华南理工新增3项国家重大科研仪器研制项目
8月中旬，国家自然科学基金委员会公布了2016年度国家重大科研仪器研制项目（自由申请）评审结果，华南理工大学3个项目获资助，资助直接经费合计2183.82万元，项目数和经费数均居全国第二。
据介绍，2016年国家基金委共资助该类项目85项，由57家单位获得，其中南京大学获批6项，位居第一，华南理工大学、中国科学技术大学、东南大学、清华大学、上海交通大学和浙江大学获批3项，在全国各单位中排名第二位。获助项目包括：黄培彦教授负责的“复杂环境下结构疲劳实验系统研制”项目、郑君瑜教授负责的“便携式机动车尾气排放甲醛和亚硝酸实时测量系统”项目以及肖志瑜教授负责的“医用植入件高精度电子束选区熔化成形装备”项目。
国家重大科研仪器研制项目面向科学前沿和国家需求，以科学目标为导向，鼓励和培育具有原创性思想的探索性科研仪器研制，着力支持原创性重大科研仪器设备研制，为科学研究提供更新颖的手段和工具，以全面提升我国的原始创新能力。近年来，该类项目的资助率一般在10%左右，竞争非常激烈。学校高度重视国家重大科研仪器研制项目（自由申请）的培育、组织和申报工作，近两年共获批5项。(图文/科技处 编辑/祝和平)
附：项目简介
1.复杂环境下结构疲劳实验系统研制
该项目拟基于热-力-化学原理，实现在复杂服役环境（湿热、水/海水、冻融等）与拉-压、拉-拉、弯曲、扭转随机载荷耦合作用下结构疲劳/耐久性的实验方法。通过关键核心技术的突破与集成创新，建立变频/带随机载荷的模拟、编制、加载和监控、组合式时变服役环境仿真与控制、多点移动式随机加载、结构变形和破坏的抗环境干扰、非接触式在线无损测试等核心技术，突破单一或恒定环境、恒幅或单一载荷作用下结构（模型）疲劳/耐久性实验系统的现状，实现时变、多环境与随机载荷耦合作用下的结构疲劳/耐久性实验研究及其准确描述，在国内外率先建立仿真复杂服役环境与随机载荷耦合作用下的结构疲劳/耐久性综合实验平台，为我国桥梁、深海平台、舰船、航空器、港口、水坝等重大工程结构在仿真服役条件下的长期性能研究提供有效可行的实验、测试、表征和评价方法。项目预期研究成果对推动力学、桥梁、船海、航空、水利等学科领域前沿创新和重大科研需求有重大科学意义和应用价值。
复杂环境与（随机）载荷耦合下结构疲劳实验系统示意图
2.便携式机动车尾气排放甲醛和亚硝酸实时测量系统
氢氧自由基（HOX）包括羟基自由基（OH）和氧化羟基自由基（HO2），是对流层大气中最为重要的氧化剂，直接诱发大气光化学过程，在大气污染形成过程中起着重要作用。甲醛（HCHO）和气态亚硝酸（HONO）是大气中氢氧自由基的重要前体物，既可以通过大气化学反应产生，也可以来自污染源的直接排放。然而，由于受测量技术的限制，目前对大气环境中甲醛和亚硝酸直接排放的来源认识十分欠缺，大气化学模式输入的排放清单中，这两种关键组分往往缺失或具有很大的不确定性，导致对大气自由基生消过程认识不足，模式模拟结果不确定性较大。该项目针对机动车尾气这一甲醛和亚硝酸的重要排放来源，拟研制一套便携式车载机动车尾气排放甲醛和气态亚硝酸实时测量系统，利用气体扩散吸收捕集原理和光谱检测技术，结合实时机动车行驶参数，实现实际道路行驶下机动车尾气排放甲醛、亚硝酸以及相关参数的同步测量，为构建实时、动态、精细化的机动车排放甲醛和亚硝酸清单，提升大气化学模式模拟准确性与大气污染形成机制认识，提供关键基础研究数据。此外，研制系统在经过简单改装后还可用于工业、生物质燃烧等固定源排放测量，为研究甲醛和亚硝酸直接排放来源与特征提供有效的测量工具。
便携式机动车尾气排放甲醛和亚硝酸实时测量系统-总体架构与系统示意图
3.医用植入件高精度电子束选区熔化成形装备
我国医用金属植入件需求量庞大，但拥有我国自主知识产权的高端医用植入件制造的电子束3D打印核心技术与设备制造则严重落后。如何打破国外发达国家垄断，研制具有自主关键核心技术的医用植入件电子束3D打印设备，以解决我国医学领域的重大需求已迫在眉睫。电子束3D打印技术可实现任意复杂结构构件的直接快速制造，且电子束的能量密度高、束斑直径小、扫描精度高、熔池凝固速度快，同时具有成形零件尺寸精度高、综合力学性能优异的特点，在高性能复杂金属零件、多孔/致密复合零件等制造方面具有无可比拟的优势。目前国外此类技术与设备存在的主要问题是造形物精度偏低、尺寸较小、表面粗糙度过大、积层造形速度有待提高、打印粉末原料及设备价格昂贵；而国内研究较少。该项目集制造、材料、化学、信息及医学等多学科力量，围绕解决上述问题所涉及的科学和技术难题协同攻关，设计开发出新一代具有国际先进水平的医用植入件高精度快速制造成套装备。装备包括合金粉末制备装置、CAD软件编制与个性化植入件结构设计、高精度电子束选区熔化成形机、表面功能涂层制备装置四个部分。
电子束选区熔化成形原理图