張云帆，韓蒼穹

（1.中國科學(xué)技術(shù)交流中心，北京 100045；2.中國科學(xué)技術(shù)部，北京 100862）

納米技術(shù)作為綜合性交叉學(xué)科，自誕生以來，在全球范圍快速發(fā)展。捷克作為中東歐地區(qū)傳統(tǒng)的工業(yè)強國，在化學(xué)、紡織、機械、電子和材料等傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上，大力發(fā)展納米技術(shù)，取得了令人矚目的成績，成為納米纖維生產(chǎn)設(shè)備、電子顯微鏡和單晶材料的全球重要供應(yīng)商之一。

捷克有超過250個公立研究機構(gòu)和企業(yè)研究部門從事納米技術(shù)研究，研究機構(gòu)、企業(yè)與大學(xué)密切合作，積極培養(yǎng)納米技術(shù)人才，形成了一定人力資源優(yōu)勢。捷納米研發(fā)領(lǐng)域人力成本優(yōu)勢突出，相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生超過9萬人，畢業(yè)生每年約2萬人。研發(fā)人員薪資水平低于西歐國家，僅為美國的35%、中國的85%。捷克設(shè)立納米研發(fā)中心相關(guān)成本僅為相鄰德國的40%。根據(jù)英國《金融時報》發(fā)布的《2018年外國直接投資報告》，納米產(chǎn)業(yè)最受外國投資者青睞的國家排名中，捷克僅次于美國，排名第二[1]。

1 捷克政府將納米技術(shù)作為重點領(lǐng)域支持

從歐盟到捷克政府都對納米技術(shù)發(fā)展大力支持，制定了一系列政策，以支持納米技術(shù)快速發(fā)展。

歐盟委員會發(fā)布的《為我們的未來做準(zhǔn)備：發(fā)展歐洲關(guān)鍵使能技術(shù)總策略》中，將納米科技和微（納）米電子與半導(dǎo)體、光電、生物科技認(rèn)定為關(guān)鍵使能技術(shù)（KETs）[2]。

捷克政府根據(jù)自身產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點，將納米技術(shù)列為研發(fā)創(chuàng)新的重點領(lǐng)域之一。捷克政府在《2016—2020國家研發(fā)創(chuàng)新政策》中，根據(jù)經(jīng)濟和社會發(fā)展需求，明確重點發(fā)展納米技術(shù)、生物技術(shù)、數(shù)字經(jīng)濟、自動化、航空和鐵路交通等關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用型研究，以促進經(jīng)濟發(fā)展[3]。在《國家智能專業(yè)化研究與創(chuàng)新戰(zhàn)略》（RIS3）中，捷克政府將制造技術(shù)（先進制造技術(shù)、先進材料、納米技術(shù)、工業(yè)生物技術(shù)）、數(shù)字技術(shù)（微納米電子學(xué)、光子學(xué)、人工智能）和控制論（安全性和連接性）作為經(jīng)濟優(yōu)先領(lǐng)域，使用歐洲結(jié)構(gòu)與投資基金（ESIF）進行重點支持。其中明確納米技術(shù)將在電子、生物技術(shù)、醫(yī)療和材料合成領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，包括改進性能的納米材料用于高效催化，光伏和燃料電池能量轉(zhuǎn)化，空氣凈化和污染物處理，靶向藥物輸送和生物相容材料等[4]。

捷克技術(shù)署以《國家智能專業(yè)化研究與創(chuàng)新戰(zhàn)略》為基礎(chǔ)，將納米技術(shù)作為關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，通過TRIO計劃和TREND計劃予以支持。其中TRIO計劃旨在支持納米技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新和工業(yè)合作研究。實施周期從2016年至2022年底，預(yù)算61億捷克克朗（1捷克克朗約合0.3元人民幣），該計劃通過4批次部署，支持超過500個項目，以企業(yè)為主導(dǎo)，研究機構(gòu)參與，項目執(zhí)行周期為兩年，單項限額2 000萬捷克克朗。而TREND計劃支持企業(yè)以工業(yè)4.0倡議為基礎(chǔ)，在關(guān)鍵領(lǐng)域中引入現(xiàn)代化生產(chǎn)方式，主要鼓勵企業(yè)開展研發(fā)活動，加強企業(yè)國際競爭力，推動研究成果應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和社會發(fā)展。實施周期從2020年至2027年，預(yù)算149.23億克朗，項目執(zhí)行周期最長為5年。

此外，捷克技術(shù)署還推出了能力中心計劃，整合已有的研發(fā)中心和卓越中心以及歐洲研究基礎(chǔ)設(shè)施，建立更具應(yīng)用創(chuàng)新潛力的前瞻性研究、開發(fā)和創(chuàng)新中心，推動研究機構(gòu)和企業(yè)建立長期合作關(guān)系，打造創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者。該計劃共制定了包括納米技術(shù)在內(nèi)的11個研究主題，支持建立了34個能力中心，計劃執(zhí)行周期為2018至2026年間，預(yù)算89.79億捷克克朗。其中涉及納米技術(shù)領(lǐng)域的能力中心項目有10個，主要包括先進顯微和光譜技術(shù)研究（布爾諾理工大學(xué)），使用環(huán)保納米技術(shù)和生物技術(shù)進行水和土壤凈化（帕拉茨基大學(xué)理學(xué)院），石墨烯基納米復(fù)合材料的應(yīng)用（捷克科學(xué)院無機化學(xué)研究所），材料表面處理研究（Synpo公司）等。

2 納米大型研究基礎(chǔ)設(shè)施布局

根據(jù)歐洲研究基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略論壇（ESFRI）確定的路線圖，捷克教育、青年與體育部結(jié)合技術(shù)發(fā)展趨勢和捷克研究基礎(chǔ)設(shè)施政策的統(tǒng)一部署，制定了《2016—2022大型研究基礎(chǔ)設(shè)施路線圖》。研究基礎(chǔ)設(shè)施均為相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)最先進的技術(shù)平臺，擁有領(lǐng)先的科研設(shè)備和設(shè)施，設(shè)施運行基于開放式訪問原則，向研究機構(gòu)和創(chuàng)新企業(yè)等潛在用戶開放使用。

捷克大型研究基礎(chǔ)設(shè)施路線圖中包括了物理科學(xué)與工程、能源、環(huán)境科學(xué)、健康與食品、社會科學(xué)和人文、電子基礎(chǔ)設(shè)施6大學(xué)科領(lǐng)域的48個設(shè)施，共同構(gòu)成了基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的科研設(shè)施核心網(wǎng)絡(luò)。其中涉及納米技術(shù)的設(shè)施包括4個物理科學(xué)與工程設(shè)施和1個環(huán)境科學(xué)平臺[5]。

2.1 捷克納米實驗室

捷克納米實驗室（Czech Nano Lab）是成立于2020年1月的分布式大型基礎(chǔ)設(shè)施，是中歐地區(qū)領(lǐng)先的納米實驗室之一，由布爾諾理工大學(xué)負責(zé)，捷克科學(xué)院物理所、馬薩里克大學(xué)共同參與。捷克納米實驗室為納米技術(shù)和先進材料的前沿研究提供全面的設(shè)備、專業(yè)知識和服務(wù)。此外，還積極參與了歐洲和全球研究設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，如泛歐洲納米加工分布式大型研究基礎(chǔ)設(shè)施（Euro Nano Lab ）、國際真空科學(xué)技術(shù)和應(yīng)用聯(lián)盟（IUVSTA）和美國真空學(xué)會（AVS）等。

捷克納米實驗室由兩部分組成，分別是：

（1）中歐技術(shù)研究所納米實驗室（CEITEC Nano）位于捷克第二大城市布爾諾，是中歐技術(shù)研究所（CEITEC）的重要組成部分之一。其由布爾諾理工大學(xué)和馬薩里克大學(xué)合作運行，由2個核心設(shè)施組成——納米制造核心設(shè)施和納米表征與結(jié)構(gòu)分析實驗室，是捷克最大、中東歐地區(qū)領(lǐng)先的納米潔凈室，能夠在高清潔度的無塵環(huán)境中，為納米物體的制造和表征提供復(fù)雜的過程，直至亞納米級。中歐技術(shù)研究所納米實驗室研究領(lǐng)域包括低維系統(tǒng)物理化學(xué)（自旋電子學(xué)、納米電子學(xué)）、材料科學(xué)、化學(xué)、表面工程、生物化學(xué)、生物工程和生物醫(yī)學(xué)等。主要有四部分：納米制造實驗室，主要生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)和納米組件；納米表征實驗室，主要檢查、測試樣品；結(jié)構(gòu)分析實驗室，主要從事材料結(jié)構(gòu)研究；3D計算機層析成像實驗室，主要使用X射線對材料結(jié)構(gòu)和組成進行分析。

（2）納米結(jié)構(gòu)與納米材料實驗室（LNSM）位于捷克首都布拉格，成立于2008年，2010年加入大型科研基礎(chǔ)設(shè)施。由捷克科學(xué)院物理研究所的兩個實驗中心合并而來，分別是半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)制備與分析中心和塊狀金屬納米材料中心。其主要的沉積系統(tǒng)、顯微鏡和其他科研設(shè)備總計價值超過2.8億克朗，資金主要來源于捷克科學(xué)院、教青體部的相關(guān)項目，以及使用歐洲結(jié)構(gòu)和投資基金的研發(fā)創(chuàng)新運營計劃。納米結(jié)構(gòu)與納米材料實驗室研究基礎(chǔ)設(shè)施致力于為研發(fā)各種無機納米材料（半導(dǎo)體、金屬和陶瓷）和納米結(jié)構(gòu)（顆粒、線型、平面、單層、薄膜和塊狀納米結(jié)構(gòu)材料）提供服務(wù)。主要制備半導(dǎo)體材料和用于微電子學(xué)、納米電子學(xué)和自旋電子學(xué)、光伏、光子學(xué)和醫(yī)學(xué)的納米材料和納米結(jié)構(gòu)。

2.2 材料與納米技術(shù)中心

材料與納米技術(shù)中心（CEMNAT）由帕爾杜比采大學(xué)負責(zé)，2015年加入大型研究基礎(chǔ)設(shè)施。材料與納米技術(shù)中心主要支持光子學(xué)、電子學(xué)、光伏技術(shù)和催化等領(lǐng)域的研發(fā)活動，重點關(guān)注無機和有機材料合成、表征和應(yīng)用領(lǐng)域，包括光子學(xué)（超材料、3D光子晶體、蛋白石），電子電氣工程（存儲器、薄導(dǎo)電層、RFID天線），可再生能源中的應(yīng)用（用于太陽能電池的一維納米管和納米顆粒）和化學(xué)活性表面（沸石、二氧化硅、氧化鋁）等。

2.3 材料生長與測量實驗室

材料生長與測量實驗室（MGML）由查理大學(xué)和捷克科學(xué)院物理研究所合作運行，2010年加入大型科研基礎(chǔ)設(shè)施。材料生長與測量實驗室由兩個部門組成：材料制備和表征實驗室（MGCL），擁有最先進的設(shè)備，能夠使用5種不同技術(shù)進行金屬精煉、材料合成和高質(zhì)量單晶制備；材料特性測量實驗室（MPML）,可使用不同方法在各種電場、磁場和溫度范圍內(nèi)測量材料的各種物理特性。

材料生長與測量實驗室將物理材料制備、表征和測量相結(jié)合，研究實力可與世界領(lǐng)先的實驗室媲美。材料生長與測量實驗室還與歐洲主要研究基礎(chǔ)設(shè)施進行合作，例如德累斯頓高磁場實驗室（HLD）、勞厄-蘭格文研究所（ILL）、歐洲同步輻射源（ESRF）、歐洲散裂源（ERIC）等。

2.4 低成本等離子與納米技術(shù)表面改性研發(fā)中心

低成本等離子與納米技術(shù)表面改性研發(fā)中心（CEPLANT）位于布爾諾的馬薩里克大學(xué)，成立于2010年，由歐盟區(qū)域發(fā)展基金和捷克國家財政投入共850萬歐元建立，2019年列入大型研究基礎(chǔ)設(shè)施。低成本等離子與納米技術(shù)表面改性研發(fā)中心的主要研究領(lǐng)域為等離子診斷和表面處理、薄膜沉積技術(shù)，以及化學(xué)和物理表面分析。其重點研究有助于解決當(dāng)前的社會經(jīng)濟挑戰(zhàn)和環(huán)境問題，例如環(huán)境保護和減少化學(xué)藥品的使用，因此受到廣泛關(guān)注。通過為等離子技術(shù)的研發(fā)和開發(fā)提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，引入獨特的先進材料的制造以及環(huán)境友好型制造工藝。

低成本等離子與納米技術(shù)表面改性研發(fā)中心與多家公司合作，研發(fā)獨特的先進材料和環(huán)保生產(chǎn)工藝，成功研發(fā)出多個環(huán)保且經(jīng)濟高效的技術(shù)，并應(yīng)用于紡織、食品、工程、能源、可持續(xù)農(nóng)業(yè)等行業(yè)。低成本等離子與納米技術(shù)表面改性研發(fā)中心還積極參與等離子技術(shù)領(lǐng)域活躍的國際研究網(wǎng)絡(luò)和協(xié)會，并與工業(yè)等離子表面技術(shù)能力網(wǎng)絡(luò)（INPLAS），電化學(xué)表面技術(shù)能力中心（CEST）和德國等離子技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（Baltic Net-Plasma Tec）等組織合作。

2.5 用于環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的納米材料與納米技術(shù)平臺

用于環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的納米材料與納米技術(shù)平臺（NanoenviCz）由捷克科學(xué)院雅羅斯拉夫物理化學(xué)研究所負責(zé)，利貝雷茨理工大學(xué)、捷克科學(xué)院無機化學(xué)研究所等多家機構(gòu)參與。其整合了捷克多個研究機構(gòu)在納米技術(shù)領(lǐng)域的綜合跨學(xué)科研究能力，為合作伙伴、研究組織以及來自學(xué)術(shù)界、企業(yè)界和政府機構(gòu)的用戶創(chuàng)建了一個多功能平臺。主要研究內(nèi)容包括新型多功能環(huán)保納米材料的合成與設(shè)計、環(huán)保異構(gòu)催化、新型納米材料和可持續(xù)生產(chǎn)技術(shù)、有效的光催化技術(shù)、捕獲和化學(xué)降解污染物的納米技術(shù)、污染物檢測與監(jiān)測、納米材料的毒性和風(fēng)險等。

3 區(qū)域研發(fā)中心布局

除大型科研基礎(chǔ)設(shè)施外，捷克還有8個區(qū)域研發(fā)研究中心。區(qū)域研發(fā)中心是研發(fā)創(chuàng)新運營計劃（OPRDI）第二支柱目標(biāo)，由歐盟和捷克政府共同出資支持建立，旨在建立以行業(yè)應(yīng)用研究為導(dǎo)向的研發(fā)網(wǎng)絡(luò)，以加速新科技知識向應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)移和傳播，縮短企業(yè)創(chuàng)新周期。目前，捷克共有32個區(qū)域研發(fā)中心，分屬工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)（20個）、農(nóng)業(yè)（4個）、健康（2個）、環(huán)境保護（2個）、能源（3個）、基礎(chǔ)設(shè)施（1個）5大類，總資助金額達145億克朗。工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)方面，有8個區(qū)域研發(fā)中心主要從事材料、納米技術(shù)領(lǐng)域研究，占主導(dǎo)地位，累計投入超過20億克朗。其中最著名的三個如下。

3.1 利貝雷茨理工大學(xué)納米材料、先進技術(shù)與創(chuàng)新中心

利貝雷茨理工大學(xué)納米材料、先進技術(shù)與創(chuàng)新中心（Cxl）成立于2009年，由歐盟和捷克政府共同資助建立，旨在建立精細化的納米技術(shù)研究中心，重點進行研究成果應(yīng)用和實驗開發(fā)。其中基礎(chǔ)研究方面以納米材料為主，重點研究納米材料表面處理和納米復(fù)合材料、使用綠色技術(shù)的納米材料制備、基礎(chǔ)性能和功能化；應(yīng)用研究方面關(guān)注納米材料性能及特種應(yīng)用，如用于制藥和工程的過濾器和表面處理，用于水處理的生物技術(shù)和化學(xué)納米材料，以及生物相容性材料、納米材料風(fēng)險和制備與應(yīng)用3D結(jié)構(gòu)材料等。

利貝雷茨理工大學(xué)納米材料、先進技術(shù)與創(chuàng)新中心的納米材料實驗室、納米纖維和納米表面制備實驗室、納米材料應(yīng)用實驗室、納米復(fù)合材料實驗室、分析方法實驗室等科研設(shè)施也為企業(yè)開放，并以合同研發(fā)的形式為企業(yè)提供支持和服務(wù)。其與博世、大眾、斯柯達等知名跨國公司合作密切，還成立了先進材料工業(yè)協(xié)會（AMIA），進一步加強與企業(yè)界的合作網(wǎng)絡(luò)。據(jù)統(tǒng)計，2018年利貝雷茨理工大學(xué)納米材料、先進技術(shù)與創(chuàng)新中心研發(fā)投入710萬歐元，其中271萬歐元來自企業(yè)界。

3.2 帕拉茨基大學(xué)先進技術(shù)與材料區(qū)域中心

帕拉茨基大學(xué)先進技術(shù)與材料區(qū)域中心（RCPTM）依托捷克名校帕拉茨基大學(xué)理學(xué)院，旨在開展前沿研究，并將高技術(shù)產(chǎn)品和先進技術(shù)轉(zhuǎn)移到醫(yī)療、工業(yè)和環(huán)保實踐中，尤其重視整合資源建設(shè)國際網(wǎng)絡(luò)。

帕拉茨基大學(xué)先進技術(shù)與材料區(qū)域中心主要集中在化工、材料和光學(xué)研究。優(yōu)先的研究領(lǐng)域包括用于生物醫(yī)學(xué)的金屬氧化物納米顆粒；基于石墨烯和碳量子點的碳納米結(jié)構(gòu)；用于抗菌處理和水處理技術(shù)的金屬納米顆粒；光學(xué)和分析化學(xué)的儀器技術(shù)等。帕拉茨基大學(xué)先進技術(shù)與材料區(qū)域中心擁有成體系的全套實驗室和配套設(shè)備，其核心設(shè)備為高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM），加速電壓 60～300千伏，分辨率高達0.08納米，可觀測原子級別結(jié)構(gòu)，是目前中歐地區(qū)最強大的電子顯微鏡之一。

3.3 捷克科學(xué)院科學(xué)儀器研究所先進微技術(shù)與納米技術(shù)應(yīng)用實驗室

捷克科學(xué)院科學(xué)儀器研究所先進微技術(shù)與納米技術(shù)應(yīng)用實驗室 （ALISI）成立于2013年，由歐盟區(qū)域發(fā)展基金和捷克政府共同資助5.13億克朗。旨在擴大捷克與國外工業(yè)合作伙伴、大學(xué)、醫(yī)療機構(gòu)和研發(fā)機構(gòu)的合作，推動捷克納米顯微和先進制造等領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)實力與世界接軌。主要研究：（1）應(yīng)用診斷方法，包括對材料結(jié)構(gòu)和表面的診斷、測量和成像方法研究，尤其是電子顯微鏡、X射線光譜、磁共振光譜層析成像、納米計量學(xué)、共焦光學(xué)顯微鏡和光譜學(xué)、醫(yī)學(xué)信號的測量和處理等。（2）先進技術(shù)，包括光刻、磁控濺射沉積納米層，以及用于與納米物體和微觀物體進行非接觸式操作的光學(xué)顯微操作技術(shù)、真空和低溫技術(shù)、難焊材料的電子和激光束焊接、超純氣體電池技術(shù)等。

此外，涉及納米技術(shù)研究的還有俄斯特拉發(fā)理工大學(xué)的區(qū)域材料技術(shù)研究中心，西波西米亞大學(xué)的新技術(shù)與材料中心、區(qū)域技術(shù)研究中心，MemBrain公司的膜創(chuàng)新中心等。

4 小結(jié)

捷克納米研究活躍，涵蓋基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，形成了以納米材料為核心、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用為導(dǎo)向、國際化程度高的格局。

第一，捷克納米技術(shù)研究以納米材料為核心、應(yīng)用為導(dǎo)向。捷克具有悠久的工業(yè)傳統(tǒng)，制造業(yè)是最大的經(jīng)濟部門，貢獻了全國GDP的1/4，主要產(chǎn)品以出口為主。因此捷克納米技術(shù)也圍繞機械、冶金、能源、環(huán)保等傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大型研究基礎(chǔ)設(shè)施重點開展納米材料研究，區(qū)域研究中心則以應(yīng)用研究為導(dǎo)向，整合企業(yè)和研究機構(gòu)、大學(xué)的資源，共同構(gòu)成了捷克納米技術(shù)產(chǎn)學(xué)研網(wǎng)絡(luò)。

第二，捷克是歐洲科研網(wǎng)絡(luò)的積極參與者，研發(fā)合作國際化程度較高。捷克在歐盟框架下，充分利用歐盟的經(jīng)費和研發(fā)網(wǎng)絡(luò)，建立了一批大型科研基礎(chǔ)設(shè)施，成為歐洲研發(fā)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。尤其是捷克納米實驗室等已成為中東歐地區(qū)最領(lǐng)先的科研平臺，進一步加強了捷克在該地區(qū)的科技領(lǐng)先地位?！?/p>