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1、从芯片应用谈纳米科技的发展摘要：关键词：纳米科技,作为一个新兴的跨学科领域,与传统学科纵横交错,与传统技术相互渗透,涉及到几乎现有的一切基础性科学技术领域。它正在孕育着一场科学革命,也将很快引发一场产业革命。多数科技强国都将纳米科技领域作为战略制高点科技与社会纳米科学与技术之间的联系:基于学术型发明人的分析和科技优先发展领域1。纳米科技的研发在我国也得到了政府科技管理部门、研究机构和高校院所的充分重视2。国家科委的“攀登计划”和科技部的973计划、863计划、星火计划、火炬计划等,都给予纳米科技以人力、资金支持。作为政府资助纳米科技研究的主渠道之一,国家自然基金委对纳米科技项目的经费支持逐年增
2、长。得益于政府对纳米研究的高度重视、科技管理部门人力资金资助力度的不断加大和研究者的不懈努力,在基础研究领域我国已成长为一个纳米强国,在国际上占据一席之地,并在一些子领域位居世界领先水平3。已有文献计量分析显示4-5,我国已成为仅次于美国的纳米论文生产大国。然而,一些学者也指出6,中国纳米研究的影响和质量急需提高。国内一些学者对纳米科技进行了研究7-9,如研究力量的分布、纳米词频所揭示的研究动向、纳米专利计量分析等。但很少有研究从科学与技术相互联系的角度探讨我国纳米科技的状况和特征。在研究与开发活动中,科学与技术的相互结合,促进了二者的共同进步。而纳米领域是科学与技术相互融合的典范。纳米科技是
3、由多个学科整合而形成的,位于科技象限中的新巴斯德象限或技术科学象限10。因而,从科学与技术之间的联系出发,可以更深刻地了解纳米科技发展的态势、特点及规律,以便制定更加适合的科技政策。发表在具有严格评审程序的期刊特别是国际期刊上的科学论文是科学研究产出的重要表现形式,而专利是技术创新活动的最重要的成果表现形式。研究科学与技术的联系,主要围绕论文和专利之间的关系展开,有三个方向:引文研究,专利中的非专利引文11和论文中的专利引文所描绘的科技知识图谱12-13;著者研究(Meyer,2006)，将专利发明人与论文作者匹配14;合作者网络研究,包括个人与个人之间的合作网络、机构之间的网络(产学合作)1
4、5。大学作为知识生产和传播的基地,被视为一个国家或地区科技发展的前沿,在世界研究和创新网络的形成中扮演非常重要的角色。许多具有社会变革性影响的技术突破,都来自于大学基础科学研究的进步。除了教学、研究和公共服务16外,现在大学的功能又增加了大学教员通过参与技术开发、商业化活动所创造的经济财富,包括为研究成果申请专利、技术转让与许可、创办衍生企业等17。一个明显的趋势就是近年来大学专利的显著增长,纳米领域的很多专利正是来自于大学的研究成果。然而,大学研究者参与商业化活动的不断增加,引起了关于这种现象是促进还是阻碍未来科学研究的讨论18。参与专利活动可能占有大学研究人员宝贵的研究时间,取代他们的部分
5、研究工作,尤其是基础研究,从而导致科学研究数量和质量的下降。因而,本文探究中国纳米科学与技术之间的关系究竟是互补还是竞争。本文延续著者研究这一脉络,以纳米科技为切入点,从科学与技术相互联系的角度,关注中国大学专利的增长。通过对大学中的学术型发明人进行作者一发明者匹配，分析我国纳米科技领域的论文和专利数据之间的联系，比较学术型发明人和纯学术研究者的研究绩效差异,考察专利活动对于科学研究产出数量和质量的影响程度。纳米技术简介诞生于20世纪80年代末并迅速崛起的纳米技术被认为是21世纪最活跃的三大前沿研究领域之一。那么什么是纳米技术呢?纳米是英文Namometer的译名，它是微观世界的长度单位。与米
6、相比，如同网球与地球相比。纳米结构是指尺寸在100纳米以下的微小结构。纳米技术的基本含义是在纳米结构范围内认识和改造自然，研究通过直接操作和安排原子、分子运动规律和特性，创造新物质的技术方法。纳米技术主要包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米测量技术和纳米应用技术。它所涵盖的领域、范围相当广泛，从材料制造业、电子科技业、包装印刷业、医疗单位、航空与太空侦测、环境与能源、生物科技与农业及国家安全等，皆为纳米科技应用的范畴。目前，对纳米技术的研究主要在纳米材料方面，纳米材料是指其晶粒大小在1一100纳米范围的物质。人们研究发现，处于纳米尺度的物质，其本身就会产生量子尺寸效应、小尺寸效应、表面和界面效
7、应以及宏观量子隧道效应等诸多特殊性能。纳米材料与包装印刷相关的特性很多，且很多特性与包装印刷技术相结合，将会使包装印刷获得良好的品质。纳米材料与包装印刷相关的直接与间接特性归纳起来主要有表面效应、界面效应、小尺寸效应以及特殊的化学效应与磁效应。那么，如何将物质纳米化呢?这就要用到纳米化分散技术了。其所采用的设备叫纳米微珠磨分散系统。它包括耐磨、高热传导效果的材质制造的槽体、低成本的研磨介质、高能量密度之搅拌轴及叶片。其原理为在一搅拌槽中放入很细的研磨球，用机械力量大于15一30m/s的高叶片速度传送进入搅拌。但必须注意，虽说研磨介质小对微珠磨的效果好，但若研磨介质与粉体的体积大小相差不远，也无
8、法将粉体分散。一般而言，粉体的大小以研磨介质的1/31/10最为适当，且同时需注意研磨介质的硬度、P卜值、颜色偏差、成本及是否污染等。另外，值得注意的是纳米粉体的界面安定技术，当粒子变小的同时，粒子间的距离也缩小，粒子间的内聚力变大，安定性也就随之减小。为不使影响其安定性，可使用分散剂或界面活性剂来处理。ARM开发新型45纳米SoI测试芯片ARM公司近日在IEEESOI会议上发布了一款绝缘体上硅(SOD45纳米测试芯片的测试结果。测试结果表明，相较于采用传统的体效应工艺(bulkprocess)进行芯片制造，该测试芯片可大幅降低功耗，高达400o。并能缩小7%的电路面积。该结果证实了在为高性能
9、设备和移动应用设计低功耗处理器时，SOI是一项取代传统体效应工艺的可行解决方案。SOl测试芯片在某些特定测试应用中，当比体效应技术高出20%运行频率工作时，仍能实现整体降低30%的功耗。微流体芯片近期微流体芯片与生物、医学相结合的研究和产业化开发正在引起人们的关注。微流体芯片又被称为“芯片上的实验室,是用半导体集成技术制作的新型固体元件,它能够对微量流体包括液体和气体进行复杂、精确的操作混合和分离微量流体、化学反应、微量分析等等。在这种芯片上加上微泵、微闸可以很容易地对生物细胞、溶齐小药物等进行各种生物化学研究也可以用它进行纳米粒子、分子结构的研究。由于它体积小、可调控参数多、调控精确度高、自
10、动化程度高、可以集成和大量生产,在纳米科技研究和发展上有着很好的前景。可以说,微流体芯片是自上而下和自下而上研究的一个自然的结合点,也是物理、化学、生物、微电子学等学科交叉性极强的研究领域。目前微流体研究的主要方向是进行生物化学分析的研究,比如稀有细胞的筛选、信息核糖核酸的提取和纯化、基因测序、单细胞分析、蛋白质结晶、药物检测等。事实上,年以来,美国和欧洲已经出现了一批以生产微流体芯片为主的高科技企业,也有国际大型制药公司大量地购买了这种芯片以替代传统的大型生物、化学分析仪器的工作,用来开展新药研制。“二氛化硅纳米球粒度标准物质”通过中科院科技成果鉴定中国科学院知识创新工程重要方向项目“纳米材
11、料和纳米测量中的若干基础标准研究”课题中的“二氧化硅纳米球粒度标准物质”成果通过鉴定。该课题研制的二氧化硅纳米球具有可靠的均匀性和稳定性,可以作为粒度标准物质,丰富了国内外粒度标准物质的种类。定值结果表明,达到了国际粒度标准物质先进水平,填补了国内以下的二氧化硅纳米级粒度标谁物质的空白。这类二氧化硅球在水及一些有机溶剂中可保存数年之久。合成的二氧化硅纳微米球可完全取代主要依赖进口的用做计量标淮物的聚苯乙烯球。除可用做粒度标准物质外,还可应用于陶瓷、人造蛋白石、辐射透明涂料、半导体、光学研磨材料,电子封装材料、高级化妆品、高级涂料添加剂等领域,具有很好的应用前景。金纳米粒子固有的小尺寸效应、表面
12、效应和量子尺寸效应等使其呈现出奇异的光学和电学性质,同时还具有良好的生物相容性，易同DNA分子结合。这些性质共同构成了它在电化学DNA生物传感器和基因芯片中应用的基础，成为生命科学中分析化学研究的重要组成部分。纳米金在电化学DNA生物传感器研究中的应用，将继续是一个十分活跃的研究领域。今后功能化的纳米金粒子以及纳米金和其他金属的复合纳米材料、纳米金与磁性微粒31的结合将是DNA生物传感器和基因芯片的研究方向与热点。LED纳米光催化有机废水深度处理装置技术摘要本发明公开了一种LED纳米光催化有机废水深度处理装置，其特征在于：该处理装置包括至少一个紫外LED光源板和与之贴合的纳米光触媒材料。其中，
13、该紫外LED光源板包括导热性能好的金属基板、印刷在金属基板两侧的绝缘涂层线路和电路，以及LED发光芯片；该LED发光芯片与电路连接，且该紫外LED光源板为通过贴片技术固定在金属基板双面上的紫外LED芯片阵列光源，或者为通过紫外LED芯片与光纤耦合并交织成面板状的光源，进而其表面涂有树脂或陶瓷等封装材料进行密封作为防水处理。该处理装置推广应用后，消除了含汞气体光源所产生的深紫外成分的人体的伤害及汞灯*裂的装置安全问题，具有节能、使用寿命长、光催化效率高及对人体无伤害成分的有益效果。有降低的噪声的纳米硅基液晶芯片技术摘要一种硅基液晶芯片，该硅基液晶芯片设计用于抑制芯片的电子元件之间的串音以及进入芯
14、片的漫射光产生的电噪声。芯片包括硅衬底，硅衬底具有在硅衬底上形成的存储单元阵列。芯片包括形成字线的第一多晶硅层和形成位线的金属层，其中，位线与字线相互正交。芯片还包括由第二和第三多晶硅层，形成的电容存储器。第二多晶层设置在第一多晶硅层上，且在衬底没有被字线覆盖的区域上。金属层包括屏蔽，这种屏蔽用于减小相邻的位线之间以及位线与电容存储器之间的串音。(编号:CD1058599-0089-0007)种高折射率纳米改性有机硅封装材料的制作方法技术摘要一种高折射率纳米改性有机硅封装材料的制作方法：采用双组份途径，用多种含特殊功能基团的有机硅预聚体，与无机纳米氧化物溶胶通过一定的工艺手段获得粘稠的纳米改性
15、有机硅聚合物封装溶胶，在固化前通过简单易行的方法制得芯片上的厚涂层，经过一定的温度处理后获得所需性能的封装涂层。所获得的封装材料具有高折射率、高透过率、耐高温、耐紫外老化、粘结性强的性能，可应用于功率型LED照明器件的封装。纳米技术及其发展纳米是个长度单位,1纳米是1米的10亿分之一。体积小的原子,如氢原子,其直径大约是0.1纳米。当物质的外形尺寸小到O.1纳米至l00纳米的范围之内时,许多物质的属性就会发生很大变化。如:黄金的粉末颗粒小到纳米级时,颜色会变成黑色;把铜制成纳米尺度的粉末再压成块状,其导热速度是原来的数倍;一些物质制成厚度为纳米尺度的超薄膜后,导电性能发生剧变;一些材料制成纳米
16、级的超薄膜后吸收光的能力提高数倍，等等。研究这些现象内在机理的科学是纳米科学,而在此基础之上开发利用其性能的技术领域称为纳米技术。1959年,物理学家、诺贝尔奖获得者理查德费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后将逐个地排列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想。70年代末,美国麻省理工学院德雷克斯教授成立了由他领导的纳米科技研究组。1982年，科学家发明了研究纳米的重要工具扫描隧道显微镜，为我们揭示了一个可见的原子、分子世界。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国与第五届国际扫描隧道显微学会议同时举办，纳米科技和纳米生物学两种国际性期刊同年相继问世，纳米技术历经30年曲折道路终于正式诞生。80年代末期到90年代初期，基于扫描隧道显微镜的基本原理，原子力显微镜、磁力显微镜等一系列扫描探针显微镜已经发展起来，有力促进纳米技术的研究进展。当前，很多国家都将纳米技术列人国家
