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，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。2019年1月25日，科技部發布了“納米科技”重點專項2019年度項目申報指南。“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，保持我國納米科技在國際上處于第一梯隊的位置，在若干重要方向上起到引領作用；

    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，加快國家級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 年至 2018 年，“納米科技” 重點專項圍繞以上主要任務，共立項支持 98 個研究項目。根據專項實施方案和“十三五”期間有關部署，2019 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等方面繼續部署項目，優先資助六個研究方向。國撥經費總概算 1.0 億元。

    1. 新型納米制備與加工技術

    1.1 新型高熵合金的納米結構設計、制備、性能及跨尺度力學性質模擬

    研究內容：針對由五種或五種以下的金屬元素按照等原子比或接近等原子比混合而成的固溶高熵合金，通過納米結構與金屬元素組分的可控設計，制備高強度、高韌性且具有良好抗輻照、抗腐蝕的新型高熵合金，研究其微觀結構與力學、物理及化學性能的對應關系；發展適用于二元至五元合金的跨尺度模擬方法， 揭示其納米尺度的變形機理。

    考核指標：面向高熵合金的設計、制備等關鍵科學問題及其在沖擊防護、核安全等領域的重要應用，發展一種面心立方（FCC） 結構高熵合金，其拉伸屈服強度高于 1800 MPa，均勻延伸率超過8%，且抗腐蝕性能優于 316L 不銹鋼；發展一種體心立方（BCC） 結構高熵合金，其在 450℃以下 10 dpa 輻照后延伸率不低于 6%， 且在 450℃至 650℃之間 150 dpa 輻照下腫脹率不超過 2%；開發適用于多元合金的跨尺度力學性質模擬方法，在 10 nm 以下尺度可預測多種缺陷構型，能量計算精度等同于第一原理方法；模擬納米尺度微結構演化，揭示新型高熵合金的強韌化、抗輻照微觀機理。

    2. 納米表征與標準

    2.1 研究動量空間譜學的納米結構和納米薄膜多參數正電子譜學表征新方法

 研究內容：發展具備高探測效率、高時間分辨及高空間靈敏度的正電子譜學表征納米材料新方法，研究納米材料和納米薄膜中結構缺陷的形成和演化動力學機制，微觀結構中電子動量、能量、密度對磁學和熱學性能調控規律。

    考核指標：發展表征納米結構和薄膜的正電子譜學新方法， 實現納米結構電子動量、能量、密度的多參數關聯測量，定量描述亞納米級缺陷分布和種類隨深度變化的規律。正電子譜學的能量分辨<0.3%，時間分辨<200 ps，可探測缺陷尺寸<0.5 nm，計數率>1000 cps。通過對正電子湮沒多參數的復合測量，揭示缺陷和摻雜濃度對新型納米材料熱電轉換效率、光熱轉換效率、磁電效應等的調控規律，建立納米材料表面、界面、體內各種微觀缺陷對磁學和熱學性能的構效關系。

    3. 納米生物醫藥

    3.1 表觀遺傳調控重要活性物種的納米檢測及應用

    研究內容：生命體系中與重大疾病（如腫瘤）相關的自由基活性物種構成調控網絡并精確調控著多種信號通路，與生理、病理狀態密切相關，為解決其在復雜樣品中單細胞和單分子水平的實時、原位檢測，開展可編碼、可性質傳遞與智能化的仿生納米材料制備原理、方法與技術研究；設計并合成能在自由基環境中穩定的生物相容性功能分子；解決納米材料在自由基分子實時、原位同時檢測中的適配性、細胞定位、靶向識別；獲取細胞或活體中自由基濃度、時空分布及其對基因或蛋白質翻譯調控的表觀遺傳信息。

    考核指標：3~5 種能對活性氧自由基同時檢測與成像的仿生納米材料；至少 1 種可編碼的超氧陰離子、單線態氧、過氧化氫、羥基自由基、活性氮、活性氯檢測的仿生納米材料的連續、穩定的宏量合成方法，可連續并重復制備不小于 10000 劑量/批次的單套系統；2~3 種能在自由基環境中穩定并具有生物相容性的修飾功能分子；建立基于可編碼發光納米材料的納米檢測自由基原理和方法，獲取納米材料仿生界面靶向、定位傳遞新機制，實現細胞器、細胞、活體中多種自由基的相互轉化的動態影像示蹤；獲得2~3 種經國家藥品監督管理局批準的活性氧自由基納米檢測試劑盒。

    4. 納米信息材料與器件

    4.1 新型納米結構亞毫米波輻射源和探測器及集成技術

    研究內容：高頻電場激勵納米結構產生大電流、高亮度電子束的新方法，大功率亞毫米波輻射的新原理，高品質、微型化輻射源器件新設計；運用微納結構極化激元效應的亞毫米波電磁場空間限閾新方法，突破衍射極限的超高靈敏探測結構及實現技術； 可快速調制的亞毫米波大功率輻射源和室溫高靈敏度、非真空環境工作的全固態平面結構微型探測器件。

    考核指標：具有納米尺寸新效應的大電流、高亮度場發射電子源，電流密度大于 10A/cm2；功率大于10W 的亞毫米波源，1THz頻段的亞毫米波源及陣列型器件；室溫、非真空環境工作的亞毫米波探測器陣列，像素尺寸小于 50μm×50μm、響應度不低于 2000 V/W（響應度以入射到像素面積上的亞毫米波功率計算）；實現在信息系統中演示驗證。

    5. 能源納米材料與技術

    5.1 下一代燃料電池納米催化材料及器件

    研究內容：發展下一代燃料電池納米催化及膜材料的理論設計方法，獲得通用性描述材料結構與電催化及膜性能之間的定量構效關系，高通量篩選下一代燃料電池非貴金屬催化劑與膜材料， 指導實驗并實現非貴金屬基納米催化及膜材料的宏量制備；研究揭示納米催化及有機無機雜化膜的納米效應，完成下一代高性能低成本堿性膜燃料電池的應用示范。

    考核指標：建立燃料電池納米催化材料的結構與性能關系的表達方式，提出單次理論模擬超過 100 個體系的高通量篩選方法； 預測十種以上新型非貴金屬基納米催化體系，性能均優于商用鉑體系；實現至少一種納米催化材料和一種高性能膜樹脂的單批次公斤級宏量制備，在 90℃工作環境下，堿性膜單電池壽命不小于2000 小時（0.5A/cm2 的電流密度下電壓衰減不大于 10%），膜電極成本比現商用膜電極降低 40%以上，千瓦級電堆的比功率高于650 W/kg。

    6. 環境納米材料與技術

    6.1 細顆粒型工業危險廢物中毒性重金屬高效分離及回收的納米技術

    研究內容：針對產量巨大、含重金屬的超細顆粒危險廢物， 發展能高效分離和回收重金屬的新型納米技術。基于細顆粒型危險廢物中重金屬與共存微/納米相的微結構關系研究，開發納米晶快速生長分離重金屬等非吸附/絮凝的新型納米技術，用于細顆粒型工業廢渣、鹽泥等危險廢物中毒性重金屬高效分離及資源化回收。

    考核指標：圍繞含重金屬細顆粒型危險廢物的脫毒處理及示范應用的關鍵科學與技術問題，闡明含重金屬細顆粒型危險廢物中重金屬賦存與共存微/納米相的微結構關系以及超細顆粒的界面調控生長原理，建立危險廢物中納米晶快速生長分離重金屬的方法，發展非吸附/絮凝的危險廢物中重金屬分離與回收的新型納米技術。在代表性行業完成工程示范應用，年處理量>500 噸，實現目標重金屬回收率>95%，脫毒固體毒性重金屬浸出率達到一般工業固廢一類填埋標準（國標GB18599-2001），排放廢水中重金屬含量達到國家污水綜合排放一級標準（國標GB8978-2002）。

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責任編輯：王元

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