美国NNI报告阐述2019年各资助机构纳米技术重点研发方向

         8月,美国国家纳米技术计划(NNI)发布《2019 NNI财政预算说明文件》。该报告给出了2019NNI5个计划领域构成(PCA):基础研究、应用/器件与系统、科研基础设施及设备、环境/健康/安全及纳米技术联合计划等所涉及各资助机构的研究计划。

  1、纳米技术联合计划

  1)用于传感器的纳米技术和用于纳米技术的传感器。2019年,纳米技术传感器和传感器纳米技术联合计划将强调在机构间讨论与可穿戴、便携和可植入传感器相关的技术挑战。

  国防部(DOD)将重点研发用于监测伤口愈合的化学传感器、智能分子传感机器以及量子传感器;美国国家科学基金会(NSF)将专门研究纳米生物传感器和生物光子学;农业部食品与农业研究院(NIFA)将研究能够确保食品安全和生物安全的纳米生物传感器;国立卫生研究院(NIH)将以口腔作为感应部位研发可以进行人体生理过程的无创,动态,实时监测的生物传感器;美国能源部(DOE)将研究基于化石的发电改进传感器和控制技术的基础和应用研发。

  2)可持续的纳米制造。可持续的纳米制造联合计划将探讨已成功将产品从研究转向商业化公司的相关案例,并特别关注这些公司如何克服质量控制和扩大规模等关键技术障碍的方式方法。

  NIFA将专注于来自作物,木材和其他生物质农业副产品的纳米生物材料;国家航空航天局(NASA)正在研究碳纳米管复合材料在航空航天结构中的减振性能;NSF计划支持能促进美国制造业研究所创新的基础研究,以及纳米级工程生物学研究,其新的研究方向是制造纳米机器和纳米生物结构。

  32020年及未来纳米电子学计划/纳米技术启发的大挑战(未来计算)。两个研究领域将共同关注下一代计算技术。其中DOD将采用光子方法研究量子信息处理和自旋电子学,以及研究基于纳米光子的储层计算;NSF计划与半导体行业和其他机构在能源高效计算开展持续合作,重点关注节能设备,系统和架构。

  纳米技术启发的重大挑战(未来计算):NSF将支持脑类计算和智能认知助理(ICA)的研究,还将与行业团体和其他机构进一步合作开发硬件(重点关注超越摩尔系统架构和相应设备)和软件(重点关注人工智能)。

  2、基础性研究

  DOE将支持材料科学、化学科学、地球科学和生物科学领域的基础纳米科学研究,最终在电子,原子和分子水平上理解、预测并最终控制物质和能量;NSF将支持物理,生物和工程科学中的新纳米级现象有关的基础知识研究,发现和合成新颖的纳米结构材料;NIH将支持生物医学研究中科学原理的发现和理解;国家标准与技术与研究院(NIST)将支持用于测量和推进对功能纳米结构材料,纳米级成像和理解材料纳米力学性质的相关研究;NIFA将继续推进跨学科纳米科学,工程和技术的前沿研究,以及新纳米技术平台的开发和系列纳米技术的评估研究;NASA将研究在结构,电子和发电/存储电等领域具有潜在应用的先进轻质和多功能材料、用于空气和水净化的先进催化剂和薄膜、新材料合成与制备方法及建模和模拟。

  3、纳米应用、设备和系统

  NSF将针对纳米器件的新原理,设计方法和建设性解决方案等领域展开相关研究,特别关注智能,自主设备和系统;NIFA将研究确保食品安全和生物安全的早期检测和有效干预技术,改善动物健康的更有效的疗法;NIST将在光子电路,聚合物膜和节能电子产品等领域展开研究;DOD将支持与车辆和燃料电池技术相关的纳米技术研发及先进的制造技术研究,新型高性能射频场效应晶体管开发MoS2二维纳米材料的大型单晶,及重构光学计算机和纳米光子神经形态计算机;NASA将开展用于无人驾驶飞行器超视距通信的低质、高性能聚合物凝胶共形天线的研制;农业科学研究院(ARS)将开展关于畜牧生产中的抗菌剂、生物聚合物制备的纳米纤维,棉基身体接触材料及产品,生物光子成像及生物传感器。

  4、基础设施及仪器/环境、健康和安全

  NNI基础设施研究领域将继续支持物理和网络资源以及劳动力发展。

  环境、健康和安全领域:NSF将研究纳米生物现象和过程,以及降低纳米技术发展潜在风险的EHS含义和方法。国家职业安全与卫生研究院(NIOSH)将继续进行毒理学研究并将研发能够检测和测量空气中纳米粒子的直读仪器;美国消费品安全委员会(CPSC)与NIST将合作开发生物测定验证程序,评估室内灰尘中的纳米材料。DOD将开发航空航天领域的用于下一代先进纳米材料毒性测试的片上器官技术并将支持纳米技术产品的生命周期评,传播评估纳米粒子特性,释放行为和危害的标准操作程序;CPSCDOD将开发可以降低纳米材料释放风险(从消费品中)的有关模型;NIFA将继续支持与农业生产和食品应用相关的EHS研究。                                (张超星)

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