凭借在纳米自组装材料及其催化和膜分离应用领域的一系列重要成果，中国科学院院士、国家纳米科学中心主任唐智勇获第四届全国创新争先奖章。近日，唐智勇接受《中国科学报》专访，分享了他对“创新争先”内涵、纳米自组装材料及其应用、国家纳米科学中心“十五五”学科布局和青年科研人才成长等话题的深度思考。

唐智勇在实验室。

《中国科学报》：纳米自组装材料及其在催化反应、高效膜分离领域研究有哪些重要应用？

唐智勇：纳米自组装就是让原子、分子或纳米颗粒通过非共价键弱相互作用（如氢键、范德华力等），按照设计自发搭建出有序结构，产生单个组装基元不具备的全新性质。通俗讲，就是用原子、分子“搭积木”，从而构建新材料、实现新功能。

例如，通过调控金属节点和有机配体的配位作用，可以构筑出具备精确孔道结构的多孔材料。在催化反应中，这些规整可修饰的纳米孔道如同微型反应器，能为反应提供限域空间，大幅提升催化活性与选择性。同时，通过精巧的界面聚合手段，可大面积合成孔道尺寸与排布均匀可控的多孔薄膜材料，在小分子极限分离领域展现出巨大潜力。比如，自组装多孔薄膜兼具高通量与高选择性，可在常温低压下运行，有望为石化行业节能减排提供变革性解决方案，这也是响应国家“双碳”战略的重要实践。

《中国科学报》：在您看来，“创新争先”四个字意味着什么？作为纳米领域的研究者，获得创新争先奖传递了哪些信号？

唐智勇：对我和研究团队而言，“创新争先”的核心就是要敢于做前人没有做过的事情，并且把它做到最好。科学研究不能仅停留在论文层面，不但要实现从“0”到“1”的突破，还要把“1”拉长、推动其形成能解决国家重大需求的技术。

国家“十五五”规划强调加强前沿科技攻关，推动科技创新与产业创新深度融合，培育生物制造、脑机接口等新赛道，纳米科技在其中大有可为：利用纳米递送载体实现放射性α-核药对肿瘤的精准杀伤，是生物制造领域的重要方向；用于弱信号高精度探测的柔性神经电极，可为脑机接口提供关键技术底座。

获得全国创新争先奖，让我们真切感受到国家正在鼓励做出具有“中国标签”的纳米研究——既要有颠覆性的原创理论和技术，更要能解决产业真问题，让纳米技术成为驱动新质生产力的引擎。

《中国科学报》：纳米科技领域常被认为“论文多、应用难”，您在推动成果转化落地方面有哪些切身体会？打通“最后一公里”还需要突破哪些障碍？

唐智勇：推动纳米科技成果转化，尤其是纳米材料领域的成果转化，需要机制保障与科学研究双轮驱动。

机制层面，我们正联合企业共建概念验证平台和中试基地，引入专业转化团队，积极争取地方政策支持，打通“实验室—中试—产业化”的完整通道。

科学研究层面，许多在实验室展现出“变革性”优异性能的纳米材料，始终难以真正进入市场，背后有个深层问题：纳米材料的结构决定功能，当材料合成从实验室里毫克、克级放大到公斤级甚至吨级的产业规模时，如何保证所得结构的一致性？

实验室条件下，材料结构均一性较易维持；但放大生产后，调控组装过程的多级次弱键相互作用，对各种反应参数极其敏感，极易导致结构差异化并造成性能衰减。因此，解决纳米材料宏量产业应用的关键，是建立从分子尺度到宏观产品的跨尺度一致性理论，以及对应的材料制造技术，这也是国家纳米中心“十五五”的主攻方向之一。

《中国科学报》：“十五五”期间，国家纳米科学中心还有哪些重要布局？

唐智勇：我们聚焦“纳米材料制造”核心，部署三大主攻方向，同时布局前沿探索方向，形成相互支撑的发展格局。

一是AI驱动的纳米材料精准组装理论与范式变革。我们已将“纳米理论实验室”更名为“纳米理论与人工智能实验室”，系统利用AI技术厘清纳米尺度与工况下材料结构、功能的复杂变化规律，建立精准调控多级次弱键相互作用的原创理论体系。“十五五”期间，我们将构建纳米科学专用大模型，建设AI驱动的功能纳米材料智能筛选与制备实验室，实现“设计—合成—表征—迭代”闭环，针对特定产业需求大幅缩减材料研发周期。

二是极端环境测量关键核心技术，目标是做到“目明手巧”。当前纳米科技研究的“手”（极限加工仪器）和“眼”（高端测量仪器）仍是发展短板。我们将在“纳米标准与检测实验室”基础上，发展面向弱键相互作用的超高时空分辨原位测量装备，建立自主可控的高端纳米测量技术体系。

三是纳米材料宏量制造与颠覆性应用。以智能相变推进剂、原创纳米药物、高效分离膜、高性能催化剂等为突破口，攻克宏量制造中的“结构一致性”难题，建成纳米材料制造的示范平台。

此外，我们还设立了原子级精度极限加工、新原理器件、难治性疾病神经调控、中药纳米科学等前沿方向。主攻方向为前沿探索夯实技术根基，前沿方向则为主攻方向开辟全新的突破路径。

与此同时，我们正全力推进全国重点实验室申报，协同高能同步辐射光源等大科学装置建设“纳米材料使役效能综合评价平台”，形成“以需求定任务、以任务带平台、以平台促产出”的闭环；依托中国科学院大学探索“AI+纳米科技”新型科教融合学院建设，赋能纳米科学与工程学科发展，推动教育、科技、人才一体化发展。

《中国科学报》：对中国纳米领域的科学研究有什么期待？您个人还有哪些科研梦想？

唐智勇：过去20年，中国纳米科技领域的论文和专利数量已位居世界首位，但我们取得的的重大原创理论成果仍然偏少，支撑“卡脖子”技术突破的基础研究仍显薄弱。

我希望未来5到10年，中国纳米科技能真正实现从“并跑”到“领跑”的全面跨越：涌现出具有全球影响力的学科原创理论，攻克纳米材料制造与极限测量的核心装备与共性技术，在空天动力、精准医疗、清洁能源等领域形成一批产业应用典范，真正在关键赛道上实现全球引领。

我希望和纳米领域的同仁共同努力，借助人工智能发现高维规律的能力，建立一套从分子基元、纳米组装到宏观功能的跨尺度“结构-功能一致性”理论，能像产品“说明书”一样精准预测结构与性能的对应关系，真正实现材料的“因需设计、按需合成”。同时，希望能培养一批胸怀国家需求、沉得下心、敢于打破学科边界、勇于开创“中国标签”原创研究的青年科学家。

《中国科学报》：对青年科研工作者有什么想说的话？

唐智勇：我常对团队说：科研没有捷径，坐得住冷板凳，才能啃得动硬骨头。

年轻人不要盲目追热点，要敢于深耕冷门方向，做出有“中国标签”的原创研究。我们要时常问自己：我的研究对国家有没有用？把个人兴趣融入国家需求，科研之路才会越走越宽。