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《纳米科技基础研究》2002年项目申请指南

日期 2002-05-29   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

  纳米科技是80年代末逐步发展起来的前沿交叉学科领域,它的发展将大大拓展和深化人们对客观世界的认识,并将带来新一轮的技术革命。纳米科技在信息、材料、环境、能源、化学、生物、医学、微电子、微制造和国家安全等方面显示出广泛的应用前景,已成为世界关注的重要科技前沿之一。

  纳米科技是多学科交叉、综合性的研究领域,尽管纳米科技近年来迅速崛起,但无论是理论还是实验研究都仍处于探索阶段。纳米科技的研究和发展既依赖于众多学科的理论、实验研究的现有基础和进步,也将为各学科的发展提供新的机遇。

  《纳米科技基础研究》重大研究计划,将以发现和发展纳米科技的新现象、新规律、新理论和建立新的研究方法及新的实验技术为基本出发点,注重在理论或实验上具有源头创新的基础研究,鼓励探索纳米科技中的新现象、新规律和新材料。本研究计划在“国家纳米科技发展纲要”框架内,合理布局,加强协调,突出重点。本研究计划与国家973、863项目资助的侧重点有所不同,注重研究的基础性、前瞻性、战略性和创新性,特别鼓励探索性研究。提倡多学科的交叉和综合,鼓励跨科学部申请。

一、科学目标

  1. 综合运用现代物理学、化学、生命科学、信息科学等的理论和方法,以纳米科技所涉及的新概念、新结构、新方法、新技术以及新材料为突破口,在理论和实验的源头创新上有所突破,提高我国在纳米科技研究领域的整体创新能力。
  2. 解决对我国的科学技术进步和国民经济长远发展以及国家安全具有重大意义的纳米科学问题,为国家科技发展做储备。
  3. 通过重大研究计划的实施,稳定、支持和培养一批具有创新意识、思维活跃、立足国内的在纳米科技研究领域有影响的科技人才。

二、核心科学问题

  1. 纳米材料的设计和制备。设计和控制性制备具有特定形态、组成和结构且具有特定性能的纳米材料,研究纳米材料制备过程中的科学问题,探讨纳米材料各种可能的应用。
  2. 表征纳米体系的新原理、新手段和微区探测。建立表征纳米体系结构和特性的新概念、新理论和新方法,发展一些适用于纳米体系表征的新技术和新仪器,为纳米科技研究提供技术支撑。
  3. 纳米器件和纳电子学。发展纳电子学及纳米器件的基本理论,构筑各种纳米器件,探索纳米器件的组装和联用,并研究其性能。
  4. 纳米生物体系和仿生纳米结构。研究纳米生物体系和仿生纳米结构的特性,探索纳米科技在医学、农业等领域的应用。
  5. 纳米体系构筑的新理论和新方法。研究特定结构纳米体系形成及构筑的基本原理,通过体系自组织及人为操控来构筑各种纳米结构,为构筑各种功能性纳米体系及器件提供基础。
  6. 纳米体系的介观物理基础及其特异性能的科学基础。研究纳米体系各种特殊性质的科学基础,为纳米科技研究提供理论依据。

三、2002年度支持的研究方向

  1. 纳米材料的设计和制备
    纳米材料设计和制备是纳米材料研究的核心。它研究如何调控和改善纳米材料的尺度、形状、微组织结构、化学状态、界面环境等问题,并发掘其新的物理、化学、生物学等特性,进而使材料实用化。 鼓励从事实现纳米材料或特殊构造的结构和物性的设计研究,鼓励新制备方法、新加工技术的研究;探索新的纳米生成和构筑理论与生成控制、制备技术、物性和应用的关联等。
    研究内容:
    (1) 特定性能纳米材料的设计、制备、模拟
    (2) 纳米材料的结构与性能的关系及其稳定性
    (3) 纳米材料特异性能及应用的探索研究
  2. 表征纳米体系的新原理和新方法
    纳米体系的结构和性能的表征是纳米科技研究和应用的瓶颈。它研究纳米尺度单元(单个纳米颗粒、单根纳米线或管、纳米薄膜和DNA等)的成分、结构、形态、界面、环境等及其性能,从中获得单个纳米单元的物理和化学特性和纳米结构的表面或界面信息;了解纳米体系中相邻纳米单元间相互作用与物性的关系;实现单分子和单个纳米组元的检测、操纵、组装。发展新型纳米探测和表征手段、基本原理、技术与方法。发现纳米体系的新现象、新规律。
    研究内容:
    (1) 纳米结构和性能测量的新技术、新原理、新方法与纳米体系表征的基本理论问题
    (2) 表面和界面结构对纳米体系性能的影响及其表征
    (3) 单个分子、单个纳米组元的探测和性能的测量
  3. 纳电子学和纳米器件
    纳电子学和纳米器件是纳米科技中最具有战略性的研究。它探索突破硅基微电子技术极限的新纳电子器件的原理和方法,实现高速运算、低能耗、更高存储密度等功能新原理和方法;重点研究新的信息载体及其生成、控制、处理模式和元件;相关信息的识别、反馈、放大、处理需要的各种新型的材质,光、电、磁等的纳米传感器,特定环境和功能的纳米微机械的设计制造和仿生模拟等;相关器件连接的高度集成和智能化,以及这些新型纳米器件的工作原理和构建理论等。
    研究内容:
    (1) 突破硅基微电子技术极限的新原理器件及其科学基础
    (2) 纳米传感、检测、存储与显示器件的设计、加工及集成
    (3) 分子电子学及分子器件
  4. 纳米生物体系和仿生纳米结构
    纳米生物体系和仿生纳米结构是纳米科技与生命科学的重要交叉。它重点研究纳米尺度空间上生物大分子及其复合体、细胞、亚细胞的结构与功能、获取生命信息。探讨活性生物分子自组装机制,同时研究纳米技术在农业、医药业等生物领域应用中的基础问题及新技术、新方法。
    研究内容:
    (1) 纳米尺度生命物质的结构和功能
    (2) 细胞内单分子运动和单分子操纵
    (3) 纳米医用材料和仿生纳米结构的生物学特性
    (4) 纳米生物检测和诊断技术的新方法、新原理
    (5) 纳米药物制剂,纳米载药及其靶向控释系统的机理
  5. 纳米体系构筑的新理论和新方法
    纳米体系构筑的新理论和新方法在构筑新纳米体系中十分重要。它重点发展新型纳米结构和新功能纳米材料的自组织和自组装构筑模型、理论和实践, 探索研究各种原子、分子操纵技术、理论和方法,模拟或仿真自然和生物体系等纳米组织微结构和组织过程,研究自组织的驱动力,发展自组织的非线性理论和实现其独特物性。
    研究内容:
    (1) 纳米体系构筑和纳米图形化的新方法
    (2) 原子、分子操纵及特定纳米体系构筑
    (3) 纳米体系中的自组织、自组装和自生长
    (4) 纳米体系的协同设计和失效机制
  6. 纳米体系的介观物理基础及其特异性能的科学基础
    介观物理及纳米体系特异性能的科学基础是纳米科技中的重要领域。它鼓励提出和发展新的介观理论以描述各种纳米结构和纳米体系的生成、结构、状态和物性;建立了解纳米体系维度、界面、成分和环境等对其状态、功能、稳定性影响的物理基础;描述和模拟自然和生物体系内纳米结构的产生、功能、关联和可再生过程;把握不同纳米组织单元的能量和物质输运规律,以描述、模拟、设计和探索新型纳米功能器件的物理过程,并预期其工作原理和发展方向及应用。
    研究内容:
    (1) 物质向纳米结构转变的低维效应、表面效应、量子限域效应和量子输运
    (2) 纳米体系的表面/界面物理化学效应
    (3) 纳米体系中的物质、能量输运特性
    (4) 纳米体系中介观物理理论问题

四、申请注意事项

  1. 在填报申请书前应认真阅读《纳米科技重大研究计划》指南。本计划旨在将相关研究联系起来,成为一个协调的综合‘研究计划’。申请书应论述与项目指南最接近的科学问题,以及对解决核心科学问题和实现项目总体目标的贡献。不符合项目指南的申请将不予受理。为避免重复资助,申请人如已承担国家和部门其它相关研究项目,该项目申请书应明确论述其申请与国家和部门其它相关研究项目的联系与区别。
  2. 资助经费按项目逐项审批、核定、拨款。项目负责人对项目组织实施、计划执行与完成,对经费核算进行管理负责。课题的前期资助规模相当于重点和面上项目,执行期为3-4年。
  3. 申请者必须填写《国家自然科学基金申请书》,并在封面右上方标明“重大研究计划”和“纳米科技基础研究”字样。申请书简表中的“申报学科”学科代码由申请者自行选择并填写。项目申请书及简表信息软盘交化学科学部综合处;由化学科学部、数理科学部、工程与材料科学部、信息科学部和生命科学部组成联合工作组组织申请项目评审。

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