国家纳米科学技术计划

印度政府于2007年5月在“一个能力建设伞形计划”的旗帜下公布了纳米科学与技术国家使命。科学技术部（DST），一个专注于纳米技术发展的领先机构，启动了该使命，并承诺了五年的资金，金额为十亿卢比。纳米技术主要关注于使用和制造直径小于100纳米的粒子。此举旨在促进研究和国际合作，以及基础设施、纳米技术、人力资源等领域的发展。

本文讨论了由印度政府设立的科学技术部的纳米科学与技术使命。

纳米科学与技术的含义

纳米科学是指在纳米尺度——百万分之一毫米，即原子和分子的尺度——上对物质、粒子和结构进行研究、工程化和操纵。分子和原子在纳米尺度上如何结合形成更大的结构，决定了材料的重要特性，包括其电学、光学、热学和机械学特性。此外，由于量子力学过程的重要性，纳米尺度结构中的这些特性通常与宏观尺度结构不同。

纳米技术是将纳米科学应用于创造新颖的纳米材料和纳米级组件，用于实际产品。借助纳米技术，我们最终将能够创造出具有改进特性的独特材料和产品，以及新的纳米电子器件、“智能”药物、传感器，甚至生物系统接口。这些相对新兴的研究领域处于材料科学、生物化学、微电子学、物理学和生物技术等交叉学科的焦点。因此，需要提供既学术化又跨学科的科学教育才能掌控各个领域。

特别是对印度而言，纳米技术为人类进步带来了巨大的希望。它可以解决诸如水污染和疾病诊断等当前问题。尽管它具有巨大的潜力，但大部分资金来自政府，而在印度，能够研究它的人才相对较少。商业部门需要为该领域提供更多资金。该领域也只有很少的职业选择。因此，本使命的目的是确保这些潜力能够得到充分实现，以造福所有人。

纳米科学与技术国家使命的关键组成部分

小于100纳米的粒子是纳米技术关注的焦点，无论是在其制造还是应用方面。2007年，印度政府发起了纳米科学与技术使命，作为一项旨在增强能力的综合性倡议。纳米科学与技术使命的努力已取得成效，印度目前已跻身全球纳米科学与技术科学出版物数量最多的五个国家之列。

纳米科学与技术使命已产生了一些有益的产品，例如纳米水凝胶滴眼液、饮用水农药去除技术、去除氟化物和砷的水过滤器、基于纳米银的抗菌纺织品涂层等。

纳米科学与技术使命的特点如下：

1. 增强纳米科学与技术研究的能力：主要目标是建立卓越中心以进一步研究，并资助个人和科学家群体进行的纳米技术基础研究。目标是支持约235个不同的以科学家为中心的基础纳米系统研究项目。这将有助于对物质有基本的了解，从而能够对其进行纳米尺度的控制和操纵。
2. 纳米科学与技术研究的基础设施建设：目标是创建一个配备纳米研究所需先进设备的全国性共享设施网络。该计划还强调公私伙伴关系（PPP），并建立研究机构、学术机构、企业之间的联系。
   
3. 纳米应用与技术开发计划：我们的使命是激发纳米应用与技术计划的发展，从而产生设备和产品。
4. 人力资源开发：为了培养真正的跨学科的纳米尺度科学、工程和技术人才，该项目旨在通过为各行各业的研究人员和专业人士提供有效的教育和培训，来建立一支庞大的熟练劳动力队伍。
5. 国际合作：除了科学专业人士的考察访问外，还可以组织联合研讨会和会议，以及联合研究项目。其主要目标是促进纳米技术项目中的国际合作。

纳米科学在 COVID-19 期间的作用

纳米医学是一种非常强大的工具，可以通过提供基于纳米粒子的疫苗和载体来帮助减轻疾病负担。最近，由多学科研究人员组成的团队进行的一项审查，研究了其在2019年冠状病毒病（COVID-19）的诊断、治疗、策略和前景方面的作用。

据报道，临床前研究已证明纳米技术工具对包括艾滋病毒、疱疹病毒、呼吸道病毒和人乳头瘤病毒在内的各种疾病的有效性。在此背景下，纳米技术被直接用于帮助对抗 COVID-19。

作为纳米科学与技术使命计划的一部分，科学技术部（DST）已为印度理工学院德里分校教授开发的一种抗病毒纳米涂层的可扩展生产提供了资金。这些纳米涂层是用于大规模生产抗 COVID-19 三层医用口罩和 N-95 呼吸器的良好材料。面罩和其他个人防护装备（PPE）将涂有强大的抗菌化合物 N9 蓝色纳米银，以保护佩戴者免受意外的 COVID-19 病毒感染。

基于纳米技术的 COVID-19 大流行管理方法包括开发快速、灵敏、准确的诊断工具，改进接触者追踪工具，制造有效的消毒剂，将 mRNA 疫苗递送到人体细胞，以及将抗病毒药物输送到体内。

纳米材料属于纳米尺度，尺寸小于一微米。

由于其微小的尺寸和高表面积体积比，纳米材料也是有效的载体，可改善靶向药物输送、基因修饰和分析物-传感器相互作用，从而实现快速准确的病毒检测。一种称为纳米疫苗的新型疫苗已被开发出来，通过纳米颗粒输送将抗原引入人体。在细胞层面，纳米颗粒可以靶向先天免疫（巨噬细胞、单核细胞和中性粒细胞）和适应性免疫（T 细胞、B 细胞）。通过可调控的抗原物理负载，纳米颗粒可以传递抗原或充当内源性佐剂。

ICONSAT 2020 发布

ICONSAT（国际纳米科学与纳米技术会议）是印度（DST）每两年举办一次的国际会议，由科学技术部纳米科学与技术使命资助。2020年3月，在加尔各答举办了国际纳米科学与纳米技术会议。

目标

1. 利用尖端的纳米技术改进物理、化学和材料领域。
2. 利用纳米技术和纳米科学整合五个“M”：制造、自动化、材料、机械和人力。
3. 将可持续发展与纳米技术相结合。
4. 强调建立纳米科学专业人士网络，并将知识传播到能源、农业、交通、健康等行业。
5. 为有志的学者和学生提供一个论坛，让他们能够及时了解国内和国际上快速发展的纳米科学和纳米技术领域的最新进展。

印度的纳米技术进展

印度推动纳米技术创新的主要组织是科学技术部（DST）。自20世纪80年代以来，它已推出了多项计划和战略，以促进微纳米技术的发展和研究。在第九个五年计划（1998-2002）期间，政府将重点放在建立国家级设施和核心小组，以支持超导、机器人、神经科学以及碳和纳米材料等前沿领域的科研。规划委员会也支持了这些领域的一系列研究项目。

科学技术部（DST）于2000年启动了“纳米材料：科学与器件计划”，这标志着纳米技术大幅推进的开端。DST 成立了一项专项计划，旨在资助端到端的项目，目标是开发实际的工艺、产品和技术，认识到纳米材料的革命性潜力。DST 于2001-2002年成立了“纳米材料：科学与器件”专家组。随后，政府在第十个五年计划（2002-07）中提出了纳米材料科学与技术使命（NSTM），为基础研究和应用型纳米材料项目提供长期资助。

国家纳米科学与纳米技术倡议（NSTI）于2001年10月在科学技术部（DST）的指导下成立。NSTI 专注于纳米科学与纳米技术的基礎研究以及研究基础设施的改进，特别关注基因靶向、药物开发、药物递送系统和 DNA 芯片。

科学技术部（DST）于2007年5月3日成立了纳米科学与技术使命，即纳米科学与技术使命，旨在促进、推动和研究纳米科学与技术的所有领域，这些领域有潜力为国家发展做出重大贡献。这些努力表明印度致力于利用纳米技术推动科学技术的发展。

底线

纳米科学与技术使命是DST 的一项使命模式计划。它由纳米科学与技术使命理事会（NMC）在最高层面领导，目前由CNR Rao 教授主持。两个咨询小组——纳米应用与技术咨询小组（NATAG）和纳米科学咨询小组（NSAG）——也为纳米科学与技术使命的技术项目提供指导。得益于纳米科学与技术使命的努力，印度在2013年全球纳米科学与技术科学出版物排名第三。

印度在纳米技术领域的科学论文数量上排名第三，仅次于中国和美国。科学技术部（DST）高度重视该领域的研究，这使得该国在全球纳米技术研究方面做出了显著贡献。印度错过了20世纪70年代的微电子革命以及中国、台湾和韩国等国家至今仍在享受的经济效益，这是纳米科学与技术使命获得高达10亿卢比巨额资助的一个重要因素。

到2014年，仅纳米科学与技术使命就培养了900多名博士和发表了5000篇研究论文。印度科学家通过该使命获得了接触世界先进设施的机会，包括德国汉堡的 PETRA III 和日本筑波的 Photon Factory。位于印度旁遮普邦 Mohali 的纳米科学与技术研究所（INST）于2013年开始运营。印度的印度纳米科学与技术研究所（IINSC）位于班加罗尔。IIT Madras 的一个团队利用纳米技术净化了砷污染的水。

常见问题

1. 什么是纳米技术和纳米科学？

纳米科学是研究原子、分子和宏观分子尺度上的现象以及物质操纵——在这些尺度上，其性质与更大尺度上的性质有显著差异。这种理解的实际应用就是纳米技术。它通过在纳米尺度上操纵形状和尺寸，包含了结构、器件和系统的设计、表征、制造和应用。

2. 印度目前在纳米技术和纳米科学研究方面的现状如何？

印度的纳米技术和纳米科学研究已取得显著进展。为了支持该领域的学习和进步，政府启动了多项研究中心、研究所和项目。科学技术部（DST）、科学与工业研究委员会（CSIR）以及印度理工学院（IITs）等组织都在积极支持和开展研究。

3. 印度纳米技术和纳米科学研究的主要领域有哪些？

印度的纳米科学和纳米技术研究涵盖了广泛的主题，包括纳米材料的合成、纳米电子学、纳米医学、纳米生物技术、纳米催化、纳米能源和环境纳米技术。研究人员正在探索在电子、能源储存、水净化、医疗保健和农业等领域的应用。

4. 印度如何利用纳米技术和纳米科学促进社会经济发展？

印度正在将纳米技术和纳米科学应用于各种社会经济用途。例如，纳米技术被应用于医疗保健领域，通过药物递送系统、成像技术和诊断来改善治疗效果。纳米材料被应用于农业，用于土壤修复、肥料递送和作物保护。此外，纳米技术还可以改善水净化、环境可持续性和能源效率。

5. 印度在纳米技术和纳米科学方面存在哪些机遇和挑战？

尽管印度在纳米技术和纳米科学方面取得了巨大进步，但仍存在一些需要解决的挑战，包括资金不足、基础设施不足和合格人才短缺。然而，仍有许多发展和创新的机会。为了克服这些障碍并创造一个有利于基于纳米技术的科技产品研究、开发和市场化的环境，公私合作可能很有帮助。此外，诸如纳米科学与技术国家使命（NANO Mission）等计划旨在克服这些挑战并促进印度纳米技术领域的发展。