納米研究國家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃

1、附件1：納米研究國家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃一、形勢與需求21世紀(jì)的納米科學(xué)技術(shù)正在成為推動(dòng)世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力之一。未來2030年，納米科學(xué)技術(shù)有望廣泛應(yīng)用于信息、能源、環(huán)保、生物醫(yī)學(xué)、制造、國防等領(lǐng)域，產(chǎn)生新技術(shù)變革，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和升級，并形成基于納米技術(shù)的新興產(chǎn)業(yè)。在信息領(lǐng)域，應(yīng)用于新一代的芯片、顯示器件和存儲器中并發(fā)揮關(guān)鍵作用的納米器件，將形成未來信息產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。在能源領(lǐng)域，納米技術(shù)能夠提供新型、高效能源和替代能源（如鋰離子電池、太陽能電池、燃料電池、氫能）以及能源高效利用中的關(guān)鍵技術(shù)；在環(huán)保領(lǐng)域，納米技術(shù)將用于治理原來難以治理的水、空氣和土壤污染。在生物醫(yī)

2、學(xué)方面，納米技術(shù)將用來發(fā)展疾病早期診斷技術(shù)、組織器官修復(fù)與低毒高效治療技術(shù)等。各發(fā)達(dá)國家均對納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了戰(zhàn)略性布局，紛紛設(shè)立納米科學(xué)技術(shù)計(jì)劃支持其發(fā)展。至今，發(fā)布國家級納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的國家已達(dá)60多個(gè)。當(dāng)前世界納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：納米科學(xué)技術(shù)向各個(gè)領(lǐng)域快速滲透，由單一技術(shù)向集成技術(shù)轉(zhuǎn)變；多學(xué)科交叉，集中解決重大的科學(xué)挑戰(zhàn)問題或孕育重大突破的應(yīng)用技術(shù)；強(qiáng)調(diào)以應(yīng)用為導(dǎo)向，形成基礎(chǔ)研究-應(yīng)用研究-技術(shù)轉(zhuǎn)移的一體化研究模式；由基礎(chǔ)研究向應(yīng)用研究及產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)變，全球大型企業(yè)越來越重視納米技術(shù)，產(chǎn)業(yè)化步伐明顯加快?！笆晃濉逼陂g，我國在納米基礎(chǔ)研究方面做出了一系列原創(chuàng)性的重要

3、成果，在國際上產(chǎn)生重大影響，如發(fā)現(xiàn)了納米金屬銅的超延展性，以及通過納米技術(shù)提高相關(guān)材料導(dǎo)電性的新方法；“拍攝”到能夠清楚分辨碳原子間單鍵和雙鍵的分子圖像；碳納米管器件研究進(jìn)入國際半導(dǎo)體發(fā)展路線圖；合成了碳材料“家族”的又一個(gè)新的成員石墨炔；揭示了蜘蛛絲集水的“多尺度協(xié)同效應(yīng)”機(jī)制；提出了“納米限域催化”的新概念，并應(yīng)用于催化劑的創(chuàng)制，成功解決了重整氫氣中微量CO造成燃料電池電極中毒失活的國際性難題；合成出新型納米抗腫瘤藥物，為腫瘤治療提供了新的手段和策略。至“十一五”末期，發(fā)表的SCI論文總數(shù)世界第一，被引頻次位居世界第二。我國納米科學(xué)技術(shù)專利授權(quán)數(shù)量已位居世界第二，并制定了一系列國家和國際標(biāo)

4、準(zhǔn)。針對國家重大戰(zhàn)略需求，開展了一系列納米科學(xué)技術(shù)戰(zhàn)略高技術(shù)研究，攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)難題，取得了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的研究成果，許多研究成果展現(xiàn)出廣闊的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景，例如：艾滋病的快速低成本定量檢測、基于碳納米管的手機(jī)觸摸屏、電力絕緣子防污閃納米涂層技術(shù)、煤制乙二醇關(guān)鍵催化劑、應(yīng)用于鋰離子電池的碳納米管復(fù)合導(dǎo)電劑等納米技術(shù)獲得了規(guī)?；瘧?yīng)用。建成一批國家級納米科學(xué)技術(shù)基地。在北京建立了國家納米科學(xué)中心，在天津建立了國家納米技術(shù)與工程研究院，在上海建立了納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心，在蘇州建立了國家納米技術(shù)國際創(chuàng)新園，逐步形成了我國納米科學(xué)技術(shù)研發(fā)平臺體系，有力推動(dòng)了我國納米科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)

5、展，促進(jìn)了納米科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。與此同時(shí)，我國在納米器件、納米電子學(xué)、納米相關(guān)裝備制造等領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國家相比尚有差距。支撐納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展的檢測與加工等儀器嚴(yán)重依賴歐美、日本等國家。二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)（一）總體思路繼續(xù)貫徹落實(shí)國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年），圍繞我國經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展重大戰(zhàn)略需求和世界納米科學(xué)技術(shù)的重大前沿基礎(chǔ)科學(xué)問題，以深化基礎(chǔ)研究和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化為主線，促進(jìn)納米科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合，鼓勵(lì)相關(guān)儀器裝備研制創(chuàng)新，發(fā)揮我國在納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的高水平基礎(chǔ)研究優(yōu)勢，突出原始創(chuàng)新，搶占未來科技發(fā)展的制高點(diǎn)；推動(dòng)基礎(chǔ)研究-應(yīng)用研究-技術(shù)轉(zhuǎn)移的一體化進(jìn)程，加快創(chuàng)新性成

6、果的轉(zhuǎn)化速度，促進(jìn)我國納米科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。（二）發(fā)展目標(biāo)在納米材料、器件和系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)、測量表征等方面取得國際一流的原創(chuàng)性成果；在信息、生物醫(yī)藥、能源、環(huán)境、制造等重要應(yīng)用領(lǐng)域取得重大進(jìn)展；促進(jìn)納米綠色印刷制版、高密度存儲器、新型顯示、疾病快速診斷、水凈化、高效能源轉(zhuǎn)化等納米材料、器件與技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用；培養(yǎng)一批高水平的學(xué)術(shù)帶頭人并形成在國際上有重要影響的研究團(tuán)隊(duì)。三、主要任務(wù)（一）納米基礎(chǔ)科學(xué)問題研究開展納米基礎(chǔ)理論研究，建立納米結(jié)構(gòu)單元之間相互作用的理論模型，揭示納米材料構(gòu)效關(guān)系，發(fā)展納米結(jié)構(gòu)加工與制造的新理論、新方法，探討生命過程中的納米-生物界面效應(yīng)及納米生物醫(yī)學(xué)方向的基本過程

7、與基礎(chǔ)理論問題。（二）先進(jìn)功能納米材料開展多尺度、多層級納米材料和系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究，納米材料及制品服役性能和失效機(jī)理分析；在功能納米結(jié)構(gòu)和材料的構(gòu)建，及與之相應(yīng)的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)性質(zhì)研究方面開展基礎(chǔ)研究；熱力學(xué)穩(wěn)定納米體系的成因、規(guī)律和普適性探討，納米材料取向結(jié)合新機(jī)制的動(dòng)力學(xué)研究，表界面作用與納米材料的相變機(jī)制及其穩(wěn)定性研究。（三）納米檢測與加工方法、裝備與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展新的測量原理、方法，實(shí)現(xiàn)納米尺度基本物性的定量化測量；發(fā)展電子學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和能源科學(xué)所需要的納米計(jì)量/分析方法；發(fā)展納米標(biāo)準(zhǔn)/參考物質(zhì)和相關(guān)納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系；開展納米尺度的基本物理量的溯源計(jì)量研究

8、；穩(wěn)定、規(guī)?；苽浼{米材料的共性裝備、技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)；高時(shí)間分辨、高空間分辨的納米表征方法和檢測設(shè)備。（四）納米信息材料與器件發(fā)展基于新邏輯、新原理的納米器件；基于量子效應(yīng)的器件信息處理理論和納米器件性能的建模計(jì)算；納米信息材料及器件的關(guān)鍵制造技術(shù)；納米器件規(guī)模化制備和質(zhì)量控制方法；新型納米電子、光電器件、傳感器件與系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)微機(jī)電向納機(jī)電系統(tǒng)的融合和過渡技術(shù)；納米器件集成與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制備方法。（五）納米生物與納米醫(yī)學(xué)納米顆粒與生物活性物質(zhì)的組裝方法；針對惡性腫瘤與心腦血管疾病等重大疾病的多功能納米定向傳遞系統(tǒng)；組織器官修復(fù)與再生用納米結(jié)構(gòu)植入物和細(xì)胞支架；艾滋病、肝炎等重大疾病的快速、低成本檢

9、測用納米材料與器件；醫(yī)療器械用納米材料與器件；組織修復(fù)和再生醫(yī)學(xué)等生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)。（六）環(huán)境納米材料與技術(shù)發(fā)展室內(nèi)空氣污染物、工業(yè)源有毒有害氣體、動(dòng)力機(jī)械尾氣的納米凈化材料及催化凈化技術(shù)，二氧化碳減排和俘獲技術(shù)；可飲用水和凈水處理技術(shù)、重金屬離子和農(nóng)藥殘留的快速檢測方法、土壤中重金屬離子和有機(jī)污染物固定和去除方法、新型納米過濾材料及技術(shù)等；新型可降解塑料、新型自清潔材料、長效化肥和短效農(nóng)藥等。（七）能源納米材料與技術(shù)發(fā)展納米晶太陽能電池、新型薄膜太陽能電池、有機(jī)太陽能電池、熱電電池、超級電容器等技術(shù)；在節(jié)能減排、新型催化劑、傳統(tǒng)燃料高效利用方面的納米新技術(shù)等；石油與天然氣開采、運(yùn)輸及綜合利用

10、方面的納米新技術(shù)；提高二次電池能量密度、動(dòng)力型電池壽命，發(fā)展高效納米晶儲能材料等。（八）納米技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)以納米材料、器件與系統(tǒng)在節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、農(nóng)業(yè)、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用為核心。重視納米技術(shù)產(chǎn)品的規(guī)范化生產(chǎn)，制訂若干重要納米技術(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和安全生產(chǎn)規(guī)范。重點(diǎn)發(fā)展納米綠色印刷制版、高密度存儲器、新型顯示、疾病快速診斷、水凈化、高效能源轉(zhuǎn)化等納米材料、器件與技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。（九）納米技術(shù)安全性在分子和細(xì)胞、動(dòng)物水平上研究納米材料、納米藥物（制劑）、納米醫(yī)學(xué)器械、以及納米產(chǎn)品等與靶器官、靶細(xì)胞、靶分子相互作用過程；納米材料

11、在環(huán)境中的產(chǎn)生、遷移、聚集等演化行為與安全問題的相關(guān)性研究；建立納米安全性數(shù)值分析模型；納米材料對生命系統(tǒng)作用的安全性評價(jià)體系研究；開展納米材料和器件的安全性預(yù)測與防護(hù)研究。四、保障措施（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃繼續(xù)實(shí)施納米研究重大科學(xué)研究計(jì)劃，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)與統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮“國家納米科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會”的作用，對現(xiàn)有基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究及產(chǎn)業(yè)化研究等進(jìn)行整體布局，面向國家重大戰(zhàn)略需求和世界科學(xué)前沿，進(jìn)一步強(qiáng)化重大科學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向，完善項(xiàng)目首席科學(xué)家負(fù)責(zé)制及鼓勵(lì)創(chuàng)新的評價(jià)機(jī)制，促進(jìn)系統(tǒng)性、原創(chuàng)性重大成果的產(chǎn)出。（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合繼續(xù)加強(qiáng)納米研究基地建設(shè)，充分發(fā)揮國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和納米研究開發(fā)中心等基地的科研平臺作用，促進(jìn)項(xiàng)目、基地與人才緊密結(jié)合；強(qiáng)化科技資源開放共享機(jī)制，促進(jìn)科技資源的合理配置和高效利用；引導(dǎo)地方政府和企業(yè)積極參與建設(shè)納米技術(shù)支撐平臺，探索共建納米科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化平臺的協(xié)同創(chuàng)新體系。（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度充分利用各種高層次人才計(jì)劃，培養(yǎng)和造就一批具有國際視野、能夠引領(lǐng)納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高水平領(lǐng)軍人才，創(chuàng)新體制機(jī)制、優(yōu)化政策環(huán)境