随着集成电路的高速发展，传统硅基CMOS研发已进入亚10纳米节点。超越摩尔定律的信息技术、产业发展受到各科技强国高度重视。自旋电子器件及自旋电子学是通过控制电子自旋来实现信息的存储、处理，具有能耗低、速度快的优势。与传统微电子学中核心器件—硅基场效应晶体管相对应，自旋电子学中也有类似的核心器件—自旋晶体管。理论上，有两种主要的自旋晶体管：Datta-Das自旋场效应晶体管及Johnson全金属自旋晶体管。但实验上，自旋晶体管一直面临巨大的挑战和困难：（1）Johnson全金属自旋晶体管作为新原理型器件实验上得到了证实，但输出电压信号弱（纳伏），不具有放大功能，距实际应用有很大差距。（2）Datta-Das自旋场效应晶体管自1990年提出后，经过近30年的基础研究，研制虽然取得了进展，但由于半导体中的自旋注入、输运（调控）及自旋检测面临一些列挑战，室温下工作的Datta-Das自旋场效应晶体管实验上一直没有得到实现。该项目团队自97年以来，一直从事碳基纳米材料及器件研究，提出在SP2碳中存在局域巨磁矩效应。基于该效应，成功构建出室温下工作的自旋场效应晶体管。该项目拟重点开展单元器件的性能优化，自旋场效应晶体管的逻辑器件和集成研发，展示自旋FET成为下一代信息器件和信息产业的核心、变革性器件的潜力，实现自旋FET的存算一体化，推动我国在新型信息技术和产业的发展和引领作用。

细菌尤其是耐药性细菌感染已对人类的健康造成严重威胁。尤其是近年来多重耐药细菌即所谓“超级细菌”的出现使人类面临对细菌感染无药可治的窘境。为了更好地治疗细菌感染和减少耐药菌产生，迫切需要开发新型抗菌药物。纳米抗菌材料具有不易诱导产生耐药菌、不引起过敏反应以及抗菌谱可调等优点。我们立足于发展新型纳米抗菌材料并将其应用于，为提高国民健康水平提供新技术和新产品。

基于肿瘤微环境的高凝性，以及DNA纳米结构的可塑性，项目团队成员创造性的利用DNA折纸技术，构建了一种新型管状DNA纳米结构，将凝血酶装载到内部，通过表面修饰的核酸适配体（aptamer）特异性识别和结合肿瘤血管内皮表面的标志物（核仁素受体），管状纳米结构重构为片层状结构，从而暴露内部凝血酶，诱导肿瘤局部形成血栓，有效"饿死"肿瘤。这种纳米结构的构筑，实现了在分子水平"自下而上"的程序化设计理念，以及在体内可寻址、精确定位、可控暴露药物的智能化治疗方式，我们形象的将其定义为抗肿瘤"DNA纳米机器人"。

本项目根据国内原材料特点和国内外市场的需要，充分结合本团队的研发技术和产业化力量，开发具有独立知识产权的功能化引导肌组织修复材料及其产品。重点关注和制备的功能化引导肌组织再生产品，是纳米创研院中纳米生物医药平台的重要部分，我们将以临床使用为目标，将制备能够实现自身造血的功能化引导肌组织修复材料及其产品，填补国内空白。

基于X射线的高分辨、脉冲成像在先进生物医疗、微纳工业检测和安检等领域内具有广泛应用，对应市场超过千亿美元。当前，热阴极X射线源在电子发射控制方式、电子束质量以及X射线源的亮度等遇到众多技术瓶颈，开发具有高时空分辨能力的冷阴极X射线源既可以满足市场不断提升的需求，也可以提升X射线影像领域内本土产品的竞争力。本项目将充分利用冷阴极电子发射响应速度快、方向集中、易聚焦、易集成等优势，研制新型冷阴极X射线源，为高端X射线影像设备提供光源关键光源部件。