1、微纳制造与3D打印平台

该平台以增材制造、智能结构与器件等先进技术为重点科研方向，瞄准先进制造与表征过程中的多尺度跨尺度等核心难点问题，将基础理论与实践应用相结合，形成了以先进微纳制造与先进表征测试技术为代表的前沿研究条件，五年内从无到有快速发展，达到国际先进水平。平台以高精度、高分辨率、高灵敏度的微纳制造及测试设备为主，包括三维飞秒激光直写仪（Fhotonic Professonal GT）、多材料3D打印机（Objet350Connex3）、微纳力学测试系统（FT-NMT03）和快速扫描型原子力显微镜（Dimension FastScan Bio）等，大型仪器年平均有效机时超过1500余小时。平台的建立加强了北大先进制造领域的水平，支撑多学科交叉研究，拓展了传统领域研究边界，开拓出力学与先进制造等新兴学科。平台支持北京大学学科建设，支持创建了机器人工程本科专业以及先进制造与机器人系，促进了北大工学里程碑式的发展；积极服务于学校课程建设与教学改革，支持学生工程实践及创新创业活动。以平台为条件支撑，近五年牵头承担国家自然科学基金重点项目、“共融机器人”重大研究计划，军委科技委国防科技创新特区项目等多项课题，累计经费1100余万元，在PRL、PNAS、Science Advances等国际一流期刊上发表论文60多篇，授权国家发明专利7项，形成基于微流控技术的复合材料3D打印样机1台，研制的微纳米机器人已在中国医学科学院阜外医院开展鼠尾血栓清除动物实验。相关研究成果被Materials Today、TehcXplore、Physics Synopsis等专栏作为新闻焦点评论。

2、人机耦合动力学与机器人创新平台

平台面向国际研究前沿，整合北京市智能康复工程技术研究中心和医疗健康机器人北京市国际科技合作基地等省部级研究基地，积极服务于北京大学在动力学与控制领域的学科建设、课程建设和实习实践，近五年累计支撑超过160名本科生和研究生完成课程实验、课外科研及毕业论文，每年开放使用机时合计超过1700小时。以平台为条件支撑，近五年牵头承担国家自然科学基金“共融机器人”重大研究计划、国家重点研发计划“智能机器人”重点专项项目、国防科技创新特区重点项目等国家和地方科研项目10余项，累计获得纵向科研经费资助超过4000万元，发表国际期刊论文48篇，取得中国发明专利授权10项、美国发明专利授权2项，形成智能动力假肢、医疗康复机器人等样机，并研制出国际上第一个水下柔性外骨骼机器人系统。部分成果实现产业化并形成应用示范。2019年依托该平台获得国防科工局“国防科技创新团队”资助。

3、增材制造数值模拟与仿真平台

模拟与仿真技术作为粉末增材制造（MPAM）的关键核心技术，是美国、德国等国际上制造强国的战略竞争制高点。高精尖中心成立后，针对目前国内核心算法不足与自主软件缺失的严峻现实，整合优势资源，创建了增材制造数值模拟与仿真平台。该平台围绕先进制造领域跨尺度与多介质耦合学科前沿问题，在原创算法研究、自主程序开发和工程实际应用三方面获得系列重要成果，突破了金属粉末增材制造数值模拟的技术瓶颈，获得了材料微观特性-加工工艺过程-产品宏观性能的关联机理。提出了粉末输送和粉床熔融的原创算法，发展了国内首个、国际领先、自主可控的一体化过程模拟技术与高通量仿真平台，已经为航天科技长征五号B运载火箭某重要部件增材设计与制造提供了核心技术支撑。并被推荐作为国家材料基因组专项的标志性成果，纳入“高通量多尺度材料模拟与性能优化设计平台”国家平台，2022年后将部署在长沙及济南国家超算中心。基于该项目成果获得了一系列荣誉。例如，刘谋斌研究员2019年获国际计算方法奖。博士生张智琅和王泽坤获得北京大学校长奖学金、2017 SPHERIC北京国际研讨会优秀论文奖、2018 国际计算方法会议最佳论文奖，本科生滕郁骏获得北京市优秀毕业生荣誉称号。

4、流体仿真与验证平台

流场精确预测和气动优化设计等核心技术问题。在北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室雄厚的湍流理论和模式研究基础上，开展了航空发动机内流机理研究和湍流模型研究；正在实施建设的涡轮和压气机模型实验台将提供丰富高质量的实验数据，与CFD软件实现交互验证，有效提高CFD软件的可靠性。通过与中国航发商发公司合作，使航空发动机仿真软件达到国际先进水平，所开发的大型涡扇发动机复杂流动的数值模拟软件通过中国航发商发公司验收。在未来5-10年，涡轮和压气机模拟实验验证平台达到或超过国外（英国剑桥大学和美国GE公司）先进实验台的水平；获得高质量、丰富的航空发动机内流实验数据库，用于进行数值模拟软件高水平的验证；自主知识产权的航空发动机内流仿真软件平台达到世界先进水平。

5、能源材料与器件平台

该平台积极服务于以材料、能源等领域的跨尺度学科建设，支撑了以宏观问题为导向的具体科学问题研究，加强材料的宏观特性与其微观结构之间联系。平台以先进材料表征、电池测试为主。建设期内购置了相关大型仪器，如透射电镜、X射线衍射仪、表面积分析仪、光谱仪等设备。搭建了电极材料-软包电池的流水制备平台及锂电池全电池测试、监测平台，燃料电池催化剂测试平台等。平台40万元以上的大型仪器年平均有效机时可达2500小时，实验室设备使用率高，开放范围广。平台加强了工程与环境科学方向的学生与科研人员对跨尺度材料的微观结构学习、理解和研究。平台的建设为燃料电池、二次电池，太阳能电池等材料的构-效关系与其跨尺度科学研究提供了具有针对性、配套齐全的物性表征支持，推进能源项目的转化。依托平台的建设，提出了针对燃料电池催化剂、二次电池正极材料、太阳能电池微观调控的新思想新技术，团队牵头承担科技部与国家自然科学基金等多项项目，获得资助超6000万元。近五年团队成员分别获得科技部重点研发计划新能源汽车专项首席科学家，国家重点研发计划纳米科技重点专项首席科学家，国家自然科学二等奖，首届腾讯科学探索奖等荣誉。

6、大气污染成因研究平台

该平台主要功能为揭示我国大气污染的形成机制。拥有国际上先进的快响应和高灵敏质谱等高精尖大型仪器，包括：1. 大气污染在线测量长路径飞行时间气溶胶质谱仪(L-TOF-AMS)、高分辨质子转移飞行时间质谱仪(PTR-TOF-MS)、PM_2.5重金属仪在线测量仪(Xact)、单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)、气体和PM_2.5水溶性多组分在线监测仪(IGAC)、拉曼激光雷达；2. 大气污染测量的先进技术如原子力显微-拉曼光谱仪和飞秒激光测量系统。该平台长期致力于大气化学基础理论和污染防治技术研究，在大气氧化性和灰霾成因及量化研究上取得突破性进展。该平台拥有张远航老师领衔的北京大学唯一一支“全国高校黄大年式教师团队”。基于该平台开发的高新技术已应用于多项大气污染溯源及成因分析研究，包括国家863重大项目、科技部蓝天科技工程重点专项、科技部重点研发专项等。该平台不但支撑了珠三角和成都市空气质量的长期实践，同时在“大气重污染成因与治理攻关项目”（总理基金）中，为揭示我国重霾的成因和化学机制、厘清京津冀地区大气重污染来源、成因和控制措施提供了重要科学依据。

7、大气污染健康效应研究平台

该平台主要功能为揭示我国环境污染对不同易感人群的健康效应和重要的作用机制。平台建设期内，新增了国际上先进的高通量、高灵敏质谱等高精尖大型仪器，包括开展大气污染健康效应研究的暴露组和代谢组学分析的超高效液相色谱串联飞行时间质谱仪(UPLC-QTOF-MS)，超高效液相色谱串联三重四级杆质谱仪(UPLC-QQQ-MS)，气相色谱串联飞行时间质谱仪(GC-QTOF-MS)等。该平台在大气污染的健康影响和控制对策研究取得了系统、创造性的成就。平台拥有自然科学基金委“区域与全球大气化学过程及环境效应”创新群体。基于该平台开发的高新技术已应用于多项对人体健康影响的暴露组学和代谢组学研究，如为基金委创新研究群体、科技部973课题“大气细颗粒物成分及其诱导呼吸道氧化应激与炎症的机理研究”和自然科学基金委国际合作项目“空气污染对北京城区和郊区居民心肺系统疾病的健康影响”提供支持，从组学角度阐明我国大气污染对不同易感性人群的健康效应，为揭示京津冀地区大气污染物暴露导致的健康损伤和关键的致病机理提供了重要科学依据。

8、水污染控制技术研究平台

该平台面向国家水污染控制和水生态环境整治的重要需求。以水沙科学教育部重点实验室、北京市新型污水深度处理工程技术研究中心、环境工程国家计量认证实验室等为支撑，建设期内又新增了生态环境部国家环境保护河流全物质通量重点实验室（2019）。平台内有高通量、高分辨率、高精度和高灵敏度的大型仪器，建设期内新增了高性能集群服务器、电子顺磁共振波谱仪、超高效液相色谱串联质谱联用仪等设备。基于该平台开发的高新技术已应用于河流生源和非生物物质在内的全要素监测，以及水体污染控制的新技术和实践中，支持了如国家自然科学基金重大研究计划、国家重点研发计划等项目10余项，累计经费超过5000万元。环境工程国家计量认证实验室所有仪器设备全天候对外开放，40万元以上的大型仪器年平均有效机时可达2000余小时，实验室设备使用率高，开放范围广。建设期内，获批了国家自然科学基金委“河流多物质相互作用及其通量效应” 创新研究群体。依托“水利部水文局-北京大学水生态监测能力建设基地”，在长江、黄河、澜沧江、雅鲁藏布江的127个断面，及全国范围内34个省市自治区近1200余口新开地下水监测井进行了取样和全要素监测，建成了河流和地下水全物质通量样品库及大数据中心。

9、教育部“区域污染控制国际合作联合实验室”

区域污染控制国际合作联合实验室于2019年通过了教育部立项论证。该实验室由北京大学和德国于利希研究中心联合共建。德国于利希研究中心研究领域涵盖能源与环境、材料科学、信息科技、医学等方面，是欧洲最大的研究机构之一。北京大学与德国于利希研究中心的合作近30年，共同研发先进大气监测设备、联合组织实施外场大气综合观测实验、联合培养博士生、共同承担国家级科研项目。中心建设期内，该联合实验室新增了光学动作捕捉及步态分析系统和粒子图像测速仪等高新设备。平台将已有的合作拓展到水-气界面污染物相互转化以及与全球变化密切相关的温室气体研究领域，并充分利用于利希中心在化学与生物检测分析的传统优势及北京大学近年来开展的世界大河全物质通量研究优势，推进引领学科领域国际前沿的创新性合作模式。该平台不但为北京市和国内环境污染问题的研究提供了平台支撑，也为全球环境污染的认识和解决创造了有利条件。

10、页岩油气开发平台

该平台以页岩油气开发为研究重点，结合国家能源战略，为页岩油气的高效开发提供技术支撑。着眼于页岩油气开发过程中的跨尺度科学问题，从微纳孔隙尺度理论入手推进工程技术的创新。

平台建设期间，从无到有地建设了全面先进的微观岩心分析和描述构建能力。平台引进了微纳力学测试系统、等温吸附分析仪、扫描电子显微镜、粒子图像测速仪、原子力显微镜等一系列尖端仪器，解决了页岩微观领域分析测试等关键基础问题。自主研制了一批特色的页岩开发和压裂增产实验仪器，包括基于3D打印的微观渗流可视化实验系统、微纳尺度页岩断裂力学研究平台、高温高压暂堵剂性能评价装置等等，并以此为基础研发了多项页岩开发新技术。开发了非常规油气藏开发模拟和水力压裂模拟器等工具，作为工业研发平台被中石化和中石油引进，为页岩开发的产能计算、开发方案设计等提供了重要的技术支撑。

在平台的技术、资金和人才支持下，承担国家科技重大专项、国家自然科学基金重大项目、国家自然科学基金国际合作重点项目等，累计获得纵向科研经费约1300万元，横向科研经费350万元，发表期刊论文30多篇，取得发明专利授权9项，为我国的页岩油气开发提供了有力的理论基础和技术支持。