一、战略产业与重点研究领域
1.发达国家的战略产业
作为极具市场潜力和发展前景的新材料和新兴技术,纳米材料和纳米技术已受到世界各国的普遍关注。为了保持在纳米材料和纳米技术方面的领先地位,提高国家的竞争力,抢占纳米材料和纳米技术战略高地,近年来,各国政府纷纷制订相关发展战略和计划,投入巨资,支持纳米材料和纳米技术的研究开发,重点推进纳米材料的产业化。
美国 2001年1月21日,美国总统克林顿宣布了“国家纳米技术计划”(NNI),并在2001年财政年度,为此倡议提供近5亿美元的研究开发经费。(见图2-1,表2-1)
日本 设立“推进纳米技术恳谈会”,负责研究和制订今后日本纳米材料和纳米技术研究开发的重点课题,以及实行“产官学”联合攻关的具体方针政策,以推进“纳米技术战略”。
日本资助纳米材料和纳米技术的三个主要政府机构是通产省、科技厅和文部省。1996年,三个机构对纳米材料和纳米技术的拨款共计1.2亿美元。日本政府已在2001年新的科技基本计划中把纳米材料和纳米技术作为今后5年科技发展的战略重点之一,2001年度为此拨款512.2亿日元。(见表2-2)
【表2-1:美国国家纳米计划投资内容(单位:百万美元)】
欧洲 1988-1998年,欧洲各国投入与纳米有关的研发经费约69百万欧元。欧洲仅在1999年启动的与纳米材料和纳米技术有关的计划就有15项。(见表2-3)
此外,在软件业中尝到巨大甜头的发展中国家印度,2001年也投入3亿美元研究纳米技术,试图再次在新技术产业革命中争得一席之地。瑞士、瑞典、俄罗斯、韩国等国家也在积极行动。
【表2-2:日本投资纳米材料和纳米技术情况】
【表2-3:欧洲各国投资纳米领域情况】
2.重点领域与力量分布
据调查,各国在纳米材料研究领域的重点不尽相同。
美国侧重于纳米结构材料的合成、加工和表征;
日本主要研究仿生材料、纳米材料的测量、评估于加工;
德国重点开发最新纳米结构、超精细表面测量等。
主要国家纳米材料研究领域及力量分布如下:(见表2-4)
【表2-4:各国纳米材料研究领域及力量分布】
世界上纳米技术和纳米材料水平最先进的国家是美国、日本,德国、英国次之,这些国家的产业化都达到了相当规模。
二、专利申请与论文数量分布
随着纳米材料和纳米技术研究的快速发展,近几年来,各国申请的有关专利的数量与文献报道量急剧增加。其中,文献量的年相对增长率为33.3%,约两年翻一番。
CCOD在1993-1996年间收集的有关纳米材料和纳米技术的文献检索,结果表明收集的文献总数约计76.5万条,年平均数在19万条左右;收集与纳米技术有关的文献共5737条,其中5721条为期刊文献,涉及英、德、俄、日等语种,分布在368种期刊上。(见图2-2)
检索美国专利信息库从1976-2001年有关纳米的专利情况如下,由此可见近年来纳米材料和纳米技术发展之迅猛。(见图2-3)
【图2-3:美国纳米专利增长情况】
三、产业规模与市场发展前景
1.纳米材料产业初具规模
国外纳米材料及其产品从1994年开始进入市场,创造的经济效益以年增20%的速度增长。目前已经规模化生产的纳米材料有:金刚石、磁性材料、金属、陶瓷、复合材料、半导体材料、生物医用材料等。最先进的纳米技术和纳米材料国家是美国、日本,德国和英国。
1998年前,美国有50多家公司不同程度地参与开发和生产纳米材料,其中至少有12家公司已工业规模生产纳米材料。
日本在纳米复合材料领域居领先地位。20世纪90年代,日本生产新型陶瓷用超微细粉体总产值71.5亿美元,年平均增长率15.8%。
欧洲在分散、涂层和新仪器应用方面处于领先地位。20世纪90年代西欧生产纳米级陶瓷粉体产值为15亿美元,年增长率为18.9%。
2.纳米材料市场前景广阔
纳米粉体材料在橡胶、颜料、陶瓷制品的改性等方面,将给传统产业和产品注入新的高科技含量,在未来市场上占有重要的份额,有着十分广阔的发展前景。
以纳米材料的应用市场作为牵动研究开发的方向,提高效率和资金利用率,把纳米科技与现有成熟的微米技术有机结合,实现科学突破和技术的切实应用是各国纳米技术研究的最终目标。