日本納米科技發(fā)展政策分析

日本是開展納米技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究最早的國家，日本政府及社會(huì)各界高度重視納米技術(shù)的發(fā)展。日本政府連續(xù)制定了4期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃，確定了納米和材料重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，并逐年增加對納米技術(shù)的研究經(jīng)費(fèi)，同時(shí)為社會(huì)和企業(yè)發(fā)展納米技術(shù)創(chuàng)造有利的研發(fā)環(huán)境。日本文部科學(xué)省對納米技術(shù)及材料的基礎(chǔ)科學(xué)研究提供資金支持，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省更注重納米材料基礎(chǔ)研發(fā)和實(shí)用化的聯(lián)合研究開發(fā)。日本還通過創(chuàng)新集群建設(shè)、官產(chǎn)學(xué)研合作等促進(jìn)納米材料與技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展。

一、日本早期納米發(fā)展政策

日本文部科學(xué)省早在1981年就推出了“先進(jìn)技術(shù)的探索研究計(jì)劃”，研究內(nèi)容基本為納米技術(shù)相關(guān)的研究課題，如納米材料學(xué)、納米電子學(xué)、納米分子學(xué)、納米加工和納米結(jié)構(gòu)等研究課題。該計(jì)劃每年啟動(dòng)4個(gè)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目實(shí)施5年，每個(gè)研究項(xiàng)目可獲得20億日元的經(jīng)費(fèi)，從人員配置和研究經(jīng)費(fèi)方面都得到了保障，促進(jìn)了日本納米技術(shù)的初期發(fā)展[1]。

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省隨后又先后實(shí)施了多個(gè)納米技術(shù)相關(guān)的10年大型研究計(jì)劃，如1991-2001年的原子技術(shù)研究計(jì)劃（投資1.85億美元）、1991-2001年的量子功能器件研究計(jì)劃（投資4 000萬美元），以及1992-2002年的原子分子極限操縱研究計(jì)劃（投資250億日元）。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省其所屬的15個(gè)國立科研機(jī)構(gòu)成為日本開展納米技術(shù)研究的重要基地，在世界納米技術(shù)研究領(lǐng)域享有崇高的學(xué)術(shù)地位[1]。

日本政府在1994年做出重大戰(zhàn)略部署，由“科技立國”政策轉(zhuǎn)向“科技創(chuàng)新立國”，把科技政策的重點(diǎn)放在具有獨(dú)創(chuàng)性的科學(xué)技術(shù)方面，成為科技領(lǐng)先型國家。1995年底，日本政府頒布了《科學(xué)技術(shù)基本法》，以立法的形式規(guī)定了日本的科技發(fā)展戰(zhàn)略，明確了科技發(fā)展戰(zhàn)略的具體目標(biāo)。1996年，日本開始實(shí)施第1個(gè)科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃，此后又連續(xù)實(shí)施了3次科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃，目前正在實(shí)施第4期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃，這些計(jì)劃都強(qiáng)調(diào)了納米材料與技術(shù)在國家發(fā)展戰(zhàn)略中的重要戰(zhàn)略地位。

二、納米技術(shù)是日本科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃重點(diǎn)推進(jìn)領(lǐng)域

納米材料與技術(shù)成為日本“第2期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，該計(jì)劃主要包括科學(xué)技術(shù)優(yōu)先戰(zhàn)略部署、創(chuàng)造和利用優(yōu)秀成果的科學(xué)技術(shù)體制改革以及科學(xué)技術(shù)活動(dòng)國際化。優(yōu)先發(fā)展生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境科學(xué)以及納米技術(shù)與材料領(lǐng)域，有效分配研發(fā)資源，同時(shí)也要推動(dòng)能源、制造技術(shù)、社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施和前沿科學(xué)領(lǐng)域的研發(fā)[2]。納米技術(shù)同樣也是“第3期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”的4大優(yōu)先研發(fā)領(lǐng)域之一?！暗?期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”依然重點(diǎn)推進(jìn)8大領(lǐng)域的研究開發(fā)，納米技術(shù)與材料依然仍是國家級優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域之一，并且還更加強(qiáng)調(diào)了支持科技研發(fā)在各學(xué)科間和不同領(lǐng)域的融合，著重強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)研究和戰(zhàn)略應(yīng)用研發(fā)[3]。

圖1重點(diǎn)分析了“第3期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”的重點(diǎn)研究課題和科學(xué)技術(shù)體系。日本的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域包括納米電子領(lǐng)域、材料領(lǐng)域、納米生物技術(shù)和生物材料領(lǐng)域、納米技術(shù)材料領(lǐng)域推進(jìn)基礎(chǔ)領(lǐng)域、納米科學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域等。①在納米電子領(lǐng)域領(lǐng)域，重點(diǎn)研究課題包括新一代硅基半導(dǎo)體納米電子技術(shù)開發(fā)、電子/光控制納米電子技術(shù)、納米級電子器件制造技術(shù)、納米電子器件低成本化技術(shù)、實(shí)現(xiàn)與環(huán)境和經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展節(jié)約能源的納米電子技術(shù)、安全納米電子科學(xué)技術(shù)。②在材料領(lǐng)域，重點(diǎn)發(fā)展能克服能源問題、實(shí)現(xiàn)環(huán)境和諧型社會(huì)、安全安心社會(huì)構(gòu)建、維護(hù)和加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)競爭力的材料技術(shù)。③在納米生物技術(shù)和生物材料領(lǐng)域，重點(diǎn)研究課題包括利用分子成像技術(shù)解釋生物結(jié)構(gòu)和功能、生物體內(nèi)分子操作技術(shù)、以DDS成像技術(shù)為核心診斷治療、超微細(xì)加工技術(shù)設(shè)備、極微量物質(zhì)檢測技術(shù)、高性能高安全生物友好設(shè)備、再生感應(yīng)材料、應(yīng)用納米生物技術(shù)的食品等。④在納米技術(shù)材料領(lǐng)域推進(jìn)基礎(chǔ)領(lǐng)域，重點(diǎn)研究課題包括創(chuàng)新的納米計(jì)測和加工技術(shù)、先進(jìn)量子測量加工和制造工藝技術(shù)、基于仿真設(shè)計(jì)技術(shù)的新性能發(fā)現(xiàn)，以及納米技術(shù)研究與開發(fā)、納米材料領(lǐng)域人力資源開發(fā)與研發(fā)環(huán)境整備等。⑤在納米科學(xué)和物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域，重點(diǎn)研究課題包括量子計(jì)算技術(shù)、界面性能控制機(jī)理、納米生物系統(tǒng)機(jī)制、強(qiáng)相關(guān)電子器件的戰(zhàn)略推進(jìn)等。重點(diǎn)科學(xué)技術(shù)體系主要包括解決社會(huì)問題和困難的創(chuàng)新材料科學(xué)和技術(shù)、新一代創(chuàng)新科學(xué)技術(shù)、加快創(chuàng)新材料和技術(shù)的基礎(chǔ)推進(jìn)研究等3個(gè)方向的10個(gè)重點(diǎn)研究課題。

“第4期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”重點(diǎn)推進(jìn)綠色技術(shù)創(chuàng)新和生命科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，戰(zhàn)略性綜合性地強(qiáng)化科技創(chuàng)新政策，建立促進(jìn)創(chuàng)新的新體制，環(huán)保、能源、醫(yī)療、護(hù)理、健康以及災(zāi)后恢復(fù)與重建等成為未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展支柱。該計(jì)劃與納米和材料相關(guān)的研究課題有燃料電池、功率半導(dǎo)體、納米碳材料的研發(fā)，資源循環(huán)利用技術(shù)創(chuàng)新——如稀土替代材料創(chuàng)新研究等[4]。雖然“第4期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”對納米技術(shù)和材料的發(fā)展力度有所弱化，但環(huán)保、能源、生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展都離不開納米材料與技術(shù)的支持。

“第5期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”通過科技創(chuàng)新支撐四大國家目標(biāo)，建立實(shí)現(xiàn)未來可持續(xù)增長的4大核心支柱，通過研發(fā)解決未來挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先世界的“超智能社會(huì)”。要實(shí)現(xiàn)超智能社會(huì)，就必須加強(qiáng)服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)，特別是納米技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、傳感器技術(shù)等核心優(yōu)勢基礎(chǔ)技術(shù)。解決能源、糧食、醫(yī)療等領(lǐng)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題，以及開拓國際戰(zhàn)略性科學(xué)前沿等都離不開納米技術(shù)的發(fā)展。

三、文部科學(xué)省納米科技研究

文部科學(xué)省作為政府管理基礎(chǔ)應(yīng)用研究的職能部門，著重做2個(gè)方面的工作，一是對納米技術(shù)及材料的基礎(chǔ)科學(xué)研究提供資金支持；二是在相關(guān)領(lǐng)域?yàn)樯鐣?huì)各界營造良好的科學(xué)研究環(huán)境。日本文部科學(xué)省注重納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)研究工作，開展了一系列相關(guān)的研究計(jì)劃和課題（表1）。日本文部科學(xué)省納米領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃和項(xiàng)目一般由科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)（JST）提出戰(zhàn)略計(jì)劃和建議，物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)（NIMS）和理化學(xué)研究所（RIKEN）等負(fù)責(zé)計(jì)劃的研發(fā)和實(shí)施。

1.物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)

納米技術(shù)是NIMS的重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。材料納米結(jié)構(gòu)國際研究中心（International Center for Materials Nanoarchitectonics）是其最主要的納米技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，主要研究活動(dòng)包括納米系統(tǒng)和納米理論等。在納米系統(tǒng)領(lǐng)域主要包括與能源環(huán)境、醫(yī)療診斷相關(guān)的納米研究、基于原子開關(guān)的納米元件技術(shù)、新型納米超導(dǎo)材料研究、量子納米技術(shù)、納米尺度精密測量方法等。在納米理論領(lǐng)域主要包括納米空間結(jié)構(gòu)理論研究與新現(xiàn)象預(yù)測、第一性原理計(jì)算、納米電子狀態(tài)研究等。

2.理化學(xué)研究所

RIKEN開展納米技術(shù)研究的2個(gè)研究所分別是光和研究所和播磨研究所。在和光研究所，主要包括納米光學(xué)研究、納米物質(zhì)工學(xué)研究、以及納米基礎(chǔ)科學(xué)理論研究、量子納米磁性研究等。在播磨研究所，主要包括量子納米材料的單原子、分子的分析方法、新型光電材料及物性的探索和應(yīng)用、光化學(xué)連鎖反應(yīng)的量子納米形成法等。

四、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省納米科技研究

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的材料研發(fā)計(jì)劃和項(xiàng)目主要通過產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）和新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）負(fù)責(zé)實(shí)施，注重納米材料基礎(chǔ)研發(fā)和實(shí)用化（或產(chǎn)業(yè)化）的聯(lián)合研究開發(fā)。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省不僅注重納米技術(shù)和材料及器件的研發(fā)，還包括能源、資源、環(huán)境、信息技術(shù)等領(lǐng)域需求的納米材料技術(shù)研發(fā)。計(jì)劃項(xiàng)目的共用基礎(chǔ)研究開發(fā)事業(yè)多通過委托進(jìn)行實(shí)施，而面向市場化產(chǎn)業(yè)界實(shí)用化技術(shù)研究開發(fā)事業(yè)多通過補(bǔ)助金的形式進(jìn)行實(shí)施。重點(diǎn)計(jì)劃和項(xiàng)目見表2所示。

1.產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所

產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所為各行業(yè)領(lǐng)域提供計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)調(diào)查、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、能源、環(huán)境等相關(guān)的技術(shù)基礎(chǔ)，提高日本在國際上的產(chǎn)業(yè)競爭力。該機(jī)構(gòu)的納米材料研究部重點(diǎn)探索納米尺寸研究的新方法、新理念，對納米粒子結(jié)構(gòu)物質(zhì)的各種現(xiàn)象進(jìn)行解釋，促進(jìn)科技成果走向產(chǎn)業(yè)化。主要研究方向包括納米結(jié)構(gòu)理論、納米工程、碳納米管、納米簇、分子納米組織體、分子納米物性、納米生物材料、納米電子器件等。

2.新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)

新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)主要從事新能源開發(fā)、節(jié)能技術(shù)，以及地球環(huán)境產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)。該機(jī)構(gòu)的材料納米技術(shù)計(jì)劃通過開發(fā)超微細(xì)物質(zhì)制備加工工藝及計(jì)量測試技術(shù)，構(gòu)筑超微細(xì)結(jié)構(gòu)控制與加工測量等技術(shù)基礎(chǔ)，并使之實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化，從而為產(chǎn)業(yè)各界提供完備的納米技術(shù)基礎(chǔ)。納米技術(shù)的主要研究方向包括精密高分子、納米玻璃、納米金屬、納米粒子、納米鍍膜、納米機(jī)能合成、納米計(jì)量測試技術(shù)等。

五、納米科技創(chuàng)新集群

“產(chǎn)業(yè)集群計(jì)劃”和“知識(shí)集群計(jì)劃”由日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省和文部科學(xué)省聯(lián)合推進(jìn)，充分發(fā)揮了中小企業(yè)的作用，成為技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新的支柱，促進(jìn)了企業(yè)和大學(xué)等機(jī)構(gòu)的合作，同時(shí)吸引大型企業(yè)參與，在日本技術(shù)創(chuàng)新中充分發(fā)揮了重要作用[10]。2010財(cái)年，文部科學(xué)省在“開發(fā)創(chuàng)新體系計(jì)劃”的框架下，將以上2種計(jì)劃和“產(chǎn)學(xué)官合作戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃”合而為一，即“創(chuàng)新集群”，通過建立和強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)官網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)官與本地核心高校和其他研究機(jī)構(gòu)的聯(lián)合研究，形成能提供可持續(xù)創(chuàng)新的集群，促進(jìn)區(qū)域自持續(xù)能力。納米領(lǐng)域的區(qū)域創(chuàng)新集群項(xiàng)目見表3。

六、國家納米技術(shù)戰(zhàn)略路線圖

“日本戰(zhàn)略技術(shù)路線圖”由經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省與新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)聯(lián)合制定發(fā)布，用來確定能夠孕育新興產(chǎn)業(yè)、增強(qiáng)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)國際競爭力的戰(zhàn)略技術(shù)，并使這些技術(shù)能夠按照設(shè)定的技術(shù)目標(biāo)推進(jìn)，為工業(yè)、學(xué)術(shù)界和政府對研發(fā)投資的戰(zhàn)略執(zhí)行情況提供導(dǎo)航，該報(bào)告已成為日本政府引導(dǎo)重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)布局和投資的重要技術(shù)戰(zhàn)略文件。自2005年3月公布第1份技術(shù)路線圖報(bào)告以來，截至2011年9月已公布了6份技術(shù)路線圖報(bào)告，每年公布的報(bào)告都會(huì)經(jīng)過不斷的修訂和補(bǔ)充，最新的版本為2010年6月14日公布的技術(shù)戰(zhàn)略2010，共分8大類31個(gè)技術(shù)領(lǐng)域[11]。

納米技術(shù)戰(zhàn)略路線圖的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)持續(xù)性創(chuàng)新，成為世界上先進(jìn)的納米技術(shù)制造國家；利用高性能納米技術(shù)開拓更多的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，加強(qiáng)日本產(chǎn)業(yè)的國際競爭力，并解決難度大的社會(huì)問題；在知識(shí)產(chǎn)權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)化方面發(fā)揮日本的領(lǐng)導(dǎo)地位。主要的研究方向包括納米技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新、納米技術(shù)產(chǎn)品制造、高附加值納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)等。

七、結(jié)語

日本政府和社會(huì)各界一直都非常重視納米技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃確立了納米技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向和領(lǐng)域，納米技術(shù)戰(zhàn)略路線圖規(guī)劃了納米技術(shù)的發(fā)展路線，創(chuàng)新集群建設(shè)和官產(chǎn)學(xué)研合作更是促進(jìn)了納米技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展，日本文部科學(xué)省和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省為納米技術(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)研究和實(shí)用化研究提供資金支持。日本納米技術(shù)在環(huán)境與能源、健康與醫(yī)療保健、社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)、信息通訊與電子產(chǎn)品、基礎(chǔ)科技領(lǐng)域等都取得了重要的進(jìn)展，為日本未來的創(chuàng)新發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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