纳米技术争霸战愈演愈烈

【日本《经济学人》周刊8月29日一期文章】题：日美欧在纳米技术上展开霸权之争（作者　三菱综合研究所尖端科学研究所主任研究员龟井信一）
由于美国制定了"国家纳米技术战略"，世界对这一领域的兴趣也随之提高，异常激烈的争霸战今后将达到白热化的程度。
我们平时常见的机器和工具，最小能够达到什么程度呢？一位研究人员回答了这个朴素的问题。1986年，美国福赛特研究所的德雷克斯勒博士在自己的著作《创造的机器》中提出了分子纳米技术的概念。他所说的分子纳米技术，就是使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，并可以制造出任何种类的分子结构。
仅就他提倡的分子纳米技术来说，其后并未取得重大进展。他的观点是，微型机器可以利用自然界中存在的所有廉价材料制造任何东西。这种观点在专家的议论中出现，显得太离奇了。世界关注纳米技术
但是，在21世纪即将到来之际，纳米技术受到了全世界的关注。特别是在美国，以全国科学基金会、国防部、能源部、美国航天局、商务部和国家卫生研究所等为中心，正在进行纳米技术的研究开发，准备在2000财政年度投入2.7亿美元的资金。此外，2001财政年度还计划将上一财政年度的投资增加84％，达到4.97亿美元。美国政府把新的国家纳米技术战略作为最优先考虑的战略。
但是，什么是纳米技术呢？要想回答这个问题其实并非易事。这是因为，不同的研究领域和研究人员对它的看法大相径庭。从迄今为止的研究状况来看，大体上分为三种概念。第一个就是上述的德雷克斯勒博士提出的"分子纳米技术"的概念。
第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也将使半导体微型化达到极限。现有技术即便发展下去，从理论上讲终将会达到限度。这是因为，如果把电路的线幅变小，会使构成电路的绝缘膜的厚度变得极薄，这将破坏绝缘效果。此外还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。
第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。例如，作为细菌运动器官的鞭毛的马达的直径为20纳米左右，我国在这一领域的研究处于世界领先地位。
1992年，在通产省的主导下，我国建立了"原子技术项目"，进行如何在原子和分子级控制物质的研究。所谓原子技术，就是一个一个地、或以组合方式任意操纵原子和分子，并在固体表面、空间或固体的内部重新建立原子或分子排列的技术。研究人员希望通过该技术，创造出从结构上说在自然界中并不存在的物质和新现象，并利用这些现象确立新的电子元件的基础。
但是，如果我们把目光转向世界，就会对近年美国国内对纳米技术的兴趣之高感到瞠目结舌。
在"合成与装配"、"从生物科技入手的研究"等基础研究领域，美国和欧洲已经处于优势地位，而在纳米电子元件和纳米复合材料等应用领域，日本则领先一步。
另一方面，在欧洲，瑞士制定了"TOPNANO21"计划，并把它作为下一代的基础领域。瑞士在精密机械和医药品等方面非常有实力，IBM公司和巴塞尔大学成功地合成了监测DNA缺陷的机器。它们把材料、设计和生物工程很好地结合在一起，这值得关注。将掀起新的"技术革命"
本世纪的技术革新，在很大程度上是靠弄清更加微观的现象和据此发展操作技术来支撑的。但是，基于宏观的角度，追求更加微观的世界这种传统的技术开发，在很多领域都将迎来极限。据认为，在半导体世界，基于传统原理的元件到了50纳米就将达到极限。此外，关于被认为是解决环境能源问题王牌之一的光触媒技术，为了摒弃原有的能源转换系统，必须使其效率大大提高。如果没有与传统技术根本不同的新发现，就无法登上新的台阶。
如上所述，纳米技术就是发现量子效应（在微观世界中，物质作为波来运动的特性）的人工的独特的结构技术。也就是说，它在本质上从一开始就是以量子论支配的世界为前提的。虽然21世纪被称为"光的时代"、"高度信息化时代"和"生物工程时代"等，但是无论哪一个，它的技术的关键都是量子效应。因此，纳米技术有可能引起计算机革命、光革命甚至生物工程革命。美国的国家纳米技术战略之所以涵盖众多领域，就是因为这一点。
纳米技术在21世纪是一项关键技术，它将给众多领域带来新的重大成就。现在，国家间的竞争已经揭开了战幕。美国正从多方面进行基础研究，欧盟的战略是着眼于应用，力争实现材料与生物工程的结合。美国和欧洲推进的战略，都是纳米技术能否实现的关键。在我国，虽然科技厅把纳米材料作为重要课题，但是仍有必要进行系统的努力。