1、申请国家自然科学基金申请国家自然科学基金 的一些体会的一些体会 化学化工学院化学化工学院 李俊篯李俊篯 2010-11-15 内容提要内容提要一，国家一，国家自然科学自然科学基金的基金的宗旨和评审宗旨和评审二，国家二，国家自然科学自然科学基金立项的基本条件基金立项的基本条件三，如何确立研究方向并取得前期成果三，如何确立研究方向并取得前期成果四，如何提高项目的科学意义四，如何提高项目的科学意义五，如何凝练项目的创新点及预期成果五，如何凝练项目的创新点及预期成果六，着力提高申请书的质量六，着力提高申请书的质量七，影响基金申请成功的主要问题七，影响基金申请成功的主要问题八，申请书实例分析八，申请书实
2、例分析 一，国家自然科学基金的宗旨和评审一，国家自然科学基金的宗旨和评审1,1,国家基金的宗旨是，国家基金的宗旨是，促进基础研究，培养科学技术人才，促进基础研究，培养科学技术人才，增强自主创新能力；增强自主创新能力；自自1986年成立以来，国家基金始终年成立以来，国家基金始终 坚持坚持“自由探索，公平竞争，激励创新自由探索，公平竞争，激励创新”的的资助资助原则。原则。2,2,评审专家对基金资助项目申请从科学价值、创新性、评审专家对基金资助项目申请从科学价值、创新性、和社会影响以及研究方案的可行性等方面进行独立判断和社会影响以及研究方案的可行性等方面进行独立判断 和评价，提出评审意见：和评价，提
3、出评审意见：评议要点评议要点：一、一、着重评议申请项目的创新性，明确指出项目的研究价值和创新之处。着重评议申请项目的创新性，明确指出项目的研究价值和创新之处。基础研究类项目，对科学意义、前沿性和探索性进行评述；应用基基础研究类项目，对科学意义、前沿性和探索性进行评述；应用基 础研究类项目，在评议学术价值的同时，还要对项目的应用前景进础研究类项目，在评议学术价值的同时，还要对项目的应用前景进 行评述。行评述。二、二、针对申请项目的研究内容、研究目标及拟解决的关键科学问题提出针对申请项目的研究内容、研究目标及拟解决的关键科学问题提出 具体评议意见。具体评议意见。三、三、对申请项目的整体研究方案和可
4、行性分析，包括研究方法、技术路对申请项目的整体研究方案和可行性分析，包括研究方法、技术路 线等方面进行综合评议；如有可能，请对完善研究方案提出建议。线等方面进行综合评议；如有可能，请对完善研究方案提出建议。四、四、对研究队伍状况、前期工作基础和研究条件以及经费预算进行评价。对研究队伍状况、前期工作基础和研究条件以及经费预算进行评价。如申请人承担过自然科学基金项目，应当考虑其项目完成情况；同如申请人承担过自然科学基金项目，应当考虑其项目完成情况；同 时还应考虑申请项目的研究内容与申请人和项目组主要成员承担的时还应考虑申请项目的研究内容与申请人和项目组主要成员承担的 其它科研项目的相关性。其它科研
5、项目的相关性。五、五、评议过程中应特别注意发现和保护创新性强的项目，积极扶持学科评议过程中应特别注意发现和保护创新性强的项目，积极扶持学科 交叉的研究项目。交叉的研究项目。二，国家自然科学基金立项的基本条件二，国家自然科学基金立项的基本条件1,1,面上项目是国家自然科学基金研究项目体系中的主要面上项目是国家自然科学基金研究项目体系中的主要 部分，其定位是全面均衡布局，瞄准科学前沿，促进部分，其定位是全面均衡布局，瞄准科学前沿，促进学科发展，激励原始创新。学科发展，激励原始创新。2,2,面上项目支持从事基础研究的科学技术人员在国家自面上项目支持从事基础研究的科学技术人员在国家自然科学基金资助范围
6、内然科学基金资助范围内自由选题自由选题，开展，开展创新性创新性的科学的科学研究，力图通过研究得到新的发现或取得重要进展；研究，力图通过研究得到新的发现或取得重要进展；鼓励开展具有鼓励开展具有前瞻性前瞻性、用于创新的、用于创新的探索性探索性研究工作；研究工作；注重保护非共识项目，支持探索性较强、风险较大的注重保护非共识项目，支持探索性较强、风险较大的创新研究。创新研究。三，如何确立研究方向并取得前期成果三，如何确立研究方向并取得前期成果 这是具备国家基金立项诸多基本条件的基础和前提。这是具备国家基金立项诸多基本条件的基础和前提。建议：建议：1，客观评价并优化你的研究方向客观评价并优化你的研究方向
7、（先进、特色、稳定）。（先进、特色、稳定）。2,切实提高你的研究水平切实提高你的研究水平。了解研究动态、进展及不足之处；了解研究动态、进展及不足之处；要有重要问题上的发现、发展或改进（正）；要有重要问题上的发现、发展或改进（正）；采用先进理论、方法或表征手段并得到重要结果；采用先进理论、方法或表征手段并得到重要结果；一个参考标准是要有一个参考标准是要有I.F.为为3、至、至 少少 2 以上的系列论文或其他成果以上的系列论文或其他成果 四，如何提高项目的科学意义四，如何提高项目的科学意义建议：建议：1，明确项目在哪些学科、领域的科学意义和应用前景；，明确项目在哪些学科、领域的科学意义和应用前景；
8、2，分析国内外前沿的研究现状、科学贡献与不足之处；，分析国内外前沿的研究现状、科学贡献与不足之处；3，本人在该领域的研究积累及学术贡献；，本人在该领域的研究积累及学术贡献；4，本人在该领域的研究贡献中待深入、拓展、完善之处；，本人在该领域的研究贡献中待深入、拓展、完善之处；5，概括本项目拟开展的研究内容、学术意义及应用领域；，概括本项目拟开展的研究内容、学术意义及应用领域；6，与本项目有关的前期研究结果、研究条件并论述其科学，与本项目有关的前期研究结果、研究条件并论述其科学 先进性及可行性。先进性及可行性。“科学意义（立项依据）科学意义（立项依据）”需有区别需有区别 地体现申请书内容的所有精华
9、！地体现申请书内容的所有精华！五，如何凝练项目的创新点及预期成果五，如何凝练项目的创新点及预期成果 1，本人发展的新理论、方法、手段；，本人发展的新理论、方法、手段；2，本人发展的新理论、方法、手段的深化和拓展，及其，本人发展的新理论、方法、手段的深化和拓展，及其 得到的新结果；得到的新结果；3，应用他人的理论、方法、手段得到的新结果；，应用他人的理论、方法、手段得到的新结果；4，对他人的理论、方法、手段及其结果的新发展。，对他人的理论、方法、手段及其结果的新发展。六，着力提高申请书的质量六，着力提高申请书的质量 申请书是评判是否立项资助的唯一依据。申请书是评判是否立项资助的唯一依据。建议：建
10、议：1，科学意义部分：写法要有学术高度，又要与项目的研究有联系；，科学意义部分：写法要有学术高度，又要与项目的研究有联系；2，研究内容部分：研究内容的量要适中，具体，研究目标要有限，研究内容部分：研究内容的量要适中，具体，研究目标要有限，3 年内能完成的；关键问题需表达清晰，且不要过多，年内能完成的；关键问题需表达清晰，且不要过多，3个以内为宜；个以内为宜；特别注意创新点的描述，创新分不同层次，有理论、方法的创新，特别注意创新点的描述，创新分不同层次，有理论、方法的创新，研究手段、领域的拓展，已有结果的改进等，创新点同样不宜过多；研究手段、领域的拓展，已有结果的改进等，创新点同样不宜过多；3，
11、研究基础及可行性部分：这是硬条件，没有好的前期工作是不可能，研究基础及可行性部分：这是硬条件，没有好的前期工作是不可能 写好的，但要尽量把闪光点表达出来。写好的，但要尽量把闪光点表达出来。七，影响基金申请成功的主要问题七，影响基金申请成功的主要问题1,1,起点不高，提不出项目的科学内涵以及与先进水平的比较；起点不高，提不出项目的科学内涵以及与先进水平的比较；2，创新性不强，理论创新论证肤浅，实验创新则与科学依据，创新性不强，理论创新论证肤浅，实验创新则与科学依据 脱节，对他人成果评价欠客观或缺少重要文献的对比，创脱节，对他人成果评价欠客观或缺少重要文献的对比，创 新点提法不当或过多；新点提法不
12、当或过多；3，文献综合分析不足，欠缺深层剖析，所引文献不新或不当，文献综合分析不足，欠缺深层剖析，所引文献不新或不当 （偏、漏、错等）；（偏、漏、错等）；4，研究内容不具体，过多或过少，研究方法不够先进；，研究内容不具体，过多或过少，研究方法不够先进；5，前期研究薄弱，成果与课题无联系，本人及近期成果少；，前期研究薄弱，成果与课题无联系，本人及近期成果少；6，研究队伍不强，年龄、专业、职称结构不合理；，研究队伍不强，年龄、专业、职称结构不合理；7，其它问题（对己评价不当、文风不佳等）。，其它问题（对己评价不当、文风不佳等）。八，申请书实例分析八，申请书实例分析 纳米团簇纳米团簇(管管,笼笼)曲
13、率结构调控表面反应性的理论研究曲率结构调控表面反应性的理论研究（一）立项依据与研究内容（一）立项依据与研究内容 1、项目的立项依据、项目的立项依据 自从富勒烯和碳纳米管分别在上世纪自从富勒烯和碳纳米管分别在上世纪80，90年代被发现以来，年代被发现以来，这种不同于石墨与金刚石的第这种不同于石墨与金刚石的第3类碳材料已经展示出新奇的电子、类碳材料已经展示出新奇的电子、生物、化学与力学等性能，特别是富勒烯和碳纳米管比石墨和生物、化学与力学等性能，特别是富勒烯和碳纳米管比石墨和 金刚石更高的化学反应性以及不同于它们的化学各向异性金刚石更高的化学反应性以及不同于它们的化学各向异性,引起了引起了 纳米科
14、学实验和理论工作者的广泛兴趣纳米科学实验和理论工作者的广泛兴趣,探索这些碳笼（管）独特的探索这些碳笼（管）独特的 曲面结构与反应性关系的研究已成为碳笼（管）纳米化学及其表面曲面结构与反应性关系的研究已成为碳笼（管）纳米化学及其表面 功能化应用研究的热点之一功能化应用研究的热点之一1-6。Haddon曾提出以曾提出以悬空轨道与悬空轨道与键夹角偏离石墨结构程度，即锥键夹角偏离石墨结构程度，即锥角角p,的大小来判据富勒烯表面反应性高低的大小来判据富勒烯表面反应性高低7,然而然而,锥角的方向，即锥角的方向，即悬空轨道悬空轨道,指向相邻指向相邻3个原子底面的垂直方向，一般并不在富勒烯相应个原子底面的垂直
15、方向，一般并不在富勒烯相应曲面的法线上，曲面的法线上，p的大小和方向只能近似表达碳原子上平均曲率的的大小和方向只能近似表达碳原子上平均曲率的大小或该顶点反应性的高低，不能考虑碳与其邻近原子间相应曲面大小或该顶点反应性的高低，不能考虑碳与其邻近原子间相应曲面（线）的曲率或（线）的曲率或C-C键承受的应力及反应性，因而也无法研究化学各键承受的应力及反应性，因而也无法研究化学各向异性。向异性。各种单壁碳纳米管各种单壁碳纳米管(SWCNT)(SWCNT)的的2+12+1加成以及苯炔、二氯卡宾加成以及苯炔、二氯卡宾和苯磺酰叠氮一系列分子与和苯磺酰叠氮一系列分子与C C7070不同方向不同方向C-CC-C
16、键的加成反应性及键的加成反应性及产物结构均呈现明显的各向异性产物结构均呈现明显的各向异性2,8-122,8-12；然而，按照通常的；然而，按照通常的锥角以及基于它的锥角以及基于它的轨道错位角方法，给定碳管中轨道错位角方法，给定碳管中pp几乎几乎处处相等处处相等,不可能存在化学各向异性，也无法解释不可能存在化学各向异性，也无法解释C C7070中中pp较小的较小的C C7 7-C-C8 8键的反应性反而明显高于键的反应性反而明显高于pp较大的其它键的较大的其它键的实验结果实验结果88。针对。针对SWCNTSWCNT表面反应性问题，近年来，许多学者表面反应性问题，近年来，许多学者还提出了以管径（还
17、提出了以管径（R R）或）或C-CC-C键长（键长（r r）等指标作为判据，）等指标作为判据，但都无法正确判断不同方向但都无法正确判断不同方向C-CC-C键的反应性及产物结构问题键的反应性及产物结构问题2,3,13,142,3,13,14。最近，我们的研究发现，对应于一定最近，我们的研究发现，对应于一定p的碳原子杂化轨道在形成碳的碳原子杂化轨道在形成碳笼（管）时需要随其表面曲率的不同重新杂化，使其笼（管）时需要随其表面曲率的不同重新杂化，使其悬空轨道指向曲面悬空轨道指向曲面法线，即碳笼（管）表面曲率或电位梯度的方向，该曲率正确体现了其法线，即碳笼（管）表面曲率或电位梯度的方向，该曲率正确体现了
18、其碳原子及碳原子及C-C键的应力及反应性，正是由于碳笼（管）表面存在的曲率方键的应力及反应性，正是由于碳笼（管）表面存在的曲率方向性导致其不同于石墨和金刚石的化学反应性及产物结构的各向异性。向性导致其不同于石墨和金刚石的化学反应性及产物结构的各向异性。在此基础上，我们在国际上率先发展了碳笼（管）表面反应性的方向曲在此基础上，我们在国际上率先发展了碳笼（管）表面反应性的方向曲率（键曲率）理论率（键曲率）理论3,13，揭示了碳纳米管与富勒烯壳层曲率结构与反应性，揭示了碳纳米管与富勒烯壳层曲率结构与反应性的内在联系，提出了判据曲率方向性与反应性关系的方向曲率的内在联系，提出了判据曲率方向性与反应性关
19、系的方向曲率KD这一双这一双结构参量的指标及其计算方法，论证了结构参量的指标及其计算方法，论证了KD及其平均及其平均KM与表面键和原子的与表面键和原子的应力及反应结合能的线性关系，合理地解释了包括顶点及键上反应性和应力及反应结合能的线性关系，合理地解释了包括顶点及键上反应性和产物结构的各向异性，破解了现有的锥角方法及其它单结构参量指标产物结构的各向异性，破解了现有的锥角方法及其它单结构参量指标（p,R,r）不能描述键曲率及化学各向异性的难题。）不能描述键曲率及化学各向异性的难题。该理论方法简单、有效、适用性广，预测的反应性及其产物结构该理论方法简单、有效、适用性广，预测的反应性及其产物结构与已
20、报道的大量理论计算和实验结果相符，引起了国际同行的重视和与已报道的大量理论计算和实验结果相符，引起了国际同行的重视和肯定肯定15-19 。该理论发展的键曲率已被作为一种新的反应指标收录到。该理论发展的键曲率已被作为一种新的反应指标收录到 2008年美国化学会出版的年美国化学会出版的Chemistry of Carbon Nanotubes一书（作一书（作者：者：Vladimir A.Basiuk and Elena V.Basiuk）第一卷第三章中）第一卷第三章中（http:/ 也将该理论方法成功地应用于也将该理论方法成功地应用于SWCNTs在空气中燃烧过程的速率判在空气中燃烧过程的速率判据，
21、该方法有可能广泛用于纳米管的选择性纯化。据，该方法有可能广泛用于纳米管的选择性纯化。方向曲率理论发展了一种应用曲面应力原理研究纳米管、笼及团方向曲率理论发展了一种应用曲面应力原理研究纳米管、笼及团簇表面反应性的独特方法。目前该方法主要研究的是理想碳纳米管与簇表面反应性的独特方法。目前该方法主要研究的是理想碳纳米管与富勒烯等碳笼的反应性，富勒烯等碳笼的反应性，对于实验中经常出现的各种缺陷、变形碳笼对于实验中经常出现的各种缺陷、变形碳笼（管），以及非碳笼状化合物的研究较少；对于应用该理论指导相关（管），以及非碳笼状化合物的研究较少；对于应用该理论指导相关纳米笼（管）表面修饰及功能化的研究仍欠缺；对
22、于该理论如何应用纳米笼（管）表面修饰及功能化的研究仍欠缺；对于该理论如何应用于多面体纳米团簇稳定性及反应性规律的研究也尚未深入开展，于多面体纳米团簇稳定性及反应性规律的研究也尚未深入开展，该理该理论的应用将可能从曲面应力与反应性关系这一新视角有效地研究，诸论的应用将可能从曲面应力与反应性关系这一新视角有效地研究，诸如，纳米团簇催化剂的区位选择性和团簇结构稳定性等热点难题。如，纳米团簇催化剂的区位选择性和团簇结构稳定性等热点难题。尽尽管这些纳米管、笼和团簇表面可能具有不同的组成和形态，但在曲率管这些纳米管、笼和团簇表面可能具有不同的组成和形态，但在曲率结构与表面应力及反应性的关系上则与理想碳笼（
23、管）类似，结构与表面应力及反应性的关系上则与理想碳笼（管）类似，对表面对表面缺陷、变形、反应或成分改变后局部曲率变化与反应性的关系进行深缺陷、变形、反应或成分改变后局部曲率变化与反应性的关系进行深入研究，入研究，将可能提出一种基于方向曲率理论研究一般纳米管、笼以及将可能提出一种基于方向曲率理论研究一般纳米管、笼以及多面体团簇稳定性及反应性规律的新方法多面体团簇稳定性及反应性规律的新方法,这对于提高纳米科学研究这对于提高纳米科学研究水平水平,促进纳米功能材料的设计合成具有重要的学术意义和应用前景。促进纳米功能材料的设计合成具有重要的学术意义和应用前景。本项目将基于方向曲率这一原创理论方法，扩展并
24、深化对于碳及非本项目将基于方向曲率这一原创理论方法，扩展并深化对于碳及非碳纳米笼完整、掺杂及缺陷结构稳定性、表面化学各向异性，及其与电碳纳米笼完整、掺杂及缺陷结构稳定性、表面化学各向异性，及其与电子结构和性能关系的研究，着重解决该理论如何从研究非极性、单壁的子结构和性能关系的研究，着重解决该理论如何从研究非极性、单壁的碳纳米管及富勒烯拓展到研究极性、多亚层及不完整表面的碳纳米管及富勒烯拓展到研究极性、多亚层及不完整表面的BN及及Si笼表笼表面的化学反应性及其理论判据问题面的化学反应性及其理论判据问题;进而研究壳层曲率对于具有独特电进而研究壳层曲率对于具有独特电光性能的碳纳米笼（管）及宽带隙的光
25、性能的碳纳米笼（管）及宽带隙的BN纳米管等的生物和化学修饰及纳米管等的生物和化学修饰及电子性质的调控作用，为这些材料可能作为某些氨基酸及有害气体分子电子性质的调控作用，为这些材料可能作为某些氨基酸及有害气体分子传感器提供理论依据传感器提供理论依据;本项目还将根据方向曲率理论得出的纳米笼壳层本项目还将根据方向曲率理论得出的纳米笼壳层的曲率守恒及方向性原理探索纳米团簇结构稳定性与区位反应性的一般的曲率守恒及方向性原理探索纳米团簇结构稳定性与区位反应性的一般规律。规律。初步研究表明，方向曲率理论可方便地判据缺陷碳笼的反应性初步研究表明，方向曲率理论可方便地判据缺陷碳笼的反应性;也可能推广应用于也可能
26、推广应用于Si、BN等非碳纳米笼化合物表面反应性规律的研究等非碳纳米笼化合物表面反应性规律的研究及产物结构的预测，已有的关于及产物结构的预测，已有的关于BN纳米管表面反应性的报道均符合纳米管表面反应性的报道均符合该方法揭示的本质和规律该方法揭示的本质和规律;而且而且,稳定富勒烯结构的稳定富勒烯结构的IPR（五元环分离（五元环分离规则）、规则）、HNR（六元环相邻规则）以及多面体团簇低配位活性规则等（六元环相邻规则）以及多面体团簇低配位活性规则等可能以不同方式与曲率或空间应力是否均匀分布相关可能以不同方式与曲率或空间应力是否均匀分布相关20-25;这些前期这些前期探索工作为顺利开展本课题研究并达到预期目标提供了较为有利的条探索工作为顺利开展本课题研究并达到预期目标提供了较为有利的条件和基础。件和基础。谢谢！
