hù)劑。與同樣劑量的一些有機(jī)紫外線防護(hù)劑相比，納米TiO2在紫外區(qū)的吸收峰更高，更可貴的是它還是廣譜屏蔽劑，不象有機(jī)紫外線防護(hù)劑那樣只單一對(duì)UVA或UVB有吸收[6]。它還能透過(guò)可見(jiàn)光，加入到化妝品使用時(shí)皮膚白度自然，不象顏料級(jí)TiO2，不能透過(guò)可見(jiàn)光，造成使用者臉上出現(xiàn)不自然的蒼白顏色。論文參考，液相法。利用納米TiO2的透明性和紫外線吸收能力還可用作食品包裝膜、油墨、涂料和塑料填充劑，可以替代有機(jī)紫外線吸收劑，用于涂料中可提高涂料耐老化能力。論文參考，液相法。
2.3 防霧及自清潔涂層
TiO2薄膜在光照下具有超親水性和超永久性[7]，因此其具有防霧功能，如在汽車后視鏡上涂覆一層氧化鈦薄膜，即使空氣中的水分或者水蒸氣凝結(jié)，冷凝水也不會(huì)形成單個(gè)水滴，而是形成水膜均勻地鋪展在表面，所以表面不會(huì)發(fā)生光散射的霧。當(dāng)有雨水沖過(guò)，在表面附著的雨水也會(huì)迅速擴(kuò)散成為均勻的水膜，這樣就不會(huì)形成分散視線的水滴,使得后視鏡表面保持原有的光亮，提高行車的安全性。如果把高層建筑的窗玻璃、陶瓷等這些建材表面涂覆一層氧化鈦薄膜，利用氧化鈦的光催化反應(yīng)就可以把吸附在氧化鈦表面的有機(jī)污染物分解為CO2和O2，同剩余的無(wú)機(jī)物一起可被雨水沖刷干凈，從而實(shí)現(xiàn)自清潔功能[8]。
參考文獻(xiàn)：
[1]卓長(zhǎng)平,張雄.納米涂料發(fā)展現(xiàn)狀[J].上?；?003 (11):33~ 36.
[2]徐國(guó)財(cái),張立德.納米復(fù)合材料[J].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002,200(11):5~7.
[3]陳秋月.納米二氧化鈦改性的研究[M].內(nèi)蒙古石油化工,1998,30 (1):51~53.
[4]Yu J.G.,Zhao X.J. Mater.Res. Bull[M].,2000,35,1293.
[5]WatanabeT.,FukayamaS.,MiyauchiM.,FujishimaA.,HashimotoK.J.Sol.Gel.Sci.Technol,2000,19(3).71-76.
[6]Zhu Y.F.,Zhang L.,WangL.,Tan R.Q.,Cao L.Li Sruf.Interf[M].Anal,2001.32(1).218-220.
[7]陳崧哲,張彭義,祝萬(wàn)鵬.鈦、鋁和玻璃上TiO2光催化膜的失活研究[M].無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào),2004,20(11):12-65.
[8]陳鋒,朱依萍,張金龍.TiO2復(fù)合納米材料的合成和表征[M].物理化學(xué)學(xué)報(bào),2004,20(11):93-98.
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研究論文
(1)多壁納米碳管對(duì)磷酸鐵鋰正極材料熱穩(wěn)定性及表面形貌的影響 mária filkusová andrea fedorková renáta
oriňáková andrej oriňák2 zuzana nováková lenka kantárová
動(dòng)態(tài)
(7)第十一屆全國(guó)新型炭材料學(xué)術(shù)研討會(huì)征文通知 無(wú)
研究論文
(8)氧化硅包覆單壁碳納米管納米電纜的制備 張艷麗 侯鵬翔 劉暢
動(dòng)態(tài)
(13)thc系列耐高溫阻燃熱固性酚醛樹(shù)脂 無(wú)
研究論文
(14)多壁碳納米管的對(duì)氨基苯磺酸鈉修飾及對(duì)cu^2＋的吸附性能 鄭凈植 胡建 杜飛鵬
動(dòng)態(tài)
(19)《新型炭材料》2011年sci影響因子0．914 無(wú)
研究論文
(20)磁場(chǎng)處理對(duì)ldpe及其碳納米管復(fù)合材料電導(dǎo)特性的影響 韓寶忠 馬鳳蓮 郭文敏 王艷潔 蔣慧
動(dòng)態(tài)
(25)西安誠(chéng)瑞科技發(fā)展有限公司 高低溫炭化爐、液相（氣相）沉積爐、石墨化爐 無(wú)
研究論文
(26)碳納米管/鐵氰化鎳/聚苯胺雜化膜對(duì)抗壞血酸的電催化氧化 馬旭莉 孫守斌 王忠德 楊宇嬌 郝曉剛 臧楊 張忠林 劉世斌
(33)水輔助化學(xué)氣相沉積制備定向碳納米管 劉庭芝 劉勇 多樹(shù)旺 孫曉剛 黎靜
(39)通過(guò)高溫裂解酚醛樹(shù)脂制備氣體分離用炭膜——裂解溫度及臭氧后處理的作用分析 mohammad mahdyarfar toraj
mohammadi ali mohajeri
動(dòng)態(tài)
(46)納米植物炭黑 無(wú)
研究論文
(47)中孔炭負(fù)載二氧化鈦光催化劑的制備及降解甲基橙 因博 王際童 徐偉 龍東輝 喬文明 凌立成
(55)co2捕集用具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)納米孔炭的制備 唐志紅 韓卓 楊光智 趙斌 沈淑玲 楊俊和
研究簡(jiǎn)報(bào)
(61)高分散性氧化石墨烯基雜化體的制備及其熱穩(wěn)定性增強(qiáng) 張樹(shù)鵬 宋海歐
(66)相互連接的碳微米球的制備與磁性 文劍鋒 莊葉 湯怒江 呂麗婭 鐘偉 都有為
(71)碳化物衍生碳涂層的表面劃痕織構(gòu)能降低摩擦 眭劍 呂晉軍
動(dòng)態(tài)
(75)instructions to authors 無(wú)
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(1)多壁納米碳管對(duì)磷酸鐵鋰正極材料熱穩(wěn)定性及表面形貌的影響 mária filkusová andrea fedorková renáta
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關(guān)鍵詞 功能納米材料； 生物傳感器； 評(píng)述
1 引 言
生物傳感器（Biosensors）是一門(mén)集化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、電子技術(shù)等諸多學(xué)科于一身的交叉學(xué)科[1]。近年來(lái)， 隨著納米技術(shù)（Nanotechnology）和功能納米材料（Functional nano-materials）的迅速發(fā)展， 生物傳感器的性能已提高到一個(gè)新的水平[2]?；诠δ芗{米材料的生物傳感器呈現(xiàn)出體積更小、檢測(cè)速度更快、靈敏度更高和可靠性更好等優(yōu)異性能， 在臨床診斷、工業(yè)控制、食品和藥物分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及生物技術(shù)、生物芯片等諸多領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用前景[3，4]。 因此， 21世紀(jì)的第一個(gè)十年被稱之為“傳感的十載” [5]。在這10年中， 該領(lǐng)域的發(fā)展非常迅猛， 平均每年約有2000篇相關(guān)論文在國(guó)際雜志發(fā)表， 2011年度在國(guó)際雜志刊載發(fā)表的相關(guān)論文已超過(guò)3000篇，其中包括Nature Communications， Journal of the American Chemical Society， Analytical Chemistry， Angewndte Chemie International Edition， Chemistry-A Europe Journal等知名期刊。國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究緊跟國(guó)際發(fā)展的步伐， 取得了較好的研究成果， 2011年度國(guó)內(nèi)期刊刊載相關(guān)論文60余篇， 其中在《分析化學(xué)》和《中國(guó)科學(xué)：化學(xué)》（中英、文版）上近40篇， 在很大程度上推動(dòng)了國(guó)內(nèi)生命分析學(xué)科的發(fā)展。
2 基于功能納米材料的生物傳感器的研究現(xiàn)狀
不同納米結(jié)構(gòu)材料的生物功能化是生物傳感器研究的主要亮點(diǎn)和重點(diǎn)[6]。國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的研究發(fā)展也十分迅速， 在2011年度中國(guó)期刊刊載發(fā)表基于功能納米材料的生物傳感器的論文中， 納米材料結(jié)構(gòu)涉及二維納米膜[7～18]、一維納米管[19～31]和零維納米粒子[32～46]， 其中研究工作以零維納米粒子和二維納米膜居多；分析對(duì)象廣泛， 包括DNA、大腸桿菌內(nèi)毒素、癌胚抗原、氨基酸、葡萄糖、酶、唾液分泌性免疫球蛋白 A、IgG、細(xì)胞＼， 基因、谷胱甘肽、過(guò)氧化氫等；傳感器類型有電化學(xué)傳感器、表面等離子共振（SPR）傳感器、石英晶體微天平（QCM）傳感器和光學(xué)傳感器， 其中多數(shù)為電化學(xué)傳感器， 在其它類型傳感器方面的探索研究還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
2.1 二維納米膜
二維納米材料中最具代表性的是納米超薄膜。國(guó)內(nèi)研究利用不同的制備技術(shù)（如自組裝、電化學(xué)聚合及滴涂法），制得不同的納米超薄膜，建立各種生物傳感器。如Zhang等[7]通過(guò)靜電組裝的方式將雙鏈 DNA 膜組裝到納米 SnO2半導(dǎo)體電極上， 然后使用一種DNA雙鏈嵌入劑， 即Ru（bpy）2（dppz）2+作為光電信號(hào)分子， 根據(jù)電極的光電信號(hào)的變化， 研究光電傳感器中納米材料對(duì)DNA的損傷， 為納米材料的毒理學(xué)研究奠定了理論基礎(chǔ)。劉艷等[9]利用陽(yáng)離子型聚合物聚二烯丙基二甲基氯化銨（PDDA）和功能化的帶負(fù)電荷的多壁碳納米管（MWCNTs）及石墨烯（GR）之間的靜電吸附， 通過(guò)層層自組裝的方法在GCE的表面制備了均一、穩(wěn)定的（PDDA/GR/PDDA/MWNTs）5 多層膜。由于GR和MWCNTs均具有良好的導(dǎo)電性能， 可以提高H2O2的氧化反應(yīng)中電子傳遞的能力。該電極對(duì)H2O2的氧化顯示出較好的電催化活性， 對(duì)H2O2響應(yīng)靈敏度高， 檢測(cè)范圍寬。在此基礎(chǔ)上可進(jìn)一步對(duì)膜進(jìn)行修飾， 如對(duì)生物分子的固定， 有望研制出靈敏度更高， 抗干擾性更好的生物傳感器。
電化學(xué)聚合法在二維膜的制備中因其簡(jiǎn)單、快速的特性得到廣泛應(yīng)用。張志軍等[10]以電化學(xué)聚合苯胺（ANI）/鄰氨基苯甲酸（OAA）， 制得在中性溶液中具有導(dǎo)電性的聚（苯胺-鄰氨基苯甲酸）（PAOAA）共聚物膜， 隨后負(fù)載Cu2+通過(guò)配位作用固定過(guò)氧化氫酶， 實(shí)現(xiàn)了蛋白的有效固定， 并保留了蛋白質(zhì)的活性， 為傳感器表面生物分子的有效固定提供了新途徑。張玉雪等[11]利用循環(huán)伏安法將新蒸單體吡咯和羧基化WMCNTs聚合到電極表面， 通過(guò)生物素-親和素體系固定探針， 制備了一種電化學(xué)DNA 生物傳感器， 成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)沙門(mén)氏菌毒力基因invA 的特異性基因片段的快速檢測(cè)， 在食品與環(huán)境安全、臨床基因診斷、藥物篩選分析等領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用前景。Zhang等[12]在玻碳電極（GCE）表面電聚合了一層鄰氨基苯甲酸， 通過(guò)共價(jià)方法將抗-CEA（Ab1）捕獲在聚合物膜表面。固定有Ab1的電極和結(jié)合有堿基磷酸酶標(biāo)記的抗-CEA（Ab1）的金納米粒子（AuNPs）復(fù)合物， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)CEA的雙催化信號(hào)放大的夾層檢測(cè)法， 分析靈敏度提高了近百倍， 實(shí)現(xiàn)了CEA的高靈敏度電化學(xué)檢測(cè)。
滴涂法也是二維膜材料制備過(guò)程中常見(jiàn)的方法之一。汪紅梅等[15]依據(jù)慢性粒細(xì)胞白血病BCR/ABL融合基因的堿基序列， 設(shè)計(jì)了一種新型發(fā)夾結(jié)構(gòu)鎖核酸（LNA） 探針， 將該探針滴涂在金電極表面形成一超薄LNA探針膜層， 對(duì)慢性粒細(xì)胞白血病基因片段表現(xiàn)出良好的電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)， 有望在臨床慢性粒細(xì)胞白血病基因的早起診斷中得到應(yīng)用。
在2011年度國(guó)內(nèi)基于二維功能納米膜作為分子識(shí)別元件在生物傳感器中的應(yīng)用的研究工作中， 二維納米膜的制備方法多以電聚合和滴涂法為主， 只有很少一部分工作使用自組裝的方法制備二維納米膜。然而， 自組裝是目前制造納米材料最方便、最普遍的途徑之一， 特別對(duì)于制造結(jié)構(gòu)規(guī)則的功能納米材料， 自組裝已經(jīng)顯示出獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)越性。因此， 今后應(yīng)加強(qiáng)研究自組裝功能納米材料在生物傳感器領(lǐng)域中的應(yīng)用研究。
2.2 一維納米線、納米棒和納米管
青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院的前身是1988年成立的應(yīng)化系。2001年3月更名為化學(xué)與分子工程學(xué)院，經(jīng)過(guò)20多年的建設(shè)，現(xiàn)已形成以應(yīng)用化學(xué)學(xué)科為支撐，多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的辦學(xué)特色，初步發(fā)展成為以理工為主的教學(xué)研究型學(xué)院。羅細(xì)亮這次獲得資助也意義非凡，不僅展示了青島科技大學(xué)在化學(xué)研究方面的實(shí)力，而且給青島科技大學(xué)帶來(lái)了一股青春助力科研的新浪潮。
開(kāi)啟電分析化學(xué)之路
1995年，羅細(xì)亮高考失利，面對(duì)高出分?jǐn)?shù)線僅一分的高考成績(jī)，他很是糾結(jié)。一心向往的上海交通大學(xué)肯定是無(wú)望了，擺在他面前的，只有兩條路：要么復(fù)讀，要么去青島化工學(xué)院（現(xiàn)為青島科技大學(xué)）應(yīng)用化學(xué)系報(bào)到。思量再三，羅細(xì)亮選擇了后者，進(jìn)入算不上一級(jí)學(xué)府的青島化工學(xué)院。這樣的決定對(duì)于當(dāng)時(shí)那些建議羅細(xì)亮復(fù)讀的人來(lái)說(shuō)也許不是最好的選擇，但是對(duì)于如今的羅細(xì)亮來(lái)說(shuō)卻是他當(dāng)年最正確的選擇。
青島化工學(xué)院是最早有碩士點(diǎn)的高校之一，可以繼續(xù)深造。從大一報(bào)到之日起，羅細(xì)亮的目標(biāo)就是深造，他要靠自己的力量改變?nèi)松壽E。
學(xué)校并沒(méi)有讓羅細(xì)亮失望，他到校后發(fā)現(xiàn)，學(xué)校里的教授們教學(xué)水平很高，很重視學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)驗(yàn)課時(shí)十分充足。不僅如此，青島化工學(xué)院的老師們對(duì)學(xué)生們一向要求嚴(yán)格，羅細(xì)亮還記得，當(dāng)時(shí)他的畢業(yè)設(shè)計(jì)把實(shí)驗(yàn)做壞了，為此挨了老師的不少批評(píng)，直到他把實(shí)驗(yàn)做得完美，才過(guò)了老師的那一關(guān)?！罢且?yàn)槲以趯W(xué)校時(shí)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)，所以日后，當(dāng)我在南京大學(xué)讀博士及國(guó)外做博士后時(shí)，我的動(dòng)手能力比其他名校來(lái)的學(xué)生甚至還要強(qiáng)?！绷_細(xì)亮回憶道。
大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活很快就過(guò)去了，羅細(xì)亮不忘初衷，決定考研，這次沒(méi)有猶豫，沒(méi)有懷疑，他直接考取了本校研究生，跟隨當(dāng)時(shí)的校長(zhǎng)、知名的學(xué)者焦奎教授，開(kāi)始從事電分析化學(xué)的研究。2002年，碩士研究生學(xué)習(xí)結(jié)束后，他聽(tīng)取導(dǎo)師的建議考取了南京大學(xué)攻讀博士，師從著名的分析化學(xué)家陳洪淵教授。從此，羅細(xì)亮牢牢的把握著自己的人生軌跡。
接下來(lái)的2005～2011年間，羅細(xì)亮先后在愛(ài)爾蘭都柏林城市大學(xué)國(guó)家傳感器研究中心、美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)生物設(shè)計(jì)研究院及匹茲堡大學(xué)生物工程系從事博士后研究。2011年2月獲歐盟瑪麗居里學(xué)者，同年3月被美國(guó)匹茲堡大學(xué)聘為研究助理教授。
正當(dāng)羅細(xì)亮在國(guó)外的發(fā)展順風(fēng)順?biāo)臅r(shí)候，他接到了母校青島科技大學(xué)拋來(lái)的橄欖枝，希望他回母校工作，并申請(qǐng)山東省的泰山學(xué)者特聘教授。飲水思源，不可忘本，羅細(xì)亮當(dāng)機(jī)立斷，放棄了即將到手的綠卡，辭去了國(guó)外的工作，帶著妻子和一雙兒女，毅然回到了祖國(guó)，回到了青島科技大學(xué)。
享受科研之趣
科研路上總是層巒疊嶂，沒(méi)有盡頭。作為科研人，如果沒(méi)有點(diǎn)執(zhí)著的勁頭，就意味著終有一天你會(huì)在某一個(gè)山頭前停滯不前。而對(duì)羅細(xì)亮來(lái)說(shuō)，他熱愛(ài)科研，享受科研的樂(lè)趣，在科研的路上，執(zhí)著地翻過(guò)一坐又一坐高山。
在南京大學(xué)讀博士期間，羅細(xì)亮在導(dǎo)師陳洪淵院士和徐靜娟教授的指導(dǎo)下，開(kāi)創(chuàng)了利用電沉積殼聚糖固定生物識(shí)別分子制備生物傳感器的方法。
在制備生物傳感器的過(guò)程中，最關(guān)鍵的步驟是生物識(shí)別分子的固定。實(shí)現(xiàn)生物識(shí)別分子簡(jiǎn)便、有效的固定，而又同時(shí)盡可能地保持其活性，一直是世界上眾多科學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)。利用生物聚合物殼聚糖的電沉積特性和良好的生物相容性，羅細(xì)亮率先提出了通過(guò)電化學(xué)沉積殼聚糖，用于同時(shí)或依次固定納米材料和生物識(shí)別分子制備生物傳感器的方法。通過(guò)這種方法制備生物傳感器，簡(jiǎn)單有效且條件溫和，普遍能夠得到理想的結(jié)果。該方法提出后在國(guó)際上廣受關(guān)注，目前已經(jīng)被中、美、日和歐洲等30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的科學(xué)家們所廣泛借鑒和采用，成為了比較有代表性的生物分子固定化和生物傳感器制備方法之一。基于這一研究成果發(fā)表的3篇主要研究論文至今已被他人引用超過(guò)500次。尤其值得指出的是，美國(guó)一流大學(xué)馬里蘭大學(xué)Gregory Payne教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組，在他們發(fā)表的20余篇高水平論文里，高度評(píng)價(jià)了羅細(xì)亮的研究工作，明確表示羅細(xì)亮的研究工作是這方面最早的相關(guān)報(bào)道。2007年，羅細(xì)亮的博士學(xué)位論文在被相繼評(píng)為南京大學(xué)優(yōu)秀博士學(xué)位論文和江蘇省優(yōu)秀博士學(xué)位論文之后，又獲得全國(guó)百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名獎(jiǎng)。
科研永不止步
羅細(xì)亮并沒(méi)有就此止步，為了進(jìn)一步提升自己的科研水平，2005年，羅細(xì)亮申請(qǐng)了國(guó)外的博士后，先后赴愛(ài)爾蘭都柏林城市大學(xué)和美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)，跟隨愛(ài)爾蘭皇家科學(xué)院院士Malcolm Smyth教授和世界著名分析化學(xué)家Joseph Wang教授，在分析化學(xué)領(lǐng)域深造。2008年，考慮到生物化學(xué)與分析化學(xué)的結(jié)合日益緊密，而自己又缺乏生物的研究背景，為了拓展自己的研究方向，羅細(xì)亮又申請(qǐng)去了美國(guó)匹茲堡大學(xué)生物工程系，使自己的研究從化學(xué)和材料拓展到生物領(lǐng)域，有利于實(shí)現(xiàn)不同學(xué)科的相互交叉。
博士后研究期間，羅細(xì)亮在化學(xué)、材料和生物這幾個(gè)學(xué)科的交叉領(lǐng)域，開(kāi)展了一系列研究，并取得了豐碩的研究成果。其中比較突出的貢獻(xiàn)是，構(gòu)建了新穎的藥物釋放體系，在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了利用碳納米管內(nèi)腔來(lái)儲(chǔ)存和可控釋放藥物。
碳納米管是目前國(guó)際上研究的熱點(diǎn)，由于它特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，其在藥物可控遞送和釋放方面的應(yīng)用研究廣受關(guān)注。理論上，碳納米管的內(nèi)腔是儲(chǔ)存藥物的理想納米膠囊，但是如何實(shí)現(xiàn)藥物在碳納米管內(nèi)的儲(chǔ)存和釋放，一直是個(gè)沒(méi)有解決的難題。羅細(xì)亮的研究實(shí)現(xiàn)了利用碳納米管的內(nèi)管來(lái)裝載藥物。儲(chǔ)存的藥物，通過(guò)簡(jiǎn)便的電化學(xué)刺激就能夠以可控的方式釋放出來(lái)，而且進(jìn)一步的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)由此釋放出來(lái)的藥物仍然保持有藥物活性。這是首次報(bào)道利用碳納米管的內(nèi)管來(lái)裝載并可控釋放保持有活性的藥物，研究結(jié)果發(fā)表在本領(lǐng)域頂尖期刊生物材料上，并被美國(guó)能源部的能源技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室作為新聞報(bào)道，認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)將有效促進(jìn)神經(jīng)控制可植入裝置的發(fā)展。
羅細(xì)亮還發(fā)展了新穎的可控合成單根導(dǎo)電聚合物納米線的方法，并研制了超靈敏的單根納米線生物傳感器。
利用單根納米線來(lái)構(gòu)建具有優(yōu)異性能的納米裝置或器件，是目前世界上眾多科學(xué)家所努力的前沿方向，但是單根納米線在可控合成尤其是操控上的困難極大阻礙了這方面研究的進(jìn)展。羅細(xì)亮制備了具有高度選擇性和靈敏度的納米生物傳感器，其檢測(cè)限低于1皮克每毫升，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于其他類似的生物傳感器。由于該傳感器從合成到檢測(cè)都采用可控的電化學(xué)技術(shù)，非常適合進(jìn)一步研制超靈敏、集成化的納米傳感系統(tǒng)。
2011年，對(duì)于35歲的羅細(xì)亮來(lái)說(shuō)，是非常特別的一年。當(dāng)年2月，羅細(xì)亮獲得歐盟第七框架計(jì)劃國(guó)際合作項(xiàng)目的資助，成為英國(guó)牛津大學(xué)化學(xué)系的高級(jí)瑪麗居里學(xué)者；3月，羅細(xì)亮被美國(guó)匹茲堡大學(xué)聘為研究助理教授，進(jìn)入大學(xué)的教員系列；8月，羅細(xì)亮被山東省人民政府選聘為泰山學(xué)者特聘教授。不同的機(jī)遇，在短時(shí)間內(nèi)集中出現(xiàn)，通常會(huì)讓人難以取舍。然而羅細(xì)亮沒(méi)有過(guò)多的猶豫，他選擇了回國(guó)發(fā)展。要為祖國(guó)貢獻(xiàn)自己的微薄力量，是他很早就形成了的一個(gè)樸素的觀念。
2011年9月，羅細(xì)亮離開(kāi)美國(guó)匹茲堡大學(xué)，回到了母校青島科技大學(xué)。環(huán)境和條件的改變，不可避免會(huì)影響到自己的科研，為了把不利影響降到最小，羅細(xì)亮付出了幾倍于別人的辛勞。他克服種種困難，從零開(kāi)始組建自己的科研團(tuán)隊(duì)，建設(shè)自己的實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)自己的研究生。同時(shí)，利用與國(guó)外的聯(lián)系，羅細(xì)亮積極開(kāi)展對(duì)外的合作交流，及時(shí)掌握國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)?；貒?guó)后的3年時(shí)間里，羅細(xì)亮基本上沒(méi)有完整的節(jié)假日。3年過(guò)去，羅細(xì)亮自己的實(shí)驗(yàn)室和研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)初具規(guī)模，逐步地發(fā)展壯大，并在生化分析領(lǐng)域開(kāi)展了比較有影響的研究工作。尤其重要的是，羅細(xì)亮首次構(gòu)建了基于電化學(xué)阻抗技術(shù)的抗污染生物傳感器，推進(jìn)了可在復(fù)雜生物體系中直接測(cè)定的實(shí)用型傳感器件的發(fā)展。
在實(shí)際生物樣品中以免標(biāo)記的方法直接檢測(cè)蛋白質(zhì)，一直是國(guó)際上的研究熱點(diǎn)，但是由于生物樣品中其它成分的污染和干擾，多數(shù)生物傳感器只能在緩沖溶液或高倍數(shù)稀釋的樣品中使用。羅細(xì)亮研發(fā)的生物傳感器，既可以方便地固定生物識(shí)別分子，又可以有效防止蛋白質(zhì)的非特異性吸附。結(jié)合非法拉第型電化學(xué)阻抗檢測(cè)技術(shù)的高靈敏度，該生物傳感器可以對(duì)血液中的胰島素進(jìn)行直接檢測(cè)而基本上不受污染和干擾。該生物傳感器的檢測(cè)結(jié)果與醫(yī)院的報(bào)告結(jié)果偏差相對(duì)很小，在疾病標(biāo)志物的臨床檢測(cè)等方面顯示出極大的優(yōu)越性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在分析化學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威期刊美國(guó)分析化學(xué)上。羅細(xì)亮的這一抗污染生物傳感器方面的研究結(jié)果，發(fā)表后很快就受到美國(guó)著名的分析化學(xué)家James F. Rusling教授的關(guān)注，他在為美國(guó)分析化學(xué)撰寫(xiě)的前瞻性評(píng)述論文中認(rèn)為，該成果有望解決眾多生物傳感器所面臨的非特異性吸附的難題。
面對(duì)這突如其來(lái)的巨大榮譽(yù)，鄭詠梅卻異常平靜。她說(shuō)，這一論文的發(fā)表及其飽受重視，證明了中科院化學(xué)所及北京航空航天大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)江雷院士帶領(lǐng)的科研梯隊(duì)開(kāi)展的向自然學(xué)習(xí)的仿生科學(xué)研究進(jìn)入世界領(lǐng)先行列，這將為北京航空航天大學(xué)新學(xué)科的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
這個(gè)突破性的研究揭示了篩器蜘蛛（Uloborus Walckenaerius）的捕捉絲的方向集水效應(yīng)，提出了“多協(xié)同效應(yīng)”機(jī)制，為新型仿生集水材料研究提供思想理論基礎(chǔ)。
在微納米各向異性梯度結(jié)構(gòu)方向性憎水效應(yīng)研究方面，她揭示了Morpho蝴蝶翅膀的特殊浸潤(rùn)性，發(fā)現(xiàn)了蝴蝶翅膀上單方向可調(diào)控的斥水特性的機(jī)理。傳統(tǒng)上認(rèn)為同一種結(jié)構(gòu)的超疏水表面，只能具備單一浸潤(rùn)狀態(tài)，而鄭詠梅通過(guò)探究蝴蝶翅膀的浸潤(rùn)特性，發(fā)現(xiàn)了由于獨(dú)特的取向結(jié)構(gòu)，兩種高/低粘滯的超疏水狀態(tài)能夠共存且在同一表面上。這個(gè)發(fā)現(xiàn)在材料、微流控、生物工程，器件等領(lǐng)域均具有一定的指導(dǎo)和科學(xué)意義。
1、各國(guó)競(jìng)相出臺(tái)納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃
由于納米技術(shù)對(duì)國(guó)家未來(lái)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展及國(guó)防安全具有重要意義，世界各國(guó)（地區(qū)）紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動(dòng)器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃，以指導(dǎo)和推進(jìn)本國(guó)納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個(gè)國(guó)家制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃。一些國(guó)家雖然沒(méi)有專項(xiàng)的納米技術(shù)計(jì)劃，但其他計(jì)劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。
（1）發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)雄心勃勃
為了搶占納米科技的先機(jī)，美國(guó)早在2000年就率先制定了國(guó)家級(jí)的納米技術(shù)計(jì)劃（NNI），其宗旨是整合聯(lián)邦各機(jī)構(gòu)的力量，加強(qiáng)其在開(kāi)展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開(kāi)發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月，美國(guó)國(guó)會(huì)又通過(guò)了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開(kāi)發(fā)法案》，這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計(jì)劃，從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開(kāi)。
日本政府將納米技術(shù)視為“日本經(jīng)濟(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域，并制定了多項(xiàng)措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源（人才、資金、設(shè)備）的落實(shí)。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實(shí)用性的研發(fā)，同時(shí)跨省廳重點(diǎn)推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研發(fā)。
歐盟在2002—2007年實(shí)施的第六個(gè)框架計(jì)劃也對(duì)納米技術(shù)給予了空前的重視。該計(jì)劃將納米技術(shù)作為一個(gè)最優(yōu)先的領(lǐng)域，有13億歐元專門(mén)用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識(shí)為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會(huì)還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略，目前，已確定了促進(jìn)歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個(gè)關(guān)鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢(shì)頭；加強(qiáng)研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施；從質(zhì)和量方面擴(kuò)大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù)；考慮社會(huì)因素，趨利避險(xiǎn)。另外，包括德國(guó)、法國(guó)、愛(ài)爾蘭和英國(guó)在內(nèi)的多數(shù)歐盟國(guó)家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計(jì)劃。
（2）新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體瞄準(zhǔn)先機(jī)
意識(shí)到納米技術(shù)將會(huì)給人類社會(huì)帶來(lái)巨大的影響，韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體，為了保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國(guó)政府2001年制定了《促進(jìn)納米技術(shù)10年計(jì)劃》，2002年頒布了新的《促進(jìn)納米技術(shù)開(kāi)發(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)施規(guī)則》。韓國(guó)政府的政策目標(biāo)是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個(gè)主要技術(shù)領(lǐng)域，以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平；到2010年10年計(jì)劃結(jié)束時(shí)，韓國(guó)納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國(guó)和日本等領(lǐng)先國(guó)家的水平，進(jìn)入世界前5位的行列。
中國(guó)臺(tái)灣自1999年開(kāi)始，相繼制定了《納米材料尖端研究計(jì)劃》、《納米科技研究計(jì)劃》，這些計(jì)劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ)，以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標(biāo)，意在引領(lǐng)臺(tái)灣知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
（3）發(fā)展中大國(guó)奮力趕超
綜合國(guó)力和科技實(shí)力較強(qiáng)的發(fā)展中國(guó)家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家納米科技發(fā)展的勢(shì)頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國(guó)政府在2001年7月就了《國(guó)家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國(guó)家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)、國(guó)家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門(mén)委員會(huì)。目前正在制定中的國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展綱要將明確中國(guó)納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國(guó)在目前和中長(zhǎng)期的研發(fā)任務(wù)，以便在國(guó)家層面上進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào)，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，爭(zhēng)取在幾個(gè)方面取得重要突破。鑒于未來(lái)最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù)，南非科技部正在制定一項(xiàng)國(guó)家納米技術(shù)戰(zhàn)略，可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過(guò)加大對(duì)從事材料科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)和項(xiàng)目的支持力度，加強(qiáng)材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。
2、納米科技研發(fā)投入一路攀升
納米科技已在國(guó)際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在無(wú)論是富裕的工業(yè)化大國(guó)還是渴望富裕的工業(yè)化中國(guó)家，都在對(duì)納米科學(xué)、技術(shù)與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據(jù)歐盟2004年5月的一份報(bào)告稱，在過(guò)去10年里，世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術(shù)研究資金估計(jì)為20億歐元。這說(shuō)明，全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。
美國(guó)的公共納米技術(shù)投資最多。在過(guò)去4年內(nèi)，聯(lián)邦政府的納米技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元，2005年將增加到9.82億美元。更重要的是，根據(jù)《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開(kāi)發(fā)法》，在2005～2008財(cái)年聯(lián)邦政府將對(duì)納米技術(shù)計(jì)劃投入37億美元，而且這還不包括國(guó)防部及其他部門(mén)將用于納米研發(fā)的經(jīng)費(fèi)。
日本目前是僅次于美國(guó)的第二大納米技術(shù)投資國(guó)。日本早在20世紀(jì)80年代就開(kāi)始支持納米科學(xué)研究，近年來(lái)納米科技投入迅速增長(zhǎng)，從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元，而2004年還將增長(zhǎng)20%。
在歐洲，根據(jù)第六個(gè)框架計(jì)劃，歐盟對(duì)納米技術(shù)的資助每年約達(dá)7.5億美元，有些人估計(jì)可達(dá)9.15億美元。另有一些人估計(jì)，歐盟各國(guó)和歐盟對(duì)納米研究的總投資可能兩倍于美國(guó)，甚至更高。
中國(guó)期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達(dá)到2.4億美元左右；另外，地方政府也將支出2.4億～3.6億美元。中國(guó)臺(tái)灣計(jì)劃從2002～2007年在納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中投資6億美元，每年穩(wěn)中有增，平均每年達(dá)1億美元。韓國(guó)每年的納米技術(shù)投入預(yù)計(jì)約為1.45億美元，而新加坡則達(dá)3.7億美元左右。
就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國(guó)為2.4歐元，美國(guó)為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計(jì)劃，美國(guó)2006年的納米技術(shù)研發(fā)公共投資增加到人均5歐元，日本2004年增加到8歐元，因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢(shì)。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國(guó)為0.01%，日本為0.02%。
另外，據(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國(guó)魯克斯資訊公司2004年的一份年度報(bào)告稱，很多私營(yíng)企業(yè)對(duì)納米技術(shù)的投資也快速增加。美國(guó)的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元，占全球私營(yíng)機(jī)構(gòu)38億美元納米技術(shù)投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元，占36%。歐洲的私營(yíng)機(jī)構(gòu)將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長(zhǎng)，納米技術(shù)的創(chuàng)新時(shí)代必將到來(lái)。
3、世界各國(guó)納米科技發(fā)展各有千秋
各納米科技強(qiáng)國(guó)比較而言，美國(guó)雖具有一定的優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)在尚無(wú)確定的贏家和輸家。
（1）在納米科技論文方面日、德、中三國(guó)不相上下
根據(jù)中國(guó)科技信息研究所進(jìn)行的納米論文統(tǒng)計(jì)結(jié)果，2000—2002年，共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學(xué)引文索引（SCI）》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長(zhǎng)，且增長(zhǎng)幅度較大，2001年和2002年的增長(zhǎng)率分別達(dá)到了30.22%和18.26%。
2000—2002年納米研究論文，美國(guó)以較大的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先于其他國(guó)家，3年累計(jì)論文數(shù)超過(guò)10000篇，幾乎占全部論文產(chǎn)出的30%。日本（12.76%）、德國(guó)（11.28%）、中國(guó)（10.64%）和法國(guó)（7.89%）位居其后，它們各自的論文總數(shù)都超過(guò)了3000篇。而且以上5國(guó)2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)出大都超過(guò)了1000篇，是納米研究最活躍的國(guó)家，也是納米研究實(shí)力最強(qiáng)的國(guó)家。中國(guó)的增長(zhǎng)幅度最為突出，2000年中國(guó)納米論文比例還落后德國(guó)2個(gè)多百分點(diǎn)，到2002年已經(jīng)超過(guò)德國(guó)，位居世界第三位，與日本接近。
在上述5國(guó)之后，英國(guó)、俄羅斯、意大利、韓國(guó)、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多，各國(guó)3年累計(jì)論文總數(shù)都超過(guò)了1000篇，且每年的論文數(shù)排位都可以進(jìn)入前10名。這5個(gè)國(guó)家可以列為納米研究較活躍的國(guó)家。
另外，如果歐盟各國(guó)作為一個(gè)整體，其論文量則超過(guò)36%，高于美國(guó)的29.46%。（2）在申請(qǐng)納米技術(shù)發(fā)明專利方面美國(guó)獨(dú)占鰲頭
據(jù)統(tǒng)計(jì)：美國(guó)專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項(xiàng)關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國(guó)家是美國(guó)（1454項(xiàng)），其次是日本（368項(xiàng)）和德國(guó)（118項(xiàng)）。由于專利數(shù)據(jù)來(lái)源美國(guó)專利商標(biāo)局，所以美國(guó)的專利數(shù)量非常多，所占比例超過(guò)了60%。日本和德國(guó)分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國(guó)、韓國(guó)、加拿大、法國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣的專利數(shù)也較多，所占比例都超過(guò)了1%。
專利反映了研究成果實(shí)用化的能力。多數(shù)國(guó)家納米論文數(shù)與專利數(shù)所占比例的反差較大，在論文數(shù)最多的20個(gè)國(guó)家和地區(qū)中，專利數(shù)所占比例超過(guò)論文數(shù)所占比例的國(guó)家和地區(qū)只有美國(guó)、日本和中國(guó)臺(tái)灣。這說(shuō)明，很多國(guó)家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實(shí)力，但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究，而實(shí)用化能力較弱。
（3）就整體而言納米科技大國(guó)各有所長(zhǎng)
美國(guó)納米技術(shù)的應(yīng)用研究在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等領(lǐng)域快速發(fā)展。隨著納米技術(shù)在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應(yīng)用，目前美國(guó)納米研究熱點(diǎn)已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)納米技術(shù)已經(jīng)被列為美國(guó)國(guó)家的優(yōu)先科研計(jì)劃。在納米醫(yī)學(xué)方面，納米傳感器可在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)多種癌癥進(jìn)行早期診斷，而且，已能在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進(jìn)行早期診斷。2004年，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門(mén)出臺(tái)了一項(xiàng)《癌癥納米技術(shù)計(jì)劃》，目的是將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標(biāo)；利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動(dòng)也是一個(gè)研究熱門(mén)，這對(duì)于研究艾滋病病毒、癌細(xì)胞等在人體內(nèi)的活動(dòng)情況非常有用，還可以用來(lái)檢測(cè)藥物對(duì)病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果，未來(lái)5～10年有望商業(yè)化。
雖然醫(yī)學(xué)納米技術(shù)正成為納米科技的新熱點(diǎn)，納米技術(shù)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的應(yīng)用仍然引人關(guān)注。美國(guó)科研人員正在加緊納米級(jí)半導(dǎo)體材料晶體管的應(yīng)用研究，期望突破傳統(tǒng)的極限，讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術(shù)是這一領(lǐng)域中最受關(guān)注的地方。不少科學(xué)家試圖利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)合成納米顆粒，并按照一定規(guī)則排列這些顆粒，使其成為體積小而運(yùn)算快的芯片。這種技術(shù)本來(lái)有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術(shù)。在光學(xué)新材料方面，目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長(zhǎng)度達(dá)到幾百微米的納米導(dǎo)線。
日本納米技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)實(shí)力強(qiáng)大，某些方面處于世界領(lǐng)先水平，但尚未脫離基礎(chǔ)和應(yīng)用研究階段，距離實(shí)用化還有相當(dāng)一段路要走。在納米技術(shù)的研發(fā)上，日本最重視的是應(yīng)用研究，尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外，日本開(kāi)發(fā)出多種不同結(jié)構(gòu)的納米材料，如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結(jié)構(gòu)、富勒結(jié)構(gòu)套富勒結(jié)構(gòu)、納米管套富勒結(jié)構(gòu)、酒杯疊酒杯狀結(jié)構(gòu)等。
在制造方法上，日本不斷改進(jìn)電弧放電法、化學(xué)氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法，同時(shí)積極開(kāi)發(fā)新的制造技術(shù)，特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細(xì)川公司展出的低溫連續(xù)燒結(jié)設(shè)備引起關(guān)注。它能以每小時(shí)數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復(fù)合的超微粒材料。東麗和三菱化學(xué)公司應(yīng)用大學(xué)開(kāi)發(fā)的新技術(shù)能把制造碳納米材料的成本減至原來(lái)的1／10，兩三年內(nèi)即可進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。
日本高度重視開(kāi)發(fā)檢測(cè)和加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡等的性能不斷提高，并涌現(xiàn)了諸如數(shù)字式顯微鏡、內(nèi)藏高級(jí)照相機(jī)顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品。科學(xué)家村田和廣成功開(kāi)發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置，能應(yīng)用于納米領(lǐng)域，在硅、玻璃、金屬和有機(jī)高分子等多種材料的基板上印制細(xì)微電路，是世界最高水平。
日本企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)積極在信息技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)為納米技術(shù)尋找用武之地，如制造單個(gè)電子晶體管、分子電子元件等更細(xì)微、更高性能的元器件和量子計(jì)算機(jī)，解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結(jié)構(gòu)等。不過(guò)，這些研究大都處于探索階段，成果為數(shù)不多。
歐盟在納米科學(xué)方面頗具實(shí)力，特別是在光學(xué)和光電材料、有機(jī)電子學(xué)和光電學(xué)、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導(dǎo)體、復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)材料、智能材料等方面的研究能力較強(qiáng)。
中國(guó)在納米材料及其應(yīng)用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多，主要以金屬和無(wú)機(jī)非金屬納米材料為主，約占80%，高分子和化學(xué)合成材料也是一個(gè)重要方面，而在納米電子學(xué)、納米器件和納米生物醫(yī)學(xué)研究方面與發(fā)達(dá)國(guó)家有明顯差距。
4、納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快
目前，納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業(yè)前景。據(jù)統(tǒng)計(jì)：2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到500億美元，2010年將達(dá)到14400億美元。為此，各納米技術(shù)強(qiáng)國(guó)為了盡快實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，都在加緊采取措施，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
美國(guó)國(guó)家科研項(xiàng)目管理部門(mén)的管理者們認(rèn)為，美國(guó)大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足，導(dǎo)致美國(guó)在該領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)應(yīng)用缺乏動(dòng)力，因此，嘗試建立一個(gè)由多所大學(xué)與大企業(yè)組成的研究中心，希望借此使納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國(guó)聯(lián)邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區(qū)建立一個(gè)“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”，以便及時(shí)有效地將納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項(xiàng)：一是進(jìn)行納米技術(shù)基礎(chǔ)研究；二是與大企業(yè)合作，使最新基礎(chǔ)研究成果盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計(jì)算、納米通訊、納米機(jī)械和納米電路等許多方面，其中不少研究成果將被率先應(yīng)用于美國(guó)國(guó)防工業(yè)。
美國(guó)的一些大公司也正在認(rèn)真探索利用納米技術(shù)改進(jìn)其產(chǎn)品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內(nèi)取得突破，并生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品。一個(gè)由專業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)組織組成的網(wǎng)絡(luò)在迅速擴(kuò)大，其目的是共享信息，促進(jìn)聯(lián)系，加速納米技術(shù)應(yīng)用。
日本企業(yè)界也加強(qiáng)了對(duì)納米技術(shù)的投入。關(guān)西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學(xué)及國(guó)立科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合，不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進(jìn)會(huì)議”，以大力促進(jìn)本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術(shù)研究所，試圖將納米技術(shù)融合進(jìn)各自從事的產(chǎn)業(yè)中。
歐盟于2003年建立納米技術(shù)工業(yè)平臺(tái)，推動(dòng)納米技術(shù)在歐盟成員國(guó)的應(yīng)用。歐盟委員會(huì)指出：建立納米技術(shù)工業(yè)平臺(tái)的目的是使工程師、材料學(xué)家、醫(yī)療研究人員、生物學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家能夠協(xié)同作戰(zhàn)，把納米技術(shù)應(yīng)用到信息技術(shù)、化妝品、化學(xué)產(chǎn)品和運(yùn)輸領(lǐng)域，生產(chǎn)出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產(chǎn)品，同時(shí)減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過(guò)建立納米技術(shù)工業(yè)平臺(tái)和增加納米技術(shù)研究投資使其在納米技術(shù)方面盡快趕上美國(guó)。
