纳米材料发展趋势分析

纳米材料发展趋势分析

纳米材料广义上是三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的材料的总称。由于纳米尺寸的物质具有与宏观物质所迥异的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应，因而纳米材料具有异于普通材料的光、电、磁、热、力学、机械等性能。

在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。

2010年，全球纳米材料区域分布中，北美和欧洲市场占据前两位。欧洲市场上纳米材料多用于医药领域，众多医药公司分布其中。在亚洲市场，由于政府的大力支持、逐渐增强的环保意识和对特殊材料的强烈需求，使得近五年来，亚洲纳米材料发展迅猛。

2010年全球纳米材料市场分布

亚洲及其他

25%

欧洲

37%

北美

38%

资料来源：中科战略

受国际金融危机影响，目前纳米材料技术开发和产品销售速度有所减缓。同时由于可能对人类健康和环境存在潜在的负面影响，这一产业或许将放慢发展速度。然而，由于纳米材料独特的性能，在建筑、交通、电子电气设备、能源、环境、健康等领域强大需求的驱动下，

未来纳米材料市场规模依然十分客观。

市场需求驱动下未来纳米材料市场前景

资料来源：中科战略 未来纳米材料以其独特的导电性能在电子电气（E&E ）设备发展潜力显著，全球经济的衰退使得E&E 设备价格大跌，借助纳米材料的应用来提高产品竞争力、降低产品生产成本将成为众多E&E 商家的选择。纳米材料在包装行业、能源行业的应用将为纳米材料提供新的发展空间。

纳米材料3大市场细分领域

资料来源：中科战略 2005～2010年间，中国纳米科技研究经费投入超过50亿元，比上一个5年的15亿元增长了3倍多。中国还建立了几所国家级纳米研发基地，积极推进纳米产业的发展。中国国家知识产权局的统计显示，中国纳米技术专利申请数量从2005年的约4600件增长到2009年的超过12000件，跃居世界第二。中国企业对纳米材料和技术的应用起步很早且发展很快。事实上，早在上世纪90年代中期，中国的一些大型家电企业就批量推出了在家电材料中添加纳米抗菌物质的产品。

2012年1月，中国工业和信息化部发布《新材料产业“十二五”发展规划》（以下简称“规划”），“规划”中将纳米材料列入前沿新材料领域，并明确指出，中国将加强纳米技术研究，重点突破纳米材料及制品的制备与应用关键技术，

积极开发纳米粉体、纳米碳管、富勒烯、石墨烯等材料，积极推进纳米材料在新能源、节能减排、环境治理、绿色印刷、功能涂层、电子信息和生物医用等领域的研究应用。 建筑交通

电子电气设备环保能源健康纳米材料产值趋势预测：2005-2016（单位：十亿美元）

纳米产业化的道路还十分漫长。纳米材料的产业化，必须遵循高科技成果产业化的共同规律，即必须经过科学发现、小试、中试、工程施工、应用研究、市场开拓、工业化生产等七个过程。在科学发现和小试过程上，中国与美、日、德等先进国家差距并不大，个别方面还处于领先地位，但从中试到工业化生产五个过程中，中国尚处于落后地位。因此我们必须大力做好纳米科技成果转化为生产力的工作。

中国绝大多数企业都是生产型的，缺乏持续的创新和应用开发能力。在科技成果转化成产业化生产的整个链条中，企业往往选择十分靠后的阶段切入。另一方面，中国的科研院所，往往认识不到或无力做到从实验室小试成果到实施产业化这一更加复杂的工程化、系统化工作，常常急功近利，小试成果一出来，就认为完成任务，不能潜心于后续的应用开发和技术支持，科研院所选择的退出地点又十分靠前；两者衔接地点的差异，产生了产业化链条上薄弱、空白地区，严重影响纳米材料产业化的顺利实现，使得中国纳米材料产业的发展严重滞后。解决这一矛盾，作为科研单位必须加强工程化意识，需要发展一批既熟悉纳米材料的基础研究、又能洞悉纳米材料制备的工程放大、过程优化，以及应用开发的研究机构，而这正是制约中国纳米材料产业化发展的“瓶颈”所在。

另一方面，要继续在产业化机制上创新，鼓励科技入股、大力扶持以科技人员为主体的创业型高科技企业，依靠科技人员自身的科研开发能力，把产业化链条薄弱空白地段填充起来，从根本上改变传统企业无创新能力的局面。同时要多方筹资，加大科研开发投入。一般说来，一项科技成果，其小试、中试和工业性试验的投入比是1：10：100；而从小试到工业化试验的过程中，随时都会有技术、市场等风险，越是高科技项目，投入可能性越大，风险也就越高，中国的企业和研究人员难以承担。有效地引入风险投资机制，可以化解这一矛盾。风险投资的惯例是“成三败七”，即风险投资可以通过投资一组高风险项目，依靠少数成功项目的高收益，弥补其他失败项目的损失。而且，风险投资还可以把大量的社会资金吸引到高科技项目中来，并通过风险投资家对各种资源的有效整合，使项目得到全方位的支持。