1.新型纳米制备与加工技术
1.1 碳纳米管有序宏观体功能化及在极端条件下的应用
研究内容：
以碳纳米管有序宏观体为基，并通过合金化和多功能化方法拓展其性能；发展规模化制备技术，研制出在高温、低温、腐蚀等条件下有重要应用的宏观有序纳米功能材料；研究其电、声、热效应及构效关系，发展相关器件，实现关键应用。
考核指标：
面向碳纳米管有序宏观体的关键科学问题及其在国防等领域的重要应用，实现高温（>2000 K）、低温（
1.2 新型纳米结构器件和集成系统的制造技术与应用
研究内容：
发展对纳米结构的定域定向精确调控和制造技术，突破传统制造技术的局限；发展绿色印刷制造技术用关键纳米材料和器件，建立以固体、液体和气体为模板的新概念绿色印刷制造方法；建立功能纳米材料的高精度图案化的制造技术，实现超高灵敏微纳传感器及集成微系统的规模制造和应用。
考核指标：
突破传统印刷技术精度极限，以绿色印刷方式实现不同功能纳米材料的高精度图案化，印刷精度达100纳米；印刷制备一批性能优异的微纳光电功能器件，并在智能包装、触控显示、发光器件等领域实现示范应用；制造现场快速检测微纳传感器及集成微系统，纳米结构最小尺度达到10 nm, 一次构筑面积大于85 cm2 (ϕ 4英寸)，一致性优于95%，检测限达到ppb量级，响应时间达到秒量级，在3个以上地市级或省级监测站进行现场检测验证并形成技术规范和标准。
2.纳米表征与标准
2.1纳米催化机器学习与动态模拟
研究内容：
开展基于机器学习方法的第一性原理高精度反应势函数构建与大规模反应模拟，建设催化体系全局势能面数据库，建立技术标准；开展高温、电压、光照等氧化还原条件下纳米催化动态演化模拟；研究二氧化碳制大宗化学品的纳米催化材料理性设计。
考核指标：
开发基于神经网络全局势函数的大规模原子模拟软件，形成软件接口标准，实现2000个原子以上，1纳秒以上，在高温、电压、光照等条件下表界面催化过程分子动力学模拟和结构搜索；建立100种以上不同组分纳米催化剂体系的神经网络反应势函数，形成100个以上纳米催化体系的全局势能面数据库，制定技术规范与数据库标准；实现100个原子以上，包含H2O，CO，CO2等重要能源催化反应分子的纳米催化机理自动匹配搜索，进而结合理论模拟和实验手段，获得5~8种CO2高效转化纳米催化剂，催化选择性≥95%，催化转化率≥85%，催化性能全面达到同期同领域的国际先进水平；完成5种以上5 nm尺度金属／半导体颗粒复合材料，在氧化和还原性气氛中的动态结构演化和催化反应模拟。
2.2 纳米结构跨频域及跨时域尺度的动力学表征
研究内容：
发展宽频域、宽时域、高灵敏度的时间分辨光谱技术，研究相干激发与等离激元激发的物理本质，研究纳米结构中缺陷态的特性以及与光转换效率的内在关联。
考核指标：
实现纳米结构跨频域（紫外、可见、近红外及中红外光谱区）、跨时域（从小于50飞秒的超快过程直到毫秒尺度的慢过程）、高灵敏度（10-5 DOD）、瞬态分子振动光谱探测分辨度
3. 纳米生物医药
3.1 具有明确临床适应症的功能纳米材料宏量制备与临床诊疗技术
研究内容：
针对重大疾病明确临床适应症的重要活性分子，研制特异性分子元件，构建对疾病具有诊疗功能纳米材料，发展适合组织器官活体实时原位诊疗的新技术、新方法。解决合成具有医药应用价值的纳米材料所涉及的前驱体分解，单体、颗粒的扩散及体系传热等问题，针对明确临床适应症的关键生物分子，完成功能分子修饰的纳米材料的宏量制备工艺，建立体外检测与医学影像平台，开展相关临床应用技术研究。
考核指标：
研制出3-5种针对于明确临床适应症的生物传感或医学影像用新型分子探针；1种以上有临床应用前景的功能纳米材料的连续、稳定的宏量合成方法，单套系统可连续并重复制备规模不小于20千克/批次的功能纳米颗粒，药效等指标至少满足药物审评的等效性原则；1-3种疾病标志物分子靶向功能化的纳米材料，获得CFDA临床试验许可，建立相关产品的临床使用规范。
3.2 生物相容性纳米表面/界面调控原理及其生物医学应用
研究内容：
发展基于纳米表面/界面的分子修饰与组装新原理和生物相容性医用自组装纳米材料构筑新技术，在生物环境中构建具有新生物功能的分子自组装纳米结构材料，实现生物环境下的体外与体内自组装结构与性质的精准调控；研发具有化疗功能以及智能型分子组装纳米材料，应用于肝癌、肠癌、胰腺癌、乳腺癌或食道癌等恶性肿瘤，研究其x射线或γ射线放疗协同增敏效应、调控肿瘤表观遗传、基质和血管的作用及机制、肿瘤环境响应性等，实现多步级联释放和可控定点释放新功能；发展智能型分子组装纳米材料的体内过程分析及安全性评价的新方法。
考核指标：
完成至少3种生物相容（可水分散、无细胞毒性、可降解排出、无非特异性吸附等）的新分子或分子组装体系，应用于纳米颗粒修饰时，其修饰前后水合粒径改变
4. 纳米信息材料与器件
4.1多场耦合纳米异质结构光电子器件的基础研究
