“納米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)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(guó)際影響 力，力爭(zhēng)在若干優(yōu)勢(shì)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(guó)納米科技在國(guó)際上處于*一梯隊(duì)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(duì)；加強(qiáng)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的銜接， 帶動(dòng)和支撐相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快***納米科技科研機(jī)構(gòu) 和創(chuàng)新鏈的建設(shè)，推動(dòng)納米科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶動(dòng)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(xiàng)將部署 7 個(gè)方面的研究任務(wù)：1.納米 科學(xué)重大基礎(chǔ)問(wèn)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(xiàng)圍繞以上主要任務(wù)，共立項(xiàng)支持 43 個(gè)研究項(xiàng)目（其中青年科學(xué)家項(xiàng)目 10 項(xiàng)）。根據(jù)專 項(xiàng)實(shí)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(xiàng)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(xiàng)目，擬優(yōu)先支 持 28 個(gè)研究方向（每個(gè)方向擬支持 1~2 個(gè)項(xiàng)目），國(guó)撥總經(jīng)費(fèi) 10.3 億元（其中，擬支持青年科學(xué)家項(xiàng)目不超過(guò) 10 個(gè)，國(guó)撥總經(jīng)費(fèi)不超過(guò) 5000 萬(wàn)元）。 申報(bào)單位根據(jù)指南支持方向，面向解決重大科學(xué)問(wèn)題和突破關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。鼓勵(lì)圍繞一個(gè)重大科學(xué)問(wèn)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(xiàng)目。 鼓勵(lì)依托國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等重要科研基地組織項(xiàng)目。項(xiàng)目應(yīng)整體申報(bào)，須覆蓋相應(yīng)指南方向的全部考核指標(biāo)。項(xiàng)目執(zhí)行期一般為 5 年。一般項(xiàng)目下設(shè)課題數(shù)原則上不超過(guò) 4 個(gè)，每個(gè)項(xiàng)目所含單位數(shù)控制在 4 個(gè)以內(nèi)。 青年科學(xué)家項(xiàng)目參考重要支持方向組織項(xiàng)目咨詢，但不受研究?jī)?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 新型納米金屬結(jié)構(gòu)材料

研究?jī)?nèi)容：納米金屬結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制備原理與多 級(jí)構(gòu)筑方法，以及力學(xué)性能、理化性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和疲勞、 磨損、腐蝕等使役行為。

考核指標(biāo)：面向納米金屬結(jié)構(gòu)材料關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題及重要工業(yè)應(yīng)用，實(shí)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(jí)構(gòu)筑技術(shù)；建立金屬材料的*小尺寸（特征尺 寸<10 nm）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；發(fā)展納米金屬結(jié)構(gòu)材料在 2~4 種工業(yè)部件生產(chǎn)中的關(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?jī)?nèi)容：具有光開(kāi)關(guān)、光調(diào)制、光電耦合等功能的有機(jī)晶體納米材料的可控自組裝方法；可調(diào)諧寬光譜有機(jī)微納 激光陣列等大面積光子學(xué)集成器件的加工技術(shù)。

考核指標(biāo)：面向有機(jī)納米材料在柔性光子和光電子集成器件中的應(yīng)用，闡明有機(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(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)材料光子學(xué)行為的調(diào)控機(jī)制； 有機(jī)納米光電子材料的載流子遷移率>40 cm2/(V·s)，熒光量 子產(chǎn)率>50 %；有機(jī)微納激光陣列的發(fā)射波長(zhǎng)在 400~800 nm 范圍可調(diào)，光泵浦激光閾值<60 nJ/(cm2·pulse)；有機(jī)微納電 控光開(kāi)關(guān)響應(yīng)時(shí)間<3 ns，光控開(kāi)關(guān)器件增益>10000；有機(jī)光 子學(xué)集成器件尺寸>15 cm × 15 cm。

1.3 面向空間應(yīng)用的納米復(fù)合材料制備及實(shí)用化

研究?jī)?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(duì)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。

考核指標(biāo)：面向納米復(fù)合材料在空間技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用， 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； 制備可滿足空間應(yīng)用的輕質(zhì)納米復(fù)合材料，包括：寬頻段吸 收特性的超黑表面涂層，對(duì)太陽(yáng)光的吸收大于 0.98；高靈敏 度壓力傳感復(fù)合涂層，檢測(cè)力低于 15 Pa；用于航天飛行器 的高強(qiáng)度低密度數(shù)據(jù)電纜，質(zhì)量比傳統(tǒng)電纜減少至少 25%； 用于航天飛行器隔熱防火的輕質(zhì)、高強(qiáng)材料，室溫下導(dǎo)熱系 數(shù)<0.03 W/(mK)，燃燒等級(jí)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?jī)?nèi)容：新穎共軛分子自組裝基元的設(shè)計(jì)合成；有機(jī) 半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的自組裝和性能調(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)。

考核指標(biāo)：建立高遷移率有機(jī)半導(dǎo)體納米功能材料的設(shè) 計(jì)與合成方法；發(fā)展維數(shù)可控、大面積、高有序有機(jī)半導(dǎo)體 納米結(jié)構(gòu)的自組裝方法和性能調(diào)控技術(shù)；獲得空穴遷移率>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>5.0cm2/(V·s)的雙*性有機(jī)半導(dǎo)體納米功能材料；實(shí)現(xiàn)有機(jī)半導(dǎo) 體場(chǎng)效應(yīng)器件集成。

2. 納米結(jié)構(gòu)的表征與檢測(cè)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(cè)

研究?jī)?nèi)容：全局結(jié)構(gòu)和反應(yīng)路徑優(yōu)化搜尋以及性能評(píng)估理論和計(jì)算方法；新型納米光催化材料、相變納米記憶存儲(chǔ) 材料、低維自旋電子器件材料等的結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)機(jī)理、穩(wěn)定性 及物性的優(yōu)化與預(yù)測(cè)。

考核指標(biāo)：優(yōu)化搜索周期短于 1 周（168 小時(shí)），并行任 務(wù)數(shù)超過(guò) 100，1000 個(gè)以上納米體系的快速結(jié)構(gòu)及相變路徑預(yù)測(cè)，同期實(shí)現(xiàn) 50個(gè)以上體系催化活性動(dòng)力學(xué)高效評(píng)估；篩選預(yù)測(cè) 3 種以上新型可見(jiàn)光光解水、低碳能源轉(zhuǎn)化催化材料的結(jié)構(gòu)，生長(zhǎng)機(jī)理和穩(wěn)定性；預(yù)測(cè) 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(zhǎng)機(jī) 理。

2.2 單分子器件的原位高靈敏測(cè)量技術(shù)

研究?jī)?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，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(shí)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(cè)，并將測(cè)量靈敏 度推進(jìn)到單電子、單光子*限水平，實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)時(shí)間分辨率， 實(shí)現(xiàn)信噪比大于 1000 的整流/開(kāi)關(guān)比，實(shí)現(xiàn) 1000 個(gè)單分子器 件集成陣列的演示；與基于*一性原理的理論新方法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等外場(chǎng)對(duì)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(cè)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表 征與譜學(xué)表征技術(shù)

研究?jī)?nèi)容：高空間分辨和時(shí)間分辨的力學(xué)、電學(xué)和光學(xué) 測(cè)量技術(shù)，原子和分子尺度上納米結(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(guò)程。

考核指標(biāo)：在單鍵水平測(cè)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(cè)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(shí)現(xiàn)原位飛秒時(shí)間分辨的譜學(xué)測(cè)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(cè)，實(shí)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)診療新方法與納米藥物研制

3.1 病原體的納米檢測(cè)及體外診斷新方法

研究?jī)?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(cè)技術(shù)和方法；病原體（如流感病毒等）快速檢 測(cè)及感染機(jī)制。

考核指標(biāo)：1~2 種用于病原體快速檢測(cè)的熒光納米材料的規(guī)?；思?jí)）制備方法，實(shí)現(xiàn)材料化學(xué)組成、尺寸、結(jié) 構(gòu)和性質(zhì)（熒光性質(zhì)、表界面性質(zhì)、能量轉(zhuǎn)移和躍遷等）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(cè)技術(shù)，檢測(cè)靈敏度達(dá)到單個(gè)病原體顆粒水平；1~2 種病原體感染機(jī)制研究的動(dòng)態(tài)示蹤方法；2~3 種經(jīng) CFDA 批準(zhǔn)的使用納米材料 標(biāo)記的臨床檢測(cè)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?jī)?nèi)容：臨床應(yīng)用的術(shù)中分子影像技術(shù)，針對(duì)胃癌或乳腺癌或肝癌的診斷和手術(shù)治療的納米材料、分子影像技術(shù) 與裝備。

考核指標(biāo)：建立符合生物安全性的無(wú)機(jī)納米材料標(biāo)記的快速檢測(cè)技術(shù)和方法，針對(duì)胃癌或乳腺癌或肝癌，實(shí)現(xiàn)高靈 敏、高組織穿透的原位檢測(cè)和實(shí)時(shí)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(cè)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(shí)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(cè)用納米材料、器件及 技術(shù)

研究?jī)?nèi)容：針對(duì)惡性腫瘤（如肺癌、胰腺癌、肝癌、胃 癌等）早期檢測(cè)的、可部分替代活檢的臨床血液與體液等納 米檢測(cè)技術(shù)和方法。

考核指標(biāo)：待測(cè)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(cè)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(cè)新技術(shù)，滿足重大疾病早期檢測(cè)與術(shù)后監(jiān)測(cè)、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(cè)試劑和試劑盒。

3.4 抗腫瘤新型納米藥物及制備關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題

研究?jī)?nèi)容：針對(duì)乳腺癌等腫瘤的納米藥物抗腫瘤轉(zhuǎn)移和耐藥理論；抗腫瘤納米藥物的規(guī)?；苽?、在線質(zhì)量控制、 制備過(guò)程的自動(dòng)化與智能化控制等關(guān)鍵技術(shù)。

考核指標(biāo)：建立自動(dòng)化與智能化控制的抗癌納米藥物規(guī) ?；苽浼夹g(shù)發(fā)展原創(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；研 發(fā) 3 種以上注射級(jí)納米材料獲得生產(chǎn)許可，采用納米技術(shù)提 高 10 個(gè)抗癌候選藥物的成藥性，3~4 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(yàn)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?jī)?nèi)容：納米酶設(shè)計(jì)與構(gòu)建及其生物效應(yīng)與原理，細(xì) 胞內(nèi)氧化—還原微環(huán)境檢測(cè)與調(diào)控，血液系統(tǒng)中以新型多 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)：系統(tǒng)闡明納米酶生物效應(yīng)；建立納米酶檢測(cè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；與納米生物傳感和造血組織成像等技術(shù)相結(jié)合，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(cè)試劑盒， 1~2 種納米診療技術(shù)進(jìn)入臨床前實(shí)驗(yàn)。

3.6 納米技術(shù)對(duì)腫瘤微環(huán)境調(diào)控及新型納米藥物

研究?jī)?nèi)容：針對(duì)肝癌、胰腺癌等危害性較高、微環(huán)境作 用明確的惡性腫瘤，研究納米技術(shù)在腫瘤微環(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，以及新型納米藥物 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、靶向識(shí)別等技術(shù)，發(fā)展新型納米藥物和藥物載體，提出和完善 3~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(píng)價(jià)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?jī)?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；利用光致熱載流子原理的中紅外光源和探測(cè)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(guò)程的機(jī)理，建立和發(fā)展熱載流子提高光—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（400nm~20µm）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 （3~12µm）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(cè)器光子能量探測(cè)*限，拓展到 中紅外波段；研制光致熱載流子中紅外光源和探測(cè)原型器 件。

4.2 高時(shí)空分辨生物信息微納電*陣列及光電系統(tǒng)集成

研究?jī)?nèi)容：采用新結(jié)構(gòu)和新材料的高靈敏高速生物信息微納電*陣列及其光電系統(tǒng)集成，生理活性分子的高靈敏高 選擇性傳感器。

考核指標(biāo)：面向神經(jīng)系統(tǒng)重大疾病檢測(cè)診療與調(diào)控干 預(yù)、高時(shí)空分辨活體分析等應(yīng)用，建立納米顆粒和高分子納 米功能薄膜修飾的微納電*陣列檢測(cè)方法、基于光開(kāi)關(guān)納米 組裝體技術(shù)的對(duì)特定細(xì)胞精準(zhǔn)靶向的光調(diào)控干預(yù)方法；實(shí)現(xiàn) 化學(xué)信號(hào)/電生理信號(hào)活體同步實(shí)時(shí)記錄；從組織切片到活體 細(xì)胞生理、化學(xué)定量檢測(cè)與調(diào)控干預(yù)的關(guān)鍵技術(shù)，檢測(cè)分辨 率達(dá)到單細(xì)胞水平，時(shí)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(yàn)，獲得 2 種以上可經(jīng)CFDA 批準(zhǔn)的微納電*陣列和微納電*陣列檢測(cè)系統(tǒng)。

4.3 X 射線衍射光譜與成像納米器件及集成

研究?jī)?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(jì)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，發(fā)展應(yīng)用于 X 射線衍射光譜與 成像系統(tǒng)的新型納米器件。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 100eV-12 keV， 編制微納結(jié)構(gòu)檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 1-2 項(xiàng)。實(shí)時(shí)衍射成像分辨率優(yōu)于 30 nm，實(shí)現(xiàn)可控的渦旋嬗變；一級(jí)光譜色分辨率大于20000 且高次諧波小于 0.5%。實(shí)現(xiàn)在同步輻射、激光聚變等 領(lǐng)域的新應(yīng)用。

4.4 高密度交叉陣列結(jié)構(gòu)的新型存儲(chǔ)器件與集成

研究?jī)?nèi)容：高性能納米選通器件新材料和新結(jié)構(gòu)相關(guān)的 物理問(wèn)題，與選通管兼容的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研發(fā)；與標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝兼容的關(guān)鍵集成技術(shù)；新一代嵌入式存儲(chǔ)芯片。 考核指標(biāo)：面向交叉陣列結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的嵌入式應(yīng)用，實(shí) 現(xiàn)納米選通器件單元尺寸小于 0.036 μm2，驅(qū)動(dòng)電流大于 400 μA，漏電流小于 50 pA，疲勞特性大于 109，研制存儲(chǔ)容為128 Mb 的高密度存儲(chǔ)芯片，并在物聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)通信上實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。

4.5 納米邏輯運(yùn)算器件

研究?jī)?nèi)容：兼容 CMOS 技術(shù)的非易失邏輯新材料、納米 結(jié)構(gòu)和集成方法；非易失邏輯器件性能調(diào)控方法與非易失性 布爾邏輯運(yùn)算原理，及相應(yīng)的信息處理應(yīng)用。

考核指標(biāo)：面向存儲(chǔ)與計(jì)算融合的新型計(jì)算架構(gòu)，研制 與 CMOS 兼容的小尺寸（≤100 nm）、高速（≤100 ns）、低功 耗（≤1 pJ）非易失邏輯器件；完成 16 種基本布爾邏輯運(yùn)算 與邏輯級(jí)聯(lián)；實(shí)現(xiàn)非易失邏輯器件和 CMOS 電路混合集成的模擬計(jì)算加速原型芯片，其中非易失邏輯器件集成規(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?jī)?nèi)容：少層二維電子材料和少層磁性材料的制備，及在原子、分子層次的堆垛組裝；自旋量子效應(yīng)下的低維磁 性異質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合成；強(qiáng)磁場(chǎng)下磁性低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的 表面磁性結(jié)構(gòu)以及動(dòng)力學(xué)行為；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；具有磁 性低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的微納器件制備及其磁性和輸運(yùn)性質(zhì)， 磁性調(diào)控的高遷移率器件與多功能材料的關(guān)鍵技術(shù)?？己四繕?biāo)：發(fā)展磁性低維異質(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(shí)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(shí)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?jī)?nèi)容：硅基混合微納結(jié)構(gòu)中光子與電子的相互作 用，高增益激光陣列、超高帶寬硅基調(diào)制/復(fù)用新器件、波長(zhǎng) 相關(guān)和低損耗 AWG 路由器、高響應(yīng)度高速硅基探測(cè)器陣列 及其集成技術(shù)。

考核指標(biāo)：圍繞未來(lái)高密度光集成技術(shù)需求，實(shí)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(shí)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(chǔ)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?jī)?nèi)容：基于碳基催化劑的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的納米 功能材料設(shè)計(jì)、宏量可控制備、表界面可控功能化及器件。 考核指標(biāo)：闡明高效碳基納米催化材料的轉(zhuǎn)換過(guò)程、反 應(yīng)動(dòng)力學(xué)、轉(zhuǎn)換速率與穩(wěn)定性演變規(guī)律，以碳基納米催化劑 組裝的化學(xué)能源轉(zhuǎn)換器件的功率密度≥1  W/cm2 ，耐久性≥1000 小時(shí)，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?jī)?nèi)容：有機(jī)太陽(yáng)能電池中的關(guān)鍵材料制備；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(yáng) 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；建立電 池多功能層納米結(jié)構(gòu)與光電特性的控制方法；系統(tǒng)闡明有機(jī) 納米薄膜太陽(yáng)能電池的工作機(jī)理；提高新型有機(jī)納米薄膜太 陽(yáng)能電池光伏效率和穩(wěn)定性，面積大于 4 平方毫米的實(shí)驗(yàn)室 電池效率 15%或世界*高水平；面積大于 25 平方厘米的小型組件效率達(dá)到實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)應(yīng)用示范。

5.3 新型化學(xué)能源存儲(chǔ)的納米材料及新體系

研究?jī)?nèi)容：高能量密度化學(xué)能源存儲(chǔ)器件的納米電*材 料的構(gòu)筑、材料結(jié)構(gòu)與電池性能之間的本征關(guān)系，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 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)：提升新型儲(chǔ)能電池的綜合性能，發(fā)展具有應(yīng) 用價(jià)值的高比容量新型納米電*材料，新型電池能量密度≥500 Wh/kg，循環(huán)壽命≥300 次。

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?jī)?nèi)容：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，納米催化劑規(guī)?；苽?/span> 技術(shù)。

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**生產(chǎn)工藝， 形成基礎(chǔ)研究、技術(shù)開(kāi)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 種國(guó)內(nèi)緊缺、附加 值高的精細(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?jī)?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(duì)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(jí)光催化劑及 納米孔道結(jié)構(gòu)膜材料（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(guò)程中離 子傳輸?shù)膭?dòng)態(tài)過(guò)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)境納米材料與治理技術(shù)

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?jī)?nèi)容：用于農(nóng)田土壤有機(jī)污染阻控和有機(jī)污染場(chǎng)地 土壤高效修復(fù)的納米材料與技術(shù)。

考核指標(biāo)：圍繞農(nóng)田土壤有機(jī)污染阻控和有機(jī)污染地土 壤高效修復(fù)示范應(yīng)用的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，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(shí) 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(guò)程及阻控機(jī)制；發(fā)展降解去除場(chǎng)地土壤中有機(jī)污 染物的新型實(shí)用功能納米材料和一體化修復(fù)技術(shù)；闡明功能 納米材料在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程與生物生態(tài)效應(yīng)。

6.2 用于典型污染物檢測(cè)的納米材料與技術(shù)

研究?jī)?nèi)容：用于環(huán)境中痕量持久性有毒污染物檢測(cè)及毒性甄別的納米材料與技術(shù)；用于高危險(xiǎn)有機(jī)化學(xué)品檢測(cè)的功 能化納米材料與超高靈敏傳感技術(shù)。

考核指標(biāo)：圍繞典型污染物檢測(cè)示范應(yīng)用的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn) 題，發(fā)展環(huán)境中痕量持久性有毒污染物的被動(dòng)采樣、分離富 集、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及毒性甄別的納米技術(shù)與裝置，檢測(cè)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(shí)檢測(cè)痕量重金屬和有機(jī)污 染物的集成式納米器件；研發(fā)用于高危險(xiǎn)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(cè)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(cè)機(jī)制；完成上述納米材 料及器件的批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)真實(shí)環(huán)境下目標(biāo)污染物檢測(cè)的示 范應(yīng)用。

6.3 水中污染物深度處理的納米材料與技術(shù)

研究?jī)?nèi)容：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)：圍繞農(nóng)村飲用水中污染物深度處理示范應(yīng)用 的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，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(xiàng)以上的實(shí)用化技術(shù)及農(nóng)村飲用 水深度凈化綜合處理方案，并實(shí)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(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的各 項(xiàng)指標(biāo)。