基礎(chǔ)科學(xué)板塊“冷分子制備、物性與化學(xué)動力學(xué)”專項項目指南

? ? ?冷分子和超冷分子的碰撞和化學(xué)反應(yīng)是原子分子物理和物理化學(xué)領(lǐng)域研究的前沿課題，對其研究能從量子力學(xué)層面來深入認識和理解分子碰撞和化學(xué)反應(yīng)機理，并有助于促進對常溫下化學(xué)反應(yīng)的研究。我國科學(xué)家在冷分子和超冷分子的碰撞和化學(xué)反應(yīng)方面取得了一些具有原創(chuàng)意義的研究成果，受到了國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。然而，冷分子和超冷分子的碰撞和化學(xué)反應(yīng)研究在國際上仍處在起步階段，一系列重要的科學(xué)難題沒有得到解決，其難點主要表現(xiàn)在實驗上制備和操控冷分子和超冷分子以及利用外場來操控化學(xué)反應(yīng)極其困難，理論上對低溫下分子碰撞和化學(xué)反應(yīng)的精確計算也極具挑戰(zhàn)。

　　國家自然科學(xué)基金委員會基礎(chǔ)科學(xué)板塊現(xiàn)啟動“冷分子制備、物性與化學(xué)動力學(xué)”專項項目，旨在從最根本的層面來認識和理解化學(xué)反應(yīng)過程，為設(shè)計和調(diào)控化學(xué)反應(yīng)提供依據(jù)。專項倡導(dǎo)原始創(chuàng)新，鼓勵物理和化學(xué)研究人員深度合作，共同推動這一前沿交叉領(lǐng)域的發(fā)展。

　　一、科學(xué)目標

　　發(fā)展新的方法和實驗技術(shù)手段，結(jié)合理論獲得對低溫和超低溫下分子的碰撞和化學(xué)反應(yīng)的認識和理解。通過新的實驗方法和制備新的超冷分子體系，探索超冷碰撞和反應(yīng)中新奇的量子現(xiàn)象，從而獲得在量子力學(xué)層面對超冷化學(xué)新的認識和理解。利用激光、電磁場等調(diào)控手段，對冷分子和超冷分子的碰撞和化學(xué)反應(yīng)進行控制，實現(xiàn)冷分子化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的精密測量與調(diào)控。通過對冷原子、離子和冷分子反應(yīng)動力學(xué)的研究，結(jié)合高精度的分子勢能面，發(fā)展高效冷分子傳能和反應(yīng)動力學(xué)理論，揭示微觀動力學(xué)新的機制，并開拓冷分子化學(xué)在星際化學(xué)與天文觀測等領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　二、研究方向和研究內(nèi)容

　　（一）超冷三原子分子系綜的制備與操控（申請代碼1選擇數(shù)理科學(xué)部A21或A24下屬代碼）

　　研究原子-分子Feshbach共振機制并發(fā)展理論模型。合成三原子分子并制備高相空間密度的超冷三原子分子系綜，探測三原子分子的能級、壽命和磁矩等，研究光激發(fā)對三原子分子的影響。理論結(jié)合實驗給出三體相互作用勢能面的高精度描述。探索三原子分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和能級的操控方法。

　　（二）外場調(diào)控下超冷分子的碰撞和反應(yīng)（申請代碼1選擇數(shù)理科學(xué)部A21或A24下屬代碼）

　　實現(xiàn)超冷分子多自由度單量子態(tài)精確操控，利用電場、微波以及囚禁勢等外場調(diào)控分子間長程相互作用、少體碰撞和化學(xué)反應(yīng)，對碰撞和反應(yīng)過程進行精確表征，實現(xiàn)分子間散射共振、穩(wěn)定的彈性碰撞和可控化學(xué)反應(yīng)，發(fā)展分子間碰撞與反應(yīng)的理論模型與計算方法。

　　（三）冷分子化學(xué)反應(yīng)超快動力學(xué)（申請代碼1選擇數(shù)理科學(xué)部A21或A24下屬代碼）

　　制備不同種類百mK量級冷分子與團簇體系，在時間域直接觀測激光誘導(dǎo)冷分子及分子間化學(xué)反應(yīng)超快動力學(xué)，實現(xiàn)冷分子化學(xué)反應(yīng)中間態(tài)與產(chǎn)物的時頻域聯(lián)合調(diào)控，揭示冷分子與液態(tài)超流環(huán)境相互作用的新效應(yīng)。

　　（四）里德堡超冷分子長程相互作用反應(yīng)動力學(xué)（申請代碼1選擇數(shù)理科學(xué)部A21或A24下屬代碼）

　　發(fā)展超冷里德堡分子超長化學(xué)鍵的直接成像技術(shù)，研究里德堡分子的束縛機制、非絕熱躍遷效應(yīng)、分子波矢演化動力學(xué)和分子動力學(xué)的時空效應(yīng)等，實現(xiàn)超冷里德堡分子長程相互作用反應(yīng)過程的高時空分辨率靈敏探測，實現(xiàn)分子動力學(xué)外場對分子量子態(tài)的精確調(diào)控，深入理解超冷里德堡分子內(nèi)部量子動力學(xué)行為和分子間量子化學(xué)反應(yīng)過程。

　　（五）冷分子碰撞傳能動力學(xué)（申請代碼1選擇化學(xué)科學(xué)部B03下屬代碼）

　　在典型的冷分子體系，選擇并調(diào)控分子特定的量子態(tài)、空間和自旋取向等性質(zhì)，觀測冷分子間非彈性碰撞過程；結(jié)合機器學(xué)習(xí)和量子化學(xué)計算構(gòu)建高精度的多原子分子體系勢能面，發(fā)展高效的多原子分子間非彈性碰撞的量子動力學(xué)方法及立體動力學(xué)理論，定量計算冷分子碰撞的態(tài)-態(tài)量子傳能動力學(xué)性質(zhì)，揭示其中的微觀動力學(xué)新機制，進而實現(xiàn)對冷分子間碰撞傳能過程的精準量子調(diào)控。

　　（六）冷原子分子反應(yīng)動力學(xué)（申請代碼1選擇化學(xué)科學(xué)部B03下屬代碼）

　　發(fā)展冷原子、冷分子反應(yīng)動力學(xué)實驗方法，實現(xiàn)冷碰撞條件下的態(tài)-態(tài)反應(yīng)動力學(xué)研究。選擇具有關(guān)鍵性意義的冷分子反應(yīng)體系，準確測量其反應(yīng)速率以及分支比；結(jié)合高精度的分子勢能面發(fā)展冷分子反應(yīng)動力學(xué)理論，研究小質(zhì)量數(shù)的分子反應(yīng)中長程相互作用、非絕熱過程、立體效應(yīng)、以及量子干涉與共振等現(xiàn)象。研究星際等環(huán)境中可能實際存在的冷分子反應(yīng)過程。

　　（七）冷離子分子反應(yīng)動力學(xué)（申請代碼1選擇化學(xué)科學(xué)部B03下屬代碼）

　　研究超冷離子與量子態(tài)和速度選擇的冷原子冷分子間的反應(yīng)。對具有代表性的冷離子分子反應(yīng)，精確測量其化學(xué)反應(yīng)速率以及反應(yīng)分支比，觀測冷離子分子反應(yīng)所特有的量子效應(yīng)；結(jié)合高精度勢能面以及量子動力學(xué)的理論計算模擬，研究離子分子反應(yīng)中的長程相互作用、電荷轉(zhuǎn)移過程和激發(fā)態(tài)動力學(xué)，分析低溫下離子-分子化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律。

　　三、資助計劃

　　本專項項目資助期限為4年，申請書中研究期限應(yīng)填寫“2023年1月1日—2026年12月31日”。計劃資助7-8項，平均資助強度為300-350萬元/項，總資助直接經(jīng)費為2400萬元。

　　四、申請要求及注意事項

　　（一）申請資格

　　1.具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷；

　　2.具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）。

　　在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進行申請。

　　（二）限項申請規(guī)定

　　1.本專項項目申請時不計入申請和承擔(dān)總數(shù)范圍，正式接收申請到自然科學(xué)基金委做出資助與否決定之前，以及獲資助后，計入申請和承擔(dān)總數(shù)范圍。

　　2.申請人同年只能申請1項專項項目中的研究項目。

　　3.其他限項申請要求按照《2022年度國家自然科學(xué)基金項目指南》“限項申請規(guī)定”執(zhí)行。

　　（三）申請注意事項

　　1.申請書報送日期為2022年11月21日—11月26日16時。

　　2.本專項項目申請書采用在線方式撰寫。對申請人具體要求如下：

　　（1）申請人在填報申請書前，應(yīng)當(dāng)認真閱讀本申請須知、本項目指南和《2022年度國家自然科學(xué)基金項目指南》的相關(guān)內(nèi)容，不符合項目指南和相關(guān)要求的申請項目不予受理。

　　（2）本專項項目旨在緊密圍繞“冷分子的制備、物性與化學(xué)動力學(xué)”，集中國內(nèi)優(yōu)勢研究團隊進行研究，成為一個專項項目群。申請人應(yīng)根據(jù)本專項項目擬解決的具體科學(xué)問題和項目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項目名稱、科學(xué)目標、研究內(nèi)容、關(guān)鍵科學(xué)問題、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費等。

　　（3）申請人登錄科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)http://grants.nsfc.gov.cn/（沒有系統(tǒng)賬號的申請人請向依托單位基金管理聯(lián)系人申請開戶），按照撰寫提綱及相關(guān)要求撰寫申請書。

　　（4）申請書中的資助類別選擇“專項項目”，亞類說明選擇“研究項目”，附注說明選擇“科學(xué)部綜合研究項目”，申請代碼1應(yīng)當(dāng)根據(jù)“二、研究方向和研究內(nèi)容”選擇數(shù)理科學(xué)部或化學(xué)科學(xué)部相應(yīng)的申請代碼。以上選擇不準確或未選擇的項目申請將不予受理。

　　（5）請按照“專項項目-研究項目申請書撰寫提綱”撰寫申請書時，請在申請書正文開頭注明“冷分子的制備、物性與化學(xué)動力學(xué)：XXX（填寫擬資助的7個研究方向之一）”。

　　申請書應(yīng)突出有限目標和重點突破，明確對實現(xiàn)本專項項目總體科學(xué)目標和解決核心科學(xué)問題的貢獻。

　　如果申請人已經(jīng)承擔(dān)與本專項項目相關(guān)的其他科技計劃項目，應(yīng)當(dāng)在申請書正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請項目與其他相關(guān)項目的區(qū)別與聯(lián)系。

　　3.申請人應(yīng)當(dāng)嚴格按照《國家自然科學(xué)基金資助項目資金管理辦法》等相關(guān)規(guī)定和《國家自然科學(xué)基金項目資金預(yù)算表編制說明》的具體要求，按照“目標相關(guān)性、政策相符性、經(jīng)濟合理性”的基本原則，認真編制《國家自然科學(xué)基金項目預(yù)算表》。

　　4.本專項項目采用無紙化申請，申請人完成申請書撰寫后，在線提交電子申請書及附件材料。依托單位只需在線確認電子申請書及附件材料，無須報送紙質(zhì)申請書，但應(yīng)對本單位申請人所提交申請材料的真實性和完整性進行認真審核，在項目申請接收截止時間前通過信息系統(tǒng)逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料；在申請截止時間后24小時內(nèi)在線提交項目申請清單。項目獲批準后，依托單位將申請書的紙質(zhì)簽字蓋章頁裝訂在《資助項目計劃書》最后，在規(guī)定的時間內(nèi)按要求一并提交。

　　5.本專項項目咨詢方式：

　　國家自然科學(xué)基金委員會數(shù)理科學(xué)部

　　聯(lián)系人：倪培根

　　聯(lián)系電話：010-62326911

　　國家自然科學(xué)基金委員會化學(xué)科學(xué)部

　　聯(lián)系人：黃艷

　　聯(lián)系電話：010-62329320

　　（四）其他注意事項

　　1.為實現(xiàn)專項項目總體科學(xué)目標，獲得資助的項目負責(zé)人應(yīng)當(dāng)在項目執(zhí)行過程中關(guān)注與本專項其他項目之間的相互支撐關(guān)系。

　　2.為加強項目之間的學(xué)術(shù)交流，本專項項目群將設(shè)專項項目總體指導(dǎo)組和管理協(xié)調(diào)組，并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會。獲資助項目負責(zé)人必須參加上述學(xué)術(shù)交流活動，并認真開展學(xué)術(shù)交流。

 

來源：國家自然科學(xué)基金委員會    

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