基于文献计量分析的纳米科学技术发展趋势

采用文献计量学的方法,利用Web of Science数据库,以2003~2013年纳米科技领域发表的论文为科学指标,定量分析了纳米科技领域的研究水平、发展态势、研究热点等趋势和特征,并针对我国纳米科技的发展现状以及在全球的国际地位进行了全面剖析.结果显示我国纳米科技发展迅速,发文量逐年快速增长,但在篇均被引频次、高影响因子学术期刊上的发文量、高质量论文等方面与美国等发达国家仍有一定差距.一些国际关注的焦点,如药物递送、结构纳米材料等方向应在我国加大研究力度.研究结果可为我国前沿科技发展战略和决策提供科学依据.     

纳米科技及其发展前景

纳米科技是20世纪80年代末、90年代初才逐步发展起来的前沿、交叉性新兴学科领域, 它的迅猛发展将在21世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化. 目前所有发达国家的政府和企业都在对纳米科技的研发进行大量的投入, 试图抢占这一21世纪科技战略制高点. 关注纳米科技的进展, 尽快组织和部署我国纳米科技的发展规划, 对于我国新世纪的发展影响深远. 1 纳米科技的意义与发展过程纳米科技是指在纳米尺度(1-100 nm之间)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用, 以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术. 当物质小到1-100 nm(1…     

纳米技术标准化的挑战、动态与展望

技术标准为科技成果进入市场、形成产业提供支撑和保障.对于正从实验室走向产业应用的纳米科技来说,在名词术语、测量表征、环境健康安全和材料规格等方面对基础通用标准有紧迫的需求,而这就依赖于纳米检测方法验证、不确定度评估、标准样品研制等研究的不断深入,和学术界、产业界、监管机构的密切合作.本文综述了纳米技术标准化动态,包括战略制定、组织机构、发布与在研标准、面临的主要挑战等,并结合我国纳米技术发展现状,分析存在的主要问题并提出可能的应对策略,加强顶层设计和宣贯力度、引入创新方法、提升企业参与,使制定的标准切实助力我国纳米产业测试水平和质量提升.     

纳米毒理学与安全性中的纳米尺寸与纳米结构效应

纳米生物效应与安全性是纳米科学中既具有基础科学意义, 又事关纳米科技应用前景的关键问题, 是纳米技术可持续发展的核心. 国际上普遍认为, 纳米技术的未来发展取决于两大主要瓶颈能否取得突破: 一是纳米尺度上的可控加工与大规模生产技术; 二是纳米安全性知识体系与评价方法. 针对后者, 欧洲和美国都提出了“没有安全数据, 就没有市场”(“No Data,No Market”)的方针. 为了保障科技和市场的优先权, “科技要领先, 产品要安全”已成为发达国家的国家战略. 为此, 在短短5 年内已经形成纳米毒理学这个新兴学科, 阐明在纳米尺度下物质的毒理学效应. 本文重点分析纳米毒理学与纳米安全性中的纳米尺寸效应、纳米结构效应这两个重要的科学问题及其研究结果, 同时简单讨论剂量-效应关系这个传统毒理学的中心法则在纳米毒理学中的变化情况, 讨论未来的相应研究内容和方向, 同时也帮助读者更为科学、理性地认识和理解物质在新的纳米尺度下所固有的生物学特性, 包括毒理学特性.     

纳米科技及其发展前景

纳米科技是在８０年代末、９０年代初才逐步发展起来的前沿、交叉性新兴学科领域，它的迅猛发展将在下世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。目前所有发达国家的政府和企业都在对纳米科技的研发进行大量的投入，试图抢占这一２１世纪科技战略制高点。关注纳米科技的进展，尽快组织和部署我国纳米科技的发展规划，对于我国新世纪的发展影响深远。 本文是白春礼院士去年１２月 １４日在中南海科技讲座上的报告全文。纳米科技的意义与发展过程 纳米科技的定义 如果将人类所研究的物质世界对象用长度单位加以描述，我们可以得到人类智…     

序言

<正>近10年来,纳米科技在全球范围内迅速发展,许多该领域的重大发现都离不开科研工作者们跨越传统学科界限的共同努力.这些重大发现不仅具有很强的科学意义,也可能解决人类面临的很多问题,如能源、环境和健康问题.为顺应现代新兴科技发展和学科融合交叉的趋势,汇聚化学、物理、生物、材料、电子等不同学科的人才,把     

关于科技评价和科技评价改革的讨论

目前,科技评价已成为我国科技界备受关注的问题,科技评价的改革也被提到落实国家创新驱动发展战略的高度.然而,什么是科技评价?科技评价要遵循哪些基本准则?如何理解评价的独立性?对于这些关于科技评价和科技评价改革的基本问题,目前各方面的认识和理解还存在一定的差异.本文提出,为了推动科技评价的改革取得实质性进展,从落实国家创新驱动发展战略的需求和当前科技界反映最强烈的问题出发,可以将公共RD(research and development)的绩效评价和学术评价中的价值导向问题作为科技评价改革的突破口.并针对公共RD绩效评价的三个基本原则(独立性、可信性和有用性)进行了讨论.简要介绍了我国公共RD绩效评价的成功案例—"国家自然科学基金资助与管理绩效国际评估",重点分析该评估如何体现这三个基本原则.试图针对科技评价和科技评价改革的一些基本的、有争议问题的进行讨论,希望有助于促进科技管理者、科学家和评价专家之间的对话,并为推动我国科技评价的改革提供参考.     

科技伦理的价值取向及其对国际科技合作的重要作用

<正>随着国际科技竞争态势发生深刻变化,科技发展的价值观和基本原则在各国战略博弈的过程中发挥着越来越重要的作用,成为影响国际科技合作乃至全球科技发展的重要变量^[1].科技发展的价值观主要体现在各国在科技治理和科技合作中秉持的科技活动目标、科技发展理念、科技伦理原则等主张之中.本文从科技伦理议题切入,     

科技战略研究规范化设计的政策思考

中国制定<1956-1967年科学技术发展远景规划>以来,科技界对于科技规划的重要性和必要性已形成广泛共识.深入开展战略研究,是制定战略规划不可或缺的重要组成部分.2003年6月,中国启动<国家中长期科学和技术发展规划(2006-2020年)>制定工作,组织了2000多名科技、经济和管理等方面的专家,围绕20个专题开展了深入研究.这项战略研究,为后来制定颁布国家中长期科技规划奠定了扎实基础,同时也为持续开展科技发展战略研究积累了宝贵经验.     

转化医学在中国:五年回顾与展望

近5年来,转化医学在中国完成了从理念到实践落地的转变,初步统计已建立了130多家各具特色的转化医学研究机构,重点关注重大疾病的临床与转化研究与合作.但同时也应当看到转化医学学科建设仍面临严峻的现实:一方面缺乏顶层的统筹规划和专项经费投入,以解决转化研究项目难以落实、研究资源与技术碎片化的问题;另一方面缺乏与国家科技战略发展相配合的激励机制和专业人才培养等.本文针对上述问题对"十三五"阶段我国转化医学领域的发展框架提出了初步建议.     

让纳米科技插上基础和应用的双翼展翅翱翔

正时光荏苒,从2003年12月获中央机构编制委员会办公室批复成立,国家纳米科学中心(以下简称"纳米中心")已经走过了整整15个年头.纳米科技是化学、物理、生物材料等多学科高度交叉融合的领域,从创立之初,国家纳米科学中心在体制机制创新和领域发展上被赋予了融合发展和高度交叉的学科基因.纳米中心是由中国科学院和教育部共同建设,历任领导集体都是由中国科学院和北京大     

基于多肽和蛋白质分子的纳米生物界面效应及其应用研究

通过对纳米结构进行表面生物和化学修饰,能够赋予其崭新的界面性质.本文概述了纳米颗粒表面共价修饰和非共价修饰多肽和蛋白质的常用方法,对比了两种修饰方法的优缺点以及构筑纳米生物结构存在的问题;并介绍了多肽和蛋白质界面修饰在改善纳米颗粒生物稳定性、生物分布和靶向性方面的研究工作;在此基础上介绍了纳米生物结构基于抗原-抗体特异性识别在生物检测领域的应用;此外,简单介绍了纳米生物结构在应用过程中所面临的挑战.希望本综述能够有助于科技工作者了解纳米生物结构的构筑方法及其应用方面的进展和挑战,为多肽和蛋白质修饰纳米结构的设计合成提供一些启发和思路.     

基于纳米分子影像探针的癌症微创介入诊疗导航技术

癌症微创介入治疗具有不开腹、创伤小、术后恢复快等诸多优势,是医学发展的趋势与研究热点.分子影像导航为癌症微创介入治疗的发展提供了契机;而肿瘤特异性分子探针是分子影像手术导航的核心.与小分子探针相比,纳米探针不仅具有更长的成像时间,而且具有优异的信号放大和载药功能.因此,高灵敏、高特异性的纳米探针是分子影像手术导航的发展方向.为实现癌症诊疗的"精确、高效、微创"的目标,围绕肿瘤边界识别和淋巴结转移判断这个关键科学问题,拟解决3个关键技术:(1)实现纳米探针在肿瘤部位的有效富集;(2)增加纳米探针对肿瘤细胞的敏感性;(3)发展与纳米探针匹配的高精度成像方法.纳米分子影像探针不仅可用于成像和诊断,而且在介入治疗方面可能有更大的潜在价值.尤其重要的是,纳米探针将促进高端荧光共聚焦内镜、分子影像导航系统和微创介入治疗系统的研制和推广应用,从而加速我国在重大医疗设备关键技术上的突破.     

雾霾超细颗粒物的健康效应

大气细颗粒物暴露与肺癌和心血管疾病及其死亡率增加的因果关系,已经在过去几十年欧美国家所开展的长期研究中得到确认.但是,细颗粒物是空气动力学直径小于或等于2.5?m的所有颗粒的统称,包括对消光、致霾贡献很大的亚微米颗粒物和纳米级的小颗粒物(100 nm,超细颗粒物).以质量浓度(即颗粒物的重量)测量,细颗粒物中微米尺度颗粒物的浓度最大;但以颗粒物数浓度(即颗粒物的数目)测量,超细颗粒物的浓度最大.与大尺寸的颗粒物相比,超细颗粒物具有不同的吸附能力、表面化学反应能力、分散与团聚能力等.长期以来,由于缺乏有效的研究手段和方法,科学家们只能推测雾霾中的超细颗粒物有可能是雾霾健康损害的主要贡献者.近年来,伴随着纳米科技的迅速发展,纳米毒理学得以兴起并受到广泛关注.尽管大气超细颗粒物的成分、尺寸等远比人造纳米颗粒复杂,但是,纳米毒理学所建立的实验技术和方法学可以在二者的研究中共享.本文根据过去15年发展起来的纳米毒理学的研究方法和获得的知识,从毒理学研究角度针对雾霾超细(纳米级)颗粒物在肺部的沉积和吸收、呼吸系统急性毒性反应、清除、炎症反应等健康效应,以及心血管系统对超细颗粒物的急性毒性反应等进行了分析和讨论,并针对我国雾霾特征提出了开展雾霾超细颗粒物健康效应系统研究的优先方向.     

中国未来海洋联盟成立

<正>由中国科学院学部主办,中国科学院学部学术与出版工作委员会承办,厦门大学、山东大学、《中国科学》杂志社协办的第39次中国科学院学部科学与技术前沿论坛暨海洋科技发展战略研讨会于2014年8月10~11日在青岛召开.21世纪是海洋的世纪,海洋在气候变化和全球碳循环过程中发挥着至关重要的作用.本次海洋科技战略发展研讨会发出了组建中国未来海洋联盟的倡议,得到了与会专家的热烈响应.大家认为,在目前海洋研究的形势下,海洋研究跨学科交叉还不足,面对重大科学问题时,科研力量还较分散.为了我国未来海洋科学的发展,尽快缩短与世界海洋强国的差距,非常迫切需要组织一个可以汇聚各方面优势资源,整合各方面优势力量,协同各方面优势人才的学术组织.     

纳米材料与自组装技术

纳米科技在本世纪将引导一轮新的技术革命 ,纳米材料是纳米科技的重要分支 ,自组装技术在纳米科技、纳米材料的发展与研究中具有重要作用 ,采用自组装技术开展有机薄膜及器件的研究具有重要意义 .     

纳米生物效应与安全性研究展望

当物质达到纳米尺度时,会具有一些特殊的物理化学性质,如量子尺寸效应、表面效应以及宏观量子隧道效应等.即使化学组成相同,纳米物质的生物学效应也可能不同于微米尺寸以上的常规物质.因此,根据常规宏观物质研究所得到的生物学效应与安全性评价结果,可能并不适用于纳米物质.自2003年Science发表文章关注纳米生物效应与毒理学效应之后,各国政府先后启动了对纳米生物效应的研究,并且支持力度不断增加.我国是世界上较早开展纳米生物效应与安全性研究的国家之一,研究工作在国际上产生了重要影响.国家纳米科学中心与中国科学院高能物理研究所共同建立的"中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室",作为我国第一个也是国际上少有的以纳米材料生物效应与安全性为研究方向的专业实验室,在了解纳米材料的基本性质-活性关系的基础上,对更深层次的理化效应展开了深入的研究,并建立了适用于纳米生物效应与安全性评价的多层次模型,发展了高灵敏、高分辨率的适用于纳米生物效应和安全性评价的实验技术和研究方法,为保证纳米科技的可持续发展做出了重要的贡献.本文综述了本实验室近年来在纳米生物效应与安全性领域的研究进展.     

编后记

为把我国建设成为富强、民主、文明的社会主义国家,党的十三大在制定经济发展战略时,把发展科技和教育事业放在首要位置.这就抓住了根本.本刊将继续顺应当代科技发展的新潮流,推动我国科技事业向前发展.本期科学家论坛栏里,王其藩、易照华、赵华明等几位教授,分别就系统动力学、天文学和引力物理学以及生物有机化学的研究现状和前景作了介绍,我们热情欢迎自然科学领域的专家学者踊跃为这个栏目撰稿. 交叉科学的一个重要交叉点就是熵.熵理论不仅从物理学和化学领域向整个自然科学扩展,促进了新理论和新学科的产生,而且大有应用于包括自然科学、技术科学和社会科学等几乎所有科学领域的趋势,     

页岩气开发机理和关键问题

页岩气是重要的非常规天然气资源,从长远的能源发展角度来看,开发页岩气是保障我国天然气供给、优化能源结构、促进能源清洁发展的重要战略.虽然美国页岩气开发已有20余年的历史,超低渗页岩储层的开发机理仍有诸多不清楚之处,问题的核心是发展更完善页岩储层流动模型.受机理研究制约,目前页岩储层的实验测试、油藏模拟等技术仍需要进一步研究和突破.中国处于页岩气开发的起步阶段,开发机理研究对页岩气开发关键技术有重要指导意义,是发展这些技术的理论基础和科学依据;同时,页岩气开发的环境影响也不容忽视,是贯穿开发过程始终的关键问题.本文重点分析页岩气开采中纳米孔隙微观流动、流固耦合、裂缝描述等机理问题及其研究进展,介绍页岩储层实验测试、油藏模拟和开发环境风险等关键问题,讨论未来的研究方向和热点.     

纳米摩擦学研究进展与存在问题

90年代国际上兴起的纳米科学技术被认为是面向21世纪的新科技,它是在0.1～100nm尺度上研究自然界现象中原子、分子行为与规律,以期在深化对客观世界认识的基础上,实现直接由人类按需要排布原子,制造出性能独特的产品.纳米科技的出现无疑是现代科学的重大突破,将深刻影响国民经济的未来发展,并由此派生出一系列的新学科。纳米摩擦学就是其中重要的分支。在纳米科技中,当前人们普遍关心和急需解决的理论与实践问题主要有:微材料特性、微观摩擦、磨损和润滑、微系统优化设计理论以及纳米级结构和制造工艺等。 现代机械科学的发展出现机电一体化、超精密化和微型化的趋势,许多高新技术装置如微电子设备、微型机器人、生物医疗器械和精密测试仪器等的摩擦副间隙常处于纳米量级。微型机械中因受到尺寸效应的影响,使表面粘着力、摩擦力和润滑膜粘滞力相对于传统机械中的体积力而言显得非常突出,微摩擦磨损和纳米薄膜润滑已成为关键问题,因此纳米摩擦学对现代机械的发展具有重要意义。