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独家揭秘纳米与生物材料全球顶尖实验室

2013-10-23 22:29:46      点击:

众所周知,纳米材料和生物材料属前沿新材料,代表着未来材料科学的发展方向。由于这两种材料具有重要的战略意义,各个国家在这两个领域的研发竞争可谓白热化。

美国将信息材料、生物医用、纳米材料、环境材料和材料技术科学等列为重点发展方向,日本重点加强信息通信、环境、生命科学和纳米材料方面的优势,欧盟则重点发展光电、有机电子、超导复合、催化剂、光学、磁性、纳米和智能材料。

由此可见,纳米、生物材料已成兵家必争之地。根据我国的新材料产业“十二五”规划,纳米材料和生物材料也是材料科学的重点发展方向。2012年6月,四年一度的世界生物材料大会首次落户中国,尼古拉·佩帕斯、钱煦、威廉·邦菲尔德、师昌绪等一大批国际顶尖生物材料专家汇聚成都,显示出了中国在生物材料方面日益增加的影响力。

显然,争夺纳米和生物材料话语权关键还是研究所和研究人才的竞争。

美国:顶尖研究所众多

1990年7月在美国召开了第一届国际纳米科技技术会议,正式宣布纳米材料科学为材料科学一个新分支,美国也成为了全球纳米技术研究的中心。

大学研究所方面,走在纳米材料研究前沿的美国大学包括纽约州立大学阿尔巴尼分校、哈佛大学、北达科他州立大学、史丹佛大学、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校、加州大学圣地亚哥分校和斯坦福大学等。

其中,纽约州立大学阿尔巴尼分校的纳米技术与工程学院拥有55亿的公众和私人投资,是全球纳米技术研究中心之一,也是世界上第一个专门研究纳米科学与纳米工程的高等院校。

在国家/独立研究所方面,橡树岭国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、美国阿贡国家实验室和美国加州纳米技术研究院等均享有国际盛誉。

此外,美国跨国公司也走在纳米研究的前列:IBM公司和NEC公司都是最早进入纳米技术研究领域的公司,最先取得碳纳米管这一纳米科技基石之一的基础专利,Nantero公司则是第一家开发微电子级碳纳米管材料、并使用碳纳米管开发下一代半导体设备的公司。

美国生物材料方面的研究同样全球领先,著名的斯坦福大学、哈佛大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校、加州理工学院、约翰霍普金斯大学、普林斯顿大学、加州大学旧金山分校、耶鲁大学、康乃尔大学、圣路易斯华盛顿大学、杜克大学、芝加哥大学美国顶尖院校生物工程研究排名靠前。

刚刚结束的2013年诺贝尔奖获得者中,迈克尔·莱维特和托马斯·C·苏德霍夫等两位生物化学领域的科学家出自同一所大学:斯坦福大学。

大名鼎鼎的MIT生物材料研究也走在世界顶尖水平,该校拥有44个与生物材料研究相关的研究中心/研究室。

美国同样还有一批生物材料研究领先的跨国企业,如安捷伦科技,英斯特朗、Ceramtec、泰科纳(Ticona)、冶联科技集团、CRS)、美敦力公司(Medtronic)等等。

这些公司的产品垄断了全球大部分的高端生物材料市场份额,其研发实力也可见一斑。

欧日朝迎头赶上

在如此众多顶尖大学实验室、国家研究所和跨国公司实验室的支撑下,美国在纳米材料、生物材料方面建立的优势已基本上无人可以撼动。

不过即便如此,以欧洲和日韩为代表的研究力量同样不可小觑,部分领域甚至已经可以和美国匹敌,并呈现出德国、英国、日本和韩国四足鼎立之势。

德国在纳米材料领域的研究起步较早,政府在全国范围内建立了六大纳米研究中心,分别是纳米结构、纳米应用开发、纳米技术、纳米化学、纳米加工和纳米分析中心,形成一张遍布全国的纳米科技研究协作网,而马普学会、弗朗霍夫协会、海姆霍茨大研究中心联合会和莱布尼茨研究联合会则是德国纳米研究的核心力量。

纳米材料方面的大学研究室,则主要是卡尔斯鲁厄理工学院,德国不伦瑞克理工大学半导体技术研究所。

生物材料方面,德国柏林柏林——勃兰登堡地区是德国生物技术研究机构分布密集最高的地区,同时也是欧洲最大的“全方位服务型生物科技区”,共拥有6个生物科技园和2个特别实验室。

与德国相比,英国的纳米材料相对逊色,不过生物工程技术却有过之而无不及。在英国,诞生了世界上第一只克隆羊“多莉”。英国在生物材料领域次于美国,居世界第二。据理财周报材料科学实验室的不完全统计,迄今为止,英国在生物和医学领域已获得了20多个诺贝尔奖。

大学研究室方面,剑桥大学材料科学与冶金系拥有生物材料的全球顶尖研究院,Zeneca、GlaxoWellcome和Smith Klihe Beacham等跨国生物材料公司研究能力也是全球领先。

在日本,公司研究中心是其主要研究阵地。日立集团的“纳米技术管理推进中心”、日本电器公司“基础研究实验室”;日本电报电话公司的“厚木实验室”、富士通公司的纳米技术研究中心等企业研究中心是其纳米材料研究的核心力量。

韩国则凭借着三星等巨头在纳米材料技术的研究领域迎头赶上。

中国研究阶段性突破

在国内,中科院的纳米材料和生物材料研究仍旧首屈一指。理财周报记者获悉,中科院国家纳米科学中心主要从事纳米技术理论研究,该中心在2012年在铋系化合物超结构制备,基于新型Te化物纳米材料的宽带光谱光学探测器,新型微纳加工方法等诸多方面的研究均取得获得突破性新进展。

国家纳米中心现有6个研究室、2个实验室和1个发展研究中心、人员方面,纳米中心目前科技人员159人、科技支撑人员23人,包括研究员31人、副研究员及高级工程技术人员39人。2012年,纳米中心科研人员共发表SCI论文251篇。

此外,北京航空航天大学,南京理工大学,北京科技大学,大连理工大学等院校纳米材料研究起步较早。


生物材料方面,中科院上海硅酸盐研究所和清华大学、武汉大学、四川大学、南开大学、上海交通大学、华南理工大学、华东理工大学等大学研究室在国内处于领先地位。2012年的世界生物材料大会承办方便是四川大学。