近日，國家自然科學基金委員會正式發(fā)布“自然-人工融合高效物質轉化的科學基礎”重大研究計劃2026年度項目指南（國科金發(fā)計〔2026〕21號），明確將高時空分辨原位動態(tài)表征技術、大科學裝置融合應用等作為核心研究方向，為我國高端儀器設備研發(fā)與應用指明了新的突破路徑，也為儀器領域與生命科學、能源化學等學科的交叉融合注入新動能。

此次重大研究計劃聚焦能量與物質跨尺度精準傳輸與轉化的關鍵科學問題，提出從分子機制解析、代謝通路調控、融合體系構建到創(chuàng)新應用示范的四維研究框架，而這一切研究的落地，都離不開先進儀器設備的硬核支撐。指南在核心科學問題與年度資助方向中，多次強調“融合大科學裝置、先進表征儀器與人工智能技術”，凸顯了儀器設備在突破研究瓶頸中的核心地位。

從指南劃定的資助重點來看，原位動態(tài)表征技術成為培育項目與重點支持項目的共同聚焦點。在培育項目中，明確提出要發(fā)展高時空分辨的原位、動態(tài)與多模態(tài)表征新方法，追蹤生物物質轉化的能量流與物質流協(xié)同機制；重點支持項目則更進一步，要求實現(xiàn)葉綠體、線粒體等“生物能量工廠”的原位全景解析與數(shù)字模擬。這一需求正與當前儀器領域的技術突破方向高度契合。

國內已有不少儀器技術成果具備支撐此類研究的潛力。中科院高能物理研究所的結構動力學線站，可實現(xiàn)最高188 ps時間分辨、50 nm空間分辨的多尺度表征，其白光與微米模式下的超快X射線成像/衍射散射方法，能精準捕捉物質轉化過程中的微觀缺陷與組織演變，為生物能量轉化路徑解析提供了關鍵工具。而中科院青島生物能源與過程研究所研發(fā)的拉曼流式細胞分選儀、多模態(tài)拉曼微流控分選系統(tǒng)等設備，憑借無標記、單細胞精度的原位檢測能力，可直接助力生物物質轉化過程的動態(tài)監(jiān)測，目前已通過產(chǎn)業(yè)化平臺推向市場，成為合成生物學研究的重要裝備。

大科學裝置與人工智能的深度融合，是此次指南釋放的另一重要信號。指南提出要建立能量-電子-物質通路的動態(tài)關聯(lián)模型，這需要依托大科學裝置產(chǎn)生的高精度數(shù)據(jù)，結合AI算法實現(xiàn)復雜過程的精準解析。上述結構動力學線站已實現(xiàn)激光加載系統(tǒng)與X射線脈沖的精準同步，可對動態(tài)壓縮下的物質進行衍射“快照”，而青島能源所的單細胞分析儀器也已融入AI識別技術，實現(xiàn)代謝表型的高通量篩選，這些技術積累都將為研究計劃的推進提供堅實基礎。

在應用導向方面，指南明確支持融合體系在復雜藥物分子合成、清潔能源綠色智造中的示范應用，這也對儀器設備的場景適配性提出了更高要求。例如在酶催化資源小分子轉化、氨等可再生燃料綠色合成研究中，需要儀器具備多場耦合調控、跨尺度信號捕捉等功能，這將倒逼儀器研發(fā)企業(yè)加大定制化、高端化產(chǎn)品的研發(fā)投入，推動儀器從“通用型”向“專用型”升級。

從資助力度來看，2026年度擬資助培育項目約25項（60萬元/項，3年期限）、重點支持項目約8項（280萬元/項，4年期限），充足的經(jīng)費支持將加速儀器技術與研究需求的深度綁定。指南特別強調，申請人需在申請書中明確儀器技術對解決核心科學問題的貢獻，這一要求將進一步推動科研團隊與儀器研發(fā)機構的協(xié)同創(chuàng)新。

據(jù)悉，該項目實行無紙化申請，申請書提交時間為2026年3月1日至3月20日16時，申請人需通過科學基金網(wǎng)絡信息系統(tǒng)申報，明確對應資助研究方向及儀器技術應用方案。國家自然科學基金委員會交叉科學部相關負責人表示，希望通過該計劃的實施，不僅突破物質轉化的科學難題，更能帶動一批具有自主知識產(chǎn)權的高端儀器設備走向成熟，提升我國在相關領域的核心競爭力。