近日，國家自然科學(xué)基金委員會公布了國家重大科研儀器研制項目評審結(jié)果。據(jù)悉，2021年全國共資助該類項目79項，資助金額9億余元。其中，燕山大學(xué)、長安大學(xué)、重慶醫(yī)科大學(xué)、西安交通大學(xué)、西安理工大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南開大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、中國石油大學(xué)（北京）以及中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)研究所等多個院所單位官宣獲批立項。
國家重大科研儀器研制項目面向科學(xué)前沿和國家需求，以科學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，資助對促進(jìn)科學(xué)發(fā)展、探索自然規(guī)律和開拓研究領(lǐng)域具有重要作用的原創(chuàng)性科研儀器與核心部件的研制，以提升我國的原始創(chuàng)新能力。國家重大科研儀器研制項目包括部門推薦（平均資助額度直接經(jīng)費約8700萬元）和自由申請（平均資助額度直接經(jīng)費約700萬元）兩個亞類。
由燕山大學(xué)劉日平教授主持申報的國家重大科研儀器研制項目“電脈沖及壓力作用下金屬材料晶界重熔與再凝固裝置”正式獲得國家自然科學(xué)基金委員會立項資助，項目直接經(jīng)費850萬元。這是燕山大學(xué)首次獲批主持國家自然科學(xué)基金國家重大科研儀器研制項目，是學(xué)校取得的又一項重大科研歷史性突破。
該項目由燕山大學(xué)獨立承擔(dān)，執(zhí)行期5年。項目以航空航天、交通、核電等領(lǐng)域一些金屬材料零部件急需性能優(yōu)化為背景，研發(fā)電脈沖及壓力作用下金屬材料晶界重熔與再凝固裝置，以實現(xiàn)晶界狀態(tài)的調(diào)整、多尺度結(jié)構(gòu)的形成和綜合性能的大幅提升。項目擬研發(fā)的裝置普適性強，不僅適于晶界相關(guān)科學(xué)問題研究，而且對解決我國金屬材料領(lǐng)域部分“卡脖子”問題具有重要的推動作用。
由長安大學(xué)牽頭、地測學(xué)院張勤教授領(lǐng)銜申報的國家自然科學(xué)基金委重大科研儀器項目“無人機精準(zhǔn)投放式北斗滑坡災(zāi)害智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)”（項目編號：42127802）獲國家自然科學(xué)基金委批準(zhǔn)資助，直接經(jīng)費816.41萬元，研究期限五年（2022-2026年）。這是長安大學(xué)在重大科研儀器項目申報上的首次突破，也是張勤教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊在承擔(dān)國家基金委重點基金項目、科技部國家重點研發(fā)項目之后的滑坡災(zāi)害科學(xué)研究的第三個重大項目。
該項目依托長安大學(xué)測繪科學(xué)與技術(shù)和地質(zhì)資源與地質(zhì)工程一級學(xué)科，聯(lián)合西安電子科技大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)和蘭州理工大學(xué)等國內(nèi)多家單位共同開展科研攻關(guān)，具有多領(lǐng)域多學(xué)科交叉的鮮明特征。該項目針對高位遠(yuǎn)程和應(yīng)急艱險地區(qū)面臨的滑坡監(jiān)測設(shè)備上不去、數(shù)據(jù)傳不出、人員風(fēng)險大，而無人化監(jiān)測部署技術(shù)尚處空白的現(xiàn)狀，擬綜合利用北斗導(dǎo)航、無人機、多傳感器、自組網(wǎng)通訊、智能控制和先進(jìn)遙感等技術(shù)，研制一種利用無人機遠(yuǎn)距離快速精準(zhǔn)投放的北斗多傳感監(jiān)測設(shè)備，以突破常規(guī)滑坡監(jiān)測技術(shù)中存在的裝備能耗高、精度低、易受擾、成本大等系列技術(shù)瓶頸，精準(zhǔn)捕捉滑坡演化過程中的關(guān)鍵形變特征信息，實現(xiàn)滑坡地表監(jiān)測無人化、智能化、實時化和普適化，為解決國家重大戰(zhàn)略需求的關(guān)鍵科學(xué)問題提供重要技術(shù)支撐。
由重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院的黃晶教授牽頭，聯(lián)合中科院聲學(xué)所、北京安貞醫(yī)院、超聲醫(yī)學(xué)工程國家重點實驗室等單位申報的國家重大科研儀器研制項目“雙頻超聲靶向高血壓治療儀”獲得立項資助，項目直接經(jīng)費716.02萬元。
高血壓患病人群巨大，其并發(fā)癥是國人致殘、致死的首要病因。腎去交感神經(jīng)術(shù)（RDN）是高血壓器械治療的主流技術(shù)，可減少或消除高血壓患者長期用藥，為高血壓治療帶來重大變革。但傳統(tǒng)RDN存在有創(chuàng)性、消融盲目性和缺乏即刻療效評價指標(biāo)等卡脖子問題?！半p頻超聲靶向高血壓治療儀”項目開創(chuàng)性地將雙頻/同軸/共焦聚焦超聲系統(tǒng)和神經(jīng)標(biāo)測集成系統(tǒng)相結(jié)合，首次利用差頻聚焦超聲干涉效應(yīng)形成低頻振動聲，用于腎神經(jīng)標(biāo)測和療效驗證，創(chuàng)建了無創(chuàng)超聲消融靶向化和劑量個體化RDN治療新技術(shù)。該項目的實施將大幅提升RDN的有效性和安全性，使RDN邁入無創(chuàng)化和精準(zhǔn)化治療時代，為廣大高血壓患者帶來福音。
西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤放療科韓蘇夏教授申報的“基于CLI多模態(tài)功能成像的腫瘤精準(zhǔn)放療實時監(jiān)測評價系統(tǒng)研制 ”項目獲得國家自然科學(xué)基金重大科研儀器研制項目批準(zhǔn)立項，直接經(jīng)費908.54萬元。這是西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院繼2017年呂毅教授獲批重大科研儀器研制項目后再次獲得該類型項目。該項目針對目前精準(zhǔn)放療監(jiān)測評價系統(tǒng)必須引入額外照射劑量進(jìn)行監(jiān)測或者不能準(zhǔn)確實時監(jiān)測的問題,基于切倫科夫成像(CLI)技術(shù)創(chuàng)立腫瘤精準(zhǔn)放療實時監(jiān)測評價新模式。重點研制一體化同步三維放射監(jiān)測子系統(tǒng)和多模態(tài)圖像數(shù)據(jù)分析及中控子系統(tǒng)：設(shè)計環(huán)形一體化結(jié)構(gòu)，利用門控選通技術(shù)及單光子計數(shù)模式算法，提高信噪比，實現(xiàn)極微弱切倫科夫光的高精度、高穩(wěn)定性同步成像；開發(fā)光學(xué)技術(shù)和相關(guān)算法獲取靶區(qū)對應(yīng)的三維劑量與位置信息,通過多模態(tài)圖像融合和配準(zhǔn)計算放療靶區(qū)的劑量、位置偏差并實時反饋；建立原創(chuàng)的生物醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)物理模型庫，獲得靶區(qū)生物醫(yī)學(xué)光譜分布情況分析腫瘤氧環(huán)境時空變化，研究腫瘤相關(guān)基因與放射敏感性的關(guān)系,尋找放射增敏靶點。該項目的實施將建立一個放射物理與生物研究新平臺，為精準(zhǔn)放療科學(xué)研究提供一種新工具。
由西安交通大學(xué)電信學(xué)部陳烽教授申請的國家重大科研儀器研制項目“THz幀頻壓縮感知飛秒相機”，獲得國家自然科學(xué)基金委立項資助。項目合作單位：中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所。陳烽教授在本項目中提出的壓縮感知飛秒成像技術(shù)，通過對飛秒激光進(jìn)行數(shù)字編碼，并在時間和光譜維度上進(jìn)行壓縮和解壓縮，能夠?qū)崿F(xiàn)對超快過程的飛秒時間分辨單次曝光成像。在幀率、幀數(shù)、和精細(xì)光譜成像等方面突破現(xiàn)有超快成像技術(shù)的局限。該項目的前期相關(guān)研究成果于2019年發(fā)表在國際物理類頂級期刊物理評論快報上。
西安理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院梁淑華教授主持的“金屬基復(fù)合材料粉末原位制備及其在線監(jiān)測系統(tǒng)研制”、自動化與信息工程學(xué)院劉丁教授主持的“半導(dǎo)體硅單晶生長數(shù)字孿生與品質(zhì)管控系統(tǒng)”同時獲得該類項目資助，創(chuàng)西安理工大學(xué)歷史最好成績！這是繼西安理工大學(xué)2014年和2016年分別獲批1項該類項目之后，再次獲批。
以西安理工大學(xué)為依托單位、梁淑華教授團(tuán)隊主持的“金屬基復(fù)合材料粉末原位制備及其在線監(jiān)測系統(tǒng)研制”獲批國家自然科學(xué)基金重大科研儀器研制項目，批準(zhǔn)經(jīng)費916萬元。金屬基復(fù)合材料是極端服役環(huán)境下重大裝備核心部件不可或缺的戰(zhàn)略性材料。在3D打印、先進(jìn)粉末冶金等制造技術(shù)引領(lǐng)下，金屬（含合金）粉末氣霧化制備技術(shù)、設(shè)備及機理研究已取得了長足進(jìn)步。然而，與金屬粉末相比，金屬基復(fù)合材料粉末研究起步較晚，制備涉及的過程更多，形成機理更復(fù)雜，高品質(zhì)金屬基復(fù)合材料粉末制備面臨瓶頸，限制了高性能金屬基復(fù)合材料制造及應(yīng)用。該項目針對高品質(zhì)金屬基復(fù)合材料粉末重大需求，基于原位合成原理創(chuàng)新、過程控制設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新、霧化機理監(jiān)測技術(shù)創(chuàng)新，研制專門用于高品質(zhì)金屬基復(fù)合材料粉末制備及其形成機理研究的科研儀器。儀器的成功研制將為新型金屬復(fù)合材料粉末開發(fā)提供實驗平臺，為金屬熔體霧化機理研究提供觀測平臺，從而有力推動我國金屬基復(fù)合材料制粉科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步。
由西安理工大學(xué)為依托單位、劉丁教授團(tuán)隊主持的“半導(dǎo)體硅單晶生長數(shù)字孿生與品質(zhì)管控系統(tǒng)”獲批國家自然科學(xué)基金重大科研儀器研制項目，批準(zhǔn)經(jīng)費779萬元。半導(dǎo)體硅單晶是制造集成電路芯片的重要材料，研究硅單晶生長先進(jìn)理論和核心工藝，開發(fā)旨在提高硅片品質(zhì)的技術(shù)手段，是當(dāng)前我國半導(dǎo)體硅單晶生長研究領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)界亟需解決的緊迫問題。該項目在深入研究半導(dǎo)體硅單晶生長基本理論和主要技術(shù)方法的基礎(chǔ)上，基于數(shù)字孿生技術(shù)將生長設(shè)備與關(guān)鍵工藝相融合，以硅片品質(zhì)管控為目標(biāo)，通過建立和優(yōu)化硅單晶生長過程中多場耦合機理模型與過程模型，實現(xiàn)對生長工藝與參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計；深入挖掘多批次硅單晶生長全過程多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的硅單晶生長設(shè)備運行狀態(tài)評估及安全監(jiān)控；建立基于硅單晶生長信息的時空數(shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)管理平臺，實現(xiàn)全動態(tài)、多場景、高實時生長過程展示；研制半導(dǎo)體硅單晶生長數(shù)字孿生與品質(zhì)管控系統(tǒng)，實現(xiàn)硅單晶品質(zhì)指標(biāo)要求的生長工藝參數(shù)設(shè)定與在線優(yōu)化。本項目對于提高我國半導(dǎo)體硅單晶產(chǎn)業(yè)的科學(xué)化、高效化、實用化生產(chǎn)水平，有著重要的科學(xué)指導(dǎo)意義和工程應(yīng)用價值。
由復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系王琳教授牽頭申請的國家重大科研儀器研制項目（自由申請）——“大氣團(tuán)簇高分辨率粒徑-化學(xué)組分在線分析系統(tǒng)”，獲得國家自然科學(xué)基金委立項。該研發(fā)項目合作單位包括南京信息工程大學(xué)和中國科學(xué)院化學(xué)研究所。
分子團(tuán)簇是大氣化學(xué)研究領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的課題之一，由于分子團(tuán)簇極易擴(kuò)散損失、穩(wěn)定性差、化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且受到Kelvin效應(yīng)的影響，分子團(tuán)簇的測量是相關(guān)研究的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。該項目聚焦分子團(tuán)簇原位協(xié)同測量的關(guān)鍵技術(shù)難點，在設(shè)計原理上融合了邊界層理論、質(zhì)譜方法、納米顆粒物測量等多學(xué)科知識。王琳教授團(tuán)隊長期致力于大氣化學(xué)中顆粒物形成機制的研究，在國際上首次證實了我國典型城市大氣中“硫酸-二甲胺-水”三元成核形成大氣細(xì)顆粒物的化學(xué)機制，在Science、Nature Geoscience、GRL、EST、ACP等刊物發(fā)表高水平研究成果。
南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、科學(xué)技術(shù)研究部部長孔德領(lǐng)作為項目負(fù)責(zé)人，依托南開大學(xué)移植醫(yī)學(xué)研究院，申報國家自然科學(xué)基金委重大科研儀器研制項目“多器官擬在體聯(lián)合灌注反應(yīng)器”，成功獲得批準(zhǔn)，直接經(jīng)費870萬元。項目組成員包括我院院長沈中陽，器官移植中心史源、孫紀(jì)三、謝炎主治醫(yī)師，以及天津醫(yī)科大學(xué)朱毅教授，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所王宏、鄧娟副研究員等。
本項目的成功獲批得益于沈中陽院長帶領(lǐng)的器官移植團(tuán)隊長期開展器官常溫機械灌注研究的基礎(chǔ)，是前期科技部863計劃項目資助的又一個成果。未來5年，在這個重大儀器項目的支持下，項目組將發(fā)揮醫(yī)工結(jié)合的優(yōu)勢協(xié)同攻關(guān)，設(shè)計和研制集擬在體環(huán)境模擬、多器官聯(lián)合灌注、生理/生化/影像學(xué)在線檢測、器官修復(fù)與治療于一體的科學(xué)儀器，不僅服務(wù)于器官移植外科的器官保存與修復(fù)，同時服務(wù)于發(fā)病機制、器官相互作用和藥物篩選等基礎(chǔ)研究。
中國礦業(yè)大學(xué)葉繼紅教授主持申報的“真實火場環(huán)境隧道結(jié)構(gòu)熱力耦合損傷全過程模擬實驗系統(tǒng)”獲批2021年度國家重大科研儀器研制項目，直接經(jīng)費938萬元。這是中國礦業(yè)大學(xué)作為依托單位獲批的第三個國家重大科研儀器研制項目。
目前，我國已成為交通隧道建設(shè)規(guī)模最大的國家之一，年新增隧道千余處。隨著隧道規(guī)模的日益增大，隧道發(fā)生火災(zāi)事故的風(fēng)險也越加突出。該項目面向國家隧道工程火災(zāi)安全與防控的重大前沿需求，擬研發(fā)世界首臺真實火場隧道結(jié)構(gòu)熱力耦合損傷物理模擬儀器，形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的重大科學(xué)裝置，實現(xiàn)真實火場環(huán)境—結(jié)構(gòu)損傷破壞全過程定量物理模擬，揭示隧道結(jié)構(gòu)熱力耦合致災(zāi)機理，推動隧道結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計理論發(fā)展，為地下空間開發(fā)、災(zāi)害防控體系構(gòu)建與應(yīng)急救援處置提供公共科學(xué)驗證與研究平臺，助力“平安中國”戰(zhàn)略實施。
由中國石油大學(xué)（北京）化學(xué)工程與環(huán)境學(xué)院陳光進(jìn)教授負(fù)責(zé)的“大尺度-分維度組合式天然氣水合物開采實驗?zāi)M系統(tǒng)”項目獲立項資助，這是學(xué)校獲立項資助的第3個國家重大科研儀器研制項目。
該項目針對大直徑（5-10米）高壓模擬器面臨的制造困難、使用時效性和安全性低等瓶頸問題，擬基于分維度等原創(chuàng)思想，以兩個高壓扇柱形釜為核心，構(gòu)建大尺度-分維度組合式天然氣水合物開采實驗?zāi)M系統(tǒng)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的全維度圓桶形模擬器，等效模擬直徑達(dá)到10米，并集成“熱-壓-電-聲-光-磁”聯(lián)合探測手段，實時監(jiān)測實驗過程沉積物水合物的狀態(tài)變化，獲取壓力、溫度、濃度、應(yīng)力等多場結(jié)構(gòu)參數(shù)。
北京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院張韞宏教授申報的“自發(fā)/受激拉曼和瑞利散射聯(lián)用裝置”項目，獲得國家自然科學(xué)基金重大儀器研制項目的資助(項目批準(zhǔn)號：42127806，資助金額：598.33萬元)，該項目由北京理工大學(xué)牽頭，江蘇海洋大學(xué)、中智科儀(北京)科技有限公司共同參與申報。
該重大儀器項目采用電懸浮、光懸浮、聲光偏轉(zhuǎn)控制懸浮等技術(shù)，捕獲、懸浮、控制單個液滴和多液滴，建立具有時間分辨和空間分辨功能的懸浮液滴的原位測量裝置。自發(fā)、受激拉曼與瑞利散射聯(lián)用，可以提供液滴內(nèi)部、表面以及氣相的化學(xué)組成變化動態(tài)過程的原位光譜信息，實現(xiàn)對懸浮單液滴飽和蒸汽壓、增長因子、擴(kuò)散系數(shù)、折射率及其與SO2、NOx、O3等痕量氣體反應(yīng)的攝取系數(shù)等參數(shù)的精確測量;通過對液-液相分離過程進(jìn)行空間分辨觀測，獲取不同液相的化學(xué)組成演變過程中的變化信息;通過懸浮控制組成相同或者不同的多個液滴，實現(xiàn)多個液滴的拉曼光譜同時測量，完成液滴之間碰并、融合、反應(yīng)過程的拉曼光譜原位觀測。該重大儀器項目可為中低水平灰霾污染機制研究，提供有利的測量手段，為制定有效的PM2.5的減排政策、評估PM2.5的氣候效應(yīng)和健康效應(yīng)的提供支撐。
中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)研究所陳文研究員領(lǐng)銜申請的“高效高精度高分辨激光顯微探針稀有氣體同位素微區(qū)原位分析系統(tǒng)研制”項目獲資助，這是該所首次獲批該類型項目。
該項目是地質(zhì)所同位素地質(zhì)實驗室（自然資源部同位素地質(zhì)重點實驗室）與北京中科思遠(yuǎn)光電科技有限公司合作，共同研制開發(fā)的一套高效高精度高分辨激光顯微探針稀有氣體同位素微區(qū)原位分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)針對傳統(tǒng)激光顯微探針稀有氣體分析技術(shù)存在熱效應(yīng)不可控、激光釋氣效率低、測量精度和成功率低、空間分辨率不理想、難以勝任真正的“微區(qū)”稀有氣體同位素分析等問題，采用原創(chuàng)性設(shè)計方案，自行研制新型多波段高能飛秒激光器、新型飛秒激光瞄準(zhǔn)和聚焦系統(tǒng)、多聯(lián)組合式雙真空激光探針釋氣樣品室等關(guān)鍵核心部件，集成其它成熟技術(shù)，研制具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高釋氣效率、高分析精準(zhǔn)度、高空間分辨率、多波段高能量飛秒激光顯微探針稀有氣體同位素微區(qū)原位分析系統(tǒng)，以解決制約稀有氣體同位素地球化學(xué)學(xué)科發(fā)展的瓶頸問題。
上海健康醫(yī)學(xué)院上海市分子影像學(xué)重點實驗室主任黃鋼教授領(lǐng)銜，聯(lián)合北京納米維景科技有限公司共同申報的國家重大科研儀器研制項目“整環(huán)SPECT/能譜CT一體化分子影像儀的研發(fā)”獲批立項，項目直接經(jīng)費858萬元（批準(zhǔn)號：82127807）。
“整環(huán)SPECT/能譜CT一體化分子影像儀的研發(fā)”項目整合SPECT對放射性標(biāo)記示蹤劑的靈敏顯像優(yōu)勢與能譜CT的能譜解析特色，創(chuàng)新性研發(fā)整環(huán)數(shù)字SPECT/能譜CT一體化分子影像設(shè)備，巧妙解決目前SPECT固有設(shè)計缺陷與不能定量顯像等難題，有效實現(xiàn)SPECT的三維動態(tài)成像，滿足高靈敏數(shù)據(jù)完整獲取、高精度動態(tài)采集定量、高分辨病灶鑒別、高融合結(jié)構(gòu)重建與功能評價、高精準(zhǔn)定位與實時分子成像；設(shè)備中融入的能譜CT創(chuàng)新性采用了靜止成像模式，突破以往螺旋CT高速旋轉(zhuǎn)的機械離心力制約，避免運動偽影同時大大降低輻射劑量，時間分辨率較之目前的CT提高了近百倍，并能進(jìn)行多能譜成像；為多模態(tài)分子影像動態(tài)定量檢測的臨床應(yīng)用提供更先進(jìn)的技術(shù)手段，也拓展了高端影像的創(chuàng)新空間。
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