近日，国家自然科学基金委员会公布了国家重大科研仪器研制项目评审结果。据悉，2021年全国共资助该类项目79项，资助金额9亿余元。其中，燕山大学、长安大学、重庆医科大学、西安交通大学、西安理工大学、复旦大学、南开大学、中国矿业大学、中国石油大学（北京）以及中国地质调查局地质研究所等多个院所单位官宣获批立项。

       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。国家重大科研仪器研制项目包括部门推荐（平均资助额度直接经费约8700万元）和自由申请（平均资助额度直接经费约700万元）两个亚类。

       由燕山大学刘日平教授主持申报的国家重大科研仪器研制项目“电脉冲及压力作用下金属材料晶界重熔与再凝固装置”正式获得国家自然科学基金委员会立项资助，项目直接经费850万元。这是燕山大学首次获批主持国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目，是学校取得的又一项重大科研历史性突破。

       该项目由燕山大学独立承担，执行期5年。项目以航空航天、交通、核电等领域一些金属材料零部件急需性能优化为背景，研发电脉冲及压力作用下金属材料晶界重熔与再凝固装置，以实现晶界状态的调整、多尺度结构的形成和综合性能的大幅提升。项目拟研发的装置普适性强，不仅适于晶界相关科学问题研究，而且对解决我国金属材料领域部分“卡脖子”问题具有重要的推动作用。

       由长安大学牵头、地测学院张勤教授领衔申报的国家自然科学基金委重大科研仪器项目“无人机精准投放式北斗滑坡灾害智能监测预警系统”（项目编号：42127802）获国家自然科学基金委批准资助，直接经费816.41万元，研究期限五年（2022-2026年）。这是长安大学在重大科研仪器项目申报上的首次突破，也是张勤教授领导的科研团队在承担国家基金委重点基金项目、科技部国家重点研发项目之后的滑坡灾害科学研究的第三个重大项目。

       该项目依托长安大学测绘科学与技术和地质资源与地质工程一级学科，联合西安电子科技大学、西北工业大学和兰州理工大学等国内多家单位共同开展科研攻关，具有多领域多学科交叉的鲜明特征。该项目针对高位远程和应急艰险地区面临的滑坡监测设备上不去、数据传不出、人员风险大，而无人化监测部署技术尚处空白的现状，拟综合利用北斗导航、无人机、多传感器、自组网通讯、智能控制和先进遥感等技术，研制一种利用无人机远距离快速精准投放的北斗多传感监测设备，以突破常规滑坡监测技术中存在的装备能耗高、精度低、易受扰、成本大等系列技术瓶颈，精准捕捉滑坡演化过程中的关键形变特征信息，实现滑坡地表监测无人化、智能化、实时化和普适化，为解决国家重大战略需求的关键科学问题提供重要技术支撑。

       由重庆医科大学附属第二医院的黄晶教授牵头，联合中科院声学所、北京安贞医院、超声医学工程国家重点实验室等单位申报的国家重大科研仪器研制项目“双频超声靶向高血压治疗仪”获得立项资助，项目直接经费716.02万元。

       高血压患病人群巨大，其并发症是国人致残、致死的首要病因。肾去交感神经术（RDN）是高血压器械治疗的主流技术，可减少或消除高血压患者长期用药，为高血压治疗带来重大变革。但传统RDN存在有创性、消融盲目性和缺乏即刻疗效评价指标等卡脖子问题。“双频超声靶向高血压治疗仪”项目开创性地将双频/同轴/共焦聚焦超声系统和神经标测集成系统相结合，首次利用差频聚焦超声干涉效应形成低频振动声，用于肾神经标测和疗效验证，创建了无创超声消融靶向化和剂量个体化RDN治疗新技术。该项目的实施将大幅提升RDN的有效性和安全性，使RDN迈入无创化和精准化治疗时代，为广大高血压患者带来福音。

       西安交通大学第一附属医院肿瘤放疗科韩苏夏教授申报的“基于CLI多模态功能成像的肿瘤精准放疗实时监测评价系统研制 ”项目获得国家自然科学基金重大科研仪器研制项目批准立项，直接经费908.54万元。这是西安交通大学第一附属医院继2017年吕毅教授获批重大科研仪器研制项目后再次获得该类型项目。该项目针对目前精准放疗监测评价系统必须引入额外照射剂量进行监测或者不能准确实时监测的问题,基于切伦科夫成像(CLI)技术创立肿瘤精准放疗实时监测评价新模式。重点研制一体化同步三维放射监测子系统和多模态图像数据分析及中控子系统：设计环形一体化结构，利用门控选通技术及单光子计数模式算法，提高信噪比，实现极微弱切伦科夫光的高精度、高稳定性同步成像；开发光学技术和相关算法获取靶区对应的三维剂量与位置信息,通过多模态图像融合和配准计算放疗靶区的剂量、位置偏差并实时反馈；建立原创的生物医学数学物理模型库，获得靶区生物医学光谱分布情况分析肿瘤氧环境时空变化，研究肿瘤相关基因与放射敏感性的关系,寻找放射增敏靶点。该项目的实施将建立一个放射物理与生物研究新平台，为精准放疗科学研究提供一种新工具。

       西安理工大学材料科学与工程学院梁淑华教授主持的“金属基复合材料粉末原位制备及其在线监测系统研制”、自动化与信息工程学院刘丁教授主持的“半导体硅单晶生长数字孪生与品质管控系统”同时获得该类项目资助，创西安理工大学历史最好成绩！这是继西安理工大学2014年和2016年分别获批1项该类项目之后，再次获批。

       以西安理工大学为依托单位、梁淑华教授团队主持的“金属基复合材料粉末原位制备及其在线监测系统研制”获批国家自然科学基金重大科研仪器研制项目，批准经费916万元。金属基复合材料是极端服役环境下重大装备核心部件不可或缺的战略性材料。在3D打印、先进粉末冶金等制造技术引领下，金属（含合金）粉末气雾化制备技术、设备及机理研究已取得了长足进步。然而，与金属粉末相比，金属基复合材料粉末研究起步较晚，制备涉及的过程更多，形成机理更复杂，高品质金属基复合材料粉末制备面临瓶颈，限制了高性能金属基复合材料制造及应用。该项目针对高品质金属基复合材料粉末重大需求，基于原位合成原理创新、过程控制设计技术创新、雾化机理监测技术创新，研制专门用于高品质金属基复合材料粉末制备及其形成机理研究的科研仪器。仪器的成功研制将为新型金属复合材料粉末开发提供实验平台，为金属熔体雾化机理研究提供观测平台，从而有力推动我国金属基复合材料制粉科学与技术进步。

       由西安理工大学为依托单位、刘丁教授团队主持的“半导体硅单晶生长数字孪生与品质管控系统”获批国家自然科学基金重大科研仪器研制项目，批准经费779万元。半导体硅单晶是制造集成电路芯片的重要材料，研究硅单晶生长先进理论和核心工艺，开发旨在提高硅片品质的技术手段，是当前我国半导体硅单晶生长研究领域和产业界亟需解决的紧迫问题。该项目在深入研究半导体硅单晶生长基本理论和主要技术方法的基础上，基于数字孪生技术将生长设备与关键工艺相融合，以硅片品质管控为目标，通过建立和优化硅单晶生长过程中多场耦合机理模型与过程模型，实现对生长工艺与参数的优化设计；深入挖掘多批次硅单晶生长全过程多源异构数据，实现基于数据驱动的硅单晶生长设备运行状态评估及安全监控；建立基于硅单晶生长信息的时空数据可视化和数据管理平台，实现全动态、多场景、高实时生长过程展示；研制半导体硅单晶生长数字孪生与品质管控系统，实现硅单晶品质指标要求的生长工艺参数设定与在线优化。本项目对于提高我国半导体硅单晶产业的科学化、高效化、实用化生产水平，有着重要的科学指导意义和工程应用价值。

       由复旦大学环境科学与工程系王琳教授牵头申请的国家重大科研仪器研制项目（自由申请）——“大气团簇高分辨率粒径-化学组分在线分析系统”，获得国家自然科学基金委立项。该研发项目合作单位包括南京信息工程大学和中国科学院化学研究所。

       分子团簇是大气化学研究领域最具挑战性的课题之一，由于分子团簇极易扩散损失、稳定性差、化学结构复杂，且受到Kelvin效应的影响，分子团簇的测量是相关研究的关键技术瓶颈。该项目聚焦分子团簇原位协同测量的关键技术难点，在设计原理上融合了边界层理论、质谱方法、纳米颗粒物测量等多学科知识。王琳教授团队长期致力于大气化学中颗粒物形成机制的研究，在国际上首次证实了我国典型城市大气中“硫酸-二甲胺-水”三元成核形成大气细颗粒物的化学机制，在Science、Nature Geoscience、GRL、EST、ACP等刊物发表高水平研究成果。

       南开大学生命科学学院教授、科学技术研究部部长孔德领作为项目负责人，依托南开大学移植医学研究院，申报国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目“多器官拟在体联合灌注反应器”，成功获得批准，直接经费870万元。项目组成员包括我院院长沈中阳，器官移植中心史源、孙纪三、谢炎主治医师，以及天津医科大学朱毅教授，中国医学科学院生物医学工程研究所王宏、邓娟副研究员等。

       本项目的成功获批得益于沈中阳院长带领的器官移植团队长期开展器官常温机械灌注研究的基础，是前期科技部863计划项目资助的又一个成果。未来5年，在这个重大仪器项目的支持下，项目组将发挥医工结合的优势协同攻关，设计和研制集拟在体环境模拟、多器官联合灌注、生理/生化/影像学在线检测、器官修复与治疗于一体的科学仪器，不仅服务于器官移植外科的器官保存与修复，同时服务于发病机制、器官相互作用和药物筛选等基础研究。

       中国矿业大学叶继红教授主持申报的“真实火场环境隧道结构热力耦合损伤全过程模拟实验系统”获批2021年度国家重大科研仪器研制项目，直接经费938万元。这是中国矿业大学作为依托单位获批的第三个国家重大科研仪器研制项目。

       目前，我国已成为交通隧道建设规模最大的国家之一，年新增隧道千余处。随着隧道规模的日益增大，隧道发生火灾事故的风险也越加突出。该项目面向国家隧道工程火灾安全与防控的重大前沿需求，拟研发世界首台真实火场隧道结构热力耦合损伤物理模拟仪器，形成具有我国自主知识产权的重大科学装置，实现真实火场环境—结构损伤破坏全过程定量物理模拟，揭示隧道结构热力耦合致灾机理，推动隧道结构抗火设计理论发展，为地下空间开发、灾害防控体系构建与应急救援处置提供公共科学验证与研究平台，助力“平安中国”战略实施。

       由中国石油大学（北京）化学工程与环境学院陈光进教授负责的“大尺度-分维度组合式天然气水合物开采实验模拟系统”项目获立项资助，这是学校获立项资助的第3个国家重大科研仪器研制项目。

       该项目针对大直径（5-10米）高压模拟器面临的制造困难、使用时效性和安全性低等瓶颈问题，拟基于分维度等原创思想，以两个高压扇柱形釜为核心，构建大尺度-分维度组合式天然气水合物开采实验模拟系统，以代替传统的全维度圆桶形模拟器，等效模拟直径达到10米，并集成“热-压-电-声-光-磁”联合探测手段，实时监测实验过程沉积物水合物的状态变化，获取压力、温度、浓度、应力等多场结构参数。

       北京理工大学化学与化工学院张韫宏教授申报的“自发/受激拉曼和瑞利散射联用装置”项目，获得国家自然科学基金重大仪器研制项目的资助(项目批准号：42127806，资助金额：598.33万元)，该项目由北京理工大学牵头，江苏海洋大学、中智科仪(北京)科技有限公司共同参与申报。

        该重大仪器项目采用电悬浮、光悬浮、声光偏转控制悬浮等技术，捕获、悬浮、控制单个液滴和多液滴，建立具有时间分辨和空间分辨功能的悬浮液滴的原位测量装置。自发、受激拉曼与瑞利散射联用，可以提供液滴内部、表面以及气相的化学组成变化动态过程的原位光谱信息，实现对悬浮单液滴饱和蒸汽压、增长因子、扩散系数、折射率及其与SO2、NOx、O3等痕量气体反应的摄取系数等参数的精确测量;通过对液-液相分离过程进行空间分辨观测，获取不同液相的化学组成演变过程中的变化信息;通过悬浮控制组成相同或者不同的多个液滴，实现多个液滴的拉曼光谱同时测量，完成液滴之间碰并、融合、反应过程的拉曼光谱原位观测。该重大仪器项目可为中低水平灰霾污染机制研究，提供有利的测量手段，为制定有效的PM2.5的减排政策、评估PM2.5的气候效应和健康效应的提供支撑。

       中国地质调查局地质研究所陈文研究员领衔申请的“高效高精度高分辨激光显微探针稀有气体同位素微区原位分析系统研制”项目获资助，这是该所首次获批该类型项目。

       该项目是地质所同位素地质实验室（自然资源部同位素地质重点实验室）与北京中科思远光电科技有限公司合作，共同研制开发的一套高效高精度高分辨激光显微探针稀有气体同位素微区原位分析系统。该系统针对传统激光显微探针稀有气体分析技术存在热效应不可控、激光释气效率低、测量精度和成功率低、空间分辨率不理想、难以胜任真正的“微区”稀有气体同位素分析等问题，采用原创性设计方案，自行研制新型多波段高能飞秒激光器、新型飞秒激光瞄准和聚焦系统、多联组合式双真空激光探针释气样品室等关键核心部件，集成其它成熟技术，研制具有我国自主知识产权的高释气效率、高分析精准度、高空间分辨率、多波段高能量飞秒激光显微探针稀有气体同位素微区原位分析系统，以解决制约稀有气体同位素地球化学学科发展的瓶颈问题。

       上海健康医学院上海市分子影像学重点实验室主任黄钢教授领衔，联合北京纳米维景科技有限公司共同申报的国家重大科研仪器研制项目“整环SPECT/能谱CT一体化分子影像仪的研发”获批立项，项目直接经费858万元（批准号：82127807）。

       “整环SPECT/能谱CT一体化分子影像仪的研发”项目整合SPECT对放射性标记示踪剂的灵敏显像优势与能谱CT的能谱解析特色，创新性研发整环数字SPECT/能谱CT一体化分子影像设备，巧妙解决目前SPECT固有设计缺陷与不能定量显像等难题，有效实现SPECT的三维动态成像，满足高灵敏数据完整获取、高精度动态采集定量、高分辨病灶鉴别、高融合结构重建与功能评价、高精准定位与实时分子成像；设备中融入的能谱CT创新性采用了静止成像模式，突破以往螺旋CT高速旋转的机械离心力制约，避免运动伪影同时大大降低辐射剂量，时间分辨率较之目前的CT提高了近百倍，并能进行多能谱成像；为多模态分子影像动态定量检测的临床应用提供更先进的技术手段，也拓展了高端影像的创新空间。

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