1、附件1“納米科技”重點專項2016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（20062020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，科技部會同有關部門編制了“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第一

2、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.納米科技重大問題。根據專項實施方案和“十二五”期間有關部署，2016年優先支持26個研究方向。申報單位針對重要支持方向，面向解決重大科學問題和突破關鍵技術進行一體化設計，組織申

3、報項目。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。鼓勵依托國家實驗室、國家重點實驗室等重要科研基地組織項目。項目執行期一般為5年。為保證研究隊伍有效合作、提高效率，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。所有重要支持方向均受理青年科學家項目申請。1. 新型納米制備與加工技術1.1 新型碳納米材料的制備與光電功能研究研究內容：手性碳納米管、石墨烯納米帶、高質量石墨烯（碳單層或少層）和石墨炔等納米碳材料的宏量可控制備與可控摻雜，碳基納米結構中的物理新效應與光電功能的高效調控。考核指標：實現面積大于2平方厘米和密度大于100根/微米的單壁碳

4、納米管平行陣列的可控制備方法；實現高品質單層石墨烯的連續可控制備方法；建立面積大于平方分米高取向石墨炔薄膜（厚度小于10納米）的制備技術；建立碳納米材料在光電子和光電轉換器件中的應用關鍵技術，實現在顯示驅動和柔性電子器件中的應用示范。1.2 具有特殊功能的有機納米材料的自組裝研究內容：新穎自組裝基元的設計合成；結構、形狀、手性確定的有機納米功能材料的自組裝方法；定向、維數可控、大面積、高有序納米結構的自組裝技術。考核指標：建立功能有機納米材料可控制備的新方法和新技術，提出功能分子在表界面自組裝規律的新觀點，在有機納米材料固體結構物性、微觀結構和宏觀性能的關系研究方面取得新突破，獲得世界紀錄的高

5、遷移率、高能量轉換效率的有機納米功能材料；突破有機納米材料在電子、光子和光電子等關鍵器件與柔性器件中的應用關鍵技術。1.3 納米加工和構筑新技術研究內容：大面積、多維度、高精度、可控納米和微米跨尺度結構與器件加工構筑新方法。考核指標：建立納米和微米跨尺度結構與器件加工技術規范，在大面積（4英寸）上實現分辨率小于20納米、均勻性優于90%納米結構與器件，實現在24項信息和安全領域中的應用。2. 納米表征與標準2.1 納米結構的原位、實時和動態極限分辨率表征方法研究內容：納米結構和特性的原位、實時、動態及外場作用下的極限分辨率表征方法及檢測技術。考核指標：發展極限分辨率的納米結構表征和成像技術與理

6、論，提供相應的實用模擬程序包；實現納米體系化學官能團的亞納米尺度識別、成鍵和斷鍵過程的動態檢測；實現外場條件下納米體系相互作用和演化過程的高空間分辨（小于1納米）及動態（皮秒飛秒）表征。2.2 跨尺度物理、化學性質測量技術研究內容：功能納米材料體系表/界面結構及關聯理化性質的跨尺度精確表征和測量。考核指標：發展功能材料和器件中顯微結構與電子過程的納米級原位表征技術，實現多相界面分子排列和取向結構的精確表征，實現納米到微米跨尺度空間分辨的原位光電性質和皮秒至飛秒級的瞬態特性測量；建立自組裝體系和納米復合材料體系中界面構造、物性調控及多尺度傳遞的構效分析方法，闡明功能優化的核心機制和有效路徑。2.

7、3 納米技術標準與標準樣品研究內容：面向重要納米產業應用，開展納米性能檢測標準研究，納米標準物質與標準樣品研制，包括納米技術術語和定義、測量和表征、健康安全和環境、材料規格等。考核指標：制定納米結構基本性質的系列納米技術標準，建立納米制造技術和重大應用中納米性能檢測的系列標準化方法及評價規范，完成系列國家一級、二級納米標準物質/標準樣品，主持制定納米技術國家標準2040項，主導制定國際納米技術標準（ISO，IEC）1020項。2.4 納米尺度物理性能與輸運性質測量技術研究內容：納米尺度電學、光學、磁學、力學和熱學等物性及其輸運性質的定量化綜合測量技術。考核指標：實現單分子水平光學、電學、磁學性

8、質及新奇量子效應的高靈敏檢測，有效調控分子結構和各類響應特性；實現納米尺度光、電、熱、磁、力等物性及其相關輸運性質的綜合表征，達到基本物性的定量化測量。闡明納米材料/器件中缺陷的分布、成核、傳播與失效過程的機理，提出納米材料器件設計和調控新方法。3. 納米生物醫藥3.1 惡性腫瘤等重大疾病的納米檢測及體外診斷新方法研究內容：用于惡性腫瘤等重大疾病檢測和診斷的納米標記材料及其標記檢測技術和方法。考核指標：建立量子點、貴金屬等納米材料標記的快速納米生物檢測技術和方法，針對樣品中特定細胞（包括癌細胞團等）、病原微生物、蛋白質、核酸、小分子等的檢測靈敏度達到單細胞或單分子水平；發展12種單分子/單顆粒

9、實時示蹤、活體定量納米檢測等技術，滿足重大疾病發病機理研究需求。研制數種經藥監局批準的使用納米材料標記的臨床檢測試劑和試劑盒，部分成果進入產業示范。3.2 心腦血管疾病即時診斷、有效干預的納米技術研究內容：針對心腦血管疾病的關鍵分子靶點，結合現代影像設備及醫學信息處理技術，研發可應用于臨床的多功能分子納米探針和在體實時成像及處理技術，研究快速診斷并即時治療的醫療新策略。考核指標：采用能用于人體的多功能分子納米探針，針對心腦血管疾病等重大疾病突發時應急處理的醫療需求，建立即時、快速診斷并能受控干預所需的成像增強技術與干預新方法，明顯改善或提高相關臨床技術水平。實現12種經CFDA批準的影像增強劑

10、，部分成果進入產業示范。3.3 重大疾病的納米治療新技術研究內容：用于惡性腫瘤等重大疾病治療的新型納米材料、納米器件及相關治療新技術。考核指標：發展基于納米組裝體的納米生物治療、納米成像技術的手術顯影或手術導航、納米針陣列的給藥技術、以及采用磁性納米材料或貴金屬納米材料的物理治療新方法，獲得35種可經CFDA批準應用于人體的納米材料與納米器械，12種治療技術進入臨床前試驗。3.4 新型納米藥物研發研究內容：具有原創性和實用性的納米藥物及納米技術改性的新劑型，納米藥物胞內轉運和體內遞送的過程與規律，體內外作用的分子機制。考核指標：發展納米藥物制備、質量控制、藥物傳遞與釋放等的原創技術；針對臨床用

11、藥的重大需求，研制新型靶向納米藥物；選擇基礎好、有應用前景的納米材料，闡明載藥機制、生物降解、細胞與動物水平毒理學機制等，研發出若干新型藥用納米材料。35種納米藥物獲得CFDA臨床試驗許可。3.5 納米生物效應與安全性研究內容：醫用及工業應用納米材料的毒理學機制與安全性評價基礎。考核指標：闡明醫學應用納米材料或與人接觸廣泛的工業納米材料毒理學效應的關鍵機制，納米技術安全評估流程的科學基礎；闡明重要納米材料的釋放、遷移、轉化行為，提出并驗證其安全性評價方法和技術；提出與科技倫理學交叉的納米技術社會倫理學問題。3.6 組織修復用納米雜化材料研究內容：多尺度、多功能納米無機材料以及高生物相容性軟物質

12、材料；仿人體硬組織（牙、骨）的結構梯度性納米雜化材料；具有生物活性的仿人體軟組織（神經、肌肉、皮膚）響應性智能材料；仿生組織與肌體的臨床服役交互機制。考核指標：研制生物安全性高的組織修復用納米雜化材料，根據個體差異實現雜化材料定制化，仿生硬組織和軟組織材料應具有類人體機械性能（強度，模量，韌性等）和響應（傳導性、收縮性、防御性）行為，其各性能參數不低于本體組織的90%。23個產品實現臨床應用。4. 納米信息材料與器件4.1 納米電子器件及其集成研究內容：納米存儲器三維集成中的器件采用新結構和新材料的物理問題，多值存儲，架構優化，提高集成密度的方法，串擾和失效機制，利用三維結構研究存儲與計算融合

13、的功能以及納米阻變存儲器的三維集成。考核指標：納米存儲器件編程電壓<2 V，操作速度<50 ns，循環次數>108，操作功耗<1 pJ，實現8層以上的片內三維存儲器集成且存儲密度>8 Gbit/cm2的三維存儲演示芯片。4.2 碳基納米電子器件與集成研究內容：高性能碳基納米晶體管的制備及大規模集成，碳基和半導體集成電路的混合集成。亞10納米碳基CMOS器件制備技術；芯片用碳管材料的可控和批量制備；新型器件在柔性襯底上的基本科學與技術問題。考核指標：實現集成電路用高純半導體碳納米管材料的批量制備，建立碳基納米電路與硅基CMOS集成電路的混合集成工藝；碳納米管平行陣列

14、中半導體純度大于99%，碳基納米CMOS場效應晶體管柵長小于10納米，本征門延時小于0.1 ps，碳基納米集成電路規模大于1000門級，實現4位碳基CPU的功能演示；實現柔性碳納米器件在可穿戴裝備上的應用。4.3 真空微納電子器件研究內容：采用真空微納電子技術的新型真空光電轉換器件，微納器件高效制備與集成技術。考核指標：實現較高密度可選址的納米線陣列，大面積平板發光與探測器件的關鍵科學與技術。平板器件指標：1、發光器件尺寸：對角線8英寸，陣列數320*320，輻射劑量不低于0.4 mGy。2、探測器件尺寸：對角線8英寸，探測像素數320*320，量子探測效率大于50%。探測器件為陣列式，光電增

15、益高于105，信噪比高于60dB。4.4 納米成像光電子器件研究內容：新物理機制和新器件架構的納米級成像芯片，低功耗、高穩定性、高動態范圍的納米級像素器件集成及其量產技術。考核指標：發展新型光電轉換機制的納米級像素成像芯片，納米級成像芯片突破可見光衍射極限。研制出單芯片5000萬像素以上，單個像素<200納米的突破衍射極限成像芯片；實現成像動態范圍>40 dB,芯片功耗<10 mW，分辨率超過2500線對/毫米，幀頻大于1 Hz的超低成本芯片集成，芯片可以同時對超過1×104個細胞高分辨率大視場成像，應用于生物醫學的高分辨率顯微成像、納米級物理化學觀測和分析等重要應

16、用領域。完成標準大規模集成電路芯片制造平臺的量產準備。4.5 CMOS兼容的太赫茲源，探測和陣列成像研究內容：應用于高效太赫茲信息傳輸和成像低維半導體材料制備與性能調控，與CMOS兼容的太赫茲光源和光電轉換器件。考核指標：實現太赫茲器件技術與CMOS工藝高度兼容，太赫茲發射源和探測器能在室溫下連續操作；發射源工作頻率范圍在50 GHz5 THz，輸出功率達到mW級別；探測動態量程大于100 dB，陣列成像器件的像素優于128x128 pixels，單像素分辨率突破衍射極限，達到百納米級別，解決器件尺寸減小引起的負載功率問題，發展單片尺寸不小于3英寸的焦平面陣列成像。4.6 新型二維原子晶體材料

17、和器件原理 研究內容：超薄溝道、高載流子遷移率、帶隙可調控的高性能二維原子晶體材料的精準構筑和制備，研究帶隙、摻雜等關鍵物性調控以及自旋、能谷等信息單元操控中的科學問題，構建新穎器件原型。考核指標：發現和合成新的高性能二維原子晶體材料并完成結構和性能表征；制備出宏觀尺度、結構完整和性能優異的二維原子晶體薄膜；演示針對下一代高速、低功耗信息處理和高靈敏探測要求的二維原子晶體邏輯器件、高頻射頻器件、光電子發射和探測器件等，建立相關器件原理和物理模型，發展功能協同與集成技術，占領二維原子晶體材料和器件研究的國際制高點。5 能源納米材料與技術5.1 高性能能量轉換納米材料與技術研究內容：無機、有機及無

18、機/有機雜化高性能太陽能電池中的多功能納米復合材料制備、納米結構表面/界面調控和高性能器件制造技術。考核指標：發展活性層納米結構及其穩定性的控制方法；提出新型的薄膜太陽能電池結構和機理；提高基于納米材料和技術的高效新型電池的效率和穩定性，實驗室電池效率達15%或同類電池國際先進水平；小型組件效率達到實驗室電池效率之80%；封裝無機電池穩定性達20年以上；有機及有機/無機雜化電池穩定性達1年以上或國際先進水平；典型器件實現應用示范。5.2 納米能量存儲材料及器件研究內容：下一代鋰、鋁等儲能電池的納米電極材料結構的設計和充放電過程中的電子結構、晶體結構、界面反應的演化規律。考核指標：研制綜合性能優

19、異的納米正負極材料、固體電解質材料、具有納米尺度界面修飾功能的添加劑材料以及納米復合隔膜材料。新型納米電極材料的鋰電池儲能密度大于400 Wh/kg，循環穩定性大于500次。5.3 納米能源器件及自驅動系統研究內容：基于摩擦及壓電效應的納米發電機的能量轉換機制；材料組成、微觀表面結構等對發電效率的影響；納米發電機的電能存儲及能源管理、系統集成與封裝；自驅動傳感、空氣凈化等領域的應用示范。考核指標：闡明納米發電機的能量轉換機制；研發適應不同應用需求的納米發電材料體系；建立納米發電機的評價指標體系和行業技術評測規范；納米發電機的能量轉換效率70%,峰值功率密度550 W/m2；納米發電儲能一體化能源包的能量存儲效率60%；實現主動感知外界信號的自供電系統原型器件在傳感、空氣凈化等領域的示范應用；實現小型能源和大型摩擦納米發電機陣列的能源產業示范。5.4 資源小分子催化轉化的納米特性和高效催化劑研制研究內容：納米結構及表界面效應等對表面催化反應的調控規律，資源小分子化學鍵高效重組的催化活性中心精準構筑，創制多功能納米催化劑。考核指標：突破金屬復合催化劑、氧化物催化劑和納米孔結構催化劑的可控制備的基礎理論和應用技術，并實現規模制備；發