纳米科技：中国科研成功的缩影

陈静

8月29日，在北京举办的2017年中国国际纳米科学技术会议上，施普林格—自然集团（Springer Nature）、中国国家纳米科学中心和中国科学院文献情报中心联合发布了《国之大器 始于毫末—中国纳米科学与技术发展状况概览》中英文白皮书。白皮书回顾了中国纳米科研如何飞速发展成为当今的全球领导者，揭示了中国的优势和面临的挑战，并为如何进一步繁荣发展提出了建议。

白皮书认为，中国投入进行纳米科研有数十年时间，已成为当今世界纳米科学与技术进步的重要贡献者，部分基础研究居国际领先水平，中国纳米科技應用研究与成果转化也已初具规模。这些都与中国在纳米科技领域的持续投入密切相关。中国纳米科技研究正在向原创性突破转变，并更加关注纳米科技的产业化应用。

白皮书分别从原创论文数量、Nano数据库和专利产出这三个方面，将中国与世界其他主要纳米科研强国进行了对比，揭示了中国纳米科研的优势与发展特点。白皮书还通过业内专家访谈，探讨了中国纳米科学的发展前景和未来面临的挑战。

中国纳米科技论文：数量和质量均有大幅提升

1997年，全球共发表了约1.3万篇与纳米科学相关的论文。到2016年，已增至15.4万篇，复合年均增长率达14%，是各领域3.7%的平均复合年增长率的将近四倍。中国纳米科技论文产出则由1997年的820篇增至2016年的5.2万余篇，复合年均增长率高达24%。

而且，中国对全球纳米科研的贡献一直呈稳步增长的态势。1997年，与纳米相关的SCI论文中只有6%涉及中国作者，到2010年，中国已与美国旗鼓相当。目前，中国贡献了全球超过三分之一的纳米科研论文，几乎是美国的两倍。

此外，中国纳米领域的高被引论文持续增加，复合年均增长率达22%，是全球的三倍多。中国在2014年就已超过美国，其贡献率是除美国以外其他国家的数倍之多，显示了中国纳米论文在数量增加的同时，质量也有明显提升。

中国纳米科研的迅速崛起，得益于政府有力的资金支持。早在1990年，国家科学技术委员会（中国科学技术部的前身），就已将纳米材料科学列入国家“攀登”项目，并予以源源不断的资金支持。同期，国家自然科学基金委员会也资助了近千项小型的纳米科研项目。在2006年初中国国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》中，纳米科学被列为四项重点发展的基础研究领域之一，获得的资助也最多。此外，日益兴起的“海归潮”对中国纳米科学的发展也起到不小的推动作用。

白皮书指出，在中国崛起为纳米科研强国的过程中，中国科学院等机构发挥了重要的推动作用。目前，中国科学院已是全球纳米领域最主要的高影响力论文产出机构，在前1%高被引纳米科研论文的产量上，已是位居其后的竞争者的两倍以上。另有五家中国机构也位居高被引纳米科研论文全球前20强，这五家中国机构是清华大学、复旦大学、浙江大学、中国科学技术大学和北京大学。

Nano数据库彰显中国纳米研究的优势与侧重

Nano数据库（http：//nano.nature.com）是施普林格—自然旗下的自然科研最新推出的平台，其中收录了包括《先进材料》《纳米通讯》《自然》《科学》等在内的167本同行评议期刊所发表的纳米科技论文。对该数据库中30本最顶级的期刊2014—2016年的数据分析发现，中国科学家的纳米研究涉及多种纳米材料，其中最常见的是纳米结构材料、纳米颗粒、纳米片、纳米器件和多孔纳米材料。

在应用研究领域，中国的催化研究有显著的领先优势，这也是中国高质量纳米科研论文的最热门领域。此外，中国纳米科学家还比较关注纳米医学，以及与能源相关的应用。与其他纳米科研强国相比，中国在纳米材料的电子学应用方面还处于相对弱势。但机器人和激光已成为中国新兴的纳米研究领域，涉及光子和数据存储等应用的纳米科研论文也有显著增长。中国有超过80%的论文明确提及论文所描述的纳米结构或材料的应用，其比例显著高于美国、德国、英国、日本和法国等多个科研强国。

Nano数据库还显示出中国在纳米领域的国际合作程度。中国涉及国际合作的纳米论文比例从2014年的36%增至2016年的44%，与韩国相近，但明显低于西方国家，并且合作的增长速度也不如美国、法国、德国等国。美国是中国纳米科研领域最大的国际合作国—在Nano数据库收录30本顶级期刊中，中国发表的纳米方面的国际合作论文有55%是与美国合作的。排在美国之后的依次为德国、澳大利亚和日本。

中国纳米专利：数量全球第一，但多为本国专利

科睿唯安的德温特专利数据库（Derwent Innovation Index）显示，过去二十年，中国纳米专利的申请量累计达209344件，占全球总量的45%，是美国同期累计申请总量的两倍以上，美国居全球第二位。自2008年起，中国即已超过美国，成为世界第一大专利申请国。

中国有五家机构，即中国科学院、浙江大学、清华大学、鸿海精密工业股份有限公司和天津大学，位列全球纳米专利的十大机构申请者。其中，中国科学院自2008年即位居全球首位，过去二十年总共申请了11218件纳米专利。有意思的是，位居前十的其他机构申请者都是商业公司。而在中国，在专利申请中居主导地位的往往是科研和学术机构。

不过，中国在国外申请的纳米专利数量仍较少，仅占过去20年累积专利申请总量的2.61%，而在美国，这一比例高达近50%。一些欧洲国家，如英国和法国，有超过70%的纳米专利都是非本国专利。

同时，中国纳米专利申请所涉领域非常广泛，其中最多的是高分子合成和超分子化合物的专利。相比较而言，美国、日本、韩国主要申请的是半导体器件和电子产品的专利，其中美国半导体器件的专利申请总量位居全球第一。

前景、机遇与挑战

白皮书指出，科研产出和专利申请数量上的迅速增长，都描绘出中国纳米科学美好的发展前景。不论是传统的强项学科，还是新兴领域，中国纳米科学都表现出巨大的潜力。

不少受访专家认为，催化技术和纳米催化材料将是中国最有发展前景的纳米科学领域。此外，纳米技术在能源产业有着广阔的应用前景，纳米医药也是一个充满潜力的新领域。

同时，一些受访者也表示，中国纳米技术的产业影响力仍旧有限。纳米科学和纳米技术产业化之间仍存在差距。因此，多数采访者认为，政府需要在应用研究上有更多投入，以促进纳米科研成果的转化，同时应鼓励企业更多地投入研发。

随着越来越多的科研人员专注于纳米科研，经费申请的竞争正变得日益激烈，但大部分受访青年科学家并不十分担心经费的竞争，而是更强调了软环境的重要性。他们希望能有渠道来表达自己的建议或创新的想法。此外，也有受访者认为目前的评估体系偏重于过往成就或海外经验，因此希望人才选拔机制能加以改进，以推动该学科的可持续发展。endprint