第一章学科发展战略
第一节纳米科学的战略地位
纳米科学是多学科交叉融合的智慧结晶，也是未来变革性技术的重要源泉，已成为国际上竞相争夺的战略制高点。纳米科技以其多学科交叉性、基础性、引领性和变革性的特征，带动多个学科、多个前沿领域快速发展，成为推动科学发展的新引擎。纳米科技正在成为变革技术产生的源泉，21世纪的各类前沿技术，人工智能、大数据、物联网、移动通信、自动驾驶等，无不是以纳米科技作为基本的支撑。
在科学前沿层面，纳米科学汇聚了化学、物理、生物、材料等多学科领域在纳米尺度的焦点科学问题，已经成为现代科学*活跃的前沿研究领域，在基础科学中起到创新性、引领性、穿透性和带动性的作用。主要M在以下几方面。
一、纳米科学与各个基础学科交叉融合，带动基础学科的发展
对文献数据库的统计和分析，显示了纳米科学的知识流动对各个基础科学领域发展的影响（图1-1）。整体来看，纳米科技在物质科学中广泛分布，且向生命科学、健康科学等渗透，说明纳米科技作为普适性科学技术正在与多个学科融合。数据分析表明，纳米科技的发展带动了这些传统学科的快速进步。
二、纳米科学引领全球研究前沿
根据统计和分析，纳米研究文献广泛覆盖了近年来全球前沿研究主题（图1-2）。2015～2019年，全球共有960个*受关注的研究主题（高显著度主题），其中89%的主题与纳米相关，39%与纳米强相关（主题中至少有10%的文献与纳米相关）。这些前沿研究主题包括：太阳能电池、石墨烯、锂电池、等离激元超材料、生物传感器、催化剂、半导体量子点、药物制剂等。纳米与当前极具发展前景的研究领域紧密结合，引领了全球科学研究前沿。
在前沿技术层面，纳米科技对产业的颠覆性和变革性特征凸显，成为技术变革和产业升级的重要源头，并极大地改变了人类的生活方式。据Elsevier数据库统计，纳米文献的专利引用率髙于全球平均水平，体现了纳米研究成果从基础端向产业端的输入力度，说明纳米科学为产业发展提供了强劲支撑。纳米科技带来了量子加密材料、行星探测传感器、柔性电子学材料、新型半导体加工技术和可穿戴人工肾脏等颠覆性技术创新；智能手机是纳米科技应用的集大成者，纳米技术已全方位覆盖到它的制造与使用中：从芯片集成、电源存储到柔性屏幕、智能传感、卫星通信等。新冠疫情以来，新型纳米材料和技术在防护口罩、防护服、检测试剂等研发中实现了重要应用。未来10～20年，纳米科技将深度应用于信息、能源、环保、生物医学、制造、国防等领域，产生新技术变革，促进传统产业改造升级，形成基于纳米技术的新兴产业。
在战略层面，纳米科技受到世界各国（地区）政府高度重视，它们纷纷开展战略部署，抢占纳米科技制高点。美国于21世纪初启动国家纳米技术计划，至2020年度，NNI累计资助金额超过290亿美元。欧盟在框架计划FP6、FP7和地平线计划中一直部署纳米基础研究；德国发布纳米技术行动计划2020，英国、法国也发布了本国的纳米技术战略计划。日本第二～五期科学技术基本计划中，连续将纳米科学确定为优先领域，并发布了纳米与材料科学技术研发战略。近20年，纳米科学的产出呈爆发式增长，纳米文献的增速是全球所有文献增速的3.2倍，越来越多的科研工作者在从事与纳米相关研究。在基础研究的推动下，全球纳米科技发展呈现以下特点和趋势：纳米科技向各个领域快速渗透，由单一技术向集成技术转变；多学科交叉，集中解决重大的科学挑战问题或孕育重大突破的应用技术；形成基础研究-应用研究-技术转移的一体化研究模式。
因此，纳米科技已经成为我国在基础前沿领域和变革性关键技术取得领先的重大机遇。纳米技术使拥有纳米技术知识产权和广泛应用的国家未来在国家经济和国防安全方面处于有利地位。经济发达国家希望通过纳米科技整合基础研究、应用研究和产业化开发，引领下一次产业革命，纳米科技同时也为发展中国家提供了在技术上获得跨越发展的机遇。我国作为推动纳米科技发展的主要国家之一，一直高度重视纳米科技研发。“十二五”期间就通过纳米研究国家重大科学研究计划对纳米科技进行了布局；2006年《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中将纳米科技作为我国有望实现跨越式发展的领域之一，将纳米科技列为优先发展和重点支持的领域。2009年由自然科学基金委资助的“纳米制造的基础研究”重大研究计划，遵循“有限目标、稳定支持、集成升华、跨越发展”的总体思路，针对国家重大需要和前瞻性两种类型的核心基础科学问题开展纳米制造的基础研究；同时还支持了一批重点和面上项目。通过对全球纳米科学SCI论文的资助机构进行分析发现，自然科学基金委资助发表的论文*多。我们要坚持创新驱动发展，加强在数字经济、人工智能、纳米技术、量子计算机等前沿领域合作。各国应该把握新一轮科技革命和产业变革带来的机遇，加强前沿领域合作，共同打造新新产业、新业态、新模式。
纳米技术为我国实现在前沿科学和新技术领域的跨越式发展，突破科学创新与技术创造不足的难题，提高我国基础研究的原始创新能力，推动我国髙技术产业领域的技术变革，提供了难得的机遇。
第二节纳米科学的发展规律与发展态势
纳米科学技术以其多学科交叉型、综合型、平台型的特征，对多个基础学科的学术产出与学术影响力有显著贡献，是推动科学发展的新引擎。据Elsevier对2000～2019年发表的世界科技文献的数据统计，过去二十年，纳米科学的学术产出呈现爆发式增长（图1-3），纳米学术文献的增速是全球所有文献增速的3.2倍，越来越多的科研工作者在从事纳米相关研究；且全球纳米研究成果的学术影响力是全学科的1.6倍（图1-4）。发表纳米研究论文*多的学科是材料科学、化学工程等；而分子生物学、毒理学等学科的纳米文献量年均增长*快。这充分表明，纳米科技的发展带动了这些传统学科的快速进步。
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