曾幾何時,“納米洗衣機”、“納米化妝品”等廣告滿天飛;同時,從國外也不斷地得到美國開始研究“納米士兵”、日本研制成功能夠向人體內送藥的“納米機器人”的消息。似乎我們已經進入了納米時代。但是,在一些國外科學家眼里,我們的納米產品的開發與應用尚處于初級階段,尤其是納米制造技術的研究
采訪手記
在法國常駐期間,記者曾經采訪過法國政府研究部主管納米科技研究項目的官員阿蘭·布倫,他到過中國。在他的印象中,中國的納米研究主要集中在納米粉末、納米碳管等納米材料方面,“這只是一點點,它在納米科技的研究中是花錢最少的!薄凹{米研究投資最大的部分在工業部。”
后來,記者曾三次參觀了法國國家科研中心光子學和納米結構實驗室。據介紹,它是歐洲建立最早的納米科學實驗室,也是目前歐洲最大、最先進的納米科技研究機構。記者在那里看到的最主要的東西,是它那1000多平方米的超凈實驗室,有點像集成電路生產車間一樣,但是,里面電子束曝光儀、超紫外光曝光儀、離子反應刻蝕儀、分子束外延生長等高級實驗儀器一應俱全,又比半導體芯片生產“技高一籌”。該實驗室成立至今,投資已達幾億歐元,每年的實驗運轉費高達幾百萬歐元。即使在法國經濟不景氣、科研投資縮減的今天,該實驗室的經費保障仍然沒有受到任何影響。相反,政府還在不斷地通過的新計劃,來增加對該實驗室的投資。
那么,納米科技研究的重心在哪里?后來,美國《納米科學技術大百科全書》“納米制造”章節的撰寫人之一、上述實驗室納米技術與微流體研究組負責人陳勇博士的解釋,解開了記者的疑問。
納米制造技術、納米電子學、納米生物學、納米材料學是納米科技的四大領域,其中,納米制造技術作為納米技術的中心之一,是糅合其它各種學科的基本“藝術”,是當前納米科學研究的基礎——它不僅為納米科學各個領域的研究和拓展提供強有力的手段,而且是未來納米產業的支柱。
關心納米科技發展的人,可能對“uptodown”和“bottomtoup”這兩個英文詞組并不陌生,它們說明的就是目前世界上納米制造技術研究的兩個主要部分,即自上至下(即從大往小發展)的技術發展,以及自下至上(即從小往大發展)的科學研究。這兩部分技術將在1至100納米尺度間相匯合。任何一個國家或公司,如果欲在納米制造時代擁有制造具有特定功能的納米器件和系統的能力,就必須同時擁有這兩部分的理論、工藝和技能。
自上而下老工藝不離不棄
法國人是官僚氣十足的,有一個嚴格、完整的新聞管理體系,對政府官員的采訪,如果沒有朋友推薦,就必須按照規定,向有關部門新聞管理處申請,得到答復后前往。但是,法國人又是很敬業的,被采訪的官員一定會為你準備好一些材料和說法,讓你滿意而歸。
兩年前,“EUCLIDES”計劃和“MEDEA”計劃就這樣進入了我的視線。接受我采訪的工業部主管微電子工業研究的一個年輕官員米歇爾·安東尼,給我準備好了一份清單,內容是歐盟和法國大型微米納米研究計劃,包括計劃的名字及可查詢的網站,前述的兩個計劃,是歐盟第五個框架研究計劃中的兩個計劃,研究的主要內容是極限紫外光刻技術。此外,法國為了滿足自己技術儲備的需要,還由工業部牽頭,建立了名為“PREUVE”的國家工業研究計劃,聯合法國集成電路生產企業和有關研究機構、大學,開展極限紫外光刻技術的系統研究。這些計劃的預算都在幾億、幾十億歐元左右。
“納米是微米的延伸”,這大概可以解釋工業界大投資的意義所在。就電子工業界而言,對通過現有的微米制造技術開發納米制造的新方法興趣最高,因為這可以使該行業繼續制造更小、更便宜、性能更好的裝置。因此,“自上至下”研究的主導力是超大規模集成電路的不斷發展,目前集成電路、微電機系統、微光學和微分析器件等結構制造所用技術基本上源于微電子技術,它是傳統的半導體加工工藝的延伸,包括制造納米結構和納米器件的光刻、薄膜、刻蝕技術研究,是制造半導體集成電路的基本方法,也是最關鍵的技術。
據陳勇博士介紹,目前的主要研究方向,一方面是將現有的紫外光光刻技術(即193納米光源技術及157納米光源技術)進行進一步拓展,另一方面是研究和發展極限紫外光刻技術(13納米光源技術)研究。前者可實現最小線寬為65納米的硅集成電路,后者有可能使線寬小于20納米,由此將現有的半導體CMOS工藝推進至材料的極限。
“最令我們值得關注的是極限紫外光刻技術。這項技術的研究從概念的提出至今,已經發展了近15年,它或許是最后一代用光實現納米制造的光刻技術!钡,該技術研究耗資巨大,任何一個單獨的企業或者國家,都難以獨自承受巨額的研究投入。在美國,該技術主要由大公司集團(Intel、Motorola、AMD等三公司)共同投資,開展聯合研究;為了吸引更多的投資,加速研究進程,它也歡迎其它國家投資加入其研究,因此形成了一個研究“俱樂部”。這個半導體研究俱樂部每年都召開多個專題研討會(包括光源、材料、儀器等),總結技術的發展進程,研討新的研究思路。目前,上述俱樂部的某些成果已經在歐洲專門生產曝光儀的ASML公司進行生產,新的設備將在近年投入試運行。
除了極限紫外光刻技術以外,還有其它新一代納米級的刻蝕技術,如:X光光刻、電子束投影、離子束投影、微型電子束陣列,等等!拔易约壕妥鲞^以上部分的多年研究,但是這些技術因為在實現的過程中仍有相當的難題,目前工業界主要看好的還只是極限紫外光刻技術。”
非傳統制造工藝令人眼亮
科學家們清楚地知道,很多材料和器件的在納米尺度范圍內具有全新的物理性能,當前生命科學的前沿亦必定是納米或分子水平上的研究。納米技術發展無疑具有至關重要的意義。但是,上述的傳統技術研究是以大規模集成電路生產為目的的,生產條件要求高、投資巨大,不適合用于實驗室的科學研究及非半導體器件的生產。上世紀90年代初開始,科學家開始尋求更簡單、更便宜的納米結構生產方法,即在非極限環境下大面積生產納米結構的復制技術。
現在以納米制造和納米生物學研究為主要方向的陳勇博士說:“不要以為簡單就輕視它,非傳統的納米制造技術簡單又廉價,卻為多學科發展提供了條件。”他所說的非傳統納米制造技術,就是被統稱為軟刻蝕技術的四大技術:納米印刷技術(nanoimprinting);納米壓模技術(nanoembossing);軟光刻技術(softlithography);微接觸印刷技術(microcontactprinting)。它們沒有使用光和電子等物理學上的工具,而是利用了日常生活中熟悉的機械過程:印、壓、塑、凸。
至今,美、歐、日約有100多個實驗室正在開展這方面技術的研究、開發?茖W家們以制膜為基礎,即用高分辨率電子束及刻蝕的方法將結構復雜的納米結構制在膜上,然后將其精確地大面積復制到聚合物乳膠薄膜上,經處理后得到各種功能的集成,這種復制方法簡單、應用面廣、可選擇性強。例如,科學家已經用納米印刷技術,復制了6納米線寬的納米結構,而且已經將它成功地應用于納米電子學、納米光學和納米磁學等若干領域。
特別是,某些聚合物與生物體的兼容性好,用軟刻蝕技術可以發展多功能生物器件,陳勇博士與他的博士生一起,已經用以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為基本材料的軟光刻技術,做成高集成度的微流體芯片,實現了稀有細胞的篩選!拔⒘黧w芯片既簡單又便宜,將可以用來做單細胞操作、蛋白質結晶等,可以完成從藥品檢測到遺傳分析等各種工作!
“除此之外,微接觸印刷技術能夠進行單分子層的自組裝(self-assembling),具有了自上至下(光刻)和自下至上(分子排列)兩種技術相結合的特點,前景頗為看好。”自下至上新技術新事新辦上述的各種方法,有一個共同的特點,它們均從較大規模的模式開始,然后縮小橫向距離,刻出納米結構。對制造納米結構、微器件及芯片集成,這種方法是必須的。但是,它們不能方便、廉價、迅速地制造出分子水平的納米結構,于是便出現了“自下而上”的方法研究。這種方法從單個原子或分子開始,用化學合成和物理的方法,制作具有特殊功能的大分子、超大分子團或表面結構等納米結構,應用于化學、物理、生物、微電子等諸多方面。1990年,IBM的科學家曾經用隧道掃描顯微鏡,在超真空及液氦溫度(4.2K)條件下,將吸附在鎳表面的氙原子,一個個地拖曳排列成“IBM”三個字母,引起了世人的矚目,這是人類首次對原子進行操作,也是“自下至上”納米制造研究的一個開端。但是,用原子操作做出具有特殊功能特性的納米結構,往往需要在極限條件下進行,而且花費時間很長,研究人員尚未能夠確定這種技術的最佳應用開發價值。一是用化學合成組成大分子,然后將它們再組裝到固體上去,如:化學合成法組成的冠狀分子、齒狀聚合物、納米碳管等具有特殊功能的納米結構。這些大分子可以用自組裝的方式鑲嵌到納米線路或固體結構中去,由此引出納米電子學所需要的一些特殊結構和各種特性的固體復合材料。
另一類是用物理、化學或生物的方法制作均勻性很好、有特殊功能的納米顆;蛳到y,如:用原子、分子束外延方法生長的半導體量子點陣,這種點陣在光電子學有極大的應用。用其它方法制作的半導體納米晶體材料,在生物學成像技術中具有極高的應用價值。此外,納米磁性粒子不僅在醫學診斷和治療上有很廣泛的用途,而且很有可能應用于高密度存儲。對這些納米顆粒的表面進行特殊的化學、生物包裝,可以達到特殊的功能,如:尋找病源靶點、進行藥物釋放。
記者注意到,去年12月底在美國波士頓舉辦的“材料研究學會”年會上,有一份研究報告表明,生物學成為了納米技術的突破口,將使傳感器、醫療診斷方法和電子器件產生革命性的變化。因為,各類生物體都擁有大量的納米作用機制,如:DNA的信息存儲、蛋白質的捕捉陽光、細胞分裂期DNA的復制,等等。
中國的納米制造需在“新”字上做文章
在納米制造技術領域,目前國際上研究有兩大熱點:微流體芯片和微機械元件研究。
“用硅材料做成的微機械,如微加速度計、氣體傳感器、高速打印噴頭、磁記錄頭等,在汽車、航空航天、計算機工業等領域已經得到了很大的應用,還將有更大的發展。廣泛意義上的微機械,雖然不能很簡單地歸納到納米技術中,但是它是在半導體工藝基礎上發展起來的一個新領域,在納米科技領域還有很大的發展空間。”
“當前納米技術的難點在于對納米物體的整合和集成,它需要自上而下、自下而上的全方位努力,需要多學科的緊密結合,基礎研究與應用開發的平行發展和相互促進。中國的科研指導可以在這方面多下一點工夫。”陳博士誠懇地說。
“由于時興不久,在自下至上和非傳統的納米制造技術研究方面,國際上仍然處于開放狀態,各種新的思想和方法、成果均很易于被接受、看好,因此政府在這方面可以宏觀指導為主,通過指導國家級的納米科技中心(或技術平臺),以制造功能性的納米材料、納米器件為主要研究內容,將基礎研究與開發應用結合在一起。在實施過程中,可根據國情,放眼未來,并參與國外現有的計劃和技術指標,制定一些具有指導意義的研究項目,通過招標的形式,引導研究方法的正確發展。此外,政府可以積極支持與納米制造技術相關的高科技產業的開發,促進科研成果的迅速轉化!
對于傳統的納米制造工藝的研究和開發,特別是極限紫外線光刻研究,由于投資巨大,中國不一定要全面開“花”,“但必須要有所研究,在某些點上有所建樹,這樣才不會將失去創新的機遇,不至于永遠跟在別人后面走,受制于人!
微流體芯片
微流體芯片,又被稱為“芯片上的實驗室”,是用半導體集成技術制作的新型固體元件,它能夠對微量流體(包括液體和氣體)進行復雜、精確的操作(混合和分離微量流體、化學反應、微量分析等等)。在這種芯片上加上微泵、微閘,就可以很容易地對生物細胞、溶劑、藥物等進行各種生物化學研究,也可以用它進行納米粒子、分子結構的研究;由于它體積小、可調控參數多、調控精確度高、自動化程度高、可以集成和大量生產,在納米科技研究和發展上有著很好的前景?梢哉f,微流體芯片是自上而下和自下而上研究的一個自然的結合點,也是物理、化學、生物、微電子學等學科交叉性極強的研究領域。
目前微流體研究的主要方向是進行生物化學分析的研究,比如:稀有細胞的篩選、信息核糖核酸的提取和純化、基因測序、單細胞分析、蛋白質結晶、藥物檢測等。事實上,去年以來,美國和歐洲已經出現了一批以生產微流體芯片為主的高科技企業,也有國際大型制藥公司大量地購買了這種芯片以替代傳統的大型生物、化學分析儀器的工作,用來開展新藥研制。
在科技、經濟實力雄厚的美國,科學家已經用微流體芯片技術研制成新型微型飛機。(記者 李紅)
采訪手記
在法國常駐期間,記者曾經采訪過法國政府研究部主管納米科技研究項目的官員阿蘭·布倫,他到過中國。在他的印象中,中國的納米研究主要集中在納米粉末、納米碳管等納米材料方面,“這只是一點點,它在納米科技的研究中是花錢最少的!薄凹{米研究投資最大的部分在工業部。”
后來,記者曾三次參觀了法國國家科研中心光子學和納米結構實驗室。據介紹,它是歐洲建立最早的納米科學實驗室,也是目前歐洲最大、最先進的納米科技研究機構。記者在那里看到的最主要的東西,是它那1000多平方米的超凈實驗室,有點像集成電路生產車間一樣,但是,里面電子束曝光儀、超紫外光曝光儀、離子反應刻蝕儀、分子束外延生長等高級實驗儀器一應俱全,又比半導體芯片生產“技高一籌”。該實驗室成立至今,投資已達幾億歐元,每年的實驗運轉費高達幾百萬歐元。即使在法國經濟不景氣、科研投資縮減的今天,該實驗室的經費保障仍然沒有受到任何影響。相反,政府還在不斷地通過的新計劃,來增加對該實驗室的投資。
那么,納米科技研究的重心在哪里?后來,美國《納米科學技術大百科全書》“納米制造”章節的撰寫人之一、上述實驗室納米技術與微流體研究組負責人陳勇博士的解釋,解開了記者的疑問。
納米制造技術、納米電子學、納米生物學、納米材料學是納米科技的四大領域,其中,納米制造技術作為納米技術的中心之一,是糅合其它各種學科的基本“藝術”,是當前納米科學研究的基礎——它不僅為納米科學各個領域的研究和拓展提供強有力的手段,而且是未來納米產業的支柱。
關心納米科技發展的人,可能對“uptodown”和“bottomtoup”這兩個英文詞組并不陌生,它們說明的就是目前世界上納米制造技術研究的兩個主要部分,即自上至下(即從大往小發展)的技術發展,以及自下至上(即從小往大發展)的科學研究。這兩部分技術將在1至100納米尺度間相匯合。任何一個國家或公司,如果欲在納米制造時代擁有制造具有特定功能的納米器件和系統的能力,就必須同時擁有這兩部分的理論、工藝和技能。
自上而下老工藝不離不棄
法國人是官僚氣十足的,有一個嚴格、完整的新聞管理體系,對政府官員的采訪,如果沒有朋友推薦,就必須按照規定,向有關部門新聞管理處申請,得到答復后前往。但是,法國人又是很敬業的,被采訪的官員一定會為你準備好一些材料和說法,讓你滿意而歸。
兩年前,“EUCLIDES”計劃和“MEDEA”計劃就這樣進入了我的視線。接受我采訪的工業部主管微電子工業研究的一個年輕官員米歇爾·安東尼,給我準備好了一份清單,內容是歐盟和法國大型微米納米研究計劃,包括計劃的名字及可查詢的網站,前述的兩個計劃,是歐盟第五個框架研究計劃中的兩個計劃,研究的主要內容是極限紫外光刻技術。此外,法國為了滿足自己技術儲備的需要,還由工業部牽頭,建立了名為“PREUVE”的國家工業研究計劃,聯合法國集成電路生產企業和有關研究機構、大學,開展極限紫外光刻技術的系統研究。這些計劃的預算都在幾億、幾十億歐元左右。
“納米是微米的延伸”,這大概可以解釋工業界大投資的意義所在。就電子工業界而言,對通過現有的微米制造技術開發納米制造的新方法興趣最高,因為這可以使該行業繼續制造更小、更便宜、性能更好的裝置。因此,“自上至下”研究的主導力是超大規模集成電路的不斷發展,目前集成電路、微電機系統、微光學和微分析器件等結構制造所用技術基本上源于微電子技術,它是傳統的半導體加工工藝的延伸,包括制造納米結構和納米器件的光刻、薄膜、刻蝕技術研究,是制造半導體集成電路的基本方法,也是最關鍵的技術。
據陳勇博士介紹,目前的主要研究方向,一方面是將現有的紫外光光刻技術(即193納米光源技術及157納米光源技術)進行進一步拓展,另一方面是研究和發展極限紫外光刻技術(13納米光源技術)研究。前者可實現最小線寬為65納米的硅集成電路,后者有可能使線寬小于20納米,由此將現有的半導體CMOS工藝推進至材料的極限。
“最令我們值得關注的是極限紫外光刻技術。這項技術的研究從概念的提出至今,已經發展了近15年,它或許是最后一代用光實現納米制造的光刻技術!钡,該技術研究耗資巨大,任何一個單獨的企業或者國家,都難以獨自承受巨額的研究投入。在美國,該技術主要由大公司集團(Intel、Motorola、AMD等三公司)共同投資,開展聯合研究;為了吸引更多的投資,加速研究進程,它也歡迎其它國家投資加入其研究,因此形成了一個研究“俱樂部”。這個半導體研究俱樂部每年都召開多個專題研討會(包括光源、材料、儀器等),總結技術的發展進程,研討新的研究思路。目前,上述俱樂部的某些成果已經在歐洲專門生產曝光儀的ASML公司進行生產,新的設備將在近年投入試運行。
除了極限紫外光刻技術以外,還有其它新一代納米級的刻蝕技術,如:X光光刻、電子束投影、離子束投影、微型電子束陣列,等等!拔易约壕妥鲞^以上部分的多年研究,但是這些技術因為在實現的過程中仍有相當的難題,目前工業界主要看好的還只是極限紫外光刻技術。”
非傳統制造工藝令人眼亮
科學家們清楚地知道,很多材料和器件的在納米尺度范圍內具有全新的物理性能,當前生命科學的前沿亦必定是納米或分子水平上的研究。納米技術發展無疑具有至關重要的意義。但是,上述的傳統技術研究是以大規模集成電路生產為目的的,生產條件要求高、投資巨大,不適合用于實驗室的科學研究及非半導體器件的生產。上世紀90年代初開始,科學家開始尋求更簡單、更便宜的納米結構生產方法,即在非極限環境下大面積生產納米結構的復制技術。
現在以納米制造和納米生物學研究為主要方向的陳勇博士說:“不要以為簡單就輕視它,非傳統的納米制造技術簡單又廉價,卻為多學科發展提供了條件。”他所說的非傳統納米制造技術,就是被統稱為軟刻蝕技術的四大技術:納米印刷技術(nanoimprinting);納米壓模技術(nanoembossing);軟光刻技術(softlithography);微接觸印刷技術(microcontactprinting)。它們沒有使用光和電子等物理學上的工具,而是利用了日常生活中熟悉的機械過程:印、壓、塑、凸。
至今,美、歐、日約有100多個實驗室正在開展這方面技術的研究、開發?茖W家們以制膜為基礎,即用高分辨率電子束及刻蝕的方法將結構復雜的納米結構制在膜上,然后將其精確地大面積復制到聚合物乳膠薄膜上,經處理后得到各種功能的集成,這種復制方法簡單、應用面廣、可選擇性強。例如,科學家已經用納米印刷技術,復制了6納米線寬的納米結構,而且已經將它成功地應用于納米電子學、納米光學和納米磁學等若干領域。
特別是,某些聚合物與生物體的兼容性好,用軟刻蝕技術可以發展多功能生物器件,陳勇博士與他的博士生一起,已經用以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為基本材料的軟光刻技術,做成高集成度的微流體芯片,實現了稀有細胞的篩選!拔⒘黧w芯片既簡單又便宜,將可以用來做單細胞操作、蛋白質結晶等,可以完成從藥品檢測到遺傳分析等各種工作!
“除此之外,微接觸印刷技術能夠進行單分子層的自組裝(self-assembling),具有了自上至下(光刻)和自下至上(分子排列)兩種技術相結合的特點,前景頗為看好。”自下至上新技術新事新辦上述的各種方法,有一個共同的特點,它們均從較大規模的模式開始,然后縮小橫向距離,刻出納米結構。對制造納米結構、微器件及芯片集成,這種方法是必須的。但是,它們不能方便、廉價、迅速地制造出分子水平的納米結構,于是便出現了“自下而上”的方法研究。這種方法從單個原子或分子開始,用化學合成和物理的方法,制作具有特殊功能的大分子、超大分子團或表面結構等納米結構,應用于化學、物理、生物、微電子等諸多方面。1990年,IBM的科學家曾經用隧道掃描顯微鏡,在超真空及液氦溫度(4.2K)條件下,將吸附在鎳表面的氙原子,一個個地拖曳排列成“IBM”三個字母,引起了世人的矚目,這是人類首次對原子進行操作,也是“自下至上”納米制造研究的一個開端。但是,用原子操作做出具有特殊功能特性的納米結構,往往需要在極限條件下進行,而且花費時間很長,研究人員尚未能夠確定這種技術的最佳應用開發價值。一是用化學合成組成大分子,然后將它們再組裝到固體上去,如:化學合成法組成的冠狀分子、齒狀聚合物、納米碳管等具有特殊功能的納米結構。這些大分子可以用自組裝的方式鑲嵌到納米線路或固體結構中去,由此引出納米電子學所需要的一些特殊結構和各種特性的固體復合材料。
另一類是用物理、化學或生物的方法制作均勻性很好、有特殊功能的納米顆;蛳到y,如:用原子、分子束外延方法生長的半導體量子點陣,這種點陣在光電子學有極大的應用。用其它方法制作的半導體納米晶體材料,在生物學成像技術中具有極高的應用價值。此外,納米磁性粒子不僅在醫學診斷和治療上有很廣泛的用途,而且很有可能應用于高密度存儲。對這些納米顆粒的表面進行特殊的化學、生物包裝,可以達到特殊的功能,如:尋找病源靶點、進行藥物釋放。
記者注意到,去年12月底在美國波士頓舉辦的“材料研究學會”年會上,有一份研究報告表明,生物學成為了納米技術的突破口,將使傳感器、醫療診斷方法和電子器件產生革命性的變化。因為,各類生物體都擁有大量的納米作用機制,如:DNA的信息存儲、蛋白質的捕捉陽光、細胞分裂期DNA的復制,等等。
中國的納米制造需在“新”字上做文章
在納米制造技術領域,目前國際上研究有兩大熱點:微流體芯片和微機械元件研究。
“用硅材料做成的微機械,如微加速度計、氣體傳感器、高速打印噴頭、磁記錄頭等,在汽車、航空航天、計算機工業等領域已經得到了很大的應用,還將有更大的發展。廣泛意義上的微機械,雖然不能很簡單地歸納到納米技術中,但是它是在半導體工藝基礎上發展起來的一個新領域,在納米科技領域還有很大的發展空間。”
“當前納米技術的難點在于對納米物體的整合和集成,它需要自上而下、自下而上的全方位努力,需要多學科的緊密結合,基礎研究與應用開發的平行發展和相互促進。中國的科研指導可以在這方面多下一點工夫。”陳博士誠懇地說。
“由于時興不久,在自下至上和非傳統的納米制造技術研究方面,國際上仍然處于開放狀態,各種新的思想和方法、成果均很易于被接受、看好,因此政府在這方面可以宏觀指導為主,通過指導國家級的納米科技中心(或技術平臺),以制造功能性的納米材料、納米器件為主要研究內容,將基礎研究與開發應用結合在一起。在實施過程中,可根據國情,放眼未來,并參與國外現有的計劃和技術指標,制定一些具有指導意義的研究項目,通過招標的形式,引導研究方法的正確發展。此外,政府可以積極支持與納米制造技術相關的高科技產業的開發,促進科研成果的迅速轉化!
對于傳統的納米制造工藝的研究和開發,特別是極限紫外線光刻研究,由于投資巨大,中國不一定要全面開“花”,“但必須要有所研究,在某些點上有所建樹,這樣才不會將失去創新的機遇,不至于永遠跟在別人后面走,受制于人!
微流體芯片
微流體芯片,又被稱為“芯片上的實驗室”,是用半導體集成技術制作的新型固體元件,它能夠對微量流體(包括液體和氣體)進行復雜、精確的操作(混合和分離微量流體、化學反應、微量分析等等)。在這種芯片上加上微泵、微閘,就可以很容易地對生物細胞、溶劑、藥物等進行各種生物化學研究,也可以用它進行納米粒子、分子結構的研究;由于它體積小、可調控參數多、調控精確度高、自動化程度高、可以集成和大量生產,在納米科技研究和發展上有著很好的前景?梢哉f,微流體芯片是自上而下和自下而上研究的一個自然的結合點,也是物理、化學、生物、微電子學等學科交叉性極強的研究領域。
目前微流體研究的主要方向是進行生物化學分析的研究,比如:稀有細胞的篩選、信息核糖核酸的提取和純化、基因測序、單細胞分析、蛋白質結晶、藥物檢測等。事實上,去年以來,美國和歐洲已經出現了一批以生產微流體芯片為主的高科技企業,也有國際大型制藥公司大量地購買了這種芯片以替代傳統的大型生物、化學分析儀器的工作,用來開展新藥研制。
在科技、經濟實力雄厚的美國,科學家已經用微流體芯片技術研制成新型微型飛機。(記者 李紅)