日本CRDS奈米科技與材料領域的研究發展趨勢與展望
科技產業資訊室(iKnow) - 謝采燁 發佈於 2026年2月6日
圖、日本CRDS奈米科技與材料領域的研究發展趨勢與展望
奈米科技與材料領域是以奈米尺度下物質結構與功能的探究為基礎，結合計測、合成、加工與模擬等核心技術，支撐著人類社會廣泛活動的重要基礎研究與應用領域被廣泛應用於能源、環境、醫療健康、資訊通信與社會基礎建設等關鍵產業，不僅構成現代工業與科技發展的核心也被視為因應氣候變遷、提升社會韌性與促進個人福祉的重要創新來源。隨著全球對永續發展的重視提升，該領域在實現 2030 年永續發展目標及 2050 年碳中和願景中，被賦予更高的戰略期待。
日本國立研究開發法人科學技術振興機構（JST）之研究開發戰略中心（Center for Research and Development Strategy, CRDS）所編撰之《研究開發俯瞰報告書：奈米科技與材料領域（分領域俯瞰編）》（研究開發の俯瞰報告書 ナノテクノロジー・材料分野～分野別俯瞰編～（2026年））為日本政府重要的科技政策與研究發展戰略參考文件之一，目的在於系統性掌握奈米科技與材料領域的全球趨勢、社會背景與日本未來的研發方向。CRDS指出，面對氣候變遷、生物多樣性喪失、資源過度消耗與化學污染等全球性挑戰，奈米科技與材料研究在實現 2030 年永續發展目標與 2050 年碳中和願景中扮演關鍵角色。再生能源導入所需的高效率太陽能電池、蓄電池與水電解技術，二氧化碳回收與低能耗製程，以及高性能半導體與功率元件的節能化，均成為該領域的重要研發方向。同時，在循環經濟理念下，材料的長壽命化、可回收設計、資源再利用與稀有元素替代技術，也受到各國高度重視。
人工智慧與資料科學正透過 AI 驅動的材料探索、性質預測與製程最佳化，材料研發逐漸轉向高通量、自動化與自律實驗的新模式，朝向縮短開發時程並提升創新效率深刻改變材料研究的方式邁進。然而，生成式 AI 與大規模運算的普及，也使資料中心的能源與水資源消耗問題日益凸顯，進一步加重對先進半導體材料、光通訊元件與熱管理技術的需求。在國際競爭與經濟安全意識升高的背景下，各國正積極確保關鍵材料與供應鏈的自主性，並加大對電池、半導體、量子技術與關鍵資源替代材料的投資。報告指出，日本在材料創製、加工與計測方面擁有長期累積的研究基礎與世界級研究設施，但同時也面臨基礎研究成果轉化不足、跨領域合作有限，以及在安全性與永續性評估、標準化與制度設計方面落後於歐洲的挑戰。
基於對社會與研究趨勢的整體分析，CRDS 在報告中選定九項日本未來應優先投入的研究發展主題，涵蓋碳中和能源技術、健康與醫療材料、支撐 AI 的次世代半導體、量子技術、社會基礎設施材料、前沿功能性材料、資源永續利用、AI 驅動材料研發，以及產品全生命週期的永續評估，此份文件所呈現的奈米科技與材料發展藍圖，正反映該領域正從單純追求技術突破，轉向與社會價值、永續目標與治理機制深度結合，成為未來科技政策與產業競爭力的關鍵支柱。（1095字；圖1）
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