科技行业：纳米研究前沿分析报告-20180206-中国科学院科技战略咨询研究院-25页-3mb

纳米研究前沿分析报告总结

核心内容

本报告由中国科学院科技战略咨询研究院与国家纳米科学中心联合编写，旨在分析全球主要国家在纳米技术领域的战略规划、研究前沿及发展趋势。报告基于科睿唯安公司Essential Science Indicators（ESI）数据库中的高被引论文，结合文献计量、内容分析和专家意见，梳理出纳米技术的热点前沿和新兴前沿，并重点分析了“锂电池”、“太阳能电池”、“纳米发电机”、“纳米药物”、“纳米检测”、“纳米仿生孔”、“纳米安全性”、“纳米催化”和“测量标准”等9个关键研究领域。

主要观点

1. 全球纳米技术发展态势

   • 各国普遍增强对纳米技术的信心，加大资金与人力投入，将其视为促进经济发展和解决关键问题的重要技术领域。
   • 研发重心由单一的纳米材料制备转向应用和商业化，推动产学研融合及跨领域合作。
   • 各国重视纳米技术的社会接受度，开展环境、健康、安全与伦理研究，并推动国际标准制定。
   • 纳米技术的基础教育和高等教育受到广泛重视。

2. 美国与中国的对比

   • 美国在纳米技术的高被引论文数量和影响力上仍处于领先地位，尤其在“太阳能电池”、“纳米发电机”、“纳米药物”、“纳米检测”、“纳米仿生孔”、“纳米安全性”和“测量标准”等7个领域排名靠前。
   • 中国在“锂电池”和“纳米催化”两个领域高被引论文数量领先，其他领域排名第二或第四，显示出较强的科研实力和国际竞争力。

3. 研究前沿分类与分布

   • 从1391个纳米研究前沿中，遴选出41个热点前沿和37个新兴前沿，涉及高被引论文6639篇，反映了当前纳米技术研究的重点方向。
   • 纳米技术研究覆盖多个领域，如纳米制造、纳米能源、纳米生物、纳米测量等，其中“纳米制造”和“纳米能源”是最具影响力的两个领域。

关键信息

各领域研究前沿分析

1. 锂电池

• 研究热点：锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池等。
• 中国优势：在锂离子电池的负极材料、正极材料、隔膜材料及机理研究等方面表现突出，尤其在硅基材料、二氧化钛、氧化铁等领域取得显著成果。
• 国际领先机构：美国西北大学、新加坡南洋理工大学、浙江大学、中科院等。

2. 太阳能电池

• 研究热点：量子点敏化太阳能电池、有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等。
• 美国优势：在该领域高被引论文数量最多，尤其在钙钛矿太阳能电池方面取得突破。
• 中国进展：在非富勒烯型聚合物太阳能电池和钙钛矿太阳能电池方面取得重要成果，如南开大学陈永胜团队创造了12.7%的光电转换效率纪录。

3. 纳米发电机

• 研究热点：摩擦纳米发电机、压电纳米发电机等。
• 美国主导：在该领域高被引论文数量最多，尤其是佐治亚理工学院和中国科学院北京纳米能源与系统研究所。
• 王中林贡献：首次提出摩擦纳米发电机，推动纳米发电技术的发展。

4. 纳米药物

• 研究热点：纳米药物载体、靶向治疗、抗菌治疗等。
• 美国领先：在纳米药物领域高被引论文数量最多，如金纳米材料在肿瘤治疗中的应用。
• 中国发展：在纳米药物载体和生物检测方面有重要研究进展，如国家纳米科学中心陈春英和吴晓春团队的纳米药物研究。

5. 纳米检测

• 研究热点：纳米探针、纳米生物传感器、纳米孔测序等。
• 美国与中国的主导地位：在该领域高被引论文数量领先，尤其在荧光纳米探针和生物检测方面取得突破。
• 技术突破：如牛津纳米孔技术公司推出的MinION测序仪，实现单分子DNA测序。

6. 仿生纳米孔

• 研究热点：纳米孔DNA测序、蛋白质分析等。
• 美国领先：在该领域高被引论文数量最多，占51.1%。
• 中国进展：仅1篇高被引论文，表明在该方向仍有待加强。

7. 纳米安全性

• 研究热点：纳米材料的生物相容性、毒性研究、环境影响等。
• 美国主导：在该领域高被引论文数量最多，研究范围广泛。
• 中国参与：在氧化石墨烯和介孔二氧化硅的安全性研究中表现活跃。

8. 纳米催化

• 研究热点：C1化学、电催化、光催化等。
• 中国领先：在该领域高被引论文数量排名第一，如包信和院士团队在低碳烯烃合成方面取得突破。
• 美国紧随其后：在该领域高被引论文数量排名第二，研究涵盖多种催化剂的开发。

9. 测量表征

• 研究热点：光谱测量、电子显微测量、纳米磁共振等。
• 美国领先：在该领域高被引论文数量最多，尤其在超分辨成像和纳米磁共振方面。
• 中国进展：在该领域高被引论文数量较少，但部分研究如原位透射电子显微镜技术有突破。

总结

本报告揭示了全球纳米技术研究的前沿趋势与各国的发展现状。中国在纳米科技领域已形成一批具有国际竞争力的研究方向和团队，尤其在“锂电池”和“纳米催化”方面表现突出。同时，中国在其他领域如“太阳能电池”和“纳米药物”中也取得了显著进展，但在“纳米仿生孔”等方向仍需加强。

尽管中国在纳米技术研究中取得长足进步，但与美国相比，仍存在一定的差距。未来应进一步加强在关键领域的国际合作与技术转化，推动纳米技术向更广泛的应用场景发展，以提升国际竞争力。

附录

• 热点前沿：包括“非富勒烯有机太阳能电池小分子电子受体材料”、“摩擦型纳米发电机”、“钙钛矿太阳能电池”、“纳米孔在生物检测中的应用”等41个方向。
• 新兴前沿：包括“过渡金属硫属化合物基的纳米复合材料研究”、“高性能钙钛矿太阳能电池/发光二极管”、“金属纳米笼的精细自组装”等37个方向。