广州纳米技术及产业化发展规划(2001年~2010年)


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为促进广州市纳米技术发展,加快实现产业化,制订纳米技术发展战略,指导未来10年纳米技术与产业化工作,部署“十五”期间纳米技术的工作重点,特编写本发展规划。

一、背景

1.纳米技术的战略地位

纳米技术是指在纳米尺度(1~100nm)上研究物质的物性和相互作用,在原子和分子尺度上对物质进行操纵,以及利用这些特性和结构的多学科交叉的科学和工程。纳米技术使人类能在更深的层次上认识物质世界,使人们能够在原子、分子水平上制造材料及器件,导致信息、材料、能源、环境、医疗与卫生、生物与农业等领域的技术革命。纳米技术作为社会先进生产力发展方向之一,将改变人类的生产和生活方式,促进传统产业的改造和升级,并可能导致人类社会的下一次工业革命,成为21世纪经济的新增长点。目前与纳米技术有关的产值已达到600多亿美元,预计2010年将达到14400亿美元。

2.世界发达国家和地区政府高度重视纳米技术发展

纳米技术是迄今为止横跨学科最多、影响领域最大的交叉技术,它将产生完全新型的技术和产品,是高投入、高竞争性产业,现还处于产业化的前期阶段。政府投入在推进纳米技术发展中起着至关重要的作用。有鉴于此,发达国家政府纷纷提出优先发展纳米技术的国家战略,制定专项计划,加大政府投入力度。

美国前总统克林顿2000年批准了《国家纳米技术创新计划》,作为最优先的项目(top priority)。美国总统科学技术顾问委员会指出:“美国如果要在21世纪继续保持经济的领导地位和国家安全,则必须在未来的10至20年内对纳米技术研究和发展给予巨大的和持续增长的投入”。纳米技术专项基金由2000年的2.7亿美元增到2001年的5亿美元。美国国家科技委员会成立了《纳米科学工程和技术工作小组》(IWGN)。

西欧2000年投入1.8亿美元用于纳米专项基金,在2001年又开始了新的欧盟5年框架计划。日本政府2000年已投入2.5亿美元用于纳米技术专项,2001年则将纳米技术列为国家新五年科技计划重点,建设10个纳米技术工程中心。韩国于2001年开始了10年计划,计划投入14800万亿韩元。

此外,我国台湾地区计划5年内投入100亿新台币用于纳米技术的研发。

3.我国各级政府大力推进纳米技术发展

我国政府及科技界及时对纳米技术给予了高度重视。江泽民总书记于2001年7月在北京接见了参加纳米科技国际研讨会的专家;朱总理亲自审批了在国家财政中拨出专款用于纳米技术的研发。

科技部成立了国家纳米科技指导协调委员会,制定了《国家纳米科技发展纲要》,《国家纳米科技专项行动》实施方案。中国纳米基金项目年增长率已接近30%。在“863”、“973”等相关的国家计划中都单列了纳米技术专项基金,计划五年共投入10亿元人民币。

据不完全统计,我国有一半的省市以将纳米技术列入当地“十五”期间的发展规划。截止今年5月底,国内已有323家以纳米技术为基础的企业,社会投资约三十亿元人民币,初步形成了华北、华东、华南三大 纳米材料及纳米技术产业带。

特别值得注意的是上海市支持纳米科技发展的力度和措施已走在国内其它省市的前面,计划“十五”期间每年投入1亿元人民币作为纳米技术发展的专项资金,成立了“上海市纳米科技与产业发展促进中心”和“纳米科技与产业发展领导小组和专家委员会”,并将组建上海四通纳米港。

4.广州市发展纳米技术的机遇和挑战

广州市于二十世纪八十年代中就开展了纳米粉体研究工作。此后,研究领域逐渐拓宽到纳米技术的各个方面。现有14所高校和研究院所从事纳米技术研究及应用开发工作,近10个企业正进行纳米技术相关产品研制,形成了300多人的研究队伍。在纳米粉体制备与应用、纳米电子材料与器件、能源与环境纳米材料和技术、医疗与卫生用纳米材料等领域已具备较好的研究基础,并取得了一批有应用前景的成果,与北京、上海、沈阳等城市一起在纳米技术及产业化方面走在了前面。如:中山大学许宁生教授领导的科研团队在纳米结构场发射平板显示器材料和器件方面的研究处于国际一流水平,其基地——“光电材料与技术国家重点实验室”已成为我国主要的平板显示器研发基地之一。中科院广州化学所孟跃中研究员领导的科研小组应用纳米催化技术将二氧化碳废气合成为可降解共聚物高分子材料的研究成果居国际领先地位。

在产业界,涌现了一批象广州白云粘胶厂,广州帕迈特生物材料有限公司、广州 钛白粉厂等积极从事纳米材料生产制备和产品开发的企业。同时涌现了一批象广州金发科技有限公司、广州制漆厂、花都科苑公司、广州市高科力有限公司、广州石潮高性能陶瓷公司等积极应用纳米技术和纳米材料的企业,在以纳米技术改造和提升传统产业方面起到了很好的示范作用。如:广州白云粘胶厂应用纳米粉体材料使产品性能显著提高,取得了显著的经济效益。同时该厂正积极开展以有机硅单体工业生产的副产物为原料,利用气相燃烧法生产纳米级白碳黑的产业化工作。

纳米技术的兴起,为广州市经济实现跨越式发展提供了难得的机遇。广州市重点发展的电子信息、生物工程、新材料领域都离不开纳米技术的支撑。为确保在新一轮竞争中继续在整体上保持先行一步的良好势头,应抓住这次纳米技术发展带来的历史机遇,改造提升传统产业,发展新型高科技产业,实现“增创新优势,更上一层楼,率先基本实现社会主义现代化”。

广州市目前发展纳米技术有着优越的条件:1)市政府及领导的高度重视,已将纳米技术作为“十五”计划支持的重点。2)拥有一支精干的研究队伍,在纳米技术方面已经开展了大量的研究工作,部分成果接近产业化前期水平。3)产业界对纳米技术的迫切需求,这是广州市纳米技术发展的强大动力来源。4)广州市市场经济发展程度高,体制灵活,人才市场完善,资本市场活跃,投融资环境良好,是纳米技术产业化的沃土。5)广州市地处改革开放的前沿,外向型经济发达,有利于国际交流和合作。

然而,与国内其它发达地区相比,广州市纳米技术整体研究水平尚存在差距。应用开发和工程化不足,研究群体和研究方向相对分散,缺乏整体布局和规划,实验设施落后及支撑服务体系不完善,企业与研究机构信息交流及合作少,研发经费投入不足。

制定和实施《广州市纳米技术及产业化发展规划》,是要围绕广州市整体发展目标对纳米技术发展进行战略部署,统一规划,合理布局,加强协调,集中优势力量突破关键技术,加速成果实用化和产业化,增强广州市科技和经济竞争力。

二、指导思想和发展战略

广州市发展纳米技术的指导思想:

围绕广州市总体发展目标,以市场需求为导向,选择广州市具有相对优势的领域,大力发展与人民生活密切相关的纳米技术及产业;以应用开发及关键共性技术攻关为主,重视必要的原创性基础研究和应用基础研究,集中力量,重点突破,为提升广州市现代化中心城市的综合竞争力做出显著贡献。

广州市发展纳米技术的战略为:

“发展民生纳米工程,建立南方纳米中心”。

即:以与提高人民生活质量和改善生态环境密切相关的纳米技术及产业为发展的主要对象;以纳米技术改造传统产业为发展的切入点;积极培育新型高科技产业群。

通过实施“441”工程(发展四个重点领域,建立四个研发基地,构筑一个纳米技术支撑服务体系),形成新的经济增长点,使广州市纳米技术总体水平居全国先进行列,成为我国南方纳米技术中心。

广州市发展纳米技术应遵循以下基本原则

1)、政府引导与市场导向相结合

围绕广州市科技和经济中长期发展目标,选择对经济和社会发展有重大影响的方向和项目进行部署;根据市场需求,重视“十五”期间利用纳米技术阶段性成果为国民经济发展做出新贡献。发挥政府对纳米技术创新和成果的商品化、产业化方向的引导、扶持和宏观调控作用。调动政府各级部门、企业和社会各方面的积极性,参与纳米技术研发与产业化工作。

2)、研究部门和企业及社会各方面力量相结合

纳米技术属多学科交叉的前沿研究领域,要动员和组织多学科、多领域的专家联合参与纳米技术的研究开发,抓好多学科在纳米技术方面的集成;鼓励企业早期介入纳米技术研究开发,推动企业、研究部门之间的交流合作,实现软硬件资源共享,避免重复建设;充分发挥优势单位的带头作用,利用先进的网络设施,在全市形成研究交流与合作网。

3)、重点技术突破与原创性研究相结合

纳米技术的渗透性和应用性很强,一些基础研究的成果转化周期短,很快能够得到应用,呈现出基础研究、应用研究和产业化并行发展的新特点。因此,必须增强竞争意识,在着力实现重点技术突破的同时,注重纳米技术的原始创新,强化专利意识,为培育新产业和改造传统产业提供拥有自主知识产权的技术源泉。

4)、科技创新与体制创新相结合

纳米科技工作要坚持科技创新与体制创新相结合。市各主管部门要在统一规划下协调部署。建立以企业为主体,高校和科研机构为依托,市场为导向的“产、学、研”联合开发体系,解决科技与经济“两张皮”问题。实现以政府投入为引导,企业投入为主体、社会投入为支撑,多层次、多元化、多渠道的全社会科技投入和创新体系,加快实现纳米技术产业化。

三、目标和任务

1.目标

纳米技术发展的总体目标:

到2010年广州市纳米技术研究、应用及产业化总体水平居国内先进行列,在若干方面达到国际先进水平,成为我国南方最具影响力的纳米技术研究开发中心。

“十五”期间纳米技术的发展目标:

以多学科交叉和技术集成,攻克一批关键共性技术;形成一批纳米技术相关产业;建立一批具国内影响力的纳米技术研究开发基地和骨干企业;初步构筑起广州市纳米技术创新平台。到2005年纳米材料及应用纳米技术的相关产品的产值达50亿元以上。

2.任务

“十五”期间纳米技术的主要任务是:

1).攻克一批纳米技术发展的共性关键技术

着重在纳米材料制备与加工、纳米粉体应用及纳米尺度的结构分析和性能测试方面,攻克一批重大共性关键技术,如:纳米颗粒材料的形态控制、团聚控制及表面改性技术等,突破工业化规模生产的技术瓶颈,为纳米技术的应用与产业化奠定技术基础。

2).培育一批具有市场竞争力的纳米技术相关骨干企业

大力推进纳米科技成果的产业化,加强纳米技术向化工、建材、纺织和轻工等基础产业的渗透,带动传统产业的改造和升级换代,形成若干个纳米技术成果产业化基地,培育若干个骨干企业,逐步形成特色优势产业。

3).构筑广州市纳米技术创新平台

建设四个具国内影响力的纳米技术研究开发基地:

纳米光电材料与器件研究开发基地。
纳米能源与环境材料研究开发基地。
纳米生物材料及医药、医疗技术研究开发基地。
纳米粉体、功能薄膜制备与应用研究开发基地。

建立一个较完善的纳米技术支撑服务体系,包括:纳米技术信息网、纳米技术及产品测试网、纳米技术人才培训教育网等。

4).建设具有交叉综合和持续创新能力的纳米技术骨干队伍

建立近百人左右的具有持续创新能力的高素质纳米技术骨干队伍,吸引多学科专家参与纳米技术的研究与开发,形成近千人左右的研究开发队伍。培养一批懂科技、会经营、善管理的复合型人才,为纳米技术成果的产业化提供力量。

四、重点发展领域和基地建设

1.重点发展领域

根据广州现代化中心城市整体发展目标,现有产业结构特点、研究基础、财力和物力的基本条件,及纳米技术发展趋势,本着“有所为和有所不为”的原则,广州市在近十年内重点发展四个领域的纳米技术及相关产业。

1)、纳米技术在传统产业改造和产品升级换代中的应用。

纳米技术的迅速发展和积累,为全方位地将纳米技术向传统产业渗透转移,将高新技术和各领域技术相结合提供了很好的机遇。特别要加强纳米技术在功能高分子塑料和橡胶、功能涂料、建材、纺织、精细化工和轻工等广州具有优势的传统产业中的应用,带动产业的改造和产品的升级换代,为提高广州市的GDP做贡献。

发展重点:

l 纳米材料低成本、环境友好、高稳定性的规模化制备与加工技术

l 纳米改性复合高分子材料及精细化工材料

l 纳米催化与分离技术及其在石油化工中的应用

l 纳米功能涂层及其在工模具与机械部件中的应用

l 纳米功能涂料及建材

l 纳米改性功能纤维及其在纺织品中的应用

2).纳米电子、光电信息材料及器件产业

重点发展以电子信息技术为代表的高新技术产业,是广州作为中心城市相当长时期内经济发展的主要内容。纳米电子学是纳米技术的重要组成部分,也是纳米技术发展的主要动力之一。必须抓住目前微电子产品和信息技术更新换代的大好机会,大力发展纳米电子、光电信息材料及器件,为“广东光谷”发展提供技术支撑。

近期发展重点:

l 纳米结构场发射平板显示器材料及器件

l 纳米结构发光材料及器件

l 纳米导电胶和导电浆料

l 集成电子元器件、混合微电子器件用关键附属纳米材料

中远期发展重点:
l 超高密度存储和记录材料及器件

l 纳米结构光通讯材料及器件

l 纳米级光机电系统和器件的加工及组装

l 量子结构材料和器件

3).纳米能源与环境材料及技术产业

能源与环保是人类文明社会持续发展面临的两个重大问题,同时它们也将带来巨大的商机和利润。“十五”期间重点发展纳米技术在太阳能转化、热能转化、新型绿色电池中应用,以及在水和空气治理中的应用,为优化能源结构、改善生态环境、促进国民经济可持续发展做贡献。

近期发展重点:

l 纳米催化技术在合成可降解环保高分子材料中应用

l 纳米材料与技术在高性能二次电池中的应用

l 纳米材料与技术在新型燃料电池中的应用

l 纳米材料与技术在废水、废气治理中的应用

中远期发展重点:

l 纳米结构光、电、热功能薄膜及在能源转化中的应用

l 纳米固体热—电转换材料及制冷和发电器件

4)、纳米技术及材料在生物医药产业中应用

纳米生物医药产业是新兴的高新技术领域,生物医药材料几乎是每个发达国家的支柱性产业。该产业的发展对提高人民的健康生活水平和促进广州市生物医药产业的迅速发展将起到积极的作用,产生显著的经济效益和社会效益。根据广州市现有基础和条件,择优发展纳米技术制药,尤其是纳米技术在中药制备中的应用,医用纳米材料,疾病的纳米诊断器件和技术,为“广州国际生物岛”发展提供技术支撑。

近期发展重点:

l 纳米技术在传统中药制备中的应用

l 纳米仿生材料与人工器官

l 可吸收降解医用纳米结构材料

中远期发展重点:

l 纳米靶向及控释药物制备及应用

l 疾病诊断和监测纳米技术

2.基地建设

依托研发力量较强、软硬件条件好的单位,采用政府、企业、高校、研究院所共建的方式,同时吸纳社会各方面资金和力量,建设四个手段先进、设备一流的纳米技术研究开发基地:

1) 纳米光电材料与器件研究开发基地;

2) 纳米能源与环境材料研究开发基地;

3) 纳米生物材料及医药、医疗技术研究开发基地;

4) 纳米粉体与薄膜制备及应用研究开发基地。

基地组建和管理参见国家重点实验室的模式,实行开放、流动、竞争、联合的运行机制,成为聚集优秀人才和多学科交叉集成的研发基地。

基地兼具重点实验室和工程技术研究开发中心的功能,是推进纳米技术产业化的公用技术平台。基地联结本市从事相关领域研发的高校、院所及企业,形成网络。基地分别组织对本领域中重大产业化共性关键技术进行技术分析和组织协调攻关,积极吸纳国内外有应用前景的项目进行工程化开发,并及时将成果向有关企业辐射转移,形成研究、开发、产业化紧密衔接的创新体制。

3.纳米技术支撑服务体系建设。

纳米技术支撑体服务系主要包括纳米技术信息网、纳米技术及产品测试网、纳米技术人才教育培训网等。

纳米技术信息网是各纳米技术研发基地、研究单位、企业和专家之间日常联系及交流的开放式工作平台和手段;负责系统地收集整理纳米技术的基础数据、标准、资料,建立广州市纳米技术人才、技术和测试仪器数据库,为科学研究和企业产品开发提供共享资源和咨询服务;负责收集、整理和分析国内外纳米技术及产业化最新发展动态,积极协助广州市研究单位和企业引进先进的纳米技术,纳米产品和人才;发布广州市纳米产品及纳米技术最新进展和成果,协助研究单位将纳米技术推向企业,协助企业将产品推向市场;组织各类学术及交流活动,是企业、部门、专家之间交流联系的桥梁。

纳米技术及产品测试网主要由四个纳米技术研发基地及广州地区各单位相关仪器设备组成,形成一个高效率、高水平的资源共享体系,为纳米技术评估鉴定和纳米产品质量检测提供服务。根据纳米技术发展趋势,通过项目资助形式适当更新检测仪器。

纳米技术人才教育培训网依托广州地区有关高等院校、研究所及企业组建。形成较为完善的培养纳米技术方面的本科、硕士、博士及博士后教育体系,同时为企业培训各种纳米技术工程人员。

五、对策和措施

1、加强政府对纳米技术研究开发的领导和协调

分别设立“广州纳米技术和产业化发展指导及协调小组”,及“广州纳米技术和产业化发展专家委员会”。

“指导及协调小组”成员由政府相关部门,产业界,金融界,科技界等有关人员组成。由主管科技的副市长任“指导及协调小组”组长,广州市科技局局长任副组长。“指导及协调小组”主要负责制定纳米技术与产业化发展战略和各部门之间的协调合作,调动全社会各方面力量的支持。“指导及协调小组”在市科技局设联合办公室。办公室是日常办事机构,为“指导及协调小组”提供综合服务,落实小组的决定。

“专家委员会”由政府相关部门、科技界、企业界等方面的领导和专家组成。主要负责项目的评估、组织和实施,重大学术交流活动组织等工作。“专家委员会”在中山大学设秘书处。秘书处是专家委员会的日常办事机构,同时作为纳米技术信息网和测试网的管理中心,负责有关的组织协调工作。

2、设立纳米技术发展专项基金

在市财政预算中设立纳米技术发展专项基金。专项基金主要支持重大产业化项目和关键共性技术攻关,公共研究开发基地建设,纳米技术支撑服务体系建设,及必要的应用基础研究。纳米技术的发展到产业化,需经十几年的努力,该专项基金应有持续性的安排(建议“十五”期间,纳米专项基金每年为5000万元)。

3、调动各方面积极性,营造有利于纳米技术发展的环境

加强科技与经济的结合,鼓励企业早期介入纳米技术研究开发。政府对纳米科技成果转化和产业化实行政策倾斜,在相关的市科技计划中给予重点保证。积极引导风险资金投入纳米技术成果产业化。媒体应加强对纳米技术的科普教育和客观宣传,使大众对纳米技术有正确的科学认识。

4、加强知识产权保护,促进纳米技术创新

为鼓励纳米技术的原始创新,在纳米技术专项经费中设立专利奖励基金,用于鼓励专利申请,优先资助首创发明专利,重点支持国际专利。强化专利意识,重视知识产权保护,保障科技人员权益。加强企业专利战略研究与实施,有意识、有计划地进行专利申请布点,保障我市纳米技术产业的健康持续发展。

5、加强纳米技术人才培养和引进

要重视发挥现有人才的潜力,培养高素质人才,适应纳米技术快速发展的需要;重视纳米技术相关学科建设;积极引进国内外优秀专家。充分体现优秀人才的价值。实现以项目引进人才,以人才带动项目的良好机制。

6、加强国内外交流和合作

积极开展纳米技术国际国内交流和合作,积极引进国内外先进技术和先进项目。在每年举办的留学人员科技交流会上大力推介广州纳米技术发展规划,把发展纳米技术所需引进的人才、项目放在突出位置。并在纳米专项基金中预留项目引进经费。
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