Sự phát triển công nghệ nano trên phạm vi toàn thế giới là không đồng đều. Các chính phủ hỗ trợ cho công nghệ nano với các mức độ khác nhau, lợi ích doanh nghiệp và khả năng trụ vững về kinh tế có thể thúc đẩy nhanh và cũng có thể gây cản trở sự phát triển và thương mại hóa công nghệ nano. Các chính phủ và các công ty đều dựa vào thế mạnh của các quốc gia khác để bổ sung cho các hoạt động và tri thức chuyên môn riêng của mình. Nghiên cứu Lux Research được tiến hành nhằm đánh giá sự phát triển công nghệ nano trên phạm vi thế giới tại 19 quốc gia bằng cách đánh giá thành tích của họ theo hai khía cạnh:
đổi mới sáng tạo công nghệ nano và phát triển công nghệ.
- Hoạt động công nghệ nano, đo lường khối lượng tuyệt đối về phát triển công nghệ nano. Yếu tố này xem xét năng lực và động cơ nguồn lực của một quốc gia về đổi mới sáng tạo công nghệ nano, dựa trên 8 thông số đo (bảng 5). Các thông số này được sử dụng để đánh giá Hoạt động công nghệ nano và so sánh dựa trên cơ sở giá trị tuyệt đối, điều đó có nghĩa là các quốc gia nhỏ hơn thường có thứ hạng thấp hơn.
Bảng 5: Các thông số đo phản ánh hoạt động công nghệ nano
Hạng mục Tỷ
trọng điểm số
Mô tả Nội dung
Xúc tiến công nghệ nano
15% Đánh giá định tính về hiệu quả và phối hợp các xúc tiến công nghệ nano ở các cấp quốc gia, khu vực và địa phương trong những năm gần đây
Cho thấy mức độ lên kế hoạch và cảnh báo đối với sự phát triển công nghệ nano
Trung tâm công nghệ nano
15% Đánh giá số lượng và chất lượng của các phương tiện công nghệ nano của chính phủ và trường đại học với sự chú trọng vào cả NC&PT và thương mại hóa trong những năm gần đây
Cho thấy thế mạnh của cơ sở hạ tầng dùng để hỗ trợ NC&PT công nghệ nano.
Tài trợ chính phủ
10% Khối lượng tài trợ ở cấp khu vực và quốc gia phân bổ riêng cho công nghệ nano trong những năm gần đây tính theo USD ppp
Cho thấy sự sẵn sàng và năng lực của chính phủ đối với việc thúc đẩy đổi mới sáng tạo công nghệ nano và phát triển sản phẩm
Vốn rủi ro 10% Đánh giá định tính sự sẵn có của nguồn vốn rủi ro để cấp kinh phí cho các dự án mạo hiểm mới, bao gồm vốn mạo hiểm, trợ cấp chính phủ và các khoản cho vay trợ cấp
Đánh giá sự hỗ trợ đối với các doanh nghiệp thương mại hóa công nghệ nano để có thể vượt qua giai đoạn "thung lũng chết":
Chi tiêu doanh
nghiệp
10% Ước tính chi tiêu cho NC&PT công nghệ nano của các doanh nghiệp theo đơn vị USD ppp
Cho thấy sự sẵn sàng và năng lực của ngành công nghiệp trong thúc đẩy đổi mới sáng tạo công nghệ nano và phát triển sản phẩm Công trình công bố công nghệ nano
15% Số các bài báo về công nghệ nano trên các tạp chí khoa học xuất bản quốc tế
Đánh giá hoạt động nghiên cứu công nghệ nano và nguyên liệu thô cho đổi mới sáng tạo Patent công
nghệ nano
15% Số các bằng sáng chế công nghệ nano từ một quốc gia được công bố toàn cầu
Chỉ số về số lượng các công nghệ có giá trị và dự định thương mại hóa Các công ty
hoạt động
10% Đánh giá định tính về thế mạnh và số các công ty hoạt động trong lĩnh vực công nghệ nano, bao gồm doanh nghiệp lớn, vừa và nhỏ, và mới khởi sự
Cho thấy khối lượng hoạt động công nghệ nano thương mại
- Thế mạnh phát triển công nghệ, là phép đo năng lực thương mại hóa công nghệ. Yếu tố này đánh giá năng lực của một quốc gia phát triển nền kinh tế thông qua đổi mới sáng tạo công nghệ, không chỉ riêng về công nghệ nano, bằng cách xem xét cường độ công nghệ liên quan của nền kinh tế, được tính theo 6 thông số (bảng 6). Các thông số này thực chất không liên quan đến riêng công nghệ nano, nhưng chỉ tiêu Thế mạnh phát triển công nghệ được xác định theo cách tương quan đến dân số hay GDP của mỗi nước, để sao cho các quốc gia nhỏ không bị bất lợi so với các nước lớn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 6: Các thông số đánh giá Thế mạnh phát triển công nghệ Hạng mục Điểm
số
Mô tả Nội dung
Chế tạo công nghệ cao hoặc trung cao 20% Tỷ trọng đóng góp GDP từ các sản phẩm công nghệ cao hoặc trung cao
Cho thấy hiện trạng phát triển và năng lực của nền kinh tế trong việc khai thác công nghệ cao
Chi tiêu NC&PT
25% GERD tính theo tỷ lệ phần trăm GDP từ các nguồn công cộng và tư nhân
Cho thấy sự dựa vào các công nghệ mới để tăng trưởng kinh tế
Vốn tri thức 15% Số người có bằng tốt nghiệp đại học về khoa học và kỹ thuật
Cho thấy năng lực thực hiện các khám phá khoa học và đổi mới sáng tạo
Nhân lực KH&CN
20% Số các nhà nghiên cứu bình quân trên tỷ USD GDP
Cho thấy năng lực chuyển hóa các khám phá khoa học và đổi mới sáng tạo thành các sản phẩm và dịch vụ thương mại
Di cư
chuyên gia
10% Tỷ lệ người có trình độ đại học rời khỏi đất nước
Đo lường khối lượng tri thức ra khỏi đất nước; một cách gián tiếp cho thấy tính hấp dẫn của nền kinh tế đối với các doanh nhân
Cơ sở hạ tầng
10% Phép đo tổng hợp bao gồm: sản lượng điện năng bình quân đầu người (20%), số thuê bao điện thoại di động bình quân đầu người (20%), số máy chủ Internet bình quân (20%), số người sử dụng Internet bình quân (20%), tỷ lệ lát đường (20%)
Đánh giá khả năng của cơ sở hạ tầng hiện tại để hỗ trợ cho phát triển công nghệ và thương mại hóa
Lux Research đã sử dụng các thông số đo nêu trên để đánh giá được thành tích và tiến độ phát triển của các quốc gia trong giai đoạn 2007 đến 2009, và đã phân nhóm các nước thành bốn nhóm với vị trí xếp hạng theo sơ đồ tại hình 11:
Các quốc gia "nổi trội" được xếp ở góc trên bên phải. Đó là các nước có cả hai chỉ tiêu cao về Hoạt động công nghệ nano và Thế mạnh phát triển công nghệ, cần thết để tiến hành thương mại hóa;
Các quốc gia "tháp ngà" xếp tại góc trên bên trái. Đó là các nước có Hoạt động công nghệ nano cao nhưng lại thiếu khả năng phát triển nền kinh tế dựa vào công nghệ nano do chỉ tiêu Thế mạnh phát triển công nghệ tương đối thấp;
Các quốc gia "phù hợp" nằm ở góc dưới bên phải. Đó là các nước có sự phát triển công nghệ mạnh, điểm số về Thế mạnh công nghệ cao nhưng thiếu quy mô để hỗ trợ cho khả năng cạnh tranh quốc tế về Hoạt động công nghệ nano. Kết quả là các quốc gia này tập trung vào các trung tâm phát triển năng lực trong những lĩnh vực cụ thể như điện tử hay màng phủ.
Các quốc gia xếp hạng "yếu" được xếp ở góc dưới bên trái. Các nước này không đạt các chỉ tiêu cao về cả Hoạt động công nghệ nano và thế mạnh phát triển công nghệ và có năng lực yếu trong việc phát triển và thương mại hóa công nghệ nano toàn cầu.
Hình 11: Sơ đồ hiện trạng hệ sinh thái công nghệ nano tại 19 nước/và vùng lãnh thổ. Nguồn: Lux Research, 2012.
Xếp hạng tổng thể quốc tế về công nghệ nano năm 2009 cho thấy một số quốc gia nổi trội như sau:
Hoa Kỳ rơi vào vùng "tháp ngà": Đạt điểm số cao về các thống số đánh giá Hoạt động công nghệ nano, có kết quả cao nhất. Chương trình Xúc tiến công nghệ nano (NNI) của Hoa Kỳ đã được điều phối tốt và được tài trợ mạnh, giúp hỗ trợ hoạt động khởi sự doanh nghiệp và hệ sinh thái nghiên cứu học thuật. Các doanh nghiệp như 3M và IBM, các nhà nghiên cứu và các nhà đầu tư tư nhân đóng một vai trò quan trọng, họ đã đầu tư hàng tỷ đôla cho công nghệ nano và đăng ký hàng nghìn sáng chế trong năm 2009. Tuy nhiên, chỉ số về Thế mạnh phát triển công nghệ của Hoa Kỳ lại dưới mức trung bình (2,8). Nền kinh tế Hoa Kỳ rất đa dạng với các ngành dịch vụ phát triển, và sản lượng chế tạo HMHT (công nghệ cao và trung cao) tương đối thấp, mặc dù các ngành công nghiệp này thuộc loại lớn nhất thế giới nếu tính theo giá trị tuyệt đối. Mẫu hình tương tự đối với chi tiêu NC&PT và nhân lực KH&CN: điểm số khá thấp mặc dù số tuyệt đối lớn. Số nhân lực có trình độ đại học về khoa học và kỹ thuật bình quân đầu người thuộc nhóm thấp nhất, chưa bằng một nửa của Đài Loan, Hàn Quốc, và Singapo, và chưa bằng một phần ba số lượng của Nga, điều này ảnh hưởng đến thế mạnh phát triển công nghệ của Hoa Kỳ trong dài hạn. Mặt khác, tỷ lệ di cư ở số người có trình độ đại học của Hoa Kỳ thuộc loại thấp nhất, điều đó có nghĩa là các sinh viên tốt nghiệp lựa chọn cách ở lại và hầu hết dân di cư trên thế giới đã đến sinh sống tại Hoa Kỳ, bổ sung thêm vào nguồn vốn tri thức của quốc gia này.
Nhật Bản đạt điểm số cao thứ hai về Hoạt động công nghệ nano (4,2). Mặc dù không được điều phối hay được tài trợ mạnh như của Hoa Kỳ, nhưng Nhật Bản có một chương trình chính phủ lành mạnh và hệ thống các trung tâm nghiên cứu hỗ trợ cho công nghệ nano, và khu vực tư nhân định hướng công nghệ của nước này đã giúp lấp đi khoảng cách về tài trợ. Số bằng sáng chế và công bố công trình của Nhật Bản khá lớn, và các tập đoàn khổng lồ như Toray và Sumitomo rất tích cực trong nghiên cứu và thương mại hóa công nghệ nano. Về chỉ tiêu Thế mạnh phát triển công nghệ Nhật Bản bị giảm hơn đôi chút, đạt điểm 4,0 trong năm 2009, nhưng vẫn thuộc loại mạnh nhất thế giới. Chi tiêu NC&PT luôn duy trì ở mức cao cho thấy sự phụ thuộc mạnh vào đổi mới sáng tạo công nghệ để phục vụ tăng trưởng kinh tế, và tầm quan trọng của lĩnh vực chế tạo HMHT (ngành này đóng góp 20% GDP) đã làm vững mạnh thêm mối liên kết này, điều đó cho thấy Nhật Bản là một nơi hấp dẫn đối với thương mại hóa công nghệ nano. Cũng giống như Hoa Kỳ, Nhật Bản có một nguồn nhân lực KH&CN lớn, số tốt nghiệp đại học khoa học và kỹ thuật thấp, và tỷ lệ di cư rất thấp. Điểm số của Nhật Bản giảm đi đôi chút là do sự cải tiến tổng thể về cơ sở hạ tầng của các quốc gia khác, điều đó làm cho vị trí tương đối của Nhật Bản yếu đi. Trung Quốc đã thay đổi mạnh mẽ, nhưng vẫn còn xa mới đến mức có thể thách
thức các vị trí nấc cao. Điểm số về chi tiêu Hoạt động công nghệ nano của Trung Quốc đã tăng từ 2,35 lên 2,5 vào năm 2008 và 2009. Công nghệ nano là một chủ đề (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
luôn được đề cập đến trong nhiều kế hoạch quốc gia, và hai nguồn tài trợ nhà nước và tư nhân đều đã tăng nhanh chóng trong những năm qua, mặc dù thiếu sự điều phối. Chỉ số về độ trễ của đổi mới sáng tạo cao, tồn tại các vấn đề tiềm năng liên quan đến khả năng bảo hộ sáng chế và thực hiện kém hiệu quả các biện pháp khuyến khích các nhà nghiên cứu làm cho điểm số của Trung Quốc thấp. Các công ty công nghệ nano của Trung Quốc thường là các nhà sản xuất vật liệu nano thông dụng (như Shanghai Huzheng Nano Technology Co. hay nhà phát triển Tianjin Tianhezhongxin Chemicals), điều này phù hợp với quan điểm cho rằng nghiên cứu của Trung Quốc tạo ra ít công nghệ độc quyền và có khả năng thương mại. Thế mạnh phát triển công nghệ của Trung Quốc duy trì ở mức đạt được năm 2008, với điểm số 2,7. Tuy nhiên điều đó không có nghĩa là tiến triển đã dừng. Trong giai đoạn từ 2005 đến 2009, số sinh viên tốt nghiệp đại học về khoa học và kỹ thuật đã tăng 50% và việc xây dựng cơ sở hạ tầng được duy trì với tốc độ ngoạn mục. Hơn nữa, động thái di chuyển của cư dân Trung Quốc dường như đã có chiều đảo ngược trong những năm gần đây, nhiều cư dân hải ngoại đã trở về nước và giờ đây các cơ hội này đang phát triển mạnh ở Trung Quốc. Các ngành chế tạo HMHT của Trung Quốc phát triển mạnh, nhưng chi tiêu cho NC&PT vẫn còn thiếu nghiêm trọng, điều này dẫn đến quan điểm cho rằng nền kinh tế Trung Quốc còn bao gồm nhiều sản phẩm mang tính nghiên cứu đảo ngược và bắt chước. Trung Quốc sẽ cần phải gia tăng năng lực NC&PT của mình và thúc đẩy hoạt động đổi mới sáng tạo riêng của mình nếu như họ muốn duy trì chiều hướng đi lên từ sự trì trệ.
Nga thực hiện được cú đẩy lớn, nhưng vẫn thuộc nhóm có thứ hạng yếu. Nga đã cải thiện đôi chút điểm số của mình về Hoạt động công nghệ nano năm 2008 tăng từ 2,45 lên 2,6 năm 2009. Rasnano, tổ chức đầu tư công nghệ nano do nhà nước tài trợ đã được thành lập năm 2007, liên tục được dành những khoản kinh phí lớn để tài trợ cho nghiên cứu và thương mại hóa, trong một nỗ lực đem lại sức sống cho nền kinh tế. Giống như kết quả trực tiếp của sự thành lập Rusnano, Nga tăng khá mạnh nguồn tài trợ chính phủ, thực hiện các xúc tiến công nghệ nano, thành lập các trung tâm NC&PT công nghệ nano và làm tăng số công trình công bố, nhưng sẽ phải mất vài năm để chi tiêu chính phủ bắt đầu tạo ra được tác động đến năng lực của khu vực tư nhân. Nền kinh tế Nga vẫn còn phụ thuộc nặng vào nguồn thu từ dầu mỏ, và đổi mới sáng tạo công nghệ theo truyền thống vẫn chỉ chiếm vị trí thứ yếu. Mặc dù Nga có một đội ngũ dư thừa các nhà nghiên cứu và những người tốt nghiệp đại học về khoa học và kỹ thuật, nhưng dường như tài năng của họ không được sử dụng một cách hiệu quả, dẫn đến tình trạng nhiều người có trình độ giáo dục cao đã rời bỏ đất nước. Kết quả là điểm số của Nga về Thế mạnh phát triển công nghệ vẫn đạt mức thấp, 2,6 điểm năm 2009.
Kết luận
Trong giai đoạn phát triển thứ nhất của công nghệ nano, có nhiều bài học chiến lược có thể học hỏi như sau:
Cần tiếp tục và chú trọng đầu tư vào lý thuyết, các phương pháp nghiên cứu và hoạt động đổi mới sáng tạo ở phạm vi nano nhằm hiện thực hóa việc thiết kế các vật liệuvà hệ thống nano tạo ra các sản phẩm mới có tính cách mạng, bởi vì công nghệ nano vẫn còn đang ở giai đoạn hình thành. Các phương pháp mô hình hóa và mô phỏng có vai trò quan trọng đối với các quy trình thiết kế và chế tạo ở phạm vi nano. Tiềm năng của công nghệ nano hỗ trợ phát triển bền vững các nguồn tài nguyên như
nước, năng lượng, khoáng sản và các nguồn khác còn cao hơn so với những kết quả đã hiện thực hóa trong 10 năm qua, vì vậy gia tăng chú trọng vào NC&PT là cần thiết.
Công nghệ nano EHS (công nghệ nano liên quan đến môi trường, y tế và an toàn) cần được thúc đẩy phát triển như một bộ phận tích hợp của chương trình nghiên cứu chung về lý-hóa-sinh và cần được coi như một điều kiện ứng dụng công nghệ mới. Kiến thức là cần thiết không chỉ đối với thế hệ cấu trúc và hệ thống nano thứ nhất mà cả với các thế hệ mới nữa.
Bên cạnh các lĩnh vực mới nổi, các ngành công nghiệp truyền thống cũng có thể mang lại các cơ hội ứng dụng quy mô lớn của công nghệ nano trong các lĩnh vực như chế biến khoáng sản, chất dẻo, gỗ và giấy, dệt, nông nghiệp và các hệ thống