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国家自然科学基金委员会，中国科学院 编

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• 纳米科学
• 材料科学
• 中国科技
• 学科发展
• 战略规划
• 未来科技
• 前沿技术
• 科技创新
• 纳米技术
• 科研趋势

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030323118

版次：1

商品编码：11917248

包装：平装

丛书名： 未来10年中国科学发展战略

开本：16开

出版时间：2012-01-01

用纸：胶版纸

页数：96

字数：124000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：广大科技工作者、高校学生、社会公众，相关决策和管理部门领导者
　　“未来10年中国学科发展战略”丛书是国家自然科学基金委员会和中国科学院学部历时两年多联合开展研究的重要成果，凝聚着600多位院士、专家的智慧和心血，对广大科技工作者洞悉学科发展规律、了解前沿领域和重点方向及开展科技创新等有重要的参考价值，对促进我国学科均衡、协调、可持续发展必将发挥积极作用。
　　《未来10年中国学科发展战略·纳米科学》全面总结了近年来纳米科学的研究现状和研究动态，客观分析了学科发展态势，从学科的发展规律和研究特点出发，前瞻性地思考了学科的整体布局，提出了纳米科学的重要科学问题、前沿方向及我国发展该学科领域的政策措施等。
　　《未来10年中国学科发展战略：纳米科学》不仅对相关领域科技工作者和高校师生有重要的参考价值，同时也是科技管理者和社会公众了解纳米科学发展现状及趋势的读本。

内容简介

　　“未来10年中国学科发展战略”丛书是国家自然科学基金委员会和中国科学院学部历时两年多联合开展研究的重要成果，凝聚着600多位院士、专家的智慧和心血，对广大科技工作者洞悉学科发展规律、了解前沿领域和重点方向及开展科技创新等有重要的参考价值，对促进我国学科均衡、协调、可持续发展必将发挥积极作用。《未来10年中国学科发展战略：纳米科学》全面总结了近年来纳米科学的研究现状和研究动态，客观分析了学科发展态势，从学科的发展规律和研究特点出发，前瞻性地思考了学科的整体布局，提出了纳米科学的重要科学问题、前沿方向及我国发展该学科领域的政策措施等。

目录

总序（路甬祥陈宜瑜）
前言
摘要
Abstract
第一章 纳米科技的战略地位

第二章 纳米科技的发展规律与发展态势
第一节 纳米材料
第二节 纳米表征技术
第三节 纳米器件与制造
第四节 纳米催化
第五节 纳米生物与医学
参考文献

第三章 纳米科技的发展现状
第一节 纳米科技在国际上的发展现状和地位
第二节 我国在纳米科技领域的经费投入与平台建设
第三节 我国纳米科技的发展状况和已经取得的主要成果
第四节 人才培养与可持续发展
第五节 我国纳米科技发展中存在的问题和面临的挑战
参考文献

第四章 纳米科技发展布局和发展方向
第一节 纳米材料的发展布局和发展方向
第二节 纳米表征技术的发展布局和发展方向
第三节 纳米器件与制造发展布局和发展方向
第四节 纳米催化的发展布局和发展方向
第五节 纳米生物与医学的发展布局和发展方向

第五章 纳米科技中的优先发展领域与重大交叉研究领域
第一节 尺寸及结构可控的纳米结构制备研究
第二节 有机功能低维纳米材料及器件
第三节 纳米结构物化性质的定量分析方法与纳米计量学
第四节 纳米光电催化材料的设计合成及与光催化相关的研究
第五节 基于光、电、磁和量子效应的新型微纳器件
第六节 纳米制造技术与纳机电系统
第七节 纳米材料在能量高效储存与转化中的应用研究
第八节 纳米催化和化石能源的高效转化
第九节 面向环境检测和治理的纳米材料与技术研究
第十节 应用于农业领域发展的纳米材料与技术
第十一节 用于重大疾病诊断与治疗的纳米医学技术
第十二节 基于多功能纳米探针的生物纳米技术与疾病早期诊断
第十三节 纳米材料在再生医学领域的研究应用
第十四节 人造纳米材料的生物效应与安全性
第十五节 纳米仿生技术
第十六节 纳米科技中的基础理论研究

第六章 国际合作与交流
第一节 世界上国际合作与交流的发展态势
第二节 我国国际合作与交流的发展态势特点和布局
第三节 注重加强国际合作的研究领域和方向

第七章 未来纳米科技发展的保障措施
第一节 基础研究方面的政策
第二节 人才队伍建设方面的政策

附录一 纳米器件与制造方向
附录二 纳米生物与医学方向
附录三 纳米科技相关项目获国家级奖励情况
致谢

精彩书摘

　　《未来10年中国学科发展战略：纳米科学》：
　　（一）尺寸及结构可控的纳米结构制备研究
　　纳米结构、尺寸、形貌的控制合成和宏量制备的相关研究具有重要的理论意义和实际价值。均一的尺寸分布、可控的表面性质、纳米粒子独特的量子尺寸效应与化合物自身特性的结合赋予了纳米材料丰富的磁性、荧光、介电等功能。
　　单分散纳米晶的控制合成是近期该领域研究的新动向。国内外研究表明具有不同晶面的纳米晶通常表现出不同的催化、光学等性质。在设计合成纳米催化剂的过程中，既要确保获得高比表面积的催化剂，又要获得更高的“有效”比表面积。其中涉及的关键科学问题有五个。
　　1）发展尺寸和结构可控的纳米结构合成方法，包括碳纳米管、石墨烯等先进纳米碳材料，低维金属、氧化物和半导体等新型纳米光电材料。立足于对制备过程中动力学、热力学的认识，系统开展单分散纳米晶的“晶面工程”研究，发展均一性纳米结构的大规模合成方法。
　　2）根据若干探针反应筛选出结构敏感催化剂，解决其制备过程中成核与生长可控性问题，合成出具有特定尺寸、形貌、表面结构的纳米晶。
　　3）发展纳米晶催化剂的负载新技术，有效地保持和发挥该类纳米晶催化剂尺寸效应、表面效应等优异性能。
　　4）在揭示不同纳米晶的催化活性差异基础上，进一步深入理解其优异催化性能现象下的物理化学本质。
　　5）发展稳定纳米晶催化剂的核壳包裹型和多重负载型多级纳米结构，以保证纳米晶催化剂在催化应用过程中的性能稳定性。
　　（二）有机功能低维纳米材料及器件
　　围绕有机固体纳米材料与纳米结构的可控制备，大尺寸的自组织生长和性能调控，发展定向、多维、大尺寸的自组装工艺。关注大尺寸、高度有序有机固体纳米材料的功能特性与结构及其应用，重点关注以下5个关键的科学问题。
　　1）有机功能低维纳米材料的构筑方法问题：发展自组装与自组织中的关键技术，以及可实现大尺寸组装、高度有序的有机功能纳米材料新技术。
　　2）对有机功能纳米材料的形成机制、生长过程进行探索，从理论上进行模拟，发展相关理论，为有机功能纳米材料的大量制备提供理论指导。
　　3）有机功能纳米材料的特性研究：从微观到宏观，揭示有机功能纳米材料的本质及有序纳米复合异质结结构的构筑，发展有机功能纳米尺度上的测试和分析技术。
　　4）有机功能纳米薄膜、纳米阵列在光、电、磁器件中的应用，如场效应晶体管、场发射器件、传感器件等。
　　5）有机功能纳米器件的探索：研究单根纳米线（管、棒）在器件中的应用，考察纳米结构中的载流子传输规律、纳米材料的尺寸效应、量子效应等，探索纳米效应的利用，纳米器件的构筑与互连，以及运用纳米结构和材料构筑客观生物结构等。
　　（三）纳米材料的热力学、生长与相变动力学基础研究
　　纳米材料的热力学、生长与相变动力学，以及其界面物理和化学的研究是纳米科学领域的一个基础研究方向。主要发展方向是热力学稳定纳米体系的成因、规律和普适性探讨，纳米材料取向结合新机制的动力学研究，表界面作用与纳米材料的相变机制及其稳定性的研究。所研究的内容直接涉及材料在纳米化后的一系列本质科学问题，为实现纳米材料的功能化提供重要的理论依据。其中涉及的重点研究问题有三个。
　　……

前言/序言

《未来十年中国学科发展战略：纳米科学》 引言： 在21世纪科技飞速发展的浪潮中，纳米科学以其颠覆性的潜力和广泛的应用前景，成为全球竞逐的战略制高点。中国作为世界第二大经济体，肩负着实现科技自立自强的历史使命，对纳米科学学科的未来发展进行前瞻性布局，制定具有指导意义的战略规划，是推动国家科技进步、经济转型升级的关键。本书旨在深入剖析未来十年中国纳米科学的发展态势，系统梳理学科前沿方向，精准识别关键技术瓶颈，并提出切实可行的发展战略，以期引领中国纳米科学迈向世界一流水平。 第一章：全球纳米科学发展格局与趋势洞察 本章将首先审视当前全球纳米科学的研究热点、技术突破以及主要国家和地区的战略部署。我们将分析国际顶尖研究机构在纳米材料、纳米器件、纳米生物技术等领域的最新进展，评估各国在人才培养、成果转化、产业应用等方面的优势与劣势。在此基础上，深入探讨纳米科学未来发展的主要驱动力，包括但不限于： 基础科学的突破： 对物质在纳米尺度下基本性质的更深刻理解，例如量子效应、表面效应、宏观量子隧道效应等。 交叉学科的融合： 纳米科学与物理学、化学、材料学、生物学、医学、工程学、信息科学等学科的深度融合，催生新的研究领域和应用方向。 国家战略的需求： 能源、环境、健康、信息、国防等领域的重大挑战对纳米技术的迫切需求。 技术创新的迭代： 新的测量、表征、制备和应用技术不断涌现，极大地拓展了纳米科学的研究边界。 同时，本章还将重点关注纳米科学领域可能出现的颠覆性技术，例如基于人工智能的纳米材料设计与发现、原子级精确制造、智能化纳米机器人等，为我国的战略规划提供前瞻性参考。 第二章：中国纳米科学现状与挑战分析 中国在纳米科学领域的研究起步较晚，但发展迅速，已取得一系列令人瞩目的成就。本章将对我国当前在纳米科学基础研究、应用研究、人才队伍、科研设施、成果转化及产业化等方面的现状进行全面梳理和客观评估。我们将深入分析我国在纳米科学发展过程中面临的挑战，包括： 基础研究的原创性不足： 与国际顶尖水平相比，我国在提出革命性科学理论、发现颠覆性科学现象方面的能力有待提高。 关键核心技术的短板： 在某些高端纳米材料的制备、纳米器件的设计与制造、纳米技术的精密控制等方面，仍存在“卡脖子”问题。 人才培养体系的优化： 如何吸引、培养和留住具有国际视野和创新能力的顶尖纳米科学人才，是亟待解决的问题。 产学研结合的协同效率： 加强基础研究成果向产业应用的转化，打通科技创新链条，需要进一步深化协同机制。 国际合作与竞争态势： 如何在全球纳米科技竞争中占据有利位置，并有效开展国际合作，获取前沿信息和资源。 科研伦理与社会影响： 纳米技术的潜在风险和伦理问题，以及公众的认知和接受度，也需要提前考量。 第三章：未来十年中国纳米科学重点学科方向研判 基于全球发展趋势和我国学科现状，本章将重点研判未来十年中国纳米科学最具发展潜力、最能体现国家战略需求的关键学科方向。我们将从基础研究和应用研究两个层面进行细致分析，重点聚焦以下几个方向： 先进纳米材料的设计、制备与功能化： 新型二维材料及其复合材料： 如石墨烯、过渡金属硫化物、MXenes等在电子、能源、催化、生物医学等领域的应用。 量子点与纳米团簇： 在光电转换、生物成像、催化、传感等领域的突破。 智能响应性纳米材料： 能够根据外部环境变化（如温度、pH、光、磁场）改变其性质，实现药物递送、传感器、自修复材料等。 生物医用纳米材料： 用于疾病诊断、药物递送、组织工程、疫苗开发等。 能源相关纳米材料： 用于高效太阳能电池、储能器件（电池、超级电容器）、催化剂（如氢能源制备与存储）等。 环境治理用纳米材料： 用于水污染治理、空气净化、污染物降解等。 纳米器件与系统的集成与应用： 纳米电子学与纳米光子学： 超越摩尔定律的下一代电子器件，以及在光通信、光计算、量子信息等领域的应用。 纳米传感器与检测技术： 高灵敏度、高选择性的痕量物质检测，应用于环境监测、食品安全、生物医学诊断等。 微纳机电系统（MEMS/NEMS）： 在精密制造、医疗器械、机器人等领域的微型化和智能化。 纳米机器人与智能驱动系统： 用于靶向药物递送、体内微创手术、环境修复等。 纳米能源转换与存储器件： 高效、小型化的能源解决方案。 纳米生物技术与健康： 纳米药物递送系统： 靶向性、控释性药物递送，提高疗效，降低副作用。 纳米医学影像与诊断： 更早、更准确地检测疾病。 纳米生物传感器： 实时监测生理参数，辅助疾病管理。 纳米免疫治疗与基因治疗： 辅助癌症治疗、遗传性疾病治疗等。 仿生纳米结构与功能： 模仿生物体结构和功能，创造新型材料和器件。 纳米加工与表征技术： 原子级精确制造技术： 实现对纳米结构的精准设计与构筑。 新型纳米尺度表征技术： 突破现有分辨率和能力的限制，深入理解纳米尺度下的物质行为。 纳米制造自动化与智能化： 提高生产效率和产品质量。 第四章：未来十年中国纳米科学发展战略构想 基于前述分析，本章将提出未来十年中国纳米科学发展的总体战略、重点任务和保障措施。 一、总体战略目标： 提升基础研究的原创能力： 瞄准国际科学前沿，产出具有国际影响力的原创性研究成果。 突破关键核心技术瓶颈： 在重点领域实现自主可控，形成具有国际竞争力的核心技术体系。 加速科技成果转化与产业化： 推动纳米技术在国民经济各领域的广泛应用，培育新兴产业。 建设世界一流的纳米科技人才队伍： 吸引、培养和留住具有国际竞争力的顶尖人才。 构建开放合作的纳米科技创新生态系统： 加强国际交流与合作，促进国内产学研深度融合。 二、重点任务部署： 1. 聚焦战略导向，加强基础研究： 设立国家级重大专项，聚焦纳米科学基础理论研究和前沿探索。 鼓励跨学科、跨领域的研究合作，催生新的研究热点。 建立鼓励原创性研究的评价和激励机制。 2. 瞄准国家需求，攻克关键核心技术： 在信息、能源、健康、环境、国防等战略领域，优先支持纳米技术的研发和应用。 聚焦“卡脖子”技术，集中力量进行攻关，实现技术突破。 建立国家级纳米技术研发平台和工程实验室。 3. 深化产学研用结合，促进成果转化： 建立健全技术转移和成果转化机制，鼓励高校、科研院所与企业合作。 设立纳米技术产业投资基金，支持初创企业和高科技项目。 建设纳米技术产业示范基地，推动规模化生产和应用。 4. 优化人才培养机制，建设人才高地： 改革高等教育体系，培养具备跨学科视野和创新能力的纳米科技人才。 实施人才引进计划，吸引海外优秀人才回国发展。 建立长期稳定的人才支持体系，鼓励长期性、战略性人才培养。 5. 加强国际合作与交流： 积极参与国际重大科技合作项目，提升中国在国际纳米科学领域的影响力。 引进国际先进技术和管理经验，与国际顶尖研究机构建立紧密联系。 鼓励国内科学家参与国际学术交流，提升国际视野。 三、保障措施： 政策法规支持： 制定和完善有利于纳米科学发展的法律法规和政策。 资金投入保障： 加大国家财政对纳米科学研发和产业化的投入力度。 科研评价体系改革： 建立科学、合理的科研评价体系，鼓励创新和风险探索。 知识产权保护： 加强对纳米科技成果的知识产权保护，激发创新活力。 公众科普与认知： 加强纳米科学的公众科普，提升社会对纳米技术的认知和理解，引导负责任的创新。 结论： 未来十年是中国纳米科学发展的关键时期。通过科学的前瞻性研判和系统性的战略部署，《未来十年中国学科发展战略：纳米科学》旨在为我国纳米科技的创新发展提供清晰的蓝图和坚实的指引。我们坚信，在国家的高度重视和全社会的共同努力下，中国必将在纳米科学领域取得更大的突破，为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献强大的科技力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，着实让我眼前一亮。我一直对科技发展充满热情，尤其关注那些能够深刻改变我们生活、甚至重塑世界的颠覆性技术。纳米科学，这个听起来就充满未来感的领域，自然是我的关注焦点。我希望这本书能够用一种相对易懂的方式，向我这样的非专业人士解释清楚，在接下来的十年里，纳米科学在中国究竟会有哪些令人兴奋的进展。它会解决我们现在面临的哪些重大问题？比如能源短缺、环境污染、疾病治疗等等，纳米科学能否提供突破性的解决方案？我非常期待书中能够给出具体的案例和设想，让我能够真切感受到科技进步的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字，立刻抓住了我的眼球。我一直以来都对中国科技发展的战略规划充满好奇，尤其当这个战略聚焦于纳米科学这样一个充满颠覆性和未来感的研究领域时。我希望这本书能够为我揭示，在接下来的十年里，中国将如何系统性地发展纳米科学。这其中，我最感兴趣的是，书中会如何描绘出中国在纳米科学领域的核心竞争力究竟体现在哪里？它会是在基础理论的突破上，还是在关键技术的产业化应用上？我期待这本书能提供一个全面而深入的视角，让我能够理解中国在这一领域所面临的机遇与挑战，以及它为实现科技强国目标所做的努力。

评分☆☆☆☆☆

对于《未来10年中国学科发展战略：纳米科学》这个书名，我内心充满了期待。作为一名对中国科技发展始终保持关注的普通读者，我深知纳米科学的重要性，它被誉为“21世纪的科学”。我迫切地希望这本书能够为我解读，在中国未来十年的科技发展蓝图中，纳米科学占据着怎样举足轻重的地位，又将如何扮演关键角色。我期待书中能详细阐述，在基础研究层面，中国将在哪些纳米材料、纳米器件、纳米体系等方面设定重点攻关方向，并为实现这些目标提供具体的策略和保障。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字，让我对中国在纳米科学领域的未来充满了遐想。作为一个长期关注科技动态的普通民众，我一直认为，像纳米科学这样的前沿技术，是推动社会进步、提升国家竞争力的关键所在。因此，我非常期待这本书能够为我展现出，在未来十年的时间跨度里，中国将如何系统地、有策略地推动纳米科学的发展。这其中，我特别关注的是，书中会如何阐述基础研究与应用研究之间的关系，以及如何平衡它们之间的投入和产出。我希望它能描绘出一幅清晰的路线图，让我能够理解中国在这一领域的雄心壮志和具体实践。

评分☆☆☆☆☆

当我在书架上看到《未来10年中国学科发展战略：纳米科学》这本书时，我立刻被它的主题所吸引。我一直对科技发展，特别是那些能够带来深刻变革的领域，保持着浓厚的兴趣。纳米科学，在我看来，就是一个充满无限可能的领域，它几乎可以渗透到我们生活的方方面面。因此，我非常期待这本书能够向我展示，在未来十年，中国将如何在这个领域进行战略性的布局和发展。我希望它能不仅仅是一份高屋建瓴的规划，更能触及到具体的细节，比如在人才培养、科研投入、国际合作等方面，中国将会有哪些创新的举措，从而推动中国在纳米科学领域实现跨越式发展。

评分☆☆☆☆☆

当我看到这本书的书名时，心中立刻涌起一股强烈的兴趣。我一直认为，一个国家的科技实力，很大程度上取决于其在基础学科上的前瞻性布局和持续投入。纳米科学，无疑是当今最具潜力的前沿学科之一，它预示着未来科技的重大突破。我非常希望这本书能够为我提供一个清晰的图景，展示在未来十年，中国将如何系统地、有策略地推进纳米科学的发展。这其中，我尤为关注的是，书中是否会探讨，如何将基础研究的成果有效地转化为实际的生产力，以及如何通过创新驱动，培养出更多具有国际视野的纳米科技人才。

评分☆☆☆☆☆

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这本书的标题让我眼前一亮，它精准地捕捉到了我对未来科技发展的关注点。作为一名普通读者，我对“学科发展战略”这样的宏大命题本身就充满了兴趣，而将其聚焦于“纳米科学”这个我一直觉得充满神秘感和无限可能的领域，更是让我感到期待。我希望这本书能够为我揭示未来十年，中国将如何在纳米科学领域进行布局，它不仅仅是关于科研方向的指引，更包含着国家层面的顶层设计和长期规划。我会关注书中是否会提到，中国将如何整合现有的科研资源，以及是否会建立新的创新平台，以期在国际纳米科学竞争中占据更有利的位置。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，让我对中国在纳米科学领域的未来发展充满了好奇与期待。作为一名关心国家科技进步的读者，我一直认为，纳米科学是能够深刻改变我们生活、甚至重塑世界格局的关键技术。我非常希望这本书能够为我描绘出，在未来的十年里，中国将如何系统地、有重点地推进纳米科学的发展。这其中，我特别关注书中是否会提及，中国将如何整合现有的科研资源，搭建更高级别的科研平台，以及如何吸引和留住全球顶尖的纳米科学人才，从而在全球竞争中占据优势地位。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑为我们描绘了一幅关于中国纳米科学未来十年的壮丽蓝图。作为一个对此领域充满好奇与期待的普通读者，我深感这本书的重要性，它不仅仅是一份专业报告，更像是一次集体的思想碰撞与智慧结晶。我期待它能够清晰地阐述纳米科学在中国当前的发展现状，有哪些优势和挑战，这是理解未来战略的基础。其次，我特别关心这本书将如何界定未来十年“发展战略”的具体内涵。是指在基础研究上的重点突破，还是在应用技术上的产业化推进？抑或是两者的有机结合？我希望书中能提供明确的方向和具体的路径。

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