納米介紹
納米——音:nà mǐ(符號為nm)是長度單位,原稱毫微米,1納米等於10億分之一米,即100萬分之一毫米,1納米=1×10^-9米。如同毫米、厘米、分米和米一樣,是長度的度量單位。相當於4倍原子大小,比單個細菌的長度還要小,一根頭髮絲就有7萬到8萬納米。"納米技術"這個辭彙出現在1974年。納米科學、納米技術是在0.10到100納米尺度的空間內研究電子、原子和分子運動規律及特性。運用納米技術可以解決現在面臨的許多問題,例如,一個運用了納米技術的瓷瓶會比一個普通瓷瓶更為堅固。
納米材料
納米材料是納米技術的重要的組成部分。就象毫米、微米一樣,納米是一個尺度概念,是一米的十億分之一,並沒有物理內涵。當物質到納米尺度以後,大約是在1—100納米這個範圍空間,物質的性能就會發生突變,出現特殊性能。這種既具不同於原來組成的原子、分子,也不同於巨觀的物質的特殊性能構成的材料,即為納米材料。納米顆粒是指尺度介於1NM-100NM金屬或半導體的細小顆粒,其特殊的結構層次賦予了它既有別於體相材料又不同於單個分子的特殊性質,在光、電、磁、催化等方面具有非常重要的套用前景。通過研究發現,超微粒子的特殊性質主要取決於它的表面效應、小尺寸效應和量子效應等。納米技術的優勢
在原子水平上研究和設計材料與設備的納米技術是一種經典的顛覆性技術,它會給我們的生活帶來重大影響。在這個令人激動的新興技術領域,中國正準備在其產品的商業化方面取得領導地位。鑒於中國人長久以來表現出的企業家的風範、甘願承擔風險的意識以及樂於與他人合作的開放態度,這種準備至少有幾分理由。豐富的人力和智力資源,更為中國在納米以及其他技術領域占據領導地位,提供了內在的優越條件。納米技術是一種在納米尺度空間內的生產方式和工作方式,並在納米空間認識自然、創造一種新的技能。比如進入血管的機器人很小,將來它要工作的工具就必須是納米材料。最近,科學家已經發明了納米鏟子、納米勺子,血管機器人可以在血管里用這些工具來進行操作,這就是納米工具,絕不像現在工具這樣。納米技術的內涵
納米技術的內涵非常廣泛,它包括納米材料的製造技術,納米材料向各個領域套用的技術(含高科技領域),在納米空間構築一個器件實現對原子、分子的翻切、操作以及在納米微區內對物質傳輸和能量傳輸新規律的認識等等。但是,我們不要把納米技術僅僅看作是納米材料,也不能把納米材料僅僅理解為是納米粉體。納米粉體僅僅是納米材料的一個內涵,實際上納米絲、納米管、納米線、納米電纜、納米薄膜、三維納米塊體、複合材料等等都是納米材料,範圍相當廣。另外,納米材料不單純是固態的,也有液態,例如納米水,用高頻超聲處理,使水分子結成小汽團。發展和前景
發展
我國在納米技術領域占有一席之地。已成功製備出包括金屬、合金、氧化物、氫化物、碳化物、離子晶體和半導體等多種納米材料,合成出多種同軸納米電纜,掌握了製備純淨碳納米管技術,能大批量製備長度為2至3毫米的超長納米管。合成的最細的碳納米管的直徑只有0.33納米,這不但打破了我國科學家自已不久前創造的直徑只為0.5納米的世界紀錄,而且突破了日本科學家1992年所提出的0.4納米的理論極限值。《稻草變黃金 ——從四氯化碳製成金剛石》的文章高度評價。最近又研製成功新型納米材料——超雙疏性界面材料。這種材料具有超疏水性及超疏油性,製成紡織品,不染油污,不用洗染。該項技術前景十分廣闊,經濟效益巨大。美國權威機構預測,2011年納米技術市場估計經濟效益達到14400億美元,納米技術未來的套用將遠遠超過計算機工業。納米複合、塑膠、橡膠和纖維的改性,納米功能塗層材料的設計和套用,將給傳統產生和產品注入新的高科技含量。專家指出,紡織、建材、化工、石油、汽車、軍事裝備、通訊設備等領域,將免不了一場因納米而引發的“材料革命”。
前景
現在我國以納米材料和納米技術註冊的公司有近100個,建立了10 多條納米材料和納米技術的生產線。納米布料、服裝已批量生產,像電腦工作裝、無靜電服、防紫外線服等納米服裝都已問世。加入納米技術的新型油漆,不僅耐洗刷性提高了十幾倍,而且無毒無害無異味。一張納米光碟上能存幾百部,上千部電影,而一張普通光碟只能存兩部電影。納米技術正在改善、提高人們的生活質量。顛覆性和創造性
1、在技術發展的對話中,我們不能不涉及到顛覆性技術(disruptive technology)[Christensen, 1997]和創造性毀滅(creative destruction) [Foster & Kaplan, 2001]這兩個概念。顛覆性技術是轉換性的,因為它們有能力取代當前生活中普遍套用的技術。顛覆性技術通過瞄準機會而擠入市場,使初期客戶願意付額外的費用來購買新型的有用技術。隨著銷售的增長,價格自然下滑。此時,這種產品就能進入主流市場並扮演顛覆性的角色,通過大批量出貨改變市場現狀。電腦、行動電話、網路就是顛覆性技術的經典代表。2、納米技術商業模式與傳統產業不同的是,納米技術是以知識為基礎的,並且是跨學科的。現今,“盒裝”的產品可謂少之又少。消費品之中,突出的例外有:防漬布(Nanotex,納米布)、耐用網球(Inmat)、深滲透護膚霜(L’Oreal,歐萊雅),高性能太陽鏡和眼罩(Nanofilm,納米膠片)以及納米晶體微粒防曬油(Nanophase, BASF)等。工業產品包括耐磨納米塗層(Inframat)和以碳納米管為基礎的、覆於觸控螢幕和平板顯示器表面的透明可導塗層(Eikos)。轉換性創新常常發生在不同學科的交叉處。舉例來說,納米技術和生物學之間接觸面很廣,正在編織廣闊的創新織錦。通常,這個接觸面並不會輕易展現出直達商業化的通道。正是因為如此,傳統的風險投資管理策略和評估模式可能對於納米技術創業者並不適用。製造能力向亞洲尤其是向中國的轉移、人才的反向流動,以及全球化過程,共同影響著納米技術的商業化。
3、納米烏龜和納米兔子:納米技術的資金投入,誰是“納米兔子”?它們是由風險投資贊助的納米技術設備開發公司。儀器市場空間很大,如分子電子類的儀器。儀器市場最終會整合到消費品和其它電子產品中去,變得無處不在。而且,風險投資公司已經建立起新聞傳播的渠道並因此得到媒體極大的關注。雄心勃勃的創業者如納米系統公司(Nanosys)已經在遞交給美國證券交易委員會(SEC)準備上市的材料中,向公眾透露說公司在2007年前不會製造出產品。私人股票投資者是否擔心這種納米技術設備公司投資正在開始越來越同傳統的生物技術公司投資相似,即需要巨大投資而技術開發周期非常漫長,還不能下結論。在中國,風險投資雖然稀少,但正在興起。中國的股票市場對創業公司和急需資金的企業家來講基本都是不開放的。
納米微粒對機體影響
概括
隨著納米技術不斷發展,人們攝入納米微粒的機會逐漸增多。為研究這種微粒對機體的影響,俄研究人員對小鼠進行了實驗,結果發現納米微粒會導致小鼠的白細胞增多,其程度和影響會因小鼠的免疫特點不同而相異。俄科學院細胞和遺傳學研究所、動物分類和生理學研究所的專家,在新一期俄學術刊物《俄羅斯納術》上報告說,他們將尺寸小於100納米(1納米等於一百萬分之一毫米)的二氧化矽微粒選作研究對象,這種物質在生產橡膠製品、化妝品和製藥過程中常被用作填充材料或催化劑成分。
主要研究
俄研究者挑選了兩種小鼠,A種小鼠的“細胞免疫”特點突出,即它們的免疫T細胞直接抵禦病原體的能力較強。B種小鼠的“體液免疫”能力見長,即它們的B細胞產生抗體並引導的免疫反應較出眾。科研人員把A、B兩種小鼠都分別分成3組,每組七八隻。在甲組中,每隻小鼠的鼻子裡被滴入25微升懸浮液,其中的二氧化矽微粒尺寸均小於100納米。乙組小鼠鼻腔攝入的二氧化矽微粒超過100納米。丙組被滴入生理溶液。4小時後,研究者提取各組小鼠的血樣及其肺部和支氣管內表面的擦拭物。
分析結果顯示,吸入二氧化矽微粒導致A種小鼠的多項血液檢測值改變,其中白細胞總數顯著升高。而B種小鼠不但白細胞增多,而且其肺部出現針對炎症的早期免疫反應。與吸入尺寸超過100納米的二氧化矽微粒相比,小於100納米的這種微粒對免疫系統的影響要顯著得多。
結論
參與這項研究的科研人員莫什金指出,納米微粒引發的上述變化是好是壞目前難下定論。白細胞增多且肺組織出現免疫反應等現象說明呼吸道出現炎症,並有可能繼續發展。但與此同時,機體抵禦呼吸道感染的能力也在增強。因此若想深入了解納米微粒對機體的影響,必須開展長期觀察。莫什金還認為,上述發現也具有現實意義,它提醒職業防護專家考慮制定相應的健康標準,以便挑選某些免疫特點突出者從事納米材料生產。
技術論文
瑞斯納 蕭鏡如[①]摘要
在原子水平上研究和設計材料與設備的納米技術是一種經典的顛覆性技術,可能會給我們的生活帶來重大影響。在這個令人激動的新興技術領域,中國正準備在其產品的商業化方面取得領導地位。鑒於中國人長久以來表現出的企業家的風範、甘願承擔風險的意識以及樂於與他人合作的開放態度,這種準備至少有幾分理由。豐富的人力和智力資源,更為中國在納米以及其他技術領域占據領導地位,提供了內在的優越條件。文中作者首先討論了顛覆性技術過程的性質、新的納米技術商業模式、納米材料與納米設備開發之間的競爭。文章最後,作者回顧了中國在納米技術中的先行優勢,並指出了中國在納米設備開發方面達到最終主導地位所面臨的障礙。關鍵字
納米技術;顛覆性技術;創造性毀滅;知識型經濟;技術投資內容
我們常聽說,在未來幾代人的時間內,新興技術領域中的發現對我們生活之改變,將比上個世紀所有的重大發現加起來都要大。鑒於很多非常有說服力的理由,中國正準備在這些新興技術研發方面取得全球的領導地位。中國人表現出企業家的風範,甘願承擔風險,樂於進行開放式合作。低廉的勞動力成本,加之由政府監督所確保的可持續發展遠景,將使得中國成功地追求並建立起高級商業化技術平台。儘管如此,隨著市場經濟的飛速發展,羽毛未豐的投資市場過於注重短期效益,這一點有可能制約納米技術的長期培育發展。但無論市場力量如何,中國最大的資產必然是其人力資源,不管是從數量還是從教育程度上講。眾所周知,毛澤東認為中國的財富在於其眾多的人口。今天,這些人力資本吸引了眾多的製造項目投資機會,其產品貫穿整個產業鏈,不僅供給中國國內市場,同時也供給全球市場。中國是世界上最大的手機消費國,擁有3億用戶,這點並非偶然——毫無疑問,這與中國眾多的人口和薄弱的有線電話網路基礎有關,而無線電話可以替代有線電話。正在發展之中的技術基礎設施需要有商品供應,以便建立高效的交通、設備和通信設施。頗有意思的是,正是由於迅速增長的中國國內商品需求,導致世界範圍內的物價上漲。中國有1700萬大學生和高級職業學校學生,其中包括32.5萬工程師。人力資源的豐富不可避免地形成了中國製造業的優勢。現今製造業的趨勢是使用高度熟練的工人來替代機器[Fishman, 2004],因為這些工人的月工資還不到100美元。中國人對臉面看的很重,不願丟面子。在生產線上,好面子表現在不出錯誤。經濟上算來,勞動成本低抵制著高成本的工廠自動化的建立,使生產成本低而生產線保持靈活。美國供應商想要留住客戶而實行的價格被稱為“中國價格”。這個“中國價格”正在推動世界經濟的發展。當12%的中國出口商品出現在沃爾瑪特(Wal-Mart)超市的貨架上時,這個定價局面就會對美國以及其他國家產生深遠的影響。
中國長久不衰、智力超群的文化史令歐洲和美國相形見絀。智力和人力資本在中國可以無與倫比地結合起來。比如拿水稻基因組測序這個艱巨的任務來講:中國科學院屬下有500多名研究人員曾經參與到這一計畫之中。1998年,中科院成立了北京基因組學研究所來管理一大批技術嫻熟但報酬不高的技術員。本質上講,這是工廠作業,令人想起19世紀工業革命時的情形。但歷史上可從來沒有如此技術熟練的“工廠工人”。除了中國,這種情況哪兒都不可能發生。其含義是顯而易見的:毫無疑問,迅速發展的納米技術會因為這些智力和人力資源而大受裨益,並且會在中國通過技術手段取得全球經濟優勢的定位中發揮關鍵作用。
在技術發展的對話中,我們不能不涉及到顛覆性技術(disruptive technology)[Christensen, 1997]和創造性毀滅(creative destruction) [Foster & Kaplan, 2001]這兩個概念。顛覆性技術是轉換性的,因為它們有能力取代當前生活中普遍套用的技術。顛覆性技術通過瞄準機會而擠入市場,使初期客戶願意付額外的費用來購買新型的有用技術。隨著銷售的增長,價格自然下滑。此時,這種產品就能進入主流市場並扮演顛覆性的角色,通過大批量出貨改變市場現狀。電腦、行動電話、網路就是顛覆性技術的經典代表。
資本市場向來是冷酷無情的——表現不力者要被淘汰出局,而新的玩家卻被激勵加入到遊戲之中。不幸的是,注重連續性的公司沒有能力按市場的步伐作出改變。因此,長期來看,企業很少能夠緊隨市場創造出充足的價值。相比之下,新的玩家能夠在市場內創造比倖存者更好的效益。約瑟夫·熊彼特(Joseph Schumpeter)稱這個創造和淘汰的過程為“創造性毀滅的狂風”[Schumpeter, 1950]。他注意到,毀滅和創造經常是成雙成對的。在中國文化中,頭如雉雞、尾如孔雀的鳳凰,就像神話中的長生鳥(Phoenix)一樣,是創造與毀滅過程的象徵。且讓我們以一家知名的科技公司為例來探討這個過程。
英特爾(Intel)公司在記憶體產品收入極為豐厚之時,決定放棄記憶體生產線,轉而上馬一條全新的微處理器生產線,頗富傳奇色彩。安德魯·格羅夫(Andy Grove)認識到日本存儲設備生產能力的崛起勢不可當,並有勇氣看到美國無法同日本競爭,因而執意離開動態隨機存取存儲器(DRAM)市場,轉而去創造微處理器機會。如果英特爾公司固守DRAM生產,公司或許已經破產了。據福斯特(R. Foster)和卡普蘭(S. Kaplan)分析,當今各大企業不會超過三分之一仍然能在未來25年中在經濟上保持重要地位[②]。顯然,這種加速的創造和毀滅趨勢寵愛那些建立在高技術基礎之上的、反應敏捷的經濟體。同樣,它對那些新興的經濟體也是寵愛有加,因為那裡沒有廣泛而定型的技術基礎。二戰後,在重建的壓力下,日本能夠比西方國家以更快的速度實現技術產業現代化。日本的小型作坊就是一個很好的例子,證明靈活的高技術定位能夠後來居上,取代現有已定型技術的位置。
納米技術商業模式
與傳統產業不同的是,納米技術是以知識為基礎的,並且是跨學科的。現今“盒裝”的產品可謂少之又少。消費品之中,突出的例外有:防漬布(Nanotex,納米布)、耐用網球(Inmat)、深滲透護膚霜(L’Oreal,歐萊雅),高性能太陽鏡和眼罩(Nanofilm,納米膠片)以及納米晶體微粒防曬油(Nanophase, BASF)等。工業產品包括耐磨納米塗層(Inframat)和以碳納米管為基礎的、覆於觸控螢幕和平板顯示器表面的透明可導塗層(Eikos)。轉換性創新常常發生在不同學科的交叉處。舉例來說,納米技術和生物學之間接觸面很廣,正在編織廣闊的創新織錦。通常,這個接觸面並不會輕易展現出直達商業化的通道。正是因為如此,傳統的風險投資管理策略和評估模式可能對於納米技術創業者並不適用。製造能力向亞洲尤其是向中國的轉移、人才的反向流動,以及全球化過程,共同影響著納米技術的商業化。韋特(S. Waite)利用大量資料和經濟理論得出了一個讓人信服的結論,即傳統的商業評估方法對於納米技術來講可能不再適用[Waite, 2003]。經濟學家、會計師和分析家數百年來習慣於通過有形資產來衡量一個公司的股票價值。今天的資產負債表依然是通過從債務中扣除所有有形資產來記錄公司的賬面價值。韋特爭辨說,一種新型財富,所謂“量子財富”(quantum wealth)或“無形財富”(invisible wealth),是由無形資產而並非有形資產所驅動的。研究和開發所得出的結果就清楚地說明了真正的價值創造和公司帳面價值之間的差異。在商品售出之前,這個價值是未被記錄在資產負債表上的。例如,當藥品已通過所有階段的臨床試驗時,巨大的價值應運而生,但是賬面上沒有任何記錄。納米科技公司明顯是無形資產密集的公司。
韋特進一步解釋了“倒置型企業”(upside-down corporation)這個概念。當經濟從生產型轉向知識型時,企業組織結構就會發生重大變化。知識型企業仿佛像倒置的金字塔一樣。這些公司沒有多少有形和營運資本。公司越來越以虛擬空間(Cyberspace)和通訊頻寬來替代土地。內部生產也讓位於外部採辦。最後,韋特引用了羅麥爾(Romer)的經濟研究,羅麥爾爭辨說未來的經濟學中不會有稀有這個概念,因為這裡有無數的指令、公式、處方和思想。新思想、新晶片結構、新軟體、新藥物、新型金融服務和新媒體,有待人們去發現的,可謂前景無限。在知識經濟中,由於無形資產的驅動,經濟學已成為研究豐富資源而非稀有資源之配置的科學。這些概念對於中國的經濟未來意味深長。在本文的結論中,我們還將再次探討這些問題。
納米技術的資金投入
伊索寓言中有一個有名的故事:烏龜和兔子。簡單說來,兔子喜歡在其他動物前炫耀自己跑得快。烏龜接受挑戰同兔子比賽。賽跑一開始,兔子飛奔而去。但為了顯示對烏龜的輕蔑,它躺在地上小睡。烏龜沉重緩慢地爬著。當兔子醒來時,它看見烏龜已接近終點,再趕上已是來不及了。事實上,通過緩慢前進獲得最終勝利的機會確實存在。在納米技術投資中,這種情況就很明顯。誰是“納米兔子”?它們是由風險投資贊助的納米技術設備開發公司。儀器市場空間很大,如分子電子類的儀器。儀器市場最終會整合到消費品和其它電子產品中去,變得無處不在。而且,風險投資公司已經建立起新聞傳播的渠道並因此得到媒體極大的關注。雄心勃勃的創業者如納米系統公司(Nanosys)已經在遞交給美國證券交易委員會(SEC)準備上市的材料中,向公眾透露說公司在2007年前不會製造出產品。私人股票投資者是否擔心這種納米技術設備公司投資正在開始越來越同傳統的生物技術公司投資相似,即需要巨大投資而技術開發周期非常漫長,還不能下結論。在中國,風險投資雖然稀少,但正在興起。中國的股票市場對創業公司和急需資金的企業家來講基本都是不開放的。
在這期間,一大批納米材料公司正在悄聲無息地開發具有獨特和超常功能的納米材料,來解決消費者市場和工業市場中的一些現實的問題。這批公司就是“納米烏龜”。這些納米材料公司通常是通過自力更生(Bootstrap)過程[Reisner, 2004]來獲得資助,其啟動資金是依靠政府契約獲得的,而不是依靠贊助性的投資或機構性的風險投資。蕭和方 [蕭鏡如、方瑞賢,2003;Hsiao & Fong, 2004]曾應《自然雜誌》所邀,通過比較風險投資與藉助於研發契約的有機增長,來分析技術公司的發展策略。通過政府研發契約而獲得的投資是一種顧客型的籌資,政府機構就是顧主。在美國有一個極其重要的項目,叫做“小企業創新研究項目”(Small Business Innovation Program,簡稱SBIR),在此項目中,美國政府機構留出其5%的研發基金給小企業(少於500人的企業)。這些政府機構包括國防部(含陸軍、海軍、空軍、國防部高級研究計畫局DARPA等)、國立衛生研究院(NIH)、國家航空航天局(NASA)、國家科學基金會(NSF)和能源部(DOE)。該項目的支持者將小企業創新研究項目看作是保持美國科技競爭力的主要組成部分。有趣的是,當本文作者之一(蕭鏡如)在1998年拜訪朱鎔基總理時,曾詳細介紹過美國的這個“小企業創新研究項目”,中國很快就成立了一個類似的項目,稱作“科技型中小企業技術創新基金”,並在1999年正式啟動。
時間會揭示納米材料公司是否會在未來的5年內奪取市場並使納米設備公司黯然失色。如果成功的話,起初避開納米材料公司的風險投資商可能會重新考慮。最終,毫無疑問,納米設備公司將大獲全勝,並且會對分子電子儀器和醫療器械領域中的用戶和商品產生深遠影響。那樣的話,這些納米設備公司將獲得豐厚的商業回報。但是,究竟需要多長時間,誰也說不準。
中國在納米材料優勢
不用說,中國在迅速成長的納米技術領域,尤其是納米材料方面,發展勢頭很旺。實際上,有充分證據表明,中國在這個領域經營有年,因此具有“先行者”的優勢。中國科學院副院長、國家納米科技指導協調委員會主席白春禮1996年在德國一個納米技術論壇作了關於中國十年期“納米科學攀登計畫”(1990-1999)的報告[Bai, 1996 & 2001]。這足以證明中國對納米技術的極早重視和長期投入。截至目前,中國的納米研究主要集中於學術機構內(包括政府下屬研究機構),而工業企業投入的研發資金所占份額不足10%[Holister & Harper, 2002]。然而,中國在納米材料創新和商業生產的關鍵領域中居於世界領導地位,包括碳納米管和工程塑膠用納米材料。我們公司(Infarmat)先後在北京(2001年)[Hsiao, 2001]和上海(2002年)[Xiao, 2002]參加過兩次富有啟發性的納米技術研討會。這兩次會議上的報告為我們了解中國納米技術活動的基本輪廓提供了非常寶貴的資料。從中國政策的角度來看,在2000年10月30日由科技部發起的中國國家科技工作會議上,科技部長朱麗蘭向中國領導人展示了中國第十個五年計畫(2000—2005)的主體目標、戰略和發展任務。其中一個明確的目標就是在此期間提高工業技術的整體水平和信息、生物與新材料領域中的國際競爭力。
2001年3月,隨著全國人大通過國民經濟第十個五年計畫,納米技術很明確立為十五計畫期間需要完成的一項重要任務。2001年初,中國科技部成立國家納米科技指導協調委員會。同年7月,《國家納米技術發展綱要》得到國務院的批准。科技部、國家計委、教育部、中科院、國家自然科學基金會聯合發布了這個訊息。除了中央政府外,半數以上的地方政府(省級)以及四個直轄市(北京、上海、天津、重慶)也將納米技術納入它們的五年計畫以內。蕭鏡如等人[Hsiao et al, 2002]也詳細報導過中國納米技術的研發情況,包括所生產的納米材料種類和納米研究中心。我們也鼓勵讀者去瀏覽《亞太納米周刊》(Asia Pacific Nanotech Weekly) —— 一家非常關注中國納米技術發展的日本網上刊物。迄今為止,納米技術的開發主要集中在大學和中國科學院內,尤其是北京和上海兩地。其中有些活動已得到企業的贊助,著名的例子是清華納米技術研究中心,它得到了鴻海精密工業(股)有限公司(富士康)的贊助,致力於開發具有廣泛用途的碳納米管。
納米材料的資金投入
歷史上,新材料開發公司還沒有獲得過風險投資的青睞。易戈(Thomas W. Eager)指出:新型、先進的材料開發可能需要20年的時間才能達到商品化[Eager, 1995]。這主要是因為:(1)漫長的開發周期,這可歸因於典型的緩慢確認—驗證(validation-verification)過程——對消費者如套用新材料來開發設備的大型製造公司來講,這是必不可少的;(2)新材料替代定型的、已用於製造主流商品的材料所必須跨越的障礙;(3)新材料大批量生產時商品化的可能性,因為主流產品不再像初開發時那樣受到專利的保護。克里斯特森(C. M. Christensen)就顛覆性技術的話題作過有力的論述[Christensen, 2002],而納米材料正屬於顛覆性技術的範疇。另一方面,新材料的製成品能夠帶來近期的收益,而且能在很長一段時間內帶來這種收益,這同它們被消費者所接受進而加工成新產品需要耗費很長一段時間的原因是一樣的。詹姆斯·摩爾(James F. Moore)指出[Moore, J. 1996],材料的產品化可以用兩個關鍵屬性來刻畫——植入性(embeddedness)和臨界性(criticality)。原始設備製造商(Original Equipment Manufacturers, 簡稱OEMs)必須有強大的動機去用新材料替換現有的材料——性價比的改善必須是引人注目的,而不能一味地增長價格。但只要能夠逾越這層障礙,新材料就被“植入”到產品之中並一直得到使用,直到被下一代材料更新換代為止。接下來,這些被植入的材料就成為原始設備製造商產品銷售的“臨界”點。只要原始設備製造商的產品繼續出售,原材料供應商保持質量控制,長期發展的產品銷售的可能性就高。
傑弗里·摩爾(Geoffrey A. Moore)討論過長壽產品對技術估價的影響[Moore, G. 2000]。這點對新興的納米技術公司尤其關係重大。在我們這個電子產品消費(比如行動電話)的時代,產品生命周期經常是以月,而不是以年,更不是以十年來計算的。因此,一次性的研發費用和智慧財產權保護(Intellectual Protection,簡稱IP)費用只能在很短的時間內分期清償,因此對產品估價影響極其嚴重。相形之下,材料類新產品壽命長達幾十年甚至更長。這對納米材料公司的估價有著明顯的影響,只要在新材料進入主流OEM產品生產之時,這些公司能夠在不斷變化的智慧財產權保護策略的背景之下,以避開競爭,從而保持高水平的經濟報酬。不可避免的是,材料類產品的經濟報酬將隨大批量生產而縮小,但是這個趨勢能夠因產品壽命的延長而得到補償。對於納米技術投資群體而言,既已認識到納米技術設備(分子電子器件等)市場發展的遲緩,納米材料正在激起他們更大的興趣,甚至可能像伸手可摘的果實一樣吸引著急切的投資者。
中國納米技術的未來
拿19世紀西方的工業革命與現代納米技術領域中正在展現的經濟微觀世界相比是非常有趣的。當然,數千年來,土地是財富和權力的最大源泉。在工業革命期間,財富的來源發生了改變,自然資源如鐵礦轉變成了鋼鐵和機車。中國現在是世界上最大的鋼鐵生產國。同樣,納米技術的革命正在將分子轉變成晶片和以基因為基礎的藥物。很明顯,中國在納米材料領域已經占據了重要位置。中國有豐富的礦產資源,有以低廉的成本生產納米材料的智力和勞力資源。中國有可能發展成、並保持為世界納米材料的主要供貨國。但是,在知識型經濟——在這種經濟中,思想的豐富性更為重要(這方面中國是一個明顯的領導者),而材料的匱乏對經濟成長的妨礙越來越小——的背景下,中國能夠建立基礎設施以在納米設備領域充分利用納米技術的優勢嗎?當前,中國還沒有可以在技術鏈條的頂端、在尖端技術方面同日本、美國、歐洲競爭所需的技術基礎設施。中國還不能像美國的Nanosys、Zettacore和Nantero等公司那樣,在納米技術設備投資方面獲得大量的資金。
除此之外,智慧財產權方面也存在大量問題。目前,中國的公司還缺少一個智慧財產權保護平台,包括可以在國內外起到保護作用的專利系統,來獲取技術投資和發展。成為世貿組織成員和日益增長的外國直接投資將只會幫助營造一種使智慧財產權保護權益得到認可的環境。中國還沒有明顯地超越新技術開發的“克隆”階段。中國的製造商還在仿造外國的設備並在全球以低價銷售。讀者不要認為這僅僅是一個投資問題,中國公司欲參與全球競爭,其管理階層尚需接受培訓。
隨著中國的技術基礎設施變得更加複雜,質量控制將成為產品的標誌,就像我們已經對日本人所期盼的那樣。現階段,中國在生物納米材料和納米設備的開發方面同日本、歐洲和美國相比還很薄弱。中國所面臨的巨大挑戰就是建立起一套技術基礎設施,從而在轉換性技術開發方面能夠爭取到投資,並且能夠真正領導世界,並最終製造出世界尖端產品。中國能做得到嗎?如果我們重新回到羅麥爾的假設上來,即在知識型經濟中, 經濟學已成為研究豐富資源——特別是,中國知識精英所創造的思想財富——之配置的科學,那么,中國正處在最優越的位置上。(王浩強譯,郝劉祥校)
納米技術套用
目前已成功用於許多領域,包括醫學、藥學、化學及生物檢測、製造業、光學以及國防等等。本詞條為納米技術套用的總綱,包括如下領域:1、 納米技術在新材料中的套用;
2、納米技術在微電子、電力等領域中的套用;
3、納米技術在製造業中的套用;
4、納米技術在生物、醫藥學中的套用;
5、納米技術在環境監測中的套用;
6、納米技術在能源、交通等領域的套用;
7、納米技術在農業中的套用;
8、 納米技術在日常生活中的套用;