盤點(diǎn)十項(xiàng)具有變革潛質(zhì)的前沿技術(shù)

　　你開著混動(dòng)汽車，通過導(dǎo)航儀找到了特色參觀，你在堅(jiān)固溫暖的房子里用手機(jī)查看著一周的天氣預(yù)報(bào)，你足不出戶就能通過電商買到國外的牛奶，你坐在影院里一邊吃著爆米花一邊看著最新的3D大片……

　　雖已習(xí)以為常，但我們的生活已確實(shí)都被這些曾經(jīng)的先進(jìn)技術(shù)改變了。在2015年的關(guān)口猜想，下一次是誰要改變我們?

　　記者了解到，近期科技部高技術(shù)中心，根據(jù)國家軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目“世界高技術(shù)發(fā)展趨勢跟蹤研究”的任務(wù)要求，組織信息、材料、能源、先進(jìn)制造、交通及基礎(chǔ)研究等領(lǐng)域，來自863、973計(jì)劃專家組，以及有關(guān)高校、研究院所和重點(diǎn)企業(yè)的總計(jì)230多名專家，采用文獻(xiàn)計(jì)量和定性分析相結(jié)合的方法，通過對(duì)相關(guān)領(lǐng)域具有領(lǐng)先優(yōu)勢的國家與企業(yè)的有關(guān)科技計(jì)劃、規(guī)劃、發(fā)展動(dòng)態(tài)和戰(zhàn)略部署的梳理，以及對(duì)相關(guān)核心期刊、國際學(xué)術(shù)會(huì)議等的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)資料信息的統(tǒng)計(jì)分析，提出了各領(lǐng)域當(dāng)前十個(gè)左右共計(jì)61個(gè)前沿?zé)狳c(diǎn)。

　　經(jīng)過進(jìn)一步凝練，他們提出了當(dāng)前十大最具備變更潛質(zhì)的前沿技術(shù)。

　　1.碳基納米材料

　　碳基納米材料是指具有獨(dú)特微結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的碳材料，主要包括石墨烯碳、納米管及碳量子點(diǎn)三類材料。其中，石墨烯是目前已知最薄的材料，具有高導(dǎo)電性、高韌度、高強(qiáng)度、超大比表面積、突出的導(dǎo)熱性能等特性;碳納米管具有巨大的長徑比、高界面原子比例、原子排列可變且界面晶格互不關(guān)聯(lián)等特性;零維碳量子點(diǎn)有別于傳統(tǒng)具有毒性的量子點(diǎn)，它具有環(huán)境友好，生物相容性好，熒光強(qiáng)度高、不閃爍等獨(dú)特優(yōu)勢，還是一種極佳的發(fā)光材料。

　　碳基納米材料已成為全球科技和產(chǎn)業(yè)競爭最激烈的研究領(lǐng)域之一，備受科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界和各國政府的高度重視。隨著碳基納米材料不同制備技術(shù)和后續(xù)應(yīng)用技術(shù)的逐漸成熟，將在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)、新型儲(chǔ)能材料、生物制藥、復(fù)合材料、航天、軍工、新一代顯示器等多個(gè)傳統(tǒng)和新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域帶來革命性的技術(shù)變革，成為下一個(gè)千萬億級(jí)的產(chǎn)業(yè)。

　　2.半導(dǎo)體納米材料

　　三維空間尺度至少有一維處于納米量級(jí)(小于100nm)的半導(dǎo)體材料稱為半導(dǎo)體納米材料。由于尺寸及量子限域等效應(yīng)的存在，半導(dǎo)體納米材料具有一些體材料所不具備的獨(dú)特性質(zhì)?；谶@種特性，可以設(shè)計(jì)、制備性能更為優(yōu)異的器件。因此，半導(dǎo)體材料性能在納米層面的優(yōu)化與應(yīng)用拓展始終是半導(dǎo)體材料研究的熱點(diǎn)之一。同時(shí)，半導(dǎo)體納米材料與新能源、生物技術(shù)等新興方向的交叉融合，也衍生出了一系列新的研究熱點(diǎn)。

　　半導(dǎo)體納米材料與技術(shù)正在以前所未有的深度和廣度改變著世界，并在科技方面開辟了認(rèn)識(shí)自然的新層次。半導(dǎo)體納米材料帶來的各種新原理、新應(yīng)用、新器件，極大地豐富、改變了半導(dǎo)體學(xué)科的研究面貌，在諸多領(lǐng)域引發(fā)了新的技術(shù)革命，成為當(dāng)今最富活力高新技術(shù)領(lǐng)域之一。

　　3.突破衍射極限的光學(xué)光刻技術(shù)

　　作為微納信息器件制造的先導(dǎo)和主流技術(shù)，光學(xué)光刻技術(shù)發(fā)展正面臨著原理性障礙：光學(xué)光刻分辨力這一核心技術(shù)指標(biāo)的提高受到衍射極限的限制。表面等離子體成像光刻技術(shù)、表面等離子體局域光刻技術(shù)等以突破衍射極限，建立超分辨成像光刻理論和技術(shù)體系為目標(biāo)的技術(shù)熱點(diǎn)，已成為信息領(lǐng)域的重大科學(xué)技術(shù)問題之一。

　　這些技術(shù)一旦成熟，可提供小于32nm、22nm甚至10nm節(jié)點(diǎn)以下的光學(xué)光刻技術(shù)，從而有望解決國際上傳統(tǒng)光刻技術(shù)路線衍射受限的理論和技術(shù)困境，成為新的光學(xué)光刻方法和工具。

　　4.激光微納制造

　　激光微納制造是微納制造技術(shù)的重要部分。激光微納制造是通過激光與材料相互作用，改變材料的物態(tài)和性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)微米至納米尺度或跨尺度的控形與控性。由于激光微納制造在能量密度、作用的空間和時(shí)間尺度、制造體吸收能量的可控尺度都可分別趨于極端，而使制造過程所利用的物理效應(yīng)、作用機(jī)理完全不同于傳統(tǒng)制造，其制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的能力與品質(zhì)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)制造，由此產(chǎn)生了一批新技術(shù)(如光刻、近場納米制造、干涉誘導(dǎo)加工、微焊接等)、一批新產(chǎn)品(如大規(guī)模集成電路、MEMS/NEMS等)、一批產(chǎn)品的高性能化(如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、太陽能電池等)和相應(yīng)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)群。

　　激光微納制造涉及光學(xué)、物理、材料、化學(xué)、生物、信息、控制、機(jī)械、納米科技等學(xué)科，必將推動(dòng)制造及相關(guān)學(xué)科的深入發(fā)展。并為能源、航空、IC制造、國防、汽車、生物、醫(yī)療等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨越式發(fā)展提供重要的制造支撐。

　　5.光電子集成芯片技術(shù)

　　光電子集成芯片技術(shù)是將光電材料和功能微結(jié)構(gòu)集成在單一芯片上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的新技術(shù)。即將多個(gè)光電子分立器件，如激光器、光調(diào)制器、光探測器、光放大器和解復(fù)用器等通過合理的優(yōu)化、設(shè)計(jì)、工藝加工和封裝，集成到單一芯片上。

　　光電子集成芯片能夠發(fā)揮高密度集成、價(jià)格低廉，以及光子極高帶寬、超快傳輸速率和高抗干擾性的優(yōu)勢，具有低功耗、高速率、高可靠、小體積等突出的優(yōu)點(diǎn)，在光傳輸、光信息處理與交換、光接入以及光與無線融合等領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)具有重要作用，是突破信息網(wǎng)絡(luò)所面臨的速率和能耗兩大技術(shù)瓶頸的必由之路。光電子集成芯片技術(shù)在光傳感、光計(jì)算、生物傳感、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用前景?？梢灶A(yù)見光電子集成芯片技術(shù)對(duì)于光電子領(lǐng)域的發(fā)展，將會(huì)帶來一次具有里程碑意義的變革。