在納米表征領(lǐng)域，1988年，化學(xué)所研制出我國(guó)第一臺(tái)集計(jì)算機(jī)控制、數(shù)據(jù)分析和圖像處理系統(tǒng)于一體的掃描隧道顯微鏡（STM）和我國(guó)第一臺(tái)原子力顯微鏡（AFM），奠定了我國(guó)納米科技研究的物質(zhì)基礎(chǔ)。2001年，中國(guó)科大在國(guó)際上首次利用低溫STM獲得能夠分辨碳-碳單鍵和雙鍵的C60單分子圖像，并于2013年在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了亞納米分辨的單分子光學(xué)拉曼成像，獲2014年度中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)。2013年，國(guó)家納米中心利用AFM技術(shù)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)分子間氫鍵的直接成像，為化學(xué)界爭(zhēng)論了80多年的“氫鍵本質(zhì)”問題提供了第一個(gè)直觀證據(jù)。
在納米材料與器件領(lǐng)域，物理所、金屬所等單位在碳納米管的制備、納米結(jié)構(gòu)及其物性調(diào)控、表面納米化等方面，20多年來產(chǎn)出了一批國(guó)際引領(lǐng)性成果，促進(jìn)了該領(lǐng)域的研究和發(fā)展。2017年，上海微系統(tǒng)所聯(lián)合相關(guān)企業(yè)設(shè)計(jì)出低功耗、長(zhǎng)壽命、高穩(wěn)定性的鈧-銻-碲（Sc-Sb-Te）新型高速相變材料，對(duì)于我國(guó)突破國(guó)外技術(shù)壁壘、自主開發(fā)存儲(chǔ)器芯片具有重要意義?；瘜W(xué)所基于長(zhǎng)期基礎(chǔ)研究，發(fā)展了納米綠色印刷的完整產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)，并于2016年建成世界首條免砂目納米綠色印刷版材示范線。
在納米催化領(lǐng)域，2011年，大連化物所在國(guó)際上首次制備出Pt/FeOx單原子催化劑，并提出了單原子催化新概念，入選美國(guó)化學(xué)會(huì)2016年度十大科研成果。2014年，基于納米限域催化新概念，首創(chuàng)甲烷無(wú)氧制烯烴和芳烴催化過程，實(shí)現(xiàn)一步高效轉(zhuǎn)化，獲2015年度中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)。
6 人工合成生物學(xué)研究
繼1965年我國(guó)在國(guó)際上首次人工合成牛胰島素（獲1982年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)）之后，1981年11月，由上海生化所、上海細(xì)胞所、上海有機(jī)所、生物物理所和院外相關(guān)單位組成的聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)13年，在國(guó)際上首次人工合成了包含76個(gè)核苷酸的酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸完整分子。該成果獲1987年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，對(duì)揭示生命起源和核酸在生物體內(nèi)的作用意義重大，為進(jìn)一步了解遺傳和其他生命現(xiàn)象、研制和應(yīng)用多種核酸類藥物奠定了理論基礎(chǔ)，標(biāo)志著我國(guó)在該領(lǐng)域進(jìn)入世界先進(jìn)行列。
2018年8月，分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心采用合成生物學(xué)“工程化”方法和高效使能技術(shù)，以單細(xì)胞真核生物釀酒酵母（天然含有16條線型染色體）為研究材料，在國(guó)際上首次人工創(chuàng)造出僅含單條染色體的真核細(xì)胞。這是繼人工合成牛胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸之后，我國(guó)科學(xué)家再一次利用合成科學(xué)策略回答了生命科學(xué)領(lǐng)域的重大基礎(chǔ)問題，將加深人類對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。
7 非人靈長(zhǎng)類模型與腦連接圖譜研究
腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心在非人靈長(zhǎng)類模型與腦連接圖譜研究方面取得一系列重要原創(chuàng)成果。2017年年底在國(guó)際上率先攻克非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物體細(xì)胞核克隆這一世界性難題，11月27日世界上首個(gè)體細(xì)胞克隆猴“中中”誕生，12月5日第二個(gè)克隆猴“華華”誕生。這是繼1997年英國(guó)克隆羊“多莉”后克隆生物技術(shù)領(lǐng)域的又一重大突破，將有力促進(jìn)生命科學(xué)基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究，為探究眾多復(fù)雜疾病機(jī)理、建立有效診治和干預(yù)手段及新藥創(chuàng)制帶來光明前景。
2016年，該卓越創(chuàng)新中心在世界上首次建立了攜帶人類自閉癥基因的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型——食蟹猴模型，構(gòu)建了非人靈長(zhǎng)類自閉癥行為學(xué)分析范式，為觀察自閉癥的神經(jīng)科學(xué)機(jī)理研究提供了一扇重要窗口，為深入研究自閉癥的病理與探索可能的治療干預(yù)方法奠定了重要基礎(chǔ)。
2016年，該卓越創(chuàng)新中心成功繪制了更精確的人腦功能分區(qū)圖譜，即人類腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜，突破100多年來傳統(tǒng)腦圖譜繪制的瓶頸，提出了“利用腦連接信息繪制腦圖譜”的思想，第一次建立了宏觀尺度上的活體全腦連接圖譜，為實(shí)現(xiàn)腦科學(xué)和腦疾病研究的源頭創(chuàng)新提供了重要基礎(chǔ)。
8 基因組研究
