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  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(yīng)用，按照《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》部署，根據(jù)國務(wù)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(xué)院等部門組織專家編制了“納米科技”重點(diǎn)專項實施方案。
  “納米科技”重點(diǎn)專項的總體目標(biāo)是獲得重大原始創(chuàng)新和重要應(yīng)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第一梯隊的位置，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(tuán)隊；加強(qiáng)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的銜接，帶動和支撐相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快國家級納米科技科研機(jī)構(gòu)和創(chuàng)新鏈的建設(shè)，推動納米科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶動相關(guān)研究和應(yīng)用示范基地的發(fā)展。
  “納米科技”重點(diǎn)專項將部署7個方面的研究任務(wù)：1.納米科學(xué)重大基礎(chǔ)問題；2.新型納米制備與加工技術(shù)；3.納米表征與標(biāo)準(zhǔn)；4.納米生物醫(yī)藥；5.納米信息材料與器件；6.能源納米材料與技術(shù)；7.環(huán)境納米材料與技術(shù)。
  2016年，納米科技重點(diǎn)專項圍繞以上主要任務(wù)，共立項支持43個研究項目（其中青年科學(xué)家項目10項）。根據(jù)專項實施方案和“十三五”期間有關(guān)部署，2017年，納米科技重點(diǎn)專項將圍繞新型納米制備與加工技術(shù)；納米表征與標(biāo)準(zhǔn)；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)等方面繼續(xù)部署項目，擬優(yōu)先支持28個研究方向（每個方向擬支持1—2個項目）。
  申報單位針對重要支持方向，面向解決重大科學(xué)問題和突破關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行一體化設(shè)計，組織申報項目，每個項目的目標(biāo)須覆蓋全部考核指標(biāo)。鼓勵圍繞一個重大科學(xué)問題或重要應(yīng)用目標(biāo)，從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究全鏈條組織項目。鼓勵依托國家實驗室、國家重點(diǎn)實驗室等重要科研基地組織項目。
  項目執(zhí)行期一般為5年。一般項目下設(shè)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)。
  擬支持青年科學(xué)家項目不超過10個，任務(wù)總經(jīng)費(fèi)不超過5000萬元。青年科學(xué)家項目可參考重要支持方向組織項目申報，但不受研究內(nèi)容和考核指標(biāo)限制。
 
1. 新型納米結(jié)構(gòu)材料與功能材料
1.1 新型納米結(jié)構(gòu)材料
  研究內(nèi)容：發(fā)展新型納米金屬結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計、制備原理與技術(shù)，實現(xiàn)納米金屬結(jié)構(gòu)材料的多級構(gòu)筑；研究其力學(xué)性能、理化性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及疲勞、磨損、腐蝕等使役行為，建立納米結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系；探索納米金屬結(jié)構(gòu)材料的工業(yè)應(yīng)用。 
  考核指標(biāo)：實現(xiàn)結(jié)構(gòu)特征尺寸<50 nm的納米金屬結(jié)構(gòu)材料可控制備和多級構(gòu)筑技術(shù)；研究極小尺寸（特征尺寸<10 nm）金屬材料的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系、變形與失效規(guī)律；材料屈服強(qiáng)度-均勻延伸率之積提高>30%，疲勞壽命和磨損率分別提高10倍；實現(xiàn)2-4種納米金屬結(jié)構(gòu)材料在軸類部件工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。
 
1.2 有機(jī)納米光子學(xué)材料的可控組裝與器件集成
  研究內(nèi)容：具有光開關(guān)、光調(diào)制、光電耦合等特定光子學(xué)功能的有機(jī)晶體納米材料的可控自組裝方法；發(fā)展可調(diào)諧寬光譜有機(jī)微納激光陣列，以及結(jié)構(gòu)、組成可控的大面積光子學(xué)集成器件的加工技術(shù)。
  考核指標(biāo)：有機(jī)納米材料的結(jié)構(gòu)與光子學(xué)功能的構(gòu)效關(guān)系；激發(fā)態(tài)動力學(xué)過程對材料光子學(xué)行為的調(diào)控機(jī)制；有機(jī)納米材料在柔性光子和光電子集成器件中的應(yīng)用。有機(jī)微納激光陣列的發(fā)射波長在400-800 nm范圍可調(diào)；有機(jī)光泵浦激光閾值<60 nJ/(cm2·pulse)；有機(jī)微納電控光開關(guān)響應(yīng)時間<3 ns，光控開關(guān)器件增益>10000；有機(jī)納米材料的載流子遷移率>40 cm2/(V·s)的同時，熒光量子產(chǎn)率>50 %；有機(jī)光子學(xué)集成器件尺寸>15 cm × 15 cm。
 
1.3 納米復(fù)合材料制備及實用化
  研究內(nèi)容：宏觀尺度納米組裝體系-納米復(fù)合材料的可控宏量制備方法和組裝原理，界面對物質(zhì)、能量傳輸規(guī)律的影響；宏觀尺度納米結(jié)構(gòu)單元及組裝體的應(yīng)用及其穩(wěn)定性與服役性能；發(fā)展應(yīng)用于空間技術(shù)領(lǐng)域的納米復(fù)合材料。
  考核指標(biāo)：優(yōu)化納米復(fù)合材料性能的實用化設(shè)計, 建立功能可調(diào)的宏觀尺度納米復(fù)合材料的構(gòu)筑與構(gòu)效關(guān)系；寬頻段電磁波吸收特性的超黑表面復(fù)合涂層，涂層在鋁合金等材料表面附著力滿足ISO等級1，斷裂延伸率≥5%，對入射光吸收能力>99.5%，減少反射等噪聲信號，實現(xiàn)空間在軌實驗和檢測；制備面向航天飛行器隔熱防火應(yīng)用的輕質(zhì)、高強(qiáng)材料，其密度<0.1 g/cm3，輕質(zhì)網(wǎng)狀泡沫材料可壓縮>50 %，室溫下導(dǎo)熱系數(shù)<0.03 W/(m·K)，燃燒等級達(dá)到難燃或不燃。
 
1.4 高遷移率有機(jī)半導(dǎo)體納米功能材料的可控制備與性能調(diào)控
  研究內(nèi)容：新穎共軛分子自組裝基元的設(shè)計合成；維數(shù)可控、大面積、高有序有機(jī)半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的自組裝方法和技術(shù)；綜合性能優(yōu)異的有機(jī)半導(dǎo)體納米材料的可控制備與調(diào)控；高遷移率有機(jī)半導(dǎo)體納米功能材料在柔性電子器件應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)研究。

  考核指標(biāo)：高遷移率有機(jī)半導(dǎo)體納米功能材料的設(shè)計與合成方法；調(diào)控有機(jī)納米功能材料的半導(dǎo)體性能的技術(shù)；綜合性能優(yōu)異的空穴遷移率>50 cm2/(V·s)的p-型半導(dǎo)體、電子遷移率>15 cm2/(V·s)的n-型半導(dǎo)體、以及空穴遷移率>5.0 cm2/(V·s)和電子遷移率>5.0 cm2/(V·s)的雙極性有機(jī)半導(dǎo)體納米功能材料；有機(jī)半導(dǎo)體場效應(yīng)器件的集成技術(shù)，其集成器件的載流子遷移率> 3.0 cm2/(V·s)。

2. 納米結(jié)構(gòu)的表征與檢測技術(shù) 
2.1 新型納米材料高效結(jié)構(gòu)優(yōu)化與功能預(yù)測
  研究內(nèi)容：發(fā)展高效的全局結(jié)構(gòu)和反應(yīng)路徑優(yōu)化搜尋以及性能評估理論和計算方法；實現(xiàn)對新型納米光催化材料、相變納米記憶存儲材料、低維自旋電子器件材料等的結(jié)構(gòu)、生長機(jī)理、穩(wěn)定性及物性的優(yōu)化與準(zhǔn)確預(yù)測。
  考核指標(biāo)：優(yōu)化搜索周期短于1周（168小時），并行任務(wù)數(shù)超過100，1000個以上納米體系的快速結(jié)構(gòu)及相變路徑預(yù)測，同期實現(xiàn)50個以上體系催化活性動力學(xué)高效評估；篩選預(yù)測3種以上新型可見光光解水、低碳能源轉(zhuǎn)化催化材料的結(jié)構(gòu)，生長機(jī)理和穩(wěn)定性；預(yù)測2種以上新型相變納米記憶存貯材料、低維自旋電子器件材料的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及生長機(jī)理。
 
2.2 單分子器件的原位高靈敏測量技術(shù)
  研究內(nèi)容：高精準(zhǔn)、高穩(wěn)定性、高度集成的單分子異質(zhì)結(jié)構(gòu)筑－方法，研究單分子尺度的新奇物理化學(xué)現(xiàn)象及其調(diào)控規(guī)律。
  考核指標(biāo)：實現(xiàn)單分子異質(zhì)結(jié)的可控精準(zhǔn)構(gòu)造，單分子水平光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等性質(zhì)的高靈敏檢測，并將測量靈敏度推進(jìn)到單電子、單光子極限水平，實現(xiàn)納秒級時間分辨率，實現(xiàn)信噪比大于1000的整流/開關(guān)比，實現(xiàn)1000個單分子器件集成陣列的演示；與基于第一性原理的理論新方法結(jié)合，實現(xiàn)電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等外場對單分子新奇效應(yīng)的調(diào)控，建立器件中分子物性的綜合測量技術(shù)。
 
2.3 納米基元結(jié)構(gòu)及其基本物理相互作用的高分辨譜學(xué)表征技術(shù)
  研究內(nèi)容：發(fā)展和應(yīng)用高空間分辨和時間分辨的力學(xué)、電學(xué)和光學(xué)測量技術(shù)，在原子和分子尺度上研究納米結(jié)構(gòu)基元的幾何和電子結(jié)構(gòu)、原子和分子間基本物理相互作用及過程。
  考核指標(biāo)：在單鍵水平測量原子、離子、分子間（弱）相互作用，達(dá)到原子尺度、空間取向分辨、小于10皮牛力的測量精度，揭示組裝體系中分子間作用力的特征及本質(zhì)； 確定納米基元結(jié)構(gòu)中點(diǎn)缺陷的原子配位、構(gòu)型以及電子態(tài)特征，實現(xiàn)原位飛秒時間分辨的譜學(xué)測量、原子結(jié)構(gòu)分辨的電學(xué)表征；亞分子尺度的穩(wěn)態(tài)和激發(fā)態(tài)探測，實現(xiàn)分子內(nèi)電荷、自旋的軌道分布成像；揭示單原子催化反應(yīng)中分子化學(xué)鍵演化的基元步驟。
 
3. 納米醫(yī)學(xué)診斷新方法與納米藥物研制 
3.1 病原體的納米檢測及體外診斷新方法
  研究內(nèi)容：熒光納米材料的制備及性能調(diào)控；熒光納米材料標(biāo)記檢測技術(shù)和方法；病原體（如流感病毒）快速檢測及感染機(jī)制研究。
  考核指標(biāo)：1-2種用于病原體快速檢測的熒光納米材料的規(guī)�；ǹ思墸┲苽浞椒ǎ瑢崿F(xiàn)材料化學(xué)組成、尺寸、結(jié)構(gòu)（能級）、和性質(zhì)（熒光性質(zhì)、表界面性質(zhì)、能量轉(zhuǎn)移和躍遷）的精準(zhǔn)調(diào)控；復(fù)雜生物樣品中1-2種特定病原體檢測技術(shù)，檢測靈敏度達(dá)到單個病毒顆粒水平；1-2種病原體感染機(jī)制研究的動態(tài)示蹤方法；2-3種使用納米材料標(biāo)記的臨床檢測試劑和試劑盒。
 
3.2 納米技術(shù)在惡性腫瘤等重大疾病臨床診療中的應(yīng)用
  研究內(nèi)容：發(fā)展臨床應(yīng)用的術(shù)中分子影像技術(shù)，研發(fā)針對惡性腫瘤（如胃癌、乳腺癌、肝癌）等重大疾病的診斷和手術(shù)治療的納米材料、分子影像技術(shù)與裝備。
  考核指標(biāo)：建立不含有毒重金屬無機(jī)納米材料標(biāo)記的快速檢測技術(shù)和方法，針對惡性腫瘤（如胃癌、乳腺癌、肝癌）等重大疾病，實現(xiàn)高靈敏、高組織穿透的原位檢測和實時示蹤，靈敏度達(dá)到單分子或單細(xì)胞水平；發(fā)展1-2種安全有效的近紅外發(fā)光納米材料和相應(yīng)的分子影像檢測技術(shù)與裝備，滿足臨床分子影像與手術(shù)導(dǎo)航的要求；實現(xiàn)納米技術(shù)在人體分子影像與臨床應(yīng)用的突破。
 
3.3 惡性腫瘤早期診斷的體外檢測用納米材料、器件及技術(shù)
  研究內(nèi)容：研發(fā)針對惡性腫瘤（如肺癌、胰腺癌）等重大疾病的早期檢測的、可替代活檢的臨床血液與體液等納米檢測技術(shù)和方法，如捕獲與分離痕量生物質(zhì)用的納米材料、微流控等生物測控器件及技術(shù)。
  考核指標(biāo)：針對待測物中痕量的特定細(xì)胞（包括循環(huán)腫瘤細(xì)胞、細(xì)胞團(tuán)等）、外泌小體、蛋白質(zhì)、核酸等的檢測靈敏度達(dá)到單細(xì)胞或單分子水平；發(fā)展1-2種痕量細(xì)胞定量納米分離檢測等新技術(shù)，滿足重大疾病早期檢測與術(shù)后監(jiān)測、惡性腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制研究等的需求。研制3-5種采用納米材料或器件、經(jīng)CFDA批準(zhǔn)的臨床用檢測試劑和試劑盒。
 
3.4 抗腫瘤新型納米藥物及制備關(guān)鍵技術(shù)
  研究內(nèi)容：針對乳腺癌等臨床治療中存在的轉(zhuǎn)移和耐藥兩大難題，采用腫瘤特異性靶向、調(diào)控腫瘤微環(huán)境和阻斷腫瘤轉(zhuǎn)移信號通路等策略，實現(xiàn)納米藥物抗腫瘤轉(zhuǎn)移和耐藥理論的新突破；開展抗腫瘤納米藥物的規(guī)�；苽�、在線質(zhì)量控制、制備過程的自動化與智能化控制等原創(chuàng)性關(guān)鍵技術(shù)研究。
  考核指標(biāo)：建立原創(chuàng)性抗乳腺癌等藥物的納米輸送技術(shù),揭示納米藥物抗腫瘤轉(zhuǎn)移和耐藥的作用原理與分子機(jī)制，建立自動化與智能化控制的抗癌納米藥物規(guī)�；苽浼夹g(shù)；研發(fā)3種以上注射級納米材料獲得生產(chǎn)許可, 采用納米技術(shù)提高10個抗癌候選藥物的成藥性，1-2種具有抗腫瘤轉(zhuǎn)移或耐藥功效的納米新藥獲得CFDA臨床試驗許可。
 
3.5 納米材料類酶效應(yīng)及其在血液系統(tǒng)疾病臨床診療中的應(yīng)用
  研究內(nèi)容：設(shè)計和構(gòu)建新型納米酶并研究其生物效應(yīng)與原理，發(fā)展細(xì)胞內(nèi)氧化-還原微環(huán)境檢測與調(diào)控的新技術(shù)和新方法，與納米生物傳感和造血組織成像等技術(shù)相結(jié)合，研究血液系統(tǒng)重大疾病的關(guān)鍵問題，如白血病的難治性與耐藥性等，發(fā)展以新型多肽、抗體、適配體等為基礎(chǔ)的納米生物診療技術(shù)和納米類酶診療技術(shù)。
  考核指標(biāo)：完成納米酶生物效應(yīng)的系統(tǒng)總結(jié)；建立納米酶檢測相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；揭示1-2種造血系統(tǒng)重大疾病的致病及耐藥機(jī)制；獲得2-3種經(jīng)CFDA批準(zhǔn)，可投入臨床應(yīng)用的納米酶檢測試劑盒，1-2種納米診療技術(shù)進(jìn)入臨床前實驗。
 
3.6 納米技術(shù)對腫瘤微環(huán)境調(diào)控及新型納米藥物
  研究內(nèi)容：針對嚴(yán)重危害健康的惡性腫瘤，特別是肝癌、胰腺癌和乳腺癌等危害性較高、微環(huán)境作用明確的腫瘤類型，研究納米技術(shù)在針對腫瘤微環(huán)境調(diào)控，改善腫瘤惡性表型和提高療效等方面的機(jī)制，結(jié)合腫瘤的綜合治療，發(fā)展新型納米藥物和藥物載體材料。
  考核指標(biāo)：運(yùn)用生物分子或高生物相容性分子精準(zhǔn)自組裝等技術(shù)，發(fā)展新型納米藥物和藥物載體，提出和完善3-5種基于腫瘤微環(huán)境調(diào)控的納米技術(shù)抗腫瘤新策略，發(fā)展2-4種解析納米藥物在細(xì)胞和活體的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝機(jī)制和安全性評價的創(chuàng)新方法，獲得2-3種基于腫瘤微環(huán)境調(diào)控、腫瘤綜合治療的新藥臨床批件或新藥證書。
 
4. 高性能納米光電器件
4.1 表面等離激元高效光-熱轉(zhuǎn)換機(jī)理及原型器件
  研究內(nèi)容：表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中光致熱載流子產(chǎn)生、調(diào)控機(jī)理及其在光-熱、光-電、熱-光、熱-電轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用；納米結(jié)構(gòu)光致熱載流子增強(qiáng)效應(yīng)及其相關(guān)光電信息器件原理,如：光吸收器、熱輻射器、光探測器等；利用光致熱載流子原理的中紅外光源和探測器件原型。
  考核指標(biāo)：闡明表面等離激元光致熱載流子產(chǎn)生及調(diào)控過程的機(jī)理，熱載流子提高光-熱、光-電、熱-光、熱-電轉(zhuǎn)換效率的新方法和新技術(shù)；獲得超寬譜（400納米到20微米）吸收且平均效率高于95%的納米結(jié)構(gòu)光吸收器，獲得品質(zhì)因子高于100、輸出功率調(diào)控范圍大于10 dB、熱輻射能量利用效率突破傳統(tǒng)黑體輻射效率的中紅外（3至12微米）納米結(jié)構(gòu)窄帶熱輻射器；利用表面等離激元光致熱載流子突破傳統(tǒng)半導(dǎo)體探測器光子能量探測極限，拓展到中紅外波段（3微米及更長波段）；光致熱載流子中紅外光源和探測原型器件。
 
4.2 高性能微納傳感器陣列及光電系統(tǒng)集成
  研究內(nèi)容：研究采用新結(jié)構(gòu)和新材料的高靈敏高速生物信息微納傳感器陣列及其光電系統(tǒng)集成，研制生理活性分子的高性能傳感器件，用于神經(jīng)系統(tǒng)重大疾病檢測診斷與調(diào)控干預(yù)、高時空分辨活體分析應(yīng)用示范等。
  考核指標(biāo)：建立納米顆粒和高分子納米功能薄膜修飾的微納傳感器陣列檢測方法、基于光開關(guān)納米組裝體技術(shù)的對特定細(xì)胞精準(zhǔn)靶向的光調(diào)控干預(yù)方法；實現(xiàn)化學(xué)信號/電生理信號活體同步實時記錄；從組織切片到活體細(xì)胞生理、化學(xué)定量檢測與調(diào)控干預(yù)的關(guān)鍵技術(shù)，檢測分辨率達(dá)到單細(xì)胞水平，時間分辨率達(dá)0.03 ms；發(fā)病機(jī)制應(yīng)用研究以及定位診斷、手術(shù)規(guī)劃臨床前試驗，獲得2種以上可經(jīng)CFDA批準(zhǔn)的微納器件和微納傳感器系統(tǒng)。
 
4.3 X射線衍射光譜與成像納米器件及集成
  研究內(nèi)容：面向高能光譜與成像的應(yīng)用需求，研究光譜分光調(diào)控和成像相位分布的物理機(jī)制，設(shè)計與研制高分辨X射線渦旋成像與光譜分辨的納米器件；研究X射線輻射引起的器件失效機(jī)理及加固方法，開發(fā)X射線衍射成像原型驗證系統(tǒng)。
  考核指標(biāo)：X射線衍射納米器件的線密度大于6000線/mm、結(jié)構(gòu)高寬比大于300，應(yīng)用能量范圍100 eV-12 keV，編制微納結(jié)構(gòu)檢測國家標(biāo)準(zhǔn)1-2項。衍射成像分辨率優(yōu)于50 nm，實現(xiàn)可控的渦旋嬗變；一級光譜色分辨率大于20000。實現(xiàn)在同步輻射、激光聚變等領(lǐng)域的演示應(yīng)用。
 
4.4 高密度交叉陣列結(jié)構(gòu)的新型存儲器件與集成
  研究內(nèi)容：面向交叉陣列結(jié)構(gòu)存儲器的嵌入式應(yīng)用，研究高性能納米選通器件的新材料和新結(jié)構(gòu)物理問題，設(shè)計與研發(fā)與選通管兼容的存儲結(jié)構(gòu)；研究與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的關(guān)鍵集成技術(shù)；開發(fā)新一代嵌入式存儲芯片。
  考核指標(biāo)：納米選通器件單元尺寸小于0.036 μm2，驅(qū)動電流大于400 μA, 漏電流小于50 pA，疲勞特性大于109, 實現(xiàn)存儲容量為128 Mb高密度存儲芯片，并在物聯(lián)網(wǎng)以及移動電話上實現(xiàn)示范應(yīng)用。
 
4.5 納米邏輯運(yùn)算器件
  研究內(nèi)容：面向存儲與計算融合的非馮諾依曼計算架構(gòu)，研究突破傳統(tǒng)CMOS電平邏輯的非揮發(fā)邏輯器件，探索兼容CMOS技術(shù)的非揮發(fā)邏輯新材料、納米結(jié)構(gòu)和集成方法；研究非揮發(fā)邏輯器件性能調(diào)控方法與非易失性布爾邏輯運(yùn)算原理，并開發(fā)相應(yīng)的信息處理新應(yīng)用。
  考核指標(biāo)：研制出CMOS兼容的小尺寸（≤100 nm）、高速（≤100 ns）、低功耗（≤1 pJ）非揮發(fā)邏輯器件；完成16種基本布爾邏輯；實現(xiàn)非揮發(fā)邏輯器件和CMOS電路混合集成的模擬計算加速原型芯片，其中非揮發(fā)邏輯器件集成規(guī)模大于4K。
 
4.6 低維異質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁性和輸運(yùn)性質(zhì)調(diào)控及其微納器件
  研究內(nèi)容：制備少層二維電子材料和少層磁性材料，在原子、分子層次進(jìn)行二維功能材料的堆垛組裝；自旋量子效應(yīng)下的低維磁性異質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計合成；在強(qiáng)磁場下研究磁性低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的表面磁性結(jié)構(gòu)以及動力學(xué)行為；研究電子-聲子相互作用，自旋-軌道耦合效應(yīng)在磁性低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)中的作用；制備具有磁性低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的微納器件并研究其磁性和輸運(yùn)性質(zhì)，發(fā)展磁性調(diào)控的高遷移率器件與多功能材料的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)。
  考核目標(biāo)：磁性低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)可控制備技術(shù)，提出異質(zhì)表界面構(gòu)筑的新規(guī)律；實現(xiàn)2-8層二維材料的精確堆垛，堆垛角度分辨率￡5度，位移精度￡2微米，制成磁性多功能異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)材料；實現(xiàn)低于1015-1016/cm3的載流子濃度、高于6 ′ 103 cm2/(V·s)的遷移率的表面電輸運(yùn)性質(zhì)；闡明門電壓調(diào)控電子遷移率、彈道輸運(yùn)行為、界面折射率等物理性質(zhì)；分形量子霍爾效應(yīng)等物理現(xiàn)象下的新奇特性；磁性低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)在高遷移率器件與應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。
 
4.7 微納結(jié)構(gòu)硅基混合集成寬帶高速光訪存芯片
  研究內(nèi)容：硅基混合微納結(jié)構(gòu)中光子與電子的相互作用新機(jī)理，研究高增益激光陣列、超高帶寬硅基調(diào)制/復(fù)用新器件、波長相關(guān)和低損耗AWG路由器、高響應(yīng)度高速硅基探測器陣列及其集成技術(shù)，滿足未來高密度光集成技術(shù)需求，突破大數(shù)據(jù)處理、寬帶光傳輸和高性能計算中的數(shù)據(jù)訪存帶寬限制。
  考核指標(biāo)：實現(xiàn)信息光電子技術(shù)與CMOS技術(shù)的高度兼容，支持DWDM光互連的硅基III-V激光器及16陣列、硅基100 Gbps高階調(diào)制／復(fù)用及陣列、硅基32路波導(dǎo)陣列AWG復(fù)用／解復(fù)用／循環(huán)尋址核心器件，突破大數(shù)據(jù)信息訪存墻，實現(xiàn)單路100 Gbps的硅基光收發(fā)能力、1.6 Tbps的硅基波分復(fù)用集成光引擎、達(dá)到51.2 Tbps的數(shù)據(jù)吞吐量。
 
5. 能源轉(zhuǎn)換與存儲納米材料與技術(shù)
5.1 化學(xué)能源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵納米材料與器件
  研究內(nèi)容：基于非貴金屬催化劑的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的納米功能材料及其轉(zhuǎn)換過程、反應(yīng)動力學(xué)、轉(zhuǎn)換速率與穩(wěn)定性演變規(guī)律等基礎(chǔ)科學(xué)問題，高效碳基納米催化材料的設(shè)計及宏量可控制備技術(shù)、表界面可控功能化及應(yīng)用器件。
  考核指標(biāo)：以碳基納米催化劑組裝的新型化學(xué)能源轉(zhuǎn)換器件的功率密度≥1 W/cm2，耐久性≥1000小時，能量轉(zhuǎn)換效率≥50%。
 
5.2 高效有機(jī)納米薄膜光伏材料和大面積器件制備
  研究內(nèi)容：有機(jī)太陽能電池中的關(guān)鍵材料制備；多功能層中的納米結(jié)構(gòu)表面/界面特性調(diào)控；高性能有機(jī)納米薄膜太陽能電池制造技術(shù)。
  考核指標(biāo)：發(fā)展新型高效率有機(jī)光伏材料體系；發(fā)展電池多功能層納米結(jié)構(gòu)與光電特性的控制方法；提出多功能層納米薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)與工作機(jī)理；提高新型有機(jī)納米薄膜太陽能電池光伏效率和穩(wěn)定性，實驗室電池效率15%或世界最高水平；小型組件效率達(dá)到實驗室電池效率之80%；封裝池穩(wěn)定性達(dá)3年以上；典型器件實現(xiàn)應(yīng)用示范。
 
5.3 新型化學(xué)能源存儲的納米材料及新體系
  研究內(nèi)容：具有高能量密度的新型化學(xué)能源存儲器件的納米材料的精準(zhǔn)設(shè)計與可控合成，納米電極材料結(jié)構(gòu)與電池性能之間的本征關(guān)系，電池材料在充放電過程中成分結(jié)構(gòu)的實時監(jiān)測與原位表征技術(shù)，能量密度、循環(huán)壽命、安全性協(xié)同提升策略。
  考核指標(biāo)：通過納米技術(shù)全面提升新型儲能電池的綜合性能，具有應(yīng)用價值的高比容量新型納米電極材料，新型電池能量密度≥500 Wh/kg，循環(huán)壽命≥300次，其中正極材料比容量≥300 mAh/g。
 
5.4 高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品的多相納米催化材料與工程化
  研究內(nèi)容：闡明碳-氧鍵高效構(gòu)建與重組制高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品的多相納米催化活性中心的精細(xì)結(jié)構(gòu)特征，從原子、分子層次到介觀尺度揭示納米催化活性中心結(jié)構(gòu)與碳-氧鍵高效構(gòu)建與重組之間的構(gòu)效關(guān)系和反應(yīng)機(jī)理，突破納米催化劑規(guī)�；苽浼夹g(shù)，建立中試和工業(yè)示范。
  考核指標(biāo)：突破碳-氧鍵高效構(gòu)建與重組制高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品的多相納米催化劑的基礎(chǔ)理論和技術(shù)瓶頸，研發(fā)納米催化劑規(guī)�；苽涔残约夹g(shù)及多相催化綠色生產(chǎn)工藝，形成基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)示范的全鏈條技術(shù)解決方案。創(chuàng)制5-8種新多相納米催化劑，建立4-6種高附加值、國家緊缺的精細(xì)化工產(chǎn)品如乙二醇、甲基丙烯酸甲酯、二羥基丙酮等的工業(yè)示范裝置。
 
5.5 仿生能量轉(zhuǎn)換的納米材料及器件
  研究內(nèi)容：仿生納米孔道結(jié)構(gòu)的能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，納米孔道的結(jié)構(gòu)、組成等對能源轉(zhuǎn)換效率的影響，一體化能源轉(zhuǎn)換器件的集成與封裝，人工光合作用及鹽差發(fā)電等領(lǐng)域的應(yīng)用示范。
  考核指標(biāo)：揭示生物離子通道高效能量轉(zhuǎn)換的機(jī)制；研發(fā)適應(yīng)不同應(yīng)用需求的納米結(jié)構(gòu)基元，如納米級光催化劑及納米孔道結(jié)構(gòu)膜材料：納米孔道膜材料的功率密度≥5 W/m2；納米孔道膜材料能量轉(zhuǎn)換體系及器件的表征新方法，表征能量轉(zhuǎn)換過程中離子傳輸?shù)膭討B(tài)過程；納米孔道結(jié)構(gòu)一體化的能量轉(zhuǎn)換器件；小型人工光合作用器件和大型鹽差發(fā)電的產(chǎn)業(yè)示范。
 
6. 環(huán)境納米材料與治理方案
6.1 用于土壤有機(jī)污染阻控與高效修復(fù)的納米材料與技術(shù)
  研究內(nèi)容：用于農(nóng)田土壤有機(jī)污染阻控和有機(jī)污染場地土壤高效修復(fù)的納米材料與技術(shù)。
  考核指標(biāo)：研發(fā)吸附、固定及消除土壤中典型有機(jī)污染物以阻控農(nóng)作物吸收積累的新型實用功能納米材料，揭示污染物在土壤-農(nóng)作物系統(tǒng)中遷移積累的界面過程及阻控機(jī)制；研發(fā)降解去除場地土壤中有機(jī)污染物的新型實用功能納米材料和一體化修復(fù)技術(shù)；探明功能納米材料在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化過程與生物生態(tài)效應(yīng)。形成若干項可實用化技術(shù)，實現(xiàn)示范應(yīng)用。
 
6.2 用于典型污染物檢測的納米材料與技術(shù)
  研究內(nèi)容：用于環(huán)境中痕量持久性有毒污染物檢測及毒性甄別的納米材料與技術(shù)；用于高危險有機(jī)化學(xué)品檢測的功能化納米材料與超高靈敏傳感技術(shù)。
  考核指標(biāo)：發(fā)展環(huán)境中痕量持久性有毒污染物的被動采樣、分離富集、現(xiàn)場檢測及毒性甄別的納米技術(shù)與裝置，檢測下限低于1 ppb，研發(fā)用于水體痕量持久性有毒污染物高通量篩查的納米材料與技術(shù)，研發(fā)可快速、同時檢測痕量重金屬和有機(jī)污染物的集成式納米器件；研發(fā)用于爆炸物、軍事毒劑等高危險有機(jī)化學(xué)品的超高靈敏度與選擇性的原位、快速納米檢測技術(shù)，闡明不同目標(biāo)物與納米材料的相互作用原理及檢測機(jī)制；完成上述納米材料及器件的批量生產(chǎn)，實現(xiàn)真實環(huán)境下目標(biāo)污染物檢測的示范應(yīng)用。
 
6.3 用于農(nóng)村飲用水中污染物深度處理的納米材料與技術(shù)
  研究內(nèi)容：用于農(nóng)村飲用水中微量有毒污染物深度處理的納米材料與技術(shù)
  考核指標(biāo)：研發(fā)用于農(nóng)村飲用水中微量有毒污染物高效吸附與氧化還原消除的納米材料與技術(shù)；闡明目標(biāo)污染物與納米材料表/界面的相互作用機(jī)理及反應(yīng)機(jī)制，揭示納米材料的構(gòu)-效關(guān)系原理；形成2項以上的實用化技術(shù)及農(nóng)村飲用水深度凈化綜合處理方案，并實現(xiàn)典型地區(qū)農(nóng)村飲用水凈化示范應(yīng)用，出水水質(zhì)達(dá)到國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的各項指標(biāo)。

  作者：陳學(xué)元