低温科学与技术全国重点实验室2026年度开放课题指南
为进一步落实国家创新驱动发展战略,提升低温科学与技术全国重点实验室(以下简称“实验室”)的自主创新能力,充分发挥全国重点实验室作为国家公共研究平台的作用,促进科研合作和学术交流,按照“开放、流动、联合、竞争”的全国重点实验室运行机制,现发布实验室2026年度开放课题申请指南。
一. 选题范围
面向国家对低温科学与技术领域的重大需求及学科前沿发展趋势,聚焦实验室“低温共性基础、低温关键技术、低温前沿交叉”三大重点方向,针对复杂条件低温流体物性与传热传质、低温功能材料性能调控、先进低温制冷方法与技术等研究方向,开展新理论、新方法、新技术的探索性及创新性研究,为推动低温科学与技术的发展提供理论方法支撑。本年度开放课题设立重点课题和自由探索两类课题,课题应聚焦实验室的重点方向,其中自由探索课题不设置具体指南,重点课题指南如下:
1. 纳米尺度受限孔道内氦同位素混合物极低温传输特性研究
面向空间极低温稀释制冷系统微重力条件下氦同位素高效分离难题,聚焦纳米尺度受限孔道内氦同位素混合物传输特性,从分子动力学理论出发,建立纳米尺度受限孔道内氦同位素混合物传输的数值分析方法,揭示氦同位素混合物输运规律及其影响因素。
2. 极端工况用低温金属材料开发和关键工艺研究
针对核聚变、聚焦极端低温环境用奥氏体不锈钢焊料、镍基合金焊材、铁基超导基带、高强结构钢、低温介质移动压力容器用钢以及LNG用-196℃低温钢等系列产品开发和关键工艺攻关。开发核聚变装置用4.2K超低温焊材,实现铠甲焊接接头;开发铁基超导基带 ;开发满足-50℃以下极地环境服役要求的高性能钢板(容器板、高锰钢等),实现420MPa以上高品质极地用低温钢满足规范要求;完成正火态420-460MPa级别、调质态690MPa级别低温压力容器用钢开发以及钢板配套焊接等用户技术研究。
3. 颗粒型低温隔热材料的组分复合与热传输特性
面向深空探测、低温储运等领域低温环境高效隔热需求,颗粒型隔热材料具有既可独立堆积填充,也可作为填料构筑复合结构,且对真空依赖度低的优势;针对传统单组分颗粒化学组成与物理结构难以协同优化的问题,开展兼顾组分复合设计与多尺度结构调控的一体化研究,阐明多机制耦合的热传输阻隔机理,支撑高性能低温隔热材料研发。
4. 超高压低温氮跨临界射流非平衡相变多尺度动力学与调控机理研究
超高压低温氮跨临界射流在核设施退役、航天器表面处理、油气开采压裂等领域具有重大应用需求,为实现射流状态的精准预测与调控,建立适用于超高压(≥100MPa)低温氮的分子间作用力模型,突破经典Lennard-Jones势能模型的局限性,完善极端条件下多相流理论;开发跨尺度动力学耦合算法,实现相界面演化路径的可视化预测;提出基于熵产最小化的相变调控准则。
5. 深冷混合工质气液相平衡与燃爆特性研究
面向低温制冷系统绿色化与安全运行需求,开展低GWP、低可燃深冷混合工质宽温区气液相平衡的理论与实验研究,完善混合工质相平衡模型,揭示气液相组成分配规律;结合燃爆反应动力学机制,阐明气液相组成差异对燃烧极限及爆炸强度的影响,明确相平衡与燃爆特性约束下的混合工质配比范围,为高效安全制冷技术研发提供基础支撑。
6. 大幅度多维度耦合晃荡低温流体两相流动分配与换热机理研究
针对海上浮式平台低温装备在大幅度多维度耦合晃荡工况下液氢/液化天然气/液态空气等低温流体两相流动分配不均与换热失稳等问题,开展多自由度晃荡-两相分配-流动相变耦合作用下动态过程演化机理研究,揭示晃荡激励对相分布、界面演化及传热特性的影响规律与耦合机制,建立复杂晃荡工况动态过程预测模型及仿真设计方法,并通过晃荡模拟实验验证,为浮式低温装备自主设计提供理论支撑。
7. 空间极低温系统降温动态特性优化
空间极低温制冷系统存在热输运调控的内在矛盾:高温预冷阶段需高导热通路实现快速降温,低温稳态工况则要求绝热隔离以维持目标温差。针对该问题,建立空间极低温系统热输运分析模型,探索主动调控与被动构型协同优化的传热优化机制,揭示微尺度调控结构气固相变热导演化规律及其对系统热输运特性的影响,显著缩减复杂空间极低温系统预冷周期,满足未来空间应用需求。
8. 面向异常神经放电的生物热物理神经调控脑机接口关键技术研究
面向脑疾病物理调控领域,不同于传统电刺激调控,提出生物热物理机制抑制神经元异常放电的调控方法,构建生物物理传热模型,建立温度抑制阈值与调控之间的特征参数关系。开发双模态热/电抑制异常放电的神经调控技术,研制集脑电、温度传感与温度调控功能集成的脑机接口关键器件,并通过组织模型或动物实验进行器件特征参数探索,并结合生物热物理机制优化功能调控热剂量效果。
9. 氦3-氦4亚纳米孔道传输物性理论研究
围绕低温(10-30K)条件下3He/4He在亚纳米孔道中的量子限域传输行为,开展理论建模与模拟研究。结合瞬子理论、路径积分分子动力学和第一性原理计算,揭示3He/4He在不同孔径、壁面相互作用和温度条件下,零点能与隧穿效应对其扩散速率及分离因子的影响机制,建立亚纳米孔道中3He/4He传输物性预测模型,为低温同位素分离、孔道内氦输运调控及新型低温分离材料设计提供理论依据。
此外,实验室同时也鼓励低温科学与技术领域的自由探索研究,自由探索课题重点支持研究领域包括不限于以下三个方面:1. 低温基础理论研究:低温复杂系统能质传输机制与转换规律、低温材料、低温物性、低温计量等;2. 低温关键技术研究:各温区下的大冷量、极低温、长寿命等低温制冷技术;3. 低温前沿交叉研究:低温生物医学、新型制冷方式等。
二. 资助对象
开放基金拟支持实验室建设单位以外(含海外)的科研人员,具有博士学位或中级及以上专业技术职称的研究人员均可依据指南申报。海外申请人(含外籍华人)须与实验室固定科研人员建立合作关系,并由该合作者作为后续申请联系人。曾获得实验室开放课题资助,并尚未结题或结题不合格的申请人,不接受其申请。开放基金执行周期为1~2年,支持力度为5~20万元/项,其中重点课题每项资助20万元,执行周期2年;自由探索课题每项资助5-20万元,执行周期1~2年。
三. 申请程序
申请人须在2026年11月6日前提交电子版申请书发送至邮箱cryo@mail.ipc.ac.cn(文件命名为“工作单位-姓名-开放基金(海外/国内)-基金名称”)。海外申请人可选择提交中文版或英文版申请书,重点实验室将组织形式审查和专家评审,择优支持。
四. 开放基金管理
(1)批准立项的开放基金须签订《低温科学与技术全国重点实验室基金任务书》,负责人不得擅自更改任务书内容,任务书是基金验收的主要依据;
(2)开放基金需要提交年度报告和验收总结报告,通过验收后进行归档;
(3)全国重点实验室基金按纵向项目管理,需接受上级主管部门监督及审计工作;
(4)重点实验室将组织领域专家对基金完成情况进行评审打分,择优进行滚动支持;
(5)基金负责人每年12月上报年度进展报告,重点实验室组织基金进展和执行情况评估,发现研究进度存在重大偏差或实施方案存在重大风险时,将根据情况调整、中止或撤销资助;
(6)配合主管部门提交相关成果;
(7)基金结题时,重点实验室组织领域专家对基金完成度进行评审打分,对按期结题且完成度达到优秀的课题,其后续滚动支持申请在评审中优先受理,具体支持额度及期限由重点实验室统筹确定。
五. 成果管理
由重点实验室基金资助产出的论文、专著、成果鉴定和各类奖励等,应明确标注“低温科学与技术全国重点实验室开放基金资助”和相应基金编号,或“This work is supported by the Key Research Program of the State Key Laboratory of Cryogenic Science and Technology”。
六. 联系方式
通信地址:北京市海淀区中关村东路29号理化技术研究所低温科学与技术全国重点实验室
邮编:100190
电话:010-82543502 / 18600266108
联系人:杨光
邮箱:cryo@mail.ipc.ac.cn
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