当前位置:首页 >> 出版物 >> 简报

 
    首页 * 出版物 * 简报

    创新资源共享模式,服务重大科学目标:“纳米制造的基础研究”联合开放实验室已成为我国纳米制造领域的重要研究基地

    日期 2011-11-25   来源:委办公室   作者:  【 】   【打印】   【关闭

    第7期
    (总第443期)

      本文提要:当今科学研究日益向宏观和微观两个层次发展,对先进的科研条件和观测手段依赖性更强。国家自然科学基金委员会倡议组建的由国内13个所属不同部门与纳米制造相关的特色实验室组成的“纳米制造的基础研究”联合开放实验室,现已成为国内纳米制造领域科学研究、人才培养、对外开放和交流合作的重要基地,为重大研究计划战略目标的实现、研究内容的深入开展、实验技能的培训和先进仪器设备的共享提供了重要的科研条件和装备支撑,同时以特惠的实验服务机制为学术思想活跃的青年学者提供了实质性条件支持。联合开放实验室的成功建设与运行,为科技资源的共享与优化配置及管理模式的创新探索了新途径。

      世界各国为了提高自身的科技创新能力,把科技基础条件资源的建设与合理配置提升到了国家战略的高度。改革开放以来,我国科研设施、基地和资源等科技条件建设有了很大的改善,已逐渐形成规模。但同时,多头投入、分散封闭、缺乏共享、利用率低、地区差异大等问题也日益显现。据报道,我国大型仪器平均利用率不到25%,而发达国家则高达170%-200%。一方面,低水平的仪器设备利用率严重制约了我国科研潜力的释放和科技创新能力的提高;另一方面,有限的科研项目资助经费常常被一些缺乏实验条件的单位或项目负责人用于购置常规的仪器设备,而这些常规的仪器设备在国内其他单位早已购买或闲置。

      上述情况在需要投入巨大研究经费的纳米制造微观与前沿研究领域尤为突出。国家自然科学基金“十一五”期间立项的重大研究计划“纳米制造的基础研究”,在立项之初就切实感受到了缺乏实验仪器设备共享机制对计划本身战略目标实现的制约。该计划围绕纳米精度制造、纳米尺度制造、宏/微/纳跨尺度制造、纳米计量与表征、纳米装备与系统原理等基础科学问题,探索制造过程中能量、运动与物质结构和性能间的作用机理与转换规律,建立纳米制造理论基础及工艺与装备原理,为实现纳米制造的一致性与批量化及纳米技术产业的发展提供理论基础,涉及机械工程、物理、化学、生物、材料和信息等诸多学科。作为当代科技发展的前沿新兴领域,该重大研究计划的实施既需要多学科的交叉、配合,更依赖高端仪器设备支撑与实验研究条件,特别是与之相关的价格昂贵的高水准洁净环境、高端纳米薄膜加工制备(如PVD、CVD、电子束曝光与光刻、FIB等)和精密测试(如透射电镜、扫描电镜等)等关键设备。而重大研究计划的项目经费有限且主要用于基础科学研究,无法购买这些昂贵设备。国内与纳米制造领域相关研究机构在实验室软硬件资源储备上各具特色,但资源分布不均,优质资源过于集中,缺少跨学科、跨地区的实验设备开放和共享机制。因此,为了保障“纳米制造的基础研究”重大研究计划的实施,特别是为了解决受该计划资助的中青年学者缺乏高端实验设备和实验条件的现实问题,有必要整合国内纳米制造领域的特色资源,形成强强联合、优势互补、开放共享的运行管理机制。组建服务重大科学目标的基础性、前瞻性和战略性研究的实验室联盟,成为“纳米制造的基础研究”主题下的必然选择。

      在国家自然科学基金委员会的倡议与支持下,2010年9月,国内13个与纳米制造相关的实验室负责人正式签署重大研究计划“纳米制造的基础研究”联合开放实验室建设方案和开放运行协议,并挂牌运行。首批13个成员实验室包括7个国家重点实验室、1个国家重点联合实验室、1个教育部重点实验室、1个教育部工程中心,以及3个部门特色实验室。共计开放共享与纳米制造研究相关的科学仪器与设备190余台套,总价值约4亿人民币。其中,最贵的单台设备(电子束光刻机)价值1200万。

      联合开放实验室服务于纳米制造的基础科学研究,通过顶层设计和统一规划,明确重点服务对象和科技攻关任务,把提高自主创新能力和合作共享摆在首要位置,建立了网络化、实体方式运行的联盟组织,由轮值主任负责协调各成员实验室的日常运行、提交运行评估报告、负责组织该重大研究计划相关的实验技能交流、实验技术培训等活动。运行1年多来,许多受资助的项目负责人得到了联合开放实验室的技术支持,开放共享的仪器设备累计服务上万小时,测试加工上千件样品,并为30多所高校和科研机构的300余名科研人员提供了微纳米加工技术培训。通过对近3年资助的127个重大研究计划项目负责人及13个成员实验室进行的问卷调查表明,联合开放实验室运行成效显著。一是,充分利用了国内现有软硬件资源,为重大研究计划战略目标的顺利实现提供了重要支撑与条件保障,提高了现有设备的利用率。如电子束光刻设备工作时间增加130多个小时,飞秒/皮秒激光微纳加工系统、透射电镜与扫描电镜等精密加工与测试设备的开放时间提高约20%,高端纳米薄膜加工设备的使用处于饱和状态,约50%的重大研究计划资助项目利用了联合实验室的设备。二是,促进了纳米制造领域跨学科、跨部门研究人员的学术交流与合作,提升了研究深度和水平,获得了原创性成果。如利用三维超微图案复制加工系统和电化学扫描显微镜,发展了一种亚微米尺度的含有电化学氧化还原对的NaCl晶体固体电解质的方法;利用飞秒激光微加工系统制备出了生物相容性好、可调谐的蛋白质基光学微器件。三是,通过实验特惠服务机制,为潜心探索但基础设施薄弱的中青年学者提供了实质性实验条件支持,节省了近200万元实验费用,同时极大丰富了中青年学者的科学实验手段,加强促进了纳米制造领域人才的培养。四是,避免了昂贵软硬件仪器/设备的重复购置,节约了科研条件建设经费。五是,通过提供集中式或特约培训指导和实验技能咨询等特色服务,实现了实验技能、实验发现和设备使用知识的共享,节省了在实验方法摸索方面的投入,整体上提升了纳米制造领域实验人员操作技能和技术水平。

      联合开放实验室的运行表明,以提升创新能力为核心,以服务特定科学目标为特色,以集成共享为主线,在基础前沿研究的若干关键领域,集中优势资源,支持我国科学家开展具有重大科学意义的创新性研究工作,构建若干个布局合理、装备优良、开放共享、高效运行的科学研究公共平台,是科研条件建设的新思路。在上述指导思想下,联合开放实验室将进一步加大科技资源的整合共享力度,力争建成面向重大科学目标的共性技术研究试点基地,成为我国纳米制造基础研究领域自主创新的战略“基石”。




版权所有:国家自然科学基金委员会 京ICP备05002826号 文保网安备1101080035号