微米和纳米科技材料

纳米技术:中国科研成功的缩影

2017年8月29日——在8月28日和29日于北京举行的2017中国国际纳米科技大会上,斯普林格·斯普林格自然、中国国家纳米科学中心和中国科学院文献信息中心联合发布了中英文白皮书“国家的强大始于世纪末——中国纳米科技发展概况“白皮书回顾了中国的纳米研究如何迅速发展成为当今的全球领导者,揭示了中国的优势和挑战,并就如何进一步繁荣和发展提出了建议。白皮书认为,中国在纳米科学研究方面的投资已达数十年之久,成为世界纳米科技进步的重要贡献者。部分基础研究处于国际领先水平,我国纳米科技应用研究和成果转化已初具规模。这与中国对纳米技术的持续投资密切相关。中国的纳米技术研究正在向原始突破转变,更加注重纳米技术的产业化应用

“中国的纳米科学研究始于20多年前。与整个中国的科学研究一样,它也采取了前所未有的发展步骤,不仅在数量上,而且在质量上。因此,我认为纳米科学是观察中国科学研究和分析其快速发展原因的窗口。此外,中国在发展纳米科学及相关技术方面的经验值得其他国家和不同科学研究领域的深入理解和借鉴,斯普林格自然集团大中华区总裁雅各布斯说P>

白皮书从原始论文数量、纳米数据库和专利产出等方面,将中国与世界其他主要纳米科学研究大国进行比较,揭示中国纳米科学研究的优势和发展特点。白皮书还通过采访行业专家讨论了中国纳米科学的发展前景和未来挑战。

中国的纳米技术论文:

数量和质量显著提高

1997年,全球发表了约13000篇与纳米技术相关的论文。到2016年,该数字已增至15.4万,复合年增长率为14%,几乎是各领域平均复合年增长率3.7%的四倍。中国纳米技术论文的产量从1997年的820篇增加到2016年的52000多篇,复合年增长率为24%。

此外,中国对全球纳米科学研究的贡献一直在稳步增长。1997年,只有6%的与nano相关的SCI论文涉及中国作者。到2010年,中国已经相当于美国。目前,中国贡献了世界上超过三分之一的纳米科学研究论文,其中近一半是美国的两倍。

此外,中国纳米领域被高度引用的论文数量继续增加,复合年增长率为22%,是世界的三倍多。2014年,中国超过了美国,其贡献率是除美国以外其他国家的数倍,这表明中国纳米纸的质量有了显著提高,但数量有所增加。

中国纳米科学研究的快速发展这一快速崛起得益于政府强有力的财政支持。早在1990,国家科委(中国科技部前身)就在全国纳米科学领域“攀岩”的同时,中国国家自然科学基金会也资助了近1000个小型纳米科学研究项目。2006年初,国务院发布了《中国国家中长期科学技术发展规划纲要(2006-2020)》,纳米科学被列为四大重点基础研究领域之一,并获得了最多的资助。此外,海归潮的兴起也对中国纳米科学的发展起到了重要的推动作用。

纳米数据库突出了中国纳米研究的优势和重点

纳米数据库(https://nano.nature.com )它是Springer·Nature最新的自然研究平台,包括先进材料、纳米通讯、自然与科学以及167种同行评议期刊。通过对数据库中2014年至2016年30种顶级期刊的数据分析,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,中国是化学研究的先驱,具有显著的领先优势,也是中国最受欢迎的高质量纳米科学研究论文领域。此外,中国纳米科学家也更加关注纳米医学和与能源相关的应用。与其他纳米科学研究大国相比,中国在纳米材料的电子应用方面仍然相对薄弱。然而,机器人和激光已经成为中国研究领域新兴的纳米技术,涉及光子和数据存储等应用的纳米科学研究论文也大幅增加。中国80%以上的论文明确提到了论文中描述的纳米结构或材料的应用,这远远高于大多数科研大国,如美国、德国、英国、日本和法国。

纳米数据库还显示了纳米领域的国际合作程度。中国纳米论文参与国际合作的比例从2014年的36%上升到2016年的44%,与韩国相似,但明显低于西方国家,合作增速不及美国、法国、德国等国家。美国是中国纳米科学研究领域最大的国际合作伙伴——在纳米数据库收录的30种顶级期刊中,中国发表了纳米领域的国际合作55%的论文是与美国合作撰写的,其次是德国、澳大利亚和日本。

中国的纳米专利:

数量居世界第一,但大部分是国内专利

科瑞威安的德温特创新指数表明,在过去二十年中,中国的纳米专利申请数量已达到209344项,占全球总数的45%,是同期美国申请总数的两倍多,美国排名世界第二。自2008年以来,中国已经超过美国,成为世界上第一个申请大学的国家。

中国共有五所机构,分别是中国科学院、浙江大学、清华大学和洪洪大学。海精密工业有限公司和天津大学是世界十大纳米专利申请机构之一。其中,中国科学院自2008年以来排名世界第一,过去20年共申请了11218项纳米专利。有趣的是,前十名中的其他机构申请者是商业公司。在中国,专利申请中占主导地位的往往是科学研究和学术机构。

然而,中国在国外申请的纳米专利数量仍然很少,仅占过去20年累计专利申请总数的2.61%,而在美国,这一比例接近50%。在一些欧洲国家,如英国和法国,超过70%的纳米专利是非国内专利。

同时,中国的纳米专利申请范围广泛,其中聚合物合成和超分子化合物专利最多。相比之下,美国、日本和韩国主要申请半导体器件和电子产品专利,美国半导体器件专利申请总量居世界第一。

前景、机遇和挑战

白皮书指出,科学研究成果和专利申请数量的快速增长描绘了中国纳米科学的光明发展前景。中国的纳米科学在传统的强学科和新兴领域都显示出巨大的潜力。</许多接受采访的专家认为

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