一直“以微見長”的納米科技,經歷了近30年來的高速發展,已經成為了全球最熱門的前沿科技領域之一。
中國科學院院長白春禮指出:“一系列統計數據顯示,中國已成為當今世界納米科學與技術進步的重要貢獻者和世界納米科技研發前沿大國之一;未來將進一步統籌推進納米科技領域的基礎研究、技術創新和成果轉化,充分發揮納米科技對科技經濟發展的推動作用。”
中國納米領域高質量論文數超越美國
由國家納米科學中心提供專業支持,施普林格 · 自然集團獨立編制的《納米科學與技術:現狀與展望 2019》白皮書指出:
1990 年納米科學研究論文從不到1500篇到2018年增加了20多萬篇,增幅達到130多倍。
2000 年至2010 年,是該領域增長最快的時期。原因是受領域內重要突破的推動,如結晶半導體納米線、電子墨的發明以及石墨烯片層分離。這段時期內,論文數量年復合增長率達到27%。
同時,納米科學的跨學科性質正變得越來越顯著,已不僅限于化學和材料學等物質科學領域。數據顯示,納米科學產出在生命科學研究產出的占比一直都在增長。
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白皮書還對納米研究進行了跨國比較。
結果顯示,從1990 年到2018 年,中國是納米技術研究產出增長最快的國家,年復合增長率為36%。
2012-2018年以來各國納米研究數據增長對比
根據自然指數的數據,2018 年中國超越了美國,不僅成為世界上最大的納米技術研究產出國,也成為最大的高質量納米技術研究產出國。
高質量納米技術研究產量最高的前十所機構中,有一半都來自中國。其中中國科學院是產出高質量納米技術文章最多的機構。
白皮書將中國的這一高速增長歸因于政府的大力支持——研究資助不斷增加,并且推斷,憑借持續的研究資助,未來幾十年,中國在納米科學研究領域的領先優勢有望繼續擴大。
納米研究排名前十的機構中國占了六席
白皮書根據自然指數數據,確定了高質量納米科學研究產出排名前100 位的機構,其中大多數來自美國和中國這兩個納米科學研究大國。
2018 年,按照分數式計量(FC)方式計算,在納米相關研究產出最高的100所機構中,有33所來自中國,30所來自美國,7所來自韓國,6所來自德國,5所來自日本。在前100所機構中,上述八個國家占了88%。
2018年納米科學相關研究產出名列前茅的機構
而在全球排名前十的機構中,中國囊括了其中6席,主導地位顯而易見。
中國科學院包括其所有的下屬研究所和國家重點實驗室在內,其納米相關研究的FC排名第一,遠遠領先于前十大機構中的其他機構。整體而言,全球比較的結果表明,美國和中國在納米科學和技術研究領域,包括高質量的研究產出,處于領先地位,而中國的增長尤其明顯。
生命科學領域是未來納米技術應用主要方向之一
2010年至2018年專利申請中的熱門納米技術應用
通過分析專利數據,可以發現熱門的納米應用領域包括電子器件、藥物遞送、涂料、催化和診斷。
2012-2018年各研究領域納米科學論文的數量
生命科學領域的納米論文雖然是四大領域中數量最少的,但從2012年的約610篇增加到了2018年的1560篇左右,翻了一倍有余。
生命科學是四大研究領域中增速最快的,也是唯一一個納米論文數量持續增長的研究領域。
究其原因,這得益于納米醫學、納米診斷研究、肌膚健康美容的蓬勃發 展,這體現了現代社會對大健康領域的高度關注,以及生物醫療產業對技術創新的顯著需求。
一些專家表示,納米醫藥、納米美容護膚是一個充滿潛力的新領域同時也將是中國最有發展前景的納米科學領域。政府需要在此類納米科技應用研究上有更多的投入,以促進納米科研成果的轉化,同時應鼓勵國內企業作出更多的投入和研發。
納米潛力巨大,中國領先優勢將有望持續擴大
根據《全球可持續發展報告(2016)》,納米技術在促進能源、水、化學醫藥和制藥領域的可持續發展方面具有巨大的潛力。
專家認為,納米科技的研究,未來還需要加強控制可重復性、結構、粒徑、穩定性、成本、可持續性和可擴展性,并將研究成果轉化為應用。同時,專家也指出,需要開展更多的研究來評估納米材料和技術對環境的長期影響,促進綠色納米技術發展。
受訪專家幾乎一致認為,無論是納米材料合成、納米電子設備器件、能源轉化和儲存納米材料、納米醫學,抑或是綠色納米材料的使用,中國已成為納米技術研究產出的主要貢獻者。
如何把這些研究成果轉化為顛覆性的產業應用技術,將是中國未來納米技術發展的重要課題。
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