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标  题:  日本各大企业在纳米领域的研发现状
发信站: BBS 哈工大紫丁香站 (Sat Mar 25 16:42:25 2006)

 日本各大企业在纳米领域的研发现状
发信站: 日月光华 (2006年03月22日21:00:14 星期三)

日本企业对于实用化纳米技术尤为重视，且将产业化重点放在纳电子器件、碳簇(FuHeren

e)和碳纳米管、超精密加工技术及微型机械等方面。而这些领域被认为是最具开发潜力的

产业化、商品化的研究方向。

    1、位于日本东大阪市的Cluster科技公司与大阪产业大学的田中武雄教授合作，开发

出可在铁及硅上制作纳米级沟的超微细加工技术。以铁为例，可做出宽 100nm 的沟，可制

作能形成极小喷嘴和极小孔洞(Hole)等超微细零件的“纳米模具”。新技术可应用在DNA芯

片基板的超极小Hole挤入DNA、形成OEL 影像电路的喷射与超微小喷嘴等纳米模具上。 并

可藉此开发线宽 70nm 级的半导体电路描绘装置。 使用 Cluster公司开发之超微小喷嘴的

喷射技术即可望直接画出电子电路。 并可自由选择有机高分子与金属纳米分子复合化的纳

米材料。

    2、日本三菱化学和三菱商事两家公司发表新闻公报说，它们将投资大约2亿美元，建

设年产1500吨碳富勒球的制造厂。碳富勒球由60个碳原子构成，结构像足球一样呈中空结

构，直径仅有“内米。它与碳纳米管一起成为新材料——纳米材料的代表，这种材料在医

药、化学、环保、机械、电子、化妆品等产业都有广泛的前途。新闻公报说，这两家企业

首先将各出资1000万美元设立一家企业——前沿碳公司，从2002年2月开始建设年产400公

斤碳富勒球的中试设备，到2007年把生产规模扩大到年产1500吨，为目前全世界总产量的

1万倍。届时， 碳富勒球的制造成本将降低到目前的十分之一至百分之一，售价将降低到

每克1美元以下。

    3、住友商事将进军碳纳米管(CNT)业务领域。该公司将与开发，生产单层碳纳米管(S

WC—Nt)的美国著名风险企业Carbon Nanotechnology(CNI)联手协作， 面向日本及亚洲各

国的产品制造商展开销售活动。住友计划在5 年以后将业务规模拓展到300亿日元。日本的

综合商社之中， 已有三菱商事和三井物产两家公司相继涉足碳纳米管材料业务，并成立了

新公司，住友商事将是第三家进入此领域的日本综合商社。由于日本的大型综合商社相继

进入这一领域，预计人们对碳纳米管材料的关注程度将会进一步提高，应用开拓的速度也

将更快。由此可见，产业界对碳纳米管材料的重视程度正逐步提高。这样一来，很可能继

住友商事之后其它综合商社也会随之跟进。

    4、日本住友电气工业公司成功开发出了可用于电子元件的金属纳米粉末及生产技术。

此次开发的形状均匀的粉末是成功地以预先选定的形状从溶液中直接析出金属纳米粉末而

制成的，该项技术将使生产更为规则的金属纳米粉末成为可能。此次，该公司开发了圆球

状、板状、链状的、粉粒大小均匀的金属纳米粉末( 粒径在 200nm以下)，而且生产方法已

经确定。这些粉末有望广泛应用于电子产品中的MLC( 多层陶瓷电容)。利用印刷技术复制

导电膏(Paste)、制作亚微米线宽的电路以及“ 纳米印记”等用途。另外，该公司还开发

出了粒径为几十纳米的镍粉生产技术，并成功地以稳定的品质生产出了链状粉末。该公司

已成功开发出了各种金属纳米粉末，包括镍、铜、钯、钴、铂、金、银等单—粉末，以及

Pennalloy(一种含镍量高达80 ％的镍铁钼合金)等合金，今后还计划开发导电膏、 各向异

性导电膜等品种齐全的实用产品。

    5、日本松下电器公司使用平均粒径4nm的硅(Si)纳米颗粒成功地开发出了光电元件。

硅虽然难以在堆积状态下发光，但是若将其改变为纳米结构，提高暴露在表面的原子比例

就可以表现出量子特性。利用这一性质，与在堆积状态下即使加上数十伏电压也难以发光

的情况相比，仅加上约2v的低电压就可以成功地使其发光。目前，为了进一步提高处理速

度，松下正在LSI 之间的底板中运用光进行信息传输的技术开发，将使用此次开发出的硅

纳米颗粒光电元件。不过，要想进入实用阶段，目前还面临着如何控制因硅纳米颗粒的凝

集而使发光效率变低的问题。

    6、三井物产表示，该公司于2001年7月成立的纳米技术研究开发公司——生物纳米技

术研究协会与碳纳米技术研究协会2家公司的年销售额2002 年有望共计达到 50亿日元。另

外，三井物产还推算2家公司总计年销售额到2005年将达到5500 亿日元，到2010年将达到

4兆1000亿日元。这是三井物产在2001年12月 20 日举行的面向分析师的业务说明会上宣布

的。三井物产纳米技术业务室室长前野拓道解释道， “将目标定在重要领域之—的环境／

能源领域，通过初步拟定出必要的应用领域、研究能够实现这些应用的关键技术，并与实

际相融合，加速商务化进程”。并且，前野还十分有自信的表示，和有可能在纳米技术领

域与三井物产形成竞争关系的其它大型商社相比， “我们的计划更具有战略性，即使在真

正形成竞争的业务领域，包括海外企业在内，我们均处于领先地位”。

    7、NKK于2001年12月20日宣布开发出纳米级高强度钢板，由于金属晶粒小至数纳米，

使钢板在保持高强度的同时加工性能亦好。新产品的强度已达到100k6／mm2 级，是将纳半

级的氧化铝等金属粒子均匀分布在金属中，使钢铁的强度大幅度提高的同时，在用压力机

进行加工时亦不易开裂，现已少量发货供试用。对80ks／ mm2 级的纳米高强度板的粒子分

布改进后，产品规格有所扩大。如原来的80kg／mm2 级高强度板，当板宽为900mm时，厚度

最薄只能达1.8mm，现在的80kg／mm2 级纳米高强度板则由于加工性能的改善，可进一步轧

薄至1.2mm。NKK现在生产的纳米级高强度板有60kg／mm2级；80kg／mm2级和100kg／mm2级

3种。 过去对压力机加工较为困难的高强度板，采用纳米技术后，连100kg／mm2级高强度

板的加工亦变得容易，预计今后年产量将达10万吨。

    8、日本东丽公司和三菱化学公司开发成功新的纳米碳管制造技术， 将这种材料的生

产成本降低至目前的几百分之一。新制造技术是这两家公司分别与名古屋大学和群马大学

的科学家合作开发成功的。东丽公司改良了催化剂，进一步提高了反应效率，大大降低了

制造双层纳米碳管的成本。预计2004年可进入大批量生产阶段。三菱化学公司则是应用了

制造碳纤维的技术，确立了使用纺织厂那样的设施大批量制造纳米碳管的技术。目前纳米

材料由于没有达到批量制造水平，市场售价昂贵。日本正在利用其在纳米碳管领域的科研

优势，加紧开发批量生产廉价纳米材料的工艺。

    9、 东丽日前在千叶市幕张 MESSE 召开的“国际纳米技术综合展及技术会议 (NanoT

ech2002)”展出了由电子信息材料研究所独自开发的红色OEL(电子发光 ) 显示屏试制品，

其尺寸为邮票大小。通过从纳米水平来控制扩散，发光效率达到4 .5cd／A，色纯度(CIE色

度图的座标)达到0.65，性能均为世界最高水平。而且，已经确认在辉度200cd／m2的连续

发光时，寿命可达14,000小时以上。

    10、日立制作所于2001年12月28日宣布运用纳米技术成功开发出了热传导率为原来同

类产品5倍的0.96W／mK的环氧树脂。环氧树脂作为遇热即硬化的典型树脂，被广泛用作电

子零部件的绝缘材料。不过环氧树脂由于存在散热性差的缺点，因此也成为减小电子零部

件尺寸的瓶颈。而此次日立开发的环氧树脂的特点则从纳米级别上改进了环氧树脂的结晶

构造。此次曰立研究所能源研究部绝缘材料小组负责人竹泽由高等人将研究重点放到了环

氧树脂的结晶构造上，通过将声子散射控制在最小程度，对结晶构造进行了改进。而此次

开发的树脂的热传导率高达0.96W／mK ，大约相当于原来的5倍，散热效果更好。环氧树脂

已经被广泛运用于各个领域。 此次日立的研究成果除了绝缘用途外还有望在粘合剂等更广

阔的领域大显身手。

    11、日立制作所的日立研究所开发成功了使用“纳米技术”、支持GHz 频带的电磁波

吸收材料，其目的在于解决频率不断提高的电子通信设备中的电磁波干扰问题。新技术解

决了以往的软磁金属电阻小，在高频段容易产生涡电流而导致磁透急剧下降的问题，通过

提高电磁波吸收材料的软磁金属电阻来提高其在高频率段的磁透。该技术成功地在纳米级

别上将软磁金属与高电阻陶瓷进行纳米合成。这两种物质在机械力的作用下逐渐相互融合

(Me-chanical AlloyinS)，使混合物质能在固体状态下达到原子的相互混合。通过这一方

法，可以生成在软磁金属的纳米级结晶粒的周围形成高电阻陶瓷的结构。

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