俗話說，好東西不在個大。“以微見長”的納米科技，經(jīng)過近30年的快速發(fā)展，已成為全球最熱門的前沿科技領域之一。記者在17日召開的第八屆中國國際納米科學技術會議上獲悉：2018年，中國在納米領域產(chǎn)出的相關論文數(shù)量和高質量論文數(shù)量均名列全球第一，已成為納米技術的領導者。

跨界高手 改變生活

比人類的頭發(fā)絲還細、尺度在十億分之一米的納米科技自誕生以來，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已經(jīng)對醫(yī)學和量子計算等眾多領域產(chǎn)生了巨大的影響。

1981 年，掃描隧道顯微鏡的發(fā)展讓科學家們能看到單個原子，成為納米科學領域的突破性時刻。自此之后，科學家們已經(jīng)制造出了納米顆粒、納米線、納米管、納米片、納米結構材料、復雜拓撲納米結構，甚至納米海膽等。

他們利用這些結構制造了場效應發(fā)射器、生物傳感器和太陽能電池，也開發(fā)出了基于納米顆粒的癌癥療法，以及用于水凈化的納米結構膜。納米技術已經(jīng)逐漸成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠郑ê芏辔覀円庀氩坏降牡胤剑热鐟糜诜罆袼⒖拱櫼挛锷踔粮郀柗蚯驐U。

在政府的大力扶持下，納米科學研究產(chǎn)出不斷增長。例如，美國于2001 年啟動了國家納米技術計劃，至今已累計投入約270 億美元。類似地，中國也早已意識到發(fā)展納米科學與技術的重要性，并且資助了若干重大納米研究項目。

中國科學院院長白春禮表示，通過全球納米科技工作者近30年的共同努力，納米技術已逐步成為集交叉性、引領型和支撐性的前沿研究領域，在推動全球科技創(chuàng)新的發(fā)展中，正在發(fā)揮越來越重要的作用。

百倍增長 中國領跑

會議期間，《納米科學與技術：現(xiàn)狀與展望 2019》白皮書發(fā)布。白皮書由國家納米科學中心提供專業(yè)支持，施普林格?自然集團獨立編制。

白皮書根據(jù)出版物數(shù)據(jù)對納米科學的研究產(chǎn)出做了統(tǒng)計。數(shù)據(jù)顯示，1990 年納米科學研究論文3 不到1500 篇，2018 年則增加到20 多萬篇，增長了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(nèi)重要突破的推動，如結晶半導體納米線、電子墨的發(fā)明以及石墨烯片層分離。這段時期內(nèi)，論文數(shù)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(shù)據(jù)顯示，納米科學產(chǎn)出在生命科學研究產(chǎn)出的占比一直都在增長。

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(chǎn)出增長最快的國家，年復合增長率為36%。根據(jù)自然指數(shù)的數(shù)據(jù)，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(chǎn)出國，也成為最大的高質量納米技術研究產(chǎn)出國。高質量納米技術研究產(chǎn)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(chǎn)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(xù)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(yōu)勢有望繼續(xù)擴大。

潛力巨大 未來可期

根據(jù)《全球可持續(xù)發(fā)展報告(2016)》，納米技術在促進能源、水、化學醫(yī)藥和制藥領域的可持續(xù)發(fā)展方面具有巨大的潛力。

白皮書通過采訪領域內(nèi)的相關專家，了解到納米領域需要克服的挑戰(zhàn)，集中在：制造能滿足日益增長的高性能計算和數(shù)據(jù)存儲需求的納米器件;發(fā)展綠色納米材料;實現(xiàn)納米材料的商業(yè)化生產(chǎn);將廢棄二氧化碳轉化為有用產(chǎn)品;研究納米藥物的毒性，并向公眾傳播相關知識等方面。

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(wěn)定性、成本、可持續(xù)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(huán)境的長期影響，促進綠色納米技術發(fā)展。

受訪專家?guī)缀跻恢抡J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(yī)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(chǎn)出的主要貢獻者。如何把這些研究成果轉化為顛覆性的產(chǎn)業(yè)應用技術，將是中國未來納米技術發(fā)展的重要課題。

“一系列統(tǒng)計數(shù)據(jù)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(fā)前沿大國之一;未來將進一步統(tǒng)籌推進納米科技領域的基礎研究、技術創(chuàng)新和成果轉化，充分發(fā)揮納米科技對科技經(jīng)濟發(fā)展的推動作用。”白春禮說。

白皮書預計，到2024 年，納米技術對世界經(jīng)濟的貢獻將超過1250 億美元。有了人工智能的助力，納米技術將釋放更多潛力，或將在可持續(xù)農(nóng)業(yè)、智慧城市、數(shù)字化生活等方面起到越來越重要的作用。