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大科学装置前沿研究

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大科学装置前沿研究相关的资讯

  • “大科学装置前沿研究”重点专项项目启动
    从北京大学获悉,由该校牵头负责的国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项的两个项目——“激光驱动的天体现象实验室模拟研究”和“基于超快强激光超高时间—空间—能量分辨技术及应用”项目日前正式启动。  “激光驱动的天体现象实验室模拟研究”项目将面向世界科技前沿,依托我国大型激光装置提供的研究手段和先进技术,针对大尺度磁场起源、准直喷流与冲击波产生、高能宇宙线来源等天体重大前沿科学问题,开展实验室模拟研究新范式的探索和创新研究,通过主动、近距、可控和可重复的模拟实验,揭示天体动力学演化及能量转化和耗散的物理本质,深化对天体现象和天文观测数据的理解,以期获得若干重要科学发现和原创成果。  “基于超快强激光超高时间—空间—能量分辨技术及应用”项目,将围绕发展激发波长范围覆盖极紫外至近红外宽带可调谐的先进光源,针对新型量子材料、微纳器件、能源器件等超快过程探测,研发新实验技术和方法,发展超高时间—空间—能量分辨技术,为材料、信息器件等提供前沿研究手段,满足国家在新型极紫外光源以及超高时空分辨检测等方面的迫切需求,为超快强激光及X射线自由电子激光等大科学装置研制先进应用平台。  北京大学科学研究部部长谢冰在项目启动会暨实施方案评审会上表示,北大将大力支持这两个重点研发计划项目,持续为项目的顺利推进和实施提供有力的保障和服务,确保项目的各项研发工作严格按计划完成,推动项目团队在前沿科学、先进光源产生及应用等领域取得新突破,为下一步承担国家大科学装置任务奠定重要基础。
  • “大科学装置前沿研究”重点专项拟立项的2018年度项目公示
    p   根据《国务院关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》(国发[2014]11号)、《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革方案的通知》(国发[2014]64号)、《科技部、财政部关于印发& lt 国家重点研发计划管理暂行办法& gt 的通知》(国科发资[2017]152号)等文件要求,现将“纳米科技”等5个重点专项的2018年度拟立项项目信息进行公示(详见附件)。 /p p   公示时间为2018年5月4日至2018年5月8日。对于公示内容有异议者,请于公示期内以传真、电子邮件等方式提交书面材料,逾期不予受理。个人提交的材料请署明真实姓名和联系方式,单位提交的材料请加盖所在单位公章。联系人和联系方式如下: /p p   strong  “大科学装置前沿研究”重点专项 /strong /p p   联系人:墨宏山 /p p   联系电话:010-68104776 /p p   传真:010-68104461 /p p   电子邮件:mohs@htrdc.com /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项拟立项的2018年度项目公示清单 /strong /span /p p style=" text-align: center " img title=" 2018-05-06_131932.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/bc8f6c2b-6bb0-4c57-a47d-dd80fc0d63db.jpg" / /p p   附件: a style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201805/ueattachment/55146f47-e788-456c-8184-61e1ed11eba3.pdf" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项拟立项的2018年度项目公示清单.pdf /span /a /p p /p
  • 大科学装置前沿研究重点专项2022项目申报指南征求意见
    近日,科技部发布“十四五”国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项2022年度项目申报指南(征求意见稿),向社会征求意见和建议。征求意见稿中指出,2022年度指南围绕粒子物理、核物理、强磁场与综合极端条件、天文学、先进光源与中子源及前沿探索、交叉科学与应用等6个方向进行部署,拟支持31个项目和不超过10个青年科学家项目。本专项2022年度拟支持项目如下:1. 粒子物理1.1 无中微子双贝塔衰变和太阳中微子1.2 阿尔法磁谱仪探测器升级和物理1.3 CKM矩阵参数与底强子非粲衰变CP破坏的精确测量1.4 反应堆监测新技术及相关物理1.5 大型强子对撞机上CMS和ALICE探测器升级1.6 超高亮度正负电子加速器和相关实验关键技术研2. 核物理2.1 STAR束流能量扫描实验中QCD相结构和临界点的实验研究2.2 低能区原子核结构与反应及关键天体核过程研究2.3 准单能伽马源的光核反应与关键技术研究2.4 极端电磁场环境下高电荷态离子结构和动力3. 强磁场与综合极端条件3.1 新型拓扑和超导材料在强磁场下的量子调控3.2 强磁场驱动下微磁畴/微结构的能态及动力学响应表征技术3.3 基于全超导磁体的综合极端条件先进实验技术和方法研究4. 天文学4.1 FAST深度中性氢巡天以及相控阵接收机关键技术研究4.2 大型天文光学红外望远镜前沿技术研4.3 依托天马等望远镜的恒星形成与致密天体前沿观测研5. 先进光源、中子源及前沿探索5.1 基于大型激光装置的天体现象实验室模拟研究5.2 激光驱动的核物理前沿问题研5.3 超高功率软X射线光源新原理及关键技术研究5.4 先进光源和中子源的核心关键技术研6. 交叉科学与应6.1 同步辐射光源新实验技术及交叉科学研究(拟支持4项)6.2 中子源新实验技术及交叉科学研究(拟支持2项)6.3 超快强激光新实验技术及交叉科学研究(拟支持3项)6.4 空间环境地面模拟等大装置实验技术及交叉科学研究 (拟支持2项)附件:“大科学装置前沿研究”重点专项2022年度项目申报指南(征求意见稿).pdf
  • “大科学装置前沿研究”重点专项2021申报指南:拟支持电子自旋共振谱仪等21个项目
    5月10日,科学技术部发布国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”等“十四五”重点专项2021年度项目申报指南。“十四五”国家重点研发计划深入贯彻落实党的十九届五中全会精神和“十四五”规划,坚持“四个面向”总要求,积极探索“揭榜挂帅”等科技管理改革举措,全面提升科研投入绩效。有关事项通知详情点击此处链接。“大科学装置前沿研究”重点专项2021 年度项目申报指南本重点专项总体目标是:开展专用大科学装置的科学前沿研究,推动我国粒子物理、核物理、天文学等重要学科的部分研究方向进入世界先进行列;开展平台型大科学装置的先进实验技术和实验方法研究,提升大科学装置支撑科技创新、经济社会发展和国家安全的能力。继续支持我国具有特色和优势的大科学装置开展前沿探索研究,力争在世界上率先实现若干重大前沿突破。2021年度指南围绕粒子物理、核物理、强磁场、天文学、先进光源、交叉应用等6个方向进行部署,拟支持21个项目,拟安排国拨经费概算5.15亿元。同时拟支持8个青年科学家项目,拟安排国拨经费概算4000万元,每个项目500万元。本专项 2021 年度项目申报指南如下。1. 粒子物理1.1 CKM 矩阵参数与底强子非粲衰变CP破坏的精确测量研究内容:利用海量的底夸克实验数据开展CP破坏等重味 物理前沿课题研究,主要包括:精确测量CKM夸克混合矩阵参数,例如β和γ相角等;精确测量B介子非粲衰变的CP破坏,包括理解三体衰变复杂的CP破坏结构等;在底重子衰变中寻找CP破坏,包括衰变到三体或四体末态,并理解其中多体末态的CP破坏结构。考核指标:对γ相角相关的重要衰变道进行测量,并结合其他测量结果,将γ相角的测量精度提高到4度以内;在无圈图污染过程中完成sin2β测量,精度达到10%以内。若干B介子非粲衰变和底重子衰变的CP破坏的测量结果达到世界最好水平或为世界首次测量。1.2 基于中微子的反应堆监测新技术及相关物理研究研究内容:发展新型中微子探测技术,开展反应堆监测技术和物理研究,主要包括:发展极低阈值、极低本底双相氩时间投影室探测技术,寻找反应截面最大但尚未被探测到的反应堆中微子—原子核相干散射过程,以实现中微子探测器的小型化,用于反应堆监测,同时研究其相关物理;发展基于新型低温液体闪烁体的高能量分辨探测器技术,用于精确测量反应堆中微子能谱及核素谱。考核指标:发展小型化反应堆中微子探测技术,研制并运行一个极低阈值、极低本底的双相氩时间投影室探测器,采用低本底氩,有效质量不低于150kg,探测阈值达到1keV核反冲能;利用台山反应堆,成功探测到反应堆中微子—原子核相干散射信号;测量低能标下的弱混合角。研制并运行一个采用高量子效率硅光电倍增管的新型低温液体闪烁体探测器,有效质量不低于1吨, 能量分辨在3MeV时优于1%,比现有大型液闪探测器的最好水平(Borexino,~2.8%)提高2.5倍以上;利用台山反应堆,测量高精度反应堆中微子能谱和核素谱,为江门中微子实验提供有效谱形误差1%以内的数据依据,对U235和Pu239测量的有效谱形误差达到4%和8%。1.3 无中微子双贝塔衰变和太阳中微子实验关键技术研究研究内容:依托中国锦屏地下实验室,开展寻找无中微子双贝塔衰变、太阳中微子探测实验的关键技术和方法研究,并初步建立相关实验装置开展实验探测。考核指标:在无中微子双贝塔衰变实验领域开展先进高纯锗半导体探测器、极低温晶体量能器、基于Topmetal技术的高气压时间投影室等实验技术研究,确定具有中微子双贝塔衰变有效质量小于10meV灵敏度的探测器技术方案;建设百吨级太阳中微子探测平台,实现太阳B8中微子的探测,重建出太阳中微子方向,5MeV 能量区间,太阳角重建的角度分辨为35度(68%的置信区间)。1.4 依托大型国际合作装置阿尔法磁谱仪(AMS)的物理研究研究内容:依托大型国际合作装置AMS实验,开展暗物质和反物质寻找,宇宙线的起源加速和传播规律机制的物理研究工作。通过宇宙线正电子、反质子和反氘核的精确测量,进行暗物质寻找;通过宇宙线反氦核、反碳核和反氧核的测量寻找原初反物质;精确测量宇宙线各原子核的能谱以研究宇宙线的起源加速和传播规律。参与国际合作,研制满足空间环境要求的新型大面积硅探测器,应用于AMS02的探测器升级。考核指标:暗物质寻找的研究,分析AMS实验数据得到1GeV~1.4TeV的宇宙线正电子能谱测量结果700~1000GeV精度达到35%;得到1GV~500GV的宇宙线反质子能谱结果,反质子能谱500GV精度好于20%;得到宇宙线反氘研究结果。反物质寻找的研究,得到宇宙线反氦研究结果。宇宙线起源加速传播机制的研究,得到2GV~3TV的宇宙线Na、Al、S、亚铁(Z=21~25)等分析结果,100GV精度4%~5%,3TV精度20%~40%;研制成 满足空间条件的10cm×100cm硅探测器,位置分辨率好于5微米,优良通道占比超过 95%。2. 核物理2.1 STAR束流能量扫描实验中QCD相结构和临界点的实验研究研究内容:针对量子色动力学(QCD)的核物质相结构和QCD临界点的重大科学问题,依托相对论重离子对撞机(RHIC)的螺旋管径迹探测器(STAR)的第二期束流能量扫描实验,主要开展质心能量20GeV以下的重离子碰撞实验的物理分析。通过测量守恒荷的高阶矩、超子整体极化和矢量介子的自旋排列、多奇异强子的产生、同质异位核素的可能的手征磁效应分析等,建立系统的QCD相结构和临界点的实验探针与方法,研究QCD物质相结构和QCD临界点。考核指标:基于STAR实验第二期能量扫描实验数据,获得质心系7~20GeV不同能量点下的守恒荷的高阶矩的高精度实验数据,系统测量Λ、反Λ超子及矢量介子的整体极化及自旋排列的快 度依赖与能量依赖并揭示其物理起源,精确测量Ω粒子、φ粒子等 多奇异强子的产额分布并揭示其产生机制;通过测量分析同质异 位素碰撞中相关物理量给出QCD手征磁效应、手征磁波效应是否在夸克胶子等离子环境中被观测到的结论;利用以上分析得到的系统实验结果给出QCD相结构及QCD临界点的信息。2.2 低能区原子核结构与反应及关键天体核过程研究研究内容:针对 X 射线暴和超新星等爆发性天体环境中的关键核反应过程,依托北京放射性核束装置BRIF和相关核天体物 理研究装置等,在低能区开展高精度的原子核的基本性质、结构特性与反应机制及关键天体核过程研究,积极发展相关微观模型,在更广泛的同位旋和角动量维度上探索原子核有效相互作用新规律,探索宇宙元素起源和星体能量产生机制。考核指标:完善BRIF高精度核物理实验平台(带电粒子探测器阵列立体角覆盖达4Pi的40%以上,能量分辨好于50keV),测量3~5项奇特原子核的基本性质、反应截面和衰变过程,统计精度好于10%;发展结合人工智能的核理论分析方法,探索原子核有效相 互作用及其演化规律;完善BRIF和相关核天体物理实验平台(伽马探测器阵列立体角覆盖达4Pi的60%以上),发展天体核反应的 高精度实验方法,测量天体演化相关的3~5项核反应截面和放射性原子核半衰期,统计精度好于10%;结合天文观测,验证天体演化模型,理解宇宙元素起源和星体能量产生机制;建立相关微观模型,研究α团簇和核物质状态方程等在天体核过程中的关键作用。3. 强磁场及综合极端条件3.1 强磁场下的代谢性疾病发病机制及防控新方法研究研究内容:瞄准糖尿病和脂肪肝两种代谢性疾病,依托稳态强磁场大科学装置,发展高场生物磁共振波谱与成像新技术,深入研究糖尿病和脂肪肝发生发展和调控机理;探索不同参数稳态磁场对糖脂代谢、铁代谢和氧化还原等代谢性疾病关键过程的调控及机制,研究稳态磁场对肠道微生物代谢的影响,探索稳态磁场在糖尿病和脂肪肝诊疗中的新策略。考核指标:发展针对糖尿病和脂肪肝等代谢性疾病的新型核磁共振波谱与成像检测方法,开发1~2种治疗糖尿病和/或脂肪肝的候选药物;阐明稳态磁场对糖脂代谢、铁代谢和氧化还原的调控机制,明确稳态强磁场生物安全界限,开发磁场在糖尿病和脂肪肝的潜在应用,研发1~2种基于磁场防控糖尿病和脂肪肝的演示样机,血糖和脂肪肝改善达到20%。3.2 强磁场下零/窄带隙新型电子材料制备及其应用研究研究内容:依托稳态强磁场装置,针对下一代电子器件对零带隙/窄带隙新型电子材料的需求,围绕极端条件强磁场下电子材料制备的关键技术与关键科学问题,聚焦磁场对材料生长调控规律的获取,系统开展强磁场下窄带隙化合物半导体、零带隙低维碳基材料、高频碳/磁薄层材料、新型热电材料等新型电子材料制备与应用研究,开拓其量产应用。考核指标:开发出强磁场(≥18T)辅助布里奇曼单晶炉样机1台;在强磁场下研发出几种具有实用化前景的零带隙/窄带隙电子材料,包括大尺寸窄带隙化合物半导体(~1 英寸,带隙~0.62eV,霍尔电阻率2000cm2/Vs,位错密度2)、高性能碳基光热催化量子点与光电材料(吸收/发射波长1200nm,光热转换效率≥40%,纳米酶催化效率≥0.1μM/s,载流子迁移率~10cm2/Vs,光响应性~106A/W)、适应于GHz/THz 波段的轻质宽带高频吸收材料 (GHz波段:吸收20dB、带宽5GHz;THz波段:吸收20dB、 带宽1THz)、低成本高性能多元纳米复合热电薄膜(ZT 值≥2.0, 温差≥10K,成本降低 50%);探索研发材料在器件中的量产应用。3.3 强磁场回旋管高功率太赫兹波源及电子自旋共振谱仪研究内容:依托脉冲强磁场装置,针对材料电子自旋与核自旋的关联、激发和弛豫过程等研究需求,开展THz回旋管理论与技术、高精度磁场位形和波形调控方法、THz高品质波束形成与瞬态测量技术、高功率THz波激励下的电子自旋共振谱仪研究,为探索关键材料结构、性能以及动力学变化提供先进测试平台。考核指标:建立基于强磁场的高功率回旋管太赫兹波源设计理论体系,解决磁场时空分布精确调控等关键技术问题,实现高功率太赫兹脉冲波和连续波输出。(1)脉冲波辐射源:磁场强度40T,频率1THz,功率300W;(2)连续波辐射源:磁场强度15T,频率800GHz,功率30W;(3)电子自旋共振谱仪:时间分辨≤10ns,带宽1GHz,DEER空间分辨2~50nm。4. 天文学4.1 依托LAMOST、FAST的恒星稀有天体和关键物理过程研究研究内容:瞄准恒星内部结构和关键物理过程,依托LAMOST、FAST大科学装置,搜寻和发现恒星关键/稀有天体, 探测恒星内部结构,识别Ia型超新星前身星;发展恒星对流模型,研究特殊元素的形成和输运、角动量转移过程;深入探讨双星演化的走向和结局,以及超新星等重要双星相关天体的形成和演化,结合黑洞观测,多方面提高宇宙测距精度。考核指标:发现几颗双星公共包层演化阶段天体;构建贫金属星和氦星的快速物质损失模型,系统建立双星演化的关键性判据;确定对流超射和星风在物质与角动量转移中的作用; 获得下主序恒星和红巨星表面存在磁场的星震学证据;通过FAST确定几颗超新星前身星;提高超新星等宇宙标尺的测距精度。4.2 第25太阳周重大爆发活动与空间天气研究研究内容:针对太阳爆发活动及空间天气形成的重大科学问题,充分利用我国自主观测设备,探索重大爆发活动中磁场时空演化、爆发机理、能量释放机制、空间天气形成机理及影响的全链路过程。诊断太阳活动中等离子体加热、粒子加速、激波形成与演化,获得对重大太阳活动产生机理及其空间天气效应新的可靠物理理解,并建立高精度的物理和数值预报模型。考核指标:确保我国自主观测新设备,如MUSER、NVST、AIMS、WeHot、FASOT等发挥科学效益;取得第25太阳活动周重大活动事件完整观测,建立数据库,涵盖国内外磁场、光学、 射电等多波段成像及光谱/频谱数据,开发新型大数据分析方法;发展三维(辐射)磁流体力学数值模拟,建立针对重大太阳爆发事件的理论和数值模拟模型;建立灾害性空间天气的高精确度预报模式和方法。5. 先进光源、中子源及前沿探索5.1 超高功率软 X 射线光源新原理及关键技术研究研究内容:针对能源科学、超导材料科学、超快物理化学和光刻等科学和应用领域对高功率EUV/软X射线光源的具体需求,依托软X射线自由电子激光大科学装置,开展超高平均功率和超 高峰值功率EUV/软X射线光源的新原理及核心关键技术研究,包括探索基于同步辐射和自由电子激光等产生高功率软X射线脉冲的新机制,发展高功率X射线光源所需种子激光、光学传输和诊断等关键技术。考核指标:完成基于角色散机制的高平均功率EUV/软X射 线光源(平均功率100W)和基于啁啾激光增强型自放大自发辐射的高峰值功率软X射线光源(峰值功率100GW)的物理机制研究;基于软X射线自由电子激光装置实验验证高功率X射线产 生的新机制,掌握其关键技术和实验方法,为用户提供峰值功率大于1GW、光子能量大于200eV的软X射线激光;掌握超高重复频率(1MHz)紫外波段种子激光和超大带宽红外波段种子激光等关键技术;掌握超高功率软X射线的光学传输、光学元件冷却(平均热负载100W,峰值功率100GW)和光学诊断(时间测量精度好于1fs)等技术。6. 交叉科学与应用6.1 超高真空平面微纳量子器件的分子束外延直接生长和原位表征技术研究研究内容:发展选区外延生长和片上掩模外延生长等技术,实现量子材料微纳结构和平面异质器件的超高真空分子束外延直接生长;开发极低温、强磁场原子力显微镜,实现绝缘基底上的微纳结构和器件的扫描隧道谱电子态表征;改进平台扫描微波显微镜、氧化物分子束外延生长等技术设备;基于这些新发展的技术研究拓扑-超导异质结构中的马约拉纳模相关物理机理等关键科学问题。考核指标:利用分子束外延在超高真空环境直接生长出超导电极间距6.2 粒子流、先进光源新实验技术研究研究内容:依托同步辐射光源、超快强激光、先进中子源、加速器等束流装置平台,针对材料科学技术、信息科学技术、生命健康和环境保护等领域的关键科学技术问题,发展急需的先进实验技术和方法。考核指标:在选定的研究领域和研究目标,通过研究平台与相关领域研究部门的密切合作,研发在同步辐射光源、超快强激光、中子源和加速器上为解决上述瓶颈问题急需的先进实验技术和实验方法,促进大设施在材料科学技术,信息科学技术、生命健康和环境保护等领域的交叉实验研究。有关说明:本方向拟支持不超过8个项目。附件:“大科学装置前沿研究”重点专项2021年度项目申报指南.pdf形式审查条件要求.pdf指南编制专家名单.pdf
  • “大科学装置前沿研究”重点专项2021项目答辩评审专家名单公布
    国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项2021年度申报项目答辩评审专家名单公告根据2021年度国家重点研发计划重点专项评审工作安排,科技部高技术研究发展中心于2021年10月8日至10月10日组织开展了“大科学装置前沿研究”重点专项项目答辩评审。本次答辩评审采用网络视频方式进行,评审专家按照国家科技计划项目评审专家选取和使用的统一要求,从国家科技专家库中产生,共67人。根据《国务院关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》(国发〔2014〕11号)和中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于深化项目评审、人才评价、机构评估改革的意见》(中办发〔2018〕37号)等文件精神,现将评审专家名单予以公布,公示期为10月20日至10月24日。专项管理办公室联系方式:010-68104494评审一组序号姓名单位名称1马林中国人民解放军总医院2王守国北京科技大学3王秋良中国科学院电工研究所4王维北京化工大学5刘文鑫中国科学院空天信息创新研究院6刘勋中国科学院心理研究所7闫丽华中国气象科学研究院8李传波中央民族大学9何军国家纳米科学中心10狄重安中国科学院化学研究所11汪尧进南京理工大学12张永哲北京工业大学13徐昌荣中国林业集团公司14高春清北京理工大学15姬扬中国科学院半导体研究所16韩鸿宾北京大学第三医院17谭淑平北京回龙观医院评审二组序号姓名单位名称1王东胜北京爱创科技股份有限公司2王赤中国科学院国家空间科学中心3王挺贵中国科学技术大学4韦浩北京理工大学5刘立波中国科学院地质与地球物理研究所6刘江来上海交通大学7刘晓为云南大学8安发亮中国人民解放军总后勤部军需装备研究所9杜九林天津大学10李成清华大学11李庆峰湖州师范学院12张宏浩中山大学13陈耀山东大学14孟新河南开大学15崔文元河北师范大学16景海荣北京天文馆17樊军辉广州大学评审三组序号姓名单位名称1王秀英北京英航会计师事务所(普通合伙)2付喜宏中国科学院长春光学精密机械与物理研究所3冯海宁中核北方核燃料元件有限公司4祁绍平中国建筑材料联合会5孙海涛生态环境部核与辐射安全中心6吴晓光中国科学院半导体研究所7张建玲*中国科学院化学研究所8金晓中国工程物理研究院应用电子学研究所9郑林中国兵器工业第五九研究所10柯常军中国科学院空天信息创新研究院11夏海鸿国家电投集团科学技术研究院有限公司12钱宝良国防科学技术大学13章福祥中国科学院大连化学物理研究所14蒋毅坚北京工业大学15谢常青中国科学院微电子研究所16戴银明中国科学院电工研究所评审四组序号姓名单位名称1于宏燕北京市射线应用研究中心2叶巍东南大学3冯进军中国电子科技集团公司第十二研究所4朱开贵北京航空航天大学5刘舒曼中国科学院半导体研究所6孙旭辉苏州大学7杨兴繁中国工程物理研究院应用电子学研究所8杨勇中国测试技术研究院9束小建北京应用物理与计算数学研究所10沈成平复旦大学11张志彬贵州大学12陈申见南京大学13岳崇兴辽宁师范大学14赵天卓中国科学院空天信息创新研究院15郭金川深圳大学16常永勤北京科技大学17戴本忠云南大学注:1.专家按姓氏笔画排序。2.标“*”专家回避了与其相关指南方向的项目评审。科技部高技术研究发展中心2021-10-20
  • 国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项2019年度定向项目申报指南的通知
    p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/30223d69-b847-4693-84d7-c449678e7d9a.jpg" title=" 11.png" alt=" 11.png" width=" 604" height=" 172" style=" width: 604px height: 172px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 科技部关于发布国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项2019年度定向项目申报指南的通知 /strong /span /p p style=" text-align: center "   国科发资〔2019〕42号 /p p style=" text-align: justify "   中国科学院近代物理研究所、国家天文台、中国科学技术大学: /p p style=" text-align: justify "   根据国务院印发的《关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革的方案》(国发〔2014〕64号)的总体部署,按照《关于鼓励香港特别行政区、澳门特别行政区高等院校和科研机构参与中央财政科技计划(专项、基金等)组织实施的若干规定(试行)》(国科发资〔2018〕43号)及国家重点研发计划组织管理的相关要求,“大科学装置前沿研究”重点专项定向项目对港澳特区开放,鼓励港澳高校作为参与单位联合内地单位共同申报,现将2019年度定向项目的申报指南予以发布。请根据指南要求组织项目申报工作。有关事项通知如下。 /p p style=" text-align: justify "   strong  一、项目组织申报工作流程 /strong /p p style=" text-align: justify "   1. 申报单位根据指南支持方向的研究内容以项目形式组织申报,项目可下设课题。项目应整体申报,须覆盖相应指南方向的全部考核指标。项目申报单位推荐1名科研人员作为项目负责人,每个课题设1名负责人,项目负责人可担任其中1个课题负责人。 /p p style=" text-align: justify "   2. 项目的组织实施应整合集成全国相关领域的优势创新团队,聚焦研发问题,强化基础研究、共性关键技术研发和典型应用示范各项任务间的统筹衔接,集中力量,联合攻关。 /p p style=" text-align: justify "   3. 国家重点研发计划项目申报评审具体工作流程如下。 /p p style=" text-align: justify "   ——项目申报单位根据指南相关申报要求,通过国家科技管理信息系统填写并提交项目申报书。从指南发布日到项目申报书受理截止日不少于50天。 /p p style=" text-align: justify "   ——项目申报单位与所有参与单位签署联合申报协议,并明确协议签署时间 项目牵头申报单位、课题申报单位、项目负责人及课题负责人须签署诚信承诺书,项目牵头申报单位及所有参与单位要落实《关于进一步加强科研诚信建设的若干意见》要求,加强对申报材料审核把关,杜绝夸大不实,甚至弄虚作假。 /p p style=" text-align: justify "   ——推荐单位加强对所推荐的项目申报材料审核把关,按时将推荐项目通过国家科技管理信息系统统一报送。 /p p style=" text-align: justify "   ——项目申报单位通过国家科技管理信息系统进行申报,并及时将申报材料报送科技部高技术研究发展中心(以下简称高技术中心)。 /p p style=" text-align: justify "   ——专业机构在受理项目申报后,组织形式审查,并组织会议答辩评审,申报项目的负责人进行报告答辩。根据专家评议情况按程序开展预算评审,发布立项通知,并与项目承担单位签订项目任务书,明确项目的总体目标、主要任务、各项考核指标及考核办法。 /p p style=" text-align: justify "   ——项目牵头单位负责项目的组织实施,开展各课题的过程管理和结题验收 高技术中心负责开展项目的过程管理和结题验收工作。 /p p style=" text-align: justify "    strong 二、组织申报的推荐单位 /strong /p p style=" text-align: justify "   推荐单位应根据指南的具体要求、在本单位职能和业务范围内组织推荐,并对所推荐项目的真实性等负责。 /p p style=" text-align: justify "   strong  三、申请资格要求 /strong /p p style=" text-align: justify "   1. 项目参与单位应为中国大陆境内注册的科研院所、高等学校和企业等(以下简称内地单位),或由内地与香港、内地与澳门科技合作委员会协商确定的港澳高校(名单见附件1)。内地单位应具有独立法人资格,注册时间为2017年12月31日前,有较强的科技研发能力和条件,运行管理规范。国家机关不得牵头或参与申报。 /p p style=" text-align: justify "   项目牵头申报单位、项目参与单位以及项目团队成员诚信状况良好,无在惩戒执行期内的科研严重失信行为记录和相关社会领域信用“黑名单”记录。 /p p style=" text-align: justify "   2. 项目(课题)负责人须具有高级职称或博士学位,1959年1月1日以后出生,每年用于项目的工作时间不得少于6个月。港澳申报人员应爱国爱港、爱国爱澳。 /p p style=" text-align: justify "   3. 项目(课题)负责人原则上应为该项目(课题)主体研究思路的提出者和实际主持研究的科技人员。中央和地方各级国家机关及港澳特区的公务人员(包括行使科技计划管理职能的其他人员)不得申报项目(课题)。 /p p style=" text-align: justify "   4. 项目(课题)负责人限申报1个项目(课题) 国家重点基础研究发展计划(973计划,含重大科学研究计划)、国家高技术研究发展计划(863计划)、国家科技支撑计划、国家国际科技合作专项、国家重大科学仪器设备开发专项、公益性行业科研专项(以下简称“改革前计划”)以及国家科技重大专项、国家重点研发计划重点专项在研项目(含任务或课题)负责人不得牵头申报项目(课题)。国家重点研发计划重点专项的在研项目负责人(不含任务或课题负责人)也不得参与申报项目(课题)。 /p p style=" text-align: justify "   项目(课题)负责人、项目骨干的申报项目(课题)和改革前计划、国家科技重大专项、国家重点研发计划在研项目(课题)总数不得超过2个 改革前计划、国家科技重大专项、国家重点研发计划的在研项目(含任务或课题)负责人不得因申报国家重点研发计划重点专项项目(课题)而退出目前承担的项目(含任务或课题)。国家重点研发计划的在研项目(含任务或课题)负责人和项目骨干退出项目研发团队后,在原项目执行期内原则上不得牵头或参与申报新的国家重点研发计划项目。 /p p style=" text-align: justify "   计划任务书执行期(包括延期后的执行期)到2019年6月30日之前的在研项目(含任务或课题)不在限项范围内。 /p p style=" text-align: justify "   5. 特邀咨评委委员不得申报项目(课题) 参与重点专项实施方案或本年度项目指南编制的专家,不得申报该重点专项项目(课题)。 /p p style=" text-align: justify "   6. 受聘于内地单位或有关港澳高校的外籍科学家及港、澳、台地区科学家可作为重点专项的项目(课题)负责人,全职受聘人员须由内地聘用单位提供全职聘用的有效材料,非全职受聘人员须由内地聘用单位和境外单位同时提供聘用的有效材料,并随纸质项目申报书一并报送。 /p p style=" text-align: justify "   7. 申报项目受理后,原则上不得更改申报单位和负责人。 /p p style=" text-align: justify "   8. 项目的具体申报要求,详见申报指南(附件2)。 /p p style=" text-align: justify "   各申报单位在正式报送项目申报书前可利用国家科技管理信息系统公共服务平台查询相关科研人员承担改革前计划和国家科技重大专项、国家重点研发计划重点专项在研项目情况,避免重复申报。 /p p style=" text-align: justify "    strong 四、具体申报方式 /strong /p p style=" text-align: justify "   1. 网上填报。请申报单位统筹协调相关课题承担单位,进行项目整体申报,并按要求通过国家科技管理信息系统公共服务平台进行网上填报。高技术中心将以网上填报的项目申报书作为后续形式审查、项目评审的依据。项目申报书格式在国家科技管理信息系统公共服务平台相关专栏下载。 /p p style=" text-align: justify "   项目申报单位网上填报项目申报书的受理时间为2019年2月13日8:00至2019年3月25日16:00。 /p p style=" text-align: justify "   国家科技管理信息系统公共服务平台: /p p style=" text-align: justify "   http://service.most.gov.cn /p p style=" text-align: justify "   技术咨询电话:010-58882999(中继线) /p p style=" text-align: justify "   技术咨询邮箱:program@istic.ac.cn。 /p p style=" text-align: justify "   2. 组织推荐。请推荐单位于2019年3月27日前(以寄出时间为准),将加盖推荐单位公章的推荐函(纸质,一式2份)、推荐项目清单(纸质,一式2份)寄送中国科学技术信息研究所。推荐项目清单须通过系统直接生成打印(项目清单应与信息系统中提交的推荐项目一致)。 /p p style=" text-align: justify "   寄送地址:北京市海淀区复兴路15号中信所170室,邮编:100038。 /p p style=" text-align: justify "   联系电话:010-58882171。 /p p style=" text-align: justify "   3. 材料报送和业务咨询。请申报单位于2019年3月27日前(以寄出时间为准),将加盖申报单位公章的项目申报书(纸质,一式2份),寄送高技术中心。项目申报书须通过系统直接生成打印。 /p p style=" text-align: justify "   咨询电话及寄送地址如下: /p p style=" text-align: justify "   咨询电话:010-68104776。 /p p style=" text-align: justify "   寄送地址:科学技术部高技术研究发展中心,北京市海淀区三里河路一号西苑饭店九号楼(计划与监督处) /p p style=" text-align: justify "   邮编:100044 /p p style=" line-height: 16px " img style=" vertical-align: middle margin-right: 2px " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a style=" font-size:12px color:#0066cc " href=" https://img1.17img.cn/17img/files/201901/attachment/0b169e69-b027-4b4d-9532-36ddb46b8920.pdf" title=" 1. 内地与香港、内地与澳门科技合作委员会协商确定的港澳高校名单.pdf" 1. 内地与香港、内地与澳门科技合作委员会协商确定的港澳高校名单.pdf /a /p p style=" line-height: 16px " img style=" vertical-align: middle margin-right: 2px " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a style=" font-size:12px color:#0066cc " href=" https://img1.17img.cn/17img/files/201901/attachment/818286b5-4568-45b8-ba4b-1dcd1000c5a7.pdf" title=" 2.“大科学装置前沿研究”重点专项2019年度定向项目申报指南(形式审查条件要求、指南编制专家名单).pdf" 2.“大科学装置前沿研究”重点专项2019年度定向项目申报指南(形式审查条件要求、指南编制专家名单).pdf /a /p p style=" text-align: right "   科 技 部 /p p style=" text-align: right "   2019年1月21日签发 /p p style=" text-align: right "   2019年1月25日发布 /p p style=" text-align: right "   (此件主动公开) /p
  • “大科学装置前沿研究”重点专项2022年度项目正式申报书填报通知
    各有关单位:按照科技部关于国家重点研发计划2022年度重点专项评审立项的总体要求和部署,科技部高技术研究发展中心已经完成了“大科学装置前沿研究”重点专项2022年度申报项目预申报形式审查等相关工作,并已通过国家科技管理信息系统进行了反馈,请各项目牵头单位及项目负责人及时查看系统通知及邮件。现就填报项目正式申报书的有关事项通知如下。一、项目申报书填报要求项目牵头单位应加强对申报材料的审核把关,杜绝夸大不实和弄虚作假。为加强国家重点研发计划重点专项正式申报书和预申报书的衔接,预申报书的有关内容将自动关联到正式申报书中,其中有些内容不可以修改,有些内容可以作适当修改,具体要求如下:1.以下内容不可以修改:(1)项目负责人、任务(课题)负责人。(2)项目牵头单位、现有参与单位、推荐单位。(3)所属专项、申报的指南方向。(4)项目下设任务(课题)数。(5)考核指标不能降低。(6)主要研究内容不能减少和大幅调整。(7)承诺的配套支撑条件不能降低(自筹经费不能低于预申报书承诺资金数)2.以下内容可以调整:(1)考核指标根据需要可以进一步细化。(2)主要研究内容根据需要可以进一步细化。(3)项目名称可根据实际情况做适当调整。3.完善项目参加人员及参与单位。在预申报书已有项目、课题负责人基础上,项目应补充填报其他参加人员(骨干、其他研究人员)。若项目研究需要,可适当增加参与单位,但参与单位总数不得突破指南规定的上限,且需要补充新的联合申报协议。4.附件材料(1)严格按照指南要求提供项目牵头单位与参与单位之间的联合申报协议(需明确各单位任务分工、考核指标、经费分配等,且需项目负责人、课题负责人签字)。(2)企业资质证明。企业作为牵头单位的应提供企业营业执照等相关资质证明。(3)明确有配套经费的项目,需出具自筹经费来源证明,并明确配套金额。(4)若项目(含任务或课题)负责人是受聘于内地单位的外籍专家及港、澳、台地区专家,全职受聘人员应由内地聘用单位提供全职聘用的有效证明,非全职受聘人员应由内地聘用单位和境外单位同时提供聘用的有效证明,要求聘用期覆盖所负责项目(含任务或课题)的执行期,相关证明随申报书一并报送。二、项目预算编报要求项目牵头单位需按照《国务院办公厅关于改革完善中央财政科研经费管理的若干意见》(国办发〔2021〕32号)、《财政部 科技部关于印发国家重点研发计划资金管理办法的通知》(财教〔2021〕178号)、《科技部关于印发国家重点研发计划资金管理办法配套实施细则的通知》(国科发资〔2017〕261号)和《科技部 财政部关于进一步优化国家重点研发计划项目和资金管理的通知》(国科发资〔2019〕45号)等相关文件的具体要求编报预算。预算编制应结合项目牵头单位及参与单位现有基础及支撑条件,根据项目(课题)任务目标的实际需要,按照“目标相关性、政策相符性和经济合理性”的原则,科学合理、实事求是地进行编制。根据科技部有关要求,每个项目设定专项经费指导数,项目正式申报书中的专项经费预算不得高于预申报数和经费指导数。三、申报及评审纪律要求1. 项目牵头申报单位、课题申报单位、项目负责人及课题负责人须签署诚信承诺书,项目牵头申报单位及所有参与单位要落实《关于进一步加强科研诚信建设的若干意见》《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的意见》等政策文件要求,加强对申报材料的审核把关,杜绝夸大不实,甚至弄虚作假。2. 项目牵头申报单位、参与单位以及团队成员诚信状况良好,无在惩戒执行期内的科研严重失信行为记录和相关社会领域信用“黑名单”记录。3.项目牵头申报单位、参与单位以及团队成员应严格遵守《科学技术活动违规行为处理暂行规定》(科技部令第19号)《科学技术活动评审工作中请托行为处理规定(试行)》(国科发监〔2020〕360号)等政策文件要求,严禁“打招呼”“走关系”等各类违规行为发生。如有违反,将依据相关规定严肃处理。四、网上填报要求1.请各申报单位通过国家科技管理信息系统公共服务平台(http://service.most.gov.cn),严格按照项目申报指南和信息系统的要求填写并提交项目正式申报书(含预算申报书)。2.网上填报时间:2022年7月26日14:00至2022年8月25日16:00。请各项目申报单位严格按照申报截止时间完成填报,以免信息系统关闭造成无法正常登录、填报和提交。正式填报前,申报单位可在国家科技管理信息系统公共服务平台相关栏目中下载项目申报书模板,并提前进行线下预填写。3.技术咨询电话:010-58882999(中继线)技术咨询邮箱:program@istic.ac.cn五、业务咨询咨询电话:010-68104776科技部高技术研究发展中心2022年7月25日
  • 科技部发布国家重点研发计划 “大科学装置前沿研究”重点专项2022年度定向项目申报指南
    6月28日,科技部发布国家重点研发计划 “大科学装置前沿研究”重点专项2022年度定向项目申报指南的通知,本次项目申报,将由专业机构受理申报书并组织答辩评审。专业机构在受理项目申报后,组织形式审查,并组织答辩评审,申报项目的负责人进行报告答辩。根据专家评议情况择优立项。项目申报单位网上填报申报书的受理时间为:2022年7月21日8:00至8月19日16:00。通知详情如下:科技部关于发布国家重点研发计划 “大科学装置前沿研究”重点专项2022年度定向项目申报指南的通知国科发资〔2022〕190号教育部、中科院:国家重点研发计划深入贯彻落实党中央关于科技创新的决策部署,坚持“四个面向”总要求,积极探索“揭榜挂帅”等科技管理改革举措,全面提升科研投入绩效。根据《国家重点研发计划管理暂行办法》和组织管理相关要求,现将“大科学装置前沿研究”重点专项2022年度定向项目申报指南予以公布,请根据指南要求组织项目申报工作。有关事项通知如下。一、项目组织申报工作流程1. 申报单位根据指南方向的研究内容以项目形式组织申报,项目可下设课题。项目应整体申报,须覆盖相应指南方向的全部考核指标。项目设1名负责人,每个课题设1名负责人,项目负责人可担任其中1个课题的负责人。2. 整合优势创新团队,并积极吸纳女性科研人员参与项目研发,聚焦指南任务,强化基础研究、共性关键技术研发和典型应用示范各项任务间的统筹衔接,集中力量,联合攻关。鼓励有能力的女性科研人员作为项目(课题)负责人领衔担纲承担任务。3. 国家重点研发计划项目申报评审具体工作流程如下。——填写申报书。项目申报单位根据指南相关申报要求,通过国家科技管理信息系统公共服务平台(http://service.most.gov.cn,以下简称“国科管系统”)填写并提交项目申报书。从指南发布日到申报书受理截止日不少于50天。 申报书应包括相关协议和承诺。项目牵头申报单位应与所有参与单位签署联合申报协议,并明确协议签署时间;项目牵头申报单位、课题申报单位、项目负责人及课题负责人须签署诚信承诺书,项目牵头申报单位及所有参与单位要落实《关于进一步加强科研诚信建设的若干意见》《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的意见》等要求,加强对申报材料审核把关,杜绝夸大不实,甚至弄虚作假。——专业机构受理申报书并组织答辩评审。专业机构在受理项目申报后,组织形式审查,并组织答辩评审,申报项目的负责人进行报告答辩。根据专家评议情况择优立项。二、组织申报的推荐单位由教育部、中科院作为项目推荐单位组织申报。各推荐单位应根据指南的具体要求,在本单位职能和业务范围内推荐,并对所推荐项目的真实性等负责。三、申报资格要求1. 牵头申报单位和参与单位应为中国大陆境内注册的科研院所、高等学校和企业等(以下简称内地单位),或由内地与香港、内地与澳门科技合作委员会协商确定的港澳科研单位(名单见附件2)。内地单位应具有独立法人资格,注册时间为2021年6月30日前,有较强的科技研发能力和条件,运行管理规范。国家机关不得牵头或参与申报。项目牵头申报单位、参与单位以及团队成员诚信状况良好,无在惩戒执行期内的科研严重失信行为记录和相关社会领域信用“黑名单”记录。2. 项目(课题)负责人须具有高级职称或博士学位,1962年1月1日以后出生,每年用于项目的工作时间不得少于6个月。港澳申报人员应爱国爱港、爱国爱澳。3. 项目(课题)负责人原则上应为该项目(课题)主体研究思路的提出者和实际主持研究的科技人员。中央和地方各级国家机关及港澳特别行政区的公务人员(包括行使科技计划管理职能的其他人员)不得申报项目(课题)。4. 项目(课题)负责人限申报1个项目(课题);国家科技重大专项、国家重点研发计划、科技创新2030—重大项目的在研项目负责人不得牵头或参与申报项目(课题),课题负责人可参与申报项目(课题)。项目(课题)负责人、项目骨干的申报项目(课题)和国家科技重大专项、国家重点研发计划、科技创新2030—重大项目在研项目(课题)总数不得超过2个。国家科技重大专项、国家重点研发计划、科技创新2030—重大项目的在研项目(课题)负责人和项目骨干不得因申报新项目而退出在研项目;退出项目研发团队后,在原项目执行期内原则上不得牵头或参与申报新的国家重点研发计划项目。项目任务书执行期(包括延期后的执行期)到2022年12月31日之前的在研项目(含任务或课题)不在限项范围内。5. 参与重点专项实施方案或本年度项目指南编制的专家,原则上不能申报该重点专项项目(课题)。6. 受聘于内地单位的外籍科学家及港澳台地区科学家可作为项目(课题)负责人,全职受聘人员须由内地聘用单位提供全职聘用的有效材料,非全职受聘人员须由双方单位同时提供聘用的有效材料,并作为项目申报材料一并提交。7. 申报项目受理后,原则上不能更改申报单位和负责人。8. 项目具体申报要求详见申报指南,有特殊规定的,从其规定。申报单位在正式提交项目申报书前可利用国科管系统查询相关科研人员承担国家科技重大专项、国家重点研发计划重点专项、科技创新2030—重大项目在研项目(含任务或课题)情况,避免重复申报。四、具体申报方式1.网上填报。请申报单位按要求通过国科管系统进行网上填报。专业机构将以网上填报的申报书作为后续形式审查、项目评审的依据。申报材料中所需的附件材料,全部以电子扫描件上传。确因疫情影响暂时无法提供的,请上传依托单位出具的说明材料扫描件,专业机构可根据情况通知补交。项目申报单位网上填报申报书的受理时间为:2022年7月21日8:00至8月19日16:00。2. 组织推荐。请推荐单位于2022年8月24日16:00前通过国科管系统逐项确认推荐项目,并将加盖推荐单位公章的推荐函以电子扫描件上传。3. 技术咨询电话及邮箱:010-58882999(中继线),program@istic.ac.cn4. 业务咨询电话:“大科学装置前沿研究”重点专项咨询电话:010-68104776请登录系统,在“公开公示-申报指南(2022)”菜单栏中查看申报指南材料。科技部2022年6月28日
  • 赵振堂院士:大科学装置是科学研究的“航空母舰”
    作者:严涛 来源:中国科学报“大科学装置决定着人类在某一个或多个领域的前沿研究上取得突破的能力,是建立具有强大国际竞争力的国家大型科研基地的重要条件、科学研究的‘航空母舰’以及‘航母战斗群’。”在11月3日举办的2023全球硬科技创新大会“光子产业发展暨硬科技成果转化论坛”上,中国工程院院士赵振堂多次强调大科学装置的重要性。在赵振堂看来,大科学装置与大科学研究密不可分。美国科学家温伯格于上世纪五十年代提出“大科学概念”,强调以火箭、加速器和反应堆为标志的大型科研项目;美国科学家赖斯在“大科学概念”提出几年后出版了《小科学,大科学》一书,认为第二次世界大战前的科学属于小科学,人类社会从“二战”开始进入“大科学时代”,特征是强调科学研究的总体社会规模。大科学研究是有众多科学家参与的高度组织化的知识生产活动,目标宏大,特别是投入规模大、多学科综合交叉、依赖于大型或复杂的研究设施。由此诞生大科学工程。大科学工程是基于科学并为了科学而建造大型科研装置的工程活动,有时它本身就是大科学的一个组成部分。大科学工程既有明确的科学目标,又有明确的工程技术指标,具有双重性。大科学工程既有集成创新、也有理论概念、设计方法、装置技术和实验技术创新,是一个不断冲击学科前沿和技术极限的发展过程。大科学工程建造的科研装置就是大科学装置。大科学装置指的是为提升探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革的能力,通过国家统筹布局,依托高水平创新主体建设,面向社会开放共享的大型复杂科学研究装置或系统,是长期为高水平研究活动提供服务、具有较大国际影响力的国家公共设施。它的主要特点是科学技术意义重大,影响面广且长远,建设规模和耗资大,建设时间长;技术综合、复杂,需要研制大量非标设备,具有工程与科研的双重性;其产出是科学知识和技术成果,而不是直接的经济效益,建成后要通过长时间稳定的运行、不断地发展和持续的科学活动才能实现预定的科学技术目标;从立项、建设到利用的全过程,大科学装置都表现出很强的开放共享和国际化的特色。大科学装置对科技发展具有巨大的支撑作用,为诸多学科前沿研究及其交叉研究提供先进的实验平台,促进学科发展,集聚和培养高水平科技人才,将助力科研生态建设,提升国际科技合作的层次和水平。大科学装置已经成为国家科技能力的重要标志,将带动国家高新技术的发展和综合集成,是众多高新技术的源泉和高新技术产业的摇篮。在这些大科学装置中,光子大科学装置是人类探索物质世界一种最重要的工具。光子大科学装置主要有同步辐射光源与自由电子激光等多种类型。这些加速器X射线光源可形象地看作是由高品质的“巨型X光机”和“超级显微镜”组成的,它们以其高亮度、高准直性、波长可调、高相干性和短脉冲等不可替代的优点,成为了支撑众多学科前沿基础研究与高新技术研发不可或缺的实验手段。加速器光源集群结合了同步辐射光源和自由电子激光。同步辐射光源的应用领域很广泛,包括先进材料、石油化工、消费产品、工业材料和能源与环境等多个领域。X射线自由电子激光对化学反应超快过程的理解和控制将加快下一代清洁能源技术的发展;对促进新型药物研制、可再生能源的研究、材料电磁特性和纳米结构的观测等方面有重要的推动作用,将帮助人类理解聚变反应和星球本质。以上海光源为例,经过一期及后续工程建设,上海光源现有34条光束线和46个实验站投入运行,已成为目前我国服务用户最多、成果产出率最高的大科学装置。上海光源开放运行以来,已服务遍布全国700多家单位约3900个课题组的4万多名用户,在生命、能源、材料、物理和化学等诸多领域,产出了一批重大成果。上海光源支撑了入选“中国十大科技进展新闻”“中国科学十大进展”“国家自然科学奖一等奖”“国家科学技术进步奖二等奖”等的一系列科研成果产出。上海光源在催化材料研发、单原子催化、纳米限域催化、生物大分子结构解析和新药物研发、高性能材料研发、合金凝固黑箱问题破解、助力石墨烯走向产业自主创新和加速器技术进步与国产化等方面发挥了重要作用。大科学装置可有力支撑前沿研究、技术创新和产业研发取得突破,对技术进步和产业发展乃至人才集聚与培育有重要的带动作用。
  • 两会热议:大科学装置如何推动建制化基础科学研究
    “我国大科学装置的发展到了转折点——数量已经不少,但面临着质量提高的问题。”全国两会期间,全国人大代表、中国科学院院士王贻芳告诉《中国科学报》。近年来,党中央、国务院高度重视大科学装置建设,将其视为提升我国基础研究和应用研究水平、促进相关领域国际科技合作的重要支撑。我国大科学装置建设进入了前所未有的快速发展期,目前已布局建设57个,根据“十四五”规划,拟新建20个左右。如何充分发挥大科学装置对建制化基础研究的推动作用,成为来自大科学装置领域代表委员们热议的话题。组织用户:围绕大科学装置,设立半永久性研究单元王贻芳的另一个身份是大亚湾中微子实验和江门中微子实验首席科学家。“大科学装置天然具备建制化科学研究的特点。”王贻芳说,大亚湾中微子实验和江门中微子实验,从装置设计、建设、运行到数据处理、科学研究,都采用有组织的模式,不仅有国际合作组、执行委员会、咨询委员会等各种管理委员会,还有不同的系统和子系统,这种金字塔型管理体系由专人负责。在这些大科学装置中,具体的研究课题一般由科学家提出。“有些课题提的人多,有些课题提的人少,所以我们从管理上会保持一些平衡,确保所有课题都有人做,同时保证不是所有人都集中在一个课题上。”王贻芳说。这样的做法,为其他大科学装置提供了借鉴。王贻芳告诉《中国科学报》,在国内,很多大科学装置的机时需要由科研人员或团队申请使用,用户来自不同的大学、研究所。建设运行单位在收到科研人员的机时申请后,会组织专家评审,评审通过者可以获得装置机时。为了更好地组织科研用户,他建议,根据大科学装置的特点,建设若干个非法人、半永久性研究单元,再由这些研究单元组织国内相关专家,在一些重要方向上形成相对固定的大团队,长期攻关,开展重大研究。“比如说,围绕同步辐射光源,可以在纳米、材料、生物、环境等方面组织研究单元,聚焦重大问题并解决问题。”王贻芳说。搭好平台:聚焦主责主业,强化观测手段和实验方法“建制化基础科学研究就是有组织的基础科学研究,而‘有组织’就是要‘定好目标、分好工’。”全国政协委员、中国散裂中子源探测器与电子学团队负责人孙志嘉说。孙志嘉所在的中国散裂中子源是我国“十一五”期间重点建设的大科学装置之一,位于广东省东莞市,于2019年2月2日完成首轮开放运行任务。2022年12月26日,中国散裂中子源二期工程可行性研究报告获得国家发展改革委批复。在大科学装置推动建制化基础科学研究方面,孙志嘉考虑的是如何发挥自身特长,以强有力的观测手段和实验方法支撑科学研究。“推动建制化基础科学研究,需要大科学装置坚持不懈地探索,采用新技术、新方法,提升观测精度;需要大科学装置的人才队伍、研发平台和专业设备保持稳定和持续迭代。”孙志嘉说。他认为,在建制化基础科学研究中,需要做好主责主业,发挥各自长处,形成合力。“这就好比一个木桶由十块木板组成,每人手里有一块木板,建制化基础科学研究就是要把大家手里的木板拼到一起。每个人把自己这一块木板做得尽可能长,而且拼成木桶时木板之间不漏水。”对于如何让中国散裂中子源更好发挥对基础研究的支撑作用,孙志嘉建议,进一步扩充粤港澳大湾区的大科学装置阵容,加快推进“粤港澳大湾区光源”的落地建设,将散裂中子源与同步辐射光源组合,相互支撑和配合,充分发挥大科学装置的集群效应,打造多学科前沿交叉应用平台,支撑高新技术企业的技术迭代,推动粤港澳大湾区高端制造业发展。人才接力:大力培养青年人才,科学评价战略科学家对于全国政协委员、阿里原初引力波探测实验项目首席科学家张新民来说,大科学装置能否带动建制化基础科学研究,关键要看人才是否可持续。过去7年间,张新民作为首席科学家和国际合作组发言人,一直带领团队在我国西藏阿里地区海拔5250米处,建设我国第一台原初引力波探测大型装置。“依托大科学装置开展基础研究有一个显著特点,就是周期长、耗资大、社会关注度高。装置的建设运行会持续很长一段时间,需要很多单位的科学家相互协调。”张新民认为,这一特点决定了“人”对于装置的重要性。去年全国两会上,张新民曾呼吁,加大力度培养从事大科学装置研究的青年人才,在人才评选过程中不以论文数量为主要标准,并对从事大科学装置研究的青年人才给予一定的倾斜。今年,他依然在关注大科学装置中的人才可持续问题。“一个大成果的出现,可能需要一代代人接力。年轻人一看前人花了几十年,一辈子都没得到认可,就觉得‘不要去做那些事情了’,最后就会形成一种恶性循环,没人接棒了。”张新民说。与此同时,张新民认为,大科学装置要想带动建制化基础科学研究,应依靠一批战略科学家。“战略科学家应具有深厚的科学素养,格局宏大、视野前瞻,及时关注面临的重大科学问题,关注学科发展态势,探究交叉学科融合趋势,但现实中对‘战略科学家’的判断却与人才‘帽子’的多少直接相关。”他建议,打破对战略科学家的传统定义,不以“帽子”论英雄,让大科学装置中的战略科学家在推动建制化基础科学研究方面发挥更大作用。
  • 研究透视:中国的大科学装置 | Nature
    中国江门中微子实验站,工作人员的施工现场工作。  中国南部广东附近的江门中微子实验站(JUNO) 无疑是大科学装置。中心是一个巨大的球体,里面装满了2万吨液体,并安置在约700米深的地下实验室里,旨在回答粒子物理学中的基本问题。这是迄今为止建造的同类仪器中,最大、最灵敏的大科学仪器。  中国西南部四川省的中国锦屏地下实验室(China Jinping Underground Laboratory)也有类似规模。寻找暗物质的实验,最近已经扩大到世界上最大和最深的地下实验室,位于锦屏山下2400米处。地球系统数值模拟装置(EarthLab)位于北京,是模拟地球气候系统的高性能虚拟实验室 高海拔宇宙线观测站(LHAASO)位于四川,使用遍布青藏高原的探测器阵列,以扫描高能宇宙射线和γ射线,这是中国在过去两年中推出的另外两个大型基础设施科学设施。还有其他设施正在建设中,包括北京的高能光子源,这是中国第一个高能同步辐射设施,将于2025年投入使用。  华盛顿特区非营利组织中美研究所(Institute of China-America Studies)的杰出研究员丹尼斯西蒙(Denis Simon)说,中国在全球研究领域迅速崛起的下一个阶段,将是关注大科学。在2022年自然指数中,中国的自然科学产出已经超过了美国,现在领先了近5000个份额。西蒙说,建造和运营大型设施的声望,会进一步巩固中国作为科学超级大国的地位,这些大科学装置旨在产生大量数据和见解,可用于多个领域和行业。  大科学附带了机遇是中国的一大吸引力。例如,从欧洲核子研究组织(CERN)的大型粒子加速器中衍生出来的技术,已经彻底改变了医学成像,并引发了万维网的发展。现在广泛用于智能手机、网络摄像头和其他产品的微型相机技术,可以追溯到美国国家航空航天局(NASA)的星际任务工作。西蒙说:“中国仍在寻找突出其发展速度的重大突破。”但还有另一个因素推动中国积累大科学基础设施,他补充说:“中国想要赢得诺贝尔奖。”  考虑到中国研究团体的规模,中国的诺贝尔奖数量非常低。中国近期唯一一项获奖研究——2015年诺贝尔生理学或医学奖,获奖原因是发现了治疗疟疾的药物青蒿素——是为了表彰主要在20世纪70年代进行的研究。西蒙说,赢得更多的诺贝尔奖,以肯定中国在全球科学领域的领先地位,这是中国领导人公开讨论的事情。“这在一定程度上与民族自豪感有关——这是一种不断鼓舞士气的方式,表明中国不再是跟随者,而是可以成为领导者。”  从历史上看,世界上大多数大科学项目都是由美国、欧洲和日本主持的,这些国家在中国于1984年启动的第一个重大科学基础设施——北京正负电子对撞机(BEPC)之前几十年就开始建设设施了。但中国很快就迎头赶上。西蒙说:“ 1980年,当中国决定开始与西方合作时,关系非常不对称,中国远远落后。”他补充说,现在,中国的立足点更加均衡,“甚至在某些研究领域或子领域处于领先地位”。  例如,在粒子物理学中,经过一系列升级后,北京正负电子对撞机BEPC成为世界上第一台探测到已确认的“四夸克”(一种奇异形式的亚原子物质)的仪器(M. Ablikim et al. Phys. Rev. Lett. 110, 252001 2013)。在天体物理学中,高海拔宇宙线观测站LHAASO捕捉到了,迄今为止探测到的最高能量γ射线爆发,这一事件以至于挑战了物理学的经典理论 (The LHAASO Collaboration Sci. Adv. 9, eadj2778 2023)。西蒙说:“在这个时代,中国是更加积极主动、更有影响力的参与者,正在塑造游戏规则。”  这种转变,将如何影响全球研究生态系统,还有待观察。柏林马克斯普朗克科学史研究所(Max Planck Institute for the History of Science)研究小组的负责人安娜丽莎阿勒斯(Anna Lisa Ahlers)表示:“目前正在进行的讨论,包括中国国内的讨论,表明中国在国际科学中发挥了重要作用,只是处于前沿,擅长于高质量的后续工作,而不是自己开创新的趋势。”“如果建立了其他国家没有的科学基础设施,这种情况可能会改变,”她说。在今年早些时候的一次政策会议上,最高领导人呼吁在科技领域进行更多的“颠覆性创新”,并将国家的科学预算提高了10%,尽管整体经济增长缓慢。  高压科学中国新的大科学基础设施,能否带来预期的收益,很大程度上取决于位于北京的中国科学院(CAS),这是世界上最大的科学研究机构,负责建设和运营中国大部分的大科学设施。作为中国最重要的研究资金接受者,中国科学院有望提供中国领导层渴望的改变游戏规则的研究发现。西蒙说:“中国科学院一直认为,如果中国想成为科技大国,就需要提升基础研究,包括大科学基础设施。”目前大科学装置的愿望实现了,此刻中国科学院是该交卷的时候了,为此也承受着很大的压力。在中国领导人中,有一种对整个系统的不断告诫:你必须做得更好you’ve got to do a better job。在中国锦屏地下实验室,研究人员注入液态氮。来源:Imago/Alamy  中国科学院在建设如此庞大的专业基础设施时,面临的个主要挑战之一是,由于多个项目同时启动,中国精英人才正变得捉襟见肘。例如,在中国重要的研究领域高能光子科学中,由于地方政府资助的项目与中国科学院和北京、上海的其他研究机构,正在开发的项目相互竞争,这些设施正在互相poaching挖人。“我不确定让这么多基础设施项目同时(运行)是否明智,”德国汉堡基础科学研究所德国电子同步加速器(German Electron Synchrotron)的区域研究研究员马库斯康莱(Marcus Conlé)说。Conlé去年作为代表团的一员访问了中国,探索潜在的研究合作。  康莱说,中国许多大科学项目的设施优先方法是另一个痛点。“在欧洲,这一过程,将是研究人员提出一项超出现有研究基础设施限制的实验,然后提出建造新仪器的理由。”在中国,有更多的动力来建造仪器,以获得世界第一的地位——尤其是在基础设施由地方政府资助的情况下——“然后科学家们,试图找出如何使用大科学装置的方法,”康莱说。他补充说,这种情况反映出了,中国在建造和操作此类大科学装置仪器方面,经验相对不足,尽管在上海等主要研究中心,这种情况正在迅速改变。  哥伦布市俄亥俄州立大学(Ohio State University)研究国际科学合作的公共政策研究员卡罗琳瓦格纳(Caroline Wagner)说,通过合作,向其他国家学习,对中国的大科学未来,具有非常重要的战略意义,尽管中国与西方的政治关系依然紧张。Wagner指出,中国投资的大部分大科学基础设施都是,世界领先的海外设施科学家协商设计的。她说:“研究人员知道,必须加强国际交流与合作,才能提高研究工作质量,例如,我们可以从俄罗斯的经验中,看到这一点。”  一些西方国家担心,中国的合作研究关系等同于单向的技术转让。因此,Ahlers说,“中国大学正在说服国际科学家”在中国工作,却“变得更加困难”。然而,中国的大科学装置项目,具有更强大的吸引力。Ahlers说:“要成为全球科学强国,需要吸引国际研究人员,而这正是这些大科学基础设施项目,正在做的事情。”“许多研究人员真的想去这些独特的大科学基础设施,因为这是在其他地方无法获得的新数据来源。”  康莱说,中国对大科学的投资,也可以带来全球利益。他表示:“中国合作伙伴的合作变得越来越困难,但也越来越有趣。”“在过去,这通常涉及在欧洲设施的合作——但现在也可以是在中国的大科学装置合作。”  西蒙还看到了中国推动大科学装置,对全球科学的主要好处。“需要睁大双眼,”他说。“但是,如果西方在'互惠互利mutual benefit'这个词有一些潜在含义的时候,离开中国,那将是不明智的——因为这种人才流动,不仅可以从西方流向东方,而且现在也可以从东方流向西方。”  文献链接  Nature 630, S6-S7 (2024)  doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-01597-1  https://www.nature.com/articles/d41586-024-01597-1  本文译自Nature,英文作者是澳大利亚自由撰稿James Mitchell Crow
  • 上海崛起世界最密大科学装置群
    p   浦东张江的“超级光源”将闪出更耀眼的光芒:今年夏天,能拍摄“分子电影”的软X射线自由电子激光装置,将有望得到第一束自由电子激光 超强超短激光装置,将于年内完成挑战瞬时输出功率10拍瓦的“世界纪录” 上海光源二期线站也在紧锣密鼓地建设中…… br/ /p p   算上已经建成的国家蛋白质科学中心、已经开工的活细胞结构和功能成像平台等,上海张江已成为世界上大科学装置密度最高的地区。依托先进的大科学基础设施群,这里已集聚起全球高端创新资源,向着跻身世界一流实验室行列的目标不断接近。 /p p    strong 大科学装置群营造大科学生态 /strong /p p   去年2月,上海张江综合性国家科学中心获批建设。一年来,超强超短激光实验装置、软X射线自由电子激光用户装置、活细胞结构与功能成像平台等顶级大科学装置,实现了当年立项、当年开工的目标,展现出令人赞叹的“上海速度”。 /p p   “这些项目建成后,张江地区将成为全球规模最大、种类最全、综合能力最强的光子大科学设施集聚地之一。”上海市科委主任寿子琪说,目前张江还在积极争取硬X射线自由电子激光装置、高效低碳气轮机实验装置、国家生物医药大数据等项目落地。 /p p   前沿探索的科研利器汇聚,一个世界级基础研究平台呼之欲出。眼下,超强超短激光装置正在冲击10拍瓦的“世界纪录”,它的未来目标是100拍瓦。 /p p   它的“前身”———中科院上海光学精密机械研究所的嘉定园区内,1拍瓦的超强超短激光装置已开始科学实验探索。去年,我国科学家已利用该装置产生了反物质,成果列入2016年中国十大科技进展新闻。 /p p   超强超短激光装置项目负责人、上海光机所研究员冷雨欣说,比建造一个“世界第一”的装置更重要的,是让更多优秀科学家利用装置,做最前沿的基础原创性研究。 /p p   已建成运行8年的上海光源,截至去年底,共接待用户3.2万多人次,发表论文3200多篇。比这更重要的是,它更加强烈地激发出了中国科学家探索前沿的热情和勇气。曾参与光源建设,目前正负责二期线站工程的中科院上海应用物理研究所研究员邰仁忠说,8年来,光源机时一直供不应求,中国科学家已从被动使用光源,到根据自己学科的发展需求,对光源线站建设提出明确需求。围绕上海光源,一个冲击前沿的创新生态氛围正在形成。 /p p    strong 大科学装置群呼唤大科学计划 /strong /p p   事实上,张江综合性国家科学中心的建设,已经引起国际科技界的广泛关注。中科院上海应用物理研究所党委书记赵明华告诉记者,已进入可行性研究阶段的硬X射线自由电子激光,建成后将成为世界上最先进的同类装置。闻讯后,“一些身在海外的华人科学家主动联系我们,表示想到张江工作,他们有的已在美国工作20多年,这个装置很可能把他们吸引回国”。 /p p   作为当今全球生命科学领域首家综合性大科学装置,上海蛋白质设施已经吸引了国内外近200家单位、1.3万多人次科学家,开展2000多项重大前沿创新课题研究。中心主任雷鸣认为,评判一个大科学装置的功用,应该看它关注了多少根本而重大的科学问题,“张江大科学装置群的崛起,正呼唤与之相匹配的大科学计划。” /p p   放眼全球,大科学装置的崛起无不推动和孕育着超越前人的创新。例如美国布鲁克海文国家实验室聚集了同步辐射光源、成像设施、相对论重离子对撞机、自由电子激光等一大批重要的科研装置,1947年至今,该实验室催生了至少7个诺贝尔科学奖。而作为世界高能物理研究的高地,欧洲核子中心也成就了多个国际大科学计划,比如大型强子对撞机,以及由华裔物理学家丁肇中领导的阿尔法磁谱仪项目等。 /p p   在建设具有全球影响力的科技创新中心的历史机遇下,作为赶超者的张江大科学装置群,正等待着创新灵魂的注入。据市科委总工程师傅国庆介绍,正在谋划的张江综合性实验室的主要构架是“1+N”。“1”指一个大科学设施群,“N”指若干研究方向,包括光子科学与技术、生命科学、能源科技、类脑智能、纳米科技等。这意味着,张江国家科学中心已在各学科领域前沿筑好“巢穴”,引“凤”前来。 /p p br/ /p
  • 蛋白质结构研究大装置安家上海
    园区微晶体结构研究站 园区荧光激发细胞分选仪 海科路园区设施 科研人员研究大分子复合体  7月28日上午,全球生命科学领域首个综合性大科学装置——蛋白质科学研究(上海)设施(以下简称“上海设施”)在上海通过国家验收。中国科学院院长白春礼、上海市市长杨雄、国家发改委副主任林念修等出席验收会。  据介绍,作为国家重大科技基础设施项目之一的上海设施,主要围绕蛋白质科学研究的前沿领域和我国生物医药、农业等产业的发展需求,建设高通量、高精度、规模化的蛋白质制取与纯化、结构分析、功能研究等大型装置,实现技术与设备的集成化、通量化和信息化。目前已建成用于蛋白质结构研究的9大技术系统。  验收委员会认为,上海设施建成了国际一流的蛋白质科学研究支撑体系,是全球生命科学领域以各种大型科学仪器和先进技术集成为核心的首个综合性大科学装置,其总体指标达到国际先进水平,部分指标达到国际领先水平。  白春礼表示,建设设施不是最终的目的,吸引全国和全世界的优秀科学家来从事高水平科研工作、产出重大科技成果才是应该致力追求的目标。上海设施要成立设施科技委员会和用户委员会,建立科学民主开放的课题遴选制度,不断扩大设施开放共享。  据统计,上海设施2014年5月开放试运行,截至2015年7月,各系统累计运行5万多小时,共执行用户课题500多个 服务60多家单位,以中科院和高校科研机构为主,覆盖北京、上海、香港等地 同时吸引了一批国际药企和国内外优秀科学家开展前沿课题研究。用户使用上海设施的设备和服务做出了一系列重要成果,有多项研究成果发表在Nature、PNAS等高水平国际学术刊物上。
  • 大科学装置好事多多,代表委员为何喜忧参半?
    2024年,国家科技基础设施领域有许多值得期待的消息。地下700米,江门中微子实验项目有望建成;海拔5250米,阿里原初引力波探测实验将迎来初光;高空600余公里,中法合作的太空望远镜卫星即将发射、运行……位于北京怀柔的我国第四代同步辐射光源将打出第一束光;位于广东东莞的中国散裂中子源二期工程、先进阿秒激光设施计划开工建设;覆盖全中国的空间环境地基综合监测网子午工程二期即将完成验收……“今年,我们会听到很多好消息。不过,我还是对发展前景非常担忧。”全国人大代表、中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳在接受《中国科学报》采访时直言。装置那么多,怎样体系化布局?目前,我国已经布局建设了不少国家重大科技基础设施,其中30多个已经建成并投入运行。今年,政府工作报告提出,要加快重大科技基础设施体系化布局,推进共性技术平台、中试验证平台建设。“对于前沿基础研究来说,大科学装置是必不可少的工具。它与基础研究的关系不仅仅是简单的促进关系,有时是有和没有的关系。有,你就能做研究;没有,你就做不了研究。”王贻芳说。在他看来,繁荣的表象背后藏有隐忧。“这些年,大家对大科学装置更加重视,却也有了一些不太正确的期望,认为大科学装置可以立刻进行技术转移转化或带来其他实际的价值。”他还发现,这些年国家立项的一些大科学装置,“从严格意义上讲,不是大科学装置,而是大技术装置”。“目前在建、运行的大科学装置项目很多是‘十二五’时期立项的。‘十三五’到‘十四五’时期,国家立项的重大科技基础设施重点集中在技术上,如共性技术平台、中试验证平台等,对基础科学的关注和重视程度越来越低。”王贻芳认为,大科学装置是用来做基础科学研究的设施,而大技术装置则是通过研究装置本身获得技术参数的设施。“未来,我国需要从理念上对大科学装置、大技术装置有所区分,在布局上加以平衡。”同样关注大科学装置体系化布局的,还有全国人大代表、中国科学院院士、中国科学院国家空间科学中心主任王赤。“国家重大科技基础设施数量越来越多、种类也越来越多。现在地方政府、高校都非常重视这方面的布局,这就需要国家进一步加强体系化布局和分类管理。”王赤说。在他看来,对于面向世界科技前沿、面向国家重大需求的设施,建议由国家主导,目标是提升我国原始创新能力,抢占科技制高点;对于探索共性技术的设施,建议由地方政府和企业主导,目标是进一步激发创新活力、发展新质生产力。而且,不同类型设施的运行状况和成果产出的评价也需要分类开展。规模那么大,如何建好用好?大科学装置规模大,经费投入也大。今年全国两会上,不少代表委员都在探讨如何利用大科学装置推动建制化基础科学研究,使大科学装置物尽其用。在王赤看来,我国在大科学装置的建设和运行上都取得了很大进展,但为了更好促进依托大科学装置的建制化基础研究,需要消除一些制约因素。“首先就是要加强顶尖科学家团队的力量。”王赤说,“以往我们以跟跑为主,现在开始并跑、引领,这更加需要顶尖科学家准确识别重大前沿科学方向,把握时代科技脉搏。”王赤认为,顶尖科学家要能够提出世界科技前沿问题,找到国家重大需求背后的科学问题,并用好大科学装置。此外,他表示,无论是大科学装置的建设和运行,还是利用装置开展科学研究,都需要建设、运行、科研队伍更好融合,实现合作和数据开放共享。王赤告诉《中国科学报》,目前国家重大科技基础设施子午工程二期已经基本完成建设和联试任务,正在试运行,预计今年5月完成验收和全部工艺测试。去年,子午工程二期的标志性装置——稻城圆环阵太阳射电成像望远镜建成,观测能力国际领先。为了“早出成果、多出成果,出好成果、出大成果”,中国科学院国家空间科学中心与中国科学院成都分院在成都成立π中心,以充分利用圆环阵太阳射电成像望远镜开展科学研究。“我们以π中心为平台,一方面,组织科研队伍,聚焦空间天气的主责主业,开展太阳射电探测,研究太阳活动对地球空间天气的影响;另一方面,与来自其他装置、科研机构的科学家开展合作,特别是与‘中国天眼’等装置开展联合探测,加强空间天文等学科交叉研究,充分挖掘圆环阵的创新潜力,发挥效能。”王赤说。周期那么长,何以稳住人心?阿里原初引力波探测实验项目建设历时7年,如今即将见到初光。从2014年提出项目计划至今,全国政协委员、项目首席科学家张新民都不敢松一口气。“2017年初,项目开工建设,7年来整个团队成员克服了高原、疫情等带来的重重困难。”张新民说。这7年里,在推进项目建设进度之外,最让他头痛的问题就是“如何留住年轻人”。“大科学项目的特色就是周期长,而周期长带来的最大问题就是年轻人的发展问题。”张新民说。在项目建设过程中,年轻人怎么写文章、发文章,怎么让他们留下来安心做项目,都是张新民需要考虑的问题。每年全国两会期间,张新民都能听到很多“‘帽子’满天飞,应该纠正”的话。他知道,要解决这件事,不那么容易。他只希望,那些暂时还难以减少的“帽子”可以向大科学项目、有组织科研团队的年轻人倾斜一点,让他们能留得下来,保证项目顺利实施。过去的7年,让他感受同样深刻的还有疫情等因素导致项目工期延迟时的煎熬。“大科学装置的管理机制比以前有了很大改善,但是条条框框依然存在。与工程项目不完全一样,大科学项目具有创新性、探索性,很多工作没有任何可借鉴的经验,在探索过程中,存在各种不确定性。”张新民说。他建议,要充分发挥首席科学家和项目经理部在大科学项目中的作用,在经费管理等方面给予他们更大的决定权。如今,阿里原初引力波探测实验项目即将建成,张新民又开始考虑下一步运行所需的经费问题。“建成后,阿里原初引力波探测实验项目将成为国际上北天区唯一的高海拔原初引力波探测装置。我们有专门的经理部统筹管理,也有实力不错的科研团队。但现在有一个问题,就是运行经费。第一年,运行经费问题不大,第二年以后的运行经费我们还要再去申请,到处筹措。”他说。他期望,有一天国家能拨给大科学装置稳定的运行经费,让科学家们可以真正把精力聚焦到科研上。
  • 共享大科学装置,构建开放创新生态
    今年的政府工作报告提出,要扩大国际科技交流合作,营造具有全球竞争力的开放创新生态。我国如何以大科学装置为平台,全力构建开放创新生态,实现高水平科技自立自强?如何进一步让大科学计划和工程真正为全世界人民谋福祉,推动全球可持续发展?全国两会期间,科技日报记者采访了部分全国政协委员。他们认为,对我国来说,建设大科学装置是科学发展的必然趋势,共享这些科学设施也是社会发展的必然选择。当前背景下,解决创新问题离不开国际合作和开放共享,深化国际科技交流合作是破解人类重大挑战的必由之路。聚焦前沿 打造国之重器2020年,习近平总书记在科学家座谈会上提出“四个面向”。“大科学装置是前沿性、战略性基础研究活动的承载平台。建设和发展大科学工程或装置,对实现‘四个面向’具有重大意义。”中国科学院近代物理研究所副所长杨建成委员在接受记者采访时说。我国现有的大科学装置,如500米口径球面射电望远镜、北京正负电子对撞机、全超导托卡马克核聚变实验装置等,都是剑指颠覆性创新的国之重器。“中国科学院近代物理研究所目前运行的兰州重离子加速器就是我国典型的大科学装置之一,它能将不同种类的重离子加速至接近光速,不仅可以敲开原子核开展前沿科学探索,取得新核素合成等大批核物理前沿科学成果,还能为深空探测、绿色能源、粮食育种等领域的国家重大任务提供关键支持。”杨建成介绍说,相关成果已在生命健康、环境保护等多个领域得到广泛应用。“比如,基于兰州重离子加速器研发的我国首台国产医用重离子加速器治疗装置,目前已实现临床应用,成功治疗了1000多例肿瘤患者。”杨建成认为,大科学工程中产生的颠覆性和前沿性技术,往往能够催生新产业、新模式和新动能。主动作为 推动深度融合平方公里阵列射电望远镜(SKA)是中国目前参与的重要国际大科学工程之一。作为首倡国之一,中国始终是SKA项目的坚定支持者和主要参与方,参与见证了其发展的几乎所有重要事件,是这一宏伟工程不可或缺的核心力量。中国科学院上海天文台台长沈志强委员在接受采访时认为,当前国际环境错综复杂,中国进一步主动拓展在大型国际合作项目中作用的同时,更应积极寻求“以我为主”的合作新途径,积极谋划国际大科学工程。沈志强认为,加强开放交流与合作,积极参与国际大科学计划和工程,可以通过项目合作、数据共享、联合攻关等方式,学习借鉴国际上在工程建设、技术攻关、人才培养、运行管理等方面的成功模式和先进经验,确保每一项大科学设施都能发挥最大潜能。这有助于全面提升我国“大设备”产出“大成果”效能,推动我国科技实力和国际影响力的双重飞跃。集聚发展 形成“虹吸效应”“大科学工程应与综合性国家科学中心、国家实验室产生协同作用,形成集聚效应,也将有利于联合攻关和前沿交叉学科发展。”杨建成强调。大科学工程的独特优势,不仅在于“机器”,更在于“人才”。作为科技创新基础平台,其在培养和凝聚人才、促进国际科技合作方面能发挥独特作用。沈志强认为,我国在新建和现有大科学计划和工程建设发展中,需培养、汇聚跨学科的顶尖人才,既包括一流的科研工作者,也涵盖工程建设和管理运行领域的专家。杨建成认为,国际上具有领先地位或独特特点的大科学装置,能够形成“虹吸效应”,吸引全球相关领域的尖端科学家参与国际合作,从而提高科研影响力和创新能力。
  • 大科学装置陆续投用 “国之重器”高速前行
    p   散裂中子源、强磁场装置、同步辐射光源、大型天文望远镜……近年来,一项项神秘的大科学装置陆续建成并投入使用,它们或隐世于高山峡谷,或藏身在喧嚣城市的地下,虽然不被世人所熟悉,却自带耀眼的光环。它们作为重大科技基础设施,伴随着一项项大科学计划,缔造着中国乃至世界科学的未来。 /p p   这些大科学装置何以成为“国之重器”?它们究竟发挥着怎样的作用?又将承载什么样的使命? /p p    strong 大科学装置发展进入快车道 /strong /p p   在国家蛋白质科学研究(上海)设施运行之前,中国科学家想要完成蛋白质结构的解析,只能去日本、美国。而现在,一批又一批跨国企业和国外优秀科学家纷纷来到中国,使用国家蛋白质科学研究(上海)设施的设备和服务开展前沿课题研究,一系列诞生于此的重要成果发表在Nature、PNAS等高水平国际学术刊物上。 /p p   国家蛋白质科学研究(上海)设施何以有如此吸引力?这项大科学装置集中了我国自主研发的规模化蛋白质制备系统,实现了蛋白质制备全流程的高度集成和流水线作业,而且在样品处理通量上超过半自动化系统10倍、超过传统的人工系统100倍,居于国际领先水平。因此,它很快就成为国际上有重要影响的大型综合研究创新基地,也是我国科学家探索生命奥秘的利器。 /p p   作为当今全球生命科学领域首个综合性的大科学装置,国家蛋白质科学研究(上海)设施能够满足80%以上研究用户的需要。在开放试运行的第二年底,就已经执行用户课题800多个,服务150多家单位,各系统累计运行95000多小时。 /p p   从无到有、从小到大、从学习跟踪到自主创新,这些年,我国一大批大科学装置横空出世,惊艳世界。中国“天眼”FAST,500米口径球面射电望远镜,将覆盖30个足球场大小的信号,聚集在药片大小的空间里,实现了新的突破 中国西南野生生物种质资源库,主要收集和保存云南及周边地区和青藏高原的种质资源,与世界其他著名的种子库相比,是唯一建立在“生物多样性热点地区”的种质资源库 上海同步辐射光源,是世界上性能最好的第三代中能同步辐射光源之一…… /p p   这些各领风骚的大科学装置不但覆盖面越来越广,包括时间标准发布、遥感、粒子物理与核物理、天文、同步辐射、地质、海洋、能源和国家安全等众多领域,而且近年来装置设施的数量、建造规模也逐步扩大。中科院高能物理研究所北京正负电子对撞机国家实验室主任陈和生表示,我国的大科学装置发展已经进入快车道,取得了很多重大科学成果,有些已经处于国际领先地位。 /p p   这批“国之重器”为研究物质结构提供了最先进的技术手段,支撑着国内外科学家开展物质基本结构、宇宙起源与演化、生命起源等重大科学问题的探索,在世界科学研究的舞台上熠熠生辉。 /p p    strong “神兵利器”带来累累硕果 /strong /p p   对于大科学装置,建好仅仅是开始,用好才是关键。大科学装置陆续投入使用,满足了国内日益增长的科研需求。 /p p   自上世纪90年代以来,中科院高能物理研究所借助北京正负电子对撞机,获得了多项重大成果,居于国际领先水平,成为世界领先的高能物理研究中心之一。同时还“一机两用”,成为我国众多学科的同步辐射大型公共实验平台。 /p p   上海光源一期虽然只有7条光束线站,但是自2009年建成后需求极大,去年已有近400家单位、1万多人成为用户,线站供不应求,取得了众多有价值、有影响力的科研成果。从地域分布上看,上海光源的用户几乎覆盖我国所有省区市,还有10多个国家和地区的科研人员以合作形式来到这里,开展研究工作。 /p p   有这些“神兵利器”加持,我国的科研水平迅速提升,取得的成果日益丰富。 /p p   世界最大单口径、最灵敏的500米口径球面射电望远镜(FAST)落成启用,大幅提升我国深空测控能力。上海超强超短激光实验装置达到国际最高激光脉冲峰值功率,合肥稳态强磁场装置实现了40万高斯稳态强磁场,全超导托卡马克装置(EAST)创造聚变等离子体稳态高约束模大于60秒的世界纪录,大亚湾中微子实验发现了新的中微子振荡并精确测量其振荡几率。 /p p   除了大科学装置结出的累累硕果外,反观大科学装置的存在本身,已经远远超出一件新“神器”的意义。因为它们本身就集成了许多科学前沿领域的重大原创突破,凝聚了各个方面的创新驱动力,培育了一批科研后备力量。它们更多在发挥着“科技航母”的关键作用,直接促进了大批原始创新成果、核心关键技术的产生。 /p p   当承建单位研发出符合FAST要求的新钢索时,申请了12项专利 上海光源不仅推动生命科学、材料科学、环境科学等多学科领域科技创新,还对现代高性能加速器、高精密机械加工、X射线光学等先进技术和相关产业升级起到了重要作用 不少过去参与北京正负电子对撞机建造的厂家现在已经成长为领军企业,他们都谈到,当年对撞机的建造对于企业自身生产工艺带来很大提升。 /p p   每建设一项大科学装置,对我国工业基础就是一次严峻的考验。在高标准的技术要求筛选下,大科学工程建设培养和汇聚了一批国内最牛的施工单位和高技术企业,它们边“追赶”边“补课”,创造了一个又一个“中国制造”的奇迹。 /p p    strong 面向未来抢占科技制高点 /strong /p p   从2011年9月到2015年6月,经过3年多巡天,LAMOST共观测了2669个天区,对外释放了约570万条光谱数据,成功获取高质量恒星光谱462万个,比世界上所有已知光谱巡天项目获取的数据总数还要多,让我国占据了学术的高地。 /p p   当LAMOST在探望苍穹之时,一艘名叫“科学”号的海洋科学综合考察船桅杆高立,威武浩荡地驶向大海。目前,借助“科学”号,科学家已经成功开展了西太平洋冲绳海槽热液、南海冷泉、主流系、马努斯海盆和雅浦海山等航次综合调查,获得了大量珍贵的海洋资料。 /p p   不同领域的先进科技装备使我国走向自主创新高地,抢占科学前沿阵地。这些集“颜值”与“实力”于一体的大科学装置,代表着各种大型复杂科学的研究系统,为科学家探索未知世界、发现自然规律及实现技术变革提供极限研究手段,也是经济社会发展不可或缺的技术基础设施。它们推动了我国粒子物理、核物理、生命科学等领域的科研水平进入国际先进行列。通过发挥大科学装置的最大能量,让我国在国际合作与竞争中更具话语权,更好地参与国际前沿科技的竞争。 /p p   如何帮助人们远离越来越频繁发生的灾难?在煤炭、石油等资源枯竭后,人类将依靠什么能源继续生存下去?怎样保持这颗美丽星球的生物多样性?这一系列未知的难题,大科学装置正在一一破解。 /p p   EAST,是我国自行设计建设的世界首个“全超导托卡马克”核聚变实验装置,被誉为“人造太阳”。据中科院合肥分院等离子物理研究所助理研究员鄢容介绍,依靠环形磁场作为“容器”,聚变原料实现可控的核聚变反应,获得大量能量,进而得到清洁能源。“核聚变的原料从海水中提取,非常安全,一升海水可以提取33克原料,相当于300升石油释放的能量。海水里的核聚变原料非常丰富,可以供人类使用上亿年。”鄢容说。 /p p   不仅未来可期,当前人类已经在大科学装置的建设中受益。如今,一种新的治疗癌症的方法诞生,它利用高速的重离子束对病变组织进行治疗。重离子治疗癌症是当代世界上公认的先进有效的放疗方法,与传统的放射治疗相比,重离子束对健康组织辐射损伤轻、疗程短、治愈率高。而重离子治疗技术的开展,正是依托于一个属于“大科学装置”的机器——重离子加速器。 /p p   这批重大科技基础设施,不光是高高在上的科研利器,它还解决了一批关乎国计民生和国家安全的重大科技问题,在载人航天、资源勘探、防灾减灾等方面也发挥着不可替代的作用。可以说,大科学装置正在加速改变我们的现在和未来。 /p p br/ /p
  • 分析仪器与装置前沿论坛在武汉召开
    仪器信息网讯 2015年5月10日上午,中国化学会第十二届全国分析化学年会之分析仪器与装置前沿论坛在洪山礼堂成功举办,共130余人出席了此次论坛。来自四川大学、武汉大学、厦门大学、北京大学、大连化物所、北京理工大学等单位的知名专家学者参加了此次论坛,并作了精彩的报告。 会议现场   四川大学段忆翔教授作了题为&ldquo 激光诱导击穿光谱(LIBS)分析仪器的研发与展望&rdquo 的报告。据段忆翔介绍,激光诱导击穿光谱(LIBS)技术具有无需样品前处理、快速、多元素分析、远距离探测等特点,广泛应用于石油勘探、地质勘探、材料分析、冶金和燃烧、环境监测、医学与生物治疗、艺术品成分鉴定、军事及国防等领域。在他的带领下,课题组成功研发了便携式激光诱导击穿光谱仪和激光诱导击穿-拉曼光谱分析仪等系列仪器产品,为分析仪器行业的发展做出了很多努力。 四川大学段忆翔教授   武汉大学胡继明教授作了题为&ldquo 激光拉曼光谱:生物医学分析的有力手段-从概念到仪器&rdquo 的报告。据胡继明介绍,从概念向诊断仪器的转变是医学拉曼光谱未来的发展方向,同时拉曼散射光谱在疾病相关的生物样品上的研究已经取得了阶段性的进展。由他带领的课题组目前正在研究拉曼光镊系统及其在生物细胞中的应用,相关研究成果已经发表了学术论文。 武汉大学胡继明教授   厦门大学颜晓梅教授在会议上的报告题目为&ldquo 细胞外囊泡的单颗粒水平多参数定量分析系统&rdquo 。据颜晓梅介绍,目前由她带领的课题组正在研制超高灵敏流式检测装置,并在国际上首次实现了发光能力低于单分子荧光的单个纳米颗粒散射光信号的直接检测,另外,该装置在化学、材料、生命等基础科学和生物制药领域具有重要的应用价值。 厦门大学颜晓梅教授   北京大学刘虎威教授在会议上的报告题目为&ldquo 微萃取技术与敞开式离子化质谱联用实现快速检测&rdquo 。刘虎威在报告中介绍,微萃取技术与敞开式离子化质谱联用在药物、食品、环境分析中有很好的应用前景,对于目标分析物较少的分析,可以省去色谱分离,简化分析过程等优点。另外,兼有样品富集和信号增强功能的基质材料是他今后重点研究方向。 北京大学刘虎威教授   中山大学陈缵光教授的报告题目是&ldquo 微流控芯片系统-斑马鱼胚胎模型对药物复合毒性的研究&rdquo 。 中山大学陈缵光教授   北京理工大学徐伟博士的报告题目是&ldquo 膜电喷雾电离-超高灵敏可直接测量体液中生物标志物的质谱离子源&rdquo 。 北京理工大学徐伟博士   另外,大连化物所侯可勇教授、关亚风教授、李海洋教授、长春应化所牛利教授、赛默飞世尔科技中国有限公司许群博士等也在会议上做了精彩的报告。   相关新闻:中国化学会第十二届全国分析化学年会在武汉召开 撰稿:张葳
  • 代表委员谈科技自立自强:加快发展大科学装置
    国家重大科技基础设施再立新功!面向世界科技前沿,我国在天文学领域取得新进展。3月2日,中科院国家天文台传来好消息:在国家重大科技基础设施郭守敬望远镜“加持”下,我国天文学家发现,最古老的银河系薄盘恒星年龄约为95亿年。该成果为深刻认识银河系薄盘的早期形成演化历史,提供了重要的观测依据。被称为“大科学装置”的国家重大科技基础设施,是推动科技创新、建设科技强国的利器。近年来,随着科学研究的不断深入,相当数量的前沿科学突破都是依靠重大科技基础设施取得的。“在基础性、前沿性科学研究中,大科学装置发挥着策源地作用,基础研究工作越来越离不开大科学装置。”3月3日,全国人大代表、中科院高能物理研究所所长王贻芳院士在接受科技日报记者采访时感慨道,加强基础研究,实现科技自立自强,必须建好、用好大科学装置这一“国之重器”。大科学装置是基础研究支撑平台想揽“瓷器活”,就要有“金刚钻”。“目前,有不少基础研究完全依赖大科学装置,它们通过大科学装置做无穷大或无穷小的研究,比如粒子物理、核物理以及天文学。没有大科学装置,这些研究无从谈起。”王贻芳说,还有相当一部分基础研究,如果没有大科学装置提供手段条件,研究就无法达到很高的高度,在同行竞争中就会落后。可以说,大科学装置为开展前沿性、基础性研究提供了重要平台,对于获取原创成果、抢占科技竞争制高点意义重大。全国政协委员、国家重大基础科技设施——强流重离子加速器装置总工程师、中科院近代物理研究所研究员杨建成也持有相似的看法。大科学装置是开展基础前沿研究的支撑平台,而且,基础研究领域取得理论突破后,还需要实验验证,大科学装置在实验验证上同样发挥着非常重要的作用。杨建成说,在过去的40多年,获得诺贝尔物理学奖的成果中,大约有40%来自大科学装置。王贻芳曾做了一个统计:2011年以来,依托重大科技基础设施产生的成果有22项入选国家科技“三大奖”,其中9项国家自然科学奖、3项国家技术发明奖、10项国家科学技术进步奖。因此,为了夯实基础研究根基,我国必须高度重视大科学装置建设,支持我国科学家在科技前沿领域开展研究。目前,我国在建和运行的大科学装置总量达57个,部分设施综合水平迈入全球“第一方阵”;根据规划,“十四五”期间,我国拟新建20个左右的大科学装置,我国大科学装置建设迎来了实现历史性跨越的快速发展期。大科学装置性能指标必须国际领先在充分肯定成绩的同时,我们也要清醒地认识到,我国在大科学装置建设方面还存在一些不足。王贻芳多年参与设计、建设、运行和使用大科学装置,对此有深入思考和独到见解。他说,相比国外,我国现有的大科学装置总投资规模偏小,这会限制重大原始创新成果的产生。而且,虽然我国大科学装置的数量有了较大增长,但这些装置的质量还有待进一步提高。“现在,有一些大科学装置的独创性、领先性不够,看到别人取得成绩,我跟着照做,一哄而上,存在低水平重复的问题。”王贻芳坦言。杨建成也认为,大科学装置的综合性能指标还需要进一步提升。“我们建设的大科学装置在性能指标上必须是国际领先的。有了国际一流的平台,我们才可能做出国际一流的成果。”他说。“从支撑基础研究的角度看,大科学装置可以分为两类:一是通用型,比如高能同步辐射光源;二是专用型,比如‘中国天眼’。”王贻芳认为,目前通用型大科学装置获得了更多的支持,因为它可以支撑各方面的用户,而专用型大科学装置占所有大科学装置的比重却在逐年下降,“这显然不太合适”。王贻芳建议,未来应该优化大科学装置投入的比例,建设更多国际领先的、有独创性的、开展前沿科学研究的专用大科学装置。通过这些装置的引领,取得重大一流的科学成果。结合自己多年深耕加速器研究的经历,杨建成表示,为了更好支撑基础前沿研究,我国要作好大科学装置建设的整体规划,优化大科学装置的学科和地域布局,从而加强大科学装置对基础研究的支撑作用。大科学装置在面向基础前沿科学研究的同时,也会发展很多高精尖技术。“有一些技术有很好的应用前景。比如我们基于兰州重离子加速器研发的医用重离子加速器,就取得了很好的社会效应。”杨建成建议,国家对大科学装置产生的高精尖技术的转移转化应给予更多关注。
  • 评论:要大科学装置,更要大科研队伍
    国外国家实验室建设的启示  打造国家实验室,是上海加快建设具有全球影响力的科创中心、围绕张江综合性国家科学中心建设的一项新使命。发达国家的国家实验室是如何运作管理的?能给上海带来怎样的启示?本报今起推出分析,希望对上海的国家实验室建设有所借鉴。  国家实验室是一种世界通行的科研基地形式,兴起和发展于二战前后,主要围绕国家使命,从事基础性和战略性科研任务,通过多学科交叉协助,解决事关国家安全和经济社会发展全局的重大科技问题。在不同国家,国家实验室名称各异,有的叫“国家(或联邦)实验室”,有的叫“国家科研中心或研究所”,也有的叫“学会、协会或联合会”等。一些发达国家已建成一批高水平的国家实验室,诞生了一大批诺贝尔奖得主,获得了许多科技创新成果。  集中式科研攻关,避免各自为政  美国从20世纪上半期就开始建立国家实验室,迄今已建成一个比较完善的国家实验室系统,在全球具有较大影响力。上海科技情报研究所研究员崔晓文介绍,美国国家实验室的建设布局一般充分考虑大学及大型工业企业的需求及优势,从而有效凝聚和整合全国科技资源,更好发挥国家创新平台和增长引擎的功能。  中科院院士、中科院高能物理所研究员柴之芳表示,综合性强是美国国家实验室一大特点。美国能源部对国家实验室的要求是:“应当更注重科学领域的交叉点,而不是各个学科内部。国家实验室的价值,在于它们能从事高校或民间研究机构难以开展的交叉学科综合性研究。”以位于纽约长岛的布鲁克海文国家实验室为例,它有4个研究方向:先进加速器、同步辐射、分子影像和核成像、计算科学 下设8个科学中心:功能纳米材料中心、神经成像转化中心、计算科学中心、辐射化学中心、环境科学中心、国家核数据中心、加速器物理中心、与日本理化学研究所共建的脑科学中心,可谓“一业(核科学技术)为主,惠及其他”。  国家实验室实体化、大规模运营的好处,是便于组织管理科研团队,集聚优势力量,在重大前沿科技领域快速取得突破,避免各科研团队各自为政。中科院上海应用物理所研究员何建华说:“我国的重大科技专项虽然也是目标导向、任务导向,但都分散在多家单位进行。这种集中式科研攻关,值得我们借鉴。”  大科学装置,不能仅仅是一个平台  还记得人类首次在琥珀里发现的恐龙尾巴吗?科学家们借助上海光源等装置发出的同步辐射光,获得了这段尾巴的纳米级“X 光片”,最终确认这是来自白垩纪手盗龙的尾巴。正在建设的上海张江综合性国家科学中心,拥有上海光源、国家蛋白质科学研究(上海)设施、超强超短激光实验装置等大科学装置。这与同样依托大科学装置的美国国家实验室相比,有什么明显不同?  上海市科学学所研究员任奔认为,上海的大科学装置作为一个专业性研究机构和研发平台,在我国科技界发挥了积极作用,但与美国国家实验室相比,它在开展综合性、跨学科研究方面还存在较大差距。  曾在美国劳伦斯伯克利国家实验室工作的何建华介绍,拥有先进光源(ALS)、粒子加速器、分子铸造工厂、电子显微镜等大科学装置和先进仪器的劳伦斯伯克利国家实验室,有雇员5000人左右,其中的科研人员分为长期人员(类似于固定人员)、项目聘用(聘期通常为5年)、短期聘用等类型。不少科研人员在高校兼职做教授,使实验室项目与高校科研、人才培养紧密结合。  何建华回忆,他在劳伦斯伯克利国家实验室物理生命科学部工作时,部门主任、副主任都是加州大学伯克利分校教授。  市科委基地处处长过浩敏认为,上海的大科学装置目前较好地发挥了平台作用,为许多科学成果的产出做出了贡献,但除了继续对外开放,也要建立起一支颇具实力的科研队伍,使大科学装置的价值最大化。  成立专业机构,“吆喝”科研成果  上海交通大学周岱教授曾牵头有关国家实验室管理体制与运行机制的课题研究。据介绍,德国的国家科研机构每两年会对研究项目进行同行专家评议,其结果作为下一阶段给予该研究所经费的参考依据。一般是先阅读定量数据为主的状态报告,随后实地考察了解情况,最后通过集体讨论形成评价报告。日本的理化学研究所于 1993年设立了由海外诺贝尔奖获得者和国内著名学者组成的“顾问委员会”,每隔7年对主任研究员进行一次非常严格的科研成就评价。目前我国的国家重点实验室,一般由政府主导进行周期性评估,以国内专家为主,只有在某些领域会聘请一些国外专家。周岱指出,对于未来国家实验室的科研项目,政府要逐渐实现“管评分离”,在同行专家评议中引入一定比例的国际权威,使得评价更加国际化和更有针对性。  据了解,美国国家实验室都把技术转移作为服务国家的一个重要使命,国会通过了一系列的法律来促进技术转移并形成激励机制,使国家实验室和美国的企业不仅在技术上,而且在人员、设备、方法、专业知识以及广泛的技术信息上实现共享。眼下,上海一些科研机构在成果转化上做了许多有益尝试,周岱建议,未来的国家实验室可以建立并不断加强专门的知识产权管理和技术转移机构,为科研成果大声“吆喝”,提高科技成果转化率,促进科技与经济的结合,促进产业转型升级。
  • 中科院建成一批大科学装置
    “人造太阳”:托卡马克核聚变实验装置   记者日前从中科院获悉,中科院知识创新工程实施13年来,高质量地建成一批大科学装置,极大地提高了我国在相关基础研究前沿领域的国际地位和战略高技术的研发能力。   据介绍,中科院正在运行的大科学装置达到11个,约占全国的80%。包括全超导托卡马克核聚变研究装置、兰州重离子加速器冷却储存环、大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜、北京正负电子对撞机重大改造工程、中国西南野生生物种质资源库、上海光源等大科学装置都顺利通过了国家验收。   中科院有关负责人表示,中科院大科学装置带动了我国高新技术的自主创新和高技术产业的发展,如高精度加工、精密测量、自动控制、磁铁、超导、电源、高频、微波、超高真空等,直接促进了相关企业的技术进步和新产品开发以及开拓国际市场的能力。   据了解,中科院目前还有多个在建大科学装置,包括子午工程、强磁场实验装置、海洋科学综合考察船、航空遥感系统、武汉生物安全实验室、500米口径球面射电望远镜等。
  • 上海建设多个国家大科学装置 总经费达137亿余元
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 10px " 5月6日,上海张江综合性国家科学中心办公室常务副主任施尔畏6日说,上海正在既有大科学装置基础上,建设上海光源线站工程、硬X射线自由电子激光装置、活细胞成像装置等多个国家大科学装置,总经费达137.75亿元。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 10px " 施尔畏在6日举行的“上海光源开放十周年学术论坛”上说,上海正建设一个包括硬X射线自由电子激光装置、超强超短激光装置、活细胞成像装置、软X射线自由电子激光装置、上海光源线站工程、首台国产质子治疗装置在内的一个以先进光源为载体的更加前沿的国家大科学装置集群,计划于2025年全部竣工并投入使用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 10px " “到那时,这个国家大科学装置集群将成为科学界与产业界开展综合性科学研究与技术开发的‘超级平台’,为中国的物理学、化学、物质科学、生命科学、能源科技等领域研究水平跨入国际先进行列奠定坚实基础,成为上海张江综合性国家科学中心的核心台柱,产生更高水平、更深层次的全球影响力。”施尔畏说。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 10px " 6日,上海最具代表性的国家大科学装置“上海光源”迎来正式开放10周年。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 10px " 据介绍,上海光源是我国开放度高、稳定运行好的中能第三代同步辐射装置,这个装置可以24小时源源不断生产一种特殊的“光”,借助这种“光”,科学家可以看清人类肉眼、甚至是高精尖科学仪器都没法看清的微观世界,从而服务各领域前沿基础科学研究和产业关键技术研发。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 10px " 上海光源累计执行通过专家评审的课题近1.3万个,服务来自高校、科研院所、企业等各类用户约2.3万人,在《科学》《自然》《细胞》三大顶级国际期刊发表论文96篇,支撑用户取得了一批国际领先的成果。 /p p br/ /p
  • 国之重器——大科学装置集群成北京怀柔科学城“硬支撑”
    p   记者9日从北京市怀柔区了解到,在《北京怀柔综合性国家科学中心建设方案》框架下,2018年,该地区将按照大科学装置集群建设的整体安排,推动多模态跨尺度生物医学成像设施、子午工程二期等大科学装置,以及大科学装置用高功率高可靠速调管研制平台等14个科教专项平台项目落地。 /p p   作为北京建设全国科技创新中心的“三城一区”之一,北京怀柔科学城致力于打造世界级原始创新承载区。目前,怀柔科学城规划面积已拓展至100.9平方公里,中科院系统电子所、力学所、空间中心、纳米能源与系统所、物理所、大气物理所等9个研究所已入驻怀柔科学城。 /p p   “怀柔综合性国家科学中心以世界级的重大科技基础设施集群为依托。”北京市怀柔区区长卢宇国表示,物质、空间、地球、生命、环境、信息与智能等领域是怀柔科学城重点关注的前沿方向,力争为我国建设世界科技强国提供有力支撑。 /p p   据介绍,钱学森国家工程试验基地已投入使用。该基地拥有全球规模最大的激波风洞实验室,有模拟最高时速达500公里的高速列车动模型实验平台。北京地区规模最大、运算速度最快的超级计算机——北京超级云计算中心坐落于此。此外,近年发射的暗物质卫星悟空号、量子通信卫星墨子号、慧眼等多颗重要科学卫星的地面中控指挥大厅也建成于怀柔科学城。 /p p   记者了解到,科学城还聚集着一批科研“国家队”。有色金属研究总院的国家动力电池创新中心、中国航空工业集团的综合技术研究所、中国航天集团的卫星研究所等均已坐落于科学城范围内。 /p p & nbsp /p
  • 我国新增16个大科学装置分别落户在哪里?
    p   所谓大科学,就是基础性的交叉科学。 /p p   “大科学”(Big Science,Megascience,Large Scinece)是国际科技界提出的新概念。美国科学学家普赖斯于1962年6月发表了著名的以《小科学、大科学》为题的演讲。他认为二战前的科学都属于小科学,从二战时期起,进入大科学时代。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/5217b21b-ece2-4aa8-a0cd-74f3337d3be5.jpg" title=" 1_副本.jpg" / /p p   大科学的特点主要表现为:投资强度大、多学科交叉、需要昂贵且复杂的实验设备、研究目标宏大,大科学是科技研发的基础,具有基础性、战略性和统领性特征。 /p p    span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 什么是大科学装置? /strong /span /p p   大科学装置是指通过较大规模投入和工程建设来完成,建成后通过长期的稳定运行和持续的科学技术活动,实现重要科学技术目标的大型设施。其科学技术目标必须面向科学技术前沿,为国家经济建设、国家安全和社会发展做出战略性、基础性和前瞻性贡献。 /p p   大科学装置的建设和利用与一般的科学仪器及装备有很大的不同,也有别于一般的基本建设项目,这些特殊点主要是:(1)科学技术意义重大,影响面广且长远,同时建设规模和耗资大,建设时间长 (2)技术综合、复杂,需要在建设中研制大量非标设备,具有工程与研制的双重性 (3)其产出是科学知识和技术成果,而不是直接的经济效益,建成后要通过长时间稳定的运行、不断的发展和持续的科学活动才能实现预定的科学技术目标 (4)从立项、建设到利用的全过程,都表现出很强的开放性、国际化的特色。 /p p   大科学装置是现代科学技术诸多领域取得突破的必要条件。在科学技术领域的国际竞争主要表现在对诸多前沿研究领域的突破能力。20世纪中叶以来,科学技术发展中出现了一个新的态势,即许多科学领域已经发展到这样一种地步,它们的进一步发展、或者说它们的研究前沿的突破,都离不开大科学装置。世界各国以巨大的投入建立大科学装置,其推动力即在于此。相关大科学装置的发展状态将决定我国在众多领域的前沿研究取得突破的能力,从而决定了我国在国际上的科学技术竞争能力。 /p p   大科学装置是为国家经济发展、国家安全和社会进步提供保障的必不可少的科技基础设施。现代社会的特点之一是各种活动对于基础数据和基础信息的依赖,否则现代社会的运作是不可想象的。另一方面,国家对自然资源、人力资源和已建立的各种硬件资源的利用效率也很大程度上依赖于各种基础数据和基础信息。作为科技基础设施的大科学装置在数据和各种信息的收集和利用上起着重要的作用。 /p p   大科学装置是建立具有强大国际竞争力的国家大型科研基地的重要条件。 西方发达国家的科学技术水平和强大的国际竞争能力在相当大的程度上是通过一批高水平的大型科研基地体现的,其基本特点是科研力量集中、科研任务集中、国家投资集中、科学技术成果累累、学科多样、学科交叉、发展新型、边缘科学和突破重大新技术的能力强。进一步的考察发现,这些研究机构都拥有先进的大科学装置,甚至大科学装置群,作为支撑其强大科技竞争力的基本条件。近年来,我国重视科研基地的建设,建设了一批国家重点实验室,但是还少有能与西方发达国家匹敌的大型科研基地。中国应该有科学研究的“航空母舰”,必须把大型科研基地的建设作为科技振兴的重要举措,大科学装置的建设则是实现这一目标的重要条件。 /p p   大科学装置的建设带动国家高新技术的发展大科学装置是大量高技术的集成,为了实现其原创性的科学技术目标,在装置的建造和利用的过程中,往往需要发展新型技术或把已有技术提高到新的水平。因此,大科学装置也就成为众多高新技术的源泉和高新技术产业的摇篮。互联网技术的产生和发展以及这一技术对社会产生的革命性的影响可算其中一个最生动的例子。 /p p   当前,我国正不断兴建大科学装置,积极参与国际大科学计划。在“十三五”规划中,更是提出“积极提出并牵头组织国际大科学计划和大科学工程”的目标。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/0c410915-63a5-4063-9e8e-ac5e39ebfb6e.jpg" title=" 2_副本.jpg" / /p p    span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 我国已建成的大科学装置 /strong /span /p p   01.北京正负电子对撞机 /p p   02.兰州重离子加速器 /p p   03.合肥同步辐射加速器 /p p   04.遥感卫星地面站 /p p   05.短波与长波授时系统 /p p   06.上海“神光”系列高功率激光装置 /p p   07.合肥HT-6M受控热核反应装置 /p p   08.H1-13串列式静电加速器 /p p   09.2.16米光学望远镜 /p p   10.合肥环流器HL-1装置 /p p   11.新疆太阳磁场望远镜 /p p   12.北京5兆瓦核核供热试验堆 /p p   13.中国地壳运动观测网络 /p p   14. 合肥HT-7托卡马克 /p p   15. 合肥EAST托卡马克 /p p   16. 北京遥感飞机 /p p   17. 上海神光II装置 /p p   18. 宁波种质资源库 /p p   19. 子午工程 /p p   20. 合肥稳态强磁场 /p p   21. 贵州FAST望远镜 /p p   22. 武汉国家脉冲强磁场科学中心 /p p   在已经建成的国家大科学装置中,合肥市拥有七个国家大科学装置。 /p p    span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 即将新增的16个国家大科学装置 /strong /span /p p    strong 1.海底科学观测网 /strong /p p   落户城市:上海 /p p   依托单位:同济大学 /p p   意义:将为国家海洋安全、深海能源与资源开发、环境监测、海洋灾害预警预报等研究提供支撑。 /p p   因为观测网要设在东海,所以这个项目的竞争便在上海和杭州之间展开,作为中国巨无霸高校之一的浙江大学虽然论实力远胜同济大学,但无奈同济大学方面的强力后盾实在太多…杭州遗憾败下阵来,未能将这个历史上离浙江最为接近的重大科学装置带回家。魔都的魔爪开始向东海伸去… /p p    strong 2.空间环境地面模拟装置 /strong /p p   落户城市:哈尔滨 /p p   依托单位:哈尔滨工业大学 /p p   意义:将为我国空间科学发展和深空探测模拟研究提供有力支撑。 /p p   这个项目的争夺极其激烈,黑龙江人对此应该也是深有体会。本来哈工大材料学院的空间环境在全国就处于领先地位,再加上东北的科研机构也迫切需要一个重大科学装置来充门面,于情于理,哈尔滨都应该极其顺利的拿下这个项目。无奈中科院中途试图独自吞下这块大蛋糕。到手的鸭子,哈工大当然不愿意就这样让它飞了,于是哈工大为此与中科院足足周旋了长达一年的时间…直到哈工大的亲爹工信部出面并向中科院许诺了种种好处,中科院最终才答应将这个工程落户在哈尔滨。哈尔滨人替东北赢下了第一个重大科学装置。 /p p    strong 3.强流重离子加速器 /strong /p p   落户城市:兰州 /p p   依托单位:中国科学院近代物理研究所 /p p   意义:将为研究原子核存在极限、核结构新现象和新规律、宇宙中重元素起源等重大科学问题提供重要支撑。 /p p   兰州分院极其顺利的拿下了这个项目,这个项目一出台,大家就已经确信肯定会是兰州所得。我们可以理解为兰州重离子加速器国家实验室生下了一个儿子。 /p p    strong 4.高海拔宇宙线观测站 /strong /p p   落户城市:成都/甘孜州 /p p   依托单位:中国科学院高能物理研究所 /p p   意义:将集高灵敏度、大视场、全时段扫描搜索伽马射线源、伽马射线强度空间分布和精确能谱测量等多功能为一体,成为具有国际竞争力的宇宙线研究中心。 /p p   省会成都不俗的科研能力再加上甘孜州得天独厚的地势关系,四川省迎来属于他们的第一个重大科学装置,这是一个多国参与的国际高海拔宇宙线研究中心。四川省政府已经着手准备重大科学装置和地方产业的有机结合。 /p p    strong 5.加速器驱动嬗变研究装置 /strong /p p   落户城市:合肥 /p p   依托单位:中国科学院核能安全技术研究所 /p p   意义:将满足我国长寿命高放核反应堆废料安全、妥善处理处置的研究需求,为我国核能可持续发展提供技术支撑。 /p p   坐拥“中国科学院核能安全技术研究所”的霸都几乎没遇到任何阻力,科学岛成功拿下这个项目,人造太阳即将迎来新邻居。 /p p    strong 6.中国南极天文台 /strong /p p   落户城市:南京 /p p   依托单位:中国科学院紫金山天文台 /p p   意义:将开辟地球上独一无二的太赫兹波段天文观测窗口,为研究宇宙和天体起源、暗物质、暗能量、地外生命等科学问题提供有力支撑。 /p p   南京科研实力极强,本身也是我国天文科学最强的城市,再加上在此之前江苏还没有一个重大科学装置,因此紫金山拿下这个项目几乎不费吹灰之力。南京从此也有了属于自己的重大科学装置。 /p p    strong 7.综合极端条件实验装置 /strong /p p   落户城市:长春 /p p   依托单位:吉林大学 /p p   意义:将为我国空间科学发展和深空探测模拟研究提供有力支撑。 /p p   哈尔滨人“太阳系梦”的实现的消息很快就传到了东北兄弟长春人的耳中,长春在为哈尔滨的成功感到欢喜的同时,自己也坚定了拿下“综合极端条件实验装置”的信心。长春市领导迅速发话:吉大校方要全校使出吃奶的劲头去争取这个项目。领导发话,不敢不落实,长春分院和吉林大学四处奔走,终于替东北拿下了第二个重大科学装置!“综合极端条件实验装置”已成为长春的囊中之物。 /p p    strong 8.未来网络试验设施 /strong /p p   落户城市:合肥 /p p   依托单位:中国科学技术大学 /p p   意义:将为空间网络、光网络和量子网络研究提供必要的实验验证条件 /p p   继去年顺利研制成功量子通信网后,中科大此番又争气的替合肥拿下了未来网络试验设施,看来霸都步入IT重镇的步伐已经不可阻止。 /p p    strong 9.高能同步辐射光源验证装置 /strong /p p   落户城市:保定 /p p   依托单位:中国科学院高能物理研究所 /p p   意义:为我国建设高能同步辐射光源奠定坚实的基础。 /p p   保定市委书记聂瑞平、市长马誉峰亲自进京拜访最终打动了中科院。河北省的科研实力一直不差,只是因为北京、合肥的存在,一直缺少表现的机会。保定市这次以黑马之姿替河北省拿下了一个宝贵的重大科学装置,的确有够励志!机会不是等出来的,是争取出来的。 /p p    strong 10.转化医学研究设施 /strong /p p   落户城市:上海 /p p   依托单位:上海交通大学 /p p   意义:将推进临床医学和系统生物学结合,促进我国转化医学研究水平大幅提升。 /p p   转化医学研究设施主要在上海交通大学与四川大学之间竞争,四川大学凭借着旗下著名的华西医学中心一度无限接近该设施,无奈上海强横的医疗水平给予了上交大十足的气场,成都无奈败下阵来。魔都的魔爪开始伸向了医学领域。 /p p    strong 11.高效低碳燃气轮机试验装置 /strong /p p   落户城市:连云港/南京 /p p   依托单位:中国科学院工程热物理研究所 /p p   意义:将为我国燃气轮机部件和系统特性研究提供研发手段,为化石能源持续和低碳发展提供基础支撑。 /p p   在江苏省科技厅和南京分院的大力支持下,连云港市为江苏拿下了第二个重大科学装置。在经历了中科院江苏选址,南京负责牵手,连云港同意筹办…江苏省的重大科学装置上升到了两个。 /p p    strong 12.精密重力测量研究设施 /strong /p p   落户城市:武汉 /p p   依托单位:华中科技大学 /p p   意义:将为解决固体地球演化、海洋与 气候变化、水资源分布和地质灾害研究中的科学问题提供重要支撑。 /p p   如果你以为中部只有合肥一个在一枝独秀,那你就大错特错了。中部龙头大武汉是属于那种凡事不管三七二十一先插上一脚的狠角色。此番华中科大与武汉大学测绘学院连袂出击,兵不血刃的替大武汉拿下了第二座重大科学装置。 /p p    strong 13.大型低速风洞 /strong /p p   落户城市:哈尔滨 /p p   依托单位:中国航空工业空气动力研究院 /p p   意义:有助于我国飞行器流场品质和综合性能达到国际先进水平 /p p   这项工程落在哈尔滨可谓毫无悬念,哈尔滨早在15年前已经开始兴建大型低速增压风洞,前前后后做了上万次实验。此番大型低速风洞正式落户哈尔滨,正是对哈尔滨15年来为我国航空业任劳任怨做贡献的最大表彰。 /p p    strong 14.上海光源线站工程 /strong /p p   落户城市:上海 /p p   依托单位:中国科学院上海应用物理研究所 /p p   意义:将大幅提升光源和束线的能力,使上海光源继续保持国际先进水平,为相关科学研究提供更全面、先进、便捷的支撑。 /p p   一代光源“北京光源”、二代光源“合肥光源”,而三代光源,也就是我国最新,最牛X的光源便是“上海光源”了,“上海光源”的电子束发射度是上代“合肥光源”的40倍,光亮度更是其的1600倍。至此,上海的重大科学装置也高达到了6个。 /p p    strong 15.模式动物表型与遗传研究设施 /strong /p p   落户城市:北京 /p p   依托单位:中国农业大学 /p p   意义:可系统、准确地描述生命的表型、基因型及其在环境变化中的响应,并以此正确描述生命的调节状态和方式,为人类疾病、动物生命过程调节等研究提供支撑。 /p p   主要在首都的中国农业大学与昆明的动物研究所之间竞争,最终首都笑到了最后。 /p p    strong 16.地球系统数值模拟器 /strong /p p   落户城市:北京 /p p   依托单位:中国科学院大气物理研究所 /p p   意义:将大幅提高我国地球系统模拟的整体能力和重大自然灾害预测预警、气候变化预估的研究水平。 /p p   相比于国家实验室,大科学装置能够更直接地成为一座城市的名片,并能够更快速地为所在的城市创造出经济效益。因此,有科研实力和基础的城市,都几乎赤膊上阵争夺大科学装置的落户! /p p   在已经建成和计划建立的国家大科学装置总数中,合肥拿到了9个,其中,仅仅是中国科技大学就为合肥拿到了7个!成为最大的赢家。上海总共拿到了6个大科学装置,成为仅次于合肥的第二座城市!首都北京以自己的实力,拿到了五个大科学装置! /p p   合肥、上海和北京,是我国三大综合性科学中心城市,更是国家大科学装置的超级大赢家!加上各自拥有的国家实验室数量,北京拥有9所国家实验室,全国排名第一 合肥拥有4所国家实验室,全国排名第二 上海拥有1所国家实验室,和其它分别拥有1所国家实验室的8座城市一样。至此,北京拥有国家级科研机构总数14个,全国排名第一。合肥拥有国家级科研机构13个,全国排名第二。上海拥有7个国家级科研机构,全国排名第三! /p
  • 代表委员热议大科学装置建设
    作者:倪思洁 来源:中国科学报“我国大科学装置的发展到了转折点——数量已经不少,但面临着质量提高的问题。”全国两会期间,全国人大代表、中国科学院院士王贻芳告诉《中国科学报》。近年来,党中央、国务院高度重视大科学装置建设,将其视为提升我国基础研究和应用研究水平、促进相关领域国际科技合作的重要支撑。我国大科学装置建设进入了前所未有的快速发展期,目前已布局建设57个,根据“十四五”规划,拟新建20个左右。如何充分发挥大科学装置对建制化基础研究的推动作用,成为来自大科学装置领域代表委员们热议的话题。组织用户:围绕大科学装置,设立半永久性研究单元王贻芳的另一个身份是大亚湾中微子实验和江门中微子实验首席科学家。“大科学装置天然具备建制化科学研究的特点。”王贻芳说,大亚湾中微子实验和江门中微子实验,从装置设计、建设、运行到数据处理、科学研究,都采用有组织的模式,不仅有国际合作组、执行委员会、咨询委员会等各种管理委员会,还有不同的系统和子系统,这种金字塔型管理体系由专人负责。在这些大科学装置中,具体的研究课题一般由科学家提出。“有些课题提的人多,有些课题提的人少,所以我们从管理上会保持一些平衡,确保所有课题都有人做,同时保证不是所有人都集中在一个课题上。”王贻芳说。这样的做法,为其他大科学装置提供了借鉴。王贻芳告诉《中国科学报》,在国内,很多大科学装置的机时需要由科研人员或团队申请使用,用户来自不同的大学、研究所。建设运行单位在收到科研人员的机时申请后,会组织专家评审,评审通过者可以获得装置机时。为了更好地组织科研用户,他建议,根据大科学装置的特点,建设若干个非法人、半永久性研究单元,再由这些研究单元组织国内相关专家,在一些重要方向上形成相对固定的大团队,长期攻关,开展重大研究。“比如说,围绕同步辐射光源,可以在纳米、材料、生物、环境等方面组织研究单元,聚焦重大问题并解决问题。”王贻芳说。搭好平台:聚焦主责主业,强化观测手段和实验方法“建制化基础科学研究就是有组织的基础科学研究,而‘有组织’就是要‘定好目标、分好工’。”全国政协委员、中国散裂中子源探测器与电子学团队负责人孙志嘉说。孙志嘉所在的中国散裂中子源是我国“十一五”期间重点建设的大科学装置之一,位于广东省东莞市,于2019年2月2日完成首轮开放运行任务。2022年12月26日,中国散裂中子源二期工程可行性研究报告获得国家发展改革委批复。在大科学装置推动建制化基础科学研究方面,孙志嘉考虑的是如何发挥自身特长,以强有力的观测手段和实验方法支撑科学研究。“推动建制化基础科学研究,需要大科学装置坚持不懈地探索,采用新技术、新方法,提升观测精度;需要大科学装置的人才队伍、研发平台和专业设备保持稳定和持续迭代。”孙志嘉说。他认为,在建制化基础科学研究中,需要做好主责主业,发挥各自长处,形成合力。“这就好比一个木桶由十块木板组成,每人手里有一块木板,建制化基础科学研究就是要把大家手里的木板拼到一起。每个人把自己这一块木板做得尽可能长,而且拼成木桶时木板之间不漏水。”对于如何让中国散裂中子源更好发挥对基础研究的支撑作用,孙志嘉建议,进一步扩充粤港澳大湾区的大科学装置阵容,加快推进“粤港澳大湾区光源”的落地建设,将散裂中子源与同步辐射光源组合,相互支撑和配合,充分发挥大科学装置的集群效应,打造多学科前沿交叉应用平台,支撑高新技术企业的技术迭代,推动粤港澳大湾区高端制造业发展。人才接力:大力培养青年人才,科学评价战略科学家对于全国政协委员、阿里原初引力波探测实验项目首席科学家张新民来说,大科学装置能否带动建制化基础科学研究,关键要看人才是否可持续。过去7年间,张新民作为首席科学家和国际合作组发言人,一直带领团队在我国西藏阿里地区海拔5250米处,建设我国第一台原初引力波探测大型装置。“依托大科学装置开展基础研究有一个显著特点,就是周期长、耗资大、社会关注度高。装置的建设运行会持续很长一段时间,需要很多单位的科学家相互协调。”张新民认为,这一特点决定了“人”对于装置的重要性。去年全国两会上,张新民曾呼吁,加大力度培养从事大科学装置研究的青年人才,在人才评选过程中不以论文数量为主要标准,并对从事大科学装置研究的青年人才给予一定的倾斜。今年,他依然在关注大科学装置中的人才可持续问题。“一个大成果的出现,可能需要一代代人接力。年轻人一看前人花了几十年,一辈子都没得到认可,就觉得‘不要去做那些事情了’,最后就会形成一种恶性循环,没人接棒了。”张新民说。与此同时,张新民认为,大科学装置要想带动建制化基础科学研究,应依靠一批战略科学家。“战略科学家应具有深厚的科学素养,格局宏大、视野前瞻,及时关注面临的重大科学问题,关注学科发展态势,探究交叉学科融合趋势,但现实中对‘战略科学家’的判断却与人才‘帽子’的多少直接相关。”他建议,打破对战略科学家的传统定义,不以“帽子”论英雄,让大科学装置中的战略科学家在推动建制化基础科学研究方面发挥更大作用。
  • 基于大科学装置的金属组学研究获进展
    金属组学是系统研究生命体内自由或络合的金属/类金属的分布、含量、化学种态及功能的一门新兴学科。大科学装置可为金属组学研究提供卓越平台,发展新的金属组学研究框架。近日,中国科学院高能物理研究所与东北大学等合作,以硒超富集植物-堇叶碎米荠(Cardamine violifolia)单粒种子为研究对象,借助北京同步辐射装置X射线荧光微分析实验站硬件和软件功能升级契机,发展了基于同步辐射X射线荧光二维/三维成像技术、同步辐射X射线吸收谱技术、二维质谱成像技术以及微区计算机断层扫描(micro-CT)技术的空间金属组学(spatial metallomics)研究框架,实现了堇叶碎米荠单粒种子中有机硒和无机硒的原位二维/三维成像(图1),首次发现堇叶碎米荠种皮中存在甲基硒代化合物,加深了对堇叶碎米荠富硒机制的认知。相关研究成果以Spatial metallomics reveals preferable accumulation of methylated selenium in a single seed of the hyperaccumulator Cardamine violifolia为题,发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上。这是北京同步辐射装置X射线荧光实验站首次利用飞扫技术结合连续切片技术实现样品中元素三维成像(图2)。研究工作得到国家自然科学基金的资助,并获得北京同步辐射装置、高能同步辐射光源相关线站的支持。图1.堇叶碎米荠单粒种子的空间金属组学研究框架图2.同步辐射X射线荧光谱飞扫技术结合连续切片技术实现样品中元素三维成像
  • 2023年药物制剂前沿技术高峰论坛闭幕,诺禛科技全面展出药物溶出装置
    2023年7月20-21日,由北京大学药学院主办,诺禛科技(上海)有限公司等承办的2023年药物制剂前沿技术高峰论坛于北京圆满落幕! 本次会议主要围绕微纳米注射剂和外用半固体制剂两个专题的关键制剂技术,结合药剂学科前沿最新进展、基础研究、开发应用、临床研究以及监管审评中的关键科学问题,技术难点等,分享药物制剂的最新进展和应用转化,邀请了药品监管部门、科研院所、院校以及制药企业的相关专家、学者、从业人员前来分享、交流、学习,在线观看高峰论坛直播超21万人次。诺禛科技(上海)有限公司作为参展商参加了本次论坛,并在论坛中展出了ANDISSO品牌的D1200 PRO 12位溶出自动取样装置、R3000往复筒法释放装置、T1200 12位透皮扩散装置、纳米药物分离试剂盒、NOVOZEN超高密度溶出滤芯等产品,并为到场老师提供了全面、专业的药物溶出及透皮扩散解决方案:D1200 PRO 12位溶出自动取样装置可以作为药品质量检测的重要工具,用于检验药品中药物成分的释放情况是否符合国家标准和相关法规,确保药品的质量和安全性。R3000 PRO往复筒法释放自动取样装置可以以一定速度在药物样品和固态药品之间往复运动,以模拟消化道中的搅动和运动,从而测量药物在人体消化系统中的溶解度。T1200 PRO 12位透皮扩散自动取样装置可以模拟人类皮肤的生理条件,并能够对药物、化妆品等物质在透过人类皮肤时的透过速度和透过量进行测量和评估。NOVOZEN超高密度溶出滤芯可适配目前各主流品牌溶出仪,同时也适用于多种药物的溶出实验。孔径精准,同时具有超高开孔率,过滤效果高。产品洁净度高、溶出析出少,药物相容性好,耐各种试剂和药品,且无颗粒脱落。纳米药物分离试剂盒通过分离试剂(SR)与纳米药物表面 PEG 间的亲和作用,破坏 PEG 化纳米药物水化层,促使 PEG 化纳米药物聚沉,通过低速离心即可实现纳米药物中负载型药物与游离型药物的分离。关于诺禛:诺禛科技(上海)有限公司是一家科学仪器行业整体解决方案提供商。诺禛专注于药检仪器、制药工业设备及实验室解决方案等领域,以品牌市场推广、OEM业务、实验室易耗品等三大板块为主营业务,为制药企业、日化企业、CRO企业、政府监管机构、高等院校及科研院所等客户群体提供极具价值的产品与服务。公司始终奉行“一诺成禛”的行为准则,敢于承诺,勇于践行,力争与客户携手共赢。一直以来,公司通过不断优化管理结构,积极探索新的发展模式,在确保经营业绩稳健增长的同时,完成了渠道拓展、深化品类的业务布局,在传统业务向平台化、服务化转型的过程中取得了丰硕成果。目前已在沈阳、北京、青岛、武汉、广州、成都等地设立办事处。公司聚焦发展的同时,积极践行实现员工价值的发展理念,建立以人为本的人才策略,成为有社会责任感、有市场竞争力、有长远生命力的企业!关于ANDISSO:ANDISSO专注于药物制剂体外释放装置的研发和生产领域,并提供相配套的技术服务。我们立足于中国,并吸取国际先进技术经验,自主研发并制造了USP装置1-7法,包括通用溶出装置系列、往复筒法装置系列、往复支架法装置系列、流池法装置系列和透皮扩散装置系列产品。品牌设计师来自于国际知名药物递送系统装置的首席专家,拥有打造多款体外释放装置长达15年的丰富经验。ANDISSO拥有某国际知名药物递送系统装置的多项技术专利授权,并得到欧美和亚太地区主流学界学者支持。ANDISSO品牌将致力于领先技术与艺术美感的结合,让设计更美感,让技术更领先,让质量更可靠是我们不变的信念。我们将着眼于品质与创新,旗下全线产品皆秉承于这一宗旨,拥有卓越品质的同时,将持续不断地根据市场需求与客户体验打磨、更新产品,为中国及全球客户提供最可靠的产品和最优质的解决方案!
  • 北京怀柔科学城:多项大科学装置稳步推进 已取得一批重要科研成果
    作为综合性国家科学中心的承载区——北京怀柔科学城目前正在加速建设。先期布局的五大科学装置稳步推进,部分装置2024年有望投入正式运行。我国首台高能同步辐射光源建筑主体完成在北京怀柔科学城,我国首台高能同步辐射光源的建筑主体已经完成建设,其内部正在进行科学仪器的安装和调试。可发射比太阳亮1万亿倍的光 用途广高能同步辐射光源是世界上亮度最高的第四代同步辐射光源之一。从空中看,这个建筑就像一个放大镜,特别的是,这个放大镜可以发射比太阳亮1万亿倍的光。通俗讲,亮度越高意味着看得更清楚,在这里可以更深层次地解析物质微观结构和演化机制,提升我国国家发展战略与前沿基础科学技术领域的原始创新能力。与此同时,多模态跨尺度生物医学成像设施、子午工程二期等国家大科学装置,都将努力在2024年完成国家验收并投入正式运行。国内外科学家的国际化公共服务中心——城市客厅的建设目前也已进入收尾阶段,即将亮相。集极低温 强磁场 超高压 超快光场于一体人们对物理世界极限的探寻从未停止。如果说,高能同步辐射光源项目是在追求地球上最亮的光,那与它相邻的“中国科学院物理研究所综合极端条件实验装置”追求的则是地球上最低的温度、最高的压力、最强的磁场和最快的光场,帮助我们进行前沿科学研究。可用于材料合成 量子调控等前沿研究“综合极端条件实验装置”是国家十二五重大科技基础设施项目,集极低温、强磁场、超高压、超快光场等极端条件于一体。利用这些极端条件,可以开展材料合成、物性表征、量子调控、超快过程等物质科学的前沿研究。“综合极端条件实验装置”项目自2017年9月30日开工建设,是怀柔科学城第一个开工的国家重大科技基础设施。目前,已经进入试运行阶段,并向国内外用户开放申请,已经取得一批重要的科研成果。从生物分子到人体的全尺度都可“拍照”在北京怀柔科学城中,我国首创的生物医学领域的大科学工程——多模态跨尺度生物医学成像设施已经投入试运行。目前,设备陆续进场,整体布局日益完善,将可提供从生物分子到人体的全尺度多模态成像能力。多模态跨尺度生物医学成像设施是全球首个多模态、全尺度、全景式、一体化的生物医学成像技术集群大型设施,也是由我国科学家首创的生物医学成像领域的大科学工程。主要建设内容包括四大装置,即多模态医学成像装置、多模态活体细胞成像装置、多模态高分辨分子成像装置、全尺度图像数据整合装置,提供从生物分子到人体的全尺度多模态成像能力。用于支撑脑科学 肿瘤等疾病的研究多模态跨尺度生物医学成像设施面向生物医学的基础科研和临床研究需求,用于支撑脑科学、肿瘤、心血管疾病等生物医学问题研究。目前,多模态跨尺度生物医学成像设施的二期建设内容,分子影像与医学诊疗探针创新平台正在加速推进。建成后,将助力成像设施全功能运行和技术转化,全景式研究和解析生物医学重大科学问题。打造“虚拟地球” 可研究全球气候变化作为国家先期在怀柔科学城布局的五大科学装置之一——我国自主研发的首个地球系统数值模拟装置已完成国家验收,并正式对外开放使用。这一装置将为全球气候变化、环境保护等重大问题提供科学支撑。地球系统数值模拟装置又称“地球模拟实验室”,是我国首个具有完全自主知识产权的地球系统数值模拟平台。它通过集成大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈等多个地球系统圈层的数值模拟软件,构建了一个综合性的研究平台。地球系统数值模拟装置不仅可以广泛应用于气候变化研究、环境监测与评估和自然灾害预测等领域。在当下最为紧迫的气候变化应对与碳中和领域中,该系统还能够全方位关注全球生态和生物地球化学过程及其与气候系统的相互作用,并在此基础上建立起“生态—气温—二氧化碳浓度—碳排放量”的清晰关系,对温室气体核算、未来升温预估提供有力的模拟支撑,助力碳达峰、碳中和愿景目标的实现。
  • 立足前沿 致“大”尽“微”
    p style=" text-indent: 2em " 2017年1月,一束非同凡响的“激光”从中国大连发出,为世界所瞩目。 /p p style=" text-indent: 2em " 这束激光可以达到单个皮秒激光脉冲产生140万亿个光子,被称作世界上最亮且波长完全可调的极紫外自由电子激光光源。它的发出宣告着世界最强的极紫外自由电子激光脉冲诞生了。 /p p style=" text-indent: 2em " 而承载这束最强之“光”的装置,便是极紫外自由电子激光装置——大连光源。作为我国第一台大型自由电子激光科学研究用户装置,大连光源是当今世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置,也是世界上最亮的极紫外光源。它的正式运行,对于能源、化学、物理、生物、医学、材料等多个科学领域具有革命性的推动作用。 /p p style=" text-indent: 2em " 分子反应动力学国家重点实验室是大连光源的牵头建设机构之一。中国科学院院士、分子反应动力学国家重点实验室主任张东辉为之振奋而自豪:“科学仪器是人类科学发展的主要推动力,我们有着最先进的技术仪器,在分子反应动力学领域的前沿科学方向研究中发挥重大创新和引领作用。” /p p style=" text-indent: 2em " 创制国之“利器” /p p style=" text-indent: 2em " 激光是20世纪人类最伟大的发明之一,被称为“最快的刀、最准的尺、最亮的光”。而自由电子激光更是被视为“最先进的新一代光源”,它可以帮助人们在全新的时间尺度和空间尺度上理解自然过程,从而彻底开辟一个从未被探索的世界。 /p p style=" text-indent: 2em " 特别是近20年来,自由电子激光技术已成为各国抢占国际科技高峰的重点布局方向。 /p p style=" text-indent: 2em " 大连光源的主要发起人和牵头人之一、中国科学院院士、分子反应动力学国家重点实验室研究员杨学明颇具雄心,当年他直接瞄准了自由电子激光技术的“无人区”——极紫外区域。“极紫外区域光源是探测分子、原子及其外壳层电子结构最重要的光子能量区域,能够用来给分子、原子‘拍电影’,这在以前是难以想象的。”杨学明形象地解释道。 /p p style=" text-indent: 2em " 2011年,杨学明与中国工程院院士、时任中科院上海应用物理研究所所长赵振堂,中科院上海应用物理研究所研究员王东联合相关专家组成研发团队,提出了要在中国率先建设基于新一代极紫外高增益自由电子激光(“大连光源”)综合实验装置的计划,从此踏上创新之路——2012年,大连光源启动;2014年10月在大连长兴岛正式开工建设;2016年9月首次出光;2017年1月发出最强之光。 /p p style=" text-indent: 2em " 在不到两年的时间里,上述研发团队完成了主要基建工程和主体光源装置的研制,并实现了光源装置的首次出光,创造了同类大型科学装置建设的新纪录。 /p p style=" text-indent: 2em " “我们以前是做小仪器的,但现在做成了国家级的自由电子激光平台,且该装置中90%的仪器设备由中国自主研发,这对我们实验室乃至全球极紫外自由电子激光及相关领域的发展有重要推动作用。”话语之间,杨学明充满了自豪。 /p p style=" text-indent: 2em " 大连光源建成后,国内外顶尖研究团队纷至沓来:英国皇家学会院士、著名化学动力学专家、英国布莱斯托尔大学Mike Ashfold在这里开展了部分实验工作,重点进行星际化学方面的研究,成为首个国际用户;德国马普学会生物物理化学研究所所长Alec Wodtke已经在德国申请到200万欧元资金,计划在大连光源建立表面化学研究实验站,发展推动新催化机理& #8230 & #8230 /p p style=" text-indent: 2em " 而今,杨学明壮志不减,“接下来,我们还要发展下一代更亮的光源,不断拓展新的研究方向”。 /p p style=" text-indent: 2em " 填补领域空白 /p p style=" text-indent: 2em " “仪器研发是其他实验室不可复制的部分,如今,我们的仪器研发能力国内最强,也具有国际领先水平。”张东辉自信地说。 /p p style=" text-indent: 2em " 事实上,分子反应动力学国家重点实验室自创始以来,一直以创新科学仪器为基础开展能源和环境相关的物理化学研究,如今已成为国际备受瞩目的化学动力学研究中心。 /p p style=" text-indent: 2em " 不过,走向“最强”和“领先”的道路并非坦途。 /p p style=" text-indent: 2em " 1987年,在楼南泉院士、张存浩院士和何国钟院士等一代老科学家的推动下,在中科院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)微观反应动力学研究室的基础上,分子反应动力学国家重点实验室开始筹建,1992年通过国家验收,正式对外开放。 /p p style=" text-indent: 2em " 王秀岩见证了初期的筚路蓝缕。他于实验室筹建之时,作为实验室成员公派到美国合作交流,并于次年回国。 /p p style=" text-indent: 2em " “分子反应动力学是化学领域的基础理论前沿学科,当时虽然已发展近十年,但基础仍然薄弱,远落后于发达国家。尤其是实验仪器设备普遍落后,国内生产的仪器不行,又买不起进口仪器,一些先进的精密仪器更是望尘莫及。”王秀岩回忆,“初期,重要的任务是自主设计和研制实验研究所需的大型设备和仪器,这非常重要。” /p p style=" text-indent: 2em " 在艰难中起步的分子反应动力学国家重点实验室奋发图强,没有仪器自己造。1992年,实验室与国内科学仪器单位合作,共同研制了四台分子反应动力学大型装置,包括通用型交叉分子束装置、束源可转的交叉分子束反应装置、多功能自由基和激发态反应装置及反射式时间飞渡质谱。该成果于1994年获中国科学院科技进步奖一等奖。 /p p style=" text-indent: 2em " 有了科研“利器”,实验室乃至分子反应动力学学科进入了快速发展阶段。实验室科研人员发表的研究论文有一半被国际高水平学术期刊所收录,尤其是张存浩院士和沙国河院士利用自己研制的具有高灵敏度检测器的实验装置,首次观察到了量子干涉效应,引起国际广泛关注,被国际著名的Gordon会议确定为会议的中心议题,并被邀请在大会上作报告。而当时,能在国际大会上作报告的国内成果寥寥无几。 /p p style=" text-indent: 2em " 进入21世纪,在中科院“知识创新工程”推动下,杨学明、张东辉等已在国际崭露头角的实验科学家被引进回国、“接班”实验室。当时,他们已自行设计多套国际领先的科学仪器。 /p p style=" text-indent: 2em " 王秀岩表示,这一阶段创新成果喷涌而出,“每年都有一篇成果发表于《科学》杂志,这是我们赶超世界先进水平的一个重要阶段 ”。 /p p style=" text-indent: 2em " 经过33年的发展,分子反应动力学国家重点实验室如今已成为国内化学反应动力学的主要研究基地和承担国家重大基础研究项目的牵头单位,在物理化学科学仪器研制和气相反应动力学理论与实验研究两方面已处于世界领先水平。 /p p style=" text-indent: 2em " 大连光源的建成,让实验室再次抢占先机。“我们将继续创新和引领物理化学科学仪器的研制发展,并在此基础上,为与能源和环境等重要科学技术相关的化学反应过程的研究提供实验和理论基础。”张东辉说。 /p p style=" text-indent: 2em " 打造人才“尖刀连” /p p style=" text-indent: 2em " “有了人才,理论、实验方法和装置等很多发展问题也都能解决了。”杨学明对人才队伍的重要性有着深切感受,“上世纪90年代,我们仪器装置水平低、基础研究落后,而正是老一辈科学家坚持在这一方向上持续培养了一大批学生,才使得实验室的命脉即使在最困难时期都能得以延续。” /p p style=" text-indent: 2em " 2001年,杨学明被聘为大连化物所研究员,任分子反应动力学国家重点实验室主任。从一上任,他便十分重视人才培养和引进。在他的推荐下,当时已是国际出色理论计算学家的张东辉被引入实验室。他们合力向世界最前沿科学难题发起冲击。 /p p style=" text-indent: 2em " “找到最好的人才,让他们最好的想法得以实施,这关系实验室未来的生存发展。”杨学明如是总结。 /p p style=" text-indent: 2em " 吴凯丰便是实验室寻找到的“最好人才”之一。2017年,年仅27岁的吴凯丰从美国洛斯阿拉莫斯国家实验室博士后出站并考虑回国事宜。当时,这位青年才俊在太阳能高效转换领域已取得诸多创新成果,被国际同行广泛认可。 /p p style=" text-indent: 2em " 在众多选择中,他最终决定加入大连化物所的分子反应动力学国家重点实验室,并被聘为研究员、光电材料动力学研究组组长。“此前,我从未接触过分子反应动力学国家重点实验室。但在国外时,我就了解到它在国际上很有声望,在分子反应动力学领域处于国际领先地位。”吴凯丰说。 /p p style=" text-indent: 2em " 杨学明和张东辉约见吴凯丰时再三表明:“放心来,我们一定会支持你的发展。”他们没有食言——大连化物所和实验室仅用不到4个月的时间,就帮吴凯丰建成实验室、搭建仪器、配备团队、申请经费。这一切,令吴凯丰感到“意外又惊喜”。 /p p style=" text-indent: 2em " 仅一年时间,吴凯丰课题组便在化学领域顶级期刊发了第一篇成果。接下来的两年,吴凯丰的创造力持续被激发,他带领团队在太阳能转换动力学机理揭示、理论发展等方面取得系列成果:首次提出并展示了量子剪裁型太阳能聚光器的概念,为超高效率聚光提供了可能;揭示了量子点—并苯上转换体系中三线态转移服从Dexter能量转移机理,对高效率光子上转换具有重要指导意义& #8230 & #8230 /p p style=" text-indent: 2em " “我们作为一个年轻的新团队,每年都能获得实验室自主部署基金的支持。在这里开展科研工作,有种‘衣食无忧’的感觉,只要你有想法,就能心无旁骛地去做,不用考虑其他。”吴凯丰说。 /p p style=" text-indent: 2em " 实验室研究员、反应动力学理论与计算研究组组长孙志刚于2010年回国并入职实验室。他对此也深有感触,“科学发展日新月异,取得量子力学基础研究领域的突破性进展越发困难,而实验室尽可能提供宽松的科研环境、融洽的合作氛围等,让科研人员始终保持科研初心,不断激发创新思想”。 /p p style=" text-indent: 2em " 近年来,在国内外科技创新人才竞争愈发激烈的局势下,实验室通过多方式、多途径吸引培养国内外优秀人才,着力打造科技创新的人才“尖刀连”,如今已形成一支在分子反应动力学基础科学研究、实验仪器研制领域享有盛誉的高水平人才队伍。 /p p style=" text-indent: 2em " 后生可畏,这令王秀岩倍感欣慰,“可以说,实验室实现了最初提出的‘成为世界一流的分子反应动力学研究基地’的建设目标 ”。 /p p style=" text-indent: 2em " 注重理论实验“合作” /p p style=" text-indent: 2em " 作为现代化学发展的一个重要前沿方向,分子反应动力学从分子层次揭示化学反应的微观机理,它给出的实验结果又能够揭示化学反应进行的过程和本质。 /p p style=" text-indent: 2em " 在分子反应动力学界,张东辉的“理论”、杨学明的“实验”,是众人熟知的“天作之合”。 /p p style=" text-indent: 2em " 今年5月,这对“搭档”的团队成果再次登上《科学》杂志,他们在最简单化学反应氢原子加氢分子的同位素(H+HD→H2+D)反应中,发现了化学反应中新的量子干涉效应,对于加深人们理解化学反应过程、丰富对化学反应的认识有着重要帮助。 /p p style=" text-indent: 2em " 这项成果便是理论与实验完美结合的结晶。 /p p style=" text-indent: 2em " 在化学反应中,量子干涉现象普遍存在。但是,想要准确理解这些干涉产生的根源非常困难,因为这些干涉的图样复杂,而且在实验上也难以精确分辨这些干涉图样的特征。而作为最简单的化学反应,H+H2及其同位素的反应能通过求解计算模拟,做到在微观层次上深入理解化学反应过程。 /p p style=" text-indent: 2em " 2019年,张东辉团队通过理论研究发现,在特定散射角度上,H+HD反应生成产物(H2)的多少会随碰撞能而呈现特别有规律的振荡。过去,杨学明团队曾设计了一个世界上最高分辨的交叉分子束散射实验。这一次,他们再次联合,开展了理论结合实验的详细研究。 /p p style=" text-indent: 2em " 最终,在实验上,通过改进交叉分子束装置,实现了在较高碰撞能处对后向散射(散射角度为180度)信号的精确测量。在理论上,进一步发展了量子反应散射理论,创造性地发展了利用拓扑学原理来分析化学反应发生过程的方法。 /p p style=" text-indent: 2em " 作为该研究的通讯作者之一,孙志刚说,仅从理论出发,可能做不到很精确,而在实验过程中又会出现很多意想不到的因素,对实验结果有决定性影响。“如果不是理论与实验的充分交流,可能不会促成这么好的结果。”张东辉也强调,“过去数年中,我们的理论计算结果就是和杨学明院士的实验测量进行直接比较,在一系列研究中取得了理论与实验的高度吻合,取得了重要创新成果。” /p p style=" text-indent: 2em " 如今,理论与实验的精诚合作俨然成为分子反应动力学国家重点实验室科学研究的主流方式。 /p p style=" text-indent: 2em " “实验室的定位和目标就是发展和利用国际先进的化学反应动力学实验技术和高精度动力学理论相结合的方法,为重大科学技术进步提供基础知识支撑,保持反应动力学研究的国际领先地位,占据国际化学反应动力学研究的制高点。”张东辉说,“作为国家队,我们将继续加强理论与实验的结合,集结最优势的科研资源和力量,最终孕育出重大的原始创新,推动学科发展和解决国家重大战略科学技术问题。” /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/be9f7870-3fa6-4922-811d-142b2cd65be3.jpg" title=" 202092901415942.jpg" alt=" 202092901415942.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " ①分子反应动力学国家重点实验室A座 /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/7a74758a-be1d-4164-a42a-5f45892da1d8.jpg" title=" 202092901415943.jpg" alt=" 202092901415943.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " ②大连相干光源波荡器 /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/fd78e9a7-a11e-495c-a660-37b02c65df4d.jpg" title=" 202092901415944.JPG" alt=" 202092901415944.JPG" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " ③2012年6月8日,张存浩先生与时任分子反应动力学国家重点实验室主任杨学明在实验室讨论问题 /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 279px height: 228px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/3aefc493-46ef-4301-8c37-8b165bfd87c6.jpg" title=" 202092901415940.jpg" alt=" 202092901415940.jpg" width=" 279" height=" 228" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " ④大连光源雪景 /p p style=" text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/a6b84a39-1a75-4b7a-98d7-59a7f22c3311.jpg" title=" 202092901415941.jpg" alt=" 202092901415941.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " ⑤分子反应动力学国家重点实验室B座 /p p style=" text-indent: 2em " 人才的“破格”之路 /p p style=" text-indent: 2em " 在分子反应动力学国家重点实验室,肖春雷走过了一段不同寻常的“破格”之路。 /p p style=" text-indent: 2em " 2007年,从中国科学技术大学本科毕业的肖春雷考入实验室,并在杨学明院士门下硕博连读。6年里,他作为第一作者或主要参与者在《科学》杂志发表多篇研究论文。相关研究成果被国际同行评价为“解决了一个长期以来极具争议性的Cl+H2反应中激发态和基态相对反应性的问题”“理论和实验近乎完美地符合”“反应动力学发展的一个里程碑 ”等。 /p p style=" text-indent: 2em " 由于在研究生期间的出色成绩,在2013年即将毕业时,肖春雷被中科院大连化学物理研究所直接破格聘为副研究员。“破格”重用后的一年时间内,肖春雷屡获佳绩——作为主要完成人之一,在团队成员的共同努力下,他利用自行研制的具有世界领先水平的高分辨交叉分子束仪器,并通过与理论的密切结合,在态—态反应动力学研究方面取得了系列性的重要研究成果。这些成果不仅提升了对化学反应本质机理的认识,也使我国在该领域研究中处于国际领先地位。成果相继获得了辽宁省自然科学奖一等奖和国家自然科学奖二等奖。 /p p style=" text-indent: 2em " 2014年,肖春雷得到首届“中国科学院卓越青年科学家”项目资助,再次被研究所破格晋升为研究员,并担任基元反应动力学研究组组长。 /p p style=" text-indent: 2em " 在分子反应动力学国家重点实验室,无论是海外归来的学子,还是本土自主培养的人才,只要你有能力、有想法,便会有广阔的发展空间和平台。 /p p style=" text-indent: 2em " 近年来,肖春雷创造力和才华的小宇宙爆发。今年5月发表于《科学》杂志的“发现化学反应中新的量子干涉效应”成果,肖春雷也是通讯作者之一。 /p p style=" text-indent: 2em " “成果的取得离不开实验室的帮助和支持。”肖春雷感慨说,从硬件到软件,甚至还有些不被注意的“隐形”保障——制度、环境、贴心服务等,实验室和研究所都尽可能提供便利,“这些对于科研人员来说,就像我们赖以生存的空气一样,平时不会注意到,但实际上是不可或缺的”。 /p p style=" text-indent: 2em " 对于年轻人的发展,中国科学院院士、分子反应动力学国家重点实验室主任张东辉表示,一直以来实验室坚持“有所为”——给予室内科研人员宽松、自由、公平的科研环境,并创造机会鼓励合作,给予经费支持;同时,实验室也坚持“有所不为”——不监管科研人员的细节,尤其是给予年轻人机会,允许在各自的科研方向上试错。 /p p style=" text-indent: 2em " 在中国科学院院士、分子反应动力学国家重点实验室研究员杨学明看来,对于国家重点实验室来说,最重要的就是实验室创新力度能否真正提高到一个更高水平,这也是最大的挑战。而要让实验室保持持续的创新能力,需要支持下一代年轻人的发展,让他们把最好的想法展示出来。“要让年轻人挑重担,同时给他们充分支持,甚至我们这些年纪大的人稍微往后退一退,这样年轻人才有更多发展机会。” /p p style=" text-indent: 2em " 如今,看到越来越多的年轻人羽翼渐丰、独当一面,杨学明和张东辉对实验室的未来充满信心和期待。 /p p br/ /p
  • 盘点我国大科学装置中的那些知名专用研究设施
    1月22日,科技部和财政部联合发布《科技部 财政部关于开展2021年度国家科技基础条件资源调查工作的通知(国科发基〔2020〕342号)》。其中提出了要落实《国务院关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见》这些重大科研基础设施就是常说的大科学装置。随着世界科学技术飞速发展,科学研究的规模不断扩大、内容不断深化,科学研究对其所依赖的实验条件有了更高的要求。大科学装置就是为满足现代科学研究所需的能量更高、密度更大、时间更短、强度更高等极限研究条件而产生的。大科学装置作为国家科学技术水平和综合实力的重要体现,对国家科学技术的发展具有重要的推动力。按不同的应用目的,大科学装置可分为三类:专用研究装置、公共实验平台和公益基础设施。本文特为读者介绍其中的那些知名的专用科研设施。500口径球面射电望远镜(FAST)500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope),简称FAST,位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中,工程为国家重大科技基础设施,“天眼”工程由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成。500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”,由我国天文学家南仁东先生于1994年提出构想,历时22年建成,于2016年9月25日落成启用。是由中国科学院国家天文台主导建设,具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的十倍。神光Ⅱ高功率激光实验装置神光Ⅱ高功率激光实验装置(简称神光Ⅱ,包括八路装置和第九路两大部分)是目前国内已经投入正式运行的规模最大的高功率钕玻璃激光实验装置,也是我国目前唯一能够提供开放研究的高功率激光实验装置。它能在十亿分之一秒的瞬间发射出功率相当于全球电网总和数倍的激光束聚集到靶上,形成高温等离子体并引发聚变,进而开展激光与等离子体相互作用物理和惯性约束聚变(ICF)实验研究。自2000年以来,神光Ⅱ以我国激光聚变历史上从未有过的高质量、高稳定、高重复性提供了几十种复杂物理目标和靶型的实验打靶近6 900余次。近年来全年运行平均成功率超过90%,已经大幅超过装置原定70%的技术指标,实现了我国激光驱动器运行水平的重大提升,成为我国大科学工程中高效、稳定运行的范例。大亚湾反应堆中微子实验该设施为基础研究专用设施,依托本设施成立的国际合作组开展了长期的国际合作。主要功能是探测反应堆放出的中微子,计算中微子振荡参数及反应堆能谱。主要技术指标为:中微子探测器靶质量 ≥ 20吨 靶质量精度 0.2%。南京航空航天大学风洞实验群该设施是国内高校最大规模的风洞实验群,现有2.5m×3m单回路连续式低速风洞一座,1m开口非定常低速风洞一座,0.6m×0.6m亚跨超高速风洞一座,Φ0.5m高超声速风洞一座。另外还有多座小口径低湍流度、射流风洞、进气道专用风洞以及各种流动测试设备,完成了大量型号任务的风洞实验和实验技术发展,为飞行器设计专业的学生提供了良好的教学实验条件。同时还有拥有Cluster并行机系统,完成了大量飞行型号的空气动力学数值计算任务。现有实验室面积10000多平方米。 中渔科212中渔科212主要用于长江口及临近水域渔业资源评估、走航式流场分析、渔场形成机制与预测辅助、水文数据及影像实时监测、长江口濒危野生水生动物的救护暂养以及珍稀水生动物后备亲本的暂养。大型高精度衍射光栅刻划系统这款仪器位于长春光电所,其最大刻划面积为400x500mm的平面衍射光栅刻划系统,最大检测口径为400x500mm的光栅衍射波前测量仪、光栅衍射效率测量仪和光栅鬼线强度测量仪。长春光机所是中国光栅的发源地,也是国内研制光谱仪器最早的科研单位之一。2007年,科技部批复同意以长春光机所为依托单位组建“国家光栅制造与应用工程技术研究中心”(简称“国家光栅工程中心”)。船用小型燃气轮机技术实验平台辽宁省船用小型燃气轮机技术重点实验室是在交通运输部“十一五”重点实验室建设项目“轮机系统与船舶新动力实验室—船用燃机与新型动力分实验室”、“211工程”三期重点学科建设项目“船用小型燃气轮机技术及实验平台”和交通运输部“十二五”轮机工程国家重点学科建设项目的基础上建设和发展而成的学科实验室,并于2010年8月被批准组建辽宁省重点实验室。实验室依托于大连海事大学船舶与海洋工程一级学科博士点和轮机工程国家重点学科、动力机械及工程学科及大连海事大学船舶动力工程研究所,已成为基础与前沿课题研究和高层次人才培养的重要基地。300吨级渔业资源调查船科学调查船将主要承担南海海域的渔业资源与环境的常规、专项和应急调查监测、海洋综合调查和研究、涉外海域渔业资源环境调查、双边或多边渔业资源联合调查、负责捕捞技术研究、渔业资源养护等任务,开展复合渔场单鱼种渔业生态特征、高效生态渔具渔法、鱼类洄游规律、渔场形成机制、渔业资源时空变动规律等研究,为南海渔业资源养护与管理、对外谈判、生态环境修复和渔业资源可持续利用等提供支撑平台。 主要技术指标:船长42.8米,型宽8米,型深5.2米,最大航速12.5节,经济航速12节,续航力4000海里,自持力30天,满足近海航区要求。调查船设置3个实验室:综合实验室、海洋生物实验室、渔业声学实验室。新一代厘米-分米波射电日像仪(MUSER)新一代厘米-分米波射电日像仪(MUSER)是国际上首个太阳宽带动态频谱成像系统,由100个抛物面天线组成三螺旋阵列,能对太阳爆发进行类似CT扫描一样的全日面快速频谱成像观测。是国际上首个太阳宽带动态频谱成像系统,实现了在百毫秒量级时间分辨率上同时584通道对太阳的快速连续观测,最高空间分辨率优于2角秒,完成了对太阳爆发初始能量释放区高分辨射电频谱成像观测。“探索一号”海洋综合科学考察船探索一号”,船舶满载排水量为6250T,船长94.45M,型宽17.9M,无限航区,配置DP2动力定位系统,续航能力大于10000海里,自持力超过60天,船艏采用X-BOW造型设计,在我国尚属首例,上层建筑设计为全封闭包围式,提高其耐波性,减少甲板上浪。 “探索一号”还具有充分的深海科考作业能力,建有地质实验室、地球物理实验室、化学实验室、生物实验室、冷冻样品库等十多个实验室,另在甲板面设置2个可拆卸式移动实验室,能同时搭载60名船员、科学家及潜航员。全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)全超导托卡马克核聚变实验装置装置,其运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚,通过类似变压器的原理使其产生等离子体,然后提高其密度、温度使其发生聚变反应,反应过程中会产生巨大的能量。2009年,世界上首个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置(EAST)首轮物理放电实验取得成功,标志着我国站在了世界核聚变研究的前端。2016年2月,中国EAST物理实验获重大突破,实现在国际上电子温度达到5000万度持续时间最长的等离子体放电。2018年11月, EAST实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。天马望远镜天马望远镜作为主力测站先后参加并成功完成了探月工程嫦娥二号、三号卫星的VLBI测定轨任务,大幅提高了VLBI系统的测量能力,为探月系列卫星的VLBI测定轨做出了卓越贡献。今后数年内,将作为主力测站继续参加国家深空探测重大任务。 天马望远镜成功开展谱线、脉冲星和VLBI的射电天文观测。探测到了包括长碳链分子HC7N在内的许多重要分子的发射和一些新的羟基脉泽源,探测到包括北天周期最短毫秒脉冲星在内的一批脉冲星,发现了目前研究热点-银心磁星具有周期跃变现象等,取得重大射电天文观测成果,已实现了对外开放。蛟龙号载人潜水器“蛟龙号”载人潜水器,可运载科学家和工程技术人员进入深海,在海山、洋脊、盆地和热液喷口等复杂海底进行机动、悬停、正确就位和定点坐坡,有效执行海洋地质、海洋地球物理、海洋地球化学、海洋地球环境和海洋生物等科学考察。可搭载海洋仪器设备、传感器在海底进行规范化海试,并获取原位数据。 “蛟龙号”载人潜水器,长、宽、高分别是8.2米、3.0米与3.4米,空重不超过22吨,最大荷载是240公斤,最大速度为每小时25海里,巡航每小时1海里,当前最大下潜深度7062.68米,最大工作设计深度为7000米。大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)是一架横卧南北方向的中星仪式反射施密特望远镜。应用主动光学技术控制反射改正板,使它成为大口径兼大视场光学望远镜的世界之最。由于它口径达4米,在曝光1.5小时内可以观测到暗达20.5等的天体。而由于它视场达5°,在焦面上可放置四千根光纤,将遥远天体的光分别传输到多台光谱仪中,同时获得它们的光谱,成为世界上光谱获取率最高的望远镜。它将安放在国家天文台兴隆观测站(右图为效果图),成为我国在大规模光学光谱观测中,在大视场天文学研究上,居于国际领先地位的大科学装置。兰州重离子加速器兰州重离子加速器是中国科学院近代物理研究所负责设计和建造的我国第一台大型重离子加速器系统。它的胜利建成,为我国开辟了中能重离子物理基础研究和应用研究的新领域,标志着我国回旋加速器技术水平进入了国际先进水平,也是激励广大青少年学科学、爱科学、强素质,早成才的生动课堂。HIRFL由离子源、注入器、主加速器、8个实验终端以及束流运输线等主要部分组成,注入器是一台改建的能量常数为69的1.7米扇聚焦回旋加速器,主加速器是一台能量常数为450的大型分离扇回旋加速器。注入器与主加速器联合运行,可以把C到Xe的重离子分别加速到100~10MeV/u的能量。中国散裂中子源散裂中子源是体现一个国家的科技水平、经济水平和工业水平等综合实力的大型科学研究装置。中子散射广泛应用于在物理、化学、生命科学、材料科学技术、资源环境、纳米等学科领域,并有望在如量子调控、蛋白质、高温超导等重要前沿研究方向实现突破。强流质子加速器相关技术的发展也将为一些重要的应用如质子治癌、加速器驱动的次临界洁净核能源系统(ADS)等打下坚实的基础,储备丰富的工程建设和运行经验。散裂中子源的建设不但会对我国工业技术、国防技术的发展起到有力的促进作用,也会带动和提升众多相关产业的技术进步,产生巨大的社会经济效益。
  • 大科学装置助力材料高通量表征
    仪器信息网讯 2014年10月20日,材料基因组计划&mdash 高通量表征报告会在北京国际会议中心举行。与会的数位科学家介绍了材料基因组计划,以及散裂中子源和同步辐射光源等大科学装置在材料高通量表征中的应用及其在我国的建设情况。 会议现场 北京科技大学刘国权教授   材料基因组计划(又名Materials Genome Initiative),简称MGI,最早在2011年由美国政府提出。北京科技大学刘国权教授介绍说:&ldquo 今年5月,王崇愚院士、南策文院士等数十名专家组成的咨询专家组撰写了《材料基因组计划与高端制造业先进材料咨询建议报告》。另外,中国工程院撰写了《材料科学系统工程发展战略研究》,堪称中国版的材料基因组计划咨询报告。&rdquo 中国科学院高能物理研究所董宇辉研究员   中国科学院高能物理研究所董宇辉研究员介绍说:&ldquo 以往材料的研发,由于缺乏足够的参考数据,更多的是采用&ldquo 试错法&rdquo 。不断的试验各种化学配比、各种制备条件,检验制备的材料性能如何,然后考察这些材料在服役过程中的性能。之所以采取这种方式来探索新型材料,主要是因为我们对上述决定材料性能的环节了解的太少,而且没有系统的认识,只好根据经验来摸索,凭借努力和运气来发现合适的新材料,这无疑得花费很高的时间和成本。&rdquo   材料基因组的核心目标是将新材料的研发周期缩短,降低成本,因此需要高通量计算、高通量合成与快速表征以及数据信息库三部分之间的有效结合,其中高通量表征在材料基因组计划的重要部分。同步辐射光源和中子源由于其自身的特点和优势,无疑在材料的高通量表征中发挥举足轻重的作用。 中国科学技术大学国家同步辐射实验室副主任高琛教授   中国科学技术大学国家同步辐射实验室副主任高琛教授介绍说:&ldquo 同步辐射光源具有高亮度,特别是高亮度的X射线能够给出精确的原子结构信息 同步辐射具有从红外到硬X射线的宽能谱,使得探测原子、电子、声子多种结构都有可能 同步辐射具有很好的准直性,可以获得纳米、微米、毫米各种尺寸的光斑,因而使得探测埃-纳米-微米,直到毫米级的多尺度成为可能。同步辐射光源的这些特点能为实现材料样品的高通量快速检测提供了条件。&rdquo   据介绍,目前,我国在北京、上海和合肥等地建有同步辐射光源装置。其中上海同步辐射光源装置首批7条光束线站已经对用户开放,其中6条线站可用于材料研究和表征。在未来线站工程规划中,微束白光劳厄衍射等光束线将能够进一步提升高通量材料芯片的表征能力。 中科院能量转换材料重点实验室主任陆亚林教授   中科院能量转换材料重点实验室主任陆亚林教授介绍了合肥同步辐射光源装置的建设情况。他说:&ldquo 合肥的同步辐射光源装置始建于1984年,总投资6400万,建有5条光束线和实验站 1998-2004年,投资11800万,用于提高光源亮度和运行可靠性,并增建8条光束线和8个实验站 2012-2014年,再次投资18900万,增加安装波荡器的直线节,降低束流发射度,大幅度提高亮度,新建3台波荡器和10个光束线前端。&rdquo   此外,董宇辉介绍说,中科院还将计划在北京周边建设高能同步辐射光源,材料科学研究是该光源的首要目标之一,特别是高通量、原位实时的实验技术,将为材料基因组的高通量、多尺度分析提供重要技术支撑。 中国科学院物理研究所CSNS靶站谱仪工程中心王芳卫研究员   中子不带电,穿透性强,有磁矩。因此,中子散射具有许多独一无二的特点,成为探测研究材料的微观结构与动力学的强有力工具之一,与同步辐射互为补充。中国科学院物理研究所CSNS靶站谱仪工程中心王芳卫研究员介绍说:&ldquo 散裂中子源是中子散射研究和应用的主要平台,具有脉冲中子通量高,中子波段宽,及脉冲时间结构。这些特点为高通量、高分辨率、复合体系的微观结构和动态测量(特别是在固态量子材料、生物软物质材料和工程结构材料等领域)带来新的契机。&rdquo   王芳卫介绍说,我国于2011年10月在广东省东莞市开始建设散裂中子源。中国散裂中子源(CSNS,China Spallation Neutron Source)是发展中国家拥有的第一台散裂中子源,目前关键设备设计均已完成,预计2018年3月完成实验验收并对用户开放。   CSNS一期设计的束流功率为100kW,脉冲中子通量将大于2*105/(cm2/s),进入世界四大散裂中子源行列,将来升级到500kW后中子通量将提高到~1016/(cm2/s)。   CSNS设计拥有3个中子慢化器,能产生4种不同脉冲特性的中子束流,提供20条束道用于中子散射研究。不过由于项目建设经费的限制,一期工程仅建有3台谱仪,严重制约CSNS的应用范围。CSNS科技委员会和461次香山会议的专家都呼吁加紧规划和申请剩余束道的谱仪建设。因此特申请在国家&ldquo 十三五&rdquo 计划期间,增资建设其余17台特色中子散射谱仪,使CSNS高效、全面地服务于我国科学技术前沿研究。
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