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一、机构组建
  2000年12月6日，国家纳米技术产业化基地（简称国家纳米基地）在天津开发区建立。旨在依托纳米技术成果，孵化和培育科技型企业，促进中国纳米技术及相关产业迅速发展。2003年6月23日，国家纳米基地向党中央、国务院提交《关于创建国家纳米技术工业研究院并享受相应创新政策的请示》。2003年7月1日，中共中央总书记胡锦涛、国务院总理温家宝分别对报告作出批示，要求科技部研究落实。是年9月10日，胡锦涛、温家宝等国家领导人对科技部提出的有关意见进行批示。2005年5月13日，获国务院批准，国家纳米技术与工程研究院（简称国家工研院）成立。此院系国家纳米科学中心下属的独立事业法人单位，挂靠中国科学院。国家纳米科学中心侧重纳米技术基础研究；国家纳米基地侧重研发技术成果转化。
  国家工研院主要研究项目包括：纳米技术、生物技术、信息技术和认知科学汇聚技术，重点发展纳米技术与仿生、人工智能的汇聚技术，运用有特定性能的纳米材料或纳米机构，创造新原理和新器件，发展应用在医学和生命科学研究上的新检测方法与治疗手段；纳米结构与性能的表征方法、微纳米结合的加工手段研究及其设备研发，重点发展先进的纳米材料和纳米结构的表征方法和检测仪器，以及先进的纳米材料的纳米结构的加工手段及其设备；提升支柱产业的集成化纳米应用技术，在安全、健康、能源、环境、资源、农业、信息等重大领域取得进展，并重点发展提升支柱产业竞争能力的集成纳米应用技术。
  二、科研项目
  2007年始，国家工研院承担国家自然科学基金委项目和国家“863”计划研发项目。至2010年，课题计划如期完成。2009年始，制定纳米标准，先后参与新纳米材料国家标准审核，并根据欧盟提出的纳米标签ISO标准草案进行修订。是年，IC—MEMS微机械流控联合研发中心与天津燃气等公司达成战略合作意向，微机械流量芯片（MEMS）及产品合作研究立项。2010年，微机械流量芯片小试成功。是年，完成纳米粒子设计实验室的富含白藜芦醇系列产品研发和生产。其中，富含白藜芦醇葡萄酒的工艺革新，推出新一代健康葡萄酒，达到中试水平，白藜芦醇含量达到100毫升（是年，市场普通葡萄酒的白藜芦醇含量仅为15毫升）。白藜芦醇植物多酚制剂产品研发成功，申报国家发明专利3项，并与企业签订战略合作协议，其技术资料上报国家食品药品监督管理局备案。生物医学实验室建立，是为国内首个扫描离子电导显微镜技术演示及培训中心，申报国家发明专利2项，签订技术合作备忘录1项。其研制的胶体金法人类免疫缺陷病毒（HIV）抗体诊断试剂盒及6种常见真菌毒素的快速检测试剂盒等项目研究完成，基本具备完整的小试制备能力，其中抗体诊断试剂盒项目的原料质量优于国内标准。其有机光伏实验室实现染料敏化太阳能电池核心材料批量制备，包括C101、C106和Z907三种染料以及溴代联吡啶等昂贵中间产物、氧化钛（Ti02）浆料以及电解质。并开始为部分光伏公司及高校课题组提供材料及技术服务，其中C101和C106两种染料均具备商业化生产能力，已为索尼、友达、G24i等全球大型公司及科研机构提供商品质染料产品。
  三、科技成果转化
  2006年始，5项孵化项目进行中试。是年，国家纳米基地与天津创业投资有限公司组建天津纳米创业投资有限公司，投资企业5家，旨在加速科技成果转化。至2010年，累计实现销售额2000万元，实现利润200余万元。
  国家工研院拥有参股公司4家，承担科技成果转化为产品的生产任务。
  天津创新药业有限公司 2003年，通过药品生产质量管理规范（GMP）认证。采用纳米增溶技术进行新药开发和研制。主营产品为片剂、胶囊、颗粒剂。其他产品包括罗红霉素、氟桂利嗪胶囊、氯诺昔康片等。其产品依托国家工研院和军事医学科学院进行新药研发与中试生产。
  天津艾雷特科技发展有限公司 主要产品为自主研发的动力（UPS）装置，为国际首创，具有自主知识产权，于2002年申请专利。采用纳米技术电容器作为动力型环保储能器件，应用此装置，可预防因自然、人为、设备、电网等因素及环境污染造成电网闪电而导致的重大经济损失；亦用于化纤、化工、电力、石油、电子、制药等大中型连续化生产企业，以满足其动力设备瞬时大电流、大功率之需求，确保变频器所控动力设备不间断运行。
  天津赛尔生物技术有限公司 2004年，进行原创性蛋白质工程产品开发，包括新型治疗性蛋白分子（蛋白质工程药物）研发，治疗性蛋白分子的结构优化改造，治疗性蛋白分子与纳米材料结合及其靶向性、有效聚集性、生物利用度的提高与毒性的降低。2010年，以抗体为主要研究开发方向，进行抗肿瘤性疾病、炎症性疾病、凝血性疾病等项目研发。
  天津风云水资源有限公司 主要从事纳米滤膜技术在污水处理与海水淡化等领域的应用研发。2006年始，承担山东引黄济京沿线药厂、造纸厂、化肥厂、味精厂等污染企业的污水排放和回用工程。其中，山东新时代药业的污水处理项目设计完成。全部工程总投资4000余万元。