2026 年度重大研究计划项目指南：自然 - 人工融合高效物质转化的科学基础

近日，国家自然科学基金委员会正式发布“自然-人工融合高效物质转化的科学基础”重大研究计划2026年度项目指南（国科金发计〔2026〕21号），明确将高时空分辨原位动态表征技术、大科学装置融合应用等作为核心研究方向，为我国高端仪器设备研发与应用指明了新的突破路径，也为仪器领域与生命科学、能源化学等学科的交叉融合注入新动能。

此次重大研究计划聚焦能量与物质跨尺度精准传输与转化的关键科学问题，提出从分子机制解析、代谢通路调控、融合体系构建到创新应用示范的四维研究框架，而这一切研究的落地，都离不开先进仪器设备的硬核支撑。指南在核心科学问题与年度资助方向中，多次强调“融合大科学装置、先进表征仪器与人工智能技术”，凸显了仪器设备在突破研究瓶颈中的核心地位。

从指南划定的资助重点来看，原位动态表征技术成为培育项目与重点支持项目的共同聚焦点。在培育项目中，明确提出要发展高时空分辨的原位、动态与多模态表征新方法，追踪生物物质转化的能量流与物质流协同机制；重点支持项目则更进一步，要求实现叶绿体、线粒体等“生物能量工厂”的原位全景解析与数字模拟。这一需求正与当前仪器领域的技术突破方向高度契合。

国内已有不少仪器技术成果具备支撑此类研究的潜力。中科院高能物理研究所的结构动力学线站，可实现最高188 ps时间分辨、50 nm空间分辨的多尺度表征，其白光与微米模式下的超快X射线成像/衍射散射方法，能精准捕捉物质转化过程中的微观缺陷与组织演变，为生物能量转化路径解析提供了关键工具。而中科院青岛生物能源与过程研究所研发的拉曼流式细胞分选仪、多模态拉曼微流控分选系统等设备，凭借无标记、单细胞精度的原位检测能力，可直接助力生物物质转化过程的动态监测，目前已通过产业化平台推向市场，成为合成生物学研究的重要装备。

大科学装置与人工智能的深度融合，是此次指南释放的另一重要信号。指南提出要建立能量-电子-物质通路的动态关联模型，这需要依托大科学装置产生的高精度数据，结合AI算法实现复杂过程的精准解析。上述结构动力学线站已实现激光加载系统与X射线脉冲的精准同步，可对动态压缩下的物质进行衍射“快照”，而青岛能源所的单细胞分析仪器也已融入AI识别技术，实现代谢表型的高通量筛选，这些技术积累都将为研究计划的推进提供坚实基础。

在应用导向方面，指南明确支持融合体系在复杂药物分子合成、清洁能源绿色智造中的示范应用，这也对仪器设备的场景适配性提出了更高要求。例如在酶催化资源小分子转化、氨等可再生燃料绿色合成研究中，需要仪器具备多场耦合调控、跨尺度信号捕捉等功能，这将倒逼仪器研发企业加大定制化、高端化产品的研发投入，推动仪器从“通用型”向“专用型”升级。

从资助力度来看，2026年度拟资助培育项目约25项（60万元/项，3年期限）、重点支持项目约8项（280万元/项，4年期限），充足的经费支持将加速仪器技术与研究需求的深度绑定。指南特别强调，申请人需在申请书中明确仪器技术对解决核心科学问题的贡献，这一要求将进一步推动科研团队与仪器研发机构的协同创新。

据悉，该项目实行无纸化申请，申请书提交时间为2026年3月1日至3月20日16时，申请人需通过科学基金网络信息系统申报，明确对应资助研究方向及仪器技术应用方案。国家自然科学基金委员会交叉科学部相关负责人表示，希望通过该计划的实施，不仅突破物质转化的科学难题，更能带动一批具有自主知识产权的高端仪器设备走向成熟，提升我国在相关领域的核心竞争力。