求纳米TiO2在太阳能电池方面的应用参考文献

求纳米TiO2在太阳能电池方面的应用参考文献,第1张

硅单晶原子纳米扫描隧道显微镜影象单个细菌用肉眼是根本看不到的,用显微镜测直径大约是五微米。举个例子来说,假设一根头发的直径是0.05毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的厚度大约就是一纳米。也就是说,一纳米大约就是0.000001毫米.纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术的发展带动了与纳米相关的很多新兴学科。有纳米医学、纳米化学、纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学等。全世界的科学家都知道纳米技术对科技发展的重要性,所以世界各国都不惜重金发展纳米技术,力图抢占纳米科技领域的战略高地。我国于1991年召开纳米科技发展战略研讨会,制定了发展战略对策。十多年来,我国纳米材料和纳米结构研究取得了引人注目的成就。目前,我国在纳米材料学领域取得的成就高过世界上任何一个国家,充分证明了我国在纳米技术领域占有举足轻重的地位。纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性,如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电,原来绝缘的二氧化硅、晶体等,在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点,以及其特有的三大效应:表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。 对于固体粉末或纤维,当其有一维尺寸小于100nm,即达到纳米尺寸,即可称为所谓纳米材料,对于理想球状颗粒,当比表面积大于60m2/g时,其直径将小于100nm,即达到纳米尺寸。

[编辑本段]纳米技术的含义

所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。 纳米

纳米技术与微电子技术的主要区别是:纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能,是利用电子的波动性来工作的;而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能,是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的,就是要实现对整个微观世界的有效控制。

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年,国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。

纳米技术(纳米科技nanotechnology)

纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。

从迄今为止的研究状况看,关于纳米技术分为三种概念。第一种,是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念,可以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,可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术未取得重大进展。

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,也使半导体微型化即将达到极限。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,将使构成电路的绝缘膜的为得极薄,这样将破坏绝缘效果。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。

所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。

纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出,纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点,会是一次技术革命,从而将引起21世纪又一次产业革命。

虽然距离应用阶段还有较长的距离要走,但是由于纳米科技所孕育的极为广阔的应用前景,美国、日本、英国等发达国家都对纳米科技给予高度重视,纷纷制定研究计划,进行相关研究。

[编辑本段]纳米电子器件的特点.

以纳米技术制造的电子器件,其性能大大优于传统的电子器件: . 工作速度快,纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因而可使产品性能大幅度提高。功耗低,纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。信息存储量大,在一张不足巴掌大的5英寸光盘上,至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻,可使各类电子产品体积和重量大为减小。纳米材料“脾气怪” 纳米金属颗粒易燃易爆 几个纳米技术纳米的金属铜颗粒或金属铝颗粒,一遇到空气就会产生激烈的燃烧,发生爆炸。因此,纳米金属颗粒的粉体可用来做成烈性炸药,做成火箭的固体燃料可产生更大的推力。用纳米金属颗粒粉体做催化剂,可以加快化学反应速率,大大提高化工合成的产出率。

纳米金属块体耐压耐拉 将金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料,强度比一般金属高十几倍,又可拉伸几十倍。用来制造飞机、汽车、轮船,重量可减小到原来的十分之一。

纳米陶瓷刚柔并济 用纳米陶瓷颗粒粉末制成的纳米陶瓷具有塑性,为陶瓷业带来了一场革命。将纳米陶瓷应用到发动机上,汽车会跑得更快,飞机会飞得更高。

纳米氧化物材料五颜六色 纳米氧化物颗粒在光的照射下或在电场作用下能迅速改变颜色。用它做士兵防护激光q的眼镜再好不过了。将纳米氧化物材料做成广告板,在电、光的作用下,会变得更加绚丽多彩。

纳米半导体材料法力无边 纳米半导体材料可以发出各种颜色的光,可以做成小型的激光光源,还可将吸收的太阳光中的光能变成电能。用它制成的太阳能汽车、太阳能住宅有巨大的环保价值。用纳米半导体做成的各种传感器,可以灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,在监控汽车尾气和保护大气环境上将得到广泛应用。

纳米药物治病救人 把药物与磁性纳米颗粒相结合,服用后,这些纳米药物颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动。再在人体外部施加磁场加以导引,使药物集中到患病的组织中,药物治疗的效果会大大提高。还可利用纳米药物颗粒定向阻断毛细血管,“饿”死癌细胞。纳米颗粒还可用于人体的细胞分离,也可以用来携带DNA治疗基因缺陷症。目前已经用磁性纳米颗粒成功地分离了动物的癌细胞和正常细胞,在治疗人的骨髓疾病的临床实验上获得成功,前途不可限量。

纳米卫星将飞向天空 在纳米尺寸的世界中按照人们的意愿,自由地剪裁、构筑材料,这一技术被称为纳米加工技术。纳米加工技术可以使不同材质的材料集成在一起,它既具有芯片的功能,又可探测到电磁波(包括可见光、红外线和紫外线等)信号,同时还能完成电脑的指令,这就是纳米集成器件。将这种集成器件应用在卫星上,可以使卫星的重量、体积大大减小,发射更容易,成本也更便宜。纳米技术走入百姓生活

9月27日,中国科学院化学所的专家宣布研制成功新型纳米材料———超双疏性界面材料。这种材料具有超疏水性及超疏油性,制成纺织品,不用洗涤,不染油污;用于建筑物表面,防雾、防霜,更免去了人工清洗。专家称:纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域,将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”。 随着科学家的一次次努力,“纳米”这个几年前对我们还十分生疏的字眼,眼下却频频出现在我们的视线。 纳米是一个长度单位,1纳米等于十亿分之一米,20纳米相当于1根头发丝的三千分之一。90年代起,各国科学家纷纷投入一场“纳米战”:在0.10至100纳米尺度的空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性。

中国当然不甘人后,1993年,中国科学院北京真空物理实验室 *** 纵原子成功写出“中国”二字,标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地,并居于国际科技前沿。

1998年,清华大学范守善小组在国际上首次把氮化镓制成一维纳米晶体。同年,我国科学家成功制备出金刚石纳米粉,被国际刊物誉为:“稻草变黄金———从四氯化碳制成金刚石。”

1999年,北京大学教授薛增泉领导的研究组在世界上首次将单壁碳纳米管组装竖立在金属表面,并组装出世界上最细且性能良好的扫描隧道显微镜用探针。

中科院成会明博士领导的研究组合成出高质量的碳纳米材料,被认定为迄今为止“储氢纳米碳管研究”领域最令人信服的结果。

中科院物理所研究员解思深领导的研究组研制出世界上最细的碳纳米管———直径0.5纳米,已十分接近碳纳米管的理论极限值0.4纳米。这个研究小组,还成功地合成出世界上最长的碳纳米管,创造了“3毫米的世界之最”。

在主题为“纳米”的争夺战中,中国人频频露脸,尤其在碳纳米管合成以及高密度信息存储等领域,中国实力不容小觑。

科学界的努力,使“纳米”不再是冷冰冰的科学词语,它走出实验室,渗透到中国百姓的衣、食、住、行中。 居室环境日益讲究环保。传统的涂料耐洗刷性差,时间不长,墙壁就会变得斑驳陆离。现在有了加入纳米技术的新型油漆,不但耐洗刷性提高了十多倍,而且有机挥发物极低,无毒无害无异味,有效解决了建筑物密封性增强所带来的有害气体不能尽快排出的问题。

人体长期受电磁波、紫外线照射,会导致各种发病率增多或影响正常生育。现在,加入纳米技术的高效防辐射服装———高科技电脑工作装和孕妇装问世了。科技人员将纳米大小的抗辐射物质掺入到纤维中,制成了可阻隔95%以上紫外线或电磁波辐射的“纳米服装”,而且不挥发、不溶水,持久保持防辐射能力。

同样,化纤布料制成的衣服因摩擦容易产生静电,在生产时加入少量的金属纳米微粒,就可以摆脱烦人的静电现象。 白色污染也遭遇到“纳米”的有力挑战。科学家将可降解的淀粉和不可降解的塑料通过特殊研制的设备粉碎至“纳米级”后,进行物理结合。用这种新型原料,可生产出100%降解的农用地膜、一次性餐具、各种包装袋等类似产品。农用地膜经4至5年的大田实验表明:70到90天内,淀粉完全降解为水和二氧化碳,塑料则变成对土壤和空气无害的细小颗粒,并在17个月内同样完全降解为水和二氧化碳。专家评价说,这是彻底解决白色污染的实质性突破。

从电视广播、书刊报章、互联网络,我们一点点认识了“纳米”,“纳米”也悄悄改变着我们。纳米精确新闻 1959年 理论物理学家理查·费伊曼在加州理工学院发表演讲,提出,组装原子或分子是可能的。

1981年 科学家发明研究纳米的重要工具———扫描隧道显微镜,原子、分子世界从此可见。

1990年 首届国际纳米科技会议在美国巴尔的摩举办,纳米技术形式诞生。

1991年 碳纳米管被人类发现,它的质量是相同体积钢的六分之一,强度却是铁的10倍,成为纳米技术研究的热点。 1993年

继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1999年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后,中国科学院北京真空物理实验室 *** 纵原子成功写出“中国”二字。

1997年 美国科学家首次成功地用单电子移动单电子,这种技术可用于研制速度和存储容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。同年,美国纽约大学科学发现,DNA可用于建造纳米层次上的机械装置。

1999年 巴西和美国科学家在进行碳纳米管实验时发明了世界上最小的“秤”,它能够称量十亿分之一克的物体,即相当于一个病毒的重量;此后不久,德国科学家研制出能称量单个原子重量的“秤”,打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。同年,美国科学家在单个分子上实现有机开关,证实在分子水平上可以发展电子和计算装置。 纳米花边新闻 倾听细菌游弋

美国加利福尼亚州Pasadena市的喷气飞机推进器实验室目前正在研制一种被称为“纳米麦克风”的微型扩音器,据《商业周刊》报道,这种微型传感器可以使科学家倾听到正在游弋的单个细菌的声音,以及细胞体液流动的声音。这种人造纳米麦克风由细微的碳管制成,正是因为构成物体积细小和灵敏度极高,这种麦克风才能够在受到非常小的压力作用下作出反应,使得对其进行监测的研究人员获得相关的声音信息。

利用这种新产品,科学家将可以对其他星球上是否存在生命进行探测,可以探测到生物体内单个细胞的生长发育。这一仪器研制项目已获得美国航空航天局(NASA)的批准,而且NASA还向上述实验室提供了必要的技术支持。

[编辑本段]“纳米水”防强暴.

据《人民日报》报道,最近,广州一家公司宣称生产出一种用麦饭石和纳米特殊材料制作而成的“纳米珠”,只要把它放在水里,多脏的水也能喝。长期饮用“纳米水”,可抗疲劳,耐缺氧,甚至“增强女士防匪徒强暴的能力”。据了解,每盒纳米珠要300元,买齐整套设备(一台饮水机、一桶水和十盒纳米珠)则需3800元。76岁的何姓老人在推销员的百般说服下,不但相信纳米水的神奇疗效,还看中了纳米水的销售方式。老人背着家里人一共拿出22万元,买下75套纳米水机套装产品,然后等着每月2万元钱的分红。

广州市工商局东山分局经济检察中队在4月3日查处了该公司,其准备创造科技神话的纳米水根本没有科技鉴定说明,该公司的纳米水套装产品既无生产许可证,也没有产品合格证。

光也能“吹动”物体

纳米世界,光也能“吹动”物体。当光照射在物体上,也会对物体产生作用力,就像风吹动帆一样。从儒勒·凡尔纳到阿瑟·C·克拉克,科幻作家们不止一次幻想过运用太阳光的作用力来推动“太阳帆”,驱动飞船在星际中航行。然而,在地球上,太阳光的作用力实在微乎其微,没有人能用阳光来移动一个物体。但是,在11月27日的《自然》杂志上,在美国耶鲁大学从事研究的中国学者发表文章,首次证实在纳米世界里,光真的可以驱动“机器”——由半导体做成的纳米机械。 这项研究,结合了相关图书两个最前沿的纳米科学领域,即纳米光子学和纳米力学。“在宏观尺度上,光的力实在太微弱,没有人能感觉到。但是在纳米尺度上,我们发现光具有相当可观的力,足以用来驱动像集成电路上的三极管一样大小的半导体机械装置。”领导此项研究的耶鲁大学电子工程系教授唐红星这样介绍。其实,此前光的力已经被物理学家和生物学家应用于一种叫做“光镊”的技术中,用来 *** 控原子和微小的颗粒。“我们的研究则是把光集成在一块小小的芯片上,使它的强度增加数百万倍,从而用来 *** 控纳米半导体器件。”这篇论文的第一作者、博士后研究员李墨进一步阐释说。 在耶鲁大学的实验室里,两位科学家和来自北京大学的研究生熊驰及合作者们一起,使用最先进的半导体制造技术,在硅芯片上铺设出一条条光的线路,称之为“光导”。当激光器发出的光被接入这样的芯片后,光就可以像电流在导线里一样,沿着铺好的光导线路“流”动。理论预测,在这样的结构中,光会对引导它的导线产生作用力。为了证实这样的预测,他们把一小段只有10微米长的光导悬空,让它可以像吉他弦般产生振动。如果光确实产生力并作用在它上面,那么当光的强度被调制到和光导的振动一致的频率时,共振就会产生。这样的共振就会在透射的光中产生同样频率的一个峰。这正是3位中国科学家经过半年多的实验和计算,最终在他们的测量仪器上看到的令人信服的现象。之后,他们通过大量实验证明,这个作用力的大小和理论预期非常一致。因为光的速度比电流要快得多,所以这种光产生的力预期可以以几十吉赫兹(GHz)的速度驱动纳米机械。 此项研究成果有望引领出新一代半导体芯片技术——用光来取代电。未来运用这种新技术,科学家和工程师们可以实现基于光学和量子原理的高速高效的计算和通信。

[编辑本段]纳米探针在药物筛选中首获应用

英国伦敦纳米技术中心的研究人员研制出一种新型纳米探针,利用该纳米探针可以检测出某种抗生素药物是否能够与细菌结合,从而减弱或破坏细菌对人体的破坏能力,达到治疗疾病的目的。这是科学家第一次将纳米探针运用于药物筛选,相关试验的初步结果已经刊登在最新一期的《自然?纳米技术》杂志上。

人们在用抗生素治病的过程中,引起疾病的细菌很容易产生抗药性,从而使得抗生素失去药效。抗生素的作用原理是与致病细菌的细胞壁结合后破坏细胞壁的结构,使得致病细菌死亡,一旦产生抗药性,细菌的细胞壁结构发生改变,细胞壁变厚,抗生素无法与细胞壁结合。

研究人员在一排纳米探针上覆盖组成细菌细胞壁的蛋白质,一旦抗生素与细胞壁结合,探针的表面重量就会增加,这一表面压力会导致纳米探针发生弯曲。通过对万古霉素药物的研究发现,抗药性细菌的细胞壁硬度是非抗药性细菌的1000倍。所以通过纳米探针探测出各种药物对细菌细胞壁的结构改变,筛选出对致病细菌破坏力最大的抗生素。纳米探针的运动轨迹

纳米金属用途简介

钴(Co)

高密度磁记录材料。利用纳米钴粉记录密度高、矫顽力高(可达119.4KA/m)、信噪比高和抗氧化性好等优点,可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。

磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。

吸波材料。金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光——红外线隐形材料和结构式隐形材料,以及手机辐射屏蔽材料。

铜(Cu)

金属和非金属的表面导电涂层处理。纳米铝、铜、镍粉体有高活化表面,在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。

高效催化剂。铜及其合金纳米粉体用作催化剂,效率高、选择性强,可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。

导电浆料。用纳米铜粉替代贵金属粉末制备性能优越的电子浆料,可大大降低成本。此技术可促进微电子工艺的进一步优化。

铁(Fe)

高性能磁记录材料。利用纳米铁粉的矫顽力高、饱和磁化强度大(可达1477km2/kg)、信噪比高和抗氧化性好等优点,可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。

磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等领域。

吸波材料。金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光——红外线隐形材料和结构式隐形材料,以及手机辐射屏蔽材料。

导磁浆料。利用纳米铁粉的高饱和磁化强度和高磁导率的特性,可制成导磁浆料,用于精细磁头的粘结结构等。

纳米导向剂。一些纳米颗粒具有磁性,以其为载体制成导向剂,可使药物在外磁场的作用下聚集于体内的局部,从而对病理位置进行高浓度的药物治疗,特别适于癌症、结核等有固定病灶的疾病。

镍(Ni)

磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。

高效催化剂。由于比表面巨大和高活性,纳米镍粉具有极强的催化效果,可用于有机物氢化反应、汽车尾气处理等。

高效助燃剂。将纳米镍粉添加到火箭的固体燃料推进剂中可大幅度提高燃料的燃烧热、燃烧效率,改善燃烧的稳定性。

导电浆料。电子浆料广泛应用于微电子工业中的布线、封装、连接等,对微电子器件的小型化起着重要作用。用镍、铜、铝纳米粉体制成的电子浆料性能优越,有利于线路进一步微细化。

高性能电极材料。用纳米镍粉辅加适当工艺,能制造出具有巨大表面积的电极,可大幅度提高放电效率。

活化烧结添加剂。纳米粉末由于表面积和表面原子所占比例都很大,所以具有高的能量状态,在较低温度下便有强的烧结能力,是一种有效的烧结添加剂,可大幅度降低粉末冶金产品和高温陶瓷产品的烧结温度。

金属和非金属的表面导电涂层处理。由于纳米铝、铜、镍有高活化表面,在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。

锌(Zn)

高效催化剂。锌及其合金纳米粉体用作催化剂,效率高、选择性强,可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。

最近,美国政府提议与韩国、日本和中国台湾组建“芯片四方联盟”(Chip4), 似乎是有意把中国大陆排除在半导体供应链体系之外。

5月24日,《和文化录·中国和力》第二季的节目中,主持人杨澜与南开大学新闻与传播学院院长刘亚东教授一起回顾中国科学技术发展的历程,探究中国科学 探索 、技术创新和弘扬科学精神等问题。

刘亚东说,“芯片不是一种产品或者一种产业,而是一个产业链。任何一个国家都不可能建立一个完全本地化的产业链,它一定是国际合作的产物”“目前中国 科技 界存在问题的最本质原因是科学精神的缺失,批判质疑是科学精神的精髓和核心”。

访 谈:刘亚东 南开大学新闻与传播学院院长、《 科技 日报》原总编辑

杨澜 资深媒体人

编 辑:米丽萍 来 源:正和岛

杨澜: 大家好,我是杨澜,本期节目荣幸地为大家邀请了南开大学新闻与传播学院院长刘亚东教授,和刘教授一起梳理中国科学技术发展的历程,探究中国科学 探索 、技术创新和弘扬科学精神的共进之和。您好刘院长。

刘亚东: 您好。

杨澜: 感谢您来到我们节目。这些年老百姓都可以看到,咱们国家在科学研究和技术创新方面,取得了诸多的成就,像载人航天、火星探测、深海研究等。

刘亚东: 改革开放40多年来,特别是党的十八大以来,中国的许多高新技术领域都取得了巨大的成就。世界知识产权组织发布了《2021年全球创新指数报告》,在报告里,中国位列全球第12位,比2020年前进了两位。事实上从2013年以来,中国已经连续9年,在这个排行榜里稳步上升,势头还是非常好的。

杨澜: 这也预示了一种后劲,发展的后劲。

刘亚东: 对,说明我们国家科学技术发展势头还是很好的。

刘亚东: 大家知道半导体产业,链条是很长的,包括芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试,等等。所以美国对咱们的封堵包括Chip4,实际上它主要还是集中在半导体芯片的制造环节,我认为它是在这个环节对中国实行围堵和打压。

杨澜: 芯片的确是被誉为“新时代的石油”,当然它并不是能源,但是它的确是在各地方都要用得上,比如说新能源 汽车 和手机,以后万物互联,其实样样东西上面可能都有芯片。

刘亚东: 缺了石油或者石油的衍生品,我们的 社会 根本就没有办法运转了,芯片更是这样。我们国家去年原油进口是5.1亿吨,进口金额大概是2500亿美元。就半导体芯片来说,我们从2018年开始,进口金额就突破了3000亿美元,此后一路飙升,到2021年,我们国家进口芯片达到了4400亿美元。

杨澜: 已经超过石油了。

刘亚东: 超过太多了,芯片的重要性是不言而喻的,所以美国才集中力量,在芯片领域,对中国实施围堵和打压。

但是Chip4,我个人觉得,它还是充满了很大的不确定性。

首先,在美国国内,很多美国的企业跟中国都有很深入的合作。 比如说Intel公司,它已经在中国扎根快40年了,跟中国的合作关系也很好,像类似这样的公司,你不让人家赚钱了,它一定会有巨大的反d,所以这个政策在美国国内实行起来也是有巨大的阻力。

其次,像韩国、日本和中国台湾,那更没有百分之百听命于美国的义务。 比如说像韩国的三星公司,它在西安建了一个很大的存储器工厂,那是三星公司在海外建的唯一一个闪存的工厂,据说占三星存储器产值的一半以上,所以你说让三星因为听美国的命令,这个业务就不要了,我觉得不会这样。

杨澜: 真正实施起来,对于他们来说也是有相当难度的。

刘亚东: 事实上和其他部分相比,美国在半导体制造方面也是它的短板。因为就半导体芯片的制造而言,美国在全球市场的份额也只占了12%,所以现在拜登政府也采取各种手段来试图提升美国在半导体制造这一块的短板。

杨澜: 我记得您曾经说过“芯片制造之难,难过原子d”,这怎么解释,跟老百姓用通俗的语言来说明一下?

刘亚东: 好的,从技术上来讲,原子d它当然有难度,但实际上更多地是一个经济难题。提取一公斤的武器级的浓缩铀,大概需要200吨的铀矿,造一颗普通的原子d,大概需要15公斤的浓缩铀,就需要3000吨的天然铀矿。那你有没有这么多铀矿另说,即使有,把它提纯出来也需要耗费大量的人力物力财力。

杨澜: 那这听上去已经足够难了,为什么说芯片更难呢?

刘亚东: 芯片跟造原子d完全不一样。 芯片不是一种产品或者一种产业,而是一个产业链。 这个小小的芯片,可能小得就像手指甲盖那么大,但它是全体人类迄今为止工业文明的一个集大成者,涉及到很多行业,比如机械、电子、冶金、化工、材料等。

就拿半导体芯片制造环节所用到的一台设备——光刻机来说,做光刻机做得最好的是荷兰ASML,它做的极紫外光的光刻机,全球只此一家。虽然极紫外光刻机是在荷兰制造,但是有两千多家厂商给它提供零部件,这两千多家厂商是来自世界各个发达国家的顶尖企业,我们管它们叫“隐形冠军”,或者叫行业翘楚。

所以你就看出来,任何一个国家都不可能建立一个完全本地化的产业链,它一定是国际合作的产物。

杨澜: 所以其实您也提到,不要用举国体制的办法来实现芯片的发展。

刘亚东: 举国体制是我们中国 社会 主义集中力量办大事的一种制度呈现,它是我们的一个优势,不是说不能用举国体制,而是说以往的这种举国体制,不适合用于发展半导体芯片。

杨澜: 为什么呢?

刘亚东: 举国体制可以做的事情是在路径比较清晰的情况下,比如运动员夺金牌,有一些运动,我们国家明明不普及,但是在举国体制下可以迅速提高成绩,甚至夺金牌。 夺金牌可以,造原子d也可以,为什么呢?原子d不是商品,它不存在产业化的问题,也不存在成本的问题。

但是芯片不一样,芯片是商品,比如人家做芯片10美元做出来了,你做出来不要说100美元,就是20美元,做出来也没用,因为市场不接受,等于做出来是个垃圾,没有用,所以我说以往的举国体制不能用于发展芯片。

举国体制要不断地随着形势的发展与时俱进,我们要建立新型举国体制。新型举国体制的特点,必须在 社会 主义市场经济的条件下发挥作用,让市场在资源配置中发挥决定性的作用,以及更好地发挥政府的作用。

杨澜: 它不是靠一时地动员所有的资源,不计成本地投入就能够解决的一个问题,其实是要打造一种机制。

刘亚东: 没错。

杨澜: 谈到 科技 我们常常是把它混为一谈,比如我们会说高 科技 、 科技 创新,但是从研究科学史的角度来看,科学和技术并不能够被混为一谈,能不能在这方面您为大家做一下梳理呢?

刘亚东: 对,因为科学和技术,本来就是两个完全不同的概念,当然它们之间有联系,科学帮助我们认识和发现自然,技术帮助我们征服和改造自然。

咱们汉语里边合二为一地简称 科技 ,就是给人造成了很多误解。比如我们讲 科技 创新,其实这个说法是不对的,为什么?因为技术可以创新,科学不能创新。

因为科学它的研究对象是自然的奥秘、宇宙的本质,它的那些真理、规律是客观存在的,所以这个东西一定要把它分开, 科技 创新是不对的,可以说技术创新,科学只能是发现。

杨澜: 是,有时候语言自身会给我们带来一些混淆。

刘亚东 :不是说在咬文嚼字,如果大家在说这些事情的时候,心里都很清楚,只是一种表达,那倒无所谓了。

但问题是你在提有这些错误说法的时候,实际上反映出你对科学和技术各自不同的发展规律并不了解。

杨澜: 在2022年度全球百强创新机构名单当中,我们发现有35家来自日本,18家来自美国,中国大陆只有5家企业入选,这告诉我们还存在着一些什么样的差距和发展的空间?在开放合作和自主创新之间,您觉得是一种什么样的和而不同的关系呢?

刘亚东: 实际上还是反映出我们国家的创新能力比较薄弱。 我们说科学无国界,技术从来都是有国界的。 虽然我们现在国际环境已经变得比以前更加险恶,中美关系现在还没有看到回暖的迹象。

但全球化最终还是要深入发展的,所以任何一个国家,不可能在每项技术上都做到世界第一,任何国家都不可能做到完全依靠自己的力量,解决所有的创新难题。

所以我想正确的做法是,我们应该正确地做一个梳理,哪些产品、哪些技术我们合作开发,哪些东西可以引进消化吸收再创新,哪些我们今天引进、明天实现国产替代,还有哪些要自己开展攻关,最终取得突破。

实际上最重要的是要形成一种有效的制衡和交换能力,而不是在技术上对其他国家形成一个单方面的依赖, 所以我说中国自主创新之路是一条既要强调自主,又要强调合作的知易行难之路。

杨澜: 在2018年的时候,《 科技 日报》就推出了一个专栏——“亟待攻克的核心技术”,这也是国内媒体首次非常细致来梳理了一些亟需攻克的技术难题。当时为什么会做这样的一个选题和专栏的设计,能不能说说您的想法?

刘亚东: 改革开放40多年来,特别是最近这些年来,我们国家经济发展还是非常快的,GDP总量增长也特别快。到2021年,我们国家GDP总量是114万亿人民币,合17.7万亿美元,美国的GDP达到了23.04万亿美元,这样的话可以看出中国的GDP已经接近美国的3/4了,这种情况下,我们举国上下都洋溢着一种自豪感。

但是不可避免地一些人也并发了自大症,2018年的时候,针对一些 社会 舆论和非理性的思潮,我们开辟了这个栏目,叫“亟待攻克的核心技术”。既要充分地肯定我们的成绩,同时也要清醒地认识到我们的差距和不足。

国家实力之间的竞争,往往体现在一种技术话语权和产业链的掌控能力上, 这些才是重要的。

杨澜: 不要盲目自大。

刘亚东: 对,只有认识到差距,你才有可能弥补差距。

杨澜: 你去年有一篇文章在很多企业,包括华为内部都是广为流传,任正非先生也特别推荐,就是您提出这样一个问题,“除了核心技术我们还缺什么”?还缺什么呢?

刘亚东: 2018年6月份的时候,我有一个演讲在网上流传得很广。在那次演讲里边我提出了3点,实际上我想缺的东西还远远不止这3点,当时我谈了这3点: 缺乏科学的武装,缺乏工匠精神,缺乏持之以恒的情怀。

去年9月份,我看到 社会 上的一些现象以及一些企业的做法,觉得还有必要再进一步讨论这个问题,所以我写了一篇文章,说我提出“卡脖子”问题已经3年了,但是许多人还不明白,除了那些核心技术我们还缺什么。

过去在外部环境好的时候,我们往往忽视了发展自己的核心技术。那么在外部环境不好,比如中美关系走下坡,这个时候又出现另一种倾向,就是我们有各种各样的优势,所以我们不靠他们,什么都能自己做,什么都能自己来。

比如说造芯片,2020年,全国有13000多家企业蜂拥而至搞芯片, 芯片不是这么搞的,它是一个漫长的、寂寞的长跑,赚不了快钱。 很多中国企业的那种心态,不适合搞芯片。包括地方政府批了很多,给了很多政策,给了土地给了钱,结果很快出现了破产潮,一地鸡毛,没有人为它承担责任。所以我觉得很着急,想在这种情况下,我说还要进一步阐述这个问题。

杨澜: 您刚才还提到了工匠精神,这让我想到我们有很多所谓传统的生产领域,比如说酿酒这样的传统工艺,现在也非常讲高技术的使用。

刘亚东: 对,大家一提高技术这些东西呢,往往都想到了高楼大厦、机器设备,实际上农业方面的科学含量、技术含量是极高的。比如说种子,我们现在用的很多种子,都是国外来的,而且国外种子是用粒来衡量的,很贵。虽然国外的种子那么贵,农民还是愿意买国外的,为什么?它产量高,这就是市场的选择。

杨澜: 性价比的问题,市场的配置。

刘亚东: 对,如果说这些东西还觉得离自己生活比较远的话,那我再举一个例子,看病。大家都去过三甲医院,现在中国所有的三甲医院用到的医疗和检测设备,95%都是进口的,这很容易了解,也离你的生活很近。

我说这些东西呢不是要唱衰我们国家,也不是要给大家泄气,就是我们既要看清成绩,也一定要知道自己的差距和不足,不能盲目乐观。

杨澜: 但是与此同时我们的确也要看到这个硬币的另外一面,就是这些年我们有长足的进步和发展。

刘亚东: 对,当然。

杨澜: 哪些领域的突破让您感到特别兴奋呢?

另外一个是我们的 高铁技术 ,虽然我们的技术是向西门子、日本等学来的,但是我们后起之秀,可以说高铁技术我们现在做得也是很好的。

另外比如 超级计算 ,我们超算曾经连续10年蝉联世界冠军,“神威·太湖之光”超算这个机器我也去看过,做得是相当好,而且有两次获得了超算应用领域的最高奖——戈登贝尔奖,这些都是我们国家取得的很好的成就。

杨澜: 2018年在世界 科技 创新论坛上,您也说,1919年的时候,人们说中国缺少科学精神。但是到了2019年的时候,我们依然还是缺乏科学精神,怎么来理解这样的一个观察。

另外您觉得科学精神和科学技术之间,这种 健康 融合的关系是怎样的?

刘亚东: 我觉得是这样,就是科学,包括科学精神它是一个舶来品,不是我们的土特产。1916年中国科学社社长任鸿隽写过一篇文章,叫《科学精神论》,这是中文文献里第一次提到科学精神。

到1922年,在中国科学社第七次年会上,梁启超先生做了一个演讲,他在这次演讲里面说, “有系统之真知识,叫做科学,可以教人求得有系统之真知识的方法,叫做科学精神”。

实际上科学精神是一种人的精神状态和思维方式,是人类在长期的科学实践活动中,形成的一种共同信念、价值标准和行为规范的总称。一方面它能约束科学家,使科学家在他的研究领域取得成功;另外一方面它又能渗透到公众的意识深层。

虽然对科学精神的定义,个人有个人的理解,但是有一些东西还是大家公认的。比如说科学精神它所包含的内容,我们可以说求真务实、批判质疑、不懈 探索 、勇于创新、兼容并蓄、宽容失败等,这些可能都是科学精神的组成部分。

但是我认为,科学精神最重要的东西还是批判质疑。我说 批判质疑,是科学精神的精髓和核心, 弘扬科学精神,对中国来说,还是非常重要的一个事情。

杨澜: 而且它不仅仅是一些科学家需要具备的一种思维方式,或者是一种精神状态,应该是全民全 社会 都有这样的一种思维方式。

杨澜: 在我看来,科学精神发源于人的好奇,我们不断地去认识自然界、认识 社会 ,也认识我们自身,正是好奇心驱动了人类,不断地去发现真理,去追寻真理。在我看来,科学精神中最重要的是独立思考和实事求是的精神。同时它呼唤我们 社会 形成这样的一种氛围,就是鼓励不同观点的表达,同时也包容失败和挫折。

作为一个媒体人,你也反复强调,“不唯上,不唯书”,从不“哩根儿愣”,也就是说要有明确的自己的主张。那么您一直崇尚的科学精神,在作为媒体人的职业生涯当中,曾经对您产生了怎样的影响?

刘亚东: 科学精神的重要组成部分,或者重要内容之一就是实事求是,“不唯上、不唯书、只唯实”,这是陈云讲的。

实事求是它是我们党一贯坚持的思想路线,无论在过去武装斗争时期,还是后来和平建设年代, 无数的事实证明,只要我们坚持了实事求是的思想路线,我们的事业就会取得成功,什么时候背离了实事求是的思想路线,我们就会遭遇挫折。

杨澜: 2015年屠呦呦获得了诺贝尔生理学和医学奖,当时网上也有一种声音,说她是“三无”身份,没有博士学位、没有留洋背景、没有院士头衔,进而质疑科学界的一些,像荣誉、职位、学位和称号等一些评定的价值。

那个时候您有一篇评论——《别拿屠呦呦说事儿》,对这样的一种现象提出了自己的分析和态度,这篇评论获得了第26届中国新闻奖的三等奖。但听说评奖过程并不是非常顺利,能不能给我们讲讲当时遇到的情况。

刘亚东:当公众都在哭泣的时候,不要让他们太悲伤,当公众在大笑的时候,不要让他们忘乎所以,我想这是有责任、有担当的一个媒体人应该做的事情。

屠呦呦获得诺贝尔奖以后,当天晚上,网上出现了一面倒的声音,就是以屠呦呦所谓“三无”身份来彻底否定中国现行的科研评价和奖励体系,提出了很多的质疑,所以当时作为《 科技 日报》的总编辑,我觉得我也有必要发声,就写了这样一篇文章。

但是可能这个奖报送了以后,有一些评委可能也认同网上的那些观点,说文章里边指出了两个地方有问题,所以第一轮就给否了,但是可以提出申诉。本来我知道,中国新闻奖一旦被否了以后,你再申诉翻盘的机会,几乎等于零。但是我又觉得特别不甘心,我觉得我的那些想法、那些做法是对的。

杨澜: 你在这个时候提供另一个视角的看法是有必要的。

刘亚东: 对。对评委提出的质疑,我认为它站不住脚,尽管我认为翻盘的可能性很小,但是我也要死马当作活马医,还是要把自己的一些感受给写出来。

杨澜: 是这个奖对于您特别重要吗?

刘亚东: 一点都不重要,因为我个人已经获得过10次中国新闻奖,多一个少一个,对我来说并没有什么影响。

杨澜: 那为什么一定要去申诉?

刘亚东: 就是我认为我自己说得对,你说得不对,而且明显你站不住脚,所以我就要把这个道理跟你说清楚,就是这么一个冲动。

结果还真是翻盘了,翻盘了以后,还有读者说,这个奖不应该得三等奖,应该获更高的奖,我就讲此三等奖非彼三等奖,我说翻盘已经很不容易了。

另外后来听有的评委跟我讲,说你的申诉书写得比那篇评论本身还要好。

所以由此我也想到怎么样写出好文章,我想其实就是两个字,想写,你在想写的时候就很容易写出好文章,你在不想写的时候,有时候就很难写出好文章。

杨澜: 有所表达。其实这件事情对您有这样的一个重要性,可能也就是在于一个媒体人相对客观和冷静的这种立场,和另一种声音的展现,对于公众的整体的思考都是有帮助的。

刘亚东: 对,就是不能走极端,你不能说以前我们这种科研体制、评价体制无懈可击,这样的观点也是不对的。但是屠呦呦她作为一个比较边缘的科学家,得了奖以后,你说我们现有的体制一无是处,给全盘否定了,我觉得也不客观。

排版 | 余心丰 审校 | 一 一 轮值主编 | 徐悦邦


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