國科發(fā)資〔2017〕298號附件3

 

 

“納米科技”重點專項

2018年度項目咨詢指南

 

為繼續(xù)保持我國在納米科技國際競爭中的優(yōu)勢，并推動相關(guān)研究成果的轉(zhuǎn)化應用，按照《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》部署，根據(jù)國務院《關(guān)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(chuàng)新和重要應用成果，提高自主創(chuàng)新能力及研究成果的國際影響力，力爭在若干優(yōu)勢領(lǐng)域率先取得重大突破，如納米尺度超高分辨表征技術(shù)、新型納米信息材料與器件、納米能源與環(huán)境技術(shù)、納米結(jié)構(gòu)材料的工業(yè)化改性、新型納米藥物的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化等。保持我國納米科技在國際上處于*一梯隊的位置，在若干重要方向上起到引領(lǐng)作用；培養(yǎng)若干具有重要影響力的領(lǐng)軍人才和團隊；加強基礎(chǔ)研究與應用研究的銜接，帶動和支撐相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快***納米科技科研機構(gòu)和創(chuàng)新鏈的建設，推動納米科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶動相關(guān)研究和應用示范基地的發(fā)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(shù)；2. 納米表征與標準；3. 納米生物醫(yī)藥；4. 納米信息材料與器件；5. 能源納米材料與技術(shù)；6. 環(huán)境納米材料與技術(shù)；7. 納米科學重大基礎(chǔ)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(jù)專項實施方案和“十三五”期間有關(guān)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(shù)；納米表征與標準；納米生物醫(yī)藥；納米信息材料與器件；能源納米材料與技術(shù)；環(huán)境納米材料與技術(shù)；納米科學重大問題等方面繼續(xù)部署項目，擬優(yōu)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(jié)果相近，技術(shù)路線明顯不同，可同時支持2項，并建立動態(tài)調(diào)整機制，根據(jù)中期評估結(jié)果，再擇優(yōu)繼續(xù)支持。國撥總經(jīng)費2.2億元（其中，擬支持青年科學家項目3-5個，國撥總經(jīng)費不超過1500萬元）。

申報單位根據(jù)指南支持方向，面向解決重大科學問題和突破關(guān)鍵技術(shù)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(chǔ)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(zhí)行期一般為5年。一般項目下設課題數(shù)原則上不超過4個，每個項目所含單位數(shù)控制在4個以內(nèi)。

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

1. 新型納米制備與加工技術(shù)

1.1 碳納米管有序宏觀體功能化及在*端條件下的應用

研究內(nèi)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(fā)展規(guī)模化制備技術(shù)，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(gòu)效關(guān)系，發(fā)展相關(guān)器件，實現(xiàn)關(guān)鍵應用。

考核指標：面向碳納米管有序宏觀體的關(guān)鍵科學問題及其在國防等領(lǐng)域的重要應用，實現(xiàn)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(guī)?；苽?；發(fā)展2-3種合金化和多功能化的方法；建立在上述*端環(huán)境下的構(gòu)效關(guān)系和失效規(guī)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(huán)境下和現(xiàn)有材料體現(xiàn)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(nèi)衰減大于10 dB；發(fā)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(xiàn)在上述高低溫及強腐蝕*端條件下的關(guān)鍵應用。

1.2 新型納米結(jié)構(gòu)器件和集成系統(tǒng)的制造技術(shù)與應用

研究內(nèi)容：發(fā)展對納米結(jié)構(gòu)的定域定向精確調(diào)控和制造技術(shù)，突破傳統(tǒng)制造技術(shù)的局限；發(fā)展**印刷制造技術(shù)用關(guān)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**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(shù)，實現(xiàn)超高靈敏微納傳感器及集成微系統(tǒng)的規(guī)模制造和應用。

考核指標：突破傳統(tǒng)印刷技術(shù)精度*限，以**印刷方式實現(xiàn)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(yōu)異的微納光電功能器件，并在智能包裝、觸控顯示、發(fā)光器件等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)示范應用；制造現(xiàn)場快速檢測微納傳感器及集成微系統(tǒng)，納米結(jié)構(gòu)*小尺度達到10 nm, 一次構(gòu)筑面積大于85 cm² （直徑4英寸），一致性優(yōu)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(jiān)測站進行現(xiàn)場檢測驗證并形成技術(shù)規(guī)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(tài)模擬

研究內(nèi)容：開展基于機器學習方法的*一性原理高精度反應勢函數(shù)構(gòu)建與大規(guī)模反應模擬，建設催化體系全局勢能面數(shù)據(jù)庫，建立技術(shù)標準；開展高溫、電壓、光照等氧化還原條件下納米催化動態(tài)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(fā)基于神經(jīng)網(wǎng)絡全局勢函數(shù)的大規(guī)模原子模擬軟件，形成軟件接口標準，實現(xiàn)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(jié)構(gòu)搜索；建立100種以上不同組分納米催化劑體系的神經(jīng)網(wǎng)絡反應勢函數(shù)，形成100個以上納米催化體系的全局勢能面數(shù)據(jù)庫，制定技術(shù)規(guī)范與數(shù)據(jù)庫標準；實現(xiàn)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(jié)合理論模擬和實驗手段，獲得5-8種CO₂高效轉(zhuǎn)化納米催化劑，催化選擇性≥95%，催化轉(zhuǎn)化率≥85%，催化性能全面達到同期同領(lǐng)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(tài)結(jié)構(gòu)演化和催化反應模擬。

2.2 納米結(jié)構(gòu)跨頻域及跨時域尺度的動力學表征

研究內(nèi)容：發(fā)展寬頻域、寬時域、高靈敏度的時間分辨光譜技術(shù)，研究相干激發(fā)與等離激元激發(fā)的物理本質(zhì)，研究納米結(jié)構(gòu)中缺陷態(tài)的特性以及與光轉(zhuǎn)換效率的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。

考核指標：實現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)跨頻域（紫外、可見、近紅外及中紅外光譜區(qū)）、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(tài)分子振動光譜探測分辨度<5波數(shù)的光譜表征；發(fā)展相干光譜技術(shù)（可見-近紅外飛秒時間分辨寬頻相干激發(fā)-寬頻探測），實現(xiàn)二維電子相干光譜相位穩(wěn)定性<1/120 λ，揭示相干態(tài)特性與激子及光生載流子空間離域尺度的關(guān)系、退相干的物理機制、等離激元的動力學特征；實現(xiàn)納米光轉(zhuǎn)換材料中缺陷能態(tài)在能量空間和實空間分布的定量表征，揭示缺陷態(tài)對光轉(zhuǎn)換性能的影響，建立相關(guān)缺陷態(tài)特征譜系和數(shù)據(jù)庫標準。

3. 納米生物醫(yī)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(shù)

研究內(nèi)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(zhuǎn)化研究，發(fā)展適合體內(nèi)診斷應用的納米材料宏量制備新技術(shù)、新方法。解決合成具有醫(yī)藥應用價值的納米材料所涉及的前驅(qū)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(guān)臨床應用技術(shù)研究。

考核指標：研制出3-5種針對于明確具有臨床轉(zhuǎn)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(xù)、穩(wěn)定的宏量合成方法，單套系統(tǒng)可連續(xù)并重復制備規(guī)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(nèi)診斷的納米材料，獲得國家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）臨床試驗許可，建立相關(guān)產(chǎn)品的臨床使用規(guī)范。

3.2 生物相容性納米表面/界面調(diào)控原理及其生物醫(yī)學應用

研究內(nèi)容：發(fā)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(yī)用自組裝納米材料構(gòu)筑新技術(shù)，在生物環(huán)境中構(gòu)建具有新生物功能的分子自組裝結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)生物環(huán)境下的自組裝結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的精準調(diào)控；研發(fā)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(xié)同增敏效應、調(diào)控腫瘤表觀遺傳、基質(zhì)和血管的作用及機制、腫瘤環(huán)境響應性等，實現(xiàn)多步級聯(lián)釋放和可控定點釋放新功能；發(fā)展智能型分子組裝納米材料的體內(nèi)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(guān)技術(shù)參數(shù)需經(jīng)*三方檢測機構(gòu)認可；提出1種面向協(xié)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(jié)構(gòu)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(yī)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(zhì)或血管調(diào)控型抗腫瘤納米結(jié)構(gòu)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(zhì)結(jié)構(gòu)光電子器件的基礎(chǔ)研究

研究內(nèi)容：納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)中多場耦合機理及調(diào)制工程，包括半導體電抽運高效光發(fā)射中載流子注入、輸運和復合輻射特性，納米結(jié)構(gòu)對激射波長、模式、線寬和偏振態(tài)的調(diào)控；半導體納米異質(zhì)結(jié)溝道外延新技術(shù)；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(jié)構(gòu)微波激射原理及微波激射器等；在相應信息系統(tǒng)中演示驗證。

考核指標：實現(xiàn)硅襯底上直接選區(qū)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(xiàn)中心頻率在3-10 GHz微波激射，頻率調(diào)諧大于5%。實現(xiàn)上述器件在信息系統(tǒng)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(nèi)容：研究半導體納米調(diào)制結(jié)構(gòu)中的載流子、光子和聲子的形態(tài)特征和相互作用機制，探索納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)制備、表征、調(diào)控新技術(shù)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(zhì)結(jié)構(gòu)對載流子、光子和聲子的調(diào)制作用，掌握應變異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料生長和器件制作技術(shù)。實現(xiàn)8~15 μm激光器陣列室溫連續(xù)工作，單模調(diào)諧范圍200 nm，功率大于10 mW。實現(xiàn)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(guān)器件在環(huán)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(shù)

5.1 高節(jié)能透明柔性有機無機納米復合光功能膜及宏量制備技術(shù)

研究內(nèi)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(jié)晶動力學的影響規(guī)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(shù)，創(chuàng)制出若干高節(jié)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(jié)構(gòu)與光學性能、水汽阻隔性能等的構(gòu)效關(guān)系，研制出3-4種納米節(jié)能膜，建成2-3條示范生產(chǎn)線，其中：柔性電子器件用聚酰亞胺復合膜：產(chǎn)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(chǎn)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(diào)、紅外線調(diào)節(jié)率≥30%、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換溫度范圍40±10 ^oC、耐候性≥10年；實現(xiàn)在柔性有機發(fā)光二*管（OLED）顯示、柔性太陽能等器材與建筑智能節(jié)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(chǎn)品能耗下降20%；建筑玻璃節(jié)能智能膜貼膜前后年均節(jié)能20%（空調(diào)用電）。

6. 環(huán)境納米材料與技術(shù)

6.1工業(yè)源揮發(fā)性有機硫化物治理及資源化利用的納米材料與技術(shù)

研究內(nèi)容：用于工業(yè)源揮發(fā)性有機硫化物的低溫高效轉(zhuǎn)化及資源化利用的納米材料與技術(shù)。

考核指標：研發(fā)用于工業(yè)源揮發(fā)性有機硫化物低溫催化轉(zhuǎn)化（≤ 200 ^oC）與資源化利用的非過渡金屬納米催化材料與技術(shù)，突破傳統(tǒng)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(shù)瓶頸，揭示典型含硫有機分子結(jié)構(gòu)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高級氧化納米技術(shù)，形成多技術(shù)集成的成套工藝與設備，并實現(xiàn)在典型化工行業(yè)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(jīng)處理后起始總濃度從150 mg/m³以上降至0.1 mg/m³以下，實現(xiàn)催化材料百公斤級放大制備；利用本項目所開發(fā)成套工藝與設備，對有機硫化物處理的總轉(zhuǎn)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(yè)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(chuàng)新突破，通過從基礎(chǔ)研究到應用研究的全鏈條一體化設計，經(jīng)過3-5年研究，培育形成納米科技在重大應用領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)的重大問題。

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