原標題:納米科技:中國科研成功的縮影

2017年8月29日—-本月28日和29日,在北京舉辦的2017年中國國際納米科學技術會議上,施普林格·自然集團(Springer Nature)、中國國家納米科學中心和中國科學院文獻情報中心聯合發布了《國之大器始於毫末——中國納米科學與技術發展狀況概覽》中英文白皮書。白皮書回顧了中國納米科研如何飛速發展成為當今的全球領導者,揭示了中國的優勢和面臨的挑戰,並為如何進一步繁榮發展提出了建議。

納米科技:中國科研成功的縮影

白皮書認為,中國投入進行納米科研有數十年時間,已成為當今世界納米科學與技術進步的重要貢獻者,部分基礎研究居國際領先水平,中國納米科技應用研究與成果轉化也已初具規模。這些都與中國在納米科技領域的持續投入密切相關。中國納米科技研究正在向原創性突破轉變,並更加關注納米科技的產業化應用。

「中國納米科研起步於二十多年之前,與整個中國科研一樣,同樣也邁出了前所未有的發展步伐,這不僅僅是數量,更重要的是體現在質量上。因此,我認為納米科學是觀察中國科研,並分析其飛速發展原因的一個窗口。並且,中國發展納米科學和相關技術的經驗值得其它國家及不同的科研領域加以深入了解和借鑒。」施普林格•自然集團大中華區總裁安諾傑(Arnout Jacobs)說。

白皮書分別從原創論文數量、Nano資料庫和專利產出這三個方面,將中國與世界其他主要納米科研強國進行了對比,揭示了中國納米科研的優勢與發展特點。白皮書還通過業內專家訪談,探討了中國納米科學的發展前景和未來面臨的挑戰。

納米科技:中國科研成功的縮影

中國納米科技論文:

數量和質量均有大幅提升

1997年,全球共發表了約1.3萬篇與納米科學相關的論文。到2016年,已增至15.4萬篇,複合年均增長率達14%,是各領域3.7%的平均複合年增長率的將近四倍。中國納米科技論文產出則由1997年的820篇增至2016年的5.2萬餘篇,複合年均增長率高達24%。

而且,中國對全球納米科研的貢獻一直呈穩步增長的態勢。1997年,與納米相關的SCI論文中只有6%涉及中國作者,到2010年,中國已與美國旗鼓相當。目前,中國貢獻了全球超過三分之一的納米科研論文,幾乎是美國的兩倍。

此外,中國納米領域的高被引論文持續增加,複合年均增長率達22%,是全球的三倍多。中國在2014年就已超過美國,其貢獻率是除美國以外其它國家的數倍之多,顯示了中國納米論文在數量增加的同時,質量也有明顯提升。

中國納米科研的迅速崛起,得益於政府有力的資金支持。早在1990年,國家科學技術委員會(中國科學技術部的前身),就已將納米材料科學列入國家「攀登」項目,並予以源源不斷的資金支持。同期,國家自然科學基金委員會也資助了近千項小型的納米科研項目。在2006年初中國國務院發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020年)》中,納米科學被列為四項重點發展的基礎研究領域之一,獲得的資助也最多。此外,日益興起的「海歸潮」對中國納米科學的發展也起到不小的推動作用。

白皮書指出,在中國崛起為納米科研強國的過程中,中國科學院等機構發揮了重要的推動作用。目前,中國科學院已是全球納米領域最主要的高影響力論文產出機構,在前1%高被引納米科研論文的產量上,已是位居其後的競爭者的兩倍以上。另有五家中國機構也位居高被引納米科研論文全球前20強,即清華大學、復旦大學、浙江大學、中國科學技術大學和北京大學。

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Nano資料庫彰顯中國納米研究的優勢與側重

Nano資料庫(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,其中收錄了《先進材料》、《納米通訊》、《自然》、《科學》等167本同行評議期刊所發表的納米科技論文。對該資料庫中30本最頂級的期刊2014-2016年期間的數據分析發現,中國科學家的納米研究涉及多種納米材料,其中最常見的是納米結構材料、納米顆粒、納米片、納米器件和多孔納米材料。

在應用研究領域,中國的催化研究有顯著的領先優勢,這也是中國高質量納米科研論文的最熱門領域。此外,中國納米科學家還比較關注納米醫學,以及與能源相關的應用。與其它納米科研強國相比,中國在納米材料的電子學應用方面還處於相對弱勢。但機器人和激光已成為中國新興的納米研究領域,涉及光子和數據存儲等應用的納米科研論文也有顯著增長。中國有超過80%的論文明確提及論文所描述的納米結構或材料的應用,其比例顯著高於美國、德國、英國、日本和法國等多數科研強國。

Nano資料庫還顯示出中國在納米領域的國際合作程度。中國涉及國際合作的納米論文比例從2014年的36%增至2016年的44%,與韓國相近,但明顯低於西方國家,並且合作的增長速度也不如美國、法國、德國等國。美國是中國納米科研領域最大的國際合作國——在Nano資料庫收錄30本頂級期刊中,中國發表的納米方面的國際合作論文有55%是與美國合作的。排在美國之後的依次為德國、澳大利亞和日本。

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中國納米專利:

數量全球第一,但多為本國專利

科睿唯安的德溫特專利資料庫(Derwent Innovation Index)顯示,過去二十年,中國納米專利的申請量累計達209,344件,佔全球總量的45%,是美國同期累計申請總量的兩倍以上,美國居全球第二位。自2008年起,中國即已超過美國,成為世界第一大專利申請國。

中國有五家機構,即中國科學院、浙江大學、清華大學、鴻海精密工業股份有限公司和天津大學,位列全球納米專利的十大機構申請者。其中,中國科學院自2008年即位居全球首位,過去二十年總共申請了11,218件納米專利。有意思的是,位居前十的其他機構申請者都是商業公司。而在中國,在專利申請中居主導地位的往往是科研和學術機構。

不過,中國在國外申請的納米專利數量仍較少,僅佔過去20年累積專利申請總量的2.61%,而在美國,這一比例高達近50%。一些歐洲國家,如英國和法國,有超過70%的納米專利都是非本國專利。

同時,中國納米專利申請所涉領域非常廣泛,其中最多的是高分子合成和超分子化合物的專利。相比較而言,美國、日本、韓國主要申請的是半導體器件和電子產品的專利,其中美國半導體器件的專利申請總量位居全球第一。

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前景、機遇與挑戰

白皮書指出,科研產出和專利申請數量上的迅速增長,都描繪出中國納米科學美好的發展前景。不論是傳統的強項學科,還是新興領域,中國納米科學都表現出巨大的潛力。

不少受訪專家認為,催化技術和納米催化材料將是中國最有發展前景的納米科學領域。此外,納米技術在能源產業有著廣闊的應用前景,納米醫藥也是一個充滿潛力的新領域。

同時,一些受訪者也表示,中國納米技術的產業影響力仍舊有限。納米科學和納米技術產業化之間仍存在差距。因此,多數採訪者認為,政府需要在應用研究上有更多投入,以促進納米科研成果的轉化,同時應鼓勵企業更多地投入研發。

隨著越來越多的科研人員專註於納米科研,經費申請的競爭正變得日益激烈,但大部分受訪青年科學家並不十分擔心經費的競爭,而是更強調了軟環境的重要性。他們希望能有渠道來表達自己的建議或創新的想法。此外,也有受訪者認為目前的評估體系偏重於過往成就或海外經驗,因此希望人才選拔機制能加以改進,以推動該學科的可持續發展。

滑動閱讀可了解施普林格·自然集團、國家納米科學中心、中國科學院文獻情報中心

關於施普林格·自然集團

施普林格·自然集團(Springer Nature)是一家全球領先的從事科研、教育和專業出版的機構。集團旗下匯聚了一系列備受尊敬和信賴的品牌,以各種創新的產品和服務,為客戶提供優質的內容。施普林格·自然集團是世界上最大的學術書籍出版公司,此外還出版全球最具影響力的期刊,在開放研究領域也是先行者。集團全球員工1.3萬人,遍及50多個國家。施普林格·自然在2015年由自然出版集團、帕爾格雷夫·麥克米倫、麥克米倫教育、施普林格科學與商業媒體合併而成。更多資訊,請訪問www.springernature.com。

關於國家納米科學中心

國家納米科學中心於2003年12月成立,由中國科學院與教育部共建,定位於納米科學與技術的基礎研究和應用研究,重點在具有重要應用前景的納米科學技術基礎研究。國家納米科學中心實行理事會領導下的主任負責制,目標是建成具有國際先進水平的研究基地、面向國內外開放的納米科學研究公共技術平台、中國納米科技領域國際交流的窗口和人才培養基地。

中心現有3個中國科學院重點實驗室,分別是中國科學院納米生物效應與安全性重點實驗室、中國科學院納米標準與檢測重點實驗室和中國科學院納米系統與多級次製造重點實驗室。另外設有納米技術發展部,負責公共儀器設備的開放共享和管理運行服務。國家納米科學中心還與清華大學、北京大學和中國科學院直屬單位等科研院校共建了19個協作實驗室。

國家納米科學中心現有凝聚態物理、物理化學、材料學和納米科學與技術四個博士生培養點,並設有博士後流動站。截至2016年末,發表第一作者科學論文1699篇,申請專利868項,授權專利393項。在中國科學院2014年組織的國際評估中獲得國際同領域專家高度認可,並被認為是「迄今中國最優秀的納米科學研究機構」。2016年公布的自然指數表明,國家納米科學中心進入中國科學院各研究所前十行列。

2015年10月,中國科學院決定成立中國科學院納米科學卓越創新中心(CAS-CENano),加速建立有利於重大科研產出的科研活動組織新模式。中心的任務是匯聚和培養納米領域優秀人才,聚焦納米科學前沿,率先在納米領域的重大科學問題上取得突破,成為國際知名的納米科學研究機構。

關於中國科學院文獻情報中心

中國科學院文獻情報中心(NSLC)立足中國科學院、面向全國,主要為自然科學、邊緣交叉科學和高技術領域的科技自主創新提供文獻資訊保障、情報分析、研究情報管理、數字圖書館開發、科學出版(目前擁有17本學術及專業期刊)和科學交流與傳播服務。

同時,該中心還積極推動共建共享國家科學資訊基礎設施。作為國家科技圖書文獻中心的重要成員,中心除了在全國範圍提供STM資訊外,還組織研究與培訓活動,對STM圖書館、數字圖書館標準、知識組織系統、數字保存技術和實踐,以及開放獲取政策進行戰略規劃。該中心也與國內外圖書館合作,進行資源共享,並開展圖書館與資訊服務的研究。

該中心在中國科學院大學的支持下,擁有圖書館學和情報學兩個學科的碩士學位和博士學位授予權,每年招生50名左右,並常年接收高級訪問學者和組織專業繼續教育。該中心是中國圖書館學和情報學專業發表論文數量和被引次數最多的研究機構之一,同時也是中國圖書館學會專業圖書館分會的掛靠單位。

中國科學院文獻情報中心的目標是發展世界一流資訊服務能力,引領國內圖書館的發展,並大力強化資源、改進系統、創新服務,以最大程度地滿足使用者需求。

本文圖片均來自《國之大器始於毫末——中國納米科學與技術發展狀況概覽》

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