科研实习项目收获
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专业

物理 化学 微电子 计算机/软件/通信 自动化 生物/基因/生物物理 自然科学 人文科学 电子学 地理 数学 材料
  • 超导国家重点实验室
  • 表面物理国家重点实验室
  • 磁学国家重点实验室
  •   超导电性是指许多材料在低温下电阻完全消失的一种物理现象。超导电性的研究一直是凝聚态物理的重要课题,对基础理论创新和应用技术发展两方面都有着重要的意义。自1911年荷兰物理学家Onnes发现超导电性以来,已经有5次诺贝尔物理学奖授予和超导相关的研究。1986年铜氧化合物超导体的发现,掀起了全球高温超导研究的热潮。

      实验室的研究方向涵盖了超导体研究的各个方面,即新超导体的探索,高温超导机理和相关物理研究,薄膜制备以及超导薄膜器件应用研究等。实验室的工作一直处于国际超导研究的前沿,频繁在国际权威杂志上发表有影响的论文并多次在国际超导大会上作邀请报告。

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      实验室以物质表面和界面为主要研究对象,使用高精度原子尺度实验工具,与理论方法密切结合,开展与信息科学、纳米科学和能源科学有直接联系的材料制备、物性表征、功能调控等方面的研究。当前研究集中于发展原子级精度控制方法制备低维与纳米结构,发展多种自由度、高分辨率新型表征技术,以此为基础研究表面/界面各种局域效应及其集体行为、微观结构/掺杂/缺陷等对体系宏观性质的影响、以及相关的电子激发态动力学特征等。随着新材料的不断出现、材料结构的尺度和维度向着更小的方向发展,表面物理研究的重要性变得日益突出,已经成为一个交叉学科的新的生长点。

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      实验室的研究方向是:以磁性物理的基础研究为指导,以有重大应用背景的材料--稀土过渡族金属间化合物和氧化物、自旋电子学等为重点,开展物质的基本磁性和磁电、磁热、磁光等效应研究,探讨从微观电子结构、介观、界面及复合相到宏观磁性之间的内在联系,探索新材料和新的人工结构材料的磁性物理学。实验室现分五个课题组开展相应的工作:
    1)散裂中子源设计;
    2)自旋电子学材料、物理及器件研究;
    3)磁性金属氧化物/化合物量子序调控及相关效应研究;
    4)磁性纳米结构与磁共振研究;
    5)新型磁性功能材料的探索和研究。

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  • 光物理重点实验室
  • 先进材料与结构分析实验室
  • 纳米物理与器件实验室
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      实验室为从事光物理基础研究及应用基础研究的实体,主要研究方向是光与物质相互作用的基础研究,同时开展新材料在光学,尤其是在光子学领域的应用基础研究,即一方面重视光物理本身的研究,另一方面将现代光学的方法和技术引入凝聚态物理和材料科学中去,开拓几种新材料在高技术产业中的可能应用。实验室瞄准国际科学前沿,在激光物理、光子晶体、非线性光学、量子光学、强场物理及超快过程研究等方面开展了在国内外有相当影响的基础和应用研究工作。在激光器件和新型薄膜材料研究上也有较强的力量,能够研制并提供多种超短脉冲激光器件和全固态激光器件,并取得了具有国际先进水平的成果。此外将光学和物理学的方法、手段应用于生物系统也是目前正在发展的重点学科方向。与凝聚态物理与材料科学紧密结合是光物理实验室研究的重要特点。

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      实验室在深入开展电子显微学理论和实验方法研究的基础上,注重其在凝聚态物理学、材料科学及生命科学中的应用。目前实验室的研究工作主要涉及电子全息、电子能量损失谱,高分辨电子显微学,会聚束电子衍射,准晶、纳米材料微结构分析、多种无机材料的结构和相图,巨磁电阻多层膜及隧道结以及强关联材料的电荷有序化研究。利用计算机模拟和理论模型化方法对实验的数据进行深入分析。

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      实验室致力于纳米材料及其物理以及其在信息器件和能源器件中应用的基础研究,目前由四个研究组构成,实验室的运作特色是加强各研究组之间的交叉合作,发挥集体智慧,凝炼明确的科研目标,力争取得具有重要影响的创新性的科研成果。主要的研究方向是:以纳米材料的合成和生长为基础,利用先进的表征手段,研究其物性以及制备纳米材料功能器件,开展纳米材料在信息、能源、及生命科学等领域内的应用基础研究。四个研究组的研究方向包括纳米信息材料和器件物性、单分子及纳米结构的电子输运研究、纳米器件及其物理、低维电子系统。

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  • 极端条件物理重点实验室
  • 凝聚态理论与计算重点实验室
  • 软物质与生物物理重点实验室
  •   在传统科学日臻完善的今天,为了能创造出更多的机遇以取得新的研究突破,非常规的极端实验条件变得越来越重要。实验室是由原中科院极低温物理开发实验室和物理所部分低温、高压方面的研究组联合组建而成的,在利用这些极端条件进行各种物理问题的研究方面已积累了丰富的经验,并广泛应用各种极端条件的综合交叉,具有自己的研究特色。研究方向包括强关联电子体系的低温物性研究、重费米子材料的理论和实验研究等。

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      实验室自成立以来,本着"开放、流动、竞争、联合"的创办方针,努力造就超越前代学术水平的优秀青年理论物理学研究人才,并积极开展与国际各理论物理中心的交流,已初步拥有一支精干研究队伍。研究方向包括低维多体凝聚态系统的理论研究、固体与纳米材料物性计算研究、计算凝聚态物理、低维受限体系的新奇量子现象研究、玻色-爱因斯坦凝聚及量子信息等。

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      软物质(Soft matter)或称软凝聚态物质(Soft condensed matter)是指处于固体和理想流体之间的复杂态物质。它的基本特性是对外界微小作用的敏感性、非线性响应、自组织行为等。软物质在介观尺度(约10-10000nm)范围内,通过相互作用可形成从简单的时空有序到复杂生命体一系列的结构体和动力学系统。软物质一般由大分子或基团组成,如液晶、聚合物、胶体、膜、泡沫、颗粒物质、生命物质等,在自然界、生命体、日常生活中广泛存在。构成生物体的物质大多为软物质,如细胞、蛋白质、DNA等。 近来,软物质物理已成为国际上受到普遍重视的新学科领域。软物质的研究横越物理、化学、生物三大学科,特别是软物质物理研究的深入开展,是物理科学通向生命科学的桥梁。软物质物理代表了21世纪凝聚态物理发展的重要趋势。

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  • 固态量子信息与计算实验室
  • 清洁能源重点实验室
  • 崔琦实验室
  •   当前,信息技术的发展遇到了三大瓶颈。首先,随着信息全球化的飞速发展,世界的信息存储需求量不断激增,信息存储器件的存储容量需求在大幅度提高(信息存储瓶颈);其次,随着信息处理芯片集成度的不断提高,经典计算机的运算速度和计算能力将达到极限(计算能力瓶颈);第三,人类计算能力的不断提高和数学的不断进步,使得现有的信息安全系统面临严重的威胁(信息安全瓶颈)。实验室将瞄准信息时代我国社会发展的重大需求,探索建立我国具有自主核心技术的信息存储容量大、信息处理速率高和信息传输绝对安全的信息的量子技术和工程体系。

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      实验室被认定为"新能源材料与器件北京市重点实验室"。研究领域包括:锂二次电池与燃料电池、太阳能材料及器件、III-V半导体外延材料与器件(LED)、氧化物半导体外延材料与器件。

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      实验室以普林斯顿大学崔琦 (Daniel Chee Tsui) 教授的名字命名,主要从事于低维(0-2维)凝聚态物理系统的实验研究。由于发现二维电子系统中的分数量子霍尔效应,崔琦教授曾于1998年获得诺贝尔物理学奖。实验室的主要研究方向有:二维电子系统物性、极端条件下的新物质态、人工纳米结构中的量子调控、半导体自旋物理学和半导体器件应用,等等。

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  • 功能晶体研究与应用实验室
  • 可再生能源发电技术实验室
  • 电力电子与电能变换技术实验室
  •   研究工作主要集中在宽禁带半导体晶体生长和新功能晶体材料探索方面,近年来在SiC晶体生长和加工、铁基新超导体和硼酸盐晶体、掺杂宽禁带半导体的物性以及SiC衬底上外延石墨烯及其性能等方面获得了一系列基础研究成果,同时在高技术产业化领域也取得了重大突破,形成了鲜明的特色。

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      可再生能源发电技术实验室于70年代末在国内率先开展了可再生能源发电技术的研究开发工作,是国内很早研究可再生能源发电的単位之一, 研究方向涉及:风力发电、光伏发电、太阳能热发电、太阳能电池、海洋能发电以及光伏发电系统和风力发电系统质量监测 。

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      电力电子与电能变换技术实验室面向国家能源、电力和交通的战略需求.重点解决电力电子与电能变換领域的重大应用基础理论和战略高技术问题。电力电子与电能变换技术实验室的研究方向:
    (1)大功率电力电子与直线要动技术,包括高压大功車电能变换技术、新型电力电子装置及应用、大功率直线驱动技术及前沿探索;
    (2)高功率密度电气驱动及电动汽车技术,包括高功率密度发电系统技术、高功率密度电力电子装各技术、特种电机和功率电子模块封装技术;
    (3)极端电磁环境科学技术,包括特种电源技术、大电流放电及其向用、放电等离子体及其应用、高压与绝缘技术;
    (4)车用能源系统,与控制技术,包括车用网络总线与电动汽车整车控制、动力蓄电池管理系统、电磁差容技术、非接触式充电技术,以及智能用电技术。

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  • 电力设备新技术实验室
  • 直流电网科学技术实验室
  • 超导与新技术材料应用研究实验室
  •   实验室开创性地发展了常温及自循环蒸发冷却的概念,掌握了大型电机蒸发冷却的一系列关键技术,拥有蒸发冷却技术的自主知识产权,处于国际领先地位。七十年代以来,与产业部门合作,研制成功1.2MW、50MW蒸发冷却汽轮发电机和10MW、50MW、400MW蒸发冷却水轮发电机,为我国电机和电力工业的发展做出了重要贡献,获多项国家和院部级奖励,建立了较完备的研究实验条件,形成了我国唯一的大型电机蒸发冷却技术实验室,拥有200MW汽轮发电机足尺内冷线棒的蒸发冷却强迫循环系统实验平台、400MW蒸发冷却水轮发电机足尺线棒的蒸发冷却自循环系统实验平台和1.2MW定、转子双蒸发冷却的汽轮发电机等实验装备。目前开展的科研工作有:蒸发冷却汽轮发电机和水轮发电机的技术平台研究、300MW蒸发冷却汽轮发电机前导机组的研究和700MW蒸发冷却水轮发电机的研究,及其在国家重大电站建设中的示范应用。

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      无线输电能不能成为现实?超级电容器借助电力电子技术能否成为新一代的电力储能系统?飞轮储能这种高效能又无污染的新型储能技术,是否是一种解决电能质量问题的方案?微型电网能否成为未来分布式供能在配电网中的主要组织形式?新型高压直流输电系统能否将全控型器件代替半控型器件,使换流器能向无源网络供电?直流电网科学技术实验室人在思索,并将通过自己的努力给出答案。

      实验室的科研方向:(1)无线输电技术的基础研究;
    (2)分布式电力系统研究及仿真平台研制;
    (3)定制电力技术应用基础研究。

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      超导与新技术材料应用研究实验室的研究方同主要包括超导与能源源新材料的制备技术、超导电力科学技术、基于新型电工材料的应用探素和新型输电技术、超导强磁场技术、微纳加工与检测技术、智能传感技术、储能电池技术以及智能电气设备技术等。本实验室致力于解决超导电工学及其应用、微纳加工领域、智能电气领域的关键科学技术同题.促进超导与能源新材料技术、超导电力与新型输电技术和超导磁体技术、徴纳加工技术、智能电气设备技术的实用化,提升我国电工技术的自主创新能力,为能源、交通、医疗、国家安全等的可持续发展和重大科学工程提供科学技术支撑。

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  • 生物电磁学与电磁探测技术实验室
  • 国家能源风电叶片实验室
  • 燃气轮机实验室
  • 物电磁学与电磁探测技术实验室以电磁场理论和电磁探测技术为核心,开展生物电磁技术、工程电磁场及其应用、电磁信息检测与成像技术等研究。实验室的研究方向:(1)生物电磁技术,包括生物电磁效应与电磁检测技术及其相关医疗设备、再生医学设备与技术;
    (2)工程电磁场及其应用,包括多场智能探测技术、电机与电磁技术、超传统能源与电力技术、工程电磁场及相关电磁新技术的前沿探索研究;
    (3)电磁信息检测与成像技术,包括电磁信号检测与传感、电磁成像与应用、特种磁体机构研究。

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    国家能源风电叶片实验室的建设目标是建设兆瓦级以上大型及超大型风电叶片设计、制造及工艺技术为主的核心技术研发创新平台;以建设高水平的、可持续的科技创新能力为主线,为风电叶片产业的发展提供核心技术和装备;建设世界级的风电叶片研发中心及公共实验平台;成为国际知名的风电叶片检测中心;成为风电叶片研究与制造领域有影响的国际合作科研平台,并成为国际重要的风电技术研究基地和高层次人才培养基地。

    实验室的研究领域:风能利用技术、新型燃气轮机关键技术的基础与应用研究。实验室的研究方向:(1)风能方向:适合中国风资源特点的风力机专用翼型研究;反映中国气候与地理特点的风资源评估与风电场优化设计技术;风电叶片检测技术及检测标准研究;大型风电叶片三维设计方法与设计体系研究;风能海洋能一体化综合利用技术研发。
    (2)新型燃气轮机方向:燃气轮机总体设计技术;新型压气机研究;对转涡轮研究;短环形燃烧室研究;微能源系统的气动研究。

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      燃气轮机实验室的研究领域:以先进轻型动力技术研发及系统集成为主线,进行小型涡扇发动机和车用燃气轮机的基础研究、关键技术研发、系统集成创新及新产品研制。

      燃气轮机实验室的研究方向:
    (1)航空发动机结构设计及系统集成:高负荷高效率宽裕度风扇/压气机技术、组合压气机(多级轴流+离心、斜流+离心或双级离心)设计技术;航空发动机高温升燃烧室设计技术;航空发动机燃烧室的污染物(NOx、碳烟、CO等)的生成原理及污染排放的控制技术;综合考虑气动性能、冷却特性、叶片可靠性的透平冷却设计技术;型号研发与关键技术验证。
    (2)地面燃气轮机结构设计及系统集成:高功率密度车用燃气轮机总体结构设计;三转子燃气轮机转子动力学研究;高效闭式离心叶轮强度振动研究和结构设计;紧凑式多燃料环形回流燃烧室结构设计;动力涡轮可调导叶调节规律研究;车用燃气轮机高效除尘机构及电调技术研究;全电车辆高速电机与燃气轮机集成技术研究等,型号研发和关键技术验证。

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  • 循环流化床实验室
  • 分布式供能与可再生能源实验室
  • 储能研发实验室
  •   循环流化床实验室的研究领域:循环流化床技术研发,主要是其在煤、生物质、废弃物等多种燃料的高效清洁燃烧与高效梯级转化利用中的应用,以及综合节能减排技术的研发。

      循环流化床实验室的研究方向:
    (1)循环流化床燃煤大型化研究与开发:大型循环流化床炉膛内气固流动、燃烧和换热均匀性研究,大容量超临界炉型研究,超临界参数热力分配、关键技术与系统集成技术研究开发;
    (2)循环流化床节能环保锅炉技术:节能型循环流化床锅炉技术和循环流化床NOx超低原始排放技术,应用于煤、碳基燃料、生物质、污泥等多种燃料;
    (3)循环流化床煤气化技术:面向工业燃气的常压循环流化床煤气化技术研发及系统集成应用,加压循环流化床煤气化技术开发;
    (4)低温热解与燃烧技术:面向煤炭资源高值化利用的循环流化床热解-燃烧耦合技术研发;
    (5)煤粉的高效低排放燃烧技术:基于煤的燃料预热燃烧技术、循环流化床富氧燃烧技术;
    (6)多相流的反应、测量与模拟计算:多相流干燥、包衣反应,多相流无接触测量,多相流模拟计算;
    (7)燃烧化学及燃烧诊断技术:燃烧化学、催化燃烧、燃烧诊断。

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      分布式供能与可再生能源实验室的研究领域能量综合梯级利用原理与方法,多能源互补机理与分布式供能系统集成,太阳能热利用及高效余热利用技术研究。

      分布式供能与可再生能源实验室的研究方向:
    (1)多能源互补的分布式能源系统:分布式系统能量综合转换梯级利用;分布式总能系统集成理论与方法,微小型动力与余热吸收式制冷/热泵技术,及其他相关节能减排技术;
    (2)太阳能热利用技术:多能源品位互补梯级利用的高效能量转化机理,热互补与热化学互补方法与技术,系统集成理论与关键技术;
    (3)化工动力多联产与温室气体减排:燃料化学能梯级利用与CO2富集的协同机理,CO2减排与能量转化一体化原理与方法,系统集成创新和技术发展路线;
    (4)新型高效冷却与强化换热:金属流体与氦气换热的ADS二回路先进冷却技术,低阻高效紧凑式换热器设计与多参数优化理论,冷却系统集成,空化关键技术应用。

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      储能研发实验室的研究领域:主要从事大规模储能技术的研究与开发,特别是新型空气储能技术、蓄冷蓄热系统与材料、微型抽水蓄能系统等。

      储能研发实验室的研究方向:
    (1)新型空气储能技术:开展传统压缩空气、蓄热式压缩空气、液态空气、超临界空气储能系统关键技术的实验与数值模拟,研究开发具有自主知识产权的1-300MW新型空气储能系统,并进行工程示范与产业化;
    (2)蓄冷蓄热系统:开展适合于大规模应用的蓄冷蓄热系统与材料研究,包括蓄冷蓄热系统的设计、实验与数值模拟,蓄冷蓄热材料的热物性和热强度测量,新型微纳尺度蓄冷蓄热材料的研究等;
    (3)微型抽水蓄能系统:进行适合于城市使用的微型抽水蓄能系统的关键部件研发、系统集成和产业化。

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  • 传热传质实验室
  • 非线性力学国家重点实验室
  • 高温气体动力学国家重点实验室
  •  热传质实验室的研究领域:高强度传热及先进热物理测量。传热传质实验室的研究方向:(1)微纳结构材料/界面热输运及热物性:高导热、隔热、蓄热、强化表面及测试方法研究;
    (2)热压转换高强度传热:叶片无冷却气闭式高强度冷却机理及应用研究;
    (3)相变高强度传热:高温热管、微槽群、微通道机理及应用研究。

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    非线性力学国家重点实验室的中、长期学科方向为:
    (1)固体变形、损伤、破坏的非线性力学性质;
    (2)流体运动的非线性规律;
    (3)材料和环境系统中非线性问题的基本理论和方法。近年来,LNM确定以多尺度力学为研究主题,它包括材料强度及灾变的跨尺度关联和复杂流动的多过程耦合现象。

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      以空天科技发展为主要应用背景,致力于高温气体动力学的基础问题研究。实验室面向航空航天和国民经济的重大战略需求,以突破空天科技的关键技术为主要目标,研究在高温、高超声速极端条件下,具有分子振动和转动激发、分子离解、电离等内态变化介质的复杂流动,完善高温气体动力学理论体系,支撑高超声速关键技术的突破。

      高温气体动力学国家重点实验室以开展高温气体流动的前瞻性、基础性和战略性研究为理念,以实现实验室科研目标从关键技术研究到关键技术集成研究的提升为宗旨,进一步优化布局实验室的科研团队,形成高温反应气体流动、超声速燃烧与推进技术、气动构型理论与优化设计、稀薄气体与非平衡流动、等离子体流动与清洁燃烧等五个相互支撑的主要研究方向。

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  • 国家微重力实验室
  • 流固耦合系统力学重点实验室
  • 先进制造工艺力学重点实验室
  •   作为微重力科学实验室,国家微重力实验室目前的研究领域涉及微重力科学的主要方向,包括微重力流体物理(简单流体的运动、多相流和复杂流体),微重力燃烧科学(燃烧机理和空间站防火),空间材料科学(凝固过程、晶体生长和模型化研究),空间生物技术与生命科学(生物力学、细胞-分子生物学和纳米生物技术),在流体物理、燃烧、生物力学和先进诊断技术,以及与材料科学和生命科学的交叉与融合等领域开展了有特色的创新性研究工作。

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      流固耦合广泛存在于自然现象、工程系统之中。流固耦合系统力学主要研究流体与固体相互作用规律,是建立在流体力学、固体力学等力学主要分支学科间的一门交叉学科。

      实验室以流体与工程结构的相互作用、流体与岩土体的相互作用、环境流动与多过程耦合以及油气水沙相互作用等四个方向为重点,多年来在海洋石油采输与分离技术、先进水中航行体、流域水环境与区域沉降、滑坡灾害监测和高速列车气动效应等方面作出了重要贡献,并形成了一支团结协作的高水平研究队伍。与此同时,立足自主创新,研发了系统配套的实验装置,并建设了大规模数值模拟平台和软件。实验室致力于促进系统力学这一新的力学研究思想,并为重大工程技术问题提供全新分析工具、变革性技术以及系统解决方案,为国家安全、国民经济和社会发展作出基础性、战略性和前瞻性贡献。

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      先进制造工艺力学重点实验室的研究定位与科学发展,秉承了钱学森先生创立的物理力学及其引申的工程科学思想、宏观认知上的系统科学观。实验室成立十余年间,在充分继承物理力学研究积累的基础上,通过有跨度的学科交叉、融合与会聚性的综合研究,集中聚焦空天飞行、先进交通与装备制造中的若干关键技术需求,取得了大量科学特色显著、工程先导影响明显的学术成就,包括激光毛化特种工艺及其工程化技术、物质表面涂镀层与强化工艺技术、激光制造工艺力学、激光焊接工艺技术、复杂飞行动力学与控制、机动车综合性能检测产业化技术等。实验室将继续在空天飞行、先进交通、装备制造等新的发展需求方面,以创造和前瞻带动为己任,着力于力学机理的新探索和关键性能可控机制的新发现,开展高性能制造核心工艺技术和复杂飞行控制的方法创新、技术创新和工程集成创新。

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  • 分子反应动力学国家重点实验室
  • 分子动态与稳态结构实验室
  • 高分子物理与化学实验室
  •   分子反应动力学是化学的前沿基础研究领域。它应用现代物理化学的先进分析方法,如激光、超高真空、光电子检测技术和计算技术等,在原子、分子的层次上研究不同状态下,如气相、凝聚相及界面体系等,和不同分子体系中,如单分子、双分子、纳米团簇和其他分子聚集体等,的基元化学反应的动态结构,反应过程和反应机理。

      实验室的研究方向不仅可以阐明分子反应过程中各种瞬态物种的结构、性质和作用,并能以态-态反应动力学,以及对分子相干态之间的作用的深入研究来阐明化学反应的内在规律。逐步从早期的研究气相化学中的基元化学反应,逐步发展到了对凝聚相和界面等领域中的分子相互作用和化学动态过程的研究,从而产生出了飞秒激光化学、非线性光学等新的研究方向。

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      实验室的目标是在分子动态与稳态结构的基础研究及应用基础研究方面取得具有创新性的重要成果,成为国际结构化学研究领域具有重要影响力的研究中心及团体之一。重点实验室化学所部分的主要研究方向为复杂体系分子动态学与动态结构化学。目前实验室的主要研究领域包括:大气物理化学、团簇化学与分子多相催化、生物体系中自由基行为及其生理功能的分子机制、复杂分子体系量子动力学的理论研究、结构化学生物学、介观凝聚态及质谱光谱学、理论金属有机化学与均相催化、功能体系的结构、表面和过程研究等。

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      实验室面向国际科学前沿、结合国家经济需求,开展高分子化学与物理的相关基础科学与应用基础研究。研究领域涉及高分子的合成与表征,高分子多尺度相态、图案化和微观加工过程,高分子结构、动态及动力学,流变学性能及加工工艺,生物相容性和环境友好高分子系统,高分子凝聚态理论,计算及分子模拟等领域。同时开展高性能高分子材料、智能高分子材料、生物医用高分子材料、环境友好高分子材料等研究。

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  • 有机固体实验室
  • 光化学实验室
  • 分子纳米结构与纳米技术实验室
  •   有机固体研究主要探讨有机功能分子的聚集态结构、光电磁等物理性能以及它们在器件方面的应用,涉及化学、物理、电子学等学科,属前沿交叉研究领域。

      有机固体重点实验室的研究方向为设计、合成新型有机分子和高分子,研究其聚集态的结构,分子间的相互作用,电子行为及相关现象,开展特殊物理、化学性质及分子器件等方面的研究。主要研究内容包括:
    (1)分子材料的基础研究;
    (2)分子材料中重要的物理化学现象和过程的研究;
    (3)分子材料中微尺度效应的研究;
    (4)分子器件的探索研究。有机固体重点实验室的研究方向和目标与中国科学院在新材料和纳米科技等方面的学科布局相一致,是中国科学院化学所在分子聚集体化学和纳米科技等研究领域的重要组成部分。

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      实验室的研究方向为:有机及生物光化学;光功能材料与光电化学;光催化及环境光化学。

      其研究的主要内容有:
    1)与光功能、光电功能有关的各种无机、有机和高分子化合物的合成和制备,
    2)各种有机分子、无机半导体、超分子体系、纳米体系和与生命过程相关体系的光化学反应研究,
    3)利用瞬态光谱、超高压装置、原子力显微镜等高时、空分析技术进行的分子和集合体的光化学动力学和动态学特性研究,
    4)光电功能体系、光催化体系和光敏化体系在环境治理、光能转换、信息存储与显示和光功能药物材料等方面的应用基础研究。

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      实验室现阶段的定位和发展目标是:研究分子纳米结构的构筑规律和物理化学特性,发展以SPM为主的纳米检测技术,探索分子纳米结构和纳米材料的若干可能应用,凝聚和培养纳米科学研究的优秀人才,形成一支在纳米科学领域中具有重要影响力的研究群体。

      实验室现阶段研究工作主要集中在以下六个既各具特色,而又互相联系、互相促进的研究方向:
    1.单分子、分子组装及分子纳米器件;
    2.生物分子检测表征与纳米生物学研究;
    3.先进碳纳米材料研究;
    4.环境保护纳米材料研究;
    5.能量转换与存储材料及器件研究;
    6.扫描探针技术及其它纳米检测的新技术和新方法。

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  • 胶体、界面与化学热力学实验室
  • 工程塑料实验室
  • 分子识别与功能实验室
  •   实验室致力于以分子或分子结构单元进行有序组装过程中所涉及的基础科学问题为主题,开展有重要前景的胶体、界面与化学热力学的基础研究。重点集中于仿生体系的分子组装与纳米结构体系设计;两亲分子的设计与组装;复杂流体化学热力学;功能胶体微粒的合成与应用;绿色介质体系的基本科学问题与应用。

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      实验室建设和发展初期以高分子复合材料和狭义的工程塑料研究为主;后逐渐扩展到多品种的高分子材料科学研究,如烯烃聚合催化剂的合成及可控聚合、高分子材料的增强增韧、塑料高性能化的新技术、苛刻环境中使用的先进高分子材料等方向。近年来,随着学科的发展和国民经济建设的需要,实验室增加了纳米复合材料、生物医用高分子材料、环境友好高分子材料和聚烯烃合金新材料的合成与制备等研究方向。

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      实验室主要有两个研究方向:

      第一为分子识别与超分子化学研究:以分子识别为基础,构建具有显著特色的新颖主体分子(蝶烯、杯芳烃和环三藜芦烃等)和自组装体,发展具有特殊分子识别及组装性能的超分子体系;研究新型的弱相互作用力、以及分子识别与组装的本质和规律,并探索其在分子识别与传感、超分子催化和生物功能模拟等方面的应用研究。

      第二为选择性合成方法学与功能分子的合成研究:基于分子识别原理,发展富有特色的酶催化、仿生有机小分子催化和新型过渡金属催化体系,研究催化反应过程中分子识别、选择性调控的本质和规律,建立经济、绿色、实用的合成方法,并应用于具有重要生物活性分子和代表性功能有机分子的构建。

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  • 活体分析化学实验室
  • 绿色印刷实验室
  • 高技术材料实验室
  •   实验室的研究方向为:
    1.活体采样:动物模型、微透析采样、其他微创与无创技术;
    2.选择分析:生物电化学、肽识别、核酸识别、光学探针、大分子区域结构探测、表面等离子体共振及成像;
    3.分离分析:样品制备、毛细管电泳、微流控技术、生物色谱、高效高选择性生物分离介质、生物质谱、高灵敏检测;
    4.生物应用:活性生物分子在线、原位或在体分析,生物分子时空变化与功能关系;
    5.新型实验装置与仪器研制:硬件设计、软件编制等。

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      实验室的总体定位是面向国家可持续发展的战略需求,致力于对我国可持续发展具有重要意义的环境、能源与资源相关新材料研究;以打印、印刷技术为平台,以具有重要应用价值的新材料应用开发和产业化技术为导向,注重相关创新性应用基础研究;在绿色印刷材料和技术研究开发方面发展成为有特色和重要影响的实验室。

      实验室的研究方向是:
    1.C1分子催化与转化研究;
    2.有机信息记录材料;
    3.印刷材料与器件研究;
    4.新功能材料;
    5.环境友好高分子材料;
    6.防覆冰材料研究。

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      实验室主要致力于国家急需的、有重大战略需求的先进高技术材料的基础创新及应用基础研究,并将先进高技术材料的实际应用和技术转化工作协调发展。

      实验室的主要研究方向为:
    1.耐高温聚酰亚胺基体树脂及其碳纤维增强树脂基复合材料;
    2.耐高温聚酰亚胺工程塑料;
    3.高性能聚酰亚胺薄膜;
    4.耐热聚合物泡沫材料;
    5.微/光电子制造与封装用聚合物材料。

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  • 生命有机化学国家重点实验室
  • 金属有机化学国家重点实验室
  • 有机氟化学重点那实验室
  •   生命有机化学国家重点实验室以"基于有机小分子的化学生物学"为研究方向。集成利用现代有机合成化学、物理有机化学、结构生物学和计算生物学、分子生物学、细胞生物学和分子药理学等学科的研究手段和方法,发展具有重要生物活性的有机小分子,并阐明其与生物大分子的相互作用,为解析生物大分子的功能,阐明生命过程中的信息传递和分子识别等做出贡献,为新医药和新农用化学品的研发提供先导化合物;同时发展创制这些化合物的有机合成和生物合成的新方法。

      实验室以下述五个方向为主要研究内容:
    (1)具有重要生物活性的复杂天然产物的研究:针对具有抗癌、抗炎、抗菌以及神经活性的生物碱、环肽、甾体及糖类天然产物进行全合成、结构-活性关系、及其与靶分子的作用机制研究。
    (2)重要生命过程的小分子调节剂的研究:针对在细胞内外信号传导过程中的一些关键因子如G-蛋白偶联受体、蛋白激酶以及细胞凋亡过程和自吞噬过程,发展高活性、高选择性的小分子调节剂,并应用于了解生物大分子功能的研究。
    (3)有机小分子与生物大分子相互作用的结构生物学研究:利用单晶衍射、NMR和计算模拟等技术,研究生物大分子及其与活性小分子的复合物的结构和构象,在原子水平探讨活性小分子如药物分子作用的内在机制。
    (4)生物合成和组合生物合成研究:对具有重要生物活性的聚酮、聚肽及聚酮/聚肽杂合类天然产物,从克隆生物合成基因簇出发,在建立生物合成途径和阐明新型酶学机制的基础上,运用组合生物合成的策略获得结构类似物,以满足药物发现和发展过程中对于结构多样性的需求。
    (5)有机合成的方法学研究:针对具有重要生理活性的复杂分子的合成,发展新的催化和转化方法,并将它们用于复杂生物活性分子的全合成,以及临床医药、农药等化学品的工业化生产。

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      金属有机化学国家重点实验室定位在基础研究,围绕金属有机化学学科前沿领域和发展趋势,紧密结合材料、环境、能源、医药等方向的国家重大需求,探索金属-碳(氢)键的形成、转化及淬灭的基本规律,发展导向有机合成和聚合物合成的金属有机化学,建成国际上有重要影响的金属有机化学研究基地。

      设计合成具有新型功能结构的金属有机配合物,探索其结构及化学反应性能;研究金属-碳(氢)键的形成及其化学转化;开拓导向有机合成和聚合物合成的金属有机化学,发展新的金属促进或催化的高效高选择性反应,为合成化学工业的可持续发展提供相关的科学基础。

      实验室目前的主要研究方向为:
    (1)金属配合物的合成、结构与反应化学;
    (2)导向有机合成的金属有机化学;
    (3)金属催化的不对称反应;
    (4)导向聚合物合成的金属有机化学。

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      结合当前国际有机氟化学和氟材料学科的发展趋势以及我国国民经济和国防建设的需求,实验室确定的研究方向为:
    (1)含氟物质的新型合成及转化方法学研究,包括新型氟化试剂开发,以及氟化、氟烷基化、氟芳基化、氟烯基化、含氟砌块转化、选择性脱氟、含氟单体聚合等过程的先进方法学;
    (2)与我国资源、能源、环境、人口与健康、现代农业、国防等国家战略领域相关的重要含氟物质(包括含氟功能材料和含氟生物活性物质)的合成以及构效关系研究;
    (3)重要氟化学工业生产以及氟产业升级过程中的关键科学和技术问题研究。

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  • 天然产物有机合成化学重点实验室
  • 有机功能分子合成与组装化学重点实验室
  • 物理有机化学实验室
  •   历年来,天然产物有机合成化学重点实验室在天然产物研究方面取得了非常突出的成绩。例如在青蒿素的结构、全合成及反应的系统研究的基础上,我国自主开发出具有高效、速效和低毒的抗疟新药―青蒿素,被世界卫生组织推荐为21世纪首选抗疟临床药物,并被广泛地使用;在天然资源的合理利用方面,利用我国丰富的甾体资源发展了我国甾体口服避孕药物的合成医药工业,极大地推动了计划生育工作的开展;而在植物生长调节剂和昆虫性信息素的结构鉴定和合成方面的研究为我国的农业发展作出了突出贡献。实验室的主要研究内容:
    (1)手性碳的不对称合成研究;
    (2)高效手性催化剂的负载化与循环使用;
    (3)生物催化与生物转化研究;
    (4)手性药物分子的药理学研究。

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      有机功能分子合成与组装化学重点实验室发挥有机合成化学的创造性,致力于生物功能导向的功能有机分子、光电功能导向的功能有机分子及复合材料基体树脂导向的功能有机分子等研究领域。

      实验室的主要研究方向包括:功能分子的设计与合成、功能分子的可控组装以及功能分子的聚集态结构与性能。

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      物理有机化学实验室的主攻方向是利用化学和物理的手段探索有机分子,特别是具有生物活性和材料性质的有机分子的结构和性质关系,包括:有机分子之间的疏水亲脂相互作用;疏水亲脂相互作用促进的有机分子簇集、自卷曲和解簇集;有序分子聚集体的组装和分子识别等。

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  • 计算机化学与化学信息学实验室
  • 分析化学实验室
  • 仪器分析化学实验室
  •   计算机化学与化学信息学实验室主要从事计算理论化学、计算机化学与分子信息学的研究。计算机化学与分子信息学是近年来出现的将化学和信息科学融合成为新研究前沿的交叉学科,涵盖了理论计算、新算法发展、新知识和新化学实体的发现以及化学虚拟现实等领域。

      实验室的主要研究工作包括:
    (1)波谱模拟与结构解析;
    (2)分子模拟与分子设计;
    (3)化学反应的分类与预测;
    (4)化学结构信息处理;
    (5)化学实验室信息管理系统。

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      分析化学实验室的主要任务是研究探讨各种分析方法并借助各种仪器设备为本所和其它科研单位提供通过化学计量认证的化学分析,包括:利用核磁共振,质谱及红外手段进行有机化合物的组成及分子结构分析;利用液相色谱、气相色谱、离子色谱及毛细管电泳等手段进行有机化合物的分离及分析;元素分析;有机化合物的定性及定量分析;有机化合物的化学物理参数的测定。

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      仪器分析化学实验室主要从事复杂样品的前处理、分离、检测技术和装置的研究,涉及环境、生物、公共安全、食品安全等多个领域。在分离检测技术方面,研究化学化工产品、天然产物、药物、矿产品、生物样品、食品、工业过程产物等复杂真实样品中特定组分(尤其是痕量组分)的分析测定方法。在分析仪器装置方面,主要从事小型/微型化仪器、便携式仪器以及特殊用途仪器的研制开发和应用。

      实验室的研究方向:
    (1)快速分离与检测研究组:离子迁移谱新方法和新仪器;飞行时间质谱新技术和新装置;新型电离技术及其应用;公共安全监测技术和应用;痕量化合物的光谱和质谱成像及其应用;纳米粒子测量新方法及其在大气科学中的应用;激光与物质相互作用及其在分析科学中的应用。
    (2)环境评价与分析研究组:复杂样品分离分析与痕量物质检测方法;分析分离材料与生物传感技术;有毒污染物监测技术;POPs污染消减控制方法与技术;持久性有机污染物的环境过程及生态风险评估。
    (3)微型仪器研究组:分析仪器关键部件和整机;高效样品前处理技术和装置;多维色谱分离技术。
    (4)化学传感研究组:比色阵列传感器技术及应用;环境中重金属离子污染物快速检测技术;环境中有毒阴离子污染物快速检测技术。

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  • 精细化工实验室
  • 催化基础国家重点实验室
  • 化学激光实验室
  •   精细化工实验室的研究领域:(1)均相不对称催化和生物活性的含氮化合物的全合成,主要研究芳香杂环化合物的不对称氢化;钯催化的不对称氢化;双功能醋酸银催化的不对称反应;不对称氢解反应;(2)杂环催化合成和不对称催化反应研究,主要研究含氮杂环的选择性合成研究;催化不饱和含氮化合物参与的环加成反应;不对称催化反应研究;(3)有机金属合成与催化,主要研究惰性化学键的催化活化;高活性过渡金属配合物催化剂研究;铁-催化的有机合成;(4)铜催化不对称反应研究,主要研究铜催化不对称炔丙基取代反应;铜催化不对称环加成反应;(5)金属络合物与分子活化研究,主要研究过渡金属有机络合物的合成;金属络合物与不饱和键的相互作用;金属催化C-H键活化与官能化;金属络合物中间体与底物相互作用;催化反应机理。

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      催化基础国家重点实验室以新催化反应、新催化材料和新催化表征技术研究为核心,以催化剂活性相、活性中心和反应机理原位表征基础研究为特色,在面向能源、环境和精细化学品合成等方面进行催化的应用基础研究。

      其中:(1)催化反应的探索,主要研究甲烷无氧芳构化反应;甲烷选择氧化反应;有机催化选择加氢反应;有机催化选择氧化反应;多相手性催化(环氧化、氢化、氢甲酰化、DA反应等;超深度脱硫和脱氮;CO,NOx,Sox,卤代烃和VOCs消除;烯烃环氧化绿色催化和催化过程;太阳能光催化反应制氢和消除污染物;甲醇及二甲醚的催化转化;含氧化合物及CO的低温完全氧化;酶催化及手性化合物合成。
    (2)催化材料的设计和制备,主要研究亚纳米孔和纳米孔催化材料;燃料电池催化材料;可见光区半导体光催化剂和光伏电池材料;微孔复合氧化物;负载型过渡金属氮化物,碳化物,磷化物和硫化物;透氧和透氢膜催化材料的制备;高温固体燃料电池材料;分子筛修饰和纳米分子筛的合成;氧化物担载的纳米金属催化剂;原子隔离分散的催化剂;多相手性催化剂。
    (3)催化研究新表征技术的发展,主要研究紫外共振拉曼光谱;原位固态核磁技术;激光诱导表面荧光光谱;光电子发射显微技术;时间分辨红外光谱,拉曼光谱和荧光光谱技术;多功能表面纳米探测技术;高分辨电子显微镜;高温X射线衍射仪;手性拉曼光谱。

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      化学激光实验室主要以短波长化学激光为研究方向,同时开展应用基础和应用研究。作为八六三重点实验室,化学激光实验室承担国家八六三短波长化学激光研究项目,设有超音速氧碘化学激光器、氧碘化学激光器新能源研究、氧碘化学激光器效率与光腔研究、光学元件加工与镀膜技术、化学激光新体系研究及测试技术、化学激光新型压力恢复系统技术等多项研究课题。该实验室在化学激光研究中取得了多项重大科技成果和奖励,许多研究成果处于国际先进水平。

      实验室的主要研究方向:
    (1)化学激光的高效化、实用化研究,包括新型高效化学能源研究;新型高效混合传能研究;新型压力恢复系统研究;化学燃料再生与重复使用。
    (2)化学激光的光束质量研究,包括适合化学激光的新型光学谐振腔研究;强光下的光束质量控制。
    (3)化学激光的新型工作模式,包括脉冲化学激光;化学激光倍频及喇曼频移。
    (4)化学激光新机理与新体系,包括全气相碘激光;O2(1S)及O2(1D)相关体系化学激光;碱金属体系化学激光;新型储能介质及新型出光体系。

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  • 分子反应动力学国家重点实验室
  • 航天催化与新材料实验室
  • 分离分析化学重点实验室
  •   分子反应动力学国家重点实验室的定位是:面向化学动力学前沿课题和国家需求,发展原创性的理论和研究方法,在原子、分子、量子态水平上理解化学反应的过程和机制,为与能源和环境等重要科学技术相关的化学反应过程的研究提供实验和理论基础。

      实验室的主要研究方向和目标:发展和利用国际先进的化学反应动力学实验技术和高精度动力学理论相结合的方法,深入细致地研究重要化学过程中的动力学机理,在原子、分子的层次和量子态分辨水平上揭示基本化学动力学规律,在分子反应动力学基础科学研究中做出重要创新成果,为重大科学技术进步提供基础知识支撑,保持反应动力学研究的国际领先地位,占据国际化学反应动力学研究的至高点。

      实验室的研究内容包括:
    (1)气相分子反应动力学;
    (2)分子团簇结构和光谱;
    (3)生物大分子结构及动力学;
    (4)表面光化学反应动力学;
    (5)液相超快动力学;
    (6)量子动力学理论发展与应用;(7)动力学实验研究新方法和仪器研制。

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      航天催化与新材料实验室结合航天航空需求,在吸波材料、相变材料、耗氧材料和热防护材料等领域也进行了广泛深入的研究,多种特种功能材料在航天和航空等领域获得实际应用。航天催化与新材料实验室以建设具有科技创新能力和辐射带动作用的航天材料工程中心为目标,不断开发新型航天航空催化剂,拓宽肼催化分解技术应用领域,重点发展无毒推进剂催化分解技术、凝胶推进剂催化分解技术和航天特种功能材料,大力加强学科基础建设,实现应用研究和基础研究并举。

      实验室的研究方向:新型肼分解催化剂研制以及在航天领域空间飞行器和航空领域飞机应急动力系统等的应用;过氧化氢、硝酸羟胺、煤油(醇)/过氧化氢等无毒推进剂催化分解技术的研究;凝胶推进剂催化分解技术的研究;肼分解催化剂结构和性能的关系特种吸附剂、高储能相变材料、新型吸波材料和隔热涂层材料等特种功能材料的研究;航天催化材料热化学和航天催化新材料基础研究;环保催化及催化新材料的研究;生物质转化制取有用化学品的研究;多孔金属有机化合物储氢材料的研究。

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      分离分析化学重点实验室的研究方向:
    (1)富集材料和方法研究,内容是针对新的分离模式及研究动态,侧重发展新型多维色谱理论;研究新型分离介质中溶质的保留机制;建立基于色谱热力学和动力学规律的色谱保留值和峰形的快速获取与预测软件系统。针对实践中发现的新问题及新现象加以研究,找出规律,并进一步指导实践。研究制备色谱、模拟移动床、径向色谱等新型大规模工业色谱的输运特征;建立有特色的研究方法;构建相关模型,对分析方法的发展与制备色谱的放大规模化生产提供理论依据。
    (2)高效分离与表征研究,色谱作为分离科学的重要分支,其核心在于分离介质和柱技术。基于生物活性分子识别作用原理所研制和开发的蛋白A免疫吸附血液净化材料制备。发展高效、稳定的新型蛋白质分子印迹分离介质合成方法。以高丰度蛋白质为模板分子,制备高选择性的新型分子印迹整体柱、核-壳磁性分子印迹聚合物和分子印迹纳米材料。研究表面包覆二氧化硅和二氧化钛的顺磁Fe3O4磁性纳米材料,通过对其表面进行化学官能团修饰,制备新型亲和与吸附纳米材料。以点击化学技术键合发展了新型的硅胶基质四聚乙二醇、?-环糊精、麦芽糖柱。
    (3)创新仪器和部件,以微型分析仪器和分析化学新方法、新仪器、新设备的研究和研制为主,特色在微型气相色谱、微型分析仪器、检测器和特种传感器、样品预处理装置的研制方面,应用于环境污染物监测和调查、食品安全、现场快速检测仪器和公共安全等方面。
    (4)利用现代物理、化学和生物技术来检测分子的性质和数量,并且使装置微型化、器件化,研制分析仪器的关键部件和整机;研究解决仪器分析之前的样品选择性/高倍数富集浓缩预处理方法和技术,并研制成实用装置。在已有工作基础上,研制与开发新型多维色谱分离、毛细管电泳分离装置及其相关组件,为蛋白质组学、代谢组学、中药组学等研究提供高效、高选择性分离技术平台。
    (5)分离分析在国家重大领域中的应用,利用现代分析仪器,进行复杂、痕量有机样品的分析,如环境、石油化工和天然产物中微量复杂组分的分离分析问题。将二维正交场分离系统用于蛋白质组学、代谢组学研究,发展实用的高效、高通量分析、分离及样品制备方法。发展分析到制备色谱的方法转换技术,在工业化、规模化制备色谱的应用领域开拓出一条新路。采用多维气相色谱、多维液相色谱等新型分离系统发展复杂样品的分离分析方法。新型分离介质的研究基础上,开发高效色谱分离介质,达到规模化稳定生产的规模,在药物分离、天然产物研究与生产中得到应用。

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  • 燃料电池实验室
  • 生物能源实验室
  • 化石能源与应用催化实验室
  •   燃料电池实验室的研究目标是通过燃料电池及相关领域的关键材料、核心部件、系统集成、过程监控等工程与工程基础研究,重点开发能量密度高、使用寿命长、环境友好的新型电动车辆、分散电站、移动电源等技术。

      实验室的主要研究方向有:
    (1)质子交换膜燃料电池关键材料及关键部件、燃料电池电堆、燃料电池系统、燃料电池环境适应性、燃料电池快速评价、燃料电池模拟与优化、固体聚合物水电解、可再生燃料电池系统,碱性阴离子交换膜燃料电池、新概念燃料电池与电化学系统、直接内重整熔融碳酸盐燃料电池。
    (2)先进电极催化材料和电解质材料、膜电极及电池的设计与制备、高温电极表面/界面的电化学过程、选择性氧化和还原的催化作用基础、模型计算和计算机模拟分析、电池堆和发电系统的结构设计。
    (3)直接醇类燃料电池、抗CO毒化阳极催化剂、耐甲醇阴极电催化剂、高温阻醇电解质膜、新型有序化膜电极(MEA)、电源系统集成优化等方面的研究;金属(镁、铝、锌等)/氧气(空气)电池、Me/Air、Me/O2以Me/O2/FC复合电源的研究、非贵金属电催化剂、高效复合阴极、新型合金阳极、智能化水热管理等技术;碱性聚合物电解质膜燃料电池、开发具有较高电导率、良好机械强度的QAM和PBI/OH等新型阴离子电解质膜材料、制备可高活性的PtPb/C、PtNi/C、PdAg/C等阳极电催化剂和非贵金属Co/Fe/Ni基阴极氧还原电催化剂、多种次瓦级至百瓦级的APEMFC样机组装;电化学传感器件、燃料电池膜电极(MEA)结构的电化学传感器。
    (4)超级电容器关键科学问题的研究、新型电极及电解质材料的开发、单体产业化技术及体统集成技术的开发。重点开展超级电容器中电荷传递过程及电极反应机理的研究、石墨烯等新型碳电极材料、金属氧化物及导电聚合物电极材料的研究、离子液体等新型电解质材料的研究;单体结构设计及超级电容器生产工艺的开发;模块均衡与热管理技术的开发;车用超级电容器模块的研制;面向智能电网建设及可再生能源发电市场的超级电容器储能技术的研发;其他新型电化学能量转换与存储技术的研究与开发。
    (5)高性能锂离子动力和储能电池,包括LiFePO4动力电池、LiNi0.5Mn1.5O4-Li4Ti5O12动力电池及LiMn2O4-Li4Ti5O12储能电池;高比能量锂-硫二次电池;高比能量锂-空气二次电池;其它新型二次电池,包括超级电池和全固态电池。
    (6)探索纳米材料及纳米技术在能源领域的应用。

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      生物能源实验室的主要研究目标为:催化化学、有机化学和生物化工为学科基础,研究生物质转化中的关键科学问题,重点探索木质纤维素、糖类及多羟基化合物、油脂等生物基原料的转化途径和方法,为生物基液体燃料、大宗能源化学品和精细化学品生产,提供一条不依赖化石资源的新路线和新方法,为工业应用提供创新技术。

      生物能源实验室的研究方向:
    (1)生物能源资源(生物质资源和关键平台化合物制备和加工利用,菊芋、HMF、糖等原料)
    ;(2)微生物代谢(新型菌种、菌株和细胞培养,高效生物酶发现,微生物代谢过程和工程);
    (3)生物转化技术(酶催化和生物转化技术开发)
    ;(4)生物质催化转化(催化氧化、加氢、脱水转化及应用技术);
    (5)生物液体燃料;(呋喃基新型液体燃料,生物乙醇和丁醇、油品添加剂制备技术);
    (6)生物能源化学品(生物基高分子材料及其单体、大宗能源化学品及精细化学品制备);
    (7)生物转化工程(生物技术、化学技术的转化、工艺包设计、工程化应用)。

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      化石能源与应用催化实验室围绕国家经济发展和能源战略目标,研究化石能源化学转化和利用过程中的关键科学问题,开发化石能源洁净高效转化和利用新技术、新催化过程和新型催化剂,为国家能源安全和能源保障战略提供科学和技术支持。

      实验室的研究方向:
    (1)化石能源的绿色高效转化;
    (2)合成气催化转化制液体燃料及化学品(合成气制液体燃料、合成气制含氧化合物);
    (3)高品质清洁运输燃料生产(脱硫、脱氮、脱芳、降凝);
    (4)烃类资源高效转化利用(重整/芳构化、异构化、烷基化、烯烃歧化);
    (5)非常规化石能源提质、转化和利用(超稠油、沥青、油砂、褐煤、煤焦油、页岩油等)。

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  • 节能与环境实验室
  • 甲醇制烯烃国家工程实验室
  • 太阳能实验室
  •   节能与环境实验室的研究方向:
    (1)能源环境工程(气体污染治理及工业气体净化、气液固三相反应过程研究、煤气化甲烷化制天然气);
    (2)储热及能源效率优化(利用吸附和化学反应方式实现太阳能的高密度季节性储存,拓展应用于工业废热及其它热能的利用);
    (3)废水治理工程(重点围绕油田和化工废水治理,开发高效多技术的集成过程);
    (4)微化工技术(微混合,微传热,微反应);
    (5)膜材料与工程(膜结构调控、气体分离、液体分离);
    (6)新型膜分离技术(新型膜分离过程,CO2高效分离,有机蒸气回收);(7)煤层气治理技术(VAM和CMM治理技术);
    (8)烟道气及柴油尾气脱硝技术(电厂烟道气及工业废气脱硝,柴油尾气脱硝)。

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      甲醇制烯烃国家工程实验室以新催化反应、新催化材料和新催化表征技术研究为核心,以催化剂活性相、活性中心和反应机理原位表征基础研究为特色,在面向能源、环境和精细化学品合成等方面进行催化的应用基础研究。

      其中:(1)催化基础与催化新反应研究,包括分子筛的催化原理;甲醇转化及其耦合反应机理;催化原位研究和理论模拟;
    (2)分子筛合成研究,包括新型分子筛类多孔材料的合成;分子筛晶化机理研究;具有应用前景的分子筛合成与工业化;
    (3)甲醇及其衍生物转化,包括甲醇制取低碳烯烃;甲醇制丙烯;其他甲醇及其衍生物转化;
    (4)合成气制化学品,包括合成气直接转化制烯烃;合成气转化制取大宗化学品;合成气/一氧化碳的综合利用;
    (5)烃类转化研究,包括渣油制烯烃;石脑油制烯烃;生物质转化制烯烃;烯烃水合制备石油化工产品;
    (6)催化新过程放大与开发,包括流态化催化工艺研究与开发;气固两相流测量技术;气固两相流理论与数值模拟;
    (7)工程化研究,包括开发甲醇及其衍生物制取低碳烯烃反应及分离新工艺;结合建立冷模试验、新反应工艺物料分离试验平台,开发新工艺反应器设计及分离系统设计;通过工艺模拟及相关软件使用及二次开发,建立新工艺物料数据库;建立并提供从新工艺的项目评估—小试试验—工艺模拟计算—中试试验–工艺系统优化—工艺包—工艺操作手册–开车培训--开车服务—工艺装置扩产和节能改造等一整套成套工艺包设计体系和服务。

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      太阳能实验室集中研究新型太阳电池与太阳能光—化学转化的重大基础科学难题;重点发展与光—化学转化和太阳能电池的关键材料与关键技术;建设国际一流的太阳能光—化学转化及太阳能电池研发平台,并为国家培养造就一批太阳能研究和技术开发的高层次专门人才队伍,争取5年内在太阳能光—化学研究与太阳能电池材料研究方向达到国际先进水平,建立国际水平的研究基地,10年左右将太阳能光催化制氢技术达到规模应用示范水平,并在国际上占有一席之地,聚集和培养高水平人才。

      太阳能实验室在光催化制氢领域,主要设置如下方向:
    1.太阳能分解水制氢;
    2.太阳能光催化重整生物质及污染物制氢;
    3.太阳能重整生物质制液体燃料和化学品;
    4.太阳能光催化还原CO2制液体燃料;
    5.太阳能光电材料及其光催化机理的光谱表征;
    6.光电催化材料分子设计与理论计算。
    在太阳电池领域,主要设置如下方向:
    1.硅薄膜太阳电池研发;
    2.有机与有机-无机复合太阳电池;
    3.新概念纳米量子点电池。

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  • 储能技术实验室
  • 氢能与先进材料实验室
  • 能源基础和战略实验室
  •   储能技术实验室针对可再生能源发电及智能电网建设对大规模储能技术及电动车发展对高比能量动力电池的重大需求,重点研究储能电池用关键材料、核心部件及电池系统设计、优化、集成技术,开展应用示范,建成为在国内外有重要影响的储能技术研究部。

      储能技术研实验室的研究领域包括创新型电池技术、液流电池关键材料与核心技术、模拟及系统结构设计与模拟仿真、检测与评价、工程化开发与应用示范5个。实验室坚持研(研究所)、产(企业)、用(用户)密切合作的研究开发方针。以基础与应用基础研究、解决关键科学问题为重点,与国家电网、发电企业等用户合作开展应用示范。实验室坚持以人为本的方针,重视人才队伍建设,通过培养和引进相结合,加强团队建设。

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      氢能与先进材料实验室的研究目标:研究氢能转化利用中的关键科学与技术问题。开发化石能源制氢的新过程与新技术;深入氢气储存、纯化以转化利用中的关键材料与技术的研究;发展温室气体的吸收、分离及转化中的新工艺、新材料。为国家可持续能源战略提供科学和技术储备。

      实验室的研究方向:
    (1)高容量储氢材料研究,开创了金属氮基和氨基硼烷储氢材料体系;首次提出了正氢+负氢作用机制并将其应用于储氢材料设计和研发;研究材料吸放氢过程中的热力学和动力学性质;通过组分调变改善材料吸放氢热力学。
    (2)多相催化研究,着重复合氢化物储氢材料脱氢机理的研究;利用现场反应和理论计算推测反应阻力来源;针对研究反应机理设计高效催化剂提高固-固、固-液和气-固反应速度。
    (3)新型无机化合物的合成及表征研究,通过机械化学反应等方法制备新型无机三元和多元金属氨基化合物、亚氨基化合物,氨基硼烷等;通过XRD,EXAFS,IR,Raman,NMR和DFT计算等进行表征。
    (4)能源转化新材料研究,考察新型无机材料在有机合成、制氢等方面的应用,探索高效转化途径。
    (5)纳米材料研究,单壁和多壁碳纳米管及金属纳米粒子、纳米纤维的制备、表征和应用。
    (6)天然气绝热转化制合成气(氢气)研究。
    (7)合成气定向转化制液体燃料新过程与新技术研究。
    (8)金属钯复合膜材料及其应用的研究。
    (9)SiCl4冷氢化制SiHCl3新型高效催化材料研究。

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      能源基础和战略实验室研究能源相关的战略和前瞻性研究,共性的关键科学问题基础研究;提供能源政策与科技的咨询、决策建议。

      实验室的研究方向:
    (1)整体能源战略(国家能源战略和政策,区域能源政策,低碳和碳经济、碳贸易,气候影响);(2)能源技术经济(相关过程的全生命周期效率评估,相关能源过程设计和优化);
    (3)能源基础研究(基础性和前瞻性研究,根据其他研究部的安排,注重能源相关的新材料和新过程的研究);
    (4)碳循环与生态和环境(碳循环和低碳能源,碳排放与生态和环境,大气化学,CO2管理);
    (5)CO2减排和高效转化(CO2收集和捕获、处理及应用);
    (6)先进能源材料相关基础研究;
    (7)能源基础研究大型平台。

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  • 高分子物理与化学国家重点实验室
  • 电分析化学国家重点实验室
  • 生态环境高分子材料重点实验室
  •   高分子物理与化学国家重点实验室选择高分子的高性能化、高分子复杂体系和功能高分子的分子工程作为主要研究方向,力争通过交叉联合、协力攻关的发展模式在高度学科交叉领域方向取得在国际上具有原创性的研究成果,在面向国家战略需求的领域形成具有国际核心竞争力的自主创新成果,推动我国高分子科学与高分子技术的跨越发展。

      实验室的主研究方向:
    (1)高分子的高性能化,主要内容包括高分子的结构可控合成与性能优化.发展烯烃/双烯烃的活性配位聚合、烯烃与功能单体的高效共聚合、组成与结构可控的高分子控制合成新方法与新技术;利用分子设计原理和新合成反应,制备新型拓扑结构和有机/无机杂化链等特殊结构与性能的新型高分子;高分子反应加工.通过发展在线检测技术及理论和模拟方法,重点研究高分子反应加工中的机理与动力学、形态结构的形成和演变,建立结构与性能的关系,发展新型功能化、高性能化高分子材料。
    (2)高分子复杂体系,主要内容包括发展从微观到介观再到宏观尺度及其逆过程的理论与模拟方法,完善多尺度结构的现代表征手段,研究多相、多组分高分子体系分子链构型演变、相转变、聚集态结构形成等过程的热力学和动力学协同控制机制和规律性。
    (3)功能高分子的分子工程,主要内容包括光电功能高分子.面向塑料光电子学,特别是有机平板显示与高分子薄膜太阳能电池应用目标,以解决光电功能高分子的分子结构与电子结构的关联、凝聚态结构与光电性能之间关系等关键科学问题为核心,在分子设计与合成、薄膜生长与调控、微加工方法、器件组装与优化等方面开展基础和应用基础研究;生物医用和生态环境高分子.通过发展高效生物与化学物质转化新方法,充分利用生物质和二氧化碳资源,研究智能型生物可降解高分子材料的分子设计与合成方法,实现结构与性能调控,发展新型生物医用与生态环境高分子材料。

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      电分析化学国家重点实验室以分析化学和电分析化学的基础理论、方法和应用为主线,根据学科国际发展状况、国家基础研究规划和中科院知识创新的要求,发挥实验室的特点与优势,凝炼科技目标,确定实验室的主要研究方向为:
    (1)电分析化学基础理论研究;
    (2)生命科学中的分析化学研究;
    (3)信息和材料科学中的分析化学研究;
    (4)分析化学中交叉学科新方法研究。

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      生态环境高分子材料重点实验室在高分子化学与物理领域的长期研究积累,主要研究生态环境材料的高效制备、先进加工技术和工程化所面临的关键问题。以发展先进生物基材料和水资源环境材料为目标,重点开展以聚乳酸和二氧化碳基塑料为代表的生物降解高分子材料、以分离膜材料和絮凝材料为代表的水处理高分子材料、以聚苯胺防腐树脂和紫外光固化树脂为代表的环保涂层高分子材料、生态环境材料加工工程等四个方面的的应用基础和高技术研究,同时通过与国内外相关企业的产学研密切合作,迅速将实验室的高新技术向产业转移。

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  • 合成橡胶重点实验室
  • 高分子复合材料工程实验室
  • 化学生物学实验室
  •   合成橡胶重点实验室的总体定位:以基础研究-工程放大-成套技术开发为主线,基础科研和工程放大技术相结合,形成以关键技术为核心的集成技术,开发具有自主产权的大品种、高性能合成橡胶成套技术。立足于基础研究、突出优势领域、强化工程技术研究,开放研究、完善体系、整体推进。建设具有原始创新能力、具备关键技术和成套集成技术研发能力的科研团队。建成国内功能齐全、装备先进、具有较强竞争力的高性能合成橡胶工程技术中心。

      实验室的研究方向:共轭双烯烃、烯烃高选择性催化剂的研究及C2-C5基大品种合成橡胶的产业化开发;高性能聚烯烃材料的研究;生物降解高分子催化聚合研究;橡胶与聚烯烃材料的加工及改性研究。

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      高分子复合材料工程实验室不仅致力于高分子化学、高分子物理、高分子工程等领域的研究,产出标志性成果,取得不可替代地位,而且在凝聚杰出人才和优秀研究团队、营造学术交流氛围、建设公共设施平台等方面,发挥示范和引领作用。实验室全体研究人员将努力把高分子复合材料工程实验室建成一个在国内具有重要影响力的从事战略高技术研究的重要实验室。

      根据实验室的总体定位和思路,以国家重大需求为导向,结合我所在高分子复合材料相关研究领域的基础和优势,实验室主要的研究方向为:高分子结构复合材料、高分子功能复合材料、复合材料界面科学、复合材料的力学设计与仿真、高分子智能复合材料、高分子辐射化学、纳米复合材料、纤维增强复合材料大件成型技术、高分子/金属复合材料、纤维及其集成技术。

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      化学生物学作为一门化学与生命科学高度交叉的前沿学科和国际研究热点学科,中心内涵是利用化学手段,特别是利用具有生物活性的化学调节剂为手段研究生物大分子的功能,从而在分子水平认识生命现象的本质。本领域国际前沿热点主要包括两方面:
    (1)利用化学理论、方法和研究思路研究生物学及生命科学中的重大科学问题,进而促进生物和生命科学研究的发展;
    (2)利用生物学理论、方法以及新兴的生物技术和新发现解决化学中的关键问题,进一步促进化学学科向更高层次迈进。这些工作的开展对开发出具有特殊识别能力的活性物质、实现高选择性调控生理或病理过程提供重要的研究工具。经过筛选的活性物质可成为新药先导化合物,为新药开发提供重要的先导化合物资源,推动药物开发的源头创新。

      结合本领域国际前沿研究热点和实验室研究工作基础,我们将凝炼目标、集中在具有重要功能核酸及蛋白的构型转化、多股核酸功能调控;发现新的生物活性物质,寻找它们在生物体中的靶点,研究金属配合物、有机化合物、中药有效成分及纳米材料与生物大分子之间的相互作用、构效关系和作用机制,进一步在分子和化学键水平上研究它们在调控生理过程中的分子识别、信息及能量传递。通过以核酸及蛋白质为靶子,筛选、设计、合成对其具有高度选择性的结合体,从而得到一批具有特异识别能力的生物活性物质,进而深入研究其抗癌、抗病毒及治疗老年痴呆症等重大疾病的作用机理,探索其结构与功能间关系;开展动物模型及药物毒理学研究,寻求新功能的核酸、蛋白质和抗癌、抗艾滋病、抗病毒及治疗老年痴呆症等药物;为药物新靶标的发现和确证以及新药的研究与开发等提供基本的实验信息和理论指导。

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  • 绿色化学与过程实验室
  • 先进化学电源实验室
  • 稀土及钍清洁分离工程技术实验室
  •   绿色化学与过程实验室旨在丰富有机合成新方法和新技术,为精细化学品、药物中间体合成技术改进与创新,生物质原料的利用,促进吉林省化学工业快速发展,构建一个科研创新平台;培育一支绿色化学方面的优秀人才队伍。

      绿色化学与过程实验室的研究方向是以"有机化学与催化化学涉及的绿色合成新方法、新原理与新工艺为基础,以原子经济性反应与高效绿色分离为重点,生物质原料的催化转化技术为核心。从应用基础研究出发,瞄准国际科学与技术发展前沿,围绕精细化学品、药物中间体合成中所涉及的新方法和新技术,绿色介质中的高效生物质催化转化技术开展相关研究工作,综合实验室成员各自的学科特点与优势,以及长春应用化学研究所的工作基础,开展相关研究。

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      先进化学电源实验室是针对国家可持续发展战略对环境友好能源的紧迫需求和国际发展趋势,结合我所的原有学科优势组建的,它致力于解决先进电源材料和集成技术、研发先进清洁电源。主要研究方向为:固体聚合物电解质(SPE)能源材料与器件(燃料电池与SPE电解水工程);太阳能电池与光解水制氢;超级电容器与锂离子电池;能源催化过程;大规模储能电源等。

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      稀土及钍清洁分离工程技术实验室工程技术中心的定位:针对稀土资源的高效利用和清洁分离,以南北两大稀土资源为主要研究对象,通过发展矿物前处理方法、新型溶剂萃取分离体系,研究工艺流程的有效衔接与贯通,发展清洁高效的稀土分离新工艺。通过开展稀土分离领域的热力学、动力学及分子界面反应机理方面的研究,力求在微痕量元素的高效分离方面取得创新性、突破性的成果,开发具有自主知识产权的高效清洁稀土分离工艺和高纯稀土、核纯钍制备技术,完成相关工艺和技术的"交钥匙"工程。中心将努力建成中科院乃至全国的稀土及钍资源清洁分离工程技术孵化中心,推动稀土分离行业向清洁、高效、高值化发展。

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  • 羰基合成与选择氧化国家重点实验室
  • 固体润滑国家重点实验室
  • 精细石油化工中间体国家工程实验室
  •   羰基合成与选择氧化国家重点实验室的定位:瞄准国家在资源、能源和环境领域中的战略需求,根据催化科学的发展趋势,加强应用基础研究与应用研究的结合,突出羰基合成和选择氧化学科特色,开展绿色合成与清洁转化中的核心科学技术问题研究,成为在催化学科具有重要国际影响、为国家高新技术研究和相关产业技术进步做出重要贡献的国家重点实验室,并致力于培养相关领域的高级专门人才。

      实验室的研究方向:(1)羰基合成,包括基于一氧化碳的新催化反应及新催化体系研究;以二氧化碳为羰基源的羰基化反应研究;以甲醛为羰基源的新反应研究;羰基金属材料。

      (2)选择氧化,包括碳氢化合物(如低碳烃)选择氧化及转化研究;仿生催化氧化的基础研究;新型氧化偶联反应探索研究。(3)催化新材料与新体系,包括应用于光电催化的新材料(围绕光电氧化、光电羰基化);离子液体催化材料;生物质转化的新催化材料;应用于羰基合成与选择氧化的新试剂或新催化剂。

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      固体润滑国家重点实验室定位于应用基础和高技术研究。研究方向为开展新型润滑防护材料的设计、制备和摩擦学性能研究,从分子层次上探索摩擦化学机理和材料损伤防护的原理与方法,发展高性能润滑和防护材料及减摩与抗磨技术。主要研究内容包括:
    (1)摩擦学理论及摩擦化学;
    (2)特殊工况摩擦学;
    (3)材料摩擦磨损与表面工程;
    (4)高性能润滑防护材料。

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      精细石油化工中间体国家工程实验室的研究方向:关键精细石油化工中间体特种催化剂技术,如羰基合成高碳醇技术;油田添加剂技术,如降凝剂、阻焦剂、缓蚀剂等;综合利用炼厂气的技术,如催化裂化子气中低浓度乙烯和副产丁烯利用技术;难度较大的综合利用石油化工厂副产物的技术,如轻油裂解制乙烯装置副产C4、C5烃的综合利用技术;适合扩散到中小企业的技术。的长期目标是采用先进的选择氧化,酶催化以及不对称催化等催化合成技术,以油田气(包括气层气和伴生气)等尚未得到有效利用的资源,来发展精细石油化工中间体技术。

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  • 西北特色植物资源化学重点实验室
  • 先进润滑与防护材料研究发展实验室
  • 绿色化学研究发展实验室
  •   西北特色植物资源化学重点实验室面向我国人口健康、西北区域经济及资源可持续发展的重大需求,以及相关学科的发展前沿,定位于西北特色植物资源化学及其利用的应用基础和高技术创新研究。以西北特色植物资源为对象,以植物资源开发、保护与可持续利用研究为主线,以分离分析、天然药物化学和化学生物学等为学科基础,重点开展植物成分分离分析新材料和新方法研究,西北特色植物资源化学成分的发现与表征研究,西北特色植物在医药保健中的应用与资源保护等研究。

      实验室目标是解决我国西北地区特色经济和药用植物资源利用的关键科学技术问题,取得标志性研究成果,建设西北植物资源利用应用基础和高技术研发创新平台,发展为国家重点实验室。

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      先进润滑与防护材料研究发展实验室主要从事高技术润滑与防护材料研究及高新技术润滑防护材料产业化方面的工作。实验室的研究方向:
    (1)磨损和表面工程研究;
    (2)聚合物自润滑材料研究;
    (3)PVD润滑薄膜研究;
    (4)复合润滑材料研究;
    (5)特种油脂和密封材料研究;
    (6)金属基高温润滑材研究。

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      绿色化学研究发展实验室主要进行离子液体研究和应用、新型纳米催化剂的研制、非光气催化羰化研究、精细化学品的清洁合成和工业催化剂应用开发等工作。实验室的主要研究方向:离子液体研究和应用;新型纳米催化材料的创制和环境催化;非光气催化羰化过程研究。

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  • 环境材料与生态化学研究发展实验室
  • 清洁能源化学与材料实验室
  • 煤转化国家重点实验室
  •   环境材料与生态化学研究发展实验室以再生资源和非金属矿高值化利用为背景,以"源于自然,用于自然,融于自然"的环境友好材料为方向,以材料在节水农业、生态恢复、水体净化和医药应用等方面的应用为目标,通过学科交叉、材料复合和技术集成,形成具有自主知识产权的专用材料和集成技术,为实现生态材料与环境的良性互动和协调发展提供技术支撑。

      实验室的研究方向:
    (1)黏土资源高值化利用技术;
    (2)环境友好生态修复材料研究;
    (3)环境净化材料研究;
    (4)材料集成与应用模式研究;
    (5)农产品加工废弃物的资源化利用与污染控制;
    (6)太阳能光热转换材料研究;
    (7)太阳能光热利用与农产品干燥技术。

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      清洁能源化学与材料实验室以发展高效清洁能源和低碳技术为学科导向,重点开展太阳能转化与利用以及新型化学储能材料与技术的研究工作,主要研究内容包括:
    (1)光电材料与器件;(2)柔性有机太阳能电池;
    (3)光催化与醇醚燃料;
    (4)低维材料与化学储能;
    (5)新型电池材料。实验室的发展目标:成为立足西部且独具特色的,能够充分发挥国家东西部固有资源和能源优势的高水平科研平台。

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      煤转化国家重点实验室基于我国经济发展对煤炭高效洁净利用的需求,结合国际发展趋势,开展煤高效洁净转化为燃料及化学品和材料的科学和技术应用基础研究,重点研究核心科学问题和相关前沿课题,综合协调地发展煤化学、物理化学、材料和工程科学,为实现洁净煤技术的创新提供科学依据和工程化基础。

      实验室的主要研究内容为:煤直接转化过程的化学与工程基础、煤经合成气间接转化的一碳化学与工程、煤转化相关的环境化学与工程、化学反应工程与计算机模拟、煤转化相关的能源环境新材料。

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  • 炭材料重点实验室
  • 应用催化与绿色化工实验室
  • 煤炭间接液化国家工程实验室
  •   炭材料重点实验室重点研究新型碳材料制备过程中的相关科学基础问题、关键技术和共性技术。实验室也注重对新型碳材料应用工程技术的研发。目前研究领域覆盖了高性能炭纤维及其复合材料、极端环境下高性能和多功能特种碳材料、碳质多孔功能材料、纳米碳材料等。近些年来,碳材料实验室共获国家级、省部级成果奖20余项,在一些重要研究方向已居国内领先的水平,如高性能炭纤维、高导热炭基材料、超高比表面积活性碳等。同时,一批研制成果已获得实用化。

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      应用催化与绿色化工实验室研究和解决国家和企业急需的资源综合利用、无污染化工过程、高附加值化工产品及其相关领域中的战略性、综合性和前瞻性的重大科学和技术问题,重点发展二氧化碳的综合利用、油品(包括石油油品和煤焦油油品)的绿色加工、高附加值的精细化工、新型聚氨酯材料和纳米材料的知识创新和高技术产业链。

      在油品的绿色加工和精制领域,已成功开发出了抽余油加氢生产溶剂油技术、重整生成油选择性加氢技术、裂解C5加氢生产发泡剂催化剂及其工艺技术、焦油加氢生产燃料油技术等,这些技术已推广到全国十余个大中型骨干石化企业,累计为国家增创利税10多亿元,另外,临氢异构化技术和汽、柴油深度脱硫绿色工艺过程也正在走向产业化。

      在二氧化碳综合利用和非光气合成领域,已经形成了二氧化碳直接或间接合成各种有机酯和异氰酸酯的产业链,并重点研究绿色化学原料替代光气合成重要有机化学品系列技术,以及清洁生产聚碳酸酯和聚氨酯等技术。

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      21世纪之初,煤炭间接液化国家工程实验室主要从事煤基合成液体燃料技术的研究与开发。在"十五"期间,该中心成功打通中试流程,中试装置累积运行5000多小时,获取了大量工程数据和上百吨合成粗油品,经加工处理的优质清洁柴油产品超过欧IV标准。该实验室申请专利58项,获授权专利27项,形成了拥有自主知识产权的煤基浆态床合成液体燃料技术。

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  • 碳纤维制备技术国家工程实验室
  • 粉煤气化工程研究实验室
  • 山西煤化工技术国际研发实验室
  •   碳纤维制备技术国家工程实验室实验室的目标和任务是,围绕航空、航天、能源、交通领域的重大战略任务与重点工程对碳纤维复合材料的迫切需求,建立碳纤维制备工程化技术平台,开展聚丙烯腈聚合、原丝纺制、氧化碳化后处理等工程化技术研究,研制聚合反应器、纺丝专业设备、氧化炉等关键设备,开发自主知识产权的碳纤维制备工艺和配套材料并形成成套技术和应用评价体系,为聚丙烯腈碳纤维技术和产业的健康有序发展提供长期的技术支撑。

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      粉煤气化工程研究实验室专门从事以煤气化技术研发为背景的煤化学基础、流态化技术、煤气净化和环境工程的研究,进行煤气化成套工艺技术和装备开发以及商业推广。该中心开发的常压和加压灰熔聚流化床粉煤气化制合成气工业示范装置已成功运行和应用,形成了具有自主知识产权的适合我国煤炭特点的系列煤气化技术,可满足我国高效、洁净煤炭利用的需求。

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      山西煤化工技术国际研发实验室的主要目标:实现国际科技合作从以项目为主向基地、人才、项目统筹结合为主的战略转变,全面提升创新能力。实验室的主要功能:(1)高水平科技合作的重要基地;(2)吸引和凝聚国际优秀人才的高地;3.利用全球科技资源提高自主创新能力的示范区;4.建设世界高水平科研机构的先锋队;5.管理体制创新的实验区;6.产学研结合和成果扩散的平台。

      实验室的工作内容:与国外大学、知名公司等在能源环境、先进材料、绿色化工领域开展国际合作,建立合作小组,争取国外、国家及地方政府的支持。

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  • 硅器件与集成技术实验室
  • 专用集成电路与系统实验室
  • 纳米加工与新器件集成技术实验室
  •   实验室以超大规模集成电路设计技术和产品研制为主。目前致力于SOI集成电路、功率器件的设计、产品研制、测试及可靠性等技术研究。在高可靠性的SOI集成电路器件研究方面具有雄厚的实力,处于国内领先地位,为国家微电子事业和重要应用领域做出了重大贡献。该实验室下设四个课题组:SOI集成电路、功率器件、显示驱动、测试及可靠性技术,拥有一个器件设计&仿真实验室、一个集成电路测试实验室、一个功率器件全参数测试实验室和一个可靠性检测&失效分析实验室。

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      实验室主要从事硅集成电路设计技术研究。下设实时信号处理、混合信号电路、宽带通信系统、嵌入式与多核DSP、高可靠电路和汽车电子芯片等六个专业实验室。该实验室面向高速无线接入、高可靠低功耗无线传输、汽车电子、医疗电子和绿色节能等领域,开展超高速无线局域网协议与芯片、电力线与物联网通信芯片、高性能多核DSP、高性能数模混合IP核、智能传感器接口与预处理电路、绿色电源管理芯片的应用开发,以及极低功耗集成电路设计技术、高可靠集成电路设计技术、可编程逻辑器件架构与配套软件技术等前沿关键技术研究。

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      实验室主要从事下一代先进新型存储器、碳基电子器件及集成、衍射光学元件、新型传感器、先进光学掩模制造与纳米加工技术等基础前沿领域研究,是国内很早开展微纳光刻与纳米加工技术研究的单位之一。研究室拥有一支在领域内有影响力的科研团队,拥有深厚的技术积累和一条先进完整的纳米加工科研线,具备扎实的纳米材料制备与加工、表征与检测基础和丰富工艺经验,在相关研究领域形成了自有特色。

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  • 微波器件与集成电路实验室
  • 通信与多媒体SoC实验室
  • 电子系统总体技术实验室
  •   实验室主要从事新型微波器件与集成电路技术研发,是我国化合物半导体器件和电路研究的开创者之一。研究室下设4英寸化合物半导体工艺线、微波单片集成电路(MMIC)设计和测试、超高频大功率微波模块与系统集成、新型太阳能电池制造技术、新型纳米集成电路工艺等实验室和科研平台。其学科方向有:GaAs器件与电路研究(HEMT,HBT);毫米波InP基器件与电路研究;宽禁带化合物半导体(GaN)器件与电路研究;微波单片集成电路(MMIC)设计和测试技术;新一代模块技术研究。

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      实验室从事通信与多媒体SoC芯片的研究与开发,在卫星导航接收芯片、多媒体与多核处理器芯片和传感器芯片设计等领域拥有雄厚实力。实验室先后研制成功了具有自主知识产权的高性能嵌入式"同心"DSP芯片、新型卫星定位接收机SoC芯片、低功耗GPS基带芯片、GPS/伽利略双模基带芯片、多媒体解码SoC芯片和传感器等芯片。该实验室主要有三个学科方向:卫星导航定位SoC芯片的研发,多媒体与多核处理器的研发和低功耗数模混合集成电路设计。

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      实验室主要从事系统开发、产品整合与核心技术研发工作,在物联网应用系统、射频与微波系统、高端卫星导航定位与通讯系统、下一代通信核心技术、高密度系统模块、芯片与模块自动测试等方面拥有雄厚的科研实力。实验室拥有完备的芯片、模块及微系统方面的设计和测试平台,成功研制了无线健康监护系统、物联网无线应用系统及节点终端、通信导航一体化收发系统、功率放大器数字预失真系统、高端卫星导航接收机系统和系列高密度微波模块、WCDMA手机功放芯片、物联网与无线传感网芯片、CMMB射频芯片等系列产品,取得了令人瞩目的成绩。其主要学科方向有:现代通信系统及网络,集成电路设计,高端卫星导航定位,高密度系统级模块,功率器件数字化非线性预失真技术。

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  • 电子设计平台与共性技术实验室
  • 微电子设备技术实验室
  • 系统封装技术实验室
  •   实验室主要从事芯片与系统设计共性技术创新研究,负责中国科学院EDA中心的运行支撑。研究室在纳米级芯片设计方法学及EDA技术、SoC/IP核共性技术、物联网系统架构及核心芯片技术等领域开展研究。其科研方向主要包含:纳米芯片设计方法学及EDA技术,SoC/IP核共性技术,物联网系统架构与核心芯片。

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      实验室主要研究方向包括新型集成电路制造与测试装备、新型太阳能电池制造技术和装备、高效率LED制造技术和装备、MEMS加工技术和装备及关键的射频功率源系统技术。设备主要包括等离子体浸没注入机、原子层沉积设备、光学检测系统、射频电源等,研究成果已应用于黑硅太阳能电池、超浅结先进工艺、纳米薄膜制备等领域。

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      主要从事先进电子封装与集成技术的研究与开发。针对后摩尔时代集成电路向三维集成技术发展,以及电子系统对小型化、多功能、高性能、高可靠、低成本、低能耗的需求,研究室开展了三维集成、系统级封装、高密度封装、特种封装等关键技术研发,同时进行先进高密度光互连集成技术研究与产品开发。其学科方向主要包括:
    1.先进封装设计与仿真(包括工艺设计与仿真、电学设计与仿真、热管理和热机械可靠性设计与仿真、系统集成设计和结构设计等);
    2.5D/3D TSV集成封装技术;先进封装基板技术;微组装技术;先进封装测试技术。

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  • 集成电路先导工艺实验室
  • 射频集成电路实验室
  • 微电子器件与集成技术重点实验室
  •   该实验室是国家科技重大专项22纳米先导工艺项目的主要承担单位,紧密围绕国家集成电路产业技术发展的需求,开展以器件小型化为基础的CMOS先导工艺研发。其主要学科方向有:CMOS先导工艺技术研究,MEMS技术研究和新原理半导体设备开发。

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      实验室主要学科方向是射频、微波及毫米波集成电路设计和模块研制,同时致力于射频新技术、新产品的研发和产业化推广。射频芯片和模块主要应用领域包括新一代移动通信、短距离无线通信、卫星通信及物联网等和医疗信息化系统。研究室开发出了多款具有自主知识产权的 RFIC和MMIC,并在国家项目和重点工程中获得应用。该实验室同时下设几个小实验室:微波毫米波电路和模块实验室(MMIC Technology Laboratory),低功耗射频新技术实验室(Low Power RF Novel Technology Laboratory),硅基射频技术实验室(Silicon based RF technology laboratory),射频识别实验室(Radio Frequency Identification Lab),医疗电子实验室(Medical Electronic Laboratory),无线生物医疗技术实验室(Wireless Bio-medical technology laboratory),无线通信标准化技术实验室(Wireless Communication Standardization Technique Laboratory),泛在射频安全工程中心(Ubiquitous RF Security Engineering Center)

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      微电子器件与集成技术重点实验室的研究方向:纳米加工与设备新技术研究;宽禁带半导体新器件及集成技术;纳米电子学、分子电子器件及集成新技术;下一代存储器技术;亚30纳米新结构CMOS 器件。

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  • 低功耗集成电路重点实验室
  •   系统芯片设计重点实验室瞄准先进的嵌入式处理器及SoC集成新技术、低功耗和极低功耗设计技术、新原理集成电路设计及集成技术中基础性、前瞻性的科学问题,加强基础研究,探索新的嵌入式处理器及SoC集成技术,研究基于新原理、新结构、新工艺的嵌入式处理器;结合未来电子产品的需要,为产业提供技术支撑。

      实验室的主要研究方向:
    (1)新型微体系结构的嵌入式多核处理器,定位于平台型嵌入式应用,通过构建CPU和DSP融合的多核处理器平台,结合先进工艺,研究高性能多核处理器和软件化方式实现通讯和多媒体标准的SoC芯片技术,解决多模多标准通讯和多媒体芯片设计平台一统化的问题;
    (2)新型指令体系结构的极低功耗处理器,定位于节点型嵌入式应用,构建新型指令集和可重构结构,研发面向人体和环境植入式的微瓦级极低功耗数字处理器及单芯片微系统。研究实现长寿命实时信号处理单芯片微系统;
    (3)新拓扑结构的高可靠处理器,研究拓扑结构和电路的加固设计新方法,开发汽车电子和宇航电子需要的高可靠低功耗嵌入式处理器及单芯片系统;
    (4)高性能低功耗接口电路及IP的新型电路结构,通过研究新低功耗和抗噪声的新原理电路结构,开发高精度、低功耗和低噪声的片上接口电路,实现高集成度低成本、高精度、低功耗和低噪声方案。

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  • 计算机体系结构国家重点实验室
  • 微处理器实验室
  • 高性能计算机实验室
  •   重点实验室下设四个实验室(先进计算机系统实验室、处理器结构实验室、编译与编程实验室、集成电路实验室)和六个研究组(并行算法研究组、处理器设计研究组、存储体系结构研究组、操作系统研究组、量子计算研究小组、物端系统研究组)。

      计算机体系结构国家重点实验室的主要研究方向为:
    1. 高端计算体系结构方向:研究超艾级高端计算机的体系结构;研究面向云计算和网络计算的新型计算机体系结构;研究新型并行结构及数据中心中的互连技术;研究海云计算体系结构;研究面向计算机族群的体系结构。
    2. 微体系结构方向:研究多核处理器的新型体系结构;研究XPU处理器体系结构;研究可重塑异构处理器芯片及体系结构。
    3. 编译和编程方向:研究面向大众用户的并行编程语言及环境;研究全生存周期的应用程序优化及并行程序分析方法、错误检测和调试技术;针对非硅结构计算,探索这种新型计算形态下的计算逻辑、程序员的语义描述方法和编程模型;研究数据密集型应用的编程模型MPI-D.
    4. VLSI与容错计算方向:研究纳米芯片、三维芯片设计测试与验证技术;研究面向云计算、网络计算等高通量计算的容错计算模型和设计方法;研究硅基光导、射频等新型片上互连技术。
    5. 非传统体系结构方向:研究量子计算机体系结构;研究光计算机体系结构;研究以神经元、DNA等为基础的计算机体系结构;研究以忆阻器(Memristor)为核心器件的新型智能芯片体系结构。

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      微处理器实验室主要从事龙芯系列高性能通用CPU芯片、系统芯片(SoC)及其相关技术的研究。目的是解决我国由于缺少自主知识产权的通用CPU芯片,而造成的信息系统安全隐患及信息产业利润率低的问题。

      微处理器实验室主要研究方向如下:高性能处理器体系结构、IP及系统芯片(SoC)设计技术、低功耗处理器设计技术、处理器验证与测试技术、纳米级集成电路设计技术、高速信号传输技术等。

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      高性能计算机实验室目前的科研工作主要集中在高性能计算机系统结构、系统软件、高性能并行算法、高性能计算应用、可重构加速计算等几个方向。

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  • 先进计算机系统实验室
  • 数据存储技术实验室
  • 计算机应用实验室
  •   先进计算机系统实验室以高效数据中心计算机系统为当前总目标,在计算机系统软硬件栈的各个层次开展广泛深入地探索、研究和开发。

      先进计算机系统实验室现有的研究方向包括:新型系统架构,软件可定义的硬件系统,集计算和通讯于一体的处理器芯片,异步消息式内存系统,一体化异构存储系统,高性能高扩展的数据中心网络,异构微内核操作系统,数据中心测试标准和测试程序,以及基于新型硬件架构的大数据和云计算等新型数据中心应用的开发、集成和优化等。

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      数据存储技术实验室是中科院计算所的数据管理和数据存储领域的研究主体。主要研发方向集中到制约高性能计算发展的网络存储技术上来,全力投入且一直专注于高性能海量存储的技术研究以及人才培养工作。

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      依托于在计算机系统研究领域的科研积累与技术优势,实验室自主研发了包括并行数据库、数据仓库、分布式文件系统、云管理平台、集群管理与作业调度系统等一系列的系统平台层软件,并在此基础上研发了云教育平台、行业舆情系统、安全办公云等行业应用级软件。

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  • 网络数据科学与技术重点实验室
  • 网络技术实验室
  • 移动计算与新型终端北京市重点实验室
  •   网络数据科学与技术重点实验室致力于面向网络空间的大规模数据感知与获取、存储与管理、分析与挖掘等方面的基础理论、关键技术与应用系统的研究工作。

      研究方向包括网络数据复杂性与数据计算理论、网络空间感知与数据表示、大数据存储与管理、网络数据挖掘和社会化计算、网络数据管理引擎相关技术、大数据与信息安全等,以此支撑国家网络空间战略性任务,并推动网络数据的产业发展。

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      网络技术实验室致力于新一代互联网的基础理论和关键技术研究。新一代互联网领域的研究主要集中在移动互联网和可信互联网两个方面。在移动互联网方面,分析移动互联网体系的业务模式和应用需求,开展移动互联网的体系结构、关键核心技术与重要应用技术的研究和试验,研制具有自主知识产权的关键设备和系统,构建可大规模运营的新型移动互联网综合业务平台,并参与相关标准制定;在可信互联网方面,开展新一代互联网的可信协议与体系结构、网络监测/分析/优化控制基础理论与关键技术、P2P计算与内容分发系统、接入控制与信任管理等研究,通过关键技术的突破与系统研发,为新一代可运维、可管理、高可信的互联网与业务系统提供技术支撑。

      此外,从计算科学与技术的角度,在信息采集、信息处理、信息传输与信息管理等各个层面上,研究无线传感器网络的基础科学问题和关键技术,并将研究成果转化到实际系统应用中。研究重点包括新一代传感网体系结构、节点嵌入式系统和片上系统SoC、核心网络协议和网络管理及与新一代互联网的融合等基础关键技术以及系统应用技术,包括面向环境监测、煤矿安全监测、智能交通以及远程医疗等重要应用。

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      实验室以研发支持移动计算的未来新型智能绿色无线终端为核心,主要从一体化融合终端、面向智能移动业务的共性技术和宽带移动计算系统三个方面开展研究,重点突破低功耗器件与应用平台、多模智能感知与交互以及支持移动云计算的协同移动通信等关键技术,为北京市及我国新型移动终端产业发展提供原创共性核心技术及原型系统,为我市信息产业结构向高端跨越做出贡献。

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  • 无线通信技术实验室
  • 智能信息处理重点实验室
  • 普适计算实验室
  •   无线通信技术实验室致力于解决国内在宽带无线通信产业方面严重缺"芯"(缺少无线通信基带和RF芯片)少"核"(缺少核心通信协议栈软件)的问题。

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      中国科学院智能信息处理重点实验室主要从事知识网格、智能科学、大规模知识处理、自然语言理解和翻译、基于图像的人机交互、多媒体信息的编码与理解、大规模高维数据可视化等基础性和前瞻性研究工作。

      重点实验室目前设6个实体:数字媒体研究中心,主要从事视觉计算、模式分类、多模式人机交互以及多媒体的编码与理解等方面的研究;多语言交互技术课题组,主要从事自然语言处理、机器翻译相关技术研究;智能科学课题组,主要从事主体(agent)与语义计算,机器学习与数据挖掘,认知计算与图像处理;知识网格课题组,主要从事大规模分布式网络互联环境中知识、信息和服务资源共享管理的核心科学问题、关键技术和软件平台的研究;知识科学和工程课题组,主要从事知识的逻辑理论、大规模知识获取和共享研究、基于知识的关键技术研制。

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      普适计算实验室致力于普适计算研究领域中核心技术的原始创新以及低成本信息化先进技术的集成创新。

      普适计算实验室目前有四个课题组,分别是感知计算、嵌入式系统、实时信号处理以及自然人机交互。主要研究内容包括智能感知与交互技术、情境计算、嵌入式与先进终端技术、高速数字信号处理技术、无线传输技术、数字内容处理技术,以及基于"龙芯"的低成本信息化应用集成技术等。

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  • 前瞻研究实验室
  • 专项技术实验室
  • 天基综合信息系统重点实验室
  •   前瞻研究实验室成立于2005年11月,其目标聚焦在计算机科学技术领域和相关交叉学科领域的基础性、前瞻性研究,与国内外研究团队的合作研究,推动计算所在信息技术领域和交叉学科研究的持续发展。

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      专项技术实验室主要致力于异构数据融合、网络监控及安全、数字信号处理等方面的基础理论、关键技术、应用系统及产品的研究研制工作。

      专项技术研究中心下设三个科研方向:异构数据融合、网络监控与安全、数字信号处理。异构数据融合方向主要致力于研究异构数据的数据清洗、数据压缩、数据存储、数据关联分析、数据特征提取、数据融合等关键技术;网络监控与安全方向主要致力于研究互联网、无线网络、云数据中心、SDN网络等的监测、分析、安全和管理技术等;数字信号处理方向主要致力于研究数字图像处理与理解,包括图像压缩编码、图像存储传输、图像融合、图像特征提取与目标识别等图像解译技术,以及实时图像处理技术。

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      天基综合信息系统重点实验室主要研究方向:1、信息系统集成与仿真2、信息系统安全与应用3、嵌入式系统与信息处理4、组网与通信技术5、无线通信与分布式应用系统。

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  • 基础软件国家工程实验室
  • 并行软件与计算科学实验室
  • 可信计算与信息保障实验室
  •   基础软件国家工程实验室主要研究方向:

      (1)基础软件及平台体系:1)操作系统理论方法和技术2)数据库管理系统理论方法和技术3)编译理论方法和技术4)系统安全理论方法与技术

      (2)可信软件开发方法和平台:1) 软件工程数据、知识与可信证据2)软件过程与社会计算3)基础软件测评

      (3)中文信息处理技术:1)文本检索与问答技术2)多语言处理技术

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      实验室面向计算科学研究的前沿方向,选择对国民经济发展有重大意义的应用项目为背景,致力于并行计算方法的基础研究以及并行软件的研究开发,解决并行计算环境下高性能科学计算的关键技术问题。

      其主要研究方向为:

      (1)数值计算:1)高性能快速算法基础研究 2)万亿次并行数值模拟算法和软件平台、性能测试、评价和分析关键技术研究 3)百万亿次高效能计算平台高可扩展基础并行算法研究 4)基于层次存储的并行计算模型研究

      (2)非数值计算:1)生命科学高性能计算 2)开源机群并行数据库中间件研究开发 3)海量数据的高效率压缩和查询研究

      (3)高性能数学库:面向国产处理器性能优化高性能数学库研究开发

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      可信计算与信息保障实验室面向国家信息技术"可信、可控"的战略需求,开展可信计算与信息保障基础理论研究与关键技术攻关。

      主要研究方向:可信计算与信息保障基础理论:体系结构、算法设计与分析、协议设计与分析;可信计算与信息保障关键技术与系统:可信计算模块与平台、认证授权与网络信任、可信操作系统与系统保障、信息对抗与网络保障、可信数据库与云安全;可信计算与信息保障测评方法与工具:算法与协议测评方法与工具、软件测试与逆向分析方法与工具、可信计算测评方法与工具、网络与系统脆弱性分析方法与测评工具。

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  • 软件工程技术实验室
  • 人机交互技术与智能信息处理实验室
  • 互联网软件技术实验室
  •   软件工程技术实验室研究方向:

      (1)网络分布式计算(面向云计算、移动互联网、服务计算等)

      1)平台软件模型及体系结构

      2)平台软件运行时支撑技术

      3)平台软件自治管理与高可信保障技术

      (2)大数据计算

      1)面向大数据处理的编程模型与支撑框架

      2)大数据管理,包括获取、清洗、集成、存储和查询优化

      3)大数据语义分析与挖掘

      4)大数据应用,面向医疗、金融与政府决策和管理

      (3)软件工程(面向云计算、移动互联网、服务计算等)

      1)软件维护和演化方法与技术

      2)软件分析和质量保障方法与技术

      3)软件开发框架及支撑工具

      (4)移动和普适计算

      1) 普适环境下的复杂事件处理

      2)人机物协同的支撑环境

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      人机交互技术与智能信息处理实验室致力于自然人机交互技术的创新性研发。实验室主要研究方向:多通道与笔迹计算;空间交互技术;实时智能计算;时空数据可视化分析技术。

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      互联网软件技术实验室主要从事互联网环境下的软件工程以及软件过程的方法、技术和工具的研究工作,主要研究领域包括软件过程建模、需求工程、经验软件工程与软件测试。

      实验室的主要研究方向:

      (1)软件过程建模方法

      1)软件过程建模与仿真

      2)软件过程模型执行与验证

      3)软件过程资源模型与资源调度

      (2)需求工程

      1)需求获取、协商与建模

      2)需求度量与管理

      3)需求演化

      (3)经验软件工程方法

      1)软件估算与软件工程经济学

      2)软件过程度量与量化管理

      3)软件过程知识发现与管理

      (4)软件测试

      1)软件自动化测试技术

      2)软件缺陷预测与质量评价

      3)软件验证与确认技术

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  • 模式识别国家重点实验室
  • 复杂系统管理与控制国家重点实验室
  • 国家专用集成电路设计工程技术实验室
  •   实验室目前的主要研究方向为模式识别、计算机视觉、图像处理与图形学,口语信息处理、自然语言处理以及模式识别应用与系统等。

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      实验室以复杂系统和智能科学的理论与应用为主要研究方向,利用网络化环境,充分发挥多学科交叉优势,立足自动化和系统工程技术,以智能科学的理论和方法解决工程、社会、经济和国防中的复杂系统建模、分析、控制和优化等问题。实验室的发展目标是成为一个国际一流的科学研究、技术创新和人才培养的基地。

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      国家专用集成电路设计工程技术实验室致力于高性能数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)领域的研究工作。

      近年来,中心根据多年在DSP领域的设计积累,研究当前数字信号处理领域的算法需求,提出了具有世界领先水平的完全自主知识产权的AppAISArcTM指令体系结构,即将于2014年底研制出首款支持该体系结构的5核代数运算微处理器(Mathematics Process Unit,MaPU)产品,峰值计算能力高达3000亿次/s,其计算功耗比远远超过当前主流处理器产品,在消费类电子、移动通信以及超级计算等领域具有广阔的应用前景。后续,中心已规划陆续推出基于该体系结构、满足不同应用领域的MaPU系列产品,可达到每秒万亿次的计算能力。

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  • 分子影像重点实验室
  • 综合信息系统实验室
  • 数字内容技术与服务实验室
  •   实验室采用智能信息技术理论和方法,在分子影像、功能影像、医学影像分析与处理、智能医学等相关领域的基础理论研究、关键技术研发、成果推广应用、专业人才培养等方面取得了系列化的显著成果。

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      实验室主要从事综合信息处理、智能控制与集成技术的研究和开发。中心下设综合信息部、传感与控制部、智能视觉部、多媒体和虚拟现实部、科学艺术研究中心、RFID研究中心、彩票安全技术研发中心等部门。

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      数字内容技术与服务实验室重点发展基于语音和视音频内容识别与理解的高端知识服务业,研究开发面向数字教育、三网融合、数字文化、医学娱乐、公共安全等领域的数字内容关键技术及服务系统。科研方向包括多语言语音识别、口语翻译与服务、跨媒体内容智能处理、3D交互与虚拟现实等。同时研究所重大研究方向"超级计算大脑系统"也依托本中心。

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  • 精密感知与控制实验室
  • 空天信息实验室
  • 脑网络组实验室
  •   实验室重点围绕精密微装配、智能装备、机器人视觉、数字装置等方面开展研究工作。针对异型微零件装配需求,解决微装配夹持器构型设计、宏/微运动机构设计、主动柔顺装配、机械手无损夹持等技术难点,掌握基于多机械手协调作业的微装配核心技术,实现微纳精度下不同尺寸零件的精密装配。针对精密机械设计、智能控制、精密检测等方面开展研究,通过自主创新和集成创新,研制出复合材料自动铺放、高精度检测等国家亟需的智能化装备与仪器。针对图像处理、目标分割、测量与控制等机器人视觉方面的共性问题开展研究,获得三维环境重构、目标识别与跟踪、定位与导航、仿生理解等关键技术,研制出实时性好、可靠性高的机器人智能视觉系统。针对大型装置/工程设计、建设和运行等过程中的数字化仿真验证需求,开展基于机理和数据的建模与分析、多约束条件下的智能优化、复杂场景的动态三维可视化等关键技术研究,形成面向大型装置/工程全生命周期的数字化装配和数字化运行系统。

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      空天信息实验室致力于海量多源数据智能化处理技术的研究和在国家社会经济建设事业中的工程化应用,主要研究星上处理技术以满足海量数据快速响应的需求,侧重多源遥感数据的信息融合、深度加工和针对行业特点的高端应用,争取在相关国家需求层面上实现理论创新、掌握核心技术、形成系统装备。

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      脑网络组实验室主要研究方向是利用各种成像技术及电生理技术在宏观、介观及微观尺度上建立人脑和动物脑的脑区、神经元群或神经元之间的连接图(脑网络),在此基础上研究脑网络拓扑结构、脑网络的动力学属性、脑功能及功能异常的脑网络表征、脑网络的遗传基础,并对脑网络进行建模和仿真,以及实现这些目标所要的超级计算平台。

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  • 智能感知与计算实验室
  •   智能感知与计算实验室为中科院自动化研究所独立建制的科研部门,致力于研究泛在智能感知理论与技术以及与之相伴的海量感知数据的智能分析与处理。实验室目要有四个研究方向:传感与信息获取、智能计算与识别、数据分析与安全、系统集成及应用。

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  • 基因组科学与信息重点实验室
  • 精准基因组医学重点实验室
  • 生物大分子国家重点实验室
  •   基因组科学与信息重点实验室的主要研究方向为:
    1. 基因组学技术,着重于技术驱动的基础和支撑研究—以人、重要动植物和微生物等基因组为主要研究对象,通过创新性发展新一代测序和生物信息组学分析技术和方法,建立核酸测序、序列组装、基因组元件注释、基因组多态性以及表观组、转录组和宏/泛基因组及转录组的高通量分析能力。
    2. 组学数据的集成和信息挖掘,着重于数据驱动的集成性研究—通过对来自不同组学的海量生物数据进行综合系统的集成,进而从这些海量数据中进行深度挖掘,发现不同组学数据之间的关联,揭示出隐含在海量组学数据内的生物学规律和原理。3. 基因调控网络的系统组学研究,着重于系统组学层面的前沿研究—整合各类组学的研究优势,以极端环境适应、疾病发生、分化和发育以及驯养驯化等重要生物学过程中的基因调控网络等科学前沿问题为切入点,开展探索性系统组学研究。

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      精准基因组医学重点实验室主要研究方向为:
    (1)肿瘤异质性和基因组进化:在前期用群体遗传和进化理论进行肿瘤突变分析获得癌症突变谱系特征和方法学多种突破的基础上,继续探讨肿瘤的突变规律和对于肿瘤表达的影响,并从中发掘新的干预措施。
    (2)表观组学变异与疾病:在前期表观组学不同层面已经取得重要突破的基础上,针对组蛋白修饰变异与体细胞突变对于白血病发生的协同作用及可能临床应用、RNA甲基化机制、DNA甲基化的时空模式及其对于肿瘤发生发展的贡献等研究方向开展纵深研究。(3)复杂生理性状功能注释与个体化特征模式:人类基因组学研究的终极目标就是在精准注释所有人群的基因和基因组水平因子在各种生理和病理性状中的基础上,达到对于个体的健康维护和对于疾病的预测、预警和准确干预。个体化特征模式的获得是开展广泛的群体遗传研究。团队将继续和整合前期在这一方向的优势项目,针对两三个复杂性状进行群体遗传研究和功能注释,获得其个体化的特征和模式。(4)多层次组学数据库系统构建和大数据的解析运算—实验室依托所、院的硬件环境,构建基因组健康科学数据库。从在引入大型公益项目原始数据及其汇入本土数据内容基础上,将着重通过构建院先导专项数据库和肿瘤数据库两项重要任务的实施,形成经过数据处理、提取和各种界面化建设与整合,作为可直接利用的不同肿瘤和层次的公益数据库集合,并分批次全面发布。

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      生物大分子国家重点实验室研究方向为:结构生物学;生物膜与膜蛋白;蛋白质合成与调控。

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  • 脑与认知科学国家重点实验室
  • 感染与免疫重点实验室
  • 核酸生物学重点实验室
  •   实验室立足于脑与认知科学的基础研究,同时开展相关领域的多学科交叉研究。以"围绕研究方向形成共同的研究计划、建设共同的实验环境平台、创立新的原则并着力将研究成果服务于相关应用领域"为主要目标;以视知觉和注意的基本表达、感知觉信息加工的脑机制、高级认知过程及其脑机制、脑与认知功能异常及其机制为主要研究方向。

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      感染与免疫重点实验室开展乙肝、丙肝和艾滋病等重大病毒性传染病防治的基础理论与应用研究。着眼病毒感染的早期事件,研究病毒与宿主相互作用的分子机理,病毒感染早期的免疫应答机制、免疫病理机制和病毒清除机制,揭示免疫生物学基础理论。

      实验室的研究方向为:建立用于病毒感染的小鼠模型;宿主限制性因子抵御HIV病毒复制的天然免疫机理研究;毒感染的天然免疫应答及其调节机理研究;天然免疫细胞清除病毒的机制研究;慢性乙肝病毒感染的免疫耐受机制研究;病毒免疫防治新策略研究;肿瘤微环境和肿瘤免疫治疗;淋巴器官微环境与免疫细胞的发育、活化、分化、迁移和功能;宿主对肠道微生态的调控机制;病毒感染影响肿瘤预后转移调节机制。

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      核酸生物学重点实验室围绕RNA丰富的生物学功能开展创新性研究,力争成为国际一流的RNA研究中心。

      实验室的主要研究方向是,非编码RNA的系统发现;非编码RNA的生物学功能;由RNA和蛋白质共同实现的"双色"生物调控网络;RNA蛋白质复合物的结构和功能;RNA的修饰和加工;RNA在发育和疾病中作用;RNA研究的新技术。

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  • 蛋白质与多肽药物所重点实验室
  • 植物基因组学国家重点实验室
  • 植物细胞与染色体工程国家重点实验室
  •   以蛋白质药物为代表的生物大分子药物是目前全球制药行业发展迅速、有前景的领域之一。蛋白质药物与小分子化学药物相比具有特异性高、毒副作用小、作用机理明确、临床成功率高(30%)的特点。

      其研究方向为:基因组稳定性;蛋白质人工进化;Smad3蛋白在肝、肺纤维化中的作用机制及其作为药物设计候选靶标的确证;肿瘤和心血管疾病的靶向纳米给药系统的研究;肿瘤治疗性纳米疫苗的设计;计算生物学和系统医学研究;肿瘤微环境与肿瘤免疫;抗体药物、纳米药物等。

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      植物基因组学国家重点实验室总体定位:从我国农业发展和学科建设的需要出发,以主要农作物和经济作物以及重要模式植物为材料,以基因组的序列结构研究为出发点,系统地开展转录组学、功能基因组学、表观遗传组学和蛋白组学研究,着重于大规模新基因的鉴定、表达、功能分析和潜在应用价值的探索,推动植物生物技术的源头创新和产业化。建立我国植物基因组学理论体系和技术平台,使植物基因组学国家重点实验室成为国内植物基因组学原始性创新研究的重要基地,不断提高在国际上的竞争力和影响力。

      目前,实验室已达28个创新研究组规模,研究内容拓展为植物基因组的结构、演化与表达调控,重要农艺性状的功能基因组学,植物与微生物互作的分子机理,植物生物技术与分子育种等4个单元。实验室的发展处在良性上升态势。

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      植物细胞与染色体工程国家重点实验室的总体定位是面向国家需求和国际科学前沿,运用遗传学知识和技术,深入研究主要农作物重要农艺性状形成的遗传基础,在作物遗传学和分子育种领域做出创新研究成果;综合利用各种基因转移手段,培育适合我国农业可持续发展需求的作物新品种。

      实验室围绕总体发展目标,整合各个研究组的优势,主要从事下列5个方面的研究:
    (1) 作物产量性状形成的遗传与分子机制;
    (2) 小麦籽粒加工及营养品质形成的遗传机制和分子改良;
    (3) 植物养分高效的遗传与分子机制;
    (4) 植物抗病耐逆的生理及分子机制;
    (5) 染色体工程与分子育种。重点实验室研究人员承担了"973"计划、"863"计划、国家自然科学基金委创新研究群体、基金委重大、重点、农业部转基因专项等一批国家级重要科研任务。

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  • 分子发育生物学国家重点实验室
  • 农业水资源重点实验室
  • 微生物资源前期开发国家重点实验室
  •   重点实验室在细胞凋亡、配子发生的分子机理、神经发育和神经疾病的分子机制、干细胞发育等国际前沿领域取得了重要进展。现已形成国内完整的以线虫、果蝇、斑马鱼、爪蛙、小鼠、拟南芥和水稻等为模式生物的发育生物学研究体系,运用遗传与分子生物学手段,研究范围覆盖了生物个体发育的各个阶段。经过十多年的不懈努力,重点实验室现已形成特色突出、力量集中且结构合理的研究格局,相继建成了发育生物学的研究平台和资源库。目前承担多项国家重大研究计划项目,是我国分子发育生物学领域活跃、体量大、模式生物体系完整的研究团队之一。

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      农业水资源重点实验室立足华北缺水严重的华北平原北部我国粮食重要产区,围绕个体水平、田间水平、区域水平农业水资源高效利用,整合相关研究力量,凝聚研究目标,通过基础理论和技术创新,提升遗传与发育生物学研究所在农业生态学领域的研究水平。

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      微生物资源前期开发国家重点实验室定位是:根据建设创新型国家的总体战略,以国家经济和社会发展的重大需求为导向,瞄准微生物学科前沿,开展微生物资源利用的基础和应用基础研究。通过对重要微生物生命机制的认识,开发其功能,实现生物技术创新,从而为解决生物能源、工业改造、农业发展、环境保护和人口健康等相关问题提供思路、策略和途径。

      实验室开展微生物资源利用的基础和应用基础研究,研究方向包括:微生物资源的收集、评估和生物学基础研究;微生物生物活性物质的代谢调控;微生物的生物催化与转化研究及其应用。

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  • 真菌学国家重点实验室
  • 微生物生理与代谢工程重点实验室
  • 植物基因组学国家重点实验室(微生物)
  •   真菌学国家重点实验室以我国真菌资源调查、收集和保藏为基础,开展真菌的生物多样性、系统分类、分子进化、生态功能、遗传发育和代谢调控等基础及应用基础研究,促进我国生命科学进步和生物产业发展。在此基础上,构建涵盖标本、菌种、基因及代谢产物的真菌资源平台,为真菌生物资源的认识和利用、真菌病害的防治提供物质基础和技术支撑。目前实验室的主要研究方向包括:领域1-真菌多样性与系统进化;领域2-真菌群落与物种互作;领域3-真菌遗传与发育;领域4-真菌次级代谢与调控。

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      微生物生理与代谢工程重点实验室的定位与研究方向:中国科学院微生物生理与代谢工程重点实验室定位于微生物生物技术领域的应用基础研究,围绕工业微生物生理与代谢功能的调控机制、生物合成与生理适应能力的重构及优化等关键科学问题,开展分子遗传学与高效遗传操控系统、分子酶工程与新型生物催化过程、以及分子生理学与先进代谢工程三个方向的研究,重点发展微生物生理工程与代谢工程的新技术和新方法,研发新一代工业菌种和性能先进的全细胞催化剂。

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      植物基因组学国家重点实验室的总体定位为:从国家战略需求出发,以主要农作物、经济作物以及重要模式植物为材料,系统地开展植物和植物病原微生物的功能基因组学研究,着重于大规模新基因的克隆鉴定、功能分析和潜在应用价值的探索,推动植物生物技术的源头创新和转基因植物产业化。建立我国植物基因组学理论体系和技术平台,使实验室成为国内植物基因组学源头创新研究的中心,不断提高在国际上的竞争力和影响力。

      研究领域:实验室主要以我国农作物的重要微生物病害,如植物病毒病、棉花黄萎病和十字花科植物细菌病等作为研究模式,开展病原微生物与植物相互作用分子机理、植物抗病生物技术的基础研究和应用基础研究,近期的研究重点为病原体-介体昆虫-植物三者间的相互作用。

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  • 神经科学国家重点实验室
  • 系统生物学重点实验室
  • 营养与代谢重点实验室
  •   神经科学国家重点实验室围绕神经发育、突触可塑性与学习记忆、感觉信息处理、神经系统疾病和神经干细胞五大研究方向对神经生物学基本理论和疾病机理进行前瞻性研究。

      在神经发育研究方向上,重点实验室主要研究神经细胞分化、迁移、导向的分子机理,以及轴突、树突发育与神经环路形成机理。在突触可塑性与学习记忆机理研究中,着重研究神经突触形成的分子机理,胶质细胞与突触可塑性关系,抑制性突触可塑性,以及学习记忆的神经机制。感觉信息处理机制研究的重点是视觉认知的机理,嗅觉对动物社会行为的影响,味觉识别机制,以及躯体感觉机制。重点实验室针对智力发育障碍、癫痫、缺血诱导神经元死亡、病理性痛和神经退行性疾病研究神经系统疾病机理。神经干细胞研究主要集中在形态学和电生理学功能上对新生神经细胞进行研究,揭示调控神经干细胞增殖、分化、整合或凋亡的机制。

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      系统生物学重点实验室的研究方向:
    (1)生物体和细胞内蛋白质群体的动态行为的过程及其调控机制;
    (2)代谢性疾病的系统生物学研究

      实验室的研究内容:
    (1)针对模式生物和细胞模型等研究体系,发展新型的规模化和高精度的蛋白质组成多重精确定量技术,以及蛋白质动态修饰的定量技术;然后研究不同层次的蛋白质动态行为的相互影响和作用机制。同时要整合蛋白质组学和代谢组学的研究技术和方法,开发基于生物信息学的各种"组学"平台的研究数据之间的整合技术,实现功能基因组、蛋白质组和代谢组之间数据的对接,从而系统地研究模式生物和细胞模型的蛋白质表达调控机制,并研究蛋白质的动态行为与转录调控模式之间的相互作用。结合计算生物学和生物信息学工具,发展出原创性的理论方法及算法,并进一步应用到模式生物和细胞等功能系统的定量整合研究,建立模式生物和细胞功能等系统的分子网络调控模型,系统地揭示由各种蛋白质与基因和其他生物分子形成的生物复杂网络的结构、动力学行为和功能。
    (2)针对危害我国人民健康的糖尿病等重大代谢性疾病,建立和完善用于研究代谢性疾病,尤其是单基因的代谢性疾病的细胞和动物模型。以模式生物、疾病动物模型和细胞模型为研究材料,采用整合的经典的分子细胞生物学方法与蛋白质组学、功能基因组学方法开展系统化和规模化的定性和定量实验研究,重点开展基于代谢组学的基因功能和蛋白质功能研究;分析正常生理状态下和病理状态下的细胞代谢通路和调控网络的结构和机理。发展各种用于复杂系统动力学分析的计算生物学新方法,结合相关的数学和计算科学的方法对实验结果进行分析和建模工作,构建基于系统生物学的胰岛素缺失或胰岛素抵抗产生等代谢性疾病发生和发展的数学模型,重点开展针对单基因的代谢性疾病发生与发展的机制的数学建模。

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      营养与代谢重点实验室以营养和代谢为切入点,在多组学人群研究的基础上结合分子、细胞和动物模型等不同层面机制研究,有望在中国人群的营养和代谢特征及与营养相关的慢性疾病的病因和病理机制方面取得突破性的进展,从而为建立符合中国人遗传和代谢表型特点的营养素标准、膳食指南和国家相关政策的制定提供科学依据,并为高危个体/群体的早期预测、预防和营养干预提供新的思路。通过实验室的平台促进国内外多学科和多领域的交流和合作,以及人才的培养,共同推进我国在营养与代谢研究赶超国际前沿,为我国14亿人口健康提供营养和代谢科学的理论支撑。

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  • 合成生物学重点实验室
  • 计算生物学重点实验室
  • 昆虫发育与进化生物学重点实验室
  •   合成生物学重点实验室在产学研紧密结合等方面具有良好的工作积累和传统优势,定位于合成生物学的应用基础研究,以发展合成生物学的理论和方法为主要研究方向,建立合成生物学的关键技术平台,针对我国在能源、环境、健康等方面面临的需求与挑战,聚焦若干重要的生物学体系,在分子、细胞和微生物菌群等层次上,实施合成生物学的研究与技术开发;并通过工业生物技术中心有效地将研究成果向社会和企业进行转让和转化。

      合成生物学实验室目前的研究方向包括:
    (1)在系统生物学理论的指导下,通过整体分析和全面鉴定不同水平的生物学体系来发展合成生物学的理论。
    (2)利用合成生物学的工具来整合系统生物学的理论,以指导通过改造或合成新型的或改良的生物学体系(细胞工厂和分子机器)来生产生物材料、生物医药及生物燃料。
    (3)合成生物学技术的革新,将前沿创新的核心技术转化为工程导向的平台以及相关的资源数据库,为科学研究和实际应用提供服务。

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      计算生物学重点实验室致力于以数学为手段,以计算机为工具,通过"干湿结合"的方式解读生命的奥秘,打造我国在计算生命学方面的发展优势。计算生物学重点实验室的主要研究方向包括:
    (1)复杂性状的量化建模;
    (2)基因表达调控的整合生物学;
    (3)进化与群体基因组学。

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      昆虫发育与进化重点实验室根据研究所发展战略、现有研究基础以及学科发展需求,通过凝练学科发展目标,确定了以下三个主要研究方向,低等昆虫分类鉴定与起源进化研究,以基因组为基础的昆虫发育研究,昆虫-植物-微生物相互关系研究:
    (1)低等昆虫分类鉴定与起源进化研究:重点针对中国原尾虫、跳虫和双尾虫的种类、区系、形态、生态、胚后发育和精子超微结构等进行深入系统地研究,综合利用不同分子标记,并结合发育生物学研究方法,探讨原尾纲、双尾纲和弹尾纲的系统进化关系,及其在节肢动物中的系统发生地位。
    (2)以组学为基础的昆虫发育研究:代表性昆虫的功能基因组研究,随着家蚕家基因组序列的完成,家蚕功能基因组研究是目前的重要发展方向。作为鳞翅目昆虫的模式种,家蚕功能基因组研究将为重要农林果蔬类鳞翅目害虫的发育及高度抗药性的产生机制提供依据,并为新型害虫治理体系的开发提供靶点基因,为农业安全生产提供技术保障;昆虫发育变态的激素调控研究,昆虫的发育变态主要是由激素和营养及其信号传导途径共同调控。揭示昆虫发育变态的本质及其调控机理,将为开发对人畜无害但干扰昆虫发育变态的生物农药,以及用转基因方法和RNA 干扰技术提高蚕丝的产量和质量提供理论基础和技术支持;昆虫RNA剪接机制与性别决定研究,生物体性别有很多种决定机制,大致可分为环境决定和遗传决定两类。在昆虫纲中,性别决定就有多种。通过从RNA选择性剪接这一角度,在整个转录组水平上来研究昆虫,特别是鳞翅目经济昆虫家蚕的性别决定途径, 不仅对理解昆虫的生殖发育过程具有重要的理论意义,而且可以进一步对经济昆虫的性别进行人为控制,从而开发出有利于生产的品种。
    (3)植物-昆虫-微生物相互作用研究:昆虫-植物相互关系研究,为有效利用植物自身的抗虫性,通过对水稻插入突变体库进行抗虫性筛选和鉴定,寻找植物自身存在的抗虫基因,进一步通过抗虫机理的代谢调控网络的研究,弄清植物自身抗虫性的机理,使之在抗虫育种中发挥作用。除此之外,在植物介导的害虫防治体系中,利用从昆虫中获得的种类特异的靶标基因,通过植物转基因技术稳定表达目标昆虫基因的双链RNA来实现对昆虫生长发育的调控,达到控制有害昆虫的目的;昆虫-微生物相互作用研究,昆虫在其相对短暂的生活史中面临多种病原微生物引起的病害甚至导致死亡,昆虫依赖于天生免疫系统的保护得以正常生长发育。通过开展昆虫免疫防御机理研究以及病原微生物的致病机理研究,有利于揭示昆虫—微生物相互作用的分子机理,为害虫微生物防治和益虫保护提供理论依据和对策,同时也为包括动植物病害治理提供理论参考。

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  • 分子病毒与免疫重点实验室
  • 灵长类神经生物学重点实验室
  • 食品安全重点实验室
  •   分子病毒与免疫重点实验室面向国家公众健康与医药卫生的战略需求,定位于具有国家战略需求的病毒学与免疫学相结合的应用基础研究,为新型疫苗及诊断技术提供新策略和新思路。实验室结合自身在病毒学、免疫学及疫苗学的科研特色与优势,围绕关系国家长远发展和人民生活质量的重大、新生及突发性传染病的预防和治疗,主要致力于
    (1)病毒的急慢性感染机制及相关基础研究;
    (2)免疫学的基础研究,阐明病毒与宿主细胞之间的相互作用的分子机制;
    (3)病毒学与免疫学交叉研究,为发展新型疫苗提供新策略和新思路;通过多学科的交叉合作,建立关键性技术平台,发挥中科院在我国传染病防控领域中的引领和支撑作用。

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      灵长类神经生物学重点实验室旨在通过发挥我国的独特优势,利用丰富的资源和合理的动物保护规范,以具有较高智力的非人灵长类动物为主要模式动物,探索和研究人类高级认知功能的大脑机制,并构建与人类脑功能和结构更为接近的非人灵长类的脑疾病模型。灵长类疾病模型的建立,不仅可以供筛选脑疾病药物,也有助于研发新一代的生理、物理治疗手段。在非人灵长类动物模型上的实验成果,将对孤独症、抑郁症和老年退行性疾病等的预防、早期诊断、早期干预、缓解和治疗有着重大的意义。

      实验室的研究方向:实验室侧重以非人灵长类如猕猴、绒猴和食蟹猴为动物模型,开展神经环路功能和高级脑功能及相关疾病机理的研究,设立认知的神经基础和神经系统疾病机理研究两个研究方向。认知的神经基础研究方向主要研究感知觉信息的加工处理及其整合的神经机制,工作记忆的神经环路机制,抉择的神经机制和自我意识和语言的神经机制;神经系统疾病机理研究方向主要探索采用新的基因操作手段构建非人灵长类疾病模型,将建立的模型用于发育性、退行性和精神类脑疾病机理的研究,采用脑疾病影像学进行脑结构和功能网络联接图谱研究。

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      食品安全重点实验室的研究方向主要为:
    (1)食源性危害物的毒性机制和代谢途径研究:采用现代分子细胞生物学、基因组学、代谢组学、毒理学和数据分析技术,在分子、细胞和动物水平上,对当前我国食品中常见的有毒有害物质(化学污染物、纳米材料、新食品原料等)进行研究。
    (2)基于毒性通路的毒理学检测新技术研究:针对食源性致病菌、食品中农药、兽药和抗生素残留以及其他有毒有害污染物(如非法添加物)等,整合生物芯片、生物传感器等高敏感性、高通量的新手段,研发简便快速、高灵敏、高通量、适合现场快速检测的食源性有毒有害成分检测方法/体系。
    (3)定量风险评估和标准研究:紧紧围绕危害识别、危害特征描述、暴露评估、风险特征描述四个阶段中的关键技术开展研究工作,着重开展微生物定量风险评估,借助系统毒理学和预测微生物技术,在分子、细胞、动物及人群水平,科学评判其暴露量和致病风险,建立可用于食品安全风险性评估及预测的理论模型。

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  • 分子病毒学实验室
  • 抗病毒免疫与遗传治疗实验室
  • 肿瘤病毒实验室
  •   分子病毒学实验室主要研究病毒结构与非编码蛋白在感染过程中的致病分子机制,以及寻找宿主细胞中的一些关键分子抗病毒的免疫保护作用机制。我们选择A型流感病毒和丙型肝炎病毒为主要模式病毒,研究病毒感染的分子机制与宿主分子的免疫抗病毒功能。以冠状病毒和手足口病毒EV71为模式病毒,研究3a和2B病毒离子通道蛋白对病毒释放的影响。在实验室创新科研和核心技术的基础上,以病毒的离子通道蛋白、聚合酶以及控制病毒复制的限制性分子为药物靶点,建立药物筛选平台,寻找有潜在治疗作用的先导化合物,把基础研究与应用基础研究紧密结合。

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      抗病毒免疫与遗传治疗实验室的研究方向:
    (1)基于膜结合抗体的抗病毒防治策略的研发;
    (2)流感病毒HA/NA包埋的慢病毒载体的基础及应用性研究;
    (3)基于慢病毒样颗粒(LVLP)的抗HIV和HPA1 H5N1病毒的免疫原。

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      肿瘤病毒实验室的研究方向:
    (1)人类重要肿瘤病毒潜伏感染与致瘤的分子机制, 主要以卡波氏肉瘤相关疱疹病毒为模型开展研究;
    (2)乙型肝炎病毒的感染与免疫调控机制研究。

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  • 病毒性肝炎实验室
  • 免疫调节实验室
  • 疫苗学与抗病毒策略实验室
  •   病毒性肝炎实验室的主要研究方向是在分子及细胞水平上研究HCV感染的生物学机制以及病毒-宿主之间的相互作用,具体课题包括病毒编码蛋白和宿主因子在HCV复制和组装过程中的功能研究,HCV感染的致病机制研究,HCV诱导并调控宿主固有免疫应答的机制研究,以及HCV疫苗的研发等。我们希望通过深入了解病毒感染宿主细胞以及宿主限制病毒感染的分子机制,找到更好的途径和手段来预防和治疗HCV的感染。

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      免疫调节实验室以分子生物学、免疫学和转基因动物等方面的技术为手段,以小鼠模型及其相关临床病人样品为研究对象,研究病毒感染以及肿瘤发生发展过程中免疫致病机理、免疫记忆机理和T细胞免疫反应调节的分子机制,并致力于把这方面的基础研究发现转化为疫苗和免疫治疗方面的应用。

      实验室的主要研究方向如下:
    (1)影响手足口病疾病发生发展的免疫致病机理;
    (2)调控肿瘤特异性T细胞免疫反应质与量的分子识别和调节机制;
    (3)T细胞免疫反应及免疫记忆的分子机制。

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      疫苗学与抗病毒策略实验室本研究组在针对重要病毒病(手足口病、丙型肝炎、诺如病毒感染等)的疫苗和抗病毒策略开发上有着广泛兴趣。目前,我们主要研究病毒样颗粒新型基因工程疫苗及治疗性单克隆抗体。研究工作包括四个方面:
    (1)设计、表达和临床前测试病毒样颗粒作为疫苗和药物载体的有效性;
    (2)探索免疫系统摄取、加工和提呈病毒样颗粒的机制;
    (3)研究人源化单抗的成药性、作用机制及其结构基础;(4)利用高效重组表达系统生产疫苗、抗体和杀微生物剂。

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  • 分子免疫学实验室
  • 造血干细胞与转基因动物实验室
  • 病毒免疫学实验室
  •   分子免疫学实验室将长期致力于研究人体免疫系统如何调节健康与疾病,包括病毒类传染性疾病,自身免疫性疾病和癌症发生的细胞及分子机理。现阶段,我们集中研究具有免疫调节功能的T细胞的一个亚群,即CD4+CD25+FOXP3+调节性T细胞在人类重大病毒性传染病包括艾滋病,乙型及丙型病毒性肝炎中的生理功能及其调节机理。将会选择性地利用分子,生化,结构,在细胞水平上基于多重和可诱导性RNA抑制,以及体内的实验动物模型等多重手段来验证我们的假设,从而深入研究调节性T细胞在感染性疾病发生不同阶段中的各种生理功能。

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      造血干细胞与转基因动物实验室工作集中在两个方向:

      第一,利用已有的与新构建的基因敲除或转基因小鼠模型,研究调节造血干细胞自我更新与定向分化的细胞和分子机制。

      造血干细胞有三个特性:首先,造血干细胞能够进行自我更新,使得其群体不会因持续的细胞分化而缩减,因而可以终生维持其造血功能;其次,造血干细胞能够进行定向分化,形成造血与免疫系统的成熟细胞,维持生物体的氧气供应和对外界病原体的免疫防御;第三,造血干细胞的自我更新与定向分化受到细胞内因子与细胞外信号的严格调控。阐明调节造血干细胞自我更新与定向分化的细胞与分子机制,既是干细胞生物学与免疫生物学核心的问题之一,又具有重要的临床治疗意义。通过构建和分析基因敲除小鼠模型,我们发现了一个新的调节造血干细胞自我更新的基因MLL5。有趣的是,与MLL5同属Trithorax家族的另外一个基因MLL,也有类似功能,这预示了该家族其它成员也可能参与调节造血干细胞的自我更新。我们将利用基因敲除与转基因的方法构建新的突变小鼠模型,来研究这些基因对造血干细胞功能的调节作用。另外,骨髓中的"微环境"也参与了造血干细胞自我更新与定向分化的调节。我们将构建新的突变小鼠模型,寻找参与调节造血干细胞微环境新的细胞群,研究其对造血干细胞的功能的调节作用。

      第二,构建人源化小鼠模型,研究人类病毒在宿主体内的复制与传播的机制,以及病毒与宿主免疫系统的相互作用。

      病毒性传染性疾病严重威胁到公共健康。深入了解病毒在宿主体内的致病的机制,有助于抗病毒疫苗和抗病毒药物研制与筛选。与大型实验动物如黑猩猩相比,小鼠具有遗传与免疫背景清楚,繁殖周期短,饲养成本低,较少涉及道德伦理问题的优点。但是,有些人类病毒,例如人丙型肝炎病毒,无法感染小鼠细胞,因而限制了利用小鼠模型进行相关的研究。我们将利用转基因或基因敲入的方法,构建携带人相关基因、能够模拟被人类病毒感染的人源化小鼠模型,为系统地研究病毒性传染性疾病的致病机理,病毒与宿主免疫系统的相互作用,以及新型抗病毒疫苗与药物的研发与筛选提供新的技术手段。

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      病毒免疫学实验室致力于HIV-1-宿主细胞相互作用及病毒致病机理研究,主要包括两个研究方向:(1)通过分析急性感染中病毒与宿主细胞的相互作用,探讨逆转录病毒黏膜/初始感染机制;(2)宿主细胞对HIV-1复制调节机制,病毒潜伏感染分子机制,探讨HIV/AIDS"功能性治愈"新策略。

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  • 天然免疫学实验室
  • 抗感染免疫与疫苗实验室
  • 呼吸道感染病理实验室
  •   天然免疫学实验室主要在细胞和动物水平研究NLRP3炎症小体的分子调控机制及其在肿瘤、自身免疫性疾病、以及抗病原微生物感染过程中的功能和机理;结合以上基础研究,我们也开展炎症小体药理调控、佐剂筛选等应用研究。这些研究将为理解炎症小体在各种疾病的发生、发展中的作用机理奠定基础,并为相关治疗策略的开发提供重要的参考信息。

      实验室的研究方向:

      (一)基础研究

      1、炎症小体活化及调控的分子机理

      NLRP3炎症小体能被种类众多而相关性不大的刺激物激活,包括铝盐、硅颗粒、流感病毒、ATP等,这提示其上游有众多的调控分子。我们将通过多种技术手段寻找调控炎症小体活化的新分子,并对这些分子的作用机理进行深入研究。

      2、炎症小体在自身免疫性疾病中的作用机理

      已有研究发现NLRP3炎症小体跟系统性红斑狼疮和结肠炎等疾病的发生有关。本实验室将深入研究NLRP3在这两种疾病中发挥作用的分子和细胞机制,以及天然免疫系统影响获得性免疫反应的机理。

      3、炎症小体在抗感染中的作用机理

      作为天然免疫系统的重要组成部分,炎症小体在对抗病原微生物感染过程中发挥重要作用。已有研究发现NLRP3炎症小体在抗流感病毒、腺病毒、白色念珠菌等病原体感染中作用非常关键。我们结合本所病原微生物研究的优势,探索NLRP3在抗重要病原微生物感染过程中的功能及相关机制。

      (二)应用研究

      1、炎症小体的药理调控

      NLRP3炎症小体参与众多的生理病理过程,因此寻找合适的药物调控炎症小体具有重要的治疗价值。我们将探索多种药物对NLRP3的调控作用,并通过适当的改造以开发对炎症小体的干预策略。

      2、基于NLR信号的疫苗佐剂开发

      基于NLR信号的疫苗佐剂对新型疫苗的发展非常重要,我们将结合本组天然免疫学研究的经验,筛选能够激活NLR信号的疫苗佐剂并研究其作用机制。

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      免疫信号传导与调节实验室的目标是进一步揭示TLR信号传导与调节的分子机理,阐明它们在识别病菌,激活先天性和后天性免疫反应中的作用,以期为设计新型疫苗、防治病毒感染及癌症提供理论依据。我们将主要从事以下三个方面的研究:(1)研究从转录水平和转录后水平来调节TLR诱导的基因表达的信号通路,特别是调节mRNA的转录、稳定和翻译的磷酸激酶。 (2)探究TLR 如何与其它的先天性受体,像NLR、RLR和CLR等协同识别病原菌,从而启动有效的免疫反应的分子机制,设计新型佐剂。(3)利用转基因小鼠模型来透彻地了解TLR在抗病毒感染和肿瘤生成中的作用,为抗感染和肿瘤治疗药物的筛选、鉴定提供动物模型。

      疫苗是预防和控制传染病及其它疾病有效的措施之一。近20年来,现代分子生物学和免疫学的迅速发展、各种新技术的出现及其应用极大地推动了新型疫苗的研究。既往研究表明,有效的抗原、优良的疫苗载体系统以及佐剂是新型疫苗的三大重要组成成分。因此,近年来研究新型疫苗载体、筛选或优化抗原以获得安全、高效的新型疫苗成为人们关注的热点。

      腺病毒是目前有应用前景的疫苗载体,被广泛应用于各种预防性或治疗性疫苗的研究,包括HIV、HPV、流感、乙肝、丙肝、疟疾、狂犬病、前列腺癌、黑色素瘤等疫苗。腺病毒是一种无包膜、线性的双链DNA病毒,基因组大小约为36kb。腺病毒由于能高效转染哺乳动物细胞、易于扩增及纯化,被作为基因运载工具广泛应用于分子及细胞生物学研究。与其它载体(如细菌或其它病毒)相比,腺病毒载体安全、稳定,高表达,且表达时间长久,能同时诱导B细胞与T细胞免疫反应,无需添加佐剂。因此,腺病毒成为新型疫苗的理想载体。由于人群中普遍存在抗AdHu5的中和抗体,使常用的以AdHu5为载体的疫苗研究受到严重影响。为避免这一问题,我们选择黑猩猩型腺病毒作为疫苗载体。人群中一般不含抗黑猩猩型腺病毒的中和抗体,故以黑猩猩型腺病毒为疫苗载体,其免疫效果显著优于AdHu5。

      本实验室致力于筛选新的黑猩猩型腺病毒,建立以重组腺病毒为载体的疫苗构建平台。以此为基础,研制新型通用流感疫苗、新型艾滋病疫苗、手足口病疫苗及其它传染性疾病疫苗或肿瘤疫苗,探讨这些疫苗的免疫保护机制,为疾病的预防与控制提供新策略。

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      呼吸道感染病理实验室以急性肺损伤 (acute lung injury, ALI)(病毒或细菌性)为研究中心,重点研究急性肺部感染(acute lung infection)的炎症、损伤的神经免疫的分子机制和相应治疗措施。

      研究方向着重于:
    (1)流感病毒逃逸机体免疫清除、诱发急性肺损伤的神经、免疫调控机制;
    (2)神经免疫如何调控调节性T细胞(Tregs)、M2型巨噬细胞(Alternative macrophage activation)和天然淋巴样细胞(ILC)细胞进而参与感染、炎症消除的修复;
    (3)神经免疫如何调控内源性干(祖)细胞骨髓游出和肺损伤组织定向及其对急性肺损伤修复的机制;
    (4)肺部急性细菌性、病毒性感染、炎症和修复的靶向治疗。本研究组将建立新型病毒、细菌诱发急性呼吸道感染、急性肺损伤的动物模型,运用呼吸生理学、血流动力学、病理(生理) 学、免疫学、分子生物学、大数据分析等方法对上述方向进行深入的研究。

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  • 天然防御和免疫调控研究组
  • 疱疹病毒分子生物学实验室
  • 病毒疾病与疫苗转化实验室
  •   本实验室的研究重点为人类免疫学和转化医学,致力于揭示结核病和重要病毒性疾病感染过程中免疫负调节细胞和负调控分子的功能,特别是天然免疫负调节细胞的研究,为免疫干预和疫苗研制等提供新的靶点。

      实验室的主要研究方向有:
    (1)抗结核杆菌天然免疫调节机制的研究;
    (2)调节性B细胞免疫生物学特性及其在重大感染性疾病中的功能研究;
    (3)新型治疗性疫苗的研制。

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      疱疹病毒分子生物学实验室从解析病毒基因功能入手,着重研究其调控病毒与宿主间相互作用的分子机制。在与宿主长期的共同进化过程中,病毒基因演化出了精细调控细胞内信号通路的能力。因此,病毒基因功能研究一直都是研究重要的细胞分子生物学和免疫学问题的有力工具。本实验室对病毒基因与宿主细胞相互作用的研究不仅将阐明病毒基因促进病毒复制的分子机制,为抗HCMV感染药物研发提供新的靶位和思路,还极有可能揭示新的细胞分子生物学和免疫学原理。

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      病毒疾病与疫苗转化实验室致力于以下两方面的研究:
    (1)揭示人类免疫系统与病毒感染在疾病进程中的互相作用;
    (2)利用现代科学理论和先进实验技术研发新型疫苗。

      为了达成上述目标,实验室正在开展以下四个研究课题:

      i. 利用生物信息手段设计并检验亚单位多表位T辅助细胞HIV疫苗的免疫原性;

      ii. 分析各登革病毒膜蛋白域在诱导抗登革免疫反应中的作用;

      iii. 利用生物信息手段设计并检验一个以一代四的新登革疫苗,能否诱发四价中和抗体反应;

      iv. 丙肝病毒T细胞抗原表位和疾病进程相关型的机制研究

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  • 病毒与淋巴瘤实验室
  • 病毒组装与宿主实验室
  • 病原真菌感染及宿主免疫研实验室
  •   B细胞淋巴瘤在年长和有免疫缺陷的人群中比较普遍,比如艾滋病患者,骨髓或器官移植的病人。恶性的B细胞淋巴瘤在HIV感染的人群中已经成为第二普遍的AIDS相关癌症,甚至在一些HIV群体里取代了其他癌症成为常见的AIDS相关疾病。B细胞淋巴瘤,尤其在由HIV感染或免疫抑制药物服用引起的免疫受損和慢性炎症人群中,与gammaherpesvius (KSHV/EBV)感染紧密相关。但是,gammaherpesvius 感染怎样调控B 细胞淋巴瘤的产生和发展目前还不清楚。本实验室的方向主要通过利用老鼠胚胎细胞,建立起来的新型老鼠动物模型来研究病毒,特别是gammaherpesvirus感染,引起的相关淋巴瘤的分子机理,并探索新的治疗手段。

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      病毒组装与宿主实验室的研究方向为HCV的分子生物学,侧重于研究病毒感染过程的早期和晚期,研究感染性病毒颗粒的入侵细节,组装过程和宿主相互作用等。希望通过这些研究,揭示病毒组装和释放过程中的关键事件加深人们对HCV入侵和组装的认知,并期望以此为靶标开发干扰病毒组装和传播的新药物。课题组将基于HCV分子病毒研究方法,逐步建立正向遗传学,功能基因组学、蛋白质组学,生物影像以及系统生物学手段;对重要的细胞因子在HCV组装,释放和入侵过程中的重要作用进行系统性研究。

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      病原真菌感染及宿主免疫研实验室的主要研究方向是揭示白色念珠菌共生和感染的分子机制,以及宿主细胞在其由不致病的共生菌向致病菌转变过程中的免疫应答机理,以期为控制和预防真菌感染提供理论依据,并在此基础上发现抗真菌药物的新作用靶点。我们将主要从事三个方面的研究:
    (1)白色念珠菌铁吸收调控系统:基于我们先期的研究发现,进一步阐明铁吸收调控系统(包括3个重要的转录因子 Sfu1, Sef1 和 Hap43)在白色念珠菌共生生长及致病感染过程中的重要作用,同时探索在高铁或低铁环境下宿主如何对白色念珠菌共生或感染作出相应的免疫应答;
    (2)白色念珠菌共生关键因子基因调控网络:以小鼠为研究模型,通过筛选突变体文库寻找决定白色念珠菌在宿主胃肠道内共生生长的关键因子 (commensal factor),并通过研究这些因子的基因调控网络来揭示其在白色念珠菌由共生菌向致病菌转变过程中的重要作用;
    (3)白色念珠菌感染与宿主免疫:我们先期的工作发现了白色念珠菌的一个新的致病基因家族,其编码的分泌蛋白与宿主免疫相关蛋白高度同源。我们的研究主要集中于认识白色念珠菌是如何通过分泌这些蛋白到宿主细胞来改变其同源宿主蛋白的免疫功能,从而破坏或抑制宿主免疫系统达到感染致病的目的。另外,我们建立了小鼠肠道共生模型 (Gut commensal model)并以此来研究宿主免疫系统与白色念珠菌的相互作用机制。这项工作将主要研究宿主免疫系统在白色念珠菌从共生菌转变为致病菌过程中的表达机制,在细胞和分子水平上进一步了解肠道免疫稳态的调控。

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  • 免疫细胞分化与分子调节实验室
  • 生物能源实验室
  • 生物基材料实验室
  •   抗体是免疫系统重要的组成部分,发挥重要的免疫学功能。抗体由B细胞或其终末分化细胞浆细胞产生,然而, B细胞的分化和抗体的产生均需要T细胞的辅助。目前,已经证明滤泡辅助性T细胞(T follicular helper cells,TFH)是主要的辅助B细胞的T细胞亚群。免疫细胞分化与分子调节实验室致力于研究与抗体生成密切相关的TFH细胞以及成熟B细胞的分化及相关的机制。

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      生物能源实验室构建以工业生物技术为核心的可持续生物资源、生物能源和海洋碳汇技术体系,研究开发优质生物资源新品种、高效经济环保的生物能源转化关键技术及优质生物基能源化工新产品,突破生物资源与生物能源规模化发展的瓶颈制约,支撑国家与地方生物能源战略性新兴产业与海洋低碳产业发展。

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      生物基材料实验室以生物基材料为对象,以化学、生物学、材料学和过程科学为基础,探索融合转化理论与方法,突破转化关键技术,开展生物基材料可持续融合转化应用基础研究,建设国家级新型生物基材料与化学品领域的研发平台,建设学科布局合理、队伍规模和结构合理,运行高效,国内外有影响的研究集体,为我国生物基材料的发展提供科技支撑。

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  • 能源应用技术实验室
  •   能源应用技术实验室以特色能源工程技术学科建设为基础,以自主创新的中试和产业化平台为支撑,重大任务带动特色学科发展,针对国民经济特别城镇化过程和海洋领域中的分布式能源供给和信息化管理、深海电源系统、沼气能源化利用和农田营养化修复、低碳资源高质化利用、环境高效膜系统和技术,从事特色应用基础、关键技术以及系统集成示范等方面科技创新工作,服务国民与蓝色区域经济建设中产业重大技术需求。

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  • 中国古代科技史实验室
  • 中国近现代科技史
  • 西方科技史实验室
  •   中国古代科技史实验室关注的学术领域非常广泛,包括天文学史、数学史、农学史、医学史、生物学史、地理学史、纺织史、技术史、冶金史、造船史、科技考古与传统工艺调查与保护等。

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      中国近现代科技史实验室以中国近现代科学史为主要研究方向,主要开展学科史、科学社会史、口述科学史和中国近现代科学史料的搜集整理等工作。

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      西方科技史实验室以科学文化、比较科技史和战略研究为主要视角,研究数学、物理学、化学、生物学、高技术等学科的历史,探讨科学技术在发达国家的发展历程,认识人类创造科技知识的思维模式、组织模式与实践过程,阐释近现代科学与经济、社会、文化的互动,分析跨文化的知识传播。

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  • 文化遗产科技认知实验室
  • 科技与社会实验室
  • 中外科技发展比较研究实验室
  •   十年来,文化遗产科技认知实验室面向国家需求和学术前沿,致力于传统工艺等文化遗产的调查和科学技术研究,保存现状与保护技术的评估,以及文化遗产的管理研究,重视国际交流与合作。

      在学术研究方面,实验室将重心放在传统工艺、文物与遗址等文化遗产的调查与认知研究上,综合运用科技史、科技考古、人类学、民俗学、社会学等学科的方法,调查研究蕴含丰富的技术、科学和文化价值的传统工艺;运用理化检测、数字仿真和模拟实验等方法,开展文物科技(科技考古)研究,认知反映重大发明创造的文物与遗址的科技和文化内涵,并应用数字化技术和实物模型等展示中华民族所创造的技术和工程的深刻内涵与价值;面向我国文化遗产研究与保护事业的需求,开展创新性、综合性和集成性的理论与实践研究,为国家思想库建设和文化建设贡献知识基础与战略咨询建议。

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      科技与社会实验室是研究学科发展规律、学科发展战略和宏观科技战略的、跨研究机构的开放性学术平台。实验室的主要任务是以历史眼光和全球视野开展科学技术发展的案例研究、科技发展规律研究、科技规划与战略研究,更好地支撑和参与国家科学思想库的建设。实验室发挥在科技史和中外科技发展比较研究等领域学者的学术积累和专长,研究重要学科交叉前沿的发展态势,研究学科发展的历史和规律,研究科技发展的中长期演进特征、规律与规划战略,研究科技史重大事件及其当代启示,研究学科发展与经济和社会的互动关系。力求把握我国学科发展的学术环境、政策要求和社会条件,开展面向社会需要、国家需要、政策规划需要、学科建设与发展需要的战略研究。

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      中外科技发展比较研究实验室基于中国科技史研究的优势和对世界科技史研究的开拓,从知识史、社会史、制度史、文化史的角度开展科技发展比较研究,探讨科学技术在不同文明传统中发生、发展的关键因素和重要问题,阐述知识的创造、应用与传播的模式及其与社会文化的关系。

      实验室的重点研究方向为:中国与欧洲力学的比较,中国与欧洲宇宙论的比较,中国与古希腊数学的比较,中国与日本钢铁技术的比较,中国与德国制造技术、铁路技术的比较,自然哲学在东亚地区传播的比较,中国与欧洲传统技术图像的比较等。

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  • 科技战略与规划实验室
  • 科学技术与社会实验室
  • 科技管理与评估实验室
  •   科技战略与规划实验室主要开展科技政策相关理论研究,聚焦国家科技发展的战略性、前瞻性问题,研究科技发展趋势、科技发展战略和科技促进经济社会发展的问题与对策,致力于为国家科技发展战略、政策和相关规划以及中国科学院科学思想库建设提供研究支撑。

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      科学技术与社会实验室旨在推进社会学、伦理学、政治学、经济学、公共政策、公共管理等学科领域相关理论的交叉与融合,加强STS研究,特别关注中国STS问题,成为面向决策、面向公众的有全球视野的STS综合研究平台。实验室重点开展以下研究:科学运行机制及发展模式研究,科学行为规范与道德建设问题研究,科学共同体及其治理研究,新兴科技的伦理、法律与社会问题研究,科技的社会风险及其政府规制与社会治理问题研究,与科技相关的制度及政策研究,科技政策理论方法研究等。

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      科技管理与评估实验室的主要使命是围绕国家科技管理与评估突出问题,把握科研信息化、全球化趋势,结合中国科学院实践,研究国家宏观科技管理与决策机制、科技资源配置与管理、科研机构管理与评价、科技人力资源管理以及科技项目管理与评价,为中国科学院、国家有关部门、地方政府等提供决策支持。

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  • 知识产权与科技法研究实验室
  • 创新与发展政策研究实验室
  • 创新与创业政策研究实验室
  •   知识产权与科技法研究实验室的发展目标是成为国际知名、国内一流的知识产权战略、政策和科技创新法律研究中心及知识产权管理决策咨询中心,成为高层次知识产权管理、运营人才培训基地。

      实验室承担了国家知识产权局、知识产权发展规划、企业知识产权管理标准、专利产业化、专利质量指标等研究课题,实验室不断加强知识产权和科技法研究方向布局与队伍建设,开展公共科研机构知识产权管理模式、知识产权预警与技术标准结合、技术转移中知识产权管理相关法律问题研究,努力为科技和创新相关法律制定和修订提供重要依据。

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      创新与发展政策研究实验室致力于构建创新发展理论和方法系统、调查和数据系统、政策和案例系统,加强与政府、学术界和企业界合作,建设中国创新发展综合研究平台和高端智库。

      实验室主要开展发展战略与区域创新、技术创新与产业政策、商业模式与服务创新、社会发展与公务创新、创新监测与政策模拟等研究,强化创新发展理论方法研究、创新政策设计和创新监测评价之间的有机衔接,为国家创新发展宏观管理决策提供研究支撑,为地方政府和重点企业创新发展提供咨询服务。

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      创新与创业研究政策实验室的目标是成为国际著名的区域发展和创新创业政策综合研究基地,国家高新技术产业园区发展政策研究支撑团队,为国家有关部门提供决策咨询服务。

      实验室致力于创新创业战略、政策和管理以及相关理论方法研究,主要开展创业机会、创业风险、创业价值理论研究以及创业发生、发展和控制机理,开展高新技术产业开发区发展战略、政策和管理问题研究,强化全球化、信息化深入发展条件下创新和创业模式研究和监测。

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  • 可持续发展战略研究实验室
  • 能源环境经济研究实验室
  • 统筹与管理实验室
  •   可持续发展战略研究实验室面向国家可持续发展战略需求及重大前沿问题,综合运用多学科交叉的理论、方法和研究手段,主要开展可持续发展战略、政策与管理领域的理论、方法和应用研究,旨在为我国推进可持续发展战略、应对可持续发展重大战略问题提供科学依据、政策咨询和系统化解决方案,力争成为国内外有重要影响力的可持续发展公共政策研究与决策支持平台,并在国际可持续发展政策与管理研究领域形成独特的"中国学派"。

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      能源环境经济研究实验室面向国家能源与环境领域的重大需求,针对国际学术前沿和我国能源战略与政策研究中的科学问题,主要围绕能源安全战略管理以及应对气候变化的市场机制开展研究,研究领域涵盖能源与经济增长、能源效率与节能、能源市场与碳市场、能源环境与气候变化、能源安全以及能源环境经济系统建模等。在学术研究的基础上,开展系统的应用研究,致力于为政府部门和企业提供能源环境经济系统的情景预测、系统分析及其前瞻性政策建议。

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      统筹与管理实验室秉承"科研为国民经济和社会发展服务"宗旨,致力于运用运筹学、统计学、风险与应急管理理论,借助信息技术,结合应用领域专业知识,主要开展政府公共安全应急管理、企业生产安全风险管理、环境安全低碳发展规划等研究,推动管理科学理论方法研究与实践发展。

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  • 政策模拟实验室
  • 城市发展与区域管理实验室
  • 自然与社会交叉科学研究实验室
  •   政策模拟实验室致力于政策模拟技术和方法研究,丰富宏观政策分析理论,努力打造成为有国际影响力的中国公共政策模拟平台。实验室开展国家经济安全基本理论与分析技术研究,开展经济危机发生及控制理论、多区域经济发展的和谐治理理论、创新驱动下多区域经济增长理论研究,以及多国相互作用的国家经济安全政策、多区域宏观经济政策和多区域环境与发展治理政策模拟研究,发展和完善相应的政策模拟技术方法,为宏观管理部门决策提供支撑。

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      着眼于构建国际知名、国内一流的城市发展与区域管理研究基地,城市运行和应急管理的决策智库。实验室主要从事城市化战略、城市运行与发展管理、区域经济与公共治理、现代风险与应急管理、信息化规划与决策支持系统等研究,为国家城镇化战略、政策制定提供研究支撑,发展城市运行管理理论方法、规范、标准和运行监测体系,为北京等特大城市运行与发展管理决策提供整体解决方案,为政府部门研制城市运行风险识别与决策支持平台提供整体解决方案。

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      自然与社会交叉科学研究实验室致力于面向国家战略需求和世界科学前沿,打造交叉科学学术交流平台,开展跨学科交叉融合研究,培育交叉科学研究人才和团队,成为有国际影响力的交叉科学开放研究基地。实验室主要开展科学、技术、数学和政策科学交叉研究,识别自然与社会科学交叉问题,强化科学、技术、创新、政策科学、可持续发展等研究领域的交叉,探索社会可持续发展和新型城市化发展道路,为国家宏观决策提供研究支撑。

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  • 能源与环境政策研究实验室
  •   能源与环境政策研究实验室面向国家能源与环境领域的重大需求,开展能源与环境领域的科学研究,推动能源经济与政策科学的应用与发展;为政府部门和企业提供能源情景预测、能源系统分析及其能源问题的前瞻性政策建议;为中国石油企业的国内外发展战略服务。

      能源与环境政策研究实验室在学术上面向能源与环境政策研究领域的国际学术前沿,针对我国能源战略与政策研究中的科学问题,采用多学科交叉的复杂系统理论和研究方法,开展系统研究,形成了六个研究方向:
    (1)能源与经济增长研究;
    (2)能源效率与节能研究;
    (3)能源市场研究;
    (4)能源环境与气候变化研究;
    (5)能源安全研究;
    (6)能源政策建模与理论工具研究。

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  • 微波成像技术国家级重点实验
  • 高功率微波源与技术重点实验室
  • 传感技术国家重点实验室
  •   微波成像技术国家级重点实验基础理论研究内容:
    (1)以先进微波成像系统技术研究和样机研制为主的微波成像信息获取理论和方法研究;
    (2)以面向精确微波成像处理和高效目标信息处理、信息提取算法和方法为主的微波成像信息处理和分析技术研究;
    (3)开展对国际微波成像新技术进展的持续跟踪和研究,研究和提出对我国微波成像技术发展可能有重大影响的微波成像新体制、新技术、新概念。

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      重点实验室面向国家战略需求和世界科技前沿,以微波电子学为基础,以突破紧凑型高功率微波源的关键技术为核心,并积极探索和发展我国高功率微波电子系统及其应用技术。近年来,重点实验室全面承担着一系列国家重大工程急需的各种大功率微波器件的研制任务,为我国雷达、火箭、电子对抗、加速器和大科学装置等的发展做出了重大贡献。

      实验室的主要研究方向:
    (1)微波电子学、阴极电子学、相对论电子学和强流电子;
    (2)光学的基础理论与应用;
    (3)产生高功率微波和毫米波的新概念和新机理;
    (4)微波和毫米波器件关键性、基础性和共性技术;
    (5)大功率宽带速调管技术及其应用;
    (6)多注速调管技术及其应用;(7)高功率速调管技术及其应用;
    (8)高功率毫米波回旋管关键技术;
    (9)带状注器件、扩展互作用器件和太赫兹辐射源等新型器件关键技术;
    (10)高功率微波与毫米波电子系统的新概念、新体制及其系统集成

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      传感技术国家重点实验室面向国家战略需求和世界科技前沿,以基于微电子和微机械加工技术的微传感器和系统作为主要研究方向,开展基础性、战略性、前瞻性的研究工作。实验室致力于提高我国传感技术的自主创新能力和国际竞争力,推动我国传感技术的应用和产业的发展,为国民经济建设服务,并成为我国传感技术的研究基地和高素质、高水平传感技术人才的培养基地。

      传感技术国家重点实验室侧重进行传感器的新原理、新方法、新技术、新器件、新系统的研究,实现传感器的微型化、集成化、智能化和网络化。

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  • 电磁辐射与探测技术院重点实验室
  • 空间行波管研究发展实验室
  • 高功率气体激光技术实验室
  •   电磁辐射与探测技术院重点实验室面向现代电子科学技术、电磁场与微波技术领域的科技前沿,以国家月球与深空探测、地球深部探测、反恐维稳等重大科技计划的应用需求为牵引,开展电磁探测新方法、新技术和应用系统集成研究。

      实验室的主要技术优势(研究方向):
    (1)超宽带雷达成像方法与技术研究;
    (2)电磁探测新方法、新技术及应用系统集成研究;
    (3)超宽带天线理论及其应用研究;
    (4)电磁波与物质相互作用理论和应用基础研究。

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      空间行波管研究发展实验室致力于开展空间行波管相关领域技术创新和应用基础研究;解决面向工程应用的空间行波管及放大器研发过程中的关键性、基础性和共性技术问题。同时,承担我国多种重点工程和航空航天工程用宽带连续波行波管、脉冲行波管、超小型脉冲行波管的研制和小批量生产任务。先后为我国卫星、火箭和载人航天工程等提供了十余种型号的空间行波管及放大器,并为各类电子对抗系统提供了三十多种型号的行波管,为我国做出了重要贡献。实验室拥有国内先进的行波管研制和生产工艺线;研制成功的空间行波管及放大器、宽带连续波行波管、脉冲行波管技术水平处于国内领先水平;具备多品种研制、小批量生产,以及年均研制和生产500只以上空间行波管和军用行波管的能力。

      实验室的主要研究方向:
    (1)高效率、长寿命、高可靠空间行波管技术;
    (2)空间用小型化、高效率和高可靠电源技术;
    (3)宽带连续波行波管技术;
    (4)脉冲行波管技术;
    (5)行波管关键性、基础性和共性技术。

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      高功率气体激光技术实验室一直致力于气体激光的产生及其应用的研究,取得了一批研究成果。尤其在高重复频率脉冲CO2激光研究方面,达到了国际先进水平,2005年研制成功平均功率达万瓦级的脉冲CO2激光器,高功率可调谐脉冲CO2激光技术研究方面也处于国际先进水平。在激光应用方面,研制成功了我国第一台红外激光通讯机、连续波二氧化碳激光发射源和二氧化碳激光手术器。1976年与原二机部合作,采用高功率脉冲TEA CO2激光器,在国内首次成功进行了激光分离同位素试验。2002年起开展激光推进应用研究,并在国内首次实现了激光推进自由飞行演示。

      高功率气体激光技术实验室的主要研究方向:
    (1)脉冲气体激光技术;
    (2)高功率激光调谐技术;
    (3)激光合成孔径雷达技术;
    (4)激光推进技术;
    (5)高压开关电源技术。

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  • 航天微波遥感系统实验室
  • 航空微波遥感系统实验室
  • 空间信息处理与应用系统技术重点实验室
  •   星载SAR是空间对地成像观测的重要手段,具有全天时、全天候、分辨率高、成像幅宽大、可实现全球观测的特点,在国民经济及相关领域的应用发挥着重大作用。星载SAR技术涉及多个学科领域,结构复杂,研制难度大,整体水平反映了一个国家的综合科技实力。近年来实验室取得的成果:
    (1)我国第一颗星载SAR系统;
    (2)HJ-1-C 卫星SAR系统;
    (3)新一代高分辨率SAR卫星系统;
    (4)海洋监视宽幅星载SAR系统;
    (5)星载C波段1米多极化SAR系统。

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      在机载SAR方面,实验室取得了多项科技创新成果。完成了我国第一部具有自主知识产权的机载合成孔径成像雷达系统的设计定型;完成我国第一部无人机载合成孔径雷达系统的研制,并高质量地完成了包括目标飞行、地图测绘、洪水监测、海洋执法维权等在内的一系列应用飞行试验;完成了我国第一部分辨率优于0.5m机载合成孔径雷达系统的研制和应用飞行试验,实现了我国合成孔径雷达技术跨越式发展的战略目标;完成了我国第一部机载干涉合成孔径雷达系统的研制,标志着我国机载合成孔径雷达技术已经从二维迈向三维,拓展了合成孔径雷达技术的新的应用领域;实现了我国第一部合成孔径雷达出口;完成了一系列关键技术的攻关,大大缩短了与国际高水平的差距。近年来实验室取得的成果:
    (1)高分辨率机载SAR系统;
    (2)机载干涉SAR系统;
    (3)高分辨率多极化SAR系统;
    (4)无人机载SAR/GMTI雷达系统;
    (5)多波段、多极化机载SAR干扰评估系统;
    (6)吊舱SAR系统。

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      经过多年的建设发展,在空间信息处理与应用领域,实验室已经成为我国航空航天地面处理系统和应用系统重要的研发基地,形成先进传感器处理技术和星地一体化仿真技术、多传感器地面处理系统技术、微波辐射定标技术、空间信息应用系统技术等四个研究方向。

      空间信息处理与应用系统技术重点实验室的主要科研工作:
    (1)先进传感器处理技术和星地一体化仿真技术,在先进传感器处理技术和星地一体化仿真技术方面,主要面向各种新型空间传感器的数据处理和关键共性技术展开创新研究,重点完成面向海洋宽幅SAR、高分辨率极化SAR、三维干涉SAR等在研背景型号项目的成像处理方法和一体化仿真等关键技术研究,为星地一体化设计论证、地面处理和应用系统建设奠定基础理论和方法;
    (2)多传感器地面处理系统技术,在多传感器地面系统建设方面,实验室在完成多个型号地面系统建设和总体技术支撑基础上,还承担了多星多传感器地面一体化信息处理系统、国家航空遥感系统的地面处理系统以及陆地观测卫星数据全国接收站网建设记录分系统建设等重大项目,构建了技术先进的自主知识产权的多星多传感器地面处理系统体系结构,奠定了航天遥感地面处理系统的总体研制地位;
    (3)微波辐射定标技术,微波辐射定标方面,实验室先后承担了多项大型SAR定标预研性和工程性项目,在SAR定标领域具有丰富的理论基础和工程经验。作为主要技术支撑单位建成了我国第一个也是目前唯一一个星载SAR辐射定标场,承担了中国遥感卫星一号和遥感卫星六号SAR有源定标器和定标处理系统的研制,正在进行环境1C星SAR定标系统的工程研制,并同步进行先进体制SAR定标的技术储备工作。

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  • 可编程芯片与系统实验室
  • 传感技术联合国家重点实验室
  • 信息功能材料国家重点实验室
  •   可编程芯片与CPU、DSP一样,是一种通用器件,用户可以通过编程来实现所需要的逻辑功能,具有灵活性高、设计周期短、成本低、风险小等优势。可编程逻辑器件是国家信息产业的重要基础,是国家层次上一个具有战略性的高技术,在互联网、高速无线通信、高速图像处理等领域有着不可替代的作用,可编程逻辑器件的研制被列入国家中长期科技发展规划。

      实验室的主要技术优势:
    (1)自主研发大规模可编程逻辑电路芯片设计技术;
    (2)开发具有自主知识产权的可编程逻辑器件专用软件,软硬件协同设计能够更加灵活的优化可编程逻辑器件性能;(3)高性能信号采集、模数转换和传输的PSoC关键技术研究。

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      实验室的主要研究领域是以微电子技术和微纳加工技术为基础的微纳传感器及微系统。实验室重点研究基于新原理、新材料、新方法、新技术的核心传感技术和高性能传感器,发展集成化、智能化、网络化传感器系统,突破加工、封装与系统集成等关键技术,以满足国防、航天、工业、医疗等领域对传感技术的迫切需求。实验室主要研究方向包括:
    (1)传感器原理、设计和制造技术

      各种物理量传感器,包括加速度、角速度等惯性传感器,压力传感器;生物化学量的气体传感器等;
    (2)MEMS传感器和微纳制造技术;
    (3)纳机械加工技术、纳米集成传感器与纳机电系统技术;(4)微传感系统生化检测微系统;传感器与电路集成系统;
    (5)集成传感器系统传感器专用集成电路设计;微传感器信号检测与处理电路;多传感器集成系统和组件;
    (6)传感器网络节点。

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      信息功能材料国家重点实验室总体定位于应用基础研究,面向本领域学科发展、面向国民经济和国防建设的重大挑战,以满足国家战略需求和促进学科发展为目标,以出成果出人才为中心,瞄准超导材料、器件和电子学应用,先进硅基材料、器件和应用,新型纳电子存储材料、器件和固态存储应用以及化合物半导体材料、器件和应用等重要研究方向,在信息功能材料领域做出了大量具有重要显示度的工作,曾获得国家科技进步一等奖等多项奖励,在国内外具有重要学术地位和影响。实验室已发展成为我国信息功能材料领域研究与人才培养的重要基地。

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  • 太赫兹固态技术重点实验室
  • 物联网系统技术实验室
  • 宽带无线技术实验室
  •   太赫固态技术重点实验室根据国家太赫兹战略部署和国内外太赫兹技术发展动态,主要围绕THz光子学、毫米波/太赫兹固态电子学和超宽带信息传输等领域开展技术研发。实验室的战略目标:瞄准THz技术的发展前沿,面向国家战略需求,在THz光子学和THz电子学及其交叉领域开展THz基础理论、THz关键器件、THz光子学与电子学融合技术以及THz应用系统研究,为发展我国具有自主知识产权的THz关键器件和应用技术奠定基础,并在THz通信、探测与成像等方面取得标志性成果,使实验室成为我国THz技术研究和高端人才培养的重要基地,成为国际知名、国内一流的THz实验室。

      实验室的主要研究内容包括:
    (1)固态THz器件物理与工艺;
    (2)固态THz器件与模块;
    (3)THz检测与成像;
    (4)THz信息传输。

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      物联网系统技术实验室面向国家重大战略和应用需求,致力于开展无线传感网络的基础前沿、应用开发、系统集成和测试评估技术研究,在我国物联网核心技术和产业化的发展中发挥骨干和引领作用。

      实验室长期发展目标:逐步建立无线传感网协同体系,攻克无线传感网泛在机理,成为国际无线传感网研究主导力量之一;促进我国物联网技术自主创新能力的提升。实验室十一五的目标为:在无线传感网方面,突破多层传感网的体系构架、传输的关键技术及原型设备,形成具有我国特色的自主知识产权的传感网络体系;推动我国无线传感网标准的建立。在宽带无线移动通信方面,为我国宽带无线移动通信标准提供空中接口的核心技术;建成服务宽带无线移动通信系统研究的现场试验环境和评估技术体系;建成服务国家宽带无线移动通信系统研究的国际合作中心。

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      宽带无线技术实验室在国内率先展开了新一代移动通信关键技术研究,提出了拥有自主知识产权的新一代宽带无线移动通信DFT-S-GMC传输解决方案,该方案的优异性能已经过实际验证,并已经成为正在制订中的国标委宽带无线多媒体国家标准主要技术方案,开发出了MiWAVE宽带无线接入系统和宽带无线应急通信系统的原型系统,在长三角建立了多个无线城市和行业应用示范网络。

      实验室的研究方向:第四代移动通信关键技术研究、FuTURE系统集成与外场测试和宽带无线接入系统集成与外场测试等。

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  • 新能源技术实验室
  • 超导实验室
  •   新能源技术实验室的研究课题面向国家需求,瞄准高效能量捕获技术、高效能量管理技术和新型能源储存技术,深入开展太阳电池制造与测试、高温锂电、高比特性微能源、储能和动力电池及系统等方面的研究。技术涉及微电子、半导体材料与器件、物理、化学等学科领域,广泛应用于物联网、智能电站、储能电站、电动汽车、石油勘探、日常生活。

      据国家能源科技的战略部署和国内外能源技术的发展动态,以高效率、双面受光、低成本的HIT太阳电池、锂电池储能材料与器件,储氢材料与系统为主要研究方向,力争开发出具有自主知识产权的太阳电池新器件、标准测试新技术、锂电池材料与电池,储能材料与系统、集成与制造,搭建二级和一级太阳电池标准测试与校准平台,研制出21%以上效率的HIT太阳电池,建立中试批量生产的工艺线,建立工艺规范和数据库,为其产业化奠定基础。

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      超导电子器件具有灵敏度高、速度快、损耗低、频带宽等优势,可以应用于半导体器件无法胜任的关键领域,在人口健康、信息安全、天文观测、矿产资源探测和国防建设等领域具有重要的应用前景。超导实验室是信息功能材料国家重点实验室的重要组成部分。实验室的主要研究方向包括:超导量子器件研发与应用探索、超导与石墨烯等量子新材料探索、原位电子结构研究等。

      超导实验室的研究方向:超导量子器件;超导前沿应用探索;超导及量子新材料;同步辐射原位电子结构。

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  • 陆地表层格局与模拟院重点实验室
  • 区域可持续发展分析与模拟院重点实验室
  • 资源利用与环境修复重点实验室
  •   陆地表层格局与模拟院重点实验室的研究方向:重点开展陆地表层系统的物理、化学和生物过程和格局的变化机理、驱动机制和探测技术;探索人类活动和全球变化影响下中国气候系统的时空差异及其形成机制、陆地表层系统过程的变化机理、土地利用/土地覆被变化现代过程和陆地表层系统化学元素和化学物质的迁移循环机制,以及在典型区域的耦合机制。在应用层面上,以服务我国资源、环境和可持续发展领域的重大需求为出发点,重点研究中国陆地表层过程变化的资源、环境、生态和健康效应,探索陆地表层资源环境变化的格局及区域协调管理机制,并在重点区域开展退化生态环境的修复技术。

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      区域可持续发展分析与模拟院重点实验室的研究方向:以过程及机理分析、模拟评价和实验示范研究为三大科研手段,重点研究区域可持续发展和城市化的驱动因素、演化机理、空间格局变化、发展模式、动态的技术经济参数,以及集成理论;探索地球表层科学体系中"人类活动地域系统"的发展规律、结构模式、调控机制,以及"人地关系地域系统"中的人文作用、资源环境效应和人工环境干扰下的"人地关系地域系统"的演变规律。

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      资源利用与环境修复重点实验室的研究方向:面向国家战略需求,在全球、国家和区域不同尺度上跟踪研究水、土地、能源、矿产和生物等资源利用规律及其生态环境效应,探讨区域资源优化配置及其高效利用模式,为国家制定区域资源与环境战略提供决策支持和政策建议。

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  • 资源与环境信息系统国家重点实验室
  • 陆地水循环及地表过程重点实验室
  • 生态系统网络观测与模拟实验室
  •   资源与环境信息系统国家重点实验室致力于地球信息科学的基础理论与方法的研究,发展地理信息系统核心技术,构建国家级行业重大应用示范系统,建立"数据-模型-软件-系统"一体化的地球信息科学研究体系,对我国地球信息科学的发展起到学科导向、应用示范及骨干人才培养的作用。

      实验室的主要研究方向与目标:
    (1)建立融图形思维、模型计算、知识推理于一体的地球信息科学方法论,形成时空数据挖掘、地理系统格局与过程分析的方法体系,发展国际一流的时空数据分析模型,服务于地球科学领域的研究和应用;
    (2)研究多源遥感信息的时空融合方法,建立高精度、定量化、高效率遥感智能计算与遥感地学分析模型,实现全国覆盖、高时序的地表参数反演与特征分析,服务于国家资源环境管理与生态建设;
    (3)发展具有自主知识产权的大型地理信息系统、空间数据库管理系统和时空信息可视化系统软件,为国家地学信息格网建设和公众地理信息服务提供技术支撑;
    (4)建立地球系统科学数据共享平台,并发展成为国家级地学数据集成与共享中心,实现地球系统科学数据的动态更新和网络共享,服务于地学科研环境的信息化;
    (5) 构建以数据平台、地学模型平台、地学计算平台和虚拟可视化平台为基础的区域环境模拟网络平台,实现地学分析的超级计算和地学过程的动态模拟,服务于国家宏观管理、应急响应和科学决策;
    (6)结合国家重大需求,建立和发展国家级行业重大应用与示范系统,促进地球信息科学在国民经济建设中的应用深化。

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      陆地水循环及地表过程重点实验室以陆地水文过程为核心,以自然地理综合为特点,研究变化环境下流域水循环及其相关的地表过程变化规律与水资源演化的科学问题。近期以中国北方地区水资源及其相关的生态环境问题为切入点,面向全国,重点研究陆地水循环及表层过程中的四个基本过程,即"土壤-植被-大气"界面过程、坡地水土过程、河流水沙过程、流域水循环过程及其相互联系。通过以流域为操作平台的观测实验分析和数值模拟等手段,揭示陆地水循环及地表过程中的自然变化规律以及人文因素和全球变化的影响关系,在不断取得地理科学原创性基础研究成果的基础上,为解决水资源短缺、农业节水、水土流失治理以及与水相关的生态环境建设、旱涝灾害的防治等国家重大需求问题提供科学依据。

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      生态系统网络观测与模拟实验室的主要研究方向及内容:
    (1)生态系统联网观测、实验与数据集成分析技术:多时空尺度生态系统联网观测与实验的理论、方法与技术;生态信息自动采集、传输和集成分析技术;生态信息服务与共享技术。
    (2)生态系统模拟与集成分析:多尺度多元数据-模型融合和跨尺度机理模拟;陆地生态系统过程和功能与气候变化的相互作用;我国陆地生态系统的碳汇/源强度及其时空特征。
    (3)生态系统碳氮水循环及其耦合机制:生态系统碳、氮、水循环及其耦合关系;生态系统碳、氮、水循环的时空格局及其控制机制;生态系统生命元素的生态计量平衡关系。
    (4)生态系统对全球变化的响应和适应:生态系统对气候变化的响应与适应;生态系统对人类活动的响应与适应;减缓和适应气候变化的途径和方法。
    (5)生态系统服务功能与区域可持续发展的优化模式:华北地区水分养分优化管理技术和高产高效农业可持续发展模式;青藏高原退化生态系统恢复途径和管理示范模式;南方红壤丘陵区退化生态系统的人工恢复理论与技术;生态系统变化的综合观测、评估与生态环境建设。

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  • 农业政策实验室
  • 环境化学与生态毒理学国家重点实验室
  • 环境水质学国家重点实验室
  •   农业政策实验室的使命是:通过严谨、科学的战略性和应用性研究,推动农业经济学科的发展,并为政府制定农业和农村发展政策提供科学的决策参考。农业政策实验室的四个核心研究项目是:农业科技政策、资源环境政策、城乡协调发展与反贫困、农产品政策分析与决策支持系统。农业政策实验室不但在管理、运行机制和人员构成等方面具有其独特性,而且在研究方面非常注重学术的前沿性,强调中心内部研究的群体性和协作性,重视数据、开展以农户和社区调查为基础的大规模实证研究,重视人力资源建设和学术交流,保持与政府部门和国内外同行的密切合作。

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      环境化学与生态毒理学国家重点实验室在环境分析方法与仪器设备研制、污染分布与演化趋势、污染物形态与环境化学行为以及生态毒理效应等方面完成了大量基础性的系统研究,在环境化学与生态毒理学学科建设与发展方面做出了重要的奠基性贡献,为我国持久性有毒化学污染物的环境管理及污染控制对策提供了科学依据。实验室的研究方向是持久性有毒污染物的环境分析方法、环境化学行为、生态毒理与健康效应。发展目标是:
    (1)立足国际前沿,在环境化学与毒理学研究的某些关键领域取得原创性成果;
    (2)在持久性有毒化学污染物环境安全相关的研究领域服务于国家目标,为污染控制决策提供科学依据;
    (3)培养造就环境化学与生态毒理学研究高水平人才。

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      环境水质学国家重点实验室是环境污染模拟与控制国家联合重点实验室的一个组成部分。实验室目标是面向国家解决水环境污染和饮用水安全保障问题的重大需求和国际水科学技术领域的研究前沿,深入探索天然水体和水处理过程中水质转化的基本规律,发展水处理高新技术,建立并完善环境水质学的学科体系,成为我国本领域高级科技创新人才的培养基地和自主创新平台。

      环境水质学国家重点实验室的研究领域与研究方向:
    1.水质与水生态评价方法学;
    2.水质转化过程及生态效应;
    3.水生态过程及水质响应;
    4.水质安全与水生态健康保障原理;
    5.流域过程模拟与风险管理。

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  • 城市与区域生态国家重点实验室
  • 环境生物技术重点实验室
  • 大气环境科学实验室
  •   城市与区域生态国家重点实验室的定位:面向国家可持续发展重大需求和国际生态学前沿,以城市与区域生态系统为对象,开展复合生态系统结构-过程-格局-功能特征和演变规律研究,揭示人类活动与生态环境的相互作用机制及其调控机理,人与自然耦合机制,发展复合生态系统生态学的理论与方法,为国家生态安全、促进城市与区域的可持续发展提供科学基础与技术支持。

      城市与区域生态国家重点实验室的研究内容:
    (1)城市生态系统特征与调控;
    (2)区域生态格局与过程;
    (3)环境变化与生态响应;
    (4)生态评价与生态系统管理;
    (5)生态风险与环境管理。

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      环境生物技术重点实验室的定位是,面向学科前沿和国家重大需求,系统地开展环境生物技术的理论与应用研究。重点围绕着环境污染的生物检测与诊断、环境污染的生物过程与效应、环境污染的生物控制原理与技术三个研究方向,探索生物技术主导的手段和方法,减小或修复环境污染对生物体及其生存 环境的危害,强调理论、技术、应用的紧密结合,产生具有科学突破和应用价值的创新成果。

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      大气环境科学实验室研究大气环境污染化学的机理,室内空气污染检测评价方法与技术,发展汽车尾气的催化净化技术,环境(催化)材料与净化材料等。

      实验室的主要研究方向:
    (1)大气化学机理与动力学;
    (2)大气痕量气体的源、汇通量;
    (3)气溶胶与多相大气化学;
    (4)大气污染与酸沉降;
    (5)局部或室内环境空气检测评价与净化;
    (6)机动车尾气的催化净化;
    (7)催化与环保净化。

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  • 水污染控制实验室
  • 土壤环境科学实验室
  • 环境纳米材料实验室
  •   水污染控制实验室是国内水污染控制理论与技术和膜分离理论与技术的重要研究基地,涉及生物、化学、材料和环境等多学科。自成立以来,水污染控制实验室注重技术研究与应用相结合,根据国家需求和国际水科学领域发展趋势,针对水污染控制过程的关键问题,以技术创新为核心,开展污染物转化机制研究、高新技术开发与技术集成创新及应用,为解决我国水污染问题提供技术支持。

      实验室的主要研究方向及特色:
    (1)水污染控制过程中污染物转化机制与关键技术研究及应用;
    (2)膜分离科学与技术研究及应用;
    (3)恶臭及VOCs气体净化机理与技术研究及应用;
    (4)污水处理厂剩余污泥等有机固体废弃物的减量化与资源化利用研究;
    (5)分散污水治理研究。

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      土壤环境科学实验室立足于中国特定的生态环境条件和丰富的土壤与生物资源,以土壤-植物相互作用及其生态环境效应为主要研究方向,瞄准国家战略需求和国际土壤环境科学发展前沿,开展土壤环境质量与中国区域生态环境建设、农业清洁生产和人体健康相互关系的前瞻性、原创性和战略性的研究工作。

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      环境纳米材料实验室以国际科学前沿和国家重大需求为导向,主要致力于环境纳米材料科技与技术及其在污染减排、环境修复等方面的基础研究和应用研究。在纳米孔功能材料合成、水华污染控制机制与技术、天然水环境生态修复、工业挥发性有机污染物控制、工业酸性气体和温室气体控制等方面取得系列成果并得到工程应用。

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  • 固体废弃物处理与资源化实验室
  • 大气污染控制实验室
  • 气候变化实验室(CCRC)
  •   固体废弃物处理与资源化实验室面向学科前沿和国家重大需求,致力于固体废弃物循环利用和污染治理开展研究。研究方向涉及固体废弃物有价资源回收与再生利用,生物质废弃物处理与资源化利用,固体废弃物污染分析与控制技术,固体废弃物生物处理技术与工艺,固体废弃物管理与风险防控。目前正在开展的主要研究工作包括固体废弃物合成环境材料,固体废弃物有价资源回收,固体废弃物无害化处理,生物质废弃物材料化利用,生物质废弃物衍生生物燃料,生物质燃料洁净利用与污染控制等。重点针对电子废弃物、城市生活垃圾、建筑废弃物、市政污泥、农林生物质和有毒有害废弃物等开展研究。

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      大气污染控制实验室致力于环境催化和大气复合污染过程的基础和应用研究。采取实验研究和理论研究相结合的模式,利用先进的原位表面科学的研究手段,辅以量子化学模型理论计算,深入研究环境催化中的基础科学问题和大气污染化学中的多相过程;发展机动车尾气、工业源排放、室内空气污染控制新原理、新技术,为大气复合污染控制提供理论和技术支撑。

      实验室的主要研究内容:碳氢化合物选择性催化还原NOx(HC-SCR)反应机制研究;NH3选择性催化还原NOx:NH3-SCR技术;柴油机尾气催化净化应用研究。

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      气候变化实验室的总目标是:协调组织院内与气候有关的研究力量,面向国家适应气候变化与可持续发展的需要,开展综合和集成研究,为政府决策提供科学支撑;把中心建成为国家应对环境外交谈判的科学"智库";培养气候变化研究的核心力量;进行气候变化领域的重大国际合作。

      气候变化实验室的主要研究内容包括:
    (1)面向国际谈判的研究,包括从决策者和谈判者领取任务,有针对性攻关以及根据集成研究的成果提出建议,争取谈判的主动权;
    (2)面向国家应对气候变化决策的研究,包括根据国家发展规划和计划,提出我国区域气候变化趋势及其对社会、经济发展影响的国家报告以及采用虚拟试验等科学方法提出适应和缓解气候变化的优对策建议;
    (3)面向气候变化的基础科学问题研究,包括气候变化归因、预测、影响与适应、对策研究。

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  • 季风系统实验室
  • 淮南大气科学实验室
  • 云降水物理与强风暴重点实验室
  •   季风系统实验室的建立是鉴于当前国内外关于亚洲季风变化及其与ENSO循环相互作用研究发展的需要,国际和国内关于亚洲季风系统研究合作、交流的需要,亚洲季风系统与ENSO循环高层次人才培养的需要,以及鉴于目前实验室研究结构的变化和便于科研管理的需要。

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      淮南大气科学实验室科学研究定位:全方位的天气气候和环境过程观测;研究淮河流域天气气候特别是洪涝发生发展规律,建立有针对性的天气气候预报模式;研究能源基地大气污染状况,发展空气质量预报系统,探索提高空气质量预报预测的途径和方法。

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      根据已有学科优势与特色,围绕发展目标,云降水物理与强风暴重点实验室确立了两大研究方向:
    (1)云降水物理与人工影响天气的理论和方法研究,研究降水形成过程中云的宏微观物理过程在不同降水阶段中的作用及其相互之间的影响,理解降水过程中不同阶段占主要地位的物理过程;了解云中可以实施人工有效干预的部位、时间以及影响的机理和方法,发展相应的人工调控理论和方法,为抗旱减灾、人工影响天气提供科学依据,为强风暴天气研究提供科学支持;
    (2)强风暴与中小尺度系统的理论、观测分析及预测研究,发展中小尺度数值模式,重点研究造成灾害的强风暴及中小尺度系统发生、发展的动力机制和物理过程;研究强风暴及中小尺度系统与天气尺度系统的相互作用过程;研究制约强风暴及中小尺度系统与天气尺度系统发生发展的主要因子;研究各种极端天气发生、发展机理及预报技术,为国家防灾、减灾服务。

      围绕上述两大研究方向,确定了以下五个主要研究内容:
    云和降水宏微观过程研究;
    (2)人工影响天气的理论和方法研究;
    (3)强风暴与中小尺度系统发展机理研究;
    (4)强风暴与中小尺度模式发展和预测方法研究;
    (5)云和降水物理与强风暴探测技术研发。

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  • 中层大气与全球环境探测重点实验室
  • 低层大气探测实验室
  • 大气边界层物理和大气化学国家重点实验室
  •   中层大气与全球环境探测重点实验室面向学科发展前沿和国家发展需求,坚持探测技术研发、观测实验、理论分析和数值模拟相结合,开展中层大气和全球环境探测的基础研究和应用基础研究,促进大气科学与空间科学、地球系统科学、日地关系、全球变化等的学科交叉。根据已有优势学科与特色,围绕总体定位,确立了四个主要研究方向:一、中层大气过程及其天气气候效应,二、大气辐射、大气与环境遥感,三、大气电学、雷电与雷暴电学,四、大气探测高技术。

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      低层大气探测实验室主要从事大气探测和以探测实验为基础的大气科学研究,由在该领域具有深厚理论基础和丰富实践经验的科学家和工程师组成。低层大气探测实验室研究领域:
    (1)极区大气过程;
    (2)青藏高原大气过程;
    (3)塔克拉玛干沙漠边界层大气过程;
    (4)北京城市大气边界层;
    (5)山区机场气象服务。

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      大气边界层物理和大气化学国家重点实验室的总体定位:大气边界层物理和大气化学国家重点实验室定位于低层大气中物理和化学过程的基础研究。实验室的研究方向:实验室根据目前国内外学科发展趋势、学科前沿走向和国家战略需求,结合近期自身特色发展优势与长期工作积累,不断调整和完善研究方向。

      实验室目前的研究方向和内容为:
    (1)大气边界层物理,城市复杂下垫面湍流相干结构和边界层阵风机理,非均匀下垫面大气边界层结构和交换过程;不同生态系统地-气湍流物质、能量交换规律及特征;海洋大气边界层物理过程,数值模式中的大气边界层参数化。
    (2)大气化学与大气环境,大气边界层物理和大气化学联网观测研究;气态污染物和气溶胶化学在线观测仪器及光化学烟雾箱研制;区域大气复合污染的形成机制、输送过程与演变机理;自主知识产权空气质量数值预测模式研制和多模式集合预报平台;突发条件仿真、多相态污染过程模拟、观测与模拟技术有机结合的突发性大气污染风险场模拟预警技术以及移动平台的研制与集成。
    (3)碳氮生物地球化学循环,温室气体浓度及界面交换通量观测技术完善与提高;人类活动与气候变化对温带半干旱草原、高寒草甸草原和青藏高原地区物质与能量收支变化的影响;农业面源氮素气体排放机制、调控途径及其对气候变化的响应;温带林地碳氮过程和界面物质能量交换通量特征及环境变化响应;森林生态系统挥发性有机物排放;建立和发展自主知识产权的陆地生态系统碳氮循环过程模型,为编制国家温室气体清单、制定陆地温室气体减排增汇策略和履约谈判服务。
    (4)大气化学与气候变化,大气成分变化与气候变化之间的相互作用;从化学过程和机理上研究温室气体、对流层臭氧和气溶胶在气候变化中的作用;气候变化对污染物输送、分布和浓度的影响;气溶胶-云-气候相互影响;地球气候系统模式中生物地球化学过程和机理模式研制;国家节能减排对大气环境和气候的影响评估。

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  • 大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室
  • 竺可桢—南森国际研究实验室
  • 东亚区域气候环境重点实验室
  •   根据国内外学科发展趋势和国民经济建设的需要,以及知识创新时期对国家重点实验室的新要求,实验室当前的主要研究方向为:地球气候系统模式的研发与应用;天气气候动力学理论、气候系统变化规律及其异常发生机制;天气气候可预报性、气候预测的新理论和新方法;地球流体宏观演变规律和机理。实验室的研究目标是:发展性能优良的地球气候系统模式;从地球系统圈层相互作用的角度出发,揭示全球和东亚气候变化的内在动力、热力机制以及外在影响因素;在天气气候动力学、天气气候可预报性研究以及地球流体力学领域取得原创性新成果,为我国气候预测和应对气候变化提供理论依据。

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      竺-南中心的成立旨在实现大气科学与相关领域的相互融合,特别着眼于热带和高纬度地区过去、现在和未来的气候变化及相互作用。其战略定位是建成具有持续创新能力的研究基地,成为国际知名的科学研究和人才培养中心。

      根据合作伙伴的研究背景和国际气候变化研究的前沿问题,竺-南中心确定了以下八个主要研究方向:
    (1)开展高低纬度地区古气候重建与模拟,利用历史纪录、树木年轮、海洋和湖泊沉积物等代用资料重建古气候模型。
    (2)研究由于自然或人为原因引起的中高纬度冰川的变化,其与高低纬度气候的相互作用及其在过去、现在和未来海平面上升中的贡献。
    (3)研究季节、年际和年代际尺度的气候可预报性,同时关注高低纬度之间的遥相关。
    (4)研究大气环境模拟,大气成分变化对气候、极端天气事件及长期气候变化的影响。
    (5)分析海洋生物地球化学循环,季节时间尺度至年代际时间尺度的碳源、汇等问题。
    (6)使用数据同化和数值模式等方法模拟和分析研究海洋环流。
    (7)基于长期的高时空分辨率卫星数据研究、监测气候系统中的大气成分演变等。
    (8)开发、验证及应用地球系统模式的相关模块。

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      东亚区域气候环境重点实验室的主要研究方向:
    (1)风气候-生态系统-人类活动相互作用机理;
    (2)地球系统区域模式的发展和应用;
    (3)全球变化的区域影响分析和有序适应理论。

      东亚区域气候环境重点实验室的具体研究内容:区域气候环境变化事实和机理研究:包括区域气候环境变化及极端事件变化规律探索,突变和阶段性转折的检测和分析,以及人类活动如大尺度土地利用变化、气溶胶等对区域气候变化的影响机理研究。近期主要围绕区域极端天气气候变化及其与全球气候的联系、城镇化和气溶胶的区域气候环境效应和全球干旱-半干旱区的年代尺度干旱的机理及预测化问题开展研究。

      东亚区域气候环境系统模式及集成研究:包括区域地球系统模式发展,区域气候环境变化规律、机理、影响评估、预测的理论、方法及实验观测平台研究。近期主要围绕地球系统区域模式及其子模块的发展和构建、我国干旱-半干旱区观测和协同观测,开展干旱化问题的综合集成研究。

      全球变化的有序适应研究:包括全球气候变化的区域影响和未来风险评估、适应和缓解对策的制定及根据虚拟试验确定对策研究。将主要围绕人类有序适应气候变化的理论、方法和应用开展研究。

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  • 实验海洋生物学重点实验室
  • 海洋生态与环境科学重点实验室
  • 海洋环流与波动重点实验室
  •   实验海洋生物学重点实验室面向国家战略需求和国际海洋科学前沿,围绕我国海洋生物资源可持续利用的重大科技问题,深入揭示海洋生物繁殖发育、生长代谢、生理生化、免疫防御和遗传变异等生命活动规律,发展海洋生物高新技术,为我国海洋生物资源的高效持续利用提供科学依据、技术保障和人才支撑。

      实验室的研究方向:(1)海洋生物的遗传发育基础与种子创新,主要研究海洋生物繁殖发育规律与调控技术;海洋生物重要经济性状的遗传学基础及新品种培育的分子设计;海洋生物遗传操作原理和关键技术。(2)海洋生物免疫防御机制与生物安保,主要研究病原生物的致病机理及病害爆发和流行机制; 海洋生物免疫防御体系及其免疫应答机理;海洋生物病害免疫防治的技术原理和生物安保。(3)海洋生物关键代谢过程与生物基材料炼制,主要研究海洋生物关键代谢过程的机制与调控;海洋生物活性物质的发现与应用;海洋生物遗传与代谢工程。

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      海洋生态与环境科学重点实验室的主要研究方向为"海洋生态系统关键过程与环境、资源效应",重点研究内容为:
    (1)海洋生态系统关键生物生产过程,主要包括初级生产、微生物生产与微型食物环;海洋生态系统关键功能种群动力学;我国重要经济物种资源补充机制;深海、大洋生态系统关键种群动态变化。
    (2)海洋生态系统关键生物地球化学过程,主要包括海水化学要素对海洋生态环境演变的调控作用;海洋中碳的生物地球化学循环机制及效应;海洋沉积物在生源要素生物地球化学循环中的作用。
    (3)海洋环境演变及其对海洋生态系统的影响,主要包括海洋污染对近海环境质量的影响及其生态效应; 有害藻华形成的海洋学与生态学机理及其预测与防治;近海富营养化形成过程、机制及对策;养殖水域生态学与生物资源修复。

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      海洋环流与波动重点实验室的研究方向:
    (1)海洋环流动力学过程及其气候环境效应,研究内容包括西太平洋-东印度洋环流变异及其对气候变化的影响;中国近海环流动力学过程及其环境、生态效应;海洋中尺度现象的探测、分析与预测。
    (2)海洋波动及其相关动力过程,研究内容包括海洋波动与混合的非线性机理;多尺度海洋波动相互作用理论及预测;我国沿海重大海洋灾害机理、预测方法和风险预测与评估研究。
    (3)海洋系统模拟、预测和遥感探测,主要内容包括海洋系统数值模拟、预测理论与方法;海洋遥感机理、反演算法和应用。上述三个研究方向密切联系、相互交融,还体现了与海洋科学其他分支学科之间的交叉和融合。

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  • 海洋地质与环境重点实验室
  • 海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室
  • 海岸带环境过程与生态修复重点实验室
  •   海洋地质与环境重点实验室立足国际地球系统科学前沿,协同国家安全与权益、经济建设和社会发展的战略需求,开展基础性、战略性和前瞻性研究。聚焦西太平洋海洋地质学基础理论与海洋资源的长期可持续发展研究中存在的重大科学问题。构建和培养优秀海洋地质科学人才的基地和摇篮,以及开展高层次学术交流与合作的策源地。建造具有国际影响力的国家研究平台,引领西太平洋海洋地质学研究。

      实验室研究方向:
    (1)大陆边缘地质演化与资源潜力,研究内容包括:西太平洋大陆边缘岩石圈动力学与地球深部过程;深水油气(含天然气水合物)的资源潜力。
    (2)全球变化的海洋记录与沉积过程,内容包括西太平洋环流演化及其对全球变化的响应;沉积扩散系统的形成过程。
    (3)深海极端环境的地质过程与探测技术,内容包括深海热液/冷泉系统研究,深海环境的地质微生物学研究,深海探测的若干关键技术。

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      海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室定位于建立开放的国内领先的海洋腐蚀与生物污损研究平台;培养海洋腐蚀与生物污损研究领域的高端人才;为开发利用海洋资源的工程提供技术支持和保障;从事应用基础研究和社会公益性研究的国际水平实验室。

      海洋环境腐蚀与生物污损重点研究实验室针对海洋环境腐蚀及生物污损问题,重点通过如下三个方向展开研究:不同海洋环境因子对腐蚀作用的过程和机理,海洋污损生物附着机制及腐蚀机理,海洋腐蚀防护与监检测技术的开发及防护机制。

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      实验室在海岸带环境过程、机制及效应等基础科学问题的学术前沿研究基础上,进一步加强针对污染或非污染受损的海岸带生态系统(包括:滨海湿地、河口与港湾,以及海岸带土壤和地下水环境等)的修复原理和技术的创新研究。实验室围绕海岸带突出的环境与生态问题,致力于开展在人类活动和全球气候变化影响下海岸带环境过程与生态修复研究,阐明海岸带多类型、多介质和多尺度环境过程、机制及效应,发展海岸带环境监测和生态修复的新方法与新技术,建立海岸带环境信息和可持续管理体系,促进海岸环境科学与修复工程技术发展,提高沿海生态文明建设和社会可持续发展的科技支撑与管理能力,提升国内竞争力和国际影响力。其主要研究方向包括:
    (1)海岸带环境污染过程及监控修复;
    (2)海岸带生态系统演变过程与生态修复;
    (3)海岸带环境信息集成与可持续管理。

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  • 海岸带环境过程重点实验室
  • 海岸带生物学与生物资源利用所重点实验室
  • 海岸带信息集成与综合管理实验室
  •   海岸带环境过程重点实验室研究工作将以环渤海(黄河三角洲)和北黄海海岸带为重点区域,以"沿海流域(河口)-滨海湿地(滩涂)-潮间带-近海(海湾)"为研究主线,结合野外台站长期观测与试验,加强不同类型和时空尺度海岸带环境过程、生态演变与可持续管理的研究。

      主要研究方向及内容:
    (1)海岸带环境污染过程及监控修复,研究海岸带氮磷、重金属、溢油、有机污染物及新型污染物的生物地球化学过程,揭示来源与时空分布主控因素,估算河流和大气污染物入海通量与环境容量,阐明污染物的生物毒性与生态毒理效应,发展近岸海域环境监测和修复的新方法、新技术、新材料和新装备,建立环境风险评估方法与基准,提出近岸海域环境污染防控与修复的对策与途径,为区域及全国海岸带环境保护与生态文明建设提供科技支撑。
    (2)海岸带生态系统演变过程与生态修复,研究围填海、养殖、水沙调控、快速城镇化及产业发展下滨海湿地和潮间带生源要素及生物群落响应特征、生态系统演变过程及其驱动机制,研究城市、河口、海湾等重要岸段用海的动力地质地貌过程及后期评估与对策措施,评估水动力改变及海平面上升对海岸带(含海岛)生态系统的影响,揭示大型工程及全球气候变化对海岸带(含海岛)生态系统功能的影响规律,发展退化滨海湿地及潮间带生物修复与生态恢复技术,为区域及全国海岸带生物多样性保护和生态系统健康提供科学依据与方法技术。(3)海岸带环境信息集成与可持续管理,研究高强度人类活动过程和全球气候变化影响下海岸带多源陆海环境信息集成方法及应用系统,建设海岸带环境数据库、陆海环境信息可视化网络共享服务平台和海岸带可持续管理决策支持系统,揭示海岸带人类活动的时空分布规律与生态环境影响机制,提出海岸带灾害风险分析、损害评估及应急管理途径,提升海岸带生态环境保护宏观决策水平,服务国家和地方海岸带区域发展规划与可持续发展。

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      海岸带生物学与生物资源利用重点实验室以国际海岸带科学发展研究前沿为导向,围绕国家及地方海岸带可持续发展需求,瞄准海岸带生物资源发展前沿,开展海岸带生物资源利用的基础和应用基础研究。实验室注重发展优势学科,重视学科的交叉与深度融合,主要设立四个研究方向:
    (1)海岸微生物与微生物技术;
    (2)海岸植物、动物及其生理生态;
    (3)海岸生物资源化学与应用;
    (4)海岸带植物资源及应用。

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      海岸带信息集成与综合管理实验室立足国家和地区对海岸带资源与环境监测和保护的需要,以"数字地球"理念为指导,基于计算机技术,网络技术和遥感技术,展开海岸带资源、环境的监测、规划和研究,建立海岸带生态环境和资源管理的信息服务平台系统,为海岸带资源和环境利用和保护提供技术支持。实验室按照"开放式、国际化"的方式进行实验室建设,围绕"实验室-团队-项目"捆绑式建设的思路,建设人才队伍,提升实验室的科学创新和攻关能力,将实验室建设成为国内有特色的实验室。

      实验室的研究方向:
    (1)海岸带LUCC及生态脆弱性研究方向;
    (2)数字海岸带及可视化研究;
    (3)海岸带遥感监测及应用;
    (4)海岸景观设计与规划管理;
    (5)海岸灾害风险与预警。

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  • 海岸带环境工程技术实验室
  • 湿地生态与环境实验室
  • 黑土区农业生态重点实验室
  •   海岸带环境工程技术实验室将集中开发适用于海岸带环境监测与生态修复的关键技术与设备,主要包括:分析监测监视技术与设备、污染水体控制与修复、污染土壤/场地修复、海水资源综合利用等。建设海岸带环境监测与修复产业技术平台,促进环境监测与修复战略产业快速发展,提升整体水平和国际市场竞争力,为改善海岸带环境质量,保障海产品和农产品质量安全、饮用水源地安全和人居环境安全提供技术与设备支撑。这些技术、设备与产品的生产及应用。

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      湿地生态与环境实验室面向湿地科学的国际前沿和国家需求,以湿地系统形成、演化的关键物理、化学、生物过程研究为核心,开展湿地生态过程与功能、湿地修复与管理、湿地环境变化区域效应及其资源可持续利用研究,揭示湿地复合生态系统人与自然相互作用关系。

      实验室的研究方向:
    (1)湿地系统关键物理、化学和生物过程,研究内容以湿地水陆相互作用过程为主线,通过长期定位监测与实验研究,揭示湿地形成、发育和演化规律;明确湿地水循环规律及水文生态过程与作用机理;研究全球变化和人类活动扰动下湿地生物地球化学过程、生物多样性变化和生态适应性特征,揭示湿地生态系统主要生态过程对全球变化的影响与响应机理;研究湿地生态系统结构、过程与服务功能的关系。
    (2)湿地修复与湿地管理,研究多因子协同作用下湿地退化的过程与机制;研究食物网与功能群在湿地修复中的作用及湿地修复过程中的主要生态功能变化;提出退化湿地修复的理论及不同类型退化湿地修复的途径与关键技术,建立退化湿地修复过程监测与评价指标体系;研究湿地系统减缓和应对全球变化的对策及适应途径;进行流域湿地修复的多情景分析研究,提出以流域生态安全为目标的湿地优化管理模式。
    (3)湿地环境变化区域效应与资源可持续利用,研究内容是通过野外定位观测、综合RS/GIS、模型模拟和同位素示踪等技术,高精度的研究湿地环境变化的区域环境效应及未来趋势,提出湿地生态服务功能和健康评价的指标体系;通过示范研究,探讨珍稀动植物资源及生物多样性保护途径,环境友好型湿地资源可持续利用的生态学原理及绿色产业模式,湿地开垦后农田的水土调控与增粮技术、盐碱化湿地综合治理技术;天然湿地保护与高效利用的农业生态工程模式。

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      黑土区农业生态重点实验室立足我国东北粮食核心产区,针对东北黑土区农业生产中面临的重大生态科学问题,研究黑土质量演变过程与调控、农田生态系统物质循环与作物高产潜力的生理生态机制、退化黑土生态系统恢复和重建,揭示黑土农业生态过程的基本规律、驱动机制,为黑土保护与合理利用、农业生态系统结构优化和区域农业可持续发展提供科学依据。

      实验室围绕黑土生态、作物生理生态、农田生态系统过程与管理三个方向开展基础性、系统性、前瞻性研究,科学阐述我国黑土退化过程与机理并提出恢复重建理论体系;挖掘作物生产潜力,明确高产原理,探索高产途径;探讨农田生态系统过程与机制,优化系统结构,探明要素耦合机制,为促进东北地区主要粮食作物生产发展提供示范样板,保障我国粮食安全、生态安全和水土资源可持续利用。

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  • 大豆分子设计育种重点实验室
  • 遥感与地理信息实验室
  • 东北区域发展实验室
  •   大豆分子设计育种重点实验室围绕国家食物安全和生态安全的重大战略需求,面向国际科技前沿,立足地处高纬寒区的黑龙江、内蒙古、吉林,以国家大豆产业技术体系海伦综合试验站为平台,开展大豆创新性应用基础研究,解决农业生产迫切需要的高产、优质、抗逆、养分高效利用、广适性作物新品种培育中基础研究和关键技术问题。

      实验室的研究方向:
    (1)大豆光周期调控开花的分子机理,研究内容是从全基因组水平揭示大豆光周期调控开花的基因网络和关键位点或分子元件,为大豆产量和品质等重要农艺性状形成的基础研究奠定理论基础。
    (2)大豆产量品质形成的功能基因组学,研究内容是通过精准鉴定大豆生育期基因型,选择生育期相同遗传背景的不同生态区的大豆资源为试材,运用全基因组水平的GWAS 分析和比较基因组学分析方法,同时构建遗传群体,解析大豆产量构成的分子模块,为高产大豆品种设计提供理论支撑。
    (3)大豆抗逆的分子遗传机制,研究内容是利用分子生物学技术,分离抗干旱、低温和盐碱的控制基因和核心调控元件,鉴定其在大豆抗逆中的作用,阐明大豆抗逆的分子遗传机制,为大豆抗逆分子设计育种提供重要分子模块和理论支撑。
    (4)分子模块耦合与新品种选育,研究内容是利用复杂网络模型的分析方法,研究控制大豆生育期、产量构成因子、抗逆等重要性状的分子模块之间的相互关系,明确各模块间的关键连接路径和相互作用主要位点或重要调控元件,为分子设计创制新材料提供多个优异性状聚合的分子模块,为培育丰产、优质、抗逆、广适应性的大豆新品种提供新方法和技术支撑。

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      遥感与地理信息实验室面向东北地区农业生产和东北亚地区生态环境安全,开展区域资源环境遥感与3S综合应用研究;进行GIS前沿性理论模型基础研究与微波遥感器的研制开发;发展地理信息科学,为国家粮食安全、区域生态安全和国家资源安全提供空间信息技术支撑和决策支持。

      实验室的研究方向包括:遥感应用、遥感机理与方法、GIS前沿理论与应用。主要研究内容包括:土地利用/土地覆盖、东北地区农业生态参数、湿地功能参数、东北亚生态安全、植被—土壤辐射传输过程、时空尺度转换方法、数字图像处理方法、浅层地表探测方法、GIS结构模型、海量数据处理与表达方法、3D/4D GIS建模方法。

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      东北区域发展研究中心以探索区域人地关系地域系统规律和区域可持续发展机理为核心,以区域城镇化、老工业城市改造、资源型城市转型、城市景观生态、区域经济结构与布局、区域经济与资源环境关系、国家商品粮基地与新农村建设等应用基础研究为重点,同时开展重大建设项目环境影响评价、区域规划、城市规划、土地利用规划、旅游规划等应用研究,为国家、地方政府和企业决策提供科技咨询服务。

      实验室的主要研究方向:
    (1)城市地理,研究内容包括区域城市化过程及其资源环境影响;资源型城市转型与老工业城市改造;城市与区域发展战略及其空间规划;城市森林生态与城市景观生态;
    (2)经济地理,研究内容包括经济地域系统演变规律;区域经济发展与资源环境关系;区域可持续发展机理;区域规划、主体功能区规划、土地利用规划、旅游规划;
    (3)乡村地理,研究内容包括现代农业发展与粮食基地建设布局;城乡转型与土地利用政策;农业经济与乡村发展;
    (4)环境规划与评价,研究内容包括重大建设项目、行业规划环境影响评价;农业生态环境评价、区域环境规划;生态示范区规划编制。

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  • 黄土与第四纪地质国家重点实验室
  • 古环境实验室
  • 地球环境模拟实验室
  •   黄土与第四纪地质国家重点实验室以黄土等多种地质载体为研究对象将研究目标确立为:在长时间尺度上,探索东亚季风环境系统变化规律,研究东亚季风环境形成和演化过程及其与青藏高原阶段性隆升及全球变化之间的动力学联系;在短时间尺度上,通过100年、10年和1年分辨率气候环境变化序列的研究,探索其变化特点及其发生的原因和机制;重建近代东亚季风环境,特别是西北地区的干湿变化历史;查明亚洲内陆粉尘的源区、传输和沉积规律及其对区域和全球的影响;恢复黄土高原及周边地区生态环境的自然背景图像,为黄土高原生态环境保护和建设以及西部发展战略的实施,提供科学依据与建议。

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      古环境实验室通过东亚大陆环境钻探与地球环境数值模拟,研究亚洲季风-干旱环境系统的分异耦合过程、演化历史和发展趋势及其与全球环境变化关系,认识长时间尺度地球气候与环境变化的规律和机制,为环境预测、国家生态环境修复与治理提供重要的科学依据。

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      地球环境模拟实验室通过对气候与环境变化的数值模拟和分析,结合地质、历史气候和环境记录以及地面气象观测和卫星遥感资料,探讨以亚洲大陆为中心不同时空尺度地球气候与环境系统变化的规律和机制,从中提取全球变化的历史相似型和早期信号,为人类可持续发展战略提供基础信息和科学依据。

      实验室的主要研究方向:
    (1)古气候模拟研究,研究内容包括青藏高原隆升与亚洲季风-干旱环境演化,地球轨道强迫对亚洲季风气候变率的影响,中新世-上新世-全新世暖期与未来气候变暖情景下东亚气候变化历史相似型研究。
    (2)当代气候与环境变化的分析和数值模拟研究,研究内容包括亚洲季风-干旱环境对全球变暖的区域响应,东亚地区气候变化早期信号,亚洲沙尘暴及其输送的时空变化及其气候环境效应,气溶胶-季风气候相互影响及其不确定性研究。

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  • 粉尘与环境实验室
  • 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室
  • 流域生态与管理实验室
  •   粉尘与环境实验室的定位是努力建设成为国际先进的大气气溶胶研究室,在气溶胶理化特性分析、数值模式模拟方面处于国内领先水平,成为高水平的人才培养基地,力争建成为国内外气溶胶研究有影响力的中心,为促进我国气溶胶科学发展做出重要贡献。

      实验室的研究方向:
    (1)古气溶胶循环与地球环境变迁,主要研究陆相沉积物(黄土等)记录的粉尘/黑碳气溶胶长尺度变化历史及其指示的气候与环境变化,以及湖泊沉积物记录的黑碳及其反应的近500年来自然和人为污染历史等。
    (2)气溶胶化学和大气环境变化,获得我国城市与区域大气中碳气溶胶、粉尘气溶胶和酸性气溶胶的化学、物理和光学特性的长期变化规律,研究关键气溶胶成分与大气痕量气体之间的化学反应过程,区分自然/人为因素对大气环境变化的相对贡献份额。
    (3)先进的气溶胶技术及其应用,开发适合我国研究现状一些先进的气溶胶技术,在室内大气污染、超级站点、超细粒子、纳米粒子等方面开展工作。

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      黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室以黄土高原侵蚀环境调控和提高旱地农业生产力为研究方向,以解决黄土高原水土流失和干旱为目标,发展土壤侵蚀与旱地农业新领域及其交叉学科,突出基础理论与解决关键技术问题,在土壤侵蚀力学、土壤质量演变溶质迁移过程、节水农业的生物学基础等方面提供理论支撑,为加速黄土高原水土保持、生态环境建设和农业持续发展及黄河治理服务。

      实验室以发展土壤侵蚀与旱地农业新领域及其交叉学科为科学目标,以黄土高原土壤侵蚀环境调控和提高旱地农业生产力为研究方向,主要研究领域包括:土壤侵蚀与环境演变及人类活动影响机制,为土壤侵蚀调控与区域发展高层次宏观决策提供科学依据,发展侵蚀与环境的交叉学科—侵蚀环境学;土壤侵蚀动力过程与侵蚀环境调控研究,建立和发展土壤侵蚀与力学交叉学科土壤侵蚀力学;侵蚀和干旱逆境下土壤水分养分循环与调控机制及产量形成研究,发展和建立土壤物质运移模型与土壤水分养分循环动力学;作物与林草对干旱地区多变低水环境的整体适应性及水肥高效利用研究,发展旱地作物生理生态理论和高效农业理论。

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      流域生态与管理实验室以退化生态系统恢复及其重建原理与技术为研究目标,系统研究流域生态系统以水土流失为主的物质迁移、转化和循环过程,探索流域生态系统结构、功能与调控措施,认识自然与人为干预下的植被演替规律,揭示人为活动特别是各种水土保持措施对水土资源及环境演变过程的影响机理,开展退化生态系统恢复重建机理、技术研究与试验示范,为水土流失治理、生态农业建设、植被恢复和流域生态系统高效管理提供理论依据和技术支撑。

      流域生态与管理实验室的研究方向:
    (1)流域生态系统结构功能与生产力;
    (2)流域生态系统健康诊断;
    (3)流域生态系统管理 。

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  • 区域水土保持与环境实验室
  • 林草生态实验室
  • 国家节水灌溉杨凌工程技术实验室
  •   区域水土保持与环境实验室通过区域性调查与观测和对坡面与流域尺度的土壤侵蚀实验观测成果的集成,认识理解区域水土流失过程,建立区域水土流失监测评价方法,促进水土保持学科体系发展完善,为水土保持宏观规划和决策提供科学支撑。

      实验室的研究方向:
    (1)区域水土流失过程与评价;
    (2)水土保持的区域环境效应;
    (3)区域水土保持战略与决策方案研究;
    (4)区域水土保持的基础信息设施研究。

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      林草生态实验室主要研究植物与环境要素的生态适应性,以达到林草植被抗旱、节水、提高覆盖率与生产力的目标。在研究层次上可分为区域生态系统,植被群落生态、植物种群个体生理生态等水平。

      实验室的研究方向:揭示植被生态系统自然修复与植物生长发育过程、演替规律、抗旱机理及水分养分高效利用途径。研究领域:主要包括植被恢复演替过程及其调控技术;植被恢复建造与区域综合治理;林草植被生长与土壤水分生态特征;林草植被抗旱机理与恢复调控途径。

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      国家节水灌溉杨凌工程技术实验室的建设目标是:以西北地区为重点,面向全国,将国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心建成具有国际先进水平的节水灌溉新理论和新技术研发基地、工程技术示范与培训、新产品的中试和开发、国际合作与交流的基地,建成国家节水灌溉发展的思想库。

      实验室的研究方向:
    (1)承担国家节水灌溉重大科技任务;
    (2)研究开发组装集成先进的适合西北地区的节水灌溉新技术、新材料、新产品;
    (3)促进节水灌溉科研成果转化,加快节水灌溉产业化;(4)节水灌溉新技术、新设备试验示范基地建设;
    (5)建设国家节水灌溉信息网;
    (6)广泛开展国际合作与交流,引进、消化国内外节水灌溉新技术和新设备;
    (7)培养节水灌溉高级人才及工程技术人员;
    (8)承接地方和企业委托的技术研究和产品开发项目;
    (9)开展节水灌溉工程技术咨询服务,承接工程规划设计、施工指导和质量监督。

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  • 水利部水土保持生态工程技术实验室
  • 冻土与寒区工程实验室
  • 高原大气物理实验室
  •   水利部水土保持生态工程技术实验室的研究方向为:水土流失与自然修复中的重大关键性、前瞻性、基础性和共性的技术问题,组织开展开发建设项目水土流失治理关键技术的国内外交流与合作,推动科技成果转化与运用等。具体为开展水土保持工程规划与设计技术研究,加快工程建设科学化、规范化、标准化进程;开展地表径流蓄排与高效利用技术研究,提高水土资源利用效率,实现技术工程化、产业化目标;开展植被工程建设技术研究,建立优良种苗基地,发展中心优势主导产业;开展水土保持工程建设技术培训与技术推广研究,建立技术培训与推广服务体系,加快科技成果转化步伐。

      冻土工程国家重点实验室主要从事冻土工程基础和应用基础研究,它的研究方向是土、岩等介质的冻融过程及其相关的物理、力学、化学和生物过程、特性、机理和模式,及其在工程、环境与资源上的应用。实验室拥有一支优秀的研究、技术队伍和一批国际先进的现代精密仪器设备。该室具有岩土工程、防灾减灾工程及防护工程、寒区工程与环境、自然地理等硕士和博士授予权,以及地理学博士后流动站。是我国冻土研究、人才培养、学术交流中心,在国际冻土学界占有重要地位。

      实验室的宗旨和目标:创新超前,吸引国内外在本领域的一流专家、学者,开展高水平的合作研究,解决国家在寒区经济建设和社会发展中提出的基础性、战略性和前瞻性的工程和资源环境问题,使我国冻土工程研究在国际上处于先进地位。使实验室成为我国培养寒区科学和工程高级人才的基地。

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      实验室是以大气动力学、大气物理与大气环境及其交叉学科为基础,重点研究我国西部气候与环境的变化机理、演变规律和预测方法;西部典型干旱区(绿洲、沙漠、稀疏植被下垫面等)土壤—植被—大气间相互作用;青藏高原气候环境变化机理与预测研究;西部典型城市大气污染机理及防治技术;西部气象灾害(冰雹、雷电、干旱、暴雨、大风、沙尘暴等)及其对社会经济的影响;雷达气象、人工影响天气(防雹、增雨)、雷电探测与防护技术;西北气候资源开发利用和气候环境改良的咨询决策系统。努力建设成为具有国家先进水平的区域气候环境基地和专业技术人才的培养基地。

      实验室的研究内容:
    (1)青藏高原陆面过程与气候环境变化机理研究;
    (2)西北干旱区陆面过程与非均匀大气边界层研究;
    (3)西部气候环境预测系统的研究;
    (4)西部典型城市大气环境污染机理与对策研究;
    (5)强对流灾害性天气的监测、人工影响天气、雷电探测与防护技术研究。

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  • 寒旱区水土资源实验室
  • 生态与农业实验室
  • 遥感与地理信息科学实验室
  •   寒旱区水土资源实验室的研究方向:
    (1)流域水文与水资源——基础,研究内容包括高寒山区水文过程与冰雪、冻土水资源效应;森林-草地产流机理;荒漠绿洲地表水与地下水转换过程。
    (2)流域生态-水文过程-----核心,研究内容包括山地植被生态水文效应;荒漠植物的水分适应机制;绿洲结构、功能与水分利用;流域生态-水文相互作用。
    (3)生态修复和流域水管理--出口,研究内容包括生态系统稳定性与生态恢复原理;流域生态经济与水资源配置;流域集成研究与综合管理。

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      生态与农业实验室的主要研究方向面向我国干旱、半干旱和高寒地区,针对国家加快中西部地区经济建设中面临的重大生态环境问题,开展有关脆弱生态环境保护、沙漠化综合整治和退化生态系统恢复重建、全球变化中的碳氮循环以及极端环境下的生物学过程和抗性机制等方面的基础性、战略性、前瞻性和综合性研究。

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      遥感与地理信息科学实验室的定位是遥感广袤西部,综合多源信息,发展集成平台,服务科学发展。

      实验室的研究方向:以寒旱区陆地表层系统多源遥感和综合集成方法论研究为主要方向。具体研究领域:(1)冰冻圈、寒旱区陆地水文和生态定量遥感与数据同化;重点发展高分辨率的陆面多源遥感数据同化系统。(2)发展模型集成和多源信息集成的方法论,建立以普适性的水-土-生-气-人耦合模型为基础的内陆河流域决策支持系统;发展寒旱区资源、环境、工程信息系统。(3)开展寒旱区数据科学研究,完善和提升科学数据服务,建立中国(世界)寒旱区科学数据中心。

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  • 地球深部结构与过程实验室
  • 岩石圈演化实验室
  • 油气资源研究室
  •   地球深部结构与过程实验室以地球系统科学作为指导思想,以地幔和地核作为主要研究对象,通过地震学、地磁学、比较行星学、计算机模拟和高温高压实验等多学科手段,研究地球深部的物质组成、精细结构和动力学机制,认识地球深部过程对地球浅部活动的制约,努力为固体地球科学理论及人类社会可持续发展做出创新性贡献。

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      岩石圈演化实验室的研究工作以地球动力学为切入点,在地球系统科学框架中,从纳米尺度到板块尺度,通过矿物学、岩石学、构造地质学、地球物理学、地球化学、同位素年代学、沉积学和大地测量学等方法探索并理解岩石圈的物质组成、结构构造、岩石变质—变形历史、岩石圈地幔和下地壳的破坏和重建等一系列过程。实验室特别关注通过地表观测及流体、包裹体和矿物岩石在地球内部的物理化学性质和地球化学行为,解剖岩石圈和软流圈的相互作用、造山带与盆地形成和演化的动力学背景;研究成果为可持续发展及创新型社会服务。

      实验室的近期研究工作主要集中在:华北克拉通破坏;华南大陆再造;早期大陆形成与演化;从苏鲁到西南天山的板块深俯冲及折返过程;从法国的中央高原-阿尔卑斯-地中海科西嘉-撒丁岛-伊朗高原-青藏高原-印支半岛(缅甸-越南)的特提斯演化。实验室的研究工作同样关注于国家油气资源的勘探与评价,页岩气的开发、地热资源勘探与资源评价、金属矿产的成因及自然灾害和环境变化对我们的影响等等。

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      油气资源研究室发展与利用地质与地球物理研究方法及探测手段,对中国海陆油气资源分布与形成规律开展研究。研究内容涉及沉积学、地震学、地震勘探与重磁电等非震勘探技术以及盆地流体-岩石相互作用的理论与应用。实验室的定位为:紧紧围绕国家需求,在前新生代海相油气资源研究战略思想指导下,发挥多学科综合的优势,以活动论为基础,对中国海陆油气资源的分布与主控因素形成规律性认识,特别在前新生代油气形成机理与预测技术等方面提供理论和技术支撑。

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  • 固体矿产资源实验室
  • 工程地质与水资源实验室
  • 新生代地质与环境实验室
  •   固体矿产资源实验室以成矿地球动力学背景、成矿作用和成矿规律、矿产资源评价-预测及其技术体系、国家矿产资源战略和矿山环境地质为主要研究内容,近期重点对我国北方造山带及其邻区丰富的金属矿产资源开展系统研究,阐明其成矿地球动力学背景、矿床形成与产出规律,进行矿产资源分布的战略选区和预测评价,并开展高薪探矿技术的集成、研制、试验和示范,为构建新世纪国家资源安全保障体系提供决策依据、理论指导、技术支撑和预测示范。

      同时,作为新资源技术的主体,研究非金属矿产的深度开发技术,包括:非水溶性钾矿的转化利用技术,天然纳-微米矿物的深度开发(功能材料)技术,玄武岩纤维大规模生产技术,高铝粘土或粉煤灰回收氧化铝技术,粉煤灰治沙绿化技术等。

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      工程地质与水资源实验室的研究方向:实验室以应用基础研究为主,注重于将现场测试技术、地球物理方法、环境同位素方法和计算机数值模拟技术等手段相结合,研究国家重大工程建设、城市发展与经济可持续发展过程中的水资源水环境问题、工程地质问题以及环境地质和灾害问题。

      实验室的重点研究内容:国家重大工程建设及城市化过程中的工程地质与水文地质研究;水资源(特别是地下水资源)的形成、利用、管理及保护问题;环境地质研究,包括地面沉降控制、地下水污染防治、滑坡等地质灾害的预报与治理等。

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      新生代地质与环境实验室是全球气候与岩石圈构造变动强烈的地质时期,无论是全球板块尺度的海峡的开启与闭合,还是区域尺度青藏高原及其周缘造山带的隆升,对全球冰期气候的形成、东亚季风的演化、中亚内陆干旱化的出现均有深刻的影响。新生代地质与环境研究室将以新生代古气候事件为主线,以具有中国地域特色的新生代陆相地质记录为研究对象,从地球系统的角度出发, 探索岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间的层圈相互作用,构建新生代以来东亚地质环境的形成、演化及其动力机制,并探讨区域气候变化与全球变化的关联,为建立地球系统科学理论框架做出贡献。

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  • 地磁与空间物理实验室
  • 地球与行星物理重点实验室
  •   地磁与空间物理实验室的研究方向:研究地球主磁场的起源、倒转等基础理论问题;探讨外层驱动源(太阳、行星际)以及近地事件影响下的地球空间(磁层、电离层、高中层大气、地磁场)的整体性为与不同圈层的相互作用,注重研究空间电磁环境变化对人类及其活动的影响。

      实验室的研究重点:地球空间的灾害性扰动与长期变化。战略定位:以台链(网)综合观测为基础,以我国空间环境的地区特性研究为突破口,理论基础研究与应用研究并重,力争在学术上取得创新与突破,努力解决国家目标下的实际问题。

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      地球与行星物理重点实验室凝聚了地震学、地磁与古地磁学、电离层物理、磁层物理、高层大气物理、行星物理、计算模拟等地球物理学研究力量,以及地球化学、比较行星学、矿物物理学等多学科研究力量,是一支有极具特色和实力的地球与行星物理研究队伍。

      实验室的研究定位与方向:围绕地球的起源与演化等重大科学问题,面向资源环境、防灾减灾和深空探测等重大国家需求,实验室以地幔、地核及其衍生的地球电离层、磁层为主要对象,聚焦于地球深部过程,比较研究其它行星的内部与空间环境,认识理解行星地球的物质和能量的输运及转换。实验室致力于发展地球系统科学理论,积极开拓地球科学研究新领域,努力建立地球深部过程的新理论。

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  • 国家数学与交叉科学实验室
  • 科学与工程计算国家重点实验室
  • 管理、决策与信息系统重点实验室
  •   国家数学与交叉科学实验室的成立,旨在从国家层面搭建一个数学与其它学科交叉合作的高水平研究平台;通过体制机制创新,凝聚国内外数学及相关学科力量,协同攻关,成为国际一流的科学研究基地。

      国家数学与交叉科学实验室将通过设立和组织重大研究专题、承担国家重大项目、组织数学与相关学科交叉论坛、设立交叉型研究生与博士后培养计划,开展数学及其与自然科学、工程技术与社会经济的交叉研究、合作交流与人才培养。

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      实验室主要开展科学与工程计算中具有重要意义的基础理论研究,解决科学与工程领域中的重大计算问题,着重研究计算方法的构造、理论分析及实现。研究内容包括:动力系统与数值方法,研究各类保结构算法的理论、算法的构造和数值试验;有限元边界元方法,针对具有应用背景的椭圆边值问题及其它相关问题,提出适合于这些问题的有限元边界元新型高性能计算方法;非线性优化,主要研究求解非线性规划的新算法以及算法的收敛性;计算流体力学,研究非定常不可压N-S方程和可压缩流的计算方法;并行计算方法和科学计算可视化;非均匀多孔介质中渗流问题的多尺度计算方法。

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      管理、决策与信息系统重点实验室是中国运筹学、系统工程、管理科学、计算机科学和应用数学的主要研究基地和高级人才培养基地之一。重点实验室成员曾获"哈灵顿-石川奖"、两次获国际运筹学联合会(IFORS)的"OR Development Prize"一等奖、获"SCI Classical Citation Award"和"Wiley Prize for Multiple Criteria Decision Analysis"提名奖,杰出科技成就奖,并且多次获国家科技进步奖等重要奖励。重点实验室培养的博士后与研究生中已有3人获中国科学院院长奖学金特别奖和2人获"中国百篇优秀博士学位论文"奖。

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  • 系统控制重点实验室
  • 数学机械化重点实验室
  • 随机复杂结构与数据科学重点实验室
  •   系统控制重点实验室的宗旨是组织一支高水平的研究队伍,充分发挥多学科交叉与综合的优势,面向系统科学发展国际前沿,紧密结合国家需求,针对系统控制科学中基本问题进行原创性和前瞻性研究,针对国家战略需求中的关键系统控制问题进行探索性应用研究,力争做出一系列国际领先水平的根本性创新成果,为系统控制科学的发展做出实质性贡献,为提升我国系统控制的国际影响和地位做出重要贡献。同时,广泛开展国内外学术交流和合作,着力培养年轻的学科带头人,为我国科学事业的发展和现代化建设做出应有的贡献。

      目前实验室的主要研究方向包括:
    (1)随机系统的建模与控制;
    (2)不确定非线性系统的估计与控制;
    (3)复杂系统分析与调控;
    (4)分布参数系统建模与控制;
    (5)量子系统分析与调控;
    (6)网络、通讯与信号处理;
    (7)航天系统制导、导航与控制;
    (8)生物统计与系统生物学;
    (9)系统可靠性。

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      数学机械化则是用计算机部分代替人类的脑力劳动。今天电子计算机的飞速发展使得数学的机械化正在逐步成为现实。本实验室以基础研究为主,同时兼顾应用研究,采取基础研究带动应用研究的思路。研究方向可以分为:理论与方法研究,应用研究与智能软件开发。具体来说:
    (1)理论与方法研究:构造性代数几何,构造性微分代数几何,构造性实代数几何,计算机代数,编码密码理论,离散几何,量子计算与方法,代数方程求解的混合算法,自动推理;
    (2)应用基础研究:信息安全,在理论物理、力学中的应用,在机器人中的应用,几何自动作图与智能CAD,计算机视觉中的应用,信息安全与密码中的应用;
    (3)基于吴方法的智能软件平台的开发。

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      随机复杂结构与数据科学重点实验室的主要研究内容是;
    (1)生命科学中随机复杂结构的建模与分析:与生命科学领域相关专家密切合作,瞄准功能基因组学、表观遗传学和非编码核糖核酸等生命科学研究对象中关键的随机复杂结构,发展随机分析、随机网络和随机偏微分方程等方法,以及随机复杂数据的理论与方法,基于相应的数据库识别与分析这些随机复杂结构;
    (2)经济金融与信息系统中随机复杂结构的建模与推断:与金融经济和信息科学领域的有关专家交叉协作,锁定复杂经济金融环境中核心的随机复杂结构问题(如定价和风险度量等问题),以及海量信息处理及知识挖掘的理论与方法和网络安全中以随机复杂结构为支撑的核心问题,对这些随机复杂结构进行建模与推断;
    (3)随机复杂结构与数据的基础理论和方法:以经济金融、信息科学和生命科学等领域内关键和核心问题中重要的随机复杂结构为基础,建立若干随机复杂结构与数据的共性理论框架和方法体系,以此来刻画和分析一些具有重要理论和应用价值的随机复杂结构和数据。

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  • 中国科学院晨兴数学实验室
  •   中国科学院晨兴数学实验室要在前沿领域开拓新的学术方向,促进与国际及港、澳、台等地区的数学交流,促进数学与其他自然科学技术、经济相结合,开创我国数学研究的新局面。实验室以专题研究为主要方式,以良好的研究条件和待遇吸引优秀的青年数学家来实验室进行访问研究,同时邀请国际上的杰出学者进行讲学和指导,以普林斯顿高等实验室的成功模式为借鉴,办成开放、流动、面向国际的研究机构.

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  • 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室
  • 特种无机涂层重点实验室
  • 透明光功能无机材料重点实验室
  •   实验室立足于先进无机材料研究发展的前沿领域,结合化学、物理学、电子学、生物学等基本理论和研究方法,在先进无机材料的结构设计、制备科学以及应用等方面开展一系列前瞻性基础研究和应用基础研究。主要研究方向为:
    (1)高性能陶瓷材料多层次结构设计、材料性能和微结构研究;
    (2)无机纳米材料研究;
    (3)生物医用材料;
    (4)无机新材料探索与计算材料科学研究。

      实验室的研究领域:
    (1)结构/功能一体化材料;
    (2)能源与环境材料;
    (3)生物医用材料;
    (4)超微结构与计算科学。

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      特种无机涂层重点实验室结合国家经济建设和国家安全保障的需要,以应用基础性研究为先导,以高技术创新和应用发展研究为主体,从事高性能无机涂层材料的应用基础与工程化研究。从事的应用基础研究,重点围绕对未来科技发展具有重要制约影响的无机涂层材料或涂层本身性能突破将对产品性能产生重大影响的课题进行。从事的高技术创新和应用开发研究,重点围绕国家急需的关键新材料或高性能材料研制生产展开,以提高产品性能稳定性、质量可靠性以及生产效率为目标,同时开展涂层材料的生产技术改进与工艺优化研究,为航空航天重大型号配套任务,提供小批量、多批次、多类型的特种无机涂层材料产品。

      实验室的主要研究方向包括:光热功能涂层、生物医用涂层、特种防护涂层以及涂层服役行为表征。

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      透明光功能无机材料重点实验室的定位:构建我国透明陶瓷和闪烁晶体材料及其元器件的基础研究和技术创新平台,致力于透明陶瓷和闪烁晶体材料及其元器件的基础研究、技术研发,保持和发挥我国在闪烁晶体材料领域的国际领先优势、尽快缩短我国透明陶瓷与国际先进水平的差距,为满足我国未来信息、能源、医疗、先进制造和国防安全等高技术领域对新透明陶瓷和闪烁晶体材料的需求提供强有力的技术支撑,为我国光电子技术和产业的快速健康发展奠定坚实的基础。

      实验室的主要研究内容包括:无机功能化合物的设计、合成、结构及性质研究、具有过渡成键特性的新金属间化合物的设计、合成、结构及性质研究;新型无机功能材料的探索和开发;新型激光晶体、无机闪烁晶体材料的研究与探索;宽禁带半导体晶体生长与器件研究、宽禁带半导体薄膜制备与器件研究;碳纳米管(CNT)陶瓷基复合材料、激光透明陶瓷与闪烁透明陶瓷等研究方向。

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  • 无机功能材料与器件重点实验室
  • 能量转换材料重点实验室
  • 结构陶瓷与复合材料工程实验室
  •   无机功能材料与器件研究中心主要从事先进无机功能材料与器件的应用基础研究和高技术产品开发。主要研究方向有:铁电压电陶瓷材料与器件、特种玻璃与微波介质材料、弛豫铁电单晶与功能器件、半导体敏感陶瓷、透明铁电陶瓷、热释电陶瓷、低温共烧陶瓷技术及其无源集成(多层)器件、无机材料微结构表征等。

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      能量转换材料重点实验室主要从事能源相关先进功能材料的基础研究、应用基础研究和器件开发,目前已形成了基础研究、高技术研发和产业化等多层次的格局。

      目前主要研究方向有:固体氧化物燃料电池的研究,特别是千瓦级平板型中温固体氧化物燃料电池技术;锂电池、钠硫电池等高能电池的相关材料及应用;先进热电材料:包括新型热电材料的制备和性能研究;热电器件和系统的优化设计及集成;纳米复合材料的制备及其微结构的控制和解析;电阻可逆变效应的薄膜材料:包括高性能电脉冲电阻可逆变效应材料的制备;电脉冲电阻可逆变效应的机理研究;新型离子导电及离子电子混合导电材料的制备及应用;放电等离子体烧结(SPS)制备陶瓷基纳米复合材料:包括SPS 烧结制备高熔点、高强度以及具有较好化学稳定性的陶瓷基纳米复合材料;SPS烧结机理研究;光电功能材料如p型透明导体、光电转换材料、电致发光材料、光解水制氢等;纳米材料在太阳能利用和环境净化领域的应用基础研究及器件开发:包括可见光响应型纳米半导体光催化材料及在空气净化、污水处理及抗菌方面的应用;具有特定功能的纳米材料的合成技术,研究其性能和生长机理,实现可控合成;快离子导体材料;核聚变能相关材料。

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      结构陶瓷与复合材料工程实验室主要从事先进结构陶瓷及其复合材料的基础研究、应用基础研究和高技术产品开发,目前已形成基础性研究、新材料探索、高技术创新和工程化产业化研究等层次的布局。主要研究对象包含:氧化物、氮化物、碳化物先进结构陶瓷及其复合材料等。

      实验室的主要研究方向:(1)材料科学和制备科学研究;
    (2)先进陶瓷的工程化产业化研究;
    (3)特种先进陶瓷材料研究。

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  • 生物材料与组织工程实验室
  • 古陶瓷与工业陶瓷工程实验室
  • 沈阳材料科学国家(联合)实验室
  •   生物材料与组织工程实验室成立以来,以研究和开发新型硬组织修复和替换材料以及纳米药物载体为目标,并重点开展了纳米生物材料、组织工程支架材料以及生物材料表面与界面方面的基础和应用研究。

      实验室的主要研究方向:
    (1) 生物材料的基础科学问题研究:可降解生物活性材料的组织修复与再生研究;纳米生物材料的快速可控制备及功能化研究;生物材料的表界面性质调控及其生物学效应研究;药物载体材料及其药物释放和代谢动力学研究;细胞/细菌与生物材料相互作用机理研究;
    (2)新技术和新材料的生物医学应用研究:三维打印技术制备组织工程支架材料;微波辅助合成技术快速制备纳米生物材料;稀土掺杂纳米生物材料在医学诊断领域的研究;磁性纳米结构药物载体的研究;兼具成骨和抗菌涂层/薄膜的研究;
    (3)生物材料的产业化推广 :新型高柔韧性羟基磷灰石耐火纸的规模化生产;新型牙种植体的开发及中试;新型骨植入体及辅助器械的开发及产业化推广。

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      工业陶瓷研究是实验室根据国民经济主战场节能环保领域迫切需求致力发展的新的研究方向,主要进行节能环保纳米新材料的基础研究与产业化。近年来,通过引进国外人才及国家项目支持等有力措施,在新型节能环保纳米粉体与薄膜的大规模制备与产业化上取得了长足的进步。

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      沈阳材料科学国家(联合)实验室以创建世界一流的材料研究实验室为战略目标,主要从事材料科学基础研究和应用基础研究,研究领域涵盖材料制备与加工、材料结构分析与表征、材料设计与计算模拟、材料性能评价与使役行为等。经过十年的建设与发展,沈阳材料科学国家(联合)实验室已经逐步形成了一个汇聚优秀人才、仪器装备精良、以材料科学前沿关键问题和国家重大需求为研究导向、不断产出高端研究成果和人才、运行机制上国际化的高水平材料研究基地。为服务于国家对先进材料和新技术的需求,产出更多的原创性科学成果奠定了良好的基础。

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  • 金属腐蚀与防护实验室
  • 金属所高温合金实验室
  • 钛合金实验室
  •   金属腐蚀与防护国家重点实验室是开展腐蚀与防护基础性研究、学术交流和高级人才培养的基地。实验室针对能源、海洋开发、交通运输、环境、航空航天等行业需求,研究材料的腐蚀规律和控制方法、表面防护层在环境因素作用下的失效机理、材料腐蚀寿命预测方法及理论,发展腐蚀监/检测技术和防护应用技术。

      实验室现有四个研究方向:
    (1)腐蚀电化学与自然环境腐蚀:电化学腐蚀机理;腐蚀监检测理论与技术;化学/电化学防护膜/层技术与理论;材料在典型自然环境中的腐蚀规律及防护技术。
    (2)高温腐蚀与防护:合金的氧化机理;氧化膜的形成、破裂、修复规律及表征;高温混合气氛腐蚀与防护;防护涂层的形成与失效;纳米技术在涂层中的应用。
    (3)力学-化学腐蚀与防护:应力腐蚀开裂;环境因素对疲劳裂纹萌生的影响;氢脆损伤与规律;多相流中材料的腐蚀、冲蚀和空蚀破坏机理与防护。
    (4)表面科学与工程技术:针对国防和经济建设需要,研究与开发先进的表面防护与功能化涂层的制备技术,并对相应的关键科学问题展开系统研究。

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      近年来,合金实验室的科研人员针对国民经济的重大需求,成功研制了多种先进定向和单晶高温合金及叶片;发展了高温度梯度定向凝固技术,研制了国内首件F级重型燃气轮机用450mm长的大型复杂定向凝固空心涡轮叶片。目前,高温合金实验室以推进先进高温合金材料与技术的工程化,突破制约国内相关行业发展的技术瓶颈为主要目标,保持了基础研究和应用研究的均衡发展。

      实验室的研究方向:
    (1)铸造高温合金(等轴多晶、定向柱晶、单晶);
    (2)变形高温合金;
    (3)金属间化合物 ;
    (4)高温合金的纯净化 ;
    (5)外场作用下的凝固;
    (6)高温合金的腐蚀与防护 ;(7)模拟。

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      钛合金实验室主要从事新型钛合金、钛铝系金属间化合物及钛基复合材料研制工作,重点开展计算模拟辅助、指导下的加工方法-显微组织-性能关系研究。目前涉及的工艺技术包括:洁净熔炼、无污染制粉、精密铸造、热模锻造以及棒线丝与板材制备。总体目标是通过发展成分设计-加工工艺控制-近净成形等环节整体优化的先进技术,不断提供满足应用要求的轻质高强耐用新材料。

      实验室的研究方向:
    (1)高温钛合金:研制能够在600oC长期稳定使用的钛合金,以应用于航空发动机高压压气机部件。
    (2)结构钛合金:重点发展具有高损伤容限的中强与高强钛合金,满足大型结构使用要求。
    (3)钛铝金属间化合物:致力于γ-钛铝和正交相合金及其复合材料的设计与加工制造。
    (4)形状记忆合金:在对热弹性马氏体与形状记忆效应深入研究基础上开发综合性能优异的管接头和其它智能器件。
    (5)钛基复合材料:发展SiC纤维连续增强钛基复合材料,重点开发针对典型部件的设计成形一体化技术。
    (6)计算与模拟技术:采用分子动力学、相场和有限元等方法开展多层次模拟,深入理解钛合金的变形行为、显微组织演化和热成形特点。

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  • 特殊环境材料实验室
  • 精密管材实验室
  • 材料表面工程实验室
  •   特殊环境材料实验室主要从事可用于特殊环境(如临氢、低温、高温、高压等)下的结构及功能材料研究,着重发展抗氢合金、Inconel690合金、贮氢薄膜材料、高性能铝合金,同时开发高活性材料的真空感应熔炼、微重力条件下合金制备以及异质材料的连接技术。应用。研究部拥有1250吨挤压机、ST56-90CNC旋压机、MEDARD46型真空电子束焊机、高温真空退火炉及包括吸铸炉在内的系列真空感应炉等大型设备。

      实验室的研究方向:
    (1)特种合金的研究,主要研究高强度抗氢脆合金、新型减震合金、形状记忆合金、特种铝合金及异质材料的连接技术。着重研究氢在材料中的扩散与分布,抗氢性能与相组成、合金元素之间的关系。
    (2)特殊工程相关材料,主要研究CaO耐火材料制品的制造技术,Ti-Ni形状记忆合金、高温合金、耐蚀合金、结构钢以及Ti-Al基合金等材料的纯净化冶金、特种铸造技术的研发。创新出具有自主知识产权的核电蒸汽发生器用Inconel690合金超纯净VIM+ESR双联冶炼技术,产业化规模制造的合金O、S含量均小于10ppm.wt。突破U型管加工的技术瓶颈,联合企业生产出高性能U型传热管,各项指标均满足AP1000标准的要求。
    (3)特种薄膜材料,主要研究贮氢及氢同位素处理用材料及技术。研究项目包括贮氢薄膜材料、氢同位素纯化分离材料、多孔贮氢材料、冷阴极发射材料、低活化铁素体钢等。
    (4)微重力材料科学研究:利用空间及地面模拟微重力环境研究重力效应和重力所掩盖的次级效应对材料凝固过程及组织的影响及机理。

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      精密管材实验室主要致力于特殊合金精密管材、丝材、棒材的设计、研发和生产,所涉及的精密管材、丝材种类包括不锈钢、高温合金、铝合金和钛合金等等。

      实验室的主要研究方向:
    (1)精密管材短流程研制:主要从事精密管材管坯制备、管材加工、热处理等短流程技术研发。
    (2)管材相关材料的研制:主要从事丝材、棒材加工与热处理技术研发。(3)核用管材的研制:主要从事核电用管材加工与热处理技术研发。
    (4)特殊合金管材的制作技术:主要从事不锈钢、高温合金等特殊合金管材加工与热处理技术研发。
    (5)铝合金、钛合金、镁合金等管材的研制:主要从事铝合金、钛合金、镁合金管材的加工与热处理技术研发。

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      材料表面工程实验室针对国家的需求和学科的发展,主要从事材料表面强化和功能改性,利用表面技术制备新型薄膜、涂层材料和器件,以及它们在特殊环境中的工程应用和性能评价等方面的研究工作。与国内相关科研院所、高校、企业开展广泛合作,承担国家和企业的科研项目,致力于薄膜材料设计与功能化研究和多种材料表面改性及涂覆技术的研发。研发的产品包括:机械行业用硬质耐磨涂层和多层膜;固体润滑减摩涂层;动力系统中高温合金部件用抗热腐蚀涂层;磁性材料、复合材料等用特种防护涂层;光电功能薄膜;特种气瓶及配套的耐腐蚀配件;高导电性和导热性涂层;抗辐射涂层;表面纳米化技术等。

      实验室的研究方向:
    (1)光电等功能薄膜材料设计、制备与表征研究,研究薄膜生长机理、沉积过程、显微组织与性能关系、退化机制等基础和应用问题;利用物理气相沉积和化学气相沉积等多种技术,研究制备光电功能薄膜、电磁功能薄膜、生物活性薄膜、多功能复合膜与相关防护薄膜的工艺优化;开展相关功能薄膜的应用研究。
    (2)耐腐蚀、抗磨损和抗疲劳涂层材料及技术研究,利用喷涂技术(冷气动力喷涂、爆炸喷涂、超音速火焰喷涂、等离子喷涂、静电喷涂)、物理气相沉积及气体氮化、氢化技术研制耐腐蚀涂层、超硬与复合硬质涂层、抗氧化涂层和热障涂层等防护涂层、表面纳米化改性等;研究涂层微观结构与腐蚀、磨损行为的关系;研发新型的涂层制备技术与设备;提供工程材料表面防护的解决方案。

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  • 专用材料与器件实验室
  • 材料环境腐蚀实验室
  • 高性能均质合金国家工程实验室
  •   专用材料与器件实验室是一个材料与相关器件方面的综合性研究集体,有8个课题组,涉及金属材料、无机非金属材料、生物医用材料、储氢材料、复合材料,以及相关的材料加工技术和器件制造技术等多个研究方向,承担大量的国家、地方及企业的研究计划及委托研究项目,为航空、航天、船舶、机械、石油、化工、医疗等多个领域提供多种高性能先进材料及相关技术,取得了多项有影响力的研究成果。

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      材料环境腐蚀实验室研究国家重大工程中所需要的关键材料在核电、油气田、石化等典型使用环境中(如力学化学交互作用、高温高压、多相流、腐蚀性大气和土壤等)发生腐蚀失效的行为及机理,并对材料在腐蚀环境中的服役性能进行监/检测、失效分析及寿命预测。同时,发展新型耐蚀材料及防护涂层,确保材料在重大工程中的安全使用。所研制的镁合金及防护涂层已在汽车等领域批量应用,研制的纳米复合涂料已在飞机、电力、船舶上应用。

      实验室的研究方向:
    (1)力化交互作用:核电关键材料、长输管线钢、海洋结构材料的腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳;石化材料的H2S/CO2腐蚀。
    (2)镁合金研制及其腐蚀防护:高性能新型镁合金设计与研制,组织与性能表征,先进成形加工与制造技术,腐蚀与防护。
    (3)高温高压环境腐蚀:高温腐蚀电化学及在线监检测技术;核电关键材料在高温高压水中的模拟设备研制、环境损伤行为分析及寿命预测。
    (4)纳米复合涂料与涂层:用于航空、电力、海洋平台等纳米复合涂料;镀膜功能材料;化学镀、电镀、氧化处理等防护涂层。
    (5)多相流环境腐蚀: 材料在气/液/固等所组成的多相流环境中的腐蚀、冲刷磨损和空蚀及其交互作。
    (6)自然环境腐蚀:材料在典型大气环境中的腐蚀行为;材料在酸性、盐渍等土壤环境中的腐蚀行为;国家自然环境腐蚀站网数据积累。
    (7)耐蚀材料电化学设计:腐蚀电化学的理论与应用及通过合金设计来提高金属材料的耐蚀性能。
    (8)腐蚀监测:腐蚀监测技术的研究开发及工业应用。

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      高性能均质合金国家工程实验室的发展目标:以材料科学技术发展为动力,以国民经济和国防建设需求为导向,开展材料科学高新技术研究,为社会各界提供新材料研发和技术咨询等服务,加快实现研究成果转移和产业化。

      实验室主要开展合金设计、材料加工与模拟、性能测试等方面的研究工作。研发的材料包括:高温合金、铝合金、镁合金、钢铁、特种合金及复合材料等,研究成果在装备制造、航空航天、舰船、能源、交通和医疗等领域广泛应用。

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