我們正處在微米時代，即將邁入納米時代。

20年前，諾貝爾物理學(xué)獎獲得者海因里?！ち_雷爾曾致信時任國家主席江澤民，對納米技術(shù)作出預(yù)言：150年前，微米成為新的精度標準，并成為工業(yè)革命的技術(shù)基礎(chǔ)，最早和最好學(xué)會并使用微米技術(shù)的國家，都在工業(yè)發(fā)展中占據(jù)了巨大的優(yōu)勢，同樣，未來的技術(shù)，將屬于那些明智接受納米作為新標準，并首先學(xué)習(xí)和使用它的國家。

納米是長度單位，將1米等分為10億份，每一份就是1納米。羅雷爾獲得諾獎的理由是研制出掃描隧道顯微鏡，這與納米息息相關(guān)。正是1981年掃描隧道顯微鏡問世后，科學(xué)家才得以看清1納米-100納米尺度的微觀世界，并開始在這一尺度范圍內(nèi)研究物質(zhì)的特性和相互作用。

至1990年，第一屆納米科技大會在美國舉辦，且正式創(chuàng)辦《納米技術(shù)》雜志，納米科技才正式開宗立派。如今，納米科技同從外星球獲得能源、生命科學(xué)和生物技術(shù)一起，被美國《商業(yè)周刊》列為21世紀可能取得重要突破的三大領(lǐng)域。

美國自2001年啟動了國家納米計劃，截至2012年底，累計已投資約160億美元。中國政府對納米的觸角也非常靈敏，2003年，建立國家納米科學(xué)中心；2012年，又成立了中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所。

可見，在短短20多年后，納米技術(shù)已經(jīng)成為具有遠見卓識的政府重點支持的科技領(lǐng)域。

伴生高端工藝

納米級物質(zhì)的顆粒尺寸小、比表面積（單位質(zhì)量物料所具有的總面積）大、表面能高，從而賦予其迥異于宏觀物質(zhì)的特點，物質(zhì)的很多性質(zhì)會發(fā)生神奇的質(zhì)變。比如，相同體積的碳納米管與鋼比較，質(zhì)量只有六分之一，強度卻是10倍；在玻璃表面涂覆納米氧化鈦涂料，普通玻璃馬上具有了自潔功能，無需人工擦洗。

盡管納米技術(shù)在當下尚未像微米技術(shù)一樣廣泛走進公眾生活，也未能支撐起一個或多個重要產(chǎn)業(yè)，對生產(chǎn)力起到深層次變革作用的應(yīng)用還不多，但是它已經(jīng)在如納米復(fù)合材料、納米催化材料、新型藥物制劑、環(huán)境治理材料等許多領(lǐng)域表現(xiàn)出非常出色的前景，它已經(jīng)解決了很多傳統(tǒng)技術(shù)所不能為的問題，促使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)“舊貌換新顏”。

據(jù)美國有關(guān)部門預(yù)測，如果美國的汽車車身及發(fā)動機氣缸改用納米材料制造，由于車身重量減輕及節(jié)油等，全行業(yè)每年新創(chuàng)經(jīng)濟效益達1000余億美元。

納米粉末也稱為工業(yè)化妝品，普通材料通過納米化處理，就能增添許多令人驚艷的特性。如中國鋼廠使用的沉沒輥，通常壽命在7天左右，而使用納米材料制造的沉沒輥，其壽命能延長到20天-40天；陶瓷經(jīng)過納米化加工，可制成彈簧、刀具等。因此，納米材料的延伸及產(chǎn)業(yè)化一定要和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合才有生命力。納米材料好比一個新生嬰兒，它需要傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的哺乳，同時，也會給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來旺盛的生機。

納米科技也體現(xiàn)了這一精要，它的快速成長，首先基于與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，再在其基礎(chǔ)上形成規(guī)模性產(chǎn)業(yè)。在諸多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中，表面工程是納米科技能夠大顯身手的領(lǐng)域之一，而且它與人類的衣食住行密切相關(guān)。

納米科技與表面工程結(jié)緣可追溯至1986年——美國國家工程院院士、羅格斯大學(xué)教授伯納德·基爾首先發(fā)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)的碳化鎢/鈷材料，打開了“納米世紀”的一扇大門。接著康州大學(xué)教授彼得·斯特拉特把納米碳化鎢/鈷應(yīng)用在材料的表面處理上。整個20世紀90年代，斯特拉特在康州大學(xué)建立精細制造中心，獲得了康州州政府、美國海軍、能源部等部門大量的經(jīng)費支持。

1995年，我力邀這兩位教授創(chuàng)設(shè)企業(yè)，致力于將納米材料應(yīng)用于表面工程領(lǐng)域的開拓。采用表面工程技術(shù)的費用一般只占產(chǎn)品價格的5%-10%，但可大幅度提高產(chǎn)品的性能及附加值，獲得高額的回報，平均效益高達5倍-20倍。比如，在航空發(fā)動機一級、二級鈦合金風(fēng)扇葉片的中間阻尼臺上，噴涂一層0.25毫米的碳化鎢涂層后，其使用壽命從100小時延長到1000小時以上；在燃燒室的定位卡環(huán)上噴涂一層0.12毫米厚的碳化鎢涂層后，零件壽命可延長7倍。

早在2001年，納米陶瓷表面涂層技術(shù)就成功地應(yīng)用于美國海軍的掃雷艇及潛水艇的關(guān)鍵部位上。在實施納米陶瓷涂層之前，這一部件每一年半就要維修一次，掃雷艇要入塢停泊，除浪費時間外，維修成本至少要150萬美元。據(jù)美國軍方在2005年4月的《海事技術(shù)聯(lián)盟》雜志第3期報道，納米陶瓷涂層使用三年之后仍然保持其原狀。這不但節(jié)省了開支，更關(guān)鍵的是大大提高了設(shè)備的可靠性。經(jīng)過這些年的不斷改進，不少軍事應(yīng)用的納米技術(shù)預(yù)計離民用規(guī)?；a(chǎn)的距離也已經(jīng)很近了。

納米產(chǎn)業(yè)在全球迅速發(fā)展，潛力巨大。據(jù)不完全統(tǒng)計，自上世紀90年代納米技術(shù)走出實驗室，至2010年，全球納米產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值已飆升至萬億美元規(guī)模。年增長率達16.5%，就規(guī)模和增速而言，確是新興產(chǎn)業(yè)中的佼佼者。

當具有高效、節(jié)能、降耗、省材等諸多優(yōu)異性能的納米元器件、零部件，廣泛滲透到高新技術(shù)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中，使這些產(chǎn)業(yè)得到提升和有效改造，從而在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整中，特別是在加速國民經(jīng)濟信息化的過程中，通過納米技術(shù)和納米產(chǎn)品可以構(gòu)建出一個全新的發(fā)展前景：即納米產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展，以及為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提供升級的途徑。

其實，納米產(chǎn)業(yè)本身更趨近于一種基于高端工藝的科技服務(wù)業(yè)，因此單純討論納米技術(shù)和傳統(tǒng)工業(yè)的關(guān)系是不完全的。同樣，作為服務(wù)行業(yè)的物流業(yè)原本應(yīng)該基于實物生產(chǎn)，但近年來的集約化發(fā)展卻已經(jīng)使物流業(yè)形成了獨立產(chǎn)業(yè)，其行業(yè)相關(guān)產(chǎn)值超過萬億美元，絲毫不遜色于任何一個實物產(chǎn)業(yè)。納米技術(shù)也可借鑒這一模式：雖然必須與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，但集約化地發(fā)展納米產(chǎn)業(yè)，建立專業(yè)性、產(chǎn)業(yè)化的納米綜合發(fā)展平臺，對于發(fā)展納米產(chǎn)業(yè)，推進中國制造業(yè)整體升級，具有重要意義。

中國路徑

納米對人類進步的重要性已經(jīng)如此明顯，很多國家政府都致力于促進本國納米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以保持在世界經(jīng)濟中的競爭力。1996年，以美國國家科學(xué)基金會為首的十幾個政府部門聯(lián)合出資，委托世界技術(shù)評估中心對“納米結(jié)構(gòu)的科學(xué)和技術(shù)”的研究現(xiàn)狀和趨勢進行調(diào)研，結(jié)果顯示，美國在納米研究水平和政府支持力度上都落后于歐洲、日本。克林頓政府旋即采取了積極態(tài)度——啟動了國家納米計劃。

一直以來，中國政府對納米技術(shù)給與了足夠重視，是世界上少數(shù)幾個最先開展納米科技研究的國家之一。在20世紀90年代初，納米材料科學(xué)就被列入國家攀登計劃，早于美國國家納米計劃的提出；1996年以后，地方政府和部分企業(yè)紛紛介入，使納米材料的研究進入了以基礎(chǔ)研究帶動應(yīng)用研究的新局面。

應(yīng)當說，中國在納米科技領(lǐng)域有相當高的研究水平，并具有中國特色，但在納米產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域仍遠落后于發(fā)達國家。造成先發(fā)優(yōu)勢沒有轉(zhuǎn)化為領(lǐng)先優(yōu)勢的原因，可能還是國家創(chuàng)新體系存在的痼疾，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不緊密，產(chǎn)業(yè)化研究力度不夠，科研成果不能適應(yīng)市場等。

科學(xué)家的專長是搞發(fā)明，工程師的專長是將發(fā)明產(chǎn)業(yè)化?？蒲袡C構(gòu)一定要與企業(yè)相結(jié)合，科學(xué)家一定要與工程師相結(jié)合，發(fā)明成果一定要與產(chǎn)業(yè)化相結(jié)合，只有做到這“三結(jié)合”，才能克服產(chǎn)業(yè)化過程中的困難。

美國的做法值得中國借鑒。為了培養(yǎng)及鼓勵中小企業(yè)的創(chuàng)新能力及其創(chuàng)新精神，美國政府設(shè)立了中小型企業(yè)創(chuàng)新基金（SBIR）。企業(yè)自創(chuàng)立伊始，就采用向美國政府申請SBIR的策略。

憑借優(yōu)越的科研力量，我所參與創(chuàng)建的兩家納米科技企業(yè)共獲得SBIR超過2700萬美元的經(jīng)費支持。這些資金都是不必償還的。在此過程中形成的科研成果、專利，企業(yè)是所有人，可以將這些專利及產(chǎn)業(yè)化成果放到政府項目以外的市場轉(zhuǎn)化，其中，納米專利在中國已有成功轉(zhuǎn)讓的案例。

美國有關(guān)軍民兩用技術(shù)的政策也值得關(guān)注。比如對于上述美國海軍應(yīng)用的納米涂層技術(shù)，美國不是指定具體企業(yè)生產(chǎn)，而是由軍方評估并指定采用納米產(chǎn)品的具體牌號，同時通過審查禁止某些牌號產(chǎn)品的出口。這樣既保持了美國政府中立的社會服務(wù)身份，避免了權(quán)力尋租的可能性，又保證了美軍在第一時間可靠地獲得最新技術(shù)，同時還方便實現(xiàn)技術(shù)保密，多角度地維護了國家安全。一些與國防相關(guān)的成果，如果企業(yè)開發(fā)出民用產(chǎn)品，經(jīng)美國政府審查后認定為不會對國家安全造成危害的，也可以出口。

美國企業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)水平提供了高附加值，隨之而來的出口收益提升了企業(yè)的自主造血能力，保持了技術(shù)發(fā)展勢頭。這樣，美國政府不需要背負供養(yǎng)科技型中小企業(yè)的負擔(dān)，卻可以切實提振國家的產(chǎn)業(yè)實力，有效地保持美軍在全球的技術(shù)領(lǐng)先地位，可謂一石多鳥。

此外，美國的產(chǎn)業(yè)化服務(wù)機構(gòu)也比較發(fā)達。如“納米商務(wù)聯(lián)盟”有專人組織，專門為全納米行業(yè)每年在各地分期主辦論壇，邀請專家、企業(yè)、行業(yè)代表和政府官員參加研討，組織專家小組研討方案，向行業(yè)和政府提出建言，并向國會游說。

中國科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是在改革開放中學(xué)習(xí)西方經(jīng)驗的探索，在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化能力方面與歐美先進國家有差距，實屬正常。但現(xiàn)在我們有新的機會可以彌補這一差距：希望中國政府可以加大利用海外資源，通過企業(yè)落地和相互融合，學(xué)習(xí)美國先進的納米科技和轉(zhuǎn)化機制，抓住納米時代的機遇。

人類文明已經(jīng)經(jīng)歷模糊時代、毫米時代、微米時代，現(xiàn)在，納米時代已經(jīng)揭開了序幕。正如著名科學(xué)家錢學(xué)森所言，納米將會帶來一次技術(shù)革命，從而將引起21世紀又一次產(chǎn)業(yè)革命。