于细微处  做大文章

▲铜晶体表面8-羟基喹啉分子的qPlus原子力显微镜图像（颜色渲染）。

▲纳米加工实验室。

▲纳米复合超黑材料提高卫星探测能力。

▲“纳米生物效应与安全性研究集体”获2019年度中国科学院杰出科技成就奖。

国家纳米中心园区。

■本报记者 张双虎

寄语

2003年12月31日，中国科学院和教育部共同成立了国家纳米科学中心，由中国科学院纳米科技中心和北京大学、清华大学三家共同建设，这是我国纳米科技发展史上一个重要的里程碑。作为首任主任，我亲历了国家纳米科学中心从无到有、从稚嫩到成熟的不断发展壮大的历程，为其所取得的成就倍感欣慰。短短20年里，国家纳米科学中心不断凝练发展目标，调整发展布局、突出研究特色，产生了一批代表性的研究成果，培养锻造了一支高水平的人才队伍，形成了开放、包容的科研文化。

当前，国际纳米科技发展出现新变化，呈现从应用导向的基础研究，到应用研究再到技术转移转化一体化研究的特征。学界和业界开始联手攻关产生原始创新的前沿理论及孕育重大突破的应用技术；专业平台支撑的纳米技术研发致力于跨越从科研到产业化的“死亡之谷”；同时，大型企业也越来越重视纳米技术，越来越愿意投资纳米技术。

研精阐微，为民辟用。纳米科技的未来取决于其对全球可持续发展的实际贡献。站在新的历史起点，国家纳米科学中心要进一步夯实纳米科技领域的基础研究，开展更广泛的全球合作，集中力量攻克纳米科技难题。同时，拓展与产业界融合创新的深度和范围，支持并完善纳米产业的创新链、价值链，从而更大程度发挥纳米技术在能源、环境、健康、先进制造和人工智能等领域的“引擎”作用，推动人类进步与社会的可持续发展。

砥砺奋进二十载，行稳致远再起航。由衷地祝愿国家纳米科学中心勇攀高峰，再创辉煌，为中国早日建成世界科技强国作出新的更大的贡献!

白春礼

2023年12月26日

“研精阐微， 为民辟用。”

在国家纳米科学中心（以下简称国家纳米中心）科研楼大厅里，由中国科学院原院长、国家纳米中心首届主任白春礼题写的八个大字闪着金光。

“这八个字既是白春礼院士对国家纳米中心的期望，也是国家纳米中心20年来努力的方向，它高度概括了国家纳米中心20年踔厉奋发的历程。”中国科学院院士、国家纳米中心第四届主任赵宇亮告诉《中国科学报》。

2004年4月，赵宇亮到成立不久的国家纳米中心工作，见证了国家纳米中心“一张白纸”的基础上艰难起步、笃定前行，短短20年时间发展成全球纳米科学领域顶尖科研机构之一的壮阔历程。

2020年，爱思唯尔利用其全球最大的摘要及引文数据库、科研分析平台和基金数据库所做的分析表明，在学术产出方面，国家纳米中心文献发表量在全球所有对标研究机构中处于中位，人均产出位于全球前列；在学术影响力方面，美国的加州理工学院、哈佛大学，国家纳米中心位居前三。

“国家纳米中心近年来取得的成绩不仅体现在发表高水平论文、发现某种科学现象方面，更体现在‘国家’二字上，国家纳米中心在我国纳米科学顶层设计、纳米产业发展，纳米领域学科建设、人才培养和国际交流平台建设中均发挥了核心作用。”赵宇亮说，“国家纳米中心的20年，是‘积微成著，笃行致远’的20年。”

筹备：高瞻远瞩 谋定而动

“倘若我们能按意愿操纵单个原子，将会出现不可预测的奇迹！”1959年，诺贝尔物理学奖获得者理查德·费曼在其著名演讲《在底部还有很大空间》中提出了这样的设想。出人意料的是，30年后这一伟大科学愿景成为现实，这标志着纳米科技的诞生和崛起。

物质由原子、分子构成，但单个原子、分子没有“功能”，原子按一定结构聚集起来形成晶胞，再无限扩大构成结构，才具备某些“功能”。 赵宇亮认为，纳米尺度是物质产生“功能”的源头，如果我们想调控物质或生命世界，从源头开始一定是最有效、最精准、最方便的，“这就是纳米研究为什么重要、纳米科学与工程为什么能成为一级学科的原因”。

纳米技术有力支撑了多项前沿技术的进步，比如新能源、新材料、人工智能、健康医学、高端仪器、先进制造及国防工程等重要领域，要么涉及纳米加工，要么使用纳米材料。

纳米技术如此重要，以至于美国1999年就把纳米科技列为21世纪前10年的关键领域之一。2000年以来，美国先后7次发布国家纳米技术计划，对纳米科学技术发展战略作出部署。

上世纪八九十年代，师昌绪、白春礼、解思深等一批战略科学家敏锐意识到纳米研究的重要性，并开始思考中国纳米科技如何发展的问题。

1987年，中国科学院化学研究所成立纳米科技研究实验室，并于1988年研制成功中国第一台扫描隧道显微镜，随后研制出原子力显微镜、激光检测原子力显微镜、低温扫描隧道显微镜等，为中国纳米科技发展提供了技术支撑。

1990年，自然科学基金委和中国科学院联合召开首届扫描隧道显微学学术会议，为早期纳米科学研究者提供了交流平台。

1993年，诺贝尔奖获得者、扫描隧道显微镜发明人海因里希·罗雷尔提出，纳米科技对人类未来发展具有重大现实意义。他曾提到，“许多人认为纳米科技仅仅是遥远未来的基础科学的事情，而没有什么实际意义。但我确信纳米科技现在已具有与150年前微米科技一样的希望和重要意义。150年前，微米成为新的精度标准并成为工业革命的技术基础，最早和最好学会并使用微米技术的国家都在工业发展中占据了巨大的优势。同样，未来的技术将属于那些明智地接受纳米作为新标准并首先学习和使用它的国家。我们应当记住，微米技术曾被认为对使用牛耕地的农民而言无关紧要。的确，微米与牛和耕犁毫无关系，但它却改变了耕作方式，带来了拖拉机。”

“2000年，美国提出一项新的国家计划——国家纳米技术计划，加大纳米领域研究投入。此时，一些纳米科学家开始谋划中国的纳米科技计划，并提出成立国家级研究机构的设想。”北京大学教授、国家纳米中心原副主任朱星回忆说，“但这件事怎么做、以什么形式做却酝酿了很久。”

朱星解释说，美国已经在纳米研究领域投入巨资，“人家研究基础好、设备精良，投入的人力物力又多。我们要迅速跟进，只有聚集全国纳米研究领域最强的力量”。

经反复论证，师昌绪、白春礼等人认为，纳米科技涉及多学科、多领域、多部门，如果成立一个普通研究所，对全国的带动力有限。最好能跳出一个单位、一个领域的局限，从国家层面调动资源，指导和引领我国纳米研究。

2000年12月14日，白春礼在国务院科技知识讲座上作报告，介绍了纳米科技及其发展前景。

2001年，科技部、国家计委、教育部、中国科学院、自然科学基金委联合发布《国家纳米科技发展纲要（2001—2010）》并制定《国家纳米科技发展指南框架》，对我国纳米科技领域作出重要指导和部署。

成立：云程发轫 行远自迩

2003年12月31日，中央机构编制委员会办公室批复成立“国家纳米科学中心”。至此，国家纳米中心建设开启了一个新阶段。

国家纳米中心成立之初，实行理事会领导下的主任负责制。理事会为最高决策机构，由中国科学院院长兼任理事长，科技部、教育部、中国科学院、自然科学基金委、国家发展改革委等理事单位委派领导任副理事长。这种体制为初创的国家纳米中心蓄势腾飞提供了保障。

“采用理事会领导下的主任负责制，相当于为一个刚出生的婴儿快速成长提供了特殊条件。”朱星说，“平地新建一个单位，会面临诸多问题，如果按照常规推进，发展会很慢，而理事会集中多个国家部委的领导，为解决国家纳米中心的建设问题铺平了道路。”

学术方面，国家纳米中心设立学术委员会，协助理事会确定中心的研究领域和发展方向。同时采用首席科学家制，由解思深担任主任首席科学家，江雷、薛其坤、朱星和王肇中任首席科学家，王中林任海外主任。首席科学家围绕中心的发展目标，负责纳米加工、纳米生物、纳米检测和表征的设施和学科建设。

“理事会制让中心在解决基建、行政及各类事务性问题时有了极高的效率。”朱星补充说，“而首席科学家制又使国家纳米中心在牵头制定该领域各种重大科学规划、纳米科技发展指南时，某种程度上摆脱行政因素影响，不局限于某个研究所、某个单位的视野。”

“纳米科技是个新兴的前沿交叉学科，它涉及诸多领域、许多部门，要顺利推进、协调发展，必须在国家层面上进行顶层设计并进行系统支持。这对国家纳米科学研究、纳米产业发展都非常重要。”赵宇亮说。

2005年，国家标准委员会批准成立全国纳米技术标准化技术委员会（以下简称纳米标委会），秘书处设在国家纳米中心。该委员会立足我国纳米科技的产业优势，深入企业开展标准化提升行动，搭建了基础科研到全产业链的标准化桥梁。截至2023年，已发布且归口纳米标委会的国家标准140项，列入标准计划正在制定的52项；发布国际标准9项，列入标准计划正在制定的27项，为我国纳米技术标准化工作和全球化推广作出重要贡献。

在特殊运行机制下，国家纳米中心取得了累累硕果：2005年，国家纳米中心发起中国国际纳米科学技术会议（ChinaNANO），到今年已经举办九届，成为纳米科学技术领域的国际品牌会议和全球纳米领域科技工作者进行学术与技术交流合作的重要平台，会议期间还召开全球纳米中心主任论坛，共同研讨纳米科技的前沿方向，分享各自管理经验，加强交流与合作；2009年，国家纳米中心与英国皇家化学会联合主办的英文期刊Nanoscale受到学术界关注；2014年，国家纳米中心在中国科学院组织的国际评估中被认为是“迄今中国最优秀的纳米科学研究机构”；2021年，国家纳米中心有5位研究员入选“全球高被引科学家”；近年公布的“自然指数”表明，国家纳米中心已进入中国科学院研究所前10名。与此同时，纳米标委会、中国合格评定国家认可委员会科研实验室专业委员会均挂靠在国家纳米中心。

成就：奋楫笃行 踵事增华

自成立以来，国家纳米中心面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，取得了一系列重要进展，科技竞争力显著提高。

基础研究方面，国家纳米中心立足交叉学科前沿开展研究。在极限测量领域，研究员裘晓辉团队首次观察到氢键。该研究当年获评“中国科学十大进展”，并入选改革开放40年40项标志性重大科技成果；在纳米安全和纳米毒理学研究领域，赵宇亮在国际上率先提出纳米安全性问题，开创了纳米毒理学研究，为纳米材料和纳米器件落地应用做铺垫；在纳米生物领域，中国科学院院士陈春英团队建立纳米蛋白冠的分析方法，并揭示其吸附规律及其化学生物学特性，对指导纳米药物设计、临床转化至关重要；在纳米材料自组装、结构催化剂精准构筑方面，中国科学院院士唐智勇团队在多级次纳米结构复合催化剂设计和精准构筑及其选择性催化方面取得重要进展，为自组装过程保持材料纳米性能等研究奠定了坚实基础。

应用基础研究方面，国家纳米中心开展产业核心技术探索研究，在新型医疗器械和抗肿瘤药物、纳米锂电材料、纳米复合超黑材料等技术研发方面取得了重要进展，并实现多项成果转移转化。“注射用盐酸伊立替康（纳米）胶束产品”已成为国内首个获批进入临床、名称中含有“纳米”字样的新药；2021年，纳米复合超黑涂层材料已应用于试验六号03星。

技术支撑体系方面，国家纳米中心不但是世界上最早从事纳米标准研发的机构之一，还有成建制的重点实验室。国家纳米中心初步建立了我国纳米测量用标准体系，标准物质和标准方法研制系列化和多样化，使我国成为世界上纳米标准最丰富的国家之一，有力推动了前沿技术应用和相关技术产业化。

近年来，国家纳米中心承担了多项国家层面的纳米科技规划的编制工作，科技部、中国科学院、自然科学基金委的相关规划背后，都有国家纳米中心研究人员的默默付出。

传承：薪火相传 人才蔚起

国家纳米中心是我国最早布局纳米科技学科研究生培养的单位之一。自2005年招收研究生以来，国家纳米中心就开始有步骤、有计划地探索纳米科技专业人才培养模式，构建和完善纳米科学与工程知识体系，探索出一套较为成熟的人才培养方案。

2012年，国家纳米中心作为牵头单位，在中国科学院大学增列纳米科学与技术自主设置交叉学科（二级学科），并于同年开始招收研究生；2017年，国家纳米中心作为牵头单位成立中国科学院纳米科学与技术学院，设置纳米材料与先进制造、纳米生物与健康、纳米能源、纳米器件与系统4个教研室，并组织开设近30门纳米科技专业方面的课程；2021年，国家纳米中心作为牵头单位，总结以往学科建设和人才培养经验，与国内多所高校共同成功推进“纳米科学与工程”一级学科的增设工作。

2022年9月，国务院学位委员会正式批准“纳米科学与工程”列入交叉学科门类下新的一级学科，这成为纳米科技领域学科建设与人才培养的重要里程碑。

2008年至2023年，国家纳米中心培养了16届共862名毕业生，近150名校友获得国内外教授、副教授和高级工程师职位。大批校友在科研界、企业界、教育界、出版界及其他行业中任职，展现出良好的职业发展态势。

“国家纳米中心从成立之初的一穷二白，到现在朝气蓬勃、人才济济的局面，和白春礼老师、解思深老师提出成立协作实验室关系密切。”朱星回忆说。

中心成立后，从国外招聘了一批研究员，他们受过系统的科研训练。但国家纳米中心当时科研条件有限，只能采用协作的方式，将研究人员“安排”在北京大学、清华大学的实验室里“先干起来”。

“当时北京大学最值钱的仪器与我们共享，核磁共振实验室等也与我们达成合作协议。这种协作客观上通过仪器共享实现了不同团队的有机配合。”朱星说，“设立协作实验室更深层次的意义是联合培养人才、联合申请项目。这样培养的学生一方面熟悉大学情况，另一方面得到扎实的科研锻练。”

2006年10月，现任国家纳米中心主任唐智勇来国家纳米中心报到时，曾产生过“走错地方”的感觉。

那时候国家纳米中心的办公室和实验室都是租的，办公室夏天必须点香驱蚊，阴天不开灯照明就黑漆漆的。实验室是连水电都没接通的“杂物间”。实际上，当时唐智勇还手握一份国外研究机构的邀请函。但因为在国家纳米中心参加会议时，见到的都是当时国内外顶尖的纳米科学家，而且“他们乐于提携年轻人，将我介绍给其他科学家”，这让唐智勇决定留下来。

作为一个新建的研究机构，国家纳米中心引进的很多研究人员和唐智勇有类似的多年国外留学经历，身上携带着开放、包容的“科研基因”。这些“科研基因”也逐渐成为国家纳米中心的特质。

2010年，美国范德堡大学博士孙佳姝来到国家纳米中心，发现这里“聚集了纳米科技领域的顶尖学者，有开放包容的学术环境，而且非常重视青年科技人才的创造力”，因此选择到这里工作。后来，10多年的科研生涯印证了她当初的判断。

如今，孙佳姝、刘新风、孙向南、赵潇等一批年轻的研究人员在国家纳米中心浓厚的创新氛围中落地生根，他们在各自研究领域颇有建树，并获得“优青”“杰青”及其他多项荣誉。

唐智勇习惯早上五六点就到国家纳米中心，但总有几个房间的灯在他到达前就亮了。

“我知道有几个年轻人经常睡在实验室。”唐智勇说，“这批人思维活跃、工作刻苦，到这里是想‘干点事’的，因此搞起研究来争分夺秒。”

在引进、留用人才方面，国家纳米中心近年来进一步完善用人制度，健全分类评价考核体系，用递好“橄榄枝”、栽好“梧桐树”、筑好“温暖巢”等举措，着力打造科技人才“聚集地”。

目前，国家纳米中心有研究员及正高级工程技术人员99人、副研及高级工程技术人员110人。其中，中国科学院院士3人、发展中国家科学院院士1人、国家“杰青”15人、“优青”26人、“特别研究助理”100人，形成有可持续发展能力的人才梯队。

展望：华章新启 未来可期

“无论论文数量还是质量，国家纳米中心都已进入国际第一梯队。但在纳米科学与工程的产业应用上还有差距。”赵宇亮说，“纳米研究是场‘接力马拉松’，怎么把纳米科技领域的‘个人能力’变成‘国家能力’，是国家纳米中心要研究的课题。”

唐智勇认为，国家纳米中心大部分研究员由国外引进，这批人在国外受过良好的科研训练，逐步适应了国内环境，做出了不俗的成果。但如何加强“有组织的科研”，如何围绕国家重大需求，如癌症治疗、纳米药物进行攻关是当前要思考的问题。

“和历史悠久的研究机构相比，我们以前更强调自由竞争、个性化发展。”唐智勇认为，自由探索发展到一定阶段，会面临同质化竞争和碎片化研究的问题。因此要通过专题探讨，改变评价机制等方式，将发表论文、率先报道科研成果为主的模式，转化为服务国家重大需求的能力，围绕国防安全、民生需求的相关方向攻关，以高附加值的纳米材料、纳米制造等牵引研究，协助企业制定纳米标准，真正为国家、为企业解决实际问题。

细微之处，大有文章。国家纳米中心华章新启，未来可期。