《瞭望》文章：中國未來十大科技突破口
《瞭望新聞周刊》記者最近走訪了科技部技術前瞻研究組項目執(zhí)行組組長程家瑜，他向記者展示了最新的研究成果《中國技術前瞻報告》。課題組上千名專家近３年來深入分析了未來１０年我國經濟社會發(fā)展的大趨勢和對科技的需求，系統(tǒng)調查了信息、生物、新材料三大領域國內外的發(fā)展狀況和趨勢，課題組認為，未來１０年我國在這三大領域最有可能的科學突破與技術突破集中在以下１０個方面：下一代移動通信技術、下一代網絡體系、納米級芯片技術、中文信息處理技術、人類功能基因組學、生物制藥技術、生物信息學、蛋白質組學、農作物新品種培育技術、納米材料與納米技術。
信息、生物、新材料是２１世紀前３０年發(fā)展最快、最熱門的三大領域，它們集結了當今世界最強勢的研究力量。但在這些關系未來發(fā)展的關鍵領域中，我國許多核心技術仍依賴追蹤、模仿和引進國外技術，原始創(chuàng)新能力明顯不足。
從更寬的視野來看，不僅僅是這三個領域的發(fā)展需要高揚“自主創(chuàng)新”的信心與勇氣。實際上，整個中國科技正面臨著前所未有的發(fā)展壓力：對外要適應國際科技競爭的緊迫形勢，對內要滿足經濟社會發(fā)展進程中的重大戰(zhàn)略性需求。而原始創(chuàng)新能力和技術創(chuàng)新能力的薄弱，已成為當前和未來相當長時期內影響我國整體競爭力的極大障礙。
面向未來１５年的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》即將發(fā)布，科技部等有關部門正在著手制定科技“十一五規(guī)劃”——關于中國科技“未來”的探討與關注，在最近一年多來達到了前所未有的程度。就是在這樣帶著幾分焦灼、幾分期待、幾分信心的探討氛圍中，“自主創(chuàng)新”成為人們關于中國科技發(fā)展的共識。
帶著這個共識，再來看中國科技發(fā)展面臨的“壓力”，在很大程度上已經變成了未來發(fā)展的重大機遇。未來１０年，中國在這三大領域中最有可能實現(xiàn)自主創(chuàng)新的關鍵技術群究竟有哪些？有限的科技經費究竟應當投入到哪些突破口？
下一代移動通信技術
移動通信是人類社會發(fā)展中的一大奇跡。２００４年１２月，全球（蜂窩）移動通信用戶總數(shù)已達１７億以上，超過已有百年發(fā)展歷史的固定通信用戶數(shù)。過去１０年，移動通信技術完成了由第一代模擬通信技術向第二代數(shù)字通信技術的過渡，當前正處于由其巔峰狀態(tài)向第三代（３Ｇ）移動通信技術過渡的進程中。
目前，世界發(fā)達國家紛紛投入力量進行第三代及下一代移動通信標準、技術和產品的開發(fā)。
——３Ｇ移動通信：國際電信聯(lián)盟（ＩＴＵ－Ｔ）批準為３Ｇ的三大標準分別是歐洲的ＷＣＤＭＡ，美國高通公司的ＣＤＭＡ２０００和中國大唐電信的ＴＤ－ＳＣＤＭＡ。３Ｇ已在全球３０多個國家開始商用。
——增強型３Ｇ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ ３Ｇ）：為了克服３Ｇ技術不能很好支持流媒體等業(yè)務的不足，國際電信聯(lián)盟已在制定增強型３Ｇ技術標準。專家預測，增強型３Ｇ技術將進入商用。
——４Ｇ（或Ｂｅｙｏｎｄ ３Ｇ）：下一代移動通信即所謂超３Ｇ（以下統(tǒng)稱Ｂｅｙｏｎｄ ３Ｇ）技術的研究是國際上的熱點。Ｂｅｙｏｎｄ ３Ｇ具有更高的速率與更好的頻譜利用率。歐盟、日本、韓國等國家已開始４Ｇ框架的研究，預期Ｂｅｙｏｎｄ ３Ｇ技術可望在２０１０年后開始商用。
中國移動用戶總數(shù)已達３．３４億，居世界第一，總體技術水平與國際同步，處于由第二代向第三代的過渡時期。我國３Ｇ移動通信技術已經具備了實現(xiàn)產業(yè)化的能力，我國大唐電信２０００年５月提出的ＴＤ－ＳＣＤＭＡ標準已成為國際電信聯(lián)盟正式采納的三大標準之一。此外，在國家“８６３”計劃的支持下，開展了Ｂｅｙｏｎｄ ３Ｇ技術的研究，預期該技術可望在２０１０年后開始商用。
�。拢澹铮睿� ３Ｇ技術對我國經濟社會發(fā)展和國防建設具有十分重要的意義。德爾菲專家調查統(tǒng)計結果顯示，我國研發(fā)水平比領先國家落后５年左右，通過自主開發(fā)或聯(lián)合開發(fā)，在未來５年可能形成自主知識產權。以華為、中興為代表的一批高技術通信設備制造業(yè)公司，在第三代移動通信設備（３Ｇ）等研發(fā)方面緊跟國際前沿，打破了國外公司對高技術通信設備的壟斷，開始參與國際通信標準的制定，開發(fā)具有自主知識產權的核心技術，具備了參與國際競爭的能力，具備實現(xiàn)技術和產業(yè)跨越式發(fā)展的契機。
中國下一代網絡體系
下一代網絡（ＮＧＮ）泛指以ＩＰ為核心，同時可以支持語音、數(shù)據和多媒體業(yè)務的因特網、移動通信網絡和固定電話通信網絡的融合網絡。
世界各國和國際通信標準化組織都在積極開展下一代網絡的研究開發(fā)工作。國際電信聯(lián)盟電信標準化部門（ＩＴＵ－Ｔ）、歐洲電信標準化協(xié)會ＥＴＳＩ、互聯(lián)網工程任務組（ＩＥＴＦ）、第三代伙伴組織計劃（３ＧＰＰ）等，都在致力于下一代網絡體系的研究。目前，美國、日本、韓國、新加坡以及歐盟都已啟動了下一代互聯(lián)網研究計劃，全面開展各項核心技術的研究和開發(fā)。
我國在下一代網絡的研究方面已取得了較大進展�！熬盼濉逼陂g，８６３計劃建成了“中國高速信息示范網”（ＣＡＩＮＯＮＥＴ）、國家自然科學基金委支持的“中國高速互連研究試驗網ＮＳＦＣＮＥＴ”等重大項目，目前已開始基于ＮＧＮ的軟交換技術在移動和多媒體通信中的應用研究。中興、華為等企業(yè)還推出了基于軟交換的ＮＧＮ解決方案；在下一代互聯(lián)網研究上，中興、港灣網絡等推出的高端路由交換機，可應用于國家骨干ＩＰ網絡建設，以及大中型寬帶ＩＰ城域網核心骨干和匯聚。國內公司還開始自行設計高端分組交換定制ＡＳＩＣ芯片。我國已成為少數(shù)幾個能夠提供全系列數(shù)據通信設備的國家之一。
下一代網絡技術對促進我國高新技術的發(fā)展，以及對改造和提升我國傳統(tǒng)產業(yè)具有舉足輕重的作用，對國家安全至關重要。從總體上看，我國互聯(lián)網技術跟隨國外發(fā)展，在技術選擇上缺乏系統(tǒng)研究，走過一些彎路，至今與國外仍存在較大差距。無論網絡用戶規(guī)模、網絡應用、網絡技術或網絡產品都尚有很大的發(fā)展空間。從全局著眼，應不失時機地開展中國下一代網絡體系的研究、應用試驗、關鍵技術研究和產品開發(fā)。不能像第一代互聯(lián)網那樣，技術、標準都是外國的，給國家安全造成隱患。
納米級芯片技術
當前，集成電路的發(fā)展仍遵循“摩爾定律”，即其集成度和產品性能每１８個月增加一倍，按照器件特征尺寸縮小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和設計技術優(yōu)化的途徑繼續(xù)發(fā)展。
自上世紀９０年代以來，全球集成電路制造技術升級換代速度加快。當前國際上ＣＭＯＳ集成電路大規(guī)模生產的主流技術是１３０ｎｍ，英特爾等部分技術先進的芯片制造公司已在用９０ｎｍ進行高性能芯片生產。２００５年，美國ＡＭＤ公司已開始量產９０ｎｍ的高性能芯片，國際上對６５ｎｍ技術的開發(fā)也已成功。伴隨１３０ｎｍ到９０ｎｍ技術的升級，考慮到擴大生產規(guī)模和降低成本，大多數(shù)公司將使用１２英寸替代８英寸硅基片，這也必將帶來半導體設備的大量更新。
近年來我國一些先進集成電路制造公司的崛起，使國內集成電路制造工藝技術與國際先進水平的差距有了顯著的縮小，但整體水平仍與先進國家相差２～３代。目前，我國集成電路設計公司年設計能力已超過５００種，主流設計水平達到１８０ｎｍ，１３０ｎｍ技術正在開發(fā)中，９０ｎｍ技術的研發(fā)也開始著手進行。從產業(yè)發(fā)展看，我國集成電路已初步形成由十多家芯片生產骨干企業(yè)、十多家重點封裝廠、二十多家初具規(guī)模的設計公司、若干家關鍵材料及專用設備儀器制造廠組成的產業(yè)群體，設計、芯片制造、封裝三業(yè)并舉的蓬勃發(fā)展態(tài)勢。以中科院計算所為代表的研究機構和企業(yè)在ＣＰＵ研發(fā)方面所取得的新進展，標志著我國集成電路設計具有較強能力，與國際先進水平的差距進一步縮小。目前我國芯片業(yè)大多集中在低端的交通、通信、銀行、信息管理、石油、勞動保障、身份識別、防偽等領域，ＩＣ卡芯片所占比重一直占據芯片總體市場的２０％左右。
今后的ＩＣ是納米制造技術的時代，而納米級芯片技術是我國趕超國際的關鍵，它的成功將會是我國ＩＣ工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑和持續(xù)發(fā)展的動力，專家認為應優(yōu)先發(fā)展。
中文信息處理技術
包括漢字和少數(shù)民族文字在內的中文信息處理技術，是漢語言學和計算機科學技術的融合，是一門與語言學、計算機科學、心理學、數(shù)學、控制論、信息論、聲學、自動化技術等多種學科相聯(lián)系的邊緣交叉性學科。
隨著互聯(lián)網的發(fā)展，中文信息處理技術已滲透到社會生活的各個方面。１９９４年，微軟開始進入中文軟件市場，微軟的ＷＯＲＤ把國產ＷＰＳ擠出了市場，繼而Ｗｉｎｄｏｗｓ中文版又把國產中文之星擠垮。微軟憑借其強大的優(yōu)勢地位，使國產的中文信息處理軟件舉步維艱。中文版的Ｗｉｎｄｏｗｓ、Ｏｆｆｉｃｅ等占據了大部分的中文軟件市場，使中文信息處理逐漸喪失了其特殊地位。
經過二三十年的努力，我國的中文信息處理，包括中文的編碼、字型、輸入、顯示、輸出等的基本處理技術已經實用化，目前正在逐漸擺脫“字處理”階段，處于向更高級階段快速發(fā)展的時期。包括中文的文字識別機和手寫文字識別、語音合成、語音識別、語言理解和智能接口等技術的研究已獲得進展。中文的全文檢索、內容管理、智能搜索、中文和其他文字之間的機器翻譯等技術也正在開發(fā)、研制，并取得了較大進展，涌現(xiàn)了聯(lián)想、方正、四通、漢王、華建等公司。
隨著中國加入ＷＴＯ與世界各國交流的逐漸擴大以及網絡信息時代的來臨，中文信息處理技術越發(fā)顯得重要，其自動化水平的提高，將大大促進我國科技、國民經濟和社會發(fā)展，同時使中華民族的文化在信息時代得到新的發(fā)展。未來無疑應當加強中文信息處理技術的研發(fā)投入與政策傾斜。
人類功能基因組學研究
�。玻笆兰o末啟動的人類基因組計劃被公認為生命科學發(fā)展史上的里程碑，其規(guī)模和意義超過了曼哈頓原子彈計劃和阿波羅登月計劃。隨著人類基因組、水稻基因組以及其它重要微生物等５０多種生物基因組全序列測定工作的完成，國際基因組研究進入到功能基因組學新階段。
功能基因組學已成為２１世紀國際研究的前沿，代表基因分析的新階段。它是利用結構基因組所提供的信息和產物，發(fā)展和應用新的實驗手段，通過在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能，使生物學研究從對單一基因或蛋白質的研究轉向多個基因或蛋白質同時進行系統(tǒng)的研究，是在基因組靜態(tài)的堿基序列弄清楚之后轉入對基因組動態(tài)的生物學功能學研究。從１９９７年迄今已發(fā)表的有關功能基因組學的論文數(shù)以千計，其中不少發(fā)表在《細胞》《自然》《科學》等國際著名刊物上。
目前功能基因組研究的重點集中在四個方面：一是基因測序技術研究。預計今后幾年內，測序技術將繼續(xù)發(fā)展，特別是有一些重要的改進將直接用于功能基因組的研究；二是單核苷多態(tài)性（ＳＮＰ）以及在此基礎上建立的ＳＮＰ單體型研究；三是基因組有序表達的規(guī)律研究。主要包括基因的深入鑒定、基因表達與轉錄組研究、蛋白和蛋白質組研究、代謝網絡和代謝分子研究、基因表達調控研究等；四是計算生物學和系統(tǒng)生物學研究。
近幾年來，在國家“８６３”計劃、國家重大科技專項等的資助下，我國功能基因組學研究取得了一系列進展。中華民族占世界人口的１／５，有豐富的遺傳疾病家系資源，這是我國發(fā)展功能基因組研究的有利因素�！笆濉逼陂g，我國參與國際蛋白質組計劃、國際人類基因組單體型圖計劃，高質量按時完成了項目中所承擔的２１號染色體區(qū)域的任務，建立并完善了中華民族基因組和重要疾病相關基因ＳＮＰｓ及其單倍型的數(shù)據庫的建設，在國際一流雜志上發(fā)表了一批高水平學術論文，申報了一批國家專利，收集、保存了一批寶貴的遺傳資源，并初步建立了遺傳資源收集網絡和資源信息庫的采集管理系統(tǒng)，組建了一批國家級基地，培養(yǎng)了一支隊伍，建立了一批技術平臺。但總體而言，我國在功能基因組研究及應用方面的原始創(chuàng)新成果數(shù)量較少，還不能為醫(yī)藥生物技術產業(yè)的發(fā)展提供足夠的知識和產品。
未來研究重點包括：
——功能基因組研究。重點開展植物功能基因組研究、人類功能基因組研究和重要病原微生物及特殊微生物功能基因組研究；
——蛋白質組學研究。蛋白質組學是一個新生領域，目前還處于初期發(fā)展階段，仍有許多困難有待克服。我國應選擇具有特色的領域開展研究；
——生物信息技術。我國的研究重點應集中在生物信息數(shù)據庫的構建、生物信息的開發(fā)、加工、利用及生物信息并行處理方面；
——生物芯片技術及產品。通過微加工技術和微電子技術在固體芯片表面構建的微型生物化學分析系統(tǒng)，以實現(xiàn)對細胞、蛋白質、ＤＮＡ以及其他生物組分的準確、快速、大信息量的檢測。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白質芯片、生化反應芯片和樣品制備芯片等。生物芯片的主要特點是高通量、微型化和自動化。我國生物芯片研究緊跟國際前沿，它將對我國生命科學研究、醫(yī)學診斷、新藥篩選具有革命性的推動作用，也將對我國人口素質、農業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護等作出巨大的貢獻。
專家認為，我國人類功能基因組學研究的研發(fā)水平比領先國家落后５年左右，若能高度重視，充分利用我國已有的技術和資源優(yōu)勢，未來１０年我國可能實現(xiàn)人類功能基因組學研究的跨越發(fā)展。
蛋白質組學研究
隨著被譽為解讀人類生命“天書”的人類基因組計劃的成功實施，生命科學的戰(zhàn)略重點轉移到以闡明人類基因組整體功能為目標的功能基因組學上。蛋白質作為生命活動的“執(zhí)行者”，自然成為新的研究焦點。以研究一種細胞、組織或完整生物體所擁有的全套蛋白質為特征的蛋白質組學自然就成為功能基因組學中的“中流砥柱”，構成了功能基因組學研究的戰(zhàn)略制高點。
目前蛋白質組學的主要內容是建立和發(fā)展蛋白質組研究技術方法，進行蛋白質組分析。為了保證分析過程的精確性和重復性，大規(guī)模樣品處理機器人也被應用到該領域。整個研究過程包括樣品處理、蛋白質的分離、蛋白質豐度分析、蛋白質鑒定等步驟。
自１９９５年蛋白質組一詞問世到現(xiàn)在，蛋白質組學研究得到了突飛猛進的發(fā)展。我國的蛋白質組研究也在迅速開展，并取得了許多有意義的成果，中國科學家已經在重大疾病如肝癌，比較蛋白質組學的研究等方面取得了重要成就，在“９７３”計劃的資助下，我國已經開始了二維電泳蛋白組分離研究、圖像分析技術和蛋白質組鑒定質譜技術研究等。
如何抓住國際上蛋白質組學研究剛剛啟動的時機，迅速地進入到蛋白質組學研究的國際前沿，是擺在我國生命科學研究發(fā)展方向上的一個重要課題。
目前我國在該領域的研發(fā)基礎較好，只比先進國家落后５年左右。蛋白質組學屬科學前沿，專家建議結合我國現(xiàn)行的基因組研究及其他有我國特色或優(yōu)勢的領域開展研究，不要重復或追隨國際已有的工作，而應走自己的路，未來１０年內有可能取得重大科學突破。
生物制藥技術
生物制藥被稱為生物技術的“第一次浪潮”，其誘人前景引起了全世界各國政府、科技界、企業(yè)界的高度關注。
在過去的３０年間，全球生物技術取得了令人矚目的成就。據美國著名咨詢機構安永公司２００４年和２００５年發(fā)表的第十八和第十九次全球生物技術年度報告分析，２００３年全球生物技術產業(yè)營收達４１０億美元。目前已有１９０余種生物技術產品獲準上市，激發(fā)起投資者對生物技術股與融資的興趣。
近２０年來，我國醫(yī)藥生物技術產業(yè)取得了長足的進步，據《中國生物技術發(fā)展報告２００４》統(tǒng)計，我國已有２５種基因工程藥物和基因工程疫苗，具有自主知識產權的上市藥物達９種，重組人ω－干擾素噴鼻劑２００３年４月獲得國家臨床研究批文，可用于較大規(guī)模高危人群的預防。但總體上與世界先進水平相比還存在很大的差距，醫(yī)藥生物技術產品的銷售收入僅占醫(yī)藥工業(yè)總銷售額的７．５％左右。
為加快我國生物制藥技術的發(fā)展，今后的研究開發(fā)重點是：
——生物技術藥物（包括疫苗）及制備技術。圍繞危害人民健康的神經系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)和腫瘤等重大疾病和疑難病癥的防治與診斷，應用基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程和酶工程等技術，開發(fā)單克隆抗體、基因工程藥物、反義藥物、基因治療藥物、可溶性蛋白質藥物和基因工程疫苗，拓寬醫(yī)藥新產品領域；
——高通量篩選技術。目前，國外許多制藥公司已把高通量篩選作為發(fā)現(xiàn)先導化合物的主要手段。典型的高通量篩選模式為每次篩選１０００個化合物，而超高通量篩選可每天篩選１０萬多個化合物。隨著分析容量的增大，分析檢測技術、液體處理及自動化、連續(xù)流動以及信息處理將成為未來高通量篩選技術研究的重點；
——天然藥物原料制備。目前，已經發(fā)現(xiàn)人類患有３萬多種疾病，其中１／３靠對癥治療，極少數(shù)人能夠治愈，而大多數(shù)人缺乏有效的治療藥物。以往多用合成藥物，隨著科技的進步，人們自我保健意識增強，對天然藥物的追求與日俱增。當前世界各國都在加強天然藥物的研發(fā)。
生物信息學研究
在生命科學的研究中，以計算機為工具對生物信息進行儲存、檢索和分析，對基因組研究相關生物信息獲取、加工、儲存、分配、分析和解釋——上世紀８０年代一經產生，生物信息學就得到了迅猛發(fā)展。其研究一方面是對海量數(shù)據的收集、整理與服務；另一方面是利用這些數(shù)據，從中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律。
具體地講，生物信息學是把基因組ＤＮＡ序列信息分析作為源頭，找到基因組序列中代表蛋白質和ＲＮＡ基因的編碼區(qū)；同時，闡明基因組中大量存在的非編碼區(qū)的信息實質，破譯隱藏在ＤＮＡ序列中的遺傳語言規(guī)律；在此基礎上，歸納、整理與基因組遺傳信息釋放及其調控相關的轉錄譜和蛋白質譜的數(shù)據，從而認識代謝、發(fā)育、分化、進化的規(guī)律。另外生物信息學還利用基因組中編碼區(qū)的信息進行蛋白質空間結構的模擬和蛋白質功能的預測，并將此類信息與生物體和生命過程的生理生化信息相結合，闡明其分子機理，最終進行蛋白質、核酸的分子設計、藥物設計和個體化的醫(yī)療保健設計。
生物信息學的發(fā)展已經將基因組信息學、蛋白質的結構計算與模擬以及藥物設計有機地連接在一起，它將導致生物學、物理學、數(shù)學、計算機科學等多種科學文化的融合，造就一批新的交叉學科。
科學家們普遍相信，本世紀最初的若干年是人類基因組研究取得輝煌成果的時代，也是生物信息學蓬勃發(fā)展的時代。據預測，到２００５年生物信息的全球市場價值將達到４００億美元。
我國生物信息學研究起步較早。２０世紀８０年代末，國內學者就在《自然》上報道了免疫球蛋白基因超家族計算機分析的工作。目前，多家大學和研究機構也相繼成立了生物信息中心或研究所，各種原始數(shù)據庫、鏡像數(shù)據庫和二級數(shù)據庫也已經逐步建立，同時我國還建立了相關的工作站和網絡服務器，實現(xiàn)了與國際主要基因組數(shù)據庫及研究中心的網絡連接，開發(fā)了用于核酸、蛋白結構、功能分析的計算工具以及蛋白質三維結構預測、并行化的高通量基因拼接和基于群論方法開發(fā)的基因預測等多種軟件。中國學者還運用自主開發(fā)的電腦克隆程序，開展了大規(guī)模ＥＳＴ數(shù)據分析，建立了一系列基因組序列分析新算法和新技術，并在國內外著名科學雜志上發(fā)表了一系列論文，取得了引人注目的進展，尤其在人類基因組基因數(shù)目的預測上獲得了與目前的實驗事實相當吻合的結果，在國際上獲得普遍認可。
農作物新品種培育技術
最近幾年，農業(yè)生物技術的發(fā)展對農業(yè)產業(yè)結構調整產生的巨大影響，已引起各國政府和科學家的高度重視。農業(yè)生物技術領域研究中最活躍的是育種技術——應用現(xiàn)代分子生物學和細胞生物學技術進行品種改良，創(chuàng)造更加適合人類需要的新物種，獲得高產、優(yōu)質、抗病蟲害新品種。這使得新品種層出不窮，品種在農業(yè)增產中的貢獻率將由現(xiàn)在的３０％提高到５０％。國際水稻研究所已經培育出每公頃７５００公斤的超級水稻，非洲培育出增產１０倍的超級木薯。
我國該領域的基礎研究和高技術研究取得了一批創(chuàng)新成果：如植物轉基因技術、細胞培育技術、秈稻的全基因組測序、花粉管通道轉基因方法等，使研制具有自主知識產權的轉基因農作物新品種成為現(xiàn)實和可能。目前，已培育出畝產達到８０７．４公斤的超級雜交稻；２００４年轉基因抗蟲棉的種植面積已占全國棉花種植面積的５０％左右；利用細胞工程技術培育的抗白粉病、赤霉病和黃矮病等小麥新品種已累計推廣１１００多萬畝；植物組織培養(yǎng)和快繁脫毒技術在馬鈴薯、甘蔗、花卉生產中發(fā)揮了重要的作用。
專家認為，我國農作物新品種培育的研發(fā)基礎較好，整體科研技術與國外處于同等水平，只要充分利用資源，發(fā)揮優(yōu)勢，很可能在該領域取得突破。
納米材料與納米技術
納米科技是上世紀末才逐步發(fā)展起來的新興科學領域，它的迅猛發(fā)展將在２１世紀促使幾乎所有工業(yè)領域產生一場革命性的變化。納米材料是未來社會發(fā)展極為重要的物質基礎，許多科技新領域的突破迫切需要納米材料和納米科技支撐，傳統(tǒng)產業(yè)的技術提升也急需納米材料和技術的支持。
近年來，科技強國在該領域均取得了相當重要的進展。
在納米材料的制備與合成方面，美國科學家利用超高密度晶格和電路制作的新方法，獲得直徑８ｎｍ、線寬１６ｎｍ的鉑納米線；法國科學家利用粉末冶金制成了具有完美彈塑性的純納米晶體銅，實現(xiàn)了對納米結構生長過程中的形狀、尺寸、生長模式和排序的原位、實時監(jiān)測；德國科學家巧妙地利用交流電介電泳技術，將金屬與半導體單壁碳納米管成功分離；日本用單層碳納米管與有機熔鹽制成高度導電的聚合物納米管復合材料。
在納米生物醫(yī)學器件方面，科學家用特定的蛋白質或化合物取代用硅納米線制成場效應晶體管的柵極用以診斷前列腺癌、直腸癌等疾病，成百倍地提高了診斷的靈敏度。另外，納米技術在醫(yī)學應用、納米電子學、納米加工、納米器件等方面也有新進展。與此同時，國外大企業(yè)紛紛介入，推動了納米技術產業(yè)化的進程。
當前納米材料研究的趨勢是，由隨機合成過渡到可控合成；由納米單元的制備，通過集成和組裝制備具有納米結構的宏觀試樣；由性能的隨機探索發(fā)展到按照應用的需要制備具有特殊性能的納米材料。
納米材料和技術很可能在以下四個領域的應用上有所突破：一是ＩＴ產業(yè)（芯片、網絡通訊和納米器件）；二是在生物醫(yī)藥領域應用納米生物傳感的早期診斷和治療，到２０１０年將給人類帶來新的福音；三是在顯示和照明領域的應用已有新的進展，納米光纖、納米微電極等已產生極大影響；四是納米材料技術與生物技術相結合，在基因修復和標記各種蛋白酶等方面蘊育新的突破，預計２０１０年納米技術對國際ＧＤＰ的貢獻將超過２萬億美元。
我國納米材料研究起步較早，基礎較好，整體科研水平與先進國家相比處于同等水平，部分技術落后５年左右。目前有３００多個從事納米材料基礎研究和應用的研究單位，并在納米材料研究上取得了一批重要成果，引起了國際上的廣泛關注。據英國有關權威機構提供的調查顯示，我國納米專利申請件數(shù)排名世界第三位。
國內目前已建成１００多條納米材料生產線，產品質量大都達到或接近國際水平。與發(fā)達國家相比，我國的差距一是在納米材料制備與合成方面尚處于粗放階段，缺乏應用目標的牽引，集成不夠；二是納米材料計量、測量和表征技術明顯落后于國外，對標準試樣和標準方法的建立重視不夠，對表征手段的建立投資不足；三是納米材料的基礎研究、應用研究和開發(fā)研究出現(xiàn)脫節(jié)，納米材料研究缺乏針對性；四是學科交叉、技術集成不夠。
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