基金委化学部一国家重大科研仪器研制项目结题验收

导读

近日，国家自然科学基金委员会（简称自然科学基金委）化学科学部组织专家对北京大学吴凯教授主持的国家重大科研仪器研制项目（部门推荐）“超高时-空分辨的离子化学研究系统”进行了结题验收。自然科学基金委副主任吴骊珠出席会议并在开幕式上致辞，教育部科学技术与信息化司一级巡视员张国辉、北京大学副校长朴世龙出席会议并讲话，化学科学部常务副主任杨俊林主持开幕式。

吴骊珠在讲话中强调，重大科研仪器研制项目是自然科学基金委推动原创科学工具建设的重要抓手。自然科学基金委已于今年设立科学工具领域申请代码，开辟科研仪器研制新赛道，持续推动仪器研制领域人才队伍建设。本项目的立项和研制克服了疫情等多重困难，得到了科学界、推荐部门和依托单位的大力支持，她希望项目团队持续迭代优化仪器平台，对标国际前沿，积极对外开放共享，助力我国基础研究高质量发展。

张国辉指出，新一轮科技革命聚焦基础前沿，突出原创性、颠覆性创新。国家重大科研仪器研制项目是自然科学基金委单体资助强度最大、实施难度最高的项目之一，承载着支撑原始创新的使命。他希望项目团队系统总结成果亮点，积极探索产业化发展路径。

朴世龙表示，科研仪器自主创新是衡量国家科技实力的重要标志。他承诺，北京大学将持续完善服务保障体系，全力推动仪器开放共享，助力高水平科研攻关。

验收专家组听取了项目负责人所作的研制汇报，以及项目监理组、仪器指标现场测试专家组、财务验收专家组和技术档案审核专家组分别提交的监理报告、测试报告、财务验收报告和档案审核报告，并现场考察了仪器设备运行情况。经审阅验收材料，专家组一致认为，项目团队已完成项目计划规定的全部研制任务，各项技术指标均达到或优于任务书要求，整体性能满足预期目标，建议该项目通过结题验收。

项目团队、自然科学基金委相关部门、项目推荐部门及依托单位相关人员参加会议。

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据悉，国家自然科学基金委员会于2011年设立国家重大科研仪器研制项目，面向科学前沿和国家需求，以科学目标为导向，资助对促进科学发展、探索自然规律和开拓研究领域具有重要作用的原创性科研仪器与核心部件的研制，以提升我国的原始创新能力。重大科研仪器研制项目包括部门推荐和自由申请两个亚类。自重大科学仪器研制项目设立以来，国家自然科学基金委化学科学部资助多项部门推荐的重大科研仪器项目 。

表1 “催化与表界面化学”相关重大仪器研制项目（部门推荐）信息表

表2 “催化与表界面化学”相关重大仪器研制项目（自由申请）信息表

超高时-空分辨的离子化学研究系统

问题的提出：离子是物质科学中的基本粒子之一，是稀土分离、核废料处理、离子电池、分子磁体、发光、相转移催化、土壤污染修复和离子通道等领域中重点研究对象。溶剂介质中离子化学的核心科学问题是离子溶剂化效应。溶剂化离子的结构复杂而动态，造成研究手段匮乏，理论处理棘手。

研制目标：建造一套具有超高时-空分辨能力的离子化学研究系统，探索与发现离子化学中的新现象和新性质。

仪器构成与功能：该系统的建成将为相对稳定的金属正离子和非金属负离子的制备提供普适的方法；所产生离子束通过电化学系统的加速、抽取、偏转、漂移和减速，软着陆到介质表界面或其它指定位置；综合利用软着陆离子束、分子束、低温和超高真空技术，实现原位制备单离子、溶剂化离子、离子对、离子配合物和聚集体等；结合超高空间分辨成像技术和超高时间分辨的超快多维光谱技术、测量单个离子的本征结构，研究受控的离子溶剂化过程，探究溶剂化离子的大小、结构、电荷和能量转移等；监控单一离子在多相表界面的迁移动力学，研究离子迁移与介质表界面结构、离子种类、离子大小和溶剂化效应等之间的内在关系；对具有特殊功能性质的稀土发光和磁学配合物，测量单个裸露离子或配位（或溶剂化）离子的光学及磁学性质等。整套仪器的主要参数指标包括：在空间分辨上约为0.01 ~ 0.1 Å；时间分辨上为fs ~ ns（不同能量测量范围）；在能量分辨上能达到0.1 ~ 1 meV；为达到软着陆目的，离子束的能量小于1 eV。仪器构成示意图见图4。

应用领域：该仪器将在我国超纯稀土萃取、高端稀土功能材料开发、土壤污染中重金属处理、核废料处理中的放射性离子提取与转化、磁性分子材料的设计与制备、离子电池和储能材料的研制等重大应用过程提供技术平台。

超高时-空分辨离子化学研究装置的主要系统功能划分

来源：国家自然科学基金委、中国科学杂志社