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纳米技术的投资,收益和挑战

Anonim

也许当听到“纳米技术”时,它指的是当前,现代或未来,但是事实是,这种在很小的维度上操纵物质的科学已经使用了很长时间。

因此,要弄清上下文,定义这个词很重要,纳米技术是在纳米级,即十亿分之一米的范围内控制和操纵物质。该技术不仅限于在这些方面进行操作(涉及化学等其他学科),它还致力于设计,表征和生产新颖的纳米结构,纳米器件和纳米系统,以控制物质的形状,大小和特性。规模以开发民用和军事应用。 (Delgado Ramos,2008年)

尽管“纳米技术”一词相对较新,但纳米尺寸的功能性设备并不存在。此外,这种结构自起源以来就存在于地球上。一种被称为鲍鱼的软体动物会产生非常坚固的外壳,其内部呈虹彩状。这种软体动物以强大的纳米结构单元的形式组织碳酸钙,并通过由碳水化合物和蛋白质制成的胶水将它们结合在一起。这些外壳证明了由纳米颗粒制成的结构可以更坚固。

目前尚不清楚人类在历史上什么时候开始利用具有纳米尺寸的材料。众所周知,在公元前4世纪,罗马玻璃制造商生产了包含纳米金属的晶体。

在伦敦的大英博物馆中,您可以找到这一时期的器皿,称为Lycurgus杯,该杯代表Lycurgus国王的去世,它是由含有金和银纳米粒子的钠钙玻璃制成的。(小波尔和欧文斯,2003年)

纳米技术的另一个先兆是在玛雅文化中,“玛雅蓝”的起源是由有机物和无机化合物组成,这些元素与热过程一起产生了纳米级的结晶,其特性目前仍在研究这种颜料的种类,因为它可以抵抗时间,酸,气候条件和生物降解的影响。

应用领域

纳米技术的应用是如此多样和复杂,以致于本领域的专家更喜欢说“纳米技术”,以便更准确地观察不同类型的用途。

在诸如高尔夫球,网球或保龄球等产品中使用的纳米结构材料中发现了一些应用实例。生产高性能轮胎或防污/防皱织物;化妆品,药​​物和新的治疗方法;用于纳米结构滤水器和环境解决方案;他们通过引入更具抵抗力或效率更高的材料(工业或农业工业部门)来参与生产过程;电子,航空,运输领域的新材料设计,甚至使用更致命,更轻和有效的武器。

这些应用程序已被确定可用于各种目的。一方面,已观察到各种好处,能够改变我们周围的物质环境。另一方面,由于存在人类创造的新型纳米结构,这一变化将对环境和健康产生潜在的影响。

估计正在开发的主要应用程序对应于:

  1. 卫生和生命科学行业占18%化工行业占12%信息和通信行业占9%环境应用占9%交通行业占8%能源占8%消费品8%建筑6% 5%国防与安全5%航空航天5%个人护理3%纺织品3%食品1%

(Nanoposts,2007年)

随着工业的各种发展,环境的可持续发展,寻找新的能源,纳米技术对社会的影响已不言而喻。

食物,第一受益者

食品生产是受益的行业之一,其中纳米生物传感器可用于检测食品中的病原微生物。

纳米复合材料是另一种有趣的应用,它们可用于食品制造,除了减少用这种材料包装的产品中氧气的转移外,还提高了机械和耐热性。

寻找新能源

寻找新能源的任务已经成为纳米技术的强大盟友,也许太阳能电池由于专门的纳米结构的发展而提高了效率。

环境

纳米技术在保护环境方面的主要目标是制造对地球或人类健康无害的纳米材料,另一方面,由于纳米技术,可以使化学过程的危害降低。

废水处理是绿色纳米技术发展的一个很好的例子。(贝尔纳多,2013年)

风险与影响

当谈论那些在人类的日常生活中产生巨大变化的问题时,总会有伦理性质的影响作为控制机制,以使最初的目的不会偏离对人类无益的目标。一些风险是:

  1. 通过纳米技术减少能源和材料消耗的诺言将被兑现,因为公司会看到其生产,使用或进步的成本增加。例如:组织损伤,遗传信息的变化纳米技术的利益不能在人群中公平分配,也就是说,由于缺乏资源而无法获得这些利益的人群被遗弃了。政治军事应用会改变战争概念,秘密行动以及平叛行动,从而损害人权。纳米技术与生物技术的结合,电子计算和所谓的认知科学可能会导致人性的转变,使身体和心灵朝着更好的事物(无论“更好的事物”意味着什么)转变。

对纳米技术的期望很高,这反映在分配给纳米技术研究与开发领域的公共支出和投资上。

纳米技术在商业中

值得强调的是纳米技术业务中的一个重要点,那就是,已营销或处于预营销阶段的产品范围之间存在相当有趣的对比,因为与生产产品的巨额投资相比,这些产品很少。

对于企业家来说,这个利基市场还需要几年的时间才能成熟,因为中长期投资回报率很小,因为各种数据表明,下一个全球市场将朝着这一领域发展。 10年以来,纳米技术的应用已占全球制造业的15%。(Nordan,2005年)

国防部纳米技术应用支出(百万美元)资料来源:国防部,2007年

除了这种可能的指数趋势外,还必须增加军事利益,这种利益不一定在法律和市场的框架内运作,因为在某些情况下,产品在其开发和生产之前就已经售出。在插图1中,您可以看到美国军事研究与发展的主要内容。(国防部,2007年)

根据Lux Research的调查,2004年使用某种纳米技术的产品的销售额为120.8亿美元(百万美元),根据Científica的数据,2008年的销售额估计为1,660亿美元。(Lux Research,2006年)(Scientific,2008年)。

随着潜在增长的确定,短期预测更加令人鼓舞。对于勒克斯来说,2010年的销售额预计将达到5070亿美元。(Lawrence,2005年)(Baker,2005年)。五年后的2015年,销售额将超过一万亿美元(数百万)(Feder,2004年)。

投资纳米技术

对纳米技术的热情激发了各种政府计划和举措,以促进纳米技术的研发(见图2观察各国的领先举措)。

在融资领域,估计政府投资从1997年的4.3亿美元增加到2003年的30亿美元; 美国贡献25%的情况。(洛可,2004年)。

Lux Research估计2004年全球总支出为86亿美元,其中46亿美元由公共部门提供。美国贡献了16亿美元;日本大约有一百万美元,而欧洲联盟则刚刚超过十亿美元。

2005年,公共部门的出资额有望增加到59亿美元,大中型企业和大约5亿个初创企业的出资额增加到45亿美元,总计109亿美元(Lux Research,2006年) 。

Lux Research的数据显示,2006年的总额为124亿美元:公共部门为64亿美元,大中型商人为53亿美元,约有7亿个初创企业。(霍尔曼,2007年)

预计到2007年,全球在纳米科学和纳米技术上的总支出约为140亿美元。

纳米技术及其融资:以美国,欧洲和日本为例。资料来源:Delgado,2008年和Nanosposts,2007年

第二次工业革命

这是第二次所谓的工业革命,这是一些科学家对纳米技术的进步进行分类的方式,因为他们预见到这种科学对工业部门的巨大经济影响。提供创新的投入,使复杂的流程自动化将影响其供应链,分销渠道和价值链中的行业。从逻辑上讲,这将带来各种危机,例如各种传统生产活动的危机和消失。

这些国家的大多数生产部门可能会在其经济体系中遭受冲击,他们将看到有必要进行大刀阔斧的变革,以保证其在全球经济需求中的竞争力。

纳米技术及其各种经济情景:如何为国家做准备

现实情况是,无论是否愿意,各国都必须面对纳米技术时代带来的挑战。毫无疑问,一个重要方面是准备成功面对这一科学挑战的方式。

制定具有不同变量的不同方案以关注可能的变化将是一个很大的优势。借助计划变更这一简单事实,它有利于人们对纳米技术的认识,利益和风险,适应性的替代方案以及正确的管理。

这种模拟和规划的优势使各国可以调整其方法和策略:倡议,法规,投资。

在长期适应方案中,为各国提出以下方面很有趣:

  1. 纳米技术与经济的融合程度通过有效的部门战略规划快速响应私人投资的程度劳动力市场:新工作和失业政府政策 加速和研发计划。政府与产业界的合作;受益于纳米技术,生产力,社会影响以及生活质量的改善;国家产业对加速变化管理的协调。

这些只是有关各国适应纳米技术的某些方面。但是,准备更充分,知道纳米技术革命的国家将更有能力发扬国民财富。

结论

今天,全球化的特征是需要快速解决的一系列问题。全球化带来的变化范围从发达国家带来的危机和金融动荡到强烈的移民紧张局势,关于气候变化的辩论,减少贫困,不平等,对环境的影响。

全球化产生的有形事实使各国认为纳米技术阶段已成为现实,要想保持竞争力就必须做好准备。

论文提案

演讲题目:“纳米生物传感器在食品中病原体鉴定中的应用”

目的:预防食用受污染的食物引起的疾病。纳米生物传感器可以在进食前对食物进行诊断,从而防止这种情况发生。它可以针对发展中国家或患有轻度疾病的患者。

参考书目

  • 贝克(美国)(2005年1月14日)。纳米技术的业务。美国:商业周刊Bernardo,A.(2013年10月15日)。从Blogthinkbig.com获得:http://blogthinkbig.com/nanotecnologia-aplicaciones/Científica。 (2008)。纳米技术机会报告(第3版)。美国Delgado Ramos,GC(2008)。纳米技术的政治经济学。纳米世界,1(1),87-94。从文件中检索:/// C:/Users/VAMPIRO/Downloads/53564-151783-1-PB.pdf国防部。 (2007年4月26日)。国防纳米技术研究与开发。 USA Feder,B.(2004年5月26日)。国际先驱论坛报,霍尔曼,M。(2007年3月8日)。纳米技术的顶级国家看到他们的领先优势。美国:勒克斯研究(Lux Research),劳伦斯(Lawrence),S。(2005)。纳米技术不断发展,2004年研发资金增加了一倍。 (2006)。纳米技术报告。纳米技术的投资概述和市场研究。美国纽约:Lux研究。 (2007)。全球纳米技术领域的政府政策和倡议。加拿大,Nordan,M.(2005年6月29日)。纳米技术:美国的立场是什么?勒克斯研究。众议院科学委员会的证词PedroMuñoz,A.(2015)。纳米技术-经济学作为未来的战略。西班牙:阿利坎特大学(University of Alicante),小普尔(Pole),C。和欧文斯(Owens),F。(2003)。纳米技术导论。巴塞罗那:Reverte。Roco,M。(2004)。 “纳米科学与工程:统一和改造工具。 AIChE Journal,50(5)。美国站在哪里?勒克斯研究。众议院科学委员会的证词PedroMuñoz,A.(2015)。纳米技术-经济学作为未来的战略。西班牙:阿利坎特大学(University of Alicante),小普尔(Pole),C。和欧文斯(Owens),F。(2003)。纳米技术导论。巴塞罗那:Reverte。Roco,M。(2004)。 “纳米科学与工程:统一和改造工具。 AIChE Journal,50(5)。美国站在哪里?勒克斯研究。众议院科学委员会的证词PedroMuñoz,A.(2015)。纳米技术-经济学作为未来的战略。西班牙:阿利坎特大学(University of Alicante),小普尔(Pole),C。和欧文斯(Owens),F。(2003)。纳米技术导论。巴塞罗那:Reverte。Roco,M。(2004)。 “纳米科学与工程:统一和改造工具。 AIChE Journal,50(5)。
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