美国国家纳米技术计划做出重要调整
10月8日,美国国家纳米技术计划(NNI)发布《2021版战略规划》[1]。不同于此前几版战略规划的一脉相承,2021版战略规划对NNI未来5年的发展做出重要调整,重新设定了发展愿景和发展目标,其核心思想是保持美国纳米技术世界领先,不仅要产出原始创新成果,而且要实现成果转化与社会经济效益。
一、出台背景
美国于2000年发布NNI,此后20年纳米技术在美国蓬勃发展,为其研发新冠疫苗、制造电子消费产品、应对气候变化挑战等奠定重要基础,其纳米技术水平也长期保持世界领先。在此背景下,NNI是否已完成其历史使命,是否应将资源投向其他新兴技术,成为美国政府需要考虑的问题。2020年,美国国家科学院(NAS)对NNI的评估报告回应了这一问题,认为医药、粮食、水、能源、微电子、通信、国防等领域的发展日益受纳米技术创新所驱动,因此有必要继续实施NNI。但评估报告也指出,迫切需要重新设计NNI以加快成果转化和应对国际竞争。
此后一年半时间,白宫科技政策办公室(OSTP)、国家科学技术委员会(NSTC)等NNI主管部门通过意见征集、研讨会等形式就研发支持政策、组织协调、研发优先领域等问题广泛征求纳米科技界的意见和建议,并认真研究,最终形成了指导未来5年发展的《2021版战略规划》。
二、重要调整
2004年12月,NNI发布第一份战略规划,提出了NNI的发展愿景和支撑实现愿景的四大发展目标及具体目标。此后,NNI分别在2007年、2011年、2014年和2016年更新了战略规划,愿景和四大目标保持稳定,仅略有调整。
不同于之前的微调,《2021版战略规划》重新设定了发展愿景和发展目标(表1)。新的发展愿景是“通过在纳米尺度理解和控制物质,推动正在发生的技术和产业变革,造福社会”。与2016年版相比,新版发展愿景指出技术和产业变革“已经发生”,反映了美国科技界对科技革命态势的最新判断。
表1 2021年版和2016年版NNI战略规划对比
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2021年版 |
2016年版 |
发展愿景 |
通过在纳米尺度理解和控制物质,推动正在发生的技术和产业变革,造福社会 |
通过在纳米尺度理解和控制物质,引发技术和产业变革,造福社会 |
发展目标 |
确保美国纳米技术研发继续世界领先 |
推动世界级的纳米技术研发 |
促进纳米技术商业化 |
促进新技术转化为产品,满足商业和公共利益 | |
提供基础设施,为纳米技术研究、开发和利用提供可持续的支持 |
发展并保持教育资源、熟练的劳动力、活跃的基础设施和工具组合以推动纳米技术的发展 | |
促进公众参与,增加纳米技术劳动力 |
支持负责任地发展纳米技术 | |
确保负责任地发展纳米技术 |
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在发展目标方面,NNI继续坚持技术研发、商业化、基础设施、负责任地发展四大方向,同时将教育和劳动力方面的内容单列为一个方向,以增加支持力度,反映了NNI对教育、发展劳动力、公众参与对整个纳米技术事业重要性的最新认识。伴随着发展目标的调整,其下具体目标的内容全面更新,具体如表2所示。
表2 2021年版NNI战略规划具体目标
发展目标 |
具体目标 |
确保美国纳米技术研发继续世界领先 |
实现和推动世界级的纳米技术研发 |
通过NNI参与机构针对性地合作,推动共同兴趣领域发展 | |
加强NNI与已有和新增联邦优先领域和计划的关联 | |
聚焦能解决全球重大挑战的纳米技术 | |
促进共同兴趣领域的国际合作和交流 | |
促进纳米技术商业化 |
培训、加强和支持纳米技术创业人员 |
参与并增强区域创新系统间的联系,以支持纳米技术在全国各地的商业化 | |
增进企业对支持技术后期开发的联邦行动的了解,并对联邦行动加以协调 | |
建立和扩大目标领域的政府与社会资本合作 | |
宣传纳米技术在生活中的重要性 | |
提供基础设施,为纳米技术研究、开发和利用提供可持续的支持 |
协调联邦支持纳米技术研发基础设施的活动 |
支持纳米技术关键基础设施的研发和购置 | |
提高纳米技术研发基础设施的可获得性 | |
提高数据库的互操作性,鼓励纳米技术数据共享 | |
增进研究人员对原型、测试、制造等技术后期开发资源的了解,并提高其可获得性 | |
开发目标技术领域的测试平台和原型制造设施 | |
利用纳米技术基础设施开展教育、培训和发展劳动力活动 | |
促进公众参与,增加纳米技术劳动力 |
通过纳米技术科普活动,激发学生们学习科学、技术、工程、数学专业并从事相关职业 |
培训教师,提供纳米技术教学资料 | |
增加学生获得科研、实习、交换、国际交流经历的机会 | |
利用纳米技术基础设施开展教育、培训和发展劳动力活动 | |
为纳米技术使能的新兴技术领域储备劳动力 | |
扩大纳米技术劳动力队伍 | |
让公众了解纳米技术研究进展、应用情况和可能影响 | |
确保负责任地发展纳米技术 |
协调与负责任地发展纳米技术相关的联邦活动 |
增进对纳米技术环境、健康、安全问题的科学认识,并广为传播 | |
支持将负责任地发展原则纳入纳米技术研发和商业化过程 | |
鼓励将负责任地发展原则纳入教育和培训项目 | |
加强国际合作,以支持负责任地发展纳米技术 |
三、主要举措
基于NNI 20年的实施经验和纳米科技界的需求,《2021版战略规划》提出以下重要举措。
1、组织研发
(1)设立“国家纳米技术挑战”项目,以调动纳米科技界和其他各界的力量,合作应对全球性重大问题,如治疗流行疾病、应对全球气候变化、提供清洁水、提高粮食产量等,加快提供解决方案,造福社会。
(2)采取“利益共同体”模式在优先领域组织跨机构合作。这种模式比较灵活,可以根据研究群体的兴趣变化,快速地建立或取消。目前已在传感器、水资源可持续利用、纳米塑料3个方向建立了利益共同体。
(3)在国际共同关心的领域,继续采取“研究共同体”模式组织开展国际合作。
2、加强协调
(1)建立与其他研究计划的“战略联络机制”,加强信息共享,形成研究合力。例如,NNI与国家量子计划、网络和信息技术研发项目(NITRD)在国家科学技术委员会微电子领导力分委员会框架下,建立了战略联络机制。
(2)继续在重要领域设置协调员,以加强跨机构协调和合作。除了已有的国际事务协调员和标准制定协调员,将在基础设施和教育与劳动力两个方面设立协调员。
3、促进纳米技术商业化
(1)扩大纳米技术创业网络(NEN)。NEN通过播客、研讨会等线上线下定期活动,分享纳米技术商业化实践案例和过程体会,为纳米技术创业者提供人脉和资源支持。
(2)利用“产业与区域联络机制”,加强商业群体和区域创新系统的参与。例如,通过“制造业扩展合作关系项目”分布在全国的站点和“制造业美国”的16个研究所加快技术优先领域的商业化。
(3)针对纳米技术研发所需的仪器、设施价格昂贵问题,加强物理基础设施和数字基础设施的建设和供给,特别是与私营部门合作研发并提供技术研发后期所需的原型制造设施。 (边文越 张超星)