2016年3月，根據學校科技發展的戰略布局，緊密聚焦國家重大戰略需求和世界科技發展前沿，經中共天津大學委員會九屆第46次會議討論決定建設“天津納米顆粒與系統國際研究中心”（以下簡稱“納米中心”）。2017年6月納米中心實驗和辦公用樓驗收交工，2018年2月通過消防驗收，正式啟用。2018年7月22日，納米中心正式于天津大學衛津路校區20號樓西配樓掛牌，同時舉辦了第一屆天津國際外延石墨烯大會。納米中心依托天津大學深厚的學術底蘊和多學科的綜合優勢，致力于營造國際化學術創新環境，建成國際一流的研究教學平臺。
納米中心主要專注于石墨烯電子學及相關物理、團簇物理學和高精度質譜以及光電子能譜儀研發的研發。目前已先后設計建造完成了三套團簇物理和化學研究的高端譜儀。一套第四代電磁偏及電子散射譜儀，一套基于多雙反射器反射式超高精度質譜儀的電子動量譜儀和磁瓶式光電子能譜的綜合譜儀，以及一套基于低溫團簇儲存環的動量譜儀系統，該系統裝備有低溫離子阱和高通量四極桿質量選擇器同時配備適用于儲存環使用的獨特動量譜儀系統能夠用于測量角分辨光電子能譜。通過設計搭建這些科學儀器，納米中心在技術上填補我國在該領域儀器研發的空白。同時擁有包括低溫掃描隧道顯微鏡（STM）、基于原子力平臺的掃描探針系統、掃描電子顯微鏡、激光直寫光刻系統、基于電鏡的電子束曝光系統、14特斯拉300 mK低溫強磁系統、多目標低溫掃描探針系統、低溫探針臺、具有兩路TOPAS的飛秒激光系統、OPO可變頻激光系統、深紫外EXCIMER激光系統，并建成了包括激光直寫、電子束曝光，反應離子刻蝕、ALD單原子層薄膜生長設備、電子束蒸發與電阻蒸發復合鍍膜系統在內的微加工平臺，同時配備有3D打印設備和CNC數字加工中心，具有50納米以上至幾十厘米量加工能力。納米中心致力于建設成為石墨烯電子學和團簇物理、化學研究領域最前沿的研究平臺之一。
納米中心有世界頂級研究機構的外籍兼職教授15名，教職員工（包括行政人員和技術人員）全部具有博士學位，博士后4名，分別畢業于美國耶魯大學、法國巴黎綜合理工和英國格拉斯哥大學等國內外一流高校及研究機構，其中外籍在站博士后1名。目前納米中心有研究生35名，其中博士生10名。已初步同佐治亞理工、德國弗萊堡大學確立了交流培養研究生的常態化機制，基本實現中心研究人員（包括研究生和博士后）的國際交流常態化。同時通過積極舉辦具有國際影響力的學術活動和推動頂級學者經常性互訪等方式，探索新型的適合于我國現階段國情的適合新型國際化研究中心的科研合作和人才培養的創新機制。
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