过去20年，中国的科研产出实现了人类有史以来前所未有的增长速度，这已经不是什么秘密。

　　1997年，中国科研人员参与撰写的科研论文约占科学引文索引（SCI）期刊全球所发表的论文数量的2%。目前，中国几乎贡献了全球1/4的原创论文。

　　其中，最能突出展现这一发展趋势的研究领域几乎非纳米科学与技术莫属了。正如中国科学院院长、党组书记白春礼指出的，一系列数据和成果显示，中国已成为当今世界纳米科学与技术进步的重要贡献者，是世界纳米科技研发大国，部分基础研究居国际领先水平，纳米科技应用研究与成果转化的成效也已初具规模。

　　根据SCI的扩展数据库，使用与“纳米科学与技术”相关的关键词进行检索，由此获得了全球主要科研强国逐年的论文发表数量。

　　结果显示，1997年，全球共发表了约1.3万篇与纳米科学相关的论文。到2016年，这一数字已增至15.4万篇，复合年均增长率达14%，高于所有领域平均3.7%的论文复合年均增长率。同期，中国纳米方面的论文产出由1997年的820篇增至2016年的5.2万余篇，复合年均增长率达24%。

　　纳米领域的科研产出占总体科研产出的比例也有大幅提升。20年前，全球发表的科研论文中，大约只有2%涉及纳米科学与技术。如今，这一比例已增长至10%以上。

　　在此期间，纳米领域的科研论文对整体科研产出的贡献率，只有中国和韩国超过了全球平均水平。现在，印度也加入了这一阵营。这3个国家的纳米研究占总体科研产出的比例，几乎是该领域其它所有领先国家的2倍左右。

　　1997年，与纳米相关的SCI论文中只有6%涉及中国作者；到2010年，中国已与美国旗鼓相当。目前，中国贡献了全球超过1/3的纳米科研论文，几乎是美国的2倍。在中国飞速增长的背景下，只有韩国和印度也实现了增长，而其它多数国家的纳米科研论文产出的全球占比，不是增长平缓，就是缓慢下滑。不过，必须强调的是，虽然这些国家的相对贡献在下降，但多数国家纳米科研论文的总产出仍在继续增长。

　　当然，衡量任何特定科研的影响力时，单纯的数量并不能等同于质量。而且，虽然衡量一个国家或机构科研产出的数量相对直接，但确定产出的质量则更具有挑战性。

　　虽然目前尚无普遍接受的评估科研质量的统一标准，不过，通常用来衡量一项研究影响力的方法之一就是它的被引用次数。在分析了SCI中与纳米科学和技术相关的被引频次在前1%的论文后发现，与纳米科研在总体科研产出中的增长比率相似，中国对纳米科研领域高被引论文的贡献率也有大幅增长，甚至超越了前者。

　　2007年以来，中国在纳米领域的高被引论文占比更高，逐年增长率甚至超过了该领域总产出占比的增长，达到了22%的复合年均增长率，是全球增长率的3倍多。中国在2014年超过美国，其贡献已是除美国以外其它国家的数倍之多。

　　在中国崛起为纳米科研强国的过程中，中国科学院发挥了重要的推动作用。 10年前，中科院对该领域高被引论文的贡献已颇为可观，在全球机构中排名第3，仅次于美国加州大学系统和美国能源部。

　　自那时起，中科院的地位日益提升，目前已是全球纳米领域最主要的高影响力论文产出机构，并大幅领先其它机构。当前，中科院在前1%高被引纳米科研论文的产量上，已经是位居其后的竞争者的2倍以上。

　　除中科院之外，另有5家中国机构在前1%高被引纳米科研论文的总产出方面位列全球前20，它们分别是清华大学、复旦大学、浙江大学、中国科学技术大学和北京大学。

　　中国纳米科研的飞速发展，与其对该研究领域持续和大力的资金支持密切相关。早在1990年，科技部的前身国家科学技术委员会，便将纳米材料科学列入国家“攀登”项目。大约10年后，科技部又资助了国家级纳米材料与纳米结构基础研究项目，并提供持续的资助，促进了中国纳米材料领域的科研产出。

　　上世纪90年代，国家自然科学基金委员会也资助了近千项小型的纳米科研项目。在2006年初国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006~2020年）》中，纳米科学被列为4项重点发展的基础研究领域之一，并成为其中获得资助最多的领域。

　　政府有力的资金支持，吸引了越来越多的中国科学家投身于纳米材料的研究。此外，越来越多有海外留学背景的科学家在“海归潮”中回国，这也有助于中国纳米科研的迅速崛起，这一发展趋势有望在可预见的未来继续保持下去。

　　借助于自然科研新近开发的一个综合平台Nano数据库，通过分析该数据库中发表于2014~2016年期间的涉及纳米材料的论文，可以发现中国科学家对多种纳米材料都有研究，其中最常见的是纳米结构材料、纳米颗粒、纳米片、多孔纳米材料和纳米器件。

　　值得注意的是，中国对纳米多孔材料的研究力度相对更大，有关纳米器件的论文在过去3年有快速的增长。

　　在对中国、韩国、澳大利亚、美国、日本、英国、德国和法国这8个纳米科研强国的分析研究中，超分子化学是最受关注的新兴纳米结构方向。除此之外，其他新兴纳米结构的研究，如富勒烯、DNA折纸术和纳米凝胶等在中国也有快速增长。而在其它国家，如美国、德国、韩国和日本，一个快速发展的研究领域是纳米囊。

　　当然，纳米结构的研究通常都有助于功能材料的开发。Nano数据库中收录的论文在报告各种纳米材料的时候，也会讨论材料的应用前景。

　　在上述8个纳米科研强国中，与催化、电子产品、医药和能源相关的应用是最普遍的应用研究领域，但国与国之间仍会有差别。例如，中国催化研究方面的论文最多，美国则以用于电子产品的纳米材料研究领先全球。

　　中国的催化研究有明显的领先优势，大部分高质量的纳米科研论文都出自催化研究领域。一些中国纳米科研专家指出，中国的催化研究有传统优势，中国以前发展化工工业或许对此有带动作用。中国很多颇有建树的化学家都专注于催化材料研究，并为该领域培养出一批年轻科学家，推动了纳米催化研究的持续发展。

　　纳米医学是Nano数据库收录的中国科研论文所专注的第二大应用研究领域，尤其是医疗诊断方面的研究很突出。

　　这或许令一些人感到意外，因为中国的生命科学研究，不论是产出还是影响力，通常都落后于美国和欧洲。不过，从另一方面也表明纳米医学或有助于中国发挥其化学和材料科学上的优势，在生命科学方面拓展一个重要的特色领域。

　　与能源相关的应用，尤其是储能和产能，是中国纳米科研常常关注的又一领域。这也是近3年来中国十大热门纳米材料应用中增长最快的领域。

　　由于面临着应对日益恶化的环境问题的压力，中国正在大力投入研发新能源，以及有助于节能和环境治理的新技术。纳米材料所展现的潜力，让能源纳米技术成为一个颇具前景的领域，并吸引中国众多科研人员投入其中，他们中的许多人在纳米材料电池和能源存储与转化的研究方面已处于世界领先地位。

　　与其它科研强国相比，中国在纳米材料的电子应用方面还相对较弱。但机器人和激光已成为中国新兴的纳米应用研究领域，即便不在十大应用研究之列，却在近3年取得研究产出的快速增长。同时，中国涉及光子和数据存储等应用的纳米科研论文也有显著增长。

　　尽管专利只是基础知识转化为商用技术过程中的一小部分，但它通常也是反映科研实际影响力的主要指标。

　　科睿唯安的德温特专利数据库（Derwent Innovation Index）收集了近20年来纳米科学与技术方面的专利申请数据。在该数据库中，以纳米科技相关的关键词和国际专利分类代码为检索策略，通过对1997~2016年之间（基于最早优先权年或基本专利申请时间）申请的与纳米科技相关的466884个专利家族的分析，结果发现纳米技术方面的专利申请量在全球呈总体上升趋势。

　　专利申请量从1997年的2826件增至2015年的51389件。其中，中国专利申请数量的增长尤为迅速，目前已领先世界。同时，中国纳米专利申请所涉领域非常广泛，尽管各领域的增长模式各有不同。

　　中国的纳米专利申请量位列世界第一，这与中国纳米科研强国的地位相一致。过去20年，中国的纳米专利申请量累计达209344件，占全球总量的45%，是美国同期累计申请总量的2倍以上，美国是全球第二大纳米专利贡献国。自2008年起，中国的年度专利申请量即已超过美国，成为世界第一，其增长速度远高于世界平均水平。

　　除了申请国内专利，不少对自己的研究成果或技术充满信心的中国科研人员还会去申请国际专利，以求自己的专利技术能在其他国家也受到法律保护。中国的国际专利申请量近年来在稳步增长，从2000年的10件左右增至2014年的748件。

　　但是，中国国际专利的增长远不及其纳米专利申请总量的飞速增长。与其它科技发达的国家相比，中国在国外申请的纳米专利数量仍较少，仅占过去20年累积专利申请总量的2.61%，而在美国这一比例高达近50%。一些欧洲国家，如英国和法国，有超过70%的纳米专利都是非本国专利。

　　在中国诸多机构中，中科院、浙江大学、清华大学、鸿海精密工业股份有限公司和天津大学这5所机构位列全球十大纳米专利的机构申请者。其中，中科院自2008年即位居全球首位，过去20年总共申请了11218件纳米专利。

　　有趣的是，位居前十的其他机构申请者，如韩国的三星集团、LG集团、日本的富士胶片公司和美国的IBM都是商业公司，而中国在专利申请中居主导地位的往往是科研和学术机构。这也许反映出中国科研人员很重视研究成果的应用转化，以及中国科研机构在研发上的相对优势。但另一方面，也凸显出中国企业在研发上的相对弱势。

　　再来看看中国纳米技术专利的覆盖范围。从全球范围来说，纳米专利申请主要集中在基本电气元件和电子产品、化学和冶金、医药卫生、超微技术和材料等领域。

　　近20年来，与医药卫生类的器件和技术、高分子材料，以及催化和胶体化学相关的专利申请呈持续增长趋势；而半导体器件相关的专利，虽然是最常见的纳米技术专利类别，却在2012年之后不断下降；超微技术的专利曾在该段时间的前15年迅速增长，但在2011年达到顶峰后开始下降。

　　就中国而言，在多个热门纳米技术应用领域中中国均有大量的专利申请，其中最多的是高分子合成和超分子化合物的专利。相比较而言，美国、日本、韩国主要申请的是半导体器件和电子产品的专利，其中美国半导体器件的专利申请总量位居全球第一。这与Nano数据库中涉及应用的科研论文的情况基本一致。

　　从专利增长趋势上来看，高分子合成和超分子化合物是中国纳米专利申请量增长最快的领域。这包括了涂料、打印墨水、染料、粘合剂、纤维材料和纺织品加工处理技术等。此外，催化等促成物理或化学过程的技术或装置的专利申请，在中国的增速也很快。

　　全球纳米科技的发展已呈现出交叉融合的趋势，因此国际合作是促进中国纳米科技发展的重要渠道。而作为一个跨学科程度很高的领域，纳米研究的合作范围更是极为广泛。与SCI论文的整体产出相比，与纳米相关的科研产出通常有更高的国际合作程度。

　　中国非常重视国际科研合作，因此中国涉及国际合著的论文比例也在逐年增高。根据SCI的数据，中国总体科研产出中涉及国际合作的比例自2010年一直在增长，2016年已达24%。Nano数据库收录的与纳米材料相关的高质量论文中，涉及中国与国际合作的论文比例也从2014年的36%增至2016年的44%。

　　然而，中国在纳米领域的国际合作程度虽与韩国相近，但明显低于西方国家，而且合作增长的速度也不如美国、法国、德国等国。

　　美国是中国纳米科研领域最大的国际合作国。在Nano数据库收录的30本顶级期刊中，中国发表的纳米方面的国际合作论文有55%是与美国合作的。

　　2014~2016年，美国与中国合作发表了2123篇纳米科研论文，占美国这3年来所发表的高质量纳米科研论文总数的21%。接下来，与中国在纳米领域有高质量科研合作的国家依次为德国、澳大利亚和日本。值得一提的是，中国是澳大利亚重要的科研合作国，双方合作的论文约占该国在这30本顶级期刊所发表的纳米科研论文的1/3。

　　此外，基于中国在纳米科学一些领域的技术专长，中国在越来越多的国际合作项目中正在发挥重要的领导作用。“我们已经在能量转换和存储研究中处于领导地位，并在几项新能源电池的合作项目中扮演重要角色。”一位专攻纳米能源的研究者如是说。

　　由于纳米科学非常广泛，随着研究领域的不断深入，业内专家认为应该进一步鼓励基于项目的合作，以便集中互补性的专业知识，提升研究的效率。一位资深研究人员指出，尽管私人关系对合作非常重要，但“要想使合作研究真正可持续发展，培养合作的文化至关重要”。他表示，随着人们日益意识到改善研究评估体系的必要性，一些可喜的变化正在慢慢发生。

　　前述的数据和分析清晰地表明，不论是传统的强项学科，还是新兴领域，中国的纳米科技都表现出巨大的潜力。

　　当然，这些成果的取得无不与中国在纳米科技领域的持续投入密切相关，与此同时也展示了中国纳米科技研究正在实现从量的增加到原创以及质的转变，并更加注重纳米科技的产业化应用。

　　当然，这一系列成果的获得也让人们看到了过去20年，纳米科技在世界范围的快速发展，对人类社会生活进步产生的巨大影响，同时也让人们感受到领域的变迁和影响。

　　如今，纳米科学研究和技术应用已经遍布材料与制造、电子与信息技术、能源与环境以及医学与健康等诸多领域。在纳米技术迅速改变人类社会生活的同时，不可避免地带来了伦理与安全问题，可谓机遇与挑战并存。

　　在世界各国或地区的创新驱动发展中，纳米科技正在发挥着日益重要的作用。展望未来，“我们需要实现对于纳米尺度基础研究的突破，需要加快填补基础与应用之间的沟壑，更需要满足更多来自于世界能源、环境与健康领域的重大需求”，白春礼表示。