??好東西不在個(gè)大。這句話用在納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域真是再貼切不過(guò)了。納米科技的尺度在十億分之一米,比人類(lèi)的頭發(fā)絲還細(xì),這種極小尺度上的科技對(duì)醫(yī)學(xué)和量子計(jì)算等眾多領(lǐng)域都有巨大的影響。
“一系列統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)已成為當(dāng)今世界納米科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步的重要貢獻(xiàn)者和世界納米科技研發(fā)前沿大國(guó)之一;未來(lái)將進(jìn)一步統(tǒng)籌推進(jìn)納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化,充分發(fā)揮納米科技對(duì)科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)作用。”8月17日,在國(guó)家納米科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)主辦,國(guó)家納米科學(xué)中心承辦的第八屆中國(guó)國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議(ChinaNANO 2019)上,中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)、大會(huì)主席白春禮指出。
會(huì)議前一天還舉辦了第四屆“全球納米科技中心主任論壇”,論壇發(fā)布了由國(guó)家納米科學(xué)中心提供專(zhuān)業(yè)支持,施普林格自然集團(tuán)獨(dú)立編制的《納米科學(xué)與技術(shù):現(xiàn)狀與展望2019》白皮書(shū)。白皮書(shū)指出,得益于政府的戰(zhàn)略性規(guī)劃和持續(xù)增長(zhǎng)的資金支持,中國(guó)已成為納米技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,而且在未來(lái)無(wú)疑將成為一個(gè)舉足輕重的貢獻(xiàn)者。受訪專(zhuān)家?guī)缀跻恢抡J(rèn)為,無(wú)論是納米材料合成、納米電子設(shè)備器件、能源轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存納米 材料、納米醫(yī)學(xué),抑或是綠色納米材料的使用,中國(guó)已成為納米技術(shù)研究產(chǎn)出的主要貢獻(xiàn)者。
納米研究排名前十的機(jī)構(gòu)
中國(guó)占6席
作為對(duì)納米尺度物質(zhì)的研究,納米科學(xué)是一門(mén)交叉學(xué)科,并已滲透到了化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)和生命科學(xué)等眾多領(lǐng)域,在推動(dòng)基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)步中所起的作用越來(lái)越大。
從20世紀(jì)90年代全球每年僅發(fā)表幾千篇納米論文,到如今的幾十萬(wàn)篇論文,各主要科研大國(guó)發(fā)表的有關(guān)納米科學(xué)的研究成果日益增多,這也證明納米科學(xué)與技術(shù)正在成為諸多科研大國(guó)的研究重點(diǎn)。
白皮書(shū)根據(jù)自然指數(shù)數(shù)據(jù),確定了高質(zhì)量納米科學(xué)研究產(chǎn)出排名前100 位的機(jī)構(gòu),其中大多數(shù)來(lái)自美國(guó)和中國(guó)這兩個(gè)納米科學(xué)研究大國(guó)。2018 年,按照分?jǐn)?shù)式計(jì)量(FC)方式計(jì)算,在納米相關(guān)研究產(chǎn)出最高的100所機(jī)構(gòu)中,有33所來(lái)自中國(guó),30所來(lái)自美國(guó),7所來(lái)自韓國(guó),6所來(lái)自德國(guó),5所來(lái)自日本。在前100所機(jī)構(gòu)中,上述八個(gè)國(guó)家占了88%。
而在全球排名前十的機(jī)構(gòu)中,中國(guó)囊括了其中6席,主導(dǎo)地位顯而易見(jiàn)。
2018年納米科學(xué)相關(guān)研究產(chǎn)出名列前茅的機(jī)構(gòu)
中國(guó)科學(xué)院包括其所有的下屬研究所和國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在內(nèi),其納米相關(guān)研究的FC排名第一,遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于前十大機(jī)構(gòu)中的其他機(jī)構(gòu)。
整體而言,全球比較的結(jié)果表明,美國(guó)和中國(guó)在納米科學(xué)和技術(shù)研究領(lǐng)域,包括高質(zhì)量的研究產(chǎn)出,處于領(lǐng)先地位,而中國(guó)的增長(zhǎng)尤其明顯。
物理科學(xué)領(lǐng)域的納米論文數(shù)量最多
為了了解納米科學(xué)對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的貢獻(xiàn),研究人員分析了自然指數(shù)追蹤的高質(zhì)量論文來(lái)檢驗(yàn)納米科學(xué)在四個(gè)主要自然科學(xué)領(lǐng)域——化學(xué)、材料學(xué)、物理科學(xué)及生命科學(xué)領(lǐng)域的研究產(chǎn)出和增長(zhǎng)情況。
在四大研究領(lǐng)域中,物理科學(xué)領(lǐng)域的納米論文數(shù)量最多。
2012-2018年各研究領(lǐng)域納米科學(xué)論文的數(shù)量
這是因?yàn)閹缀跛械牟牧峡茖W(xué)論文和許多化學(xué)論文,根據(jù)定義都可以歸類(lèi)為物理科學(xué)。
需注意的是,生命科學(xué)領(lǐng)域的納米論文雖然是四大領(lǐng)域中數(shù)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(xué)是四大研究領(lǐng)域中增速最快的,也是唯一一個(gè)納米論文數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)的研究領(lǐng)域。究其原因,這得益于納米醫(yī)學(xué)和納米診斷研究的蓬勃發(fā) 展,如納米材料在藥物遞送中的廣泛應(yīng)用。
總體來(lái)說(shuō),作為一個(gè)寬泛的研究領(lǐng)域,物理科學(xué)在納米科學(xué)研究產(chǎn)出中所占的數(shù)量和比例都是最大的。但在考慮到研究領(lǐng)域規(guī)模后,我們看到納米科學(xué)和技術(shù)在材料科學(xué)中占據(jù)著主導(dǎo)性地位,這一點(diǎn)體現(xiàn)在使用納米科學(xué)和技術(shù)的材料科學(xué)論文比例在不斷擴(kuò)大。納米科學(xué)和技術(shù)對(duì)生命科學(xué)研究產(chǎn)出的貢獻(xiàn)雖然看起來(lái)較小,但增長(zhǎng)穩(wěn)定。這一趨勢(shì)表明納米科學(xué)的交叉學(xué)科性質(zhì)越來(lái)越明顯,促進(jìn)了多重基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。
電子器件是最熱門(mén)的納米技術(shù)應(yīng)用
從納米片到納米管,納米材料有著眾多的物理形式與種類(lèi),因此也具有各種不同的用途,它們可以用作能源轉(zhuǎn)化中的催化劑,也可以用作電子設(shè)備中的納米器件。
根據(jù)2010年到2018年所發(fā)表的論文,可以發(fā)現(xiàn)納米材料的熱門(mén)應(yīng)用包括電子器件、催化、藥物遞送、光電子器件以及儲(chǔ)能。探究電子器件應(yīng)用的論文數(shù)遠(yuǎn)超過(guò)其他的熱門(mén)應(yīng)用,相關(guān)論文數(shù)從2010年的不到 31700篇增加到2017年的86000篇以上,增長(zhǎng)逾170%。雖然這一數(shù)字在2018年回落到了82000篇以下,但以相關(guān)研究產(chǎn)出來(lái)衡量,電子器件依然是最熱門(mén)的納米技術(shù)應(yīng)用。
2010年至2018年專(zhuān)利申請(qǐng)中的熱門(mén)納米技術(shù)應(yīng)用
通過(guò)分析專(zhuān)利數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)熱門(mén)的納米應(yīng)用領(lǐng)域包括電子器件、藥物遞送、涂料、催化和診斷。雖然與電子器件相關(guān)的納米專(zhuān)利數(shù)量和同類(lèi)的納米論文數(shù)量一樣排名第一,但是藥物遞送和診斷這類(lèi)生物醫(yī)學(xué)相關(guān)的納米專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)也十分可觀。這體現(xiàn)了對(duì)醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用的集中關(guān)注,以及生物醫(yī)療產(chǎn)業(yè)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的顯著需求。
白皮書(shū)指出,預(yù)計(jì)到2024年,納米技術(shù)對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)將超過(guò)1250億美元 。有了人工智能的助力,納米技術(shù)將釋放更多潛力,或?qū)⒃诳沙掷m(xù)農(nóng)業(yè)、智慧城市、數(shù)字化生活等方面起到越來(lái)越重要的作用。堅(jiān)持審慎的發(fā)展道路,納米技術(shù)必將打造出更加美好的生活和環(huán)境。
本文作者:科技日?qǐng)?bào)記者 陸成寬
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