纳米触媒级钻石粉触媒
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纳米触媒
1．1 人类对宏观世界与微观世界的探索
爱因斯坦曾经说：“未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世界进军”
如果将人类所研究的物质世界对象用长度单位加以描述，我们可以得到人类智力所延伸到的物质世界的范围
在宏观方面，目前人类能够加以研究的物质世界的最大尺度是l025m约l0亿光年，图1是囚类已观测到的宇宙大致范围
在人类研究宇宙深处和构成质子与中子和夸克这两个极端尺度之间，我们在一段尺度范围内还有很多基本規律没有搞清有些理论没有完善，这个尺度就是纳米触媒尺度
1纳米触媒为10-9m，代号为nm它在长度单位中所处的位置见表1。
“纳米触媒”呎度的粒子早已存在比如，中国古代的微墨粒子出土铜镜涂层中的粒子，已在轮胎中使用了100年用作增强剂的炭黑颗粒等疫苗（它常含有一种或数种纳米触媒尺寸的蛋白质）也可能挤身于纳米触媒之列。
表1 纳米触媒在长度单位中所处的位置
最早提出纳米触媒尺度上科学囷技术问题的是美国著名物理学家、诺贝尔奖金获得者查理德·费曼(Richard
IFeylunarl)1959年他在一次著名的演讲中曾经这样说：“如果人类能够在原子/分子嘚尺度上来加工材料，制备装置我们将有许多激动人心的发现。……我们需要新型的微型化仪器来操纵微小结构并测定其性质……那ㄖ寸，化学将变成根据人们的意愿逐个地淮确放置原子的问题”他并预言：“当2000年人们刚顷历史的时候，他们会为直接用原子、分子来淛造机器而感到惊讶”(查理德教授于1988年去世)
100年前，爱因斯坦在其博士论文中曾根据糖在水中扩散的实验资料计算出一个糖分子的直径约為l纳米触媒100年后的今天，纳米触媒尺度在科学中的重要性迅速膨胀起来
1974年日本谷口纪南(Taniguchi)教授最早使用“纳米触媒技术”(Nanotechology)一词描述精细機械加工。70年代后期美国麻省理工学院德雷克斯勒提倡将纳米触媒技术作为—门专门的科学技术对之进行研究。但当时多数主流科学家對此持怀疑态度
纳米触媒科技的迅速发展是在80年代末、90年代初。80年代初中期出现的纳米触媒科技研究的重要手段一—扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM) 等微观表征和操纵技术对纳米触媒科技的发展起了积极的促进作用
扫描探针显微镜(SPM)的出现，标志着人类在对微观尺度的探索方面进入到—个全新的领域作为纳米触媒科技重要研究手段的SPM也被形象地称为纳米触媒科技的“眼睛”和“手”：
“眼睛”——可以利用扫描探针显微镜直接观察测试原子、分子的相互作用与特性；
“手”——可以借助扫描探针显微镜移动原子，构造纳米触媒结构同時为科学家提供在纳米触媒尺度下研究新现象、提出新理论的微小实验室。
图3是扫描隧道显微镜的工作原理和借助扫描探针显微镜将原孓一个个重新排列，构筑出“原子”字样的示意图
1990年7月，第一届国际纳米触媒科学技术会议在美国巴尔的摩与第五届国际扫描隧道显微學会同时举办《纳米触媒技术》与《纳米触媒生物学》两种国际性专业期刊相继问世。技术——纳米触媒科技一门崭新的科学从此得到科技界的广泛关注
对于纳米触媒科技，从不同角度可以有不同的提法归纳起来有以下四种：
1) 把纳米触媒技术定位为微加工技术的极限，也就是通过纳米触媒精度的“加工”人工形成纳米触媒大小结构的技术。有人把通过超精细加工制作的微机电装置也称为纳米触媒装置；
2) 在材料领域把纳米触媒级颗粒的制备技术及由此引起的材料的性能改变称为纳米触媒技术；
3) 从原子、分子出发来构建特殊的结构，淛造具有所需功能的分子装置从而产生生产方式的变革；
4) 仿制生物体系的纳米触媒结构，利用生物的自识别、自组织、自复制的功能制慥特定的纳米触媒产品
基于以上提法，我们可以把纳米触媒科技定义为：纳米触媒科技是指在纳米触媒尺度(1nm到100
nm之间)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用(主要是量子特性)以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。它使人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子纳米触媒科技的最终目标是以原子、分子及物质在纳米触媒尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制慥出具有特定功能的产品。
美国《商业周刊》将纳米触媒科技列为2l世纪可能取得重要突破的3个领域之一(其它两个为生命科学和生物技术、從外星球获得能源)；
美国政府从1999年开始决定把纳米触媒科技研究列为2l世纪前10年11个关键领域之一。美国总统科技助理在致国会的信中称：
納米触媒科技的陡然升温不仅仅是尺度的缩小问题实质是由于纳米触媒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。
纳米触媒科技的发展促进了人类对客观世界认知的革命。人类在宏观和微观的理论充分完善之后在介观尺度上有许多新现象、新规律有待发现，这也是新技术发展的源头纳米触媒科技是多学科交叉融合性质的集中体现，我们已不能将纳米触媒科技归为哪一门传统的學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，正是这样纳米触媒科技充满了原始创新的机会。因此对于還比较陌生的纳米触媒世界中尚待解决的科学问题科学家有着极大的好奇心和探索欲望。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、生活中得到广泛的应用那么，它将极大地乍富我们的认知世界并给人类社会带来观念上的变革。
同时纳米触媒科技嶊动产品的微型化、高性能化和与环境友好化将极大地节约资源和能源，减少人类对它们的过分依赖并促进生态环境的改善。这将在噺的层次上为人类可持续发展提供物质和技术保证
随着人类对客观世界认知的革命，纳米触媒科技将引发一场新的工业革命由于量子效应，微电子器件的极限线宽一般认为0.07微米(70纳米触媒)根据美国半导体工业协会预计，到2010年华导体器件的尺寸将达到0.1微米(100纳米触媒)正好昰纳米触媒结构器件的最大长度。小于这一尺寸所省的芯片需要按照新的原理来设计。为了突破信息产业发展的瓶颈必须研究纳米触媒尺度中的理论问题和技术问题，建立适应纳米触媒尺度的新的集成方法和技术标准在这一尺度上制造出的计算机的运算和存储能力，將比目前微米技术下的计算机性能呈指数倍的提高这将是对信息产业和其它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触媒科技影响下的变革。所以人们认为纳米触媒科技是未来信息科技与生命科技进一步发展的共同基础。正如美国《新技术周刊》指絀：纳米触媒技术是2l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。
纳米触媒科技也将促使传统产业“旧貌换新颜”比如，纳米触媒材料的研究在化纤制品中加入纳米触媒微粒，可以除味、杀菌；通过纳米触媒技术的运用使建筑物外墙涂料的耐洗刷性由原来的1000次提高到1000多次，老化时间也延长了两倍多这种对传统材料进行纳米触媒改性的技术，企业应用嘚投入不大而且市场前景广阔。
纳米触媒科技的巨大影响还在于使纳米触媒尺度上的多学科交叉展现了巨大的生命力迅速形成个具有廣泛学科内容和潜在应用前景的研究领域，包括纳米触媒材料学、纳米触媒电子学、纳米触媒生物学、纳米触媒化学等
但是我们也应该看到，纳米触媒科技作为国际上刚刚兴起的一门新兴的学科领域有许多重大的基础问题还未解决，其全面走向应用尚需时日因此对于“纳米触媒热”应予正确引导，防止将纳米触媒科技的概念庸俗化
激光衍射法测试表面改性超细TiO2 粉体粒度的分散方法研究
超细Ti02除具有普通T102颜料所有性能外，还具有很强的屏蔽紫外线能力和优异的透明性可应用于汽车工业、防晒化妆品、感光材料及文物保护等诸多方面。泹超细T02的强极性使其不易在非极性介质中分散而在极性介质中又易于凝聚对其进行表面处理后能使超细量Ti02干粉获得良好的分散性。但应鼡激光粒度仪对其粒度测试过程中的分散方法有待研究这在国内外还未见报道。
激光粒度仪是一种快速、准确、非接触的粒子尺寸测量儀器其原理是激光照射到待测粒子上产生光的散射，通过测定散射光能分布并利用瑞利散射公式：
其中散射光的强度和空间分布与被測粒子粒径的6次方成正，由此订计算出被测样品的粒度因此，确保粉体能均匀分散在分散介质中并使粒子不团聚，术与分散介质发生囮学反应是准确测定样品粒度的重要前提。用激光粒度分析仪测定超细无机和有机粉体时关键在于使粉体分散在分散介质中。
此外表征分散体系稳定性的重要指标是zeta电位。由于带电微粒吸引分散系中带相反电荷的粒子离颗粒表面近的离子被强烈束缚着，而那些距离較远的离子形成一个松散的电子云电子云的内外电位差叫作Zeta电位。只有Zeta电位在±30mv以外体系才是稳定的，颗粒不容易团聚
本文对用激咣粒度仪测定经表面改性的超细Ti02粉体粒度，在不同分散介质条件下的分散方法进行了试验研究了化学分散即加入分散添加剂以降低颗粒堺面张力，都有利于超细粉体在分散介质中的分散对样品分散体系粒度及稳定性的影响成功地确定了经表面改性的超细Ti02粉体粒度测试中嘚分散方法，分散体系稳定性和测试结果重现性都很好
在用激光粒度分析仪对经表面改性的超细二氧化钛粉体进行的粒度测试中，分散條件的选择对测试结果影响很大
1)对无机超细粉体，特别是经表面改性后的粉体采用激光粒度仪进行粒度测定时，需加入分散剂
2)使用鈈同分散剂形成的分散体系，其zeLa电位不同表明体系稳定性不同。
3)当用乙醇和六偏磷酸钠溶液(0.1g／mL)为混合分散介质时能最好地分散经表面妀性的超细TiO2粉末，此时的测试结果也最准确的表征了经表面改性的超细TiO2粉体的粒度
由于纳米触媒科技的多学科交叉性质，它的研究对象涉及诸多领域它的基础研究问题急诸多领域，它的基础研究问题又往往与应用密不可分我们可以根据纳米触媒科技与传统学科领域的結合而细分为纳米触媒材料学、纳米触媒电子学、纳米触媒生物学、纳米触媒化学、纳米触媒机械学和纳米触媒加工等，但这种与学科紧密联系的分类方式无法便捷地勾划纳米触媒科技的大致轮廓，各类之间又有交叉、重叠为了对纳米触媒科技中有代表性的纳米触媒材料、纳米触媒器件、纳米触媒检测与表征这三类功用性很强的研究领域。
纳米触媒材料是纳米触媒科技发展的重要基础它是指材料的几哬尺寸达到纳米触媒级尺度水平，并且具有特殊性能的材料
纳米触媒材料主要种类有纳米触媒颗粒与粉体、纳米触媒碳管与维纳米触媒材料、纳米触媒薄膜、纳米触媒块材。
纳米触媒材料的尺寸被限在100nm以下这是—个由各种限域效应引起的各种特性开始有相当大改变的尺団范围。当材料或那些量子特性产生的机制被限制在小于某些临界长度尺寸的中间之内的时候性能就会改变。
导致纳米触媒材料产生奇異性能的主要限域效应有比表面效应、小尺寸效应、界向效应和量子效应
小尺寸效应是指颗粒尺寸减小到一定限度时，在一定条件下会引起材料宏观物理、化学性质上的变化研究证实，由于纳米触媒材料尺寸小电子平均自由程短，电子的局域性和相干性增强尺寸下降，使纳米触媒体系包含的原子数大大降低宏观固定的准连续能带消失了，而表现出分裂的能级量子尺寸效应显著，这便使纳米触媒體系的光、电、热、磁等物理性质与常规材料不同出现许多新奇特性。
在上述效应的作用下纳米触媒材料的性能较之传统材料有较大嘚提高。例如：
纳米触媒金属固体的硬度要比传统的粗晶材料硬3倍—5倍；
纳米触媒团体铁的断裂应力比常规铁材料提成近12倍；
纳米触媒固體铜比一般钢材料的热扩散增强近1倍；
纳米触媒磁性金属的磁化率是普通磁性金属的20倍；
易燃易爆的纳米触媒金属颗粒 金属纳米触媒颗粒咴表面上的原子十分活泼实验发现，如果将金属铜或铝做成的纳米触媒颗粒遇到空气就会激烈燃烧，发地爆炸纳米触媒金属颗粒粉體内用于制作固体火箭的燃料、催化剂等。
高强度的纳米触媒金属块体 各属纳米触媒颗粒粉体制成块状金属材料就会变得十分结实，其強度比一般的金属高1()多倍同时又像橡胶一样富于弹性，可以称得上是材料世界中的大力士图4是纳米触媒金属丝的强度、韧度与一般工程材料的比较。有的纳米触媒金属还具有超延展性如纳米触媒铜的延展率可达5100%。
奇妙的碳纳米触媒管 碳纳米触媒管是由石墨中一层或若幹层碳原子卷曲而成的笼状“纤维”内部是空的，外部直径只有几纳米触媒到几十纳米触媒见图5和图6，图6是碳纳米触媒管大规模合成嘚放大碳纳米触媒管的密度只有钢的1/6，而强度却是钢的100倍优良弹性、抗张强度和热稳定性可用于微型机器人、抗冲击车身及抗震建筑粅中。使用碳纳米触媒管的最初产品是利用其电学性质制作加有碳米管的塑料部件这种塑料在喷涂过程中可带电从而可更快地上漆，敷於物件上以碳纳米触媒管为基础的敷料还具有发光显示性能。
碳纳米触媒管具有很低的场发射闭值电场强度和很高的场发射电流密度能在普通高真空度下长期稳定工作，因此在场发射显示领域有广阔的应用前景
碳纳米触媒管附着在扫描探针显微镜的尖端，可使其横向汾辨率提高10倍以上能更清楚地观察蛋白质和其他大分子。以碳纳米触媒管为尖端的原子力显微镜可以探侧DNA片段和鉴别化学标记物
碳纳米触媒管可在其中空的内部储存氢，然后逐渐释放出来使其成为高效廉价的燃料电池。还可以存储理离子做成寿命更长的电池。
半导體纳米触媒管在室温下暴露于强碱、卤化物和其他气体中时它的电阻会大大地改变，因此可望制备更好的化学传感器
善变颜色的纳米觸媒氧化物材料 氧化物纳米触媒颗粒最大的本领是在电场作用下或在光的照射下迅速改变颜色，这种材料可做成广告板或士兵防护激光枪嘚眼镜广告板在光、电作用下，会变得更加绚丽多彩
纳米触媒氧化物在催化及环境保护方面也有广泛的应用前景。例如纳米触媒二氧囮肽可以广泛应用于防日晒化妆品、轿车金属色面漆、高压绝缘材料、荧光管等日本已在高速公路两侧、隧道内侧设置了涂有二氧化肽嘚光催化板，以减轻汽车尾气污染
半导体纳米触媒材料 半导体纳米触媒材料的最大用处是可以发出各种颜色的光，可以做成超小型的激咣光源它还可以吸收太阳光的光能，把它直接变成电能
具有自洁性能的光催化纳米触媒材料 光催化纳米触媒材料具有白清洁性能，涂於镜面、建筑物外墙瓷砖对使附着在其上的油污、微生物等分解，保持表向清洁图7是用于污水处理的光催化纳米触媒材料。其中(a)为连續光催化装置(b)是经过处理与未经处理的水的对比，左侧杯水系经光催化纳米触媒材料处理
光催化纳米触媒材料还可以作争先清洁剂。
納米触媒塑料 用纳米触媒材料做成的塑料乌杏通塑料相比强度、硬度明显提高，制品色泽鲜艳见图8。
纳米触媒材料不仅仅是颗粒尺寸減小的问题一些人理解的纳米触媒科技，认为与微米技术相比仅仅是尺寸缩小、精度提高的问题检验一项技术成产品仅看它是否是纳米触媒量级。判断纳米触媒材料不仅仅是看是否颗粒在纳米触媒量级，而重要的是型检测它任这一尺寸下是否发生了与传统材料或宏觀物质相比较能的改变或十分显著的提高。纳米触媒尺度和新物性是确定纳米触媒材料的两个必备条件
纳米触媒材料的颗粒尺寸也应该均匀分市。如果颗粒尺寸分布的范围很广甚至只有少部分颗粒尺寸在纳米触媒级，材料整体性质就不会有显著变化
要全面理解纳米触媒科技的内涵。纳米触媒科技不仅仅是纳米触媒材料的问题同时应重视纳米触媒器件的研发、纳米触媒尺度的表征与检测，以及纳米触媒基础科学的研究要想实现纳米触媒技术目标，尚有很多基础科举问题需要解答如对分子自组装的理解，如何构造纳米触媒器件复雜纳米触媒结构系统的运作等。只有在物理、化学、材料科学、电子工程学以及其他学科的很多方面得到充分发展的情况下才能真正形荿一项具体的纳米触媒技术。
1)在纳米触媒层次上电子和原子的相互作用受到变化的因素。
2)在纳米触媒层次上在不改变材料的化学性质嘚前提下，如何控制物质的磁性、蓄电能力和催化能力等基本特性
3)在纳米触媒层次上，如何把人造组件和装配系统放入细胞中使之与苼物机体兼容。这样人们就有可能进行模拟自然的自行装配，制造出新的纳米触媒材料
4)鉴于纳米触媒材料具有很大的表面积，如何使咜们成为理想的催化剂和吸收剂并在释放电能和向人体细胞施药方面发挥作用。
5)如何利用颗粒非常小、表面不会产生缺陷、具有很高的表面能量的特性研究制造高强度的复合材料。
纳米触媒科技的最终目的是以原子、分子为起点去制造具有特殊功能的产品。因此纳米触媒器件的研制和应用水平是进入纳米触媒时代的重要标志。
以纳米触媒器件制成的计算机其计算能力可提高数百倍，而所需功率仅為目前的百万分之一；纳米触媒光电子学可能使通信带宽增加百倍；利用纳米触媒技术可使信息存储量成千倍提高(兆兆比特的存储器)
目湔大规模集成电路的元件，其尺寸大于固态器件电子自由程电子输运行为具有统计平均性质。描述这些性质的特性主要是宏观物理量基本上不涉及量子力举理论，即只考虑电子的粒子性而不考虑波动性。随着技术的不断进步微电子技术由40年代厘米尺寸的真空管，50年玳毫米尺寸的品体管70年代几十微米尺寸的大规模集成电路，发展到90年代微米尺寸元件的超大规模集成电路日前已可设计出在只有几平方厘米的硅片上，大约有1亿个三极管其主要部件的大小为0.18μm、。按此速率到2010年元件尺寸降到100nm以下，此时宏观统计规律不再适用，载鋶子的波动特性及各种量子特性将起主导作用
集成度的提高与模具(包括掩模)尺度、光刻波长和材料(如光刻胶)本身等的限制有关。集成度愈高解决的技术难度愈大，投资也愈多这在经济上会遇到投资／效益比的极限。趋近极限时元件制作遇到的主要困难有：
1)微细导线淛作有困难，改用电子束刻蚀也会有生产周期太长的问题；
2)如果线宽太小将使构成电路的绝缘层变薄，会发生电子隧穿破坏绝缘效果，这将限制MOS器件作为开关器件的可能；
以上这些是技术方面的困难从原理上看，新障碍出之于载流子的波动特性和各种效应发展出路應是利用这些特性和效应，寻找新工作原理的器件作为新一代电子技术的基础因为这些新器件的尺寸(横向和纵向)都在纳米触媒范围，因此可统称纳米触媒器件从而把以此为基础的电子学由微电子推向纳电子(Nanoelectronics)。纳电子学有两重意义一是在现有的电子器件基础上把微电子器件尺寸推进到纳米触媒范畴，另一是发展新原理的纳米触媒器件
为在纳米触媒尺度上研究材料和器件的结构及性能，发现新现象发展新方法，创造新技术必须建立纳米触媒尺度的检测与表征手段。这包括在纳米触媒尺度上原位研究各种纳米触媒结构的电、力、磁、咣学特性纳米触媒空间的化学反应过程，物理传输过程以及研究原子和分子的排列、组装月奇异物性的关系。
应十分重视纳米触媒尺喥的表征和检测工作在当前纳米触媒科技概念中，似乎忽视了纳米触媒尺度的表征和检测但是，这项工作是纳米触媒科技研究和发展、理论和实验的重型基础纳米触媒尺度是如此之小，石不见模不到。没有重要的工具和系统的表征、检测纳米触媒科技研究只能是┅句空话，伪纳米触媒产品也会乘虚而入
nm到0.1nm范围之内的物质所具有的特异现象和特异功能的科学，而纳米触媒技术是在此基础之上制造噺材料、研究新工艺的方法和手段纳米触媒科学技术不是某一举科的延伸，也不是某一工艺革新的产物而是基础理论学科与当代高新技术的结晶。它以物理、化学的微观研究理论为基础以当代精密仪器和先进的分析技术为手段，是一个内容广阔的崭新的高科技多华科群按照目前的研究领域纳米触媒科学大致可以分为纳米触媒物理学、纳米触媒电子学、纳米触媒光子学、纳米触媒材料学、纳米触媒医學、纳米触媒生物学、纳米触媒生物电子学、纳米触媒制造学、纳米触媒光学、纳米触媒动力学、纳米触媒化学、纳米触媒光电子举、纳米触媒摩擦学、纳米触媒机械学、纳米触媒磁学、纳米触媒计量学、纳米触媒地质天文学、纳米触媒测量学、纳米触媒显微学、飞秒纳米觸媒光子学、纳米触媒信息学、纳米触媒微电子学、分子电子学、介观物理学和纳米触媒药物学等，是一门基础研究与应用探索相融合的噺兴科学技术而其中的每一门又都是跨学科的边缘科学。
纳米触媒技术作为一门新兴的综合性边缘学科将为21世纪的信息科学、生命科學、分子生物牧、生态科学和材料学的发展提供一个全新的技术界面。应用纳米触媒科学技术可以引发环保、微电子、光屯子、工业、医學、生物、军事、能源等诸多领域的革命并导致自然物质、社会组织、人类生活入式的变革。纳米触媒材料涵盖了新科学、新技术、现玳科学与技术的丰富内容回顾科技的发展历史可见，每一顶至大技术的出现都推动着社会经济的腾飞蒸汽机的出现使得人们告别了手仩作坊而进入蒸汽时代，爆发了第一次工业革命电的发明使整个世界亮起来，
又爆发了第二次工业革命晶体管的发明导致了电脑和网絡的出现，使人类进入了信息时代把整个世界坐成了“地球村”。纳米触媒科技的出现又彻底改变人们的生存方式和整个世界在21世纪，纳米触媒科学技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大影响因此，近年来世界各国包括我国均把纳术科技列为重要的开发领域这里仅概述纳米触媒科学的现状的发展。
纳米触媒科举技术正式“外宗立派”是在1990年这一年，美国成功地举行广第一届纳米触媒科技夶会并且正式创办了《纳米触媒技术》杂志。虽然纳米触媒科学技术出现的时间不长但是它带来的冲击是明显的，越来越多的科举家楿信这门新兴的学科将带来一轮新的革命，人们将会迈入一个奇妙的世界
纳米触媒电子学是微电子技术向纵深发展的直接结果。现代集成电路的生产使用的是一种叫做平面处理的工艺过程由于这种方法需要在涂有光刻胶的基片上进行曝光，所以这种方法的分辨率受到鈳见光波氏的限制分辨率越高，集成器件的密度越大集成电路的功能也就越强。目前最好的光刻机已接近最高分辨率，也就是大约O.12μm因此，如果在制作工艺上没有重大的突破集成电路即将走向历史的终点。纳米触媒电子学就是在这一背景下诞生
纳米触媒电子举嘚主题有两个，一是开发具有纳米触媒量级分辨率的工艺以取代现有集成电路生产工艺二是研究纳米触媒器件的运行规律。因为在纳米觸媒尺度上经典电子器件运行的理论基础已经不再适用，必须考虑量子效应的影响建立新的理论，为新一代计算机的实现打下基础
包括基于量子效应的纳米触媒电子器件、纳米触媒结构的光／电性质、纳米触媒电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等如现有的矽和砷化镓器件的响应速度最高只能达到10-12s，功耗最低只能降至1μW而量子器件在响应速度和功耗方面可以比这个数据优化l 000倍—10
000倍。由于器件尺寸为纳米触媒级集成度大幅度提高，同时还具有器件结构简单、可靠性强、成本低等诸多优点因此，纳米触媒电子学的发展可能会在电子领域中引起一次新的电子技术革命，从而把电子上业技术推问更高的发展阶段
迄今为止，作为电子器件只利用了电子波粒二潒性的粒子性其次，各种传统电子元器件部是通过控制电子数量来实现信息处理的随着集成度的提高，功耗、速度成为严重的问题現有的肢和砷化嫁器件无论怎样改进，其响应速度最高只能达到10-12s功耗最低只能降到1μW。
利用电子的量子效应原理制作的器件称为量子器件或纳米触媒器件也叫单电子器件晶体管。在量子器件中只要控制一个电子的行为即可完成特定的功能，即量子器件不单纯通过控制電子数目的多少主要是通过控制波动的相位来实现某种功能的。因此量子器件具有更高的响应速度和更低的功能，从根本上解决日益嚴重的功耗问题
要实现量子效应，在工艺上要实施制作厚度和宽度都只有几纳米触媒到几十纳米触媒的微小导电区域(称为势阱)这样，當电子被关闭在此纳米触媒导电区域中时才有可能产生量子效应。这也是制作量子器件的关键所在
如果制作苦干纳米触媒级导电区域の间形成薄薄的势垒区，由于屯子的波动件质可以从某势阱芽越势垒进入另一势阱，这就是量子隧道效应
势阱中形成电子能级，当电孓受激励时将从低能级跃迁到高能级，而当电子从高能级向低能级弛豫时会发射一定颜色的光。这样一些量子效应在纳米触媒技术中將得到有效的应用制作量子势阱的方法有分子束外延(MBE)、原子层外延(ALE)、等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)和金属有机化学汽相淀积(MOCVD)等方法。
nm尺度涳间内研究电子、原子和分子运动规律和特性的高新技术学科，它的最终目标是人类按照白己的意志直接操纵单个原子制造具有特定功能的产品，它包括纳米触媒电子学、纳米触媒物理学、纳米触媒材料学、纳米触媒机械学、纳米触媒制造学、纳米触媒生物学、纳米触媒显微学和纳米触媒计量学等它是现代物理举与先进工程技术相结合的基础上诞生的，是一门基础研究与应用探索紧密联系的新则科学技术
纳米触媒物理学是深入揭示物质在纳米触媒空间的物理过程和物质表征的新型科学。它已以纳米触媒固体为研究对象对其结构的渏异性、光学性质、特殊的导电机理等重要物理问题进行研究，以开发物质的潜在信息和结构潜力并将对电子技术产生重大影响。
纳米觸媒材料具有许多奇异性能已广为人知。只要控制材料结构颗粒的大小就能制造出强度、颜色和可塑性都能满足要求的纳米触媒相材料来，它具有很大的商业价值据英刊报道，目前已制成一种尺寸只有4nm的复杂分子它具有“开”和“关”的特性，可由激光驱动它的開关时间很短，因此为光计算机的研制提供了物质与技术基础超细颗粒铁表面覆盖一层5nm到20nm厚的聚合物，可以固定大量蛋白质或酶在控淛生物反应和酶工程中将起重要作用。
现在工程师们已用极小的部件组装成了一辆只有米粒大小、能够运转的汽车直径只有1nm—2nm的静电发動机，体积只有普通机床的1／10000能够转动的车床，只有黄蜂大小且能升空的直升机肉眼几乎看不见的发动机等。纳米触媒机械学的发展鈳以在硅片上刻写仅几个纳米触媒宽的线条表明信息存储密度可提高几个数量级。
1．4 探索纳米触媒科技的有力工具——纳米触媒显微学
H於1981年发明的扫描隧道显微镜(SIM)可以实时测量物体表面的空间三维图象。其测量分辨率在平行和垂直于表面方向分别为0.1nm和0.01nm这就可以实现人類长期以来所追求的直接观察原子真面目的原型。利用SIM还可以刻划纳米触媒级微细线条移动原子。因此它已成为研究纳米触媒科学技術的有力工具。
1 .5 纳米触媒生物学中最具有诱惑力的纳米触媒机器人
第一代纳米触媒机器人是生物系统和机械系统的有机结合体它可进入囚体的血管里，清除心脏动脉脂肪淀积物杀灭病毒和癌细胞。第二代纳米触媒机器人是直接由原子或分子装配成具有特定功能的纳米触媒尺度的分子装置第三代纳米触媒机器人将包含有纳米触媒计算机的装置，它可能在1秒钟内完成数十亿次操作
nm的尺度范围，从而纳米觸媒结构也是生命现象中基本的东西细胞中的细胞器和其它的结构单元都是执行某种功能的“纳米触媒机械”，细胞就象一个个“纳米觸媒车间”植物中的光合作用等都是“纳米触媒工厂”的典型例子。遗传基因序列的自组装排列做到了原子级的结构精确神经系统的信息传递和反馈等都是纳米触媒科技的完美典范。生物合成和生物过程已成为启发和制造新的纳米触媒结构的源泉研究人员正效法生物特性来实现技术上的纳米触媒级控制和操纵。
纳米触媒微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小这就为医学研究提供了新的契機。日前已得到较好应用的实例有：利用纳米触媒Siq微粒实现细胞分离的技术纳米触媒微粒特别是纳米触媒金(Au)粒子的细胞内部染色，表面包覆磁性纳米触媒微粒的新型药物或抗体进行局部定向治疗等
正在研制的生物芯片包括细胞芯片、蛋白质芯片(生物分子芯片)和基因芯片(即DNA芯片)等，都具有集成、并行和快速检测的优点已成为纳米触媒生物工程的前沿科技。将直接应用于临床诊断、药物开发和人类遗传诊斷植入人体后可使人们随时随地都可享受医疗，而且．可在动态检测中发现疾病的先兆信息使早期诊断和预防成为可能。
纳米触媒生粅材料也可以分为两类一类是适合于生物体内的纳米触媒材料，如各式纳米触媒传感器用于疾病的早期诊断、监测和治疗。各式纳米觸媒机械系统可以快速地辨别病区所在并定向地将药物注入病区而不伤害正常的组织或清除心脑血管中的血栓、脂肪沉积物，甚至可以鼡其吞噬病毒杀死癌细胞。另一类是利用生物分子的活性而研制的纳米触媒材料它们可以不被用于生物体，而被用于其它纳米触媒技術或微制造
纳米触媒光学是纳米触媒科学和纳米触媒技术的新方向，它使用的光限定在尺寸(为波长)或体积内它应用激光与原子、分子、团簇和纳米触媒结构的线性或非线性、经典或量子相互作用的新的改型的已知效应。这一领域的实际发展以激光和可将光局限在极小尺団的亚微米结构(纳米触媒孔、纳米触媒缝、
纳米触媒针等)的纳米触媒技术为基础
1)为了以纳米触媒空间分辨率研究物质的结构，激光能够非常强烈地局域化但能保持光学特征的光谱选择性。
2)与自由空间情况相LL纳米触媒结构处的物质(原子、分子等)对局域化光的响应有显著變化。
纳米触媒生物学是以纳米触媒尺度研究细胞内部各种细胞的结构和功能、研究细胞内部、细胞内外之间以及整个牛物体的物质、能量和信息文换纳米触媒牛物学的研究集中在下列方面。
1)遗传物质DNA的研究 这方面的研究在形貌观察、特性研究和基因改造二个方面有不少進展
2)脑功能的研究工作目标是弄清人类记忆、思维、语言和学习这些高级神经功能和人脑的信息处理。
3)仿生学研究 这也是纳米触媒生物學的热门研究内容近年：取得不少成果，是纳米触媒技术中有希望获得突破件巨大成果的部分
世界上最小的马达是一种牛物马达——鞭毛马达。它是细菌的运动器官能象螺旋桨那样旋转驱动鞭毛旋转。该马达通常由10种以上的蛋白质群体组成共构造如人造马达，由相當的定子、转子、轴承、万向接头组成它的直径只有30nm，转速可以高达15000 r／min可在1μs
内进行右转或左转的相互切换。利用外部电场可实现加速或减速转动的动力源，是细菌内支撑马达的薄膜内外的氢氧离子浓度差实验证明，细菌体内外的电位差也可．驱动鞭毛马达现在囚们正在探索设计一种能用电位差驱动的人造鞭毛马达驱动器。
日本三菱公司已开发出一种能模拟人眼处理视觉形象功能的视网膜芯片該芯片以坤化镓半导体作为基片，每个芯片内含4096个传感元可望进一步用于机器人。
有人提出制作类似环和杆那样的分子机械把它们装配起来构成计算机的线路单元。单元尺寸仅1nm可组装成超小计算机，仅有数微米大小就能达到现在常用计算机的同等性能
4)纳米触媒结构洎组装的研究 复杂微型机电系统制造中，很大的难题是系统中各部件的组装系统愈先进、愈复杂，组装的问题也愈难解决自然界各种苼物、生物体内的蛋白质、DNA、细胞等都是极为复杂的结构。他们的生成组装都是自动进行的如能了解并控制生物大分子的自组装原理，囚类村自然界的认识和改造必然会上升到一个全新的更高的水平
纳米触媒结构自组装技术的发展，将会使纳米触媒机械、纳米触媒机电系统和纳米触媒生物学产生突破性的飞跃
光电子技术正向光电子集成，进而将向纳米触媒光电子集成方向发展纳米触媒光电子学是纳米触媒半导体材料的基础上发展起来的，是纳米触媒电子学发展的入向纳米触媒光屯子举是研究纳米触媒结构中电子与光子的相互作用忣其器件的一门高技术学科。光电子技术与纳米触媒电子技术相结合而产生纳米触媒光电子技术上导体硅不能发光，但采用纳米触媒技術后它能发出耀眼的蓝光，这山就开拓出了一门崭新的学科——纳米触媒光电子学
在纳米触媒科技时代，纳米触媒电子学和纳米触媒咣电子学是纳米触媒科技发展的重点人们正注视着纳米触媒电子学和纳米触媒光电子学领域的新进展。
在以上介绍的纳米触媒科学中納米触媒电子学、纳米触媒光电子学和纳米触媒光电子是纳米触媒技术的重要组成部分，是传统微电子学、光电子发展的必然结果足纳米触媒技术发展的主要动力。纳米触媒电子学在传统的间体电子学基础上借助最新的物理论和最先进的工艺手段，按照全新的概念构造電子器件与系统、纳米触媒电子学在更深层次上开发物质潜在的信息和结构的能力使单位体积物质储存和处理信息的能力提高100万倍以上。实现信息采集和处理能力的革命性突破纳米触媒电子学与光电子学、光子学、生物学、机械学、工艺学等学科结合，可以削成光电子器件、分子器件、光子器件、微电子机械系统(MEM5)微纳米触媒电子机械系统(MNEM5)、微光电机械系统(M()EMS)微型机器人、纳米触媒卫星等将对人类的生产囷生活方式产革命性的影响。纳米触媒电子学纳米触媒光电子学和纳米触媒光子学将成为21世纪信息时代的关键技术。
纳米触媒科学、工程与技术进展简介
1996年—1998年美国Roco、Siegel、Coch等8人考察了全世界纳米触媒科学技术的研究状态后，在美国政府纳米触媒网站上发表了4份报告从而促进了全世界纳米触媒科学技术研究热潮。2002年美国科学技术委员会纳米触媒科学工程与技术分会主席Roco总结了国家纳米触媒技术创新计划執行情况，并对今后的纳米触媒科学工程技术的发展进行厂展望其中最引人注目的提法是“纳米触媒科学与技术”转变为“纳米触媒科學、工程与技术”，将纳米触媒工程与科学技术并列体现了美国对纳米触媒工程的重视。
任何至少含有一维小于100nm或出小于100nm的基本单元(Building Blocks)组荿的材料称作纳米触媒材料近年来，纳米触媒材料的基本单位的尺寸有大幅降低的趋势，例如在Coeh 2002年主编的《纳米触媒材料》中基本單元的典型尺寸小于50nm，而citcr在2000认为纳米触媒材料基本单元的典型尺寸应在1nm—10
纳米触媒材料亦可定义为具有纳米触媒结构的材料纳米触媒结構(Nanostructure)是一种显微组织结构。纳米触媒结构的基本特性是由量子效应所决定的
尺寸效应足纳米触媒材料的最基本效应，纳米触媒材料的许多性能都与尺寸相关尺寸效应的基础是量子效应和表面(或界面)效应。
所谓量子效应是屯子的能量被量子化电子的运动受到约束。随着金屬尺寸的减小金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低木被占據分子轨道，能隙变宽的现象均称为量子效应出现量子效应的判据足Eg＞KBT，其中Eg为能隙KBT为热起伏能。对于金属纳米触媒材料由于费米媔附近的能隙很小，只有当其颗粒或晶粒非常小时(约几纳米触媒)才会产生明显的量子效应对于半导体材料，出现量子效应的尺寸要比金屬粒子的尺寸大得多
纳米触媒晶体材料中含有大量晶界。例如对于尺寸为5nm的晶粒，大约有50％的原子处于晶粒最表面的一层平面(原子平媔)和第二层平面；对于晶粒为10nrn品界宽为1.0nm的材料，大约有25％的原子位于晶界；对于尺寸为20nm的品晶粒大约有10％的原子位于晶界。由于大量原子存在于晶界和局部的原子结构不同于大块晶体材料必将使面的自由能增加，同时使材料的宏观性能如机械变形发生变化
2001年，G1eiter等人指出通过外加电场和控制纳米触媒结构及成分，可改变纳米触媒固体的电子结构(即载荷子的密度)及相关的性能当两种具有不同成分和結构的纳米触媒晶粒组成复合纳米触媒材料时，由于各组元具有不同的化学位可在晶界引发空间电荷(SPaceChargc)，或在外加电场作用下引发空间电荷在晶界形成空间电荷区。由于晶界的空间电荷区局部偏离电中性；因此当晶界占据相当大的体积分数时，将导致局部物理性能发生變化从而影响材料的整体性能。特别是当晶粒在几个nm的数量级时这种性能变化将更加明显。因此纳米触媒材料为人们提供了可调控其电子结构和相关性能的途径。
通过调节电压可在单质的Cu、Ag、Au等金属的界面电荷区注入和移走18％的导电电子。对于半导体材料在空间電荷区载流子的密度在1022—l025炉范围内变化，变化范围为3个数量级因此，利用外加电场的变化可调节纳米触媒材料的电子结构
关于1990年以后納米触媒材料和科技的发展可参考美国国家技术委员会纳米触媒科学技术分会主席Roco MC 2002年在美国NSF讨论会上发表的以下观点。
1) 1990年—2001年为第一发展階段其标志是在镀层、纳米触媒粒子和块体纳米触媒结构材料中的被动的纳米触媒结构。
2)2001年—2005年为第二发展阶段其标志是主动的(Active)纳米觸媒结构，如晶体管、传动操作机沟、自适应结构等
3)2005年—2010年为第三发展阶段，即三维纳米触媒系统这种三维纳米触媒系统具有非均质嘚纳米触媒构件，可用多种技术进行人工组装
以上提法主要从工业和商业角度考虑。随着科学和技术的进步上述各阶段的许多日标在實验室已提前实现。例如原预言2005年出现的单电子晶体管，旱已在许多实验室研制成功其工作温度可接近室温，DNA的组装、生物芯片都已進入实用阶段
5 解决自组装和制备模版随机性的技术方向为电表学术论
论我国纳米触媒技术发展的知识产权保护
充满生机的21世纪，以知识經济为主旋律和推动力正引发一场新的工业革命。这场技术革命在很大程度上可以说是一场宏观到微观的革命。高科技产业如航空航忝、信息技术、生物技术和新能源都面临着新的挑战如果没有与传统宏观技术根本不同的新技术、新材料，众多高科技产业就无法登上噺的台阶纳米触媒技术在各个领域的逐步切入，给这些产业的发展带来了新的机遇在促使其他产业变革的同时纳米触媒技术也正迅速形成自己的产业。科学家普遍认为纳米触媒技术将成为21世纪经济发展的发动机。据美国全国科学基金会预测未来10年，全球纳米触媒技術市场规模将达到约10000亿美元而根据德国科技部的预期，到2010年纳米触媒技术市场的交贸额将达到14000亿美元，纳米触媒技术对社会发展、经濟繁荣、国家安全和人类生活质量的提高所产生的影响将是无法估量的而且也已成为影响各国经济发展和国家实力的重要因素。
为了在噺一轮的竞争中争夺科技战略制高点美国、日本以及一些欧洲发达国家政府不惜重金投入，纷纷对纳米触媒技术的研究发展给予了极大嘚支持向时还制定了名目繁多、卓有成效的商标、专利战略等知识产权战略，促进纳米触媒技术的发展
作为一种全新的技术，全世界納米触媒技术的研究开发几乎同时起步我国科研单位和企业从一开始就不得不直接面对来自国际市场的竞争和挑战。随着我国加入WTO以及經济全球化和贸易自由化进程的加快关税答国家间的贸易垒率被逐渐打破，世界经济的竞争已经渐渐从资金、资源和劳动力等有形资产嘚竞争向知识产权的竞争转化
我国是发展小国家，资金实力和研发设施等硬件条件与美、日、欧发达国家相比差距悬殊c但纳米触媒技术莋为2l世纪的至大技术各国纳米触媒技术发展水平的差距将有可能根本性地改变世界各国力量对比格局。我们必须抓紧这一难得的机遇茬加大纳米触媒技术开发力度的问时，用知识卢校制度为纳米触媒技术的发展保留护航在新一轮的国际经济竞争中抢人战略制高点。
纳米触媒企业具有明显的国际化特点在企业的技术开发、生产、销售、国内外投资与合作等各个环节，均会与国际相关机构发生广泛的接觸和交流合作知识作为二种资产，在纳米触媒企业中其作用远远超过劳动力、货巾、资产、原材料和能源等传统的生产要素综观国内嘚纳米触媒企业，起尔较晚大多为生产纳米触媒粉体材料的中小企业，资金来源主要足民间资本投入实力薄弱。企业发展初期争取国際市场靠的是产品质量和成本优势不注重也没有能力进行知识产权管理。
面对国外同类企业愈演愈烈的知识产权攻势要使企业在激烈嘚市场竞争中处于优势地位，增强企业持续发展的能力当务之急是构建企业知识产权战略。
1 建立知识产权管理制度将知识产权作为企業各项工作的首要任务。建立知识产权管理部门专门负责公司的知识产权事务管理。高度重视各种与知识产权相关的工作
企业应将专利管理工作贯穿到产品管理的全过程专利管理的内容，包括专利调皮、专利申请、专利维护、专利保护、年利运用等方面
1)专利查新 在技術开发和立项前进行充分的专利查新，保证企业所开发的技术符合专利创新性、先进性和实用性的要求以免企业投入大景研发费用和人仂所开发出的技术和产品不具有可专利性而造成的损失。
2)申请专利 对于企业拥有的技术应根据具体情况决定是否中请专利；是申请同国內专利还是国际专利；是在技术完全成熟的情况下中请专利，还是在研发过程就申请专利；是中请发明专利还是申请实用新型专利等。
3)專利侵权调查 专利侵权调音的内容包括企业实施的技术是否侵犯他人的知识产权、企业自身的知识产权是否被侵犯。
4)专利运用 专利运用嘚好坏是评价整个专利管理水平最需要的一个环节企业可以通过专利技术的实施、专利转让、专利许可、专利入股等形式，利用企业拥囿的专利产生最大的效益获取利润。反之如果企业拥有专利而不能有效利用，不但损失了大量的前期研发费用还会因为高昂的专利維护费用给企业造成额外的负担。
1．2 技术开发和贸易过程中的知识产权协议、商业谈判过程中有关技术和知识产权方面的管理
企业应高度偅视与国内外合作伙伴交流过程中的知识产权保护及时签定知识产权协议和保密协议，确保自身的合法权益
商业谈判和商务合作过程甴于涉及到大量与企业知识产权相关的信息，如果不注意保护容易造成企业知识产权的流失。目前国内纳米触媒企业普遍规模较小缺乏国际商务运作经验，在与国内外客商合作交流的过程中对涉及到技术文件传递、产品售前售后服务、厂房和实验场所参观等工作，应提前与合作对方签定有效的相互保密协议由于各国法律规定有较大差异，加之部分普通法系国家的法律体系与我国法律体系有很大的差別企业与国外公司合作时，应提前向专业法律人士咨询充分了解对方国家相关的法律规定，在可能的条件下要求对方按照我国的法律规定或双方认—的国际惯例签定保密协议。
企业名称、标记和商标是企业的一份重要的无形资产是企业良好业绩和声誉的结晶。由于商标注册费用低于专利申请费用企业根据商业发展战略进行全球性注册，以寻求行为的法律保护在企业合资的过程中，企业名称、你記和商标等无形资产都可视为一份重要的资产投入
企业要建立商标管理机构，制定利3完善商标管理制度努力做好品牌战略日标的制定囷实施、商标设计和注册、商你的使用和管理、商标内我保护和法律保护、聘请商标法律顾问或商标代理人等。只有这样才能使商标工莋落到实处，为培育和创立驰名商标打下坚实基础
1)对特点鲜明、个性强烈的商标要及时注册，同时还应实行防御商标、联合商标和立体商标的战晚尽可能地扩大商标权的保护范围
2)应加强对商标的宣传，积极创立驰名商标驰名商标是企业比最重要的无形资产，其价值甚臸超过有形资产广告宣传是创立驰名商标非常重要的环节。企业应根据市场开发的需要有针对性地选择不同国家和不同区域的媒体开展宣传工作。
3)应高度重视产品质量加强企业内部商标管理。成功的商标代表可靠的质量、优良的服务、先进的技术等信息所以，提高商标信誉是维护和建立企业形象的关键这一关键的核心内容首先是保证和提高商品的质量。因此企业必须树立良好的质量意识，坚持質量标准严格质量监督，创立和保护商标的永久信誉
1．4 加强雇佣劳动过程中有关保密和不正当竞争等的知识产权管理，建立员工发明獎励制度
技术秘密是南新技术企业生存和发展的根本特别是国内很多纳米触媒企业发展之初，没有来得及申请专利企业关键技术主要鉯技术秘密(KnoW—How)的形式进行保护。对纳米触媒材料生产企业来讲关键技术往往由一组配方和配套工艺流程构成，而这些关键技术又往往被控制存个别主要技术人员手中由于目前大多数纳米触媒企业成育时间短，企业规模小员工的稳定度往往不高，员工流动性强企业的關键技术很容易被原有员工带走，并随之与企业展开正面竞争从而对企业的生存和发展造成巨大威胁。因此企业应高度重视保密工作，与员工签订知识产权保密协议对有突出贡献的员工给予奖励，营造良好的企业文化这样，对内可增烛员工归属感对外则可使企业樹立良好的商业形象，有效预防技术秘密的流失
1．5 开展知识产权的宣传和培训工作
企业应将知识产权的宣传和培训成一项常规工作来抓，加强企业全员的知识产权意识保障企业经营运作各个环节的知识产权管理能有效进行。
外国企业和个人对知识产权保护非常重视很哆美国和日本的纳米触媒企业已都只停留在应用基础研究阶段，而是申请大量专利抢占战略制高点。例如全球最大的碳纳米触媒管制慥商美国UyPcnCdtalystlnc拥有碳纳米触媒管产品、生产技术和应用方面美国及国际专利共358项以垄断了自1982年以来美国、日本的碳纳米触媒管市场；成立于2001年嘚全球最大的单壁碳纳米触媒管生产企业Ca
onNanotechn010gieslnc美国Rice大学合作，在美国政府的资助下共拥有单壁碳纳米触媒管生产及应用技术相关美国及国际专利90项以上几乎覆盖了瞻前已知的大部分单壁碳纳米触媒管的应用领域。他们依靠其雄厚的资金和技术实力实行垄断策略，大范围申请夲国和国际专利从纳米触媒原材料的生产到应用，几乎无所不及其目的不仅仅是为了转让技术，还为了获得些垄断迫使用或销售其产品的权利夺取本领域的霸主地位。
比较而言国内企业对知识产权的重视程度往往较弱。根据国家知识产权局专利数据降的检索结果截止日前，已经公布外的：专利小涉及纳米触媒技术领域的专利共4016项，其中国内而等院校以及研究院所申请的专利共1444条占36％，企业申請的专利父335条不足10％。以碳纳米触媒管为例共检索到相关专利219项，其小由因内企业申请的专利仅有1项其他分别是韩国共申请28项，日夲共申请20项美国共申请7项，剩余部分主要是国内大学和研究院所申请的专利
可见目前国内纳米触媒技术相关年利主要集中在一些高等院校和研究院所，而且国外相关企业和研究单位向我国申请的专利数近年迅速递增反观国内纳米触媒企业由于技术和资金等各方向的限淛，拥有纳米触媒技术专利的企业很少
值得注意的是、纳米触媒技术发展仍处于早期研究开发阶段，从以上统计数据可以看出与其他高新技术不同的是，国外的企业还没有来得及大面积地在我国申请纳米触媒技术和纳米触媒材料相关专利在这种情况下，我们国内纳米觸媒企业上述尽可能多、尽可能快地申请专利特别足一些从基础专利，抢占本领域的竞争优势地位
此外，企业还可通过年利许可、专利转让等多种灵活的合作方式充分利用国内研究单位已有的专利技术缩短研究开发的周期，从而以较低的成本形成企业内土知识产权
3．应用多种知识产权保护及发展战略相结合的策略，避免由于高昂的专利申请费用和研发费用阻碍企业发展
由于专利具有很强的地域性洳果一项发明只在中国申请专利，那么该发明在其他国家则不受法律保护人们可以无偿使用，也就是将自己的发明无偿地“奉献”给了卋界各地在世界经济一体化日益深化的情况下，要保护自身的知识产权不受侵犯就必须要拥有国际专利。目前在国内申请l项专利约需花费3000元左右人民币；但若申请国际专利，l项专利在国外30多个国家申请下来需花费6万美元，其中主要的花费是在一些发达国家如在日夲申请1项专利须缴纳2万美元，美国1.7万美元欧盟(不包括英国)2万美元。而且在向每个国家申请专利之前，必须向国际专利条约组织(PCT)提出申請待该组织向所有成员国发出通知，才能获得专利申请的优先权此项服务收费也不低，每申请1项专利需收费1.2万人民币
国内纳米触媒企业的大多数项目的发展仍处于中试或研发阶段，离产业化还有相当一段时间企业普遍未能赢利，而且大多数企业资金来源主要为民间資本实力有限。在这种情况下首要考虑的问题只能是生存问题，不少企业没有长期的规划只能边走边看，走一步算一步难以也不鈳能负掘高昂的专利申请费用。因此企业必须学会应用多种知识产权保护及发展战略相结合的策略，才能在日益激烈的国际竞争中夺取優势地位
对自己开发的专有技术，采取专利和技术秘密相结合保护的原则对那些易被仿造和绕过权利要求的技术，以及隐含在设备内蔀难以发现侵权行为的技术，可考虑采用技术秘密的形式进行保护
优先权是《保护工业产权巴黎公约》规定的一种权力，即在申请专利时各缔约同要互相承认对方国家国民的优先权。当申请人在一个缔约国提出申请专利时申请人有权要求将第一次提出申请的日期作為后来再就同一主题申请专利的日期。
CoPcmti，nTrcatY)的规定申请人只要在12个月优先权期满之前，用一种语言花费相对来说较少的钱，提交一份國际申请就能在100多个PCT成员因取得申请日，从而可将作出最终希望申请哪些国家专利的决定的时间最长延长至白优先权日起30个月的时间PCT申请还可使申请人在国际中请阶段就收到国际检索报告和国际初步审查报告，对其发明创造的专利性、授权可能性有进一步的了解同时，市场、技术发展情况也可能史清晰了申请人可以有的放矢地选择和决定是否进入其它国家申请，处决策失误的可能性大大降低
另外，对一些缔约园(含中国)的个人申请人可享受国际局费用75％的减免这样，一份国际专利申请大约只需花费1万元左右就可以获得30个月缓冲期企业可以在内获得优先权U起30个月内，决定是否进入具体国家的专利申请大大节约了专利申请和审查费用，同时也使企业的知识产权保護获得了有力的法律保障
对一些对企业自身没打商业价值，同时自已准备申请专利保护的专有技术为了防止竞争对于在该领域的垄断，企业可以通过在国内外相关刊物上发表文章或通过其他相关途径及时公开该技术从而达到促进下游产品应用，提高本企业产品市场销售员的口的
纳米触媒技术研究开发成本高昂，以纳米触媒材料检测的必要设备透射电镜为例不但其本身购置费用局，达几十到上百万え而且维护费用也非常惊人，一般企业没有能力购货这种贵重仪器设备纳米触媒企业应广泛联合各种社会资源，加强产、学、研结合充分利用其他企业和研究单他的知识资源，进而互相利用对入的技术资源必然成为纳米触媒企业取得经营优势的一种可行方案。
实证研究表明企业显然对于接近市场的活动，如财务、市场等方面的合作愿望比较低似在研究和开发方面，有近1／3的企业有强烈的合作愿朢因此企业对于自己拥有的知识资源，可采取交叉许可、技术互换、共享资源等方式进行合作从而形成新的技术资源，获得新的、在獨自经营和开发的情况下不可能获得的知识产权
如上所述，国内纳米触媒企业规模小资金实力不足，相比较而言在竞争日益激烈的紟天，战略联盟比单独研究、完全依赖自身资源进行经营的公司往往具有更强大的竞争优势知识联盟对于知识产权战略的实施有重要意義。
3．5 标准战略与知识产权战略紧密结台
技术标准是另外一种市场保护的形式越来越多的跨国企业使用技术标准的手段来占领市场。一旦企业掌握的专利等知识产权上升为行业标准、国家标准乃至国际标准，它就占据了绝对的竞争优势
由于纳米触媒材料是一种全新的材料，大部分领域至今还没有统一的行业标准、国家标准和国际标准企业生产往往没有规范可循。由于各个企业生产工艺和产品标准不┅消费者在选购相关产品时缺乏可借鉴的技术参数，市场秩序混乱纳米触媒企业在发展初期就应将标准战略作为企业知识产权保护的┅种重要的手段，积极争取参与制定行业标准或更高一级的国家标准和国际标准掌握竞争的主动权。
总之纳米触媒企业应高度重视知識产权保护，将其作为企业的“生命线”并制定相应的发展策略和实施方案，以市场收益为中心确定采用何种知识产权保护方法形成洎主的知识产权，使企业能够立足中国市场、参与国际市场竞争不断扩大市场份额。
3 发达国家纳米触媒科技研究水平和部署情况
美国：茬纳米触媒结构组装体系、高比表面纳米触媒颗粒制备与合成、纳米触媒生物学等方面处于领先水平；
欧共体；在纳米触媒器件、纳米触媒仪器、超精度工程、陶瓷和其它结构材料方面处于领先地位；
德国：在分子电子学技术、纳米触媒材料、纳米触媒测量技术、超薄膜的研发方面有很强的优势；
日本：在纳米触媒器件和复合纳米触媒结构方面有较强的实力
为争夺在纳米触媒技术领域的领先地位，发达国镓纷纷实施纳米触媒科技研发计划主要战略是：
1)以未来经济发展和国家安全的需求为目标，推动纳米触媒科技领域的基础研究、应用研究和开发研究；
2)组织多学科研究人员共同创新使基础研究、应用研究和开发研究协调发展，并重视它们之间的内在衔接；
3)重视利用纳米觸媒技术和纳米触媒材料改造传统产业和产品提高技术含量和生产能力；
4)确保人力、财力、物力，加大投资力度
美国早在1991年就制定了研究计划，把纳米触媒科技列入“国家关键技术” 和“2005年的战略技术”2000年2月，政府启动国家纳米触媒科技计划在200l财政年度中政府将投囚4.22亿美元，2002财政年度拨款增加50％以上
1)纳米触媒科技的科研和工业化的应用将进一步促进美国经济的发展；
4)节约能源，保证美国未来的可歭续发展；
5)纳米触媒技术是开发未来微型武器的技术基础是国防工业的未来。
参与这项计划的机构有国家科学基金会(NSF)、国防部(DOD)、能源部(DOE)、国立卫生研究院(NIH)、国家航空航天局(NASA)、商务部(DOC)和国家技术标准研究所(NIST)
前美国总统克林顿在2000年1月有这样一番话：“纳米触媒技术能在原子囷分子水平上操纵物质。想一下这样的可能性：强度为钢10倍的材料而重量只有钢的一小部分；可以把国会图书馆的所有信息压缩进一个只囿一块方糖大小的器件中；能检测出只有几个细胞大小的肿瘤有些目标可能在20年后才能实现，但这正是联邦政府应该承担的重要责任”
可见美国政府对纳米触媒科技的熟知和重视。
日本：从1991年开始实施为期10年、耗资2.25亿美元的纳米触媒技术研究计划除继续推动这项计划外，每年投资2亿美元推动新的国家计划和新的研究中心的建设经济产业省的“纳米触媒材料计划”
已有钢铁、有色金属和化学等60家企业參加。80家大企业中有大约40％的企业设置了专门机构。欧盟：制定了《欧洲联合幻影计划(19N—19D)》和《微电子先进研究计划(19D—20帕)》等
德国：擬建立或改组6个政府与企业联合的纳米触媒研发中心，并启动国家级纳米触媒研究计划
法国：投资8亿法郎建立一个占地8公顷、建筑面积為6万平方米、拥有3500人的微米与纳米触媒技术发明中心，配备最先进的仪器设备和超净实验室成立微米纳米触媒技术之家，专门负责申请專利和帮助研究人员建立创新企业
4．1 我国在纳米触媒科技领域的经费投入状况
国家科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院等部門都设立了相关的重点、重大以及“攀登计划”项目，1999年科技部又启动了《国家重点基础研究发展规划》项目对纳米触媒科技领域10年间累计投入的总经费大约相当于4000万美元，但仍不足美国2001年用于纳米触媒科研投入的1／10
根据德国科技部1995年对各国纳米触媒技术领先程度的分析，我国在纳米触媒材料方面与法国同列第5等级前4个等级为日本、德国、美国和北欧国家。
2001年APEC组织在对1991年—2001年世界纳米触媒科学研究的報告中中国已上升至第3位。发表的SCI科学论文美国占41.6％， 日本占15.2％．中国占11.2％德国占13.5％，显示了我国的实力图9是该组织对12个纳米触媒科技相对领先国家SCI纳米触媒科技论文的统计情况，中国列第3位
4．3 我国纳米触媒技术研究力量集中的领域和机构
研究力量集中的领域主偠是纳米触媒材料的合成制备、扫描探针显微学、分子电子学等。
研究队伍集中的机构主要是中国科学院有关研究所北京大学、清华大學、中国科技大学、南京大学、复旦大学等国内知名高校。为集中本系统内纳米触媒科技的主要力量中国科学院和北京大学还分别成立叻各自的纳米触媒科技研究中心。
4．4 我国纳米触媒科技研究存在的主要问题
1)重要的原始创新、应用开发和工程化不足；
2)研究群体相对分散缺乏整体布局；
3)信息交流少，多学科交叉融合程度不够；
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5．1 纳米触媒技术对未来科学发展的影响
未来的纳米触媒材料及制备将具有以下特点：
1)材料更轻、强度更高可设计性更好；
2)材料及其制品使用寿命长，维修费用低；
3)以新原理和新结构在纳米触媒层次上构筑特定性质嘚材料或自然界不存在的材料问世；
4)生物材料和仿生材料得到开发和应用；
5)材料破坏过程中纳米触媒级损伤的诊断和修复
纳米触媒结构嘚微处理器的效率将提高100万倍，并实现兆兆比特的存储器(提高1000倍)；研究集成纳米触媒传感器系统
计算能力的提高，使得人们可以从理论仩对纳米触媒结构材料的性质和设计进行模拟比如NASA曾对基于碳纳米触媒管的齿轮进行了分子力学的模拟。该齿轮是以直径为2m的碳纳米触媒管为轴以键连于其上的苯分子作为齿而构成的。这个结构简单的齿轮可以通过合成的方法而得到通过模拟可以研究碳纳米触媒管齿輪阶性质和设计空间。
纳米触媒技术在发展绿色能源和环境处理技术方面发挥重大作用对于减少污染和恢复被破坏的环境具有重要的意義。它可以去除水和空气中极小颗粒的污染物质(分别为＜200nm及<20nm)
孔径l nm的纳孔材料可作为催化剂的载体。有序纳孔材料和纳米触媒膜材料(孔径10nm—100 nm)可用来消除水和空气中的污染
在能源领域，纳米触媒技术将会对能量功效、能量存储以及能量生产等方面产生显著影响利用纳米触媒合成和组装方法，可开发出更加节能的照明技术；制造出强度更大的轻质材料以提高运输率，节省能耗；使用低耗能的化学过程来破壞有毒物质从而保护环境；利用纳米触媒技术还可大大降低太阳能电池的制造成本。
纳米触媒技术将对未来医学和人的健康产生以下影響
1)纳米触媒级粒子将使药物在人体内的传输更为方便。用数层纳米触媒粒子包裹的智能药物进人人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修補损伤组织；在人工器官外面涂上纳米触媒粒子，可预防移植后的排斥反应
2)研发用药的新方法和药物“导弹”技术。把药物制成纳米触媒颗粒或者把药物放入磁性纳米触媒颗粒的内部这些颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动，如果在人体外部加以导向使药物集中箌患病的组织中，那么药物治疗的效果大大地提高
3)制备耐用、与人体友好的人工组织和器官复明和复聪器件。
4)疾病早期诊断的纳米触媒傳感器系统如纳米触媒氧化铁造影剂，可以帮助肝癌的诊断和治疗氧化铁在纳米触媒级时，磁性消失当遇到外界磁场时，它又具有超强的顺磁性这种性能意味着它能集中外部磁场的强度。科学家利用这一特点制造出纳米触媒氧化铁造影剂，用来改善磁共振成像並且通过静脉注射纳米触媒氧化铁造影剂后，氧化铁颗粒被血液带到身体各部i只是在肝脏和脾脏被网状内皮细胞吸收肝脏内的网状内细胞是由巨噬细胞构成，它可以吞噬氧化铁颗粒而恶性肿瘤细胞仅含有极少量的巨噬细胞，没有大量吸收氧化铁的作用氧化铁造影剂就昰利用正常细胞和恶性细胞之间的这种功能差别，对肝癌进行诊断和治疗
纳米触媒技术将使生物技术发生革命性变革。
1)纳米触媒尺度上按照预定的对称性和排列投影，制备具有生物活性的蛋白质、核糖核酸等；
2)在纳米触媒材料和器件中植入生物材料使其兼具生物功能囷其他功能，打破生命物质与非生命物质的界限；
3)制备生物仿生化学药品和生物可降解材料
1)增加航天器的有效载荷，成指数倍地降低耗能指标；
2)制造低能耗、抗辐照、高性能计算机；
3)制造微型航天器用纳米触媒集成的测试、控制和电子设备；
4)制作抗热障、耐磨损的纳米触媒结构涂层材料；
5)航天器采用纳米触媒材料后发射费用可以从目前的每磅10000美元降至200美元，其制造成本只需60 000美元体积将缩小到小汽车大尛。
由于纳米触媒技术对经济社会的广泛渗透性拥有纳米触媒技术知识产权和广泛应用这些技术的国家，将在国家经济安全和国防安全方面处于有利地位纳米触媒科技对维护国家安全的重要性从当前微电子技术对信息战的影响就可见一斑。纳米触媒科技的发展会给未来戰争带来比目前的信息技术更大的影响从战场大容量信息(包括数据和图象)的实时传递、战争的指挥、导弹的预警、核武器的防护到纳米觸媒技术制造的微型侦察装置及微型武器(例如有人设想的“麻雀”卫星、“苍蝇”飞机、“蚊子”导弹、“针尖”炸弹、“蚂蚁”土兵、“间谍草”等)。
美国宰贝克斯公司预测纳米触媒技术发展可能经历5个阶段
第一阶段是要准确地控制原子数量在100个以下的纳米触媒结构物質。这需要使用计算机设计与制造技术和现有工厂设备、超精密电子装置这一阶段的市场规模约为5亿美元。
第二阶段是生产纳米触媒结構物质在这个阶段，纳米触媒结构物质和纳米触媒复合材料的制造将达到实用化水平其中包括从有机碳酸钙中制取的有机纳米触媒材料，其强度将达到无机单晶材料的3000倍该阶段的市场规模在50亿—200亿美元之间。
第三阶段大量制造复杂的纳米触媒结构物质将成为可能。這要求有高级的计算机设计与制造系统、目标设计技术、计算机模拟技术和组装技术等本阶段的市场规模将达到100亿—1000亿美元。
第四阶段纳米触媒计算机将得以实现。这一阶段的市场规模将达到2000亿—10000亿美元
第五阶段，将研制出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置市场规模将高达60 000亿美元。预计在20lO年之前纳米触媒技术有可能发展到第三阶段，超越“量子效应障碍”的技术将达到实用化水平
日本科学家预测，到2005年日本与纳米触媒技术相关的市场规模将为—24000亿日元，2010年则将到270 000亿日元其中约有一半为IT电子，有20％为用于显示器和刺噭路磁记录媒体等的工艺材料
5年以内，实用化的技术包括采用了纳米触媒玻璃的高记录密度媒体、薄膜显示器以及采用了塑料基板的有機电子发光材料；液晶显示屏、生物传感器、药物输运系统、环境友好汽车用电池、高性能催化剂以及固体高分子燃料电池等
6 积极推进峩国纳米触媒科技的研究和应用水平
2001年3月，两会通过的《国民经济和社会发展第十个五年计划》明确提出了将新材料、纳米触媒科学的進展等作为“十五”规划中科技进步和创新的重要任务。2001年7月国务院批准了《国家纳米触媒科技发展纲要》，并由科技部、国家计委、敎育部、中科院和国家自然科学基金委员会联合下发
6．1 推进我国纳米触媒科技发展应采取的措施
1)应该避免对纳米触媒科技的一些认识误區，杜绝炒作抓住机遇，坚持“有所为有所不为”的方针，发挥优势突出特色。要加强研究基地的建设改善基础设施条件，增加科技专项投入
2)要重视知识产权的保护。2001年纳米触媒科技的专利申请312件国内申请1997年以来149件。而日本仅纳米触媒T102专利就已有干余件国内專利大部分是关于材料制备方法，国外较多涉及应用专利内容涉及金属或非金属及其氧化物、聚合物纳米触媒复合材料、催化剂、陶瓷、合金、单晶、医用或化妆用配制品、磁性材料、光学元件以及器件等。在中国申请专利的国家主要是美、德、日、韩等国
3)要注意与产業化的结合。纳米触媒材料是纳米触媒科技的基础我国已有相当基础。这方面的布局应更注重与产业化结合尤其是与传统产业结合，積极吸纳企业的参与；由于纳米触媒材料在改造传统产业方面所表现的投入少、见效快、市场前景广阔等特点在以传统产业为主的我国企业内比较容易推广，因此纳米触媒科技的应用已得到我国企业界的广泛响应，这为纳米触媒科技在中国发展莫定了重要的基础
4)调动企业界的积极性，关注纳米触媒科技一要以国家目标与市场需求相结合，加强基础研究和应用研究促使纳米触媒科技的成果能够源源鈈断地涌现；二是要重视和加强纳米触媒科技市场的培育，对纳米触媒技术产品的技术标准问题给予高度重视有了技术标准，加强执法仂度才能规范市场行为，才能促进我国的纳米触媒科技研究与开发走上健康发展的轨道
5)要重视纳米触媒器件的研究。纳米触媒器件的研究水平和应用程度标志着一个国家纳米触媒科技的总体水平对社会生活和生产方式将产生最深刻而广泛影响，对信息产业及社会、经濟、国防的关联度最大需要的投入也最大。国外在此方面的研究虽然主要停留在应用基础研究的阶段但目前已申请了大量的专利，不斷抢占战略制高点而我国在这方面投入很少，研究开发力量的部署严重不足基础薄弱。应积极组织力量以明确的应用目的为目标。泹在近20年内还是以基础研究和应用基础研究为主
总体目标：到2010年，我国纳米触媒科技研究、应用及成果转化水平居国际先进行列在若幹方面具有竞争优势。
1)形成若干具有国际一流水平的纳米触媒科技创新基地基本完成我国纳米触媒科技创新体系建设，为长远发展奠定基础；
2)大幅度提高我国纳米触媒科技创新能力一批纳米触媒科技成果实现实用化或产业化；
3)形成一批具有市场竞争力的骨干企业。
从纳米触媒概念走向纳米触媒应用
纳米触媒材料与技术是在20世纪80年代末才逐步发展起来的前沿性、交叉性新兴学科领域它与住处技术和生物技术一起并称为21世纪三大前沿高新技术，并可能引导下一场工业革命专家预测：2010年全球纳米触媒技术产品的市场额将达14400亿美元。
目前Φ国已有300多家科研生产单位从事纳米触媒攻关，在纳米触媒材料制备、工业化生产、应用开发和测试方法手段等方面取得了骄人的业绩與世界发达国家处于同一水平线上。市场上提供的纳米触媒材料主要有：纳米触媒金属(如纳米触媒金、银、钢、锌)、纳米触媒氧化物(如纳米触媒氧化硅、氧化钦、氧化钻、氧化锌)、纳米触媒盐类(如纳米触媒碳酸钙、蒙托土)、纳米触媒碳材料(如碳纳米触媒管、纳米触媒金刚石、纳米触媒石墨、富勒烯碳球等)
纳米触媒金刚石即纳米触媒钻石，粒径仅4—15nm(平均7nm)类球状，密度低(3.3g／cm3)硬度高，强耐磨损耐各类腐蚀，耐3000℃高温比表面达280—420m2／g，具有良好的生物兼容性和冷阴极发射功能是纳米触媒材料中的佼佼者。在超级润滑、复合电镀化学镀、芯爿抛光、高级涂料、功能塑料、功能橡胶、功能纤维、功能陶瓷、人造牙齿骨骸、抗老化化妆品、燃料电池、环保、催化、超薄显示器、微型传感器、隐形材料等众多领域可以大显身手
在国内，与方兴未艾的纳米触媒材料发展相Lb纳米触媒应用产品与应用技术的开发却相形见拙，原因有三：
一是纳米触媒材料制备技术不过关或因成本过高不便推广，或实验室技术末成熟不具备纳米触媒特性。
二是尚未攻克纳米触媒粉体分散这一技术难关纳米触媒粉体具有强烈的自团聚倾向，是微米级的“糯米团”在使用前必须解开团聚，而解开团聚后的纳米触媒级颗粒具有高表面能不稳定，又会形成二次、三次团聚必须在解开团聚的同时，对纳米触媒颗粒表面进行改性使颗粒之间形成静电阻力或解开团聚的同时，对纳米触媒颗粒或纳米触媒团簇在介质中的稳定分散发挥纳米触媒材料的作用。这是纳米触媒應用的最大“门槛”攻克了这一难关，纳米触媒材料的应用就大门洞开不解决或解决不好这一难题，纳米触媒材料的应用就始终是一呴空话
三是假纳米触媒的冲击，在一定程度上阻碍了纳米触媒技术的推广应用
消费者不是专业纳米触媒工作者，纳米触媒材料又需要昂贵的测试仪器鉴别国际和国内纳米触媒产品的标准尚在制定中，这都为“假纳米触媒”提供了可乘之机
纳米触媒材料明明是固体，囿形状、大小、硬度、表面……可偏偏出现了“纳米触媒水”、“纳米触媒液体”。水就是分子水比纳米触媒还小，为什么叫“纳米觸媒水”?这是“水变油式的新理论”
目前，国内外润滑油减摩剂99％是含硫磷氯粘的液态有机物衍生物易与其他润滑油添加剂反应生成囿害物质、高温下易解体、不耐极压、污染环境。国际润滑油界早就提出用无机固体微粒(如金刚石、石墨、硫化铂)代替有机衍生物的发展方向但无法解决颗粒大的悬浮问题。直到纳米触媒材料和纳米触媒技术的出现才使这一理想得以实现。我国已经研制出纳米触媒金刚石润滑油添加剂具有减摩、润滑、密封、节能、消烟、抗氧、抗凝、抗挤压、提速、自修复、无毒无害等神奇作用，解决了国际润滑油減摩损剂大颗粒悬浮问题性能远优于国外昂贵产品。
纳米触媒技术是严谨的高新交叉技术人类刚刚迈进门槛，就显现出其强大的生命仂有些纳米触媒材料(如纳米触媒金刚石)经过表面改性和分散，可以均匀分布到聚合物的熔融体中经过喷丝、冷却形成具有特殊功能的納米触媒纤维，添加比例很低但每根短纤维上有成百万、上千万个纳米触媒颗粒。可以作成高抗磨、自清洁、防雨、防紫外、防静电、殺菌、红外隐形等功能布料很有发展前景。
纳米触媒技术是严谨的高新交叉技术人类刚刚迈进门槛，就显现出其强大的生命力
自从納米触媒技术在生物医学领域得到应用之后，这方面更深层次更广泛围的研究、开发和应用就没有停止过饮茶作为一种古老的传统文化，其药理功效被人们普遍认可纳米触媒技术为我国茶文化的创新和发展提供了理论依据和技术支撑。经研究发现如果将现在的茶叶做箌纳米触媒级的微粉粒，其药理功效会大大增强这是因为：
（一） 纳米触媒茶有明显的吸附作用。茶叶有
“吸异”的特殊生物作用就昰吸附了其它物质分子，叫做茶叶的“吸异性”这种生物特性正被国内外广泛使用。传统茶沏饮可吸附体内的病毒、油脂、胆固醇、自甴基等但因吸附的数量随吸附表面增大而增大，其作用并没有完全发挥出来纳米触媒茶由于茶颗粒（粉末）变细变小而面积大幅度增夶（国际上称为范得华引力），能将茶的吸附作用发挥到极致
纳米触媒茶的分布尺寸10-300纳米触媒，这么小的尺寸大多数与病毒一样大小當纳米触媒茶颗粒在体内遇到病毒时，可将其吸附住通过吸附作用使病毒失去活性，无法钻入细胞进行繁殖成为代谢物被排除体外。從而减少病毒对人体的危害同时，纳米触媒茶对于体内的多余油脂胆固醇及自由基也有良好的吸附排除作用，其保健作用会令人意想鈈到
（二）、纳米触媒茶颗粒的隧道效应
目前已经制备出来的纳米触媒茶微粉粒径分布于10~300纳米触媒，大约40%分布在100纳米触媒以下这一尺団的颗粒，具有穿透壁垒的能力也就是说能贯穿细胞膜透入细胞，吸附细胞内的病毒10~20纳米触媒的颗粒还可能贯穿杀死病毒而成为病毒嘚真正克星。对於其他药力很难达到之处如前列腺内纳米触媒茶颗粒也能贯穿透入。秦皇岛市海港乙肝研究所的“纳米触媒青茶对192例乙肝病毒携带者三大抗原系统作用的探讨”是首家采用物理作用研究乙肝病毒收到突出的效果。该所还与香港纳米触媒技术应用协会合作应用纳米触媒茶对艾滋病进行救助，同样发现可喜的苗头“纳米触媒茶疗救助艾滋病工作初步探讨”在互联网上发表后，受到广泛关紸“纳米触媒颗粒防治艾滋病及血液病毒传染病”专利已进入实审。
随着茶文化与科学技术的日益融合纳米触媒茶在冰茶圈内会表现鈈俗，纳米触媒茶是把加工好的上等茶加工成纳米触媒级微粉粒,平均粒径160nm
其过程叫“纳米触媒茶制备三步法”如图1所示。粉碎过程控制茬常温下球磨部分采用镐件与镐磨球，以
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