世界主要国家，正在把构建引领未来的能力，作为科技创新的战略导向；加强基础科学和尖端技术研究，是构建未来能力的优先战略；加强学科交叉与融合、国际合作研究，是发挥智力资源优势促进科技创新的最佳范式。在这一轮百年未有大变局中的科技竞争，中国有坚强的领导力和难得的历史机遇，我们如何才能尽快实现“破卡”、并同时拥有“卡他”的能力？真正突破口在哪里？本文就此进行分析，并提出可落地的建议。

根据Elsevier最新发布《纳米科学：产出与影响力评估报告》，在全球最前沿的960个研究方向中，与纳米科技有关的占了89%，其普适性可见一斑；全球有60多个国家启动了纳米科技研究的国家计划，其战略性可见一斑；智能手机的核心部件，与纳米技术和纳米材料相关的超过百项，其引领性可见一斑。纳米科技已经成为未来技术的重要源泉之一，是新经济增长点的支撑技术之一，更是提升国家国际竞争力的重要手段之一。

十八大以来，我国纳米科技基础研究成就突出，世界瞩目，成为为数不多的与世界并跑、并能部分领跑的科技领域之一。纳米科学技术以其多学科交叉型、综合型、平台型的独特特征，支撑着我国诸多学科、诸多前沿领域快速发展；我国纳米科技有21万件专利，从事纳米科技研究的学者，已有121位当选中国科学院或工程院院士，约1/3国家杰出青年基金获得者在从事与纳米科技相关的研究工作。 “我们要建成创新型国家，要为世界科技事业发展做出贡献，必须有一支能打硬仗、打大仗、打胜仗的战略科技力量”，纳米科技正是这样一支能为科技经济强国做出历史性贡献的科技力量，正处在发力超越，提升诸多领域的源头创新能力，推动科技经济创新发展，成为我国科技经济的动力引擎的关键时刻。

在基础科学创新方面，纳米科学已经成为全球创新力最强、为几乎所有学科提供创新动力和推动力，大大推动了化学、物理学、材料科学、信息科学、量子科学、生命科学、医学、药物学、药理学、毒理学、环境科学等学科的创新与发展。

在产业技术变革方面，纳米科技已经成为变革性产业制造技术的重要源头，人类科技正在进入智能时代，无传感就无智能。而传感器的核心技术是微纳器件设计制造以及超敏感材料，这些都是纳米技术最能发挥优势的领域（现在的智能手机中含有纳米材料和技术的部件已经超过百项）。纳米技术正在支撑当代信息科技、人工智能、大数据、量子科技、脑科学、肿瘤治疗、深空技术，深海探测、新材料、化工催化与绿色制造、新能源以及环境治理等诸多科技与经济领域的快速发展，正在成为变革技术和国际竞争力的重要支撑。

因此，在“一带一路”科技经济合作中，纳米科技也有望于微观处改变世界，为国家战略做出高质量的贡献。

一、国际态势

美、英、德、法、日等全球有60多个国家实施了国家纳米计划，把发展纳米科技作为重要国策。通过纳米研究整合多学科融合的基础研究、应用研究和产业化开发，抢占世界科技创新的制高点，引领新一轮世界科技革命和产业变革。，世界纳米科技取得了举世瞩目的成就，近年来获得了11项诺贝尔奖：如，扫描隧道显微镜、巨磁阻效应、富勒烯、石墨烯、蓝光二极管、分子机器、超分辨荧光显微镜、冷冻电镜、冷冻电子显微镜、锂离子电池等。美国NNI统计纳米科技产值在2018年已经突破万亿美元。纳米科技不仅成为带动众多学科领域快速发展的航空母舰式的综合交叉平台，而且也成为诸多科技经济领域抢占世界制高点的动力引擎。

二、我国的重大优势

1. 国家持续支持了30年纳米科技基础研究。在基础研究方面，国家基金委30年来一直作为重点方向在支持，科技部20年来一直设立了“纳米研究”国家重点研究计划（基础研究类）。党的十八大以来,国家高度重视纳米科技工作，将其列入我国“有望实现跨越式发展的领域之一” ,取得了世界瞩目的突出成就。当前我国纳米科技研究整体实力已处于世界前列，为把握新科技革命带来的发展机遇奠定了重要基础。

2. 纳米科技：率先进入基础研究世界前列。我国科学家在纳米领域基础研究成果数量和质量、对世界学科发展的贡献率、发明专利数量、以及Nature自然指数等世界通用的学术水平判定指标（在2019年底）都已经超越美国，成为世界第一。但是，我国科研成果的转移转化和工业应用技术严重滞后。

3. 纳米科技：率先成为我国科技创新的源头。近年，化学、物理、材料、信息、量子等领域的“国家自然科学奖”一等奖成果，大部分来自纳米科技，有五十多项国家自然科学奖，科技进步奖，发明奖等来自纳米科技。已成为量子科技、信息技术、生物医药技术、新能源技术、环保新技术、航空航天技术、国防科技等领域的支撑性技术和平台型技术，已经成为诸多领域创新的源泉。

4. 纳米科技：率先出现人才、将才、帅才聚集效应。从事过纳米科技研究的学者当选中国科学院/工程院院士已经多达121位（预计还将快速增加）。我国约1/3的国家杰出青年基金获得者正在从事纳米科技的研究工作。在国家持续支持下，我国已培养了一支从事纳米研究的专业队伍，打造了一批具有世界领跑水平的研究团队，涌现出一批在国际上有影响力的领军人物。我国科学家作出了一批原创性贡献，而且在越来越多的国际合作中发挥重要的领导作用。而且越来越多的青年研究人员投身于纳米科技研究，越来越多海外顶尖科研机构的一流学者归国效力，吸引全球顶尖研究人员在国内开展挑战型研发工作。

5. 纳米科技：在一部分研究方向出现世界跟跑中国的局面。纳米科技已成为我国为数不多的在国际上并跑且部分领跑的科学研究领域：出现了在一部分研究方向全球跟跑美国，在一部分研究方向全球跟跑中国的局面，也为我国进入科技变革新时代带来的发展机遇奠定了重要基础。已经获得诺奖的纳米科技研究成果都是1981-2000年的工作，最近我国科学家已有一批创新工作受到世界瞩目和跟跑。在“一带一路”科技创新行动计划中，各个国家正在期待中国将纳米技术作为国际合作的前沿领域之一。期待中国帮助他们发展纳米科技。另一方面，我国纳米科技的发展也正处在从基础研究大国向纳米产业强国转变的历史关键期，处在面向国家重大战略需求和产业化应用的新发展阶段。“一带一路”国家正好为我们提供了一个技术升级迭代的市场环境和廉价的高学历劳动力市场。

三、我国的短板与建议解决方案

从2021-2035，世界纳米科技发展趋势有六大特点：一是由主要集中在基础研究已经向基础研究、应用研究、产业转化并举转变；二是多学科交叉和融合越来越普遍；三是重视关键装备研发；四是以纳米材料精准制造为基础向生物医学和智能器件方面的应用快速发展，五是科研院所的领军科学家和企业的领军工程师人才争夺越来越激烈；六是各个国家一直保持稳定持续的研发高投入（2000年以来，美国联邦政府纳米科技投入，一直保持在每年15-18亿美元/年）。

中国最大的优势，是举国优势！ 

短板1：纳米科技缺乏稳定持久的国家重大基础设施

我国建有国家纳米科学中心，以及中科院苏州纳米所两个专业研究机构，中科院还有50多个研究所有纳米科技的研究，分散化、碎片化，同质化研究较多，难以形成真正能解决国家重大需求的合力。

建议解决方案 1：设立国家重点实验室或国家实验室 

根据Elsevier的学科发展报告，我国的国家纳米科学中心，哈佛大学、加州理工，已经并列为世界纳米科学最领先的三家机构。因此，建议依托国家纳米科学中心，筹建国家重点实验室或国家实验室，抓住在前沿科技领域跨越发展的历史机遇，一方面加强纳米科技领域的基础研究，这是源源不断产生新技术的源泉，一方面加大力促进应用技术的转化，这是科技经济可持续发展的保障。

短板2：我国缺乏 纳米科技成果转移转化的国家平台

尽管我国拥有21万件纳米技术专利，但是，我国成果转化和产业化率低下，只有5%左右（美国高达70%），和美国突破万亿美元产值相比，中国相差甚远。这是因为，在九级科技创新链中，1-3级属于基础研究，我国实力正在迅速增强；7-9级属于产品商品，我国也很强；4-6级属于技术转化研究，我国差距巨大，因为成果转化的科技创新链4-6级，在我国基本是空白。这是我国的基础研究成果无法转化为经济生产力和国家能力的直接原因。

建议解决方案 2：国家在广东粤港澳大湾区设立“国家纳米科技创新研究院”，快速建设从事科技创新链4-6级成果转移转化的国家平台。

（1）粤港澳大湾区的环境最适合高科技成果转移转化。从高水平基础研究队伍中选拔并培养工匠型工程师队伍，与企业合作，聚焦4-6级工艺技术转化研究，补上创新链的短板。强化纳米科技对产业技术的核心贡献，大力构建纳米技术产业创新链、完善价值链，把我们近20年积累起来的科研能力变成国家能力，真正满足重大国家需求，在基础科学研究方面取得系统性突破，在产业技术方面为社会经济发展提供强劲动力。

（2）通过新型举国体制，中央、地方政府、银行、风险投资、科创板、国家产业龙头等共同支持国家级4-6级创新技术研究院。

（3）国家持续支持国家纳米科技创新研究院成果转移转化，以减轻高技术企业的负担，把成熟的高技术产业逐步转移到企业去市场化营运。以市场化机制灵活运营，上下联动、政产学研协同、重塑国家科技成果转化体系。

短板3：我国民间缺乏敢于长期支持高科技研发的金融体系

美国的苹果、英特尔、高通、亚马逊、特斯拉等科技企业极大的推动了全球科技创新，是世界公认的伟大科技企业。但是，

特斯拉：由于研发投入，成立至今连续亏损了17年；

亚马逊：成立之后20年里一直处于亏损状态；

苹果：成立以来45年间有近20年处于亏损状态。

纵观美国高科技发展成功的历史，如果没有金融体系持续强劲的支持，就没有这些伟大的美国企业去支撑美国的世界霸权。我国民间还没有敢于长期支持高科技研发的金融体系，只有政府参与才有望成功。

建议解决方案 3：国家设立“国家科技创新银行”；科技部设立聚焦4-6级纳米科技成果转化的重大研发专项 

支持金融和社会资本进入科技成果转移转化过程，解决科技创新链4-6级和7-9级的资金短缺问题。如果金融不参与，科技成果转移转化这条创新链很难走到底。目前我国投向创新链4-6级的社会资本只是杯水车薪。科技含量越高价值越大的成果往往越需要大资金的长时间投入，才能把一个高科技产业做起来。科技成果转化中的资金链短而缺，让中国科技创新过程半途而废。为此，国家需要在体制机制上突破，成立科技领域政策银行，引导国家金融力量精准流向科技创新领域，为科技成果转化企业提供及时的资金支持；

习近平总书记指出，“我国经济社会发展和民生改善比过去任何时候都更加需要科学技术解决方案，都更加需要增强创新这个第一动力。”“实现伟大梦想，必须建设伟大工程”。以新型举国科技体制为牵引，国家尽快设立聚焦4-6级科技创新链的成建制国家研发机构，高质量高强度地把我国纳米科技领域30年积累的基础研究成果，高速度地转移转化成最终市场欢迎的新技术和新产品，把科学发现变成经济实力和国家实力，形成资本为科技创新服务，科技为经济质量服务，经济为人民生活服务的良性循环，中国就真正走上科技强国的快车道，不就的将来，我国就可能实现 “破卡”并拥有“卡他”的能力。

【作者简介】

赵宇亮，中国科学院院士，第三世界科学院院士，第十三届全国政协委员。