韩国纳米科技发展现状及趋势


来源:海上宁波人

一、韩国发展纳米科技的历史回顾
  韩国政府高度重视纳米科技的发展。20世纪90年代后已经开始启动纳米科技研发,尽管当时并未制定专门的国家纳米计划,其纳米科技的相关发展计划都包括在国家级研究与发展计划之中,其中有从1992到2001年间开展的"超先进国家计划"(HAN),1997年启动的"创造性研究计划"(CRI),1999年启动的"国家研究实验室计划"(NRL),以及1999年开始的"21世纪前沿研究与发展计划"。这些研发计划的实施为韩国进一步发展纳米技术奠定了坚实的基础。
  尤其值得一提的是"21世纪前沿研究与发展计划"中的"高性能纳米复合材料分计划"。 "21世纪前沿研究与发展计划"的目的是开发核心技术,保证韩国在前沿技术领域的领先地位。为此韩国政府计划投入35亿美元,资助20项计划,重点集中在信息技术、生物工程、纳米技术和新材料。该计划的特点是采用新的管理方式,每个项目都由一个项目经理负责,他们可以自由地支配资源。该计划每3年要对所有项目成果进行评估。"高性能纳米复合材料计划"是20项计划之一,由韩国商业工业和能源部组织实施,准备分三个阶段来推动韩国研究所、大学和工业界联合研发 纳米材料。第一阶段(1999-2002):开发纳米材料的合成和组装技术;第二阶段(2002-2005):纳米材料核心技术应用;第三阶段(2005-2008):纳米材料的商业化。第一阶段研究经费72.53亿韩元,由9个项目组成,其中一个是计划管理项目,另8个是纳米材料的研发项目,41个组织参与此项计划,包括主要组织者、合作组织者、工业部门等。完成的研究工作一是高性能纳米合成材料:开发人造橡胶纳米合成材料的基础技术,包括人造橡胶中的碳黑、氧化硅、金属粉和其它陶瓷纳米颗粒;开发纳米合成材料中使用的高性能金属粉,高性能陶瓷粉;开发用于半导体生产中的化学、机械平面处理的研磨浆和固定研磨垫;开发纳米结构生物传感器, 自组装聚丁二酮、可变色( 蓝色转换为红色)功能聚丁二酮脂和膜。二是 碳纳米管的合成与应用:开发批量生产低温下垂向排列碳纳米管、使用垂向排列碳纳米管制造的低压三极管型固定和可更换式磁盘存储器。
  二、韩国政府制订计划主导纳米科技发展
  进入21世纪,随着国际纳米科技竞争的不断加剧,韩国政府从国家战略的高度来重视纳米科技的发展,韩国总统金大中在2001年7月18日召开的第八次韩国国家科技委员会会议上宣布:今后10年内韩国政府决定投入1.48 万亿韩元的资金,用以大力开发纳米技术。会议决定将集中支持科研部门开发具有战略意义和竞争力的纳米技术,促使韩国尽快拥有世界前五位的技术竞争力。为此,韩国决定在国家科技委员会内新设纳米技术专门委员会,并打算在今后10年内培养1.26万名专业人才,同时决定投资1890亿韩元建立国家纳米技术中心。
表1 韩国2001-2011年纳米技术人力资源培训计划
  韩国科技部公布的"2002年度纳米技术发展计划"中指出,韩国政府2002年投入2,031亿韩元的政府预算发展纳米技术,预算经费较2001年的1,052亿增加93.1%,显示纳米技术之发展正成为韩国科技发展重点。  
  2002年度的投资集中于研究发展、基础建设以及人才培养三方面,科技部联合八个相关部门,包括"教育与人力资源部"、"商业、产业与能源部"等共同推进该计划的实施。在研究发展方面,韩国2002年投入1,601亿韩元,重点投入于最具商业潜力之领域,包括目前最看好的纳米材料、电子组件、计算机内存组件等技术;在基础建设方面投入346亿韩元,为扩大支持纳米技术产业化,政府规划了30亿元以建立一个能将纳米技术和信息技术相结合的"国家技术中心"。84亿元用于加强工程人才的培养,积极扩展与外国的共同研究,派遣研究人员到海外学习,并在大学、企业开设相关的教学和培训课程。预计在2010年内,韩国将取得至少10项尖端纳米技术产品,所拥有的核心纳米技术能成为全球排名十名内,并培育出1.3万名纳米专家。
  近期,韩国科技部又发表了一份纳米科技推广计划草案,发言人表示这项草案将于2003年下半年正式生效。韩国科技部是韩国最高的科学决策单位,本身由总统卢武铉所领导。推广计划包括成立一个隶属于科技部之下的特别小组,由副部长领导,成员包括30名政府办公室以及非官方的专家。该推广计划拟建立一套五年一期的长期计划,逐步发展纳米科技。同时订定联盟策略,将纳米科技结合生物科技、信息科技等高科技,以开拓这些创新科技的市场潜力。另外,科技部将另建一个纳米科技咨询小组,其功能是研究制订纳米科技推广政策,此小组将囊括30名来自教育界、产业界与研究机构的专家。每年,科技部会将推广研究的进度与发展状况告知政府其它相关单位,以利各单位建立并实施相关计划;每三年发布纳米科技人力资源之供需情况;科技部的附属研究所将主持关于纳米科技研究设备和基础设施的调研。科技部长称将与教育部、人力资源发展部及财政、工业和能源部协作,建立一套该领域新的评估标准和教育机构去为专家提供有利条件。
  2003年,韩国九个政府机构,包括信息通信部、科技部、商务部、产业部和能源部,联合为纳米技术开发计划投资20亿美元。从2002年就致力于促进纳米技术的韩国政府宣布说,这些投资将用于资助核心研究的研发、确保研发基础设施以及促进纳米技术的大规模商业化应用。按照韩国政府官员的说法,2002年在纳米技术上的投资为研发奠定了基础,培养了科学家,并且建立了研究设施。之所以把研发投资增加主要是为了让韩国的纳米研究论文和专利数量进入世界第六名。
  三、韩国投巨资建设国家纳米技术中心
  建立全国纳米中心是韩国政府推动全国纳米技术研究与开发的重要战略举措。这一由政府投资的纳米技术中心于2002年7月18日宣布在韩国大田市的韩国科学技术研究院(KAIST-Korea Advanced Institute of Science and Technology)成立,中心名称为"NanoFab Center",其功能是为韩国各研究机构提供集中的一门式服务,包括培训和设备供应,以该中心为核心联网节点,促进纳米技术的基础与应用研究及纳米技术的产业化发展。包括设备与人事费在内,截止2010年的9年间的总预算为3200亿韩元(约合人民币23亿元),其中1180亿韩元(约合人民币8亿元)来自政府预算、2020亿韩元(约合人民币15亿元)来自KAIST和参与该中心筹建的民间企业的出资以及从2004年底开始的服务收入。
  这一纳米技术中心包括纳米组件工程室、纳米素材工程室、物理原理技术室、生物化学工程室、机械工作室等,截至2005年止,计划将投资1000余亿韩元引进各种纳米研究所需之主要设备,并将积极进行研究开发事业。
  正在建设中的中心将于2003年底完工,并从2004年底开始接受民间企业等的委托研究,并提供服务。中心主任将由KAIST电气工学及计算机科学部门教授Kye-Hwan Oh担任、副主任将由同一部门的Hui-Chul Lee教授担任,经2002年9月底与政府签署合同之后正式生效。
  韩国大田市正在以该纳米技术中心的建立为契机,制定"纳米技术城"计划,而且已经留出了包括KAIST在内的100万平方英尺(约93,000m2)的建筑用地,并命名为"Daeduk Nano Belt"。该中心将为在NanoFab Center及KAIST进行基础研究产业化的纳米技术相关风险企业提供孵化支持。
  四、韩国纳米科技产学研合作初见成效
  韩国纳米科技发展的显著特点是政府主导推动。在韩国政府大力推动下,无论是在纳米技术的基础研究方面,还是在纳米科技产业化方面,韩国都已经取得了一定的成果。
  《科学》杂志在2001年10月12日出版的封面论文上登载了韩国科学家研制出世界上最细、集成度最高的纳米线(nano线)的研究结果。由浦项工大金光洙教授研究小组研制成功直径为0.4纳米的银纳米线排列,把世界纳米技术水平提高了一个台阶。该纳米线排列集成度比2000年美国研发的世界最高水平的纳米排列的集成度高200倍。
  不久前韩国《联合新闻》报道,韩国梨花女子大学纳米化学系教授孙莲秀所领导的研究小组在全球首次发现,白金同无机高分子结合的产物对癌细胞具有强烈的选择性。研究人员发现,他们制备的一种纳米级的无机高分子材料与白金结合后,会成为一种抗癌制剂,对常规药物疗效不佳的胃癌及肺癌有显著治疗作用。更可贵的是,这种制剂具有强烈的选择性,只攻击癌细胞,对健康细胞秋毫无犯。
  韩国三星电子是世界上最早开展纳米技术应用研究的公司之一, 1999年已经展示了纳米碳管CNT-FED,2002年其又成功研究开发出非内存系统单芯片领域最高水准的0.09纳米工程技术,并将在2003年投入批量生产。据悉,这将是纳米级芯片制造技术首次在 DRAM芯片生产中得到应用。 三星电子公司正借助纳米技术努力改进和增强其产品的性能和质量。
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