科技部正式發布“納米科技”重點專項2018年度項目申報指南

為繼續保持我國在納米科技國際競爭中的優勢，并推動相關研究成果的轉化應用，按照《國家中長期科技發展規劃綱要（2006-2020年）》部署，根據國務院《關于深化中央財政科技計劃（專項、基金等）管理改革的方案》，科技部、教育部、中國科學院等部門組織專家編制了“納米科技”重點專項實施方案。

 “納米科技”重點專項的總體目標是獲得重大原始創新和重要應用成果，提高自主創新能力及研究成果的國際影響力，力爭在若干優勢領域率先取得重大突破，如納米尺度超高分辨表征技術、新型納米信息材料與器件、納米能源與環境技術、納米結構材料的工業化改性、新型納米藥物的研發與產業化等。保持我國納米科技在國際上處于*梯隊的位置，在若干重要方向上起到*作用；培養若干具有重要影響力的領軍人才和團隊；加強基礎研究與應用研究的銜接，帶動和支撐相關產業的發展，加快*納米科技科研機構和創新鏈的建設，推動納米科技產業發展，帶動相關研究和應用示范基地的發展.

 “納米科技”重點專項將部署7個方面的研究任務： 1. 新型納米制備與加工技術；2. 納米表征與標準；3. 納米生物醫藥；4. 納米信息材料與器件；5. 能源納米材料與技術；6. 環境納米材料與技術；7. 納米科學重大基礎問題。

 2016年和2017年，納米科技重點專項圍繞以上主要任務，共立項支持83個研究項目（其中青年科學家項目20項）。根據專項實施方案和“十三五”期間有關部署，2018年，納米科技重點專項將圍繞新型納米制備與加工技術；納米表征與標準；納米生物醫藥；納米信息材料與器件；能源納米材料與技術；環境納米材料與技術；納米科學重大問題等方面繼續部署項目，擬優先支持11個研究方向，同一指南方向下，原則上只支持1項，僅在申報項目評審結果相近，技術路線明顯不同，可同時支持2項，并建立動態調整機制，根據中期評估結果，再擇優繼續支持。國撥總經費2.2億元（其中，擬支持青年科學家項目3-5個，國撥總經費不超過1500萬元）。

 申報單位根據指南支持方向，面向解決重大科學問題和突破關鍵技術進行一體化設計。鼓勵圍繞一個重大科學問題或重要應用目標，從基礎研究到應用研究全鏈條組織項目。鼓勵依托國家重點實驗室等重要科研基地組織項目。項目應整體申報，須覆蓋相應指南方向的全部考核指標。

 項目執行期一般為5年。一般項目下設課題數原則上不超過4個，每個項目所含單位數控制在4個以內。

 青年科學家項目可參考指南支持方向組織項目申報，但不受研究內容和考核指標限制。

1. 新型納米制備與加工技術 

1.1 碳納米管有序宏觀體功能化及在極端條件下的應用

 研究內容：以碳納米管有序宏觀體為基，并通過合金化和多功能化方法拓展其性能；發展規?；苽浼夹g，研制出在高溫、低溫、腐蝕等條件下有重要應用的宏觀有序納米功能材料；研究其電、聲、熱、力效應及構效關系，發展相關器件，實現關鍵應用。

 考核指標：面向碳納米管有序宏觀體的關鍵科學問題及其在國防等領域的重要應用，實現高溫（>2000 K）、低溫（<77 K）、腐蝕（包括海水、鹽霧等）條件下應用的宏觀有序納米功能材料及其規?；苽?；發展2-3種合金化和多功能化的方法；建立在上述極端環境下的構效關系和失效規律；在2000 K下強度達到室溫的80%，77 K下韌性保持80%，海水、鹽霧等腐蝕環境下和現有材料體現相比服役壽命提高10倍，熱導率達到500 W/（m·K），在2-18 GHz全頻段內衰減大于10 dB；發展出3種以上基于碳納米管有序宏觀體功能材料和器件，實現在上述高低溫及強腐蝕極端條件下的關鍵應用。 

1.2 新型納米結構器件和集成系統的制造技術與應用 

研究內容：發展對納米結構的定域定向*調控和制造技術，突破傳統制造技術的局限；發展綠色印刷制造技術用關鍵納米材料和器件，建立以固體、液體和氣體為模板的新概念綠色印刷制造方法；建立功能納米材料的高精度圖案化的制造技術，實現超高靈敏微納傳感器及集成微系統的規模制造和應用。

 考核指標：突破傳統印刷技術精度極限，以綠色印刷方式實現不同功能納米材料的高精度圖案化，印刷精度達100納米；印刷制備一批性能優異的微納光電功能器件，并在智能包裝、觸控顯示、發光器件等領域實現示范應用；制造現場快速檢測微納傳感器及集成微系統，納米結構*小尺度達到10 nm, 一次構筑面積大于85 cm2 （直徑4英寸），一致性優于95%，對苯系物或鹵代烴檢測限達到ppb量級，響應時間達到秒量級，在3個以上地市級或省級監測站進行現場檢測驗證并形成技術規范和標準方案。

 2. 納米表征與標準 

2.1納米催化機器學習與動態模擬 

研究內容：開展基于機器學習方法的*性原理高精度反應勢函數構建與大規模反應模擬，建設催化體系全局勢能面數據庫，建立技術標準；開展高溫、電壓、光照等氧化還原條件下納米催化動態演化模擬；研究二氧化碳制大宗化學品的納米催化材料理性設計。

 考核指標：開發基于神經網絡全局勢函數的大規模原子模擬軟件，形成軟件接口標準，實現2000個原子以上，1納秒以上，在高溫、電壓、光照等條件下表界面催化過程分子動力學模擬和結構搜索；建立100種以上不同組分納米催化劑體系的神經網絡反應勢函數，形成100個以上納米催化體系的全局勢能面數據庫，制定技術規范與數據庫標準；實現100個原子以上，包含H2O，CO，CO2等重要能源催化反應分子的納米催化機理自動匹配搜索，進而結合理論模擬和實驗手段，獲得5-8種CO2高效轉化納米催化劑，催化選擇性≥95%，催化轉化率≥85%，催化性能全面達到同期同領域的國際先進水平；完成5種以上5 nm尺度金屬/半導體顆粒復合材料，在氧化和還原性氣氛中的動態結構演化和催化反應模擬。 

2.2 納米結構跨頻域及跨時域尺度的動力學表征 

研究內容：發展寬頻域、寬時域、高靈敏度的時間分辨光譜技術，研究相干激發與等離激元激發的物理本質，研究納米結構中缺陷態的特性以及與光轉換效率的內在關聯。 

考核指標：實現納米結構跨頻域（紫外、可見、近紅外及中紅外光譜區）、跨時域（從小于50飛秒的超快過程直到毫秒尺度的慢過程）、高靈敏度（10-5 ΔOD）、瞬態分子振動光譜探測分辨度<5波數的光譜表征；發展相干光譜技術（可見-近紅外飛秒時間分辨寬頻相干激發-寬頻探測），實現二維電子相干光譜相位穩定性<1/120 λ，揭示相干態特性與激子及光生載流子空間離域尺度的關系、退相干的物理機制、等離激元的動力學特征；實現納米光轉換材料中缺陷能態在能量空間和實空間分布的定量表征，揭示缺陷態對光轉換性能的影響，建立相關缺陷態特征譜系和數據庫標準。 

3. 納米生物醫藥 

3.1 具有明確臨床適應癥的功能納米材料宏量制備與臨床診療技術 

研究內容：針對腫瘤及心腦血管等重大疾病,開展具有診斷等功能的納米材料的臨床轉化研究，發展適合體內診斷應用的納米材料宏量制備新技術、新方法。解決合成具有醫藥應用價值的納米材料所涉及的前驅體分解，單體、顆粒的擴散及體系傳熱等問題，針對明確臨床適應癥，完成功能分子修飾的納米材料的宏量制備工藝，開展相關臨床應用技術研究。 

考核指標：研制出3-5種針對于明確具有臨床轉化價值的納米材料；1種以上有臨床應用前景的功能納米材料的連續、穩定的宏量合成方法，單套系統可連續并重復制備規模不小于10000劑量或人次/批次的功能納米顆粒，藥效等指標至少滿足藥物審評的等效性原則；1-3種針對重大疾病體內診斷的納米材料，獲得國家食品藥品監督管理總局（CFDA）臨床試驗許可，建立相關產品的臨床使用規范。 

3.2 生物相容性納米表面/界面調控原理及其生物醫學應用 

研究內容：發展基于納米表面/界面的分子修飾與組裝新原理和生物相容性醫用自組裝納米材料構筑新技術，在生物環境中構建具有新生物功能的分子自組裝結構，實現生物環境下的自組裝結構及其性質的精準調控；研發具有化療功能以及智能型分子組裝體系，應用于肝癌、腸癌、胰腺癌、乳腺癌或食道癌等惡性腫瘤，研究其x射線或γ射線放療協同增敏效應、調控腫瘤表觀遺傳、基質和血管的作用及機制、腫瘤環境響應性等，實現多步級聯釋放和可控定點釋放新功能；發展智能型分子組裝納米材料的體內過程分析及安全性評價的新方法。 

考核指標：完成至少3種生物相容（可水分散、低毒性、可分解、可外排、無非特異性吸附等）的新分子或分子組裝體系，應用于納米顆粒修飾時，其修飾前后水合粒徑改變< 5 nm（其中1種< 3 nm），可滿足納米藥物設計和納米生物檢測需求，相關技術參數需經第三方檢測機構認可；提出1種面向協同化療的分子自組裝新策略；完成2-3種基于分子自組裝的智能型抗腫瘤納米結構材料，其中1種至少達到3倍腫瘤組織透過性增強及滯留效應，1種對醫用x射線或γ射線放療劑量（小于5Gy）具有靈敏響應；完成至少1種基于分子自組裝腫瘤基質或血管調控型抗腫瘤納米結構材料的臨床前藥效評價及其安全性評價。 

4. 納米信息材料與器件 

4.1多場耦合納米異質結構光電子器件的基礎研究 

研究內容：納米異質結構中多場耦合機理及調制工程，包括半導體電抽運高效光發射中載流子注入、輸運和復合輻射特性，納米結構對激射波長、模式、線寬和偏振態的調控；半導體納米異質結溝道外延新技術；多波長納米激光器及其陣列；寬光譜探測響應增強新原理；納米超導結構微波激射原理及微波激射器等；在相應信息系統中演示驗證。 

考核指標：實現硅襯底上直接選區外延InP系多波長納米激光器及陣列, 閾值小于10 mA，功率大于1 mW；線寬小于10 MHz 的GaAs系納米激光器及陣列，閾值小于1 mA，功率大于2 mW；寬光譜高響應納米探測器陣列與電路集成。實現中心頻率在3-10 GHz微波激射，頻率調諧大于5%。實現上述器件在信息系統中演示驗證。 

4.2高性能中遠紅外激光器與探測成像芯片及應用 

研究內容：研究半導體納米調制結構中的載流子、光子和聲子的形態特征和相互作用機制，探索納米異質結構制備、表征、調控新技術新方法，研制中遠紅外波段低閾值高增益高功率激光器和低噪聲高靈敏高像素探測成像芯片，在高性能裝備中得到應用。 

考核指標：闡明半導體納米異質結構對載流子、光子和聲子的調制作用，掌握應變異質結構材料生長和器件制作技術。實現8~15 μm激光器陣列室溫連續工作，單模調諧范圍200 nm，功率大于10 mW。實現0.4~15 μm寬光譜和雙波長焦平面探測芯片，峰值探測率D*~1×1011 Jones@77K，像素大于640×512。相關器件在環保、安全、高光譜遙感等裝備中得到應用。 

5. 能源納米材料與技術 

5.1 高節能透明柔性有機無機納米復合光功能膜及宏量制備技術 

研究內容：有機無機納米復合光功能膜材料體系的光學設計與分子模擬設計，透明無機納米顆粒分散體的制備，納米無機顆粒與高分子鏈的相互作用、分散機理及其對結晶動力學的影響規律，無機納米顆粒與聚酰亞胺和聚酯為代表的有機高分子復合加工成透明膜的新方法及宏量制備新技術，創制出若干高節能透明柔性有機無機納米復合光功能膜。 

考核指標：揭示透明有機無機納米復合光功能膜的結構與光學性能、水汽阻隔性能等的構效關系，研制出3-4種納米節能膜，建成2-3條示范生產線，其中：柔性電子器件用聚酰亞胺復合膜：產能≥120萬平米/年，100 μm膜的透光率≥88%、Tg≥260 oC、水汽透過率≤1×10-5 g·m2/24h；氧化釩系溫控智能貼膜：產能≥1000萬平米/年，分散后無機顆粒*大尺寸≤50 nm，可見光透過率15~50%間可調、紅外線調節率≥30%、調節轉換溫度范圍40±10 oC、耐候性≥10年；實現在柔性有機發光二極管（OLED）顯示、柔性太陽能等器材與建筑智能節能玻璃上的示范應用，其中：柔性電子器件用聚酰亞胺復合膜相比于柔性顯示及其它柔性電子特種玻璃的單位產品能耗下降20%；建筑玻璃節能智能膜貼膜前后年均節能20%（空調用電）。 

6. 環境納米材料與技術 

6.1工業源揮發性有機硫化物治理及資源化利用的納米材料與技術 

研究內容：用于工業源揮發性有機硫化物的低溫高效轉化及資源化利用的納米材料與技術。 

考核指標：研發用于工業源揮發性有機硫化物低溫催化轉化（≤ 200 oC）與資源化利用的非過渡金屬納米催化材料與技術，突破傳統催化工藝過程低濃度有機硫化物殘留和催化材料易中毒失活的技術瓶頸，揭示典型含硫有機分子結構與納米催化材料表面的相互作用機制及反應機理；研究低濃度殘留有機硫化物高效清除的*氧化納米技術，形成多技術集成的成套工藝與設備，并實現在典型化工行業的工程示范。設計制備出2-3個新型納米催化材料，有機硫化物經處理后起始總濃度從150 mg/m3以上降至0.1 mg/m3以下，實現催化材料百公斤級放大制備；利用本項目所開發成套工藝與設備，對有機硫化物處理的總轉化率≥98 %，硫磺回收率≥90 %，示范處理氣量2000 m3/h以上，處理后達到國家及行業排放標準。 

7. 納米科技重大問題 

目前已在納米科學前沿取得國際公認的重大創新突破，通過從基礎研究到應用研究的全鏈條一體化設計，經過3-5年研究，培育形成納米科技在重大應用領域的顛覆性技術的重大問題。