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2002-2003年日本纳米科技发展综述

供稿人:ISTIS  供稿时间:2006-5-30   关键字:日本  纳米  
日本政府高度重视纳米研发
与IT技术和生物技术相比,日本的纳米技术目前领先于欧美,这与日本政府高度重视纳米研发分不开。
 
日本经济自上个世纪90年代泡沫经济破灭之后一直不见起色。为此,日本政府寄希望以尖端科技推动新兴产业的发展,从而带动日本经济摆脱困境。
 
日本1991年实施为期10年、耗资2.25亿美元的纳米研究计划,作为政府、企业和大学合作研究的3项重大基础研究课题之一。1995年宣布将此列为今后10年日本应开发的四大基础科学技术项目之一。日本国会已经正式把发展纳米技术作为21世纪前20年的立国之本,要以纳米机器人为主导产品全面带动纳米技术的发展。2000年9月,日本科学技术政策委员会(CSTP)成立“纳米技术促进战略研讨组”,负责研究和制订日本纳米技术发展的目标和研究重点,以及实行“产官学”联合攻关的具体方针政策。日本在2001年6月制定的到2005年的第2个科技基本计划中,把纳米技术定位成国家科技发展战略四大重点领域之一。2002年度纳米技术的预算比2001年增加了四成,达550亿日元。
 
日本文部科学省和经济产业省是开展纳米研发的主要两大部门,两个部门逐年加大对纳米技术研究的拨款,前者占了2002年纳米研发预算的56%,后者所占研发经费也占到42%。研发领域侧重于纳米材料和信息技术方面。
2002年文部科学省纳米科技研发经费分布

 
 
 2001-2002年经济产业省纳米材料计划经费      单位:亿日元

日本通产省制定了全面协作并受国家资助的纳米技术研究政策。最引人瞩目的就是实施题为“分子极限操纵的研究与开发”(1991-2001年)的十年计划。该计划总投资250亿日元,1.67亿美元用于开发微机器人。该计划采取大学和产业界合作研究的方式,日本政府认为应该将日本的企业和研究机构将注意力集中在加工工艺和制造方面,包括先进的诊断仪器和在微电子方面的应用,并希望私人企业投资1000亿日元用于纳米技术的研究与开发。参加的企业有富士、日立、索尼、NEC等日本大企业和若干外国的公司如美国的德克萨斯仪器公司。
 
为改善纳米研发人员的信息交流,文部科学省在2002年度建立“虚拟纳米技术研究所”,开放RIKEN、NIMS以及国家重点大学的实验室设备。公司或公共研究机构的最新研究成果将被存在一个信息数据库中,作为虚拟网络供研究人员使用。因特网将把大学和国立科研机关连接起来,应用现有的研究设施促进联合研究。
日本企业掀起纳米研发热潮
不仅政府重视纳米技术的研究开发,日本各企业也掀起了纳米研发热潮。
 
日本的大公司,如日立公司已经制定了两年发展五项纳米技术的计划,组织了六、七个研究组进行攻关;昭和电工,三井物业,三菱化工、武田药业、松下等大企业都部署了两年内发展纳米实用化技术的计划。三菱化工建立了(富勒烯)纳米碳管生产线,要把碳管降低到 5美元/克。通用电气公司的“纳米技术计划”,主要是通过对贝壳类动物贝壳显微结构研究,研制新型的陶瓷材料。
日本企业充分认识到,只有开发小型化、高性能的产品,才能在未来的国际竞争中立于不败之地。而要达到这一目标,纳米技术不可缺少。于是,日本企业纷纷着手开发纳米技术。据有关资料显示,日本99家大型企业2002年投入研究开发经费327亿日元,比2000年增加约50%,而2003年的投入将在去年的基础上再增加24%,达到407亿日元。
 
日本企业的纳米研发有三个特点:
首先,日本企业集中科研力量加强纳米技术开发。在以大阪为中心的关西地区,已有近百家企业联合了16所大学及国立科研机构,又建立了“关西纳米技术推进会议”,以大力促进本地区纳米技术的研究开发和产业化进程。日立集团新设立了“纳米技术管理推进中心”,该中心由日立制作所、日立化成、日立金属、日立电线公司等公司有关人员组成,集中各家技术优势,共同攻克各产业领域相关的纳米技术难关。其研究战略分两大部分,一是两年内可实用化的短期研发课题;二是长期基础研究课题。短期部分主要在电子零部件、新材料及环境领域,两年内要实现5种纳米技术产品的实用化。此外,还有很多企业也设立了纳米研究部门,吸引从事纳米技术研究的专业人才。三菱、伊藤忠和丸红等综合商社已经或计划同美国的风险企业设立合资公司,把纳米技术列为新的发展项目;富士通公司设立了纳米技术研究中心;住友电工公司组织了纳米技术研究班子;东丽公司决定投资50亿日元,建立专门的纳米技术研究所。
 
其次,许多日本企业建立了专门从事纳米技术研究或专门生产纳米材料的分厂、分公司。例如,三菱集团最有代表性的纳米材料是巴基球,他们开发出了巴基球批量生产新技术,还建立了专门批量生产巴基球的分厂。三井物产公司也设立了研究纳米新材料的子公司。
 
第三,企业和大学、科研院所广泛合作研究开发纳米技术。日本昭和电工公司计划与产业技术综合研究所合作,开发纳米新材料批量生产技术;富士通公司计划和德国慕尼黑工科大学等4家科研机构合作研究;松下电器产业、武田药品工业等公司与京都大学、大阪大学的联合合作组织也已启动;三菱化学公司也与京都大学开展了以纳米技术为中心的合作研究。此外,三菱商事成立了纳米技术投资基金,东丽公司在设立研究所后将和大学研究机构合作,重点开展医疗领域的纳米技术,将利用专项的纳米技术投资基金支持该领域的风险企业。
日本未来纳米科技的发展动向
日本未来纳米技术重点领域包括:用纳米技术制成的信息通信元件、具有环境适应性的高增值材料和微量影响环境因素的管理技术、对体内病灶进行诊断和治疗的微小系统,仿生材料、观察各种生物现象及应用生物机制的纳米生物技术、纳米级的测量,评估及加工等基础技术、具有新的物理性能的材料。
 
纳米技术实用化前景在日本被普遍看好。目前,日本已经能够制造出多种纳米管,有的纳米管已经达到了可批量生产的水平,纳米温度计也在日本问世。专家估计,随着这一技术的成熟,到2010年,比现在大30倍的大容量光传输系统可以达到实用阶段,2014年造价只有现在十分之一的燃料电池可以普及,2022年将诞生以蛋白质、DNA为元件的计算机。专家预测,2010年纳米产品在日本国内市场的产值将达10万亿日元。
 
日本近年纳米科技商业化的相关活动
领域
米科技种类
材料
Fullerene
          三菱商事设立Fullerene生产事业公司
          Sony将Fullerene衍生物应用在燃料电池
Carbon Nano Tube (CNT)
          精工仪器公司开发CNT应用于AFM探针
          昭和电工开始生产CNT
          大研化学申请CNT探针相关专利
          三井物产设立CNT研发公司
          日机装公司开发CNT生产技术,价格降至百分之一
纳米微孔材料
          三井物产设立BNRI公司,利用纳米微孔材料生产无水乙醇
纳米乳化技术
          法国罗雷奥尔公司申请纳米乳化技术应用在化状品及医药的相关专利
Tailor-Made化学品
第一化学药品公司利用Tailor Made技术介入SNP解析
次世代环境触媒
大阪瓦斯公司申请气体净化触媒专利
光触媒
          CANON申请纳米級氧化鈦細线的专利
          丰田中央研究所开发N-dope氧化鈦可视光应答型材料
零件
氢气吸附储藏材料
          NEC研究CNT制燃料电池用氢气储藏材料
          东芝申请CNT氢气储藏相关专利
排气净化装置
丰田汽车开发吸附还原型触媒
生物技
蛋白质工学
        武田药品申请新型蛋白质及DNA的相关专利
        KAZUSA DNA研究所申请新型DNA相关专利
生技材料
法国罗雷奥尔公司利用纳米级氧化铁微粒子制造人工着色材料
资料来源:三菱综合研究所,2002年3月
 

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