基礎科學板塊“冷分子制備、物性與化學動力學”專項項目指南

? ? ?冷分子和超冷分子的碰撞和化學反應是原子分子物理和物理化學領域研究的前沿課題，對其研究能從量子力學層面來深入認識和理解分子碰撞和化學反應機理，并有助于促進對常溫下化學反應的研究。我國科學家在冷分子和超冷分子的碰撞和化學反應方面取得了一些具有原創意義的研究成果，受到了國際學術界的廣泛關注。然而，冷分子和超冷分子的碰撞和化學反應研究在國際上仍處在起步階段，一系列重要的科學難題沒有得到解決，其難點主要表現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反應極其困難，理論上對低溫下分子碰撞和化學反應的精確計算也極具挑戰。

　　國家自然科學基金委員會基礎科學板塊現啟動“冷分子制備、物性與化學動力學”專項項目，旨在從最根本的層面來認識和理解化學反應過程，為設計和調控化學反應提供依據。專項倡導原始創新，鼓勵物理和化學研究人員深度合作，共同推動這一前沿交叉領域的發展。

　　一、科學目標

　　發展新的方法和實驗技術手段，結合理論獲得對低溫和超低溫下分子的碰撞和化學反應的認識和理解。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中新奇的量子現象，從而獲得在量子力學層面對超冷化學新的認識和理解。利用激光、電磁場等調控手段，對冷分子和超冷分子的碰撞和化學反應進行控制，實現冷分子化學反應動力學的精密測量與調控。通過對冷原子、離子和冷分子反應動力學的研究，結合高精度的分子勢能面，發展高效冷分子傳能和反應動力學理論，揭示微觀動力學新的機制，并開拓冷分子化學在星際化學與天文觀測等領域的應用。

　　二、研究方向和研究內容

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

　　研究原子-分子Feshbach共振機制并發展理論模型。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，研究光激發對三原子分子的影響。理論結合實驗給出三體相互作用勢能面的高精度描述。探索三原子分子內部結構和能級的操控方法。

　　（二）外場調控下超冷分子的碰撞和反應（申請代碼1選擇數理科學部A21或A24下屬代碼）

　　實現超冷分子多自由度單量子態精確操控，利用電場、微波以及囚禁勢等外場調控分子間長程相互作用、少體碰撞和化學反應，對碰撞和反應過程進行精確表征，實現分子間散射共振、穩定的彈性碰撞和可控化學反應，發展分子間碰撞與反應的理論模型與計算方法。

　　（三）冷分子化學反應超快動力學（申請代碼1選擇數理科學部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冷分子及分子間化學反應超快動力學，實現冷分子化學反應中間態與產物的時頻域聯合調控，揭示冷分子與液態超流環境相互作用的新效應。

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

　　發展超冷里德堡分子超長化學鍵的直接成像技術，研究里德堡分子的束縛機制、非絕熱躍遷效應、分子波矢演化動力學和分子動力學的時空效應等，實現超冷里德堡分子長程相互作用反應過程的高時空分辨率靈敏探測，實現分子動力學外場對分子量子態的精確調控，深入理解超冷里德堡分子內部量子動力學行為和分子間量子化學反應過程。

　　（五）冷分子碰撞傳能動力學（申請代碼1選擇化學科學部B03下屬代碼）

　　在典型的冷分子體系，選擇并調控分子特定的量子態、空間和自旋取向等性質，觀測冷分子間非彈性碰撞過程；結合機器學習和量子化學計算構建高精度的多原子分子體系勢能面，發展高效的多原子分子間非彈性碰撞的量子動力學方法及立體動力學理論，定量計算冷分子碰撞的態-態量子傳能動力學性質，揭示其中的微觀動力學新機制，進而實現對冷分子間碰撞傳能過程的精準量子調控。

　　（六）冷原子分子反應動力學（申請代碼1選擇化學科學部B03下屬代碼）

　　發展冷原子、冷分子反應動力學實驗方法，實現冷碰撞條件下的態-態反應動力學研究。選擇具有關鍵性意義的冷分子反應體系，準確測量其反應速率以及分支比；結合高精度的分子勢能面發展冷分子反應動力學理論，研究小質量數的分子反應中長程相互作用、非絕熱過程、立體效應、以及量子干涉與共振等現象。研究星際等環境中可能實際存在的冷分子反應過程。

　　（七）冷離子分子反應動力學（申請代碼1選擇化學科學部B03下屬代碼）

　　研究超冷離子與量子態和速度選擇的冷原子冷分子間的反應。對具有代表性的冷離子分子反應，精確測量其化學反應速率以及反應分支比，觀測冷離子分子反應所特有的量子效應；結合高精度勢能面以及量子動力學的理論計算模擬，研究離子分子反應中的長程相互作用、電荷轉移過程和激發態動力學，分析低溫下離子-分子化學反應的基本規律。

　　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.具有承擔基礎研究課題的經歷；

　　2.具有高級專業技術職務（職稱）。

　　在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學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）限項申請規定

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

　　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年度國家自然科學基金項目指南》“限項申請規定”執行。

　　（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，應當認真閱讀本申請須知、本項目指南和《2022年度國家自然科學基金項目指南》的相關內容，不符合項目指南和相關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、物性與化學動力學”，集中國內優勢研究團隊進行研究，成為一個專項項目群。申請人應根據本專項項目擬解決的具體科學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、科學目標、研究內容、關鍵科學問題、技術路線和相應的研究經費等。

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

　　（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“科學部綜合研究項目”，申請代碼1應當根據“二、研究方向和研究內容”選擇數理科學部或化學科學部相應的申請代碼。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、物性與化學動力學：XXX（填寫擬資助的7個研究方向之一）”。

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

　　如果申請人已經承擔與本專項項目相關的其他科技計劃項目，應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯系。

　　3.申請人應當嚴格按照《國家自然科學基金資助項目資金管理辦法》等相關規定和《國家自然科學基金項目資金預算表編制說明》的具體要求，按照“目標相關性、政策相符性、經濟合理性”的基本原則，認真編制《國家自然科學基金項目預算表》。

　　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，無須報送紙質申請書，但應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簽字蓋章頁裝訂在《資助項目計劃書》最后，在規定的時間內按要求一并提交。

　　5.本專項項目咨詢方式：

　　國家自然科學基金委員會數理科學部

　　聯系人：倪培根

　　聯系電話：010-62326911

　　國家自然科學基金委員會化學科學部

　　聯系人：黃艷

　　聯系電話：010-62329320

　　（四）其他注意事項

　　1.為實現專項項目總體科學目標，獲得資助的項目負責人應當在項目執行過程中關注與本專項其他項目之間的相互支撐關系。

　　2.為加強項目之間的學術交流，本專項項目群將設專項項目總體指導組和管理協調組，并將不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人必須參加上述學術交流活動，并認真開展學術交流。

 

來源：國家自然科學基金委員會    

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