國家自然科學基金“十四五”發展規劃優先發展領域-材料化學化工相關部分摘編

2022-11-21 · 閱讀  
來源：國家自然科學基金委員會
        “十四五”期間，積極布局一批具有前瞻性、戰略性的發展方向，鼓勵探索和提出新概念、新理論、新方法，促進科研范式變革和學科交叉融合。引導廣大科研人員從國家重大需求和世界科學前沿出發，凝練提出并解決科學問題。

 
　    11.量子材料與器件
　　圍繞量子材料制備、物性研究和器件物理中的基礎性重大科學前沿問題，重點研究高溫超導等強關聯體系，非平庸新型拓撲材料，新型磁性、多鐵、光電和熱電材料，二維材料及其異質結構，復合材料體系、納米體系和軟凝聚態體系等，深入研究新型量子器件物理與技術，發展多體理論與計算方法，為制備新型量子材料、研制新型量子器件提供理論和基礎支撐。

　　12.量子信息和量子精密測量
　　圍繞量子計算、量子通信、量子傳感、量子精密測量等重要領域，重點研究量子計算、量子模擬與量子算法，量子通信實用化技術及其科學基礎，量子存儲和量子中繼，量子導航、量子感知和高靈敏探測，高精度光鐘、時頻傳遞的新原理與方法，空域-時域精密譜學及量子態動力學測量技術，為量子科技領域提供人才儲備和科技支撐。

　　13.復雜結構與介質中的電磁場和聲場的機理與調控
　　圍繞復雜結構與介質對電磁場和聲場的調控這一科學前沿與重大需求，重點研究具有特定時空序構的電磁/聲超構材料及超構表面，電磁/聲人工體系中的單向操控，拓撲電磁/聲學體系，設計多功能、可重構/調諧的新型電磁/聲人工器件，為發現電磁場、聲場調控新機理，實現新型光、聲器件的研制和應用打下物理基礎。

　　14.基本費米子及其相互作用
　　圍繞基本粒子的質量起源和基本性質，依托粒子物理大科學裝置，重點研究中微子質量序和質量；中微子振蕩中的CP破壞；夸克混合和CP破壞；韜輕子物理；重味夸克物理；夸克的稀有衰變和新物理；重子數和輕子數破壞過程和作用力統一，推動粒子物理理論的完善和發展，揭示物質最深層次結構及其演化規律。

　　15.強相互作用力的本質
　　圍繞受強相互作用支配的物質層次中展現的各類對稱性和復雜現象，重點研究量子色動力學在高能對撞過程的應用；格點量子場論及計算；手征對稱性的自發破缺和恢復研究；極端條件下QCD的對稱性性質和相結構探索；奇特態和強子譜學；奇特核、奇異核、超重核以及宇宙中元素合成機制；原子核中的對稱性及其破缺機制，深入認識強相互作用力的本質，揭示物質質量來源和元素起源。

　　16.熱核聚變中的關鍵科學問題
　　圍繞熱核聚變能源應用需求，面對全新的等離子體狀態，重點研究不穩定性及湍流和輸運；邊界等離子體物理和控制；多束激光等離子體相互作用；粒子能譜的非平衡特征對粒子能量輸運等的影響；高能量密度等離子體界面不穩定性；強耦合等離子體的輸運和輻射性質；等離子體混合，提高聚變等離子體行為預測和控制能力，為工程發展提供理論支撐。

　　17.分子功能體系的精確構筑
　　面向為發展變革性與戰略性功能材料提供物質基礎的重大需求，系統研究功能分子、團簇與分子聚集體等物質中原子、分子與基元間相互作用的協同與調控機制，厘清多層次結構與功能間的構效關系，重點關注大分子、超分子等的精確構筑、動態演變及其理論模擬，以及具有結構微/納體系的自下而上構筑策略和跨尺度結構演化，以期高效、低能耗、可持續地創造具有豐富功能的新物質。

　　18.非常規條件下的傳遞、反應及測量
　　面向物質的精準構筑、功能的可控調節及對其結構認知極限需要對測量手段的迫切需求，重點研究在極端、極限、外場調控或受限空間等非常規條件下的物質轉化、能量傳遞及其反應耦合過程，發展具有極限分辨能力的超高時空分辨表征技術與理論，為物質高效合成、認識自然規律和生命過程提供理論指導和實驗手段。

　　19.物質科學的表界面基礎
　　圍繞凝聚態物質的表界面生長控制及結構與性能調控等關鍵問題，重點研究原子/分子在表界面上的吸附、擴散、生長、組裝與反應，表界面電荷轉移與能量傳遞，表界面對稱性破缺、缺陷和摻雜以及異質界面構筑對性質影響的微觀機制與作用原理，極端條件下材料表界面物性研究，表界面研究的新技術、新理論和新方法，在原子和分子層次上揭示凝聚態物質的表界面結構與性能關系，實現功能體系的理性設計與制備。

　　20.分子選態與動力學
　　圍繞有關化學反應本質機理與調控、氣相與表界面重要化學過程等方面問題，聚焦多原子反應動態學，表界面化學反應動力學，分子振動激發態、電子激發態及非絕熱動力學等方面研究，以期為燃燒化學、大氣化學、星際化學、激光化學以及催化等學科提供理論基礎和技術支撐。

　　21.超越傳統體系的電化學能源
　　瞄準儲能技術發展需要，重點發展電化學能源體系變革性技術的基礎理論、研究方法和器件系統，推動原理創新和工程技術突破。為電化學能源新原理的發現，新材料體系的構建、可再生能源的規?；靡约盎茉吹木G色轉化提供理論和技術支撐。

　　22.新范式下的分子化學工程
　　面向化工、新材料領域對本質安全化、綠色化、產品高端化發展的重大需求，重點研究納微流體原位觀測和分子模擬新方法，揭示從分子到納微尺度的傳遞反應規律及機制，建立跨尺度的分子工程科學理論，指導實現物質精準轉化和產品結構可控，構建從分子到工廠的無級放大新范式，突破核心關鍵技術，為碳達峰碳中和、下一代大數據中心熱管理材料、環境治理插層材料、重大疾病治療藥物等提供理論和技術支撐。

　　23.多功能耦合的化學傳感與成像
　　圍繞復雜體系中化學信息的準確獲取，重點研究多功能耦合的化學傳感原理、技術和方法，極微弱傳感信號的實時、原位和無損信號辨識與解調，極低能量的復合驅動、高靈敏捕獲、傳輸及解調，多參數、多功能和超高靈敏器件的特性及其外界刺激響應的機理，超高時空分辨光譜技術與成像分析，多維譜學原理與技術，活體的原位和實時分析，具有選擇性和特異性的高靈敏、多功能診療試劑。為復雜體系的成分、結構與性能的表征提供新的科學原理和技術支撐。

　　24.免疫與神經化學生物學
　　圍繞免疫學中的重大科學問題，重點關注小分子（包括金屬離子）介導的免疫調控與干預，為開發原創性的基于小分子的免疫診療技術提供支撐。針對神經行為的化學生物學本質以及相關疾病的致病原因，重點關注化學探針和標記技術、原位實時觀測技術、結構生物學技術，促進神經性疾病研究。

　　25.綠色合成方法與過程
　　面向我國制造業綠色改造升級的重大需求，著力發展高效綠色合成方法，基于人工智能與自動合成，實現合成方法的智能化、自動化、集成化，開發高效綠色化學及生物轉化策略，推動資源的循環利用，推動高端及重要化學品的綠色智能制造和綠色生物制造，以及再生資源化學與循環化學的工業化應用。

　　26.能源資源高效轉化與利用的化學、化工基礎
　　面向能源資源轉化技術綠色、低碳、高效、智能、多元化方向發展的重大需求，重點研究載能化學物質之間的轉化、電/光/熱/機械能與化學能之間的轉換、能源的化學轉化機制與理論、能源資源高效轉化與利用的化工基礎，為引領能源技術革命和資源高效清潔利用提供理論和技術支撐。

　　27.環境生態體系中關鍵化學物質的溯源與安全轉化
　　面向我國生態環境質量改善和綠色發展的重大需求，重點研究重金屬及化學污染物等的廣域溯源、賦存形態、界面行為、遷移轉化、防控治理、健康危害與生態風險，為環境化學污染物常態及應急狀態下的精準管控與治理提供理論和技術支撐。

　　28.大數據與人工智能在化學、化工中的應用
　　面向人工智能、大數據領域的快速發展與化學化工學科交叉融合的重大需求，重點研究化學和化工關鍵基礎數據庫的構建及機器學習算法的建立與優化，人工智能在功能分子設計、化學反應與測量、以及系統工程等領域的應用，為功能分子設計與合成、材料結構的快速鑒定、化學反應預測、化工過程優化以及人口健康相關領域，提供完備的基礎分子和材料數據庫以及高效、智能、專一性強的機器學習算法和化學新認知和新理論。

　　29.新材料的化學創制
　　為滿足信息、能源、醫學、環境、制造等領域對核心材料和關鍵技術的需求，重點發展新材料的分子設計與規模制備，全周期可控的材料綠色制備、再生與循環利用的新策略，實現關鍵材料及相關技術的突破，催生變革性的新產業和新領域。
 
        36.資源能源形成理論及供給潛力
　　面向實現國家資源安全供給和支撐高質量發展目標，重點研究資源形成與富集機理；深層油氣勘探理論與技術；天然氣水合物開發理論與技術；地球內部有機-無機相互作用及資源效應；圈層物質循環與成礦；全球典型沉積盆地火山熱液、缺氧事件和全球性快速氣候變化與富有機質沉積體的關系，在常規油氣高效勘探、非常規油氣資源“甜點區”預測、戰略性緊缺礦產資源富集等方面夯實科技創新的基礎。

　　37.輕質金屬材料前沿基礎
　　圍繞輕質金屬材料強韌化與使役性能綜合提高的問題，重點研究鎂合金、鋁合金、鈦合金等輕質金屬材料設計、計算及組織性能調控新技術，原材料成分控制、合金變形機制及塑性加工新理論，腐蝕、摩擦磨損和疲勞等使役行為與防護新機理，為構建輕質金屬材料體系化自主研制和保障奠定科學基礎。

　　38.面向5G/6G通信的信息功能材料
　　圍繞5G/6G通信用關鍵高性能材料面臨的重大需求，優先發展新一代高性能通訊用低損耗電磁介質陶瓷、精密壓電、介電、多鐵、半導體等新材料，重點研究材料與器件一體化設計新原理、制備新工藝、器件集成及評估新方法，探索新型通訊器件的新概念，如超構、拓撲、突現等，為發展新一代通訊器件提供理論和技術支撐。

　　39.生物醫用高分子材料基礎
　　圍繞高端生物醫用高分子材料發展面臨的問題，重點研究基礎生物醫用高分子材料，高分子診斷材料，植入介入高分子材料，藥用高分子材料，材料的合成新方法，高分子材料與生物活性分子、細胞和組織之間的相互作用，生物醫用高分子材料的多功能協同與集成新方法，有效支撐生命健康領域對高分子材料發展的需求。

　　40.材料多功能集成與器件設計理論基礎
　　面向人工智能、新能源等戰略新興領域對材料多功能集成的重大需求，重點研究材料多功能耦合與集成新原理，功能集成驅動的材料設計新方法，具有奇異功能組合的新概念材料，多尺度、多維度和多自由度相互作用的材料復合體系，為柔性電子、存算一體、精準醫療和極端環境新能源等領域的材料多功能集成與器件設計提供理論和技術支撐。

　　41.戰略性關鍵金屬資源開發利用基礎理論
　　圍繞我國戰略性關鍵金屬領域面臨的資源處理的復雜性難題，重點研究極端/受限環境關鍵金屬礦采礦，低品位資源礦相轉化與金屬超常富集，共伴生相似元素深度分離，二次資源綠色循環利用，高純金屬制備與材料加工，冶金過程數字化與智能化，海水中戰略關鍵金屬資源的分離提取與利用等，建立關鍵戰略金屬資源高效開發-高值利用的理論基礎與技術體系。

　　42.低碳能源電力系統與電能高效高質利用理論與技術
　　圍繞碳達峰碳中和戰略目標對能源電力系統“源網荷儲”全環節低碳化的要求和挑戰，重點研究高比例可再生能源電力系統安全穩定運行，規?；甙踩娏δ?，先進電工材料、器件和裝備，電能高效高質轉換與變換，高性能電氣計算與數字孿生，綜合能源高效利用與能源互聯網等新理論、新技術，形成支撐高比例清潔發電和電能利用的基礎理論和關鍵技術體系，助力能源系統深度脫碳。


 
　    49.新型光學技術
　　圍繞未來光學領域面臨的超精密像差控制、超高分辨率探測、極弱信號獲取、大容量信息傳輸等技術挑戰，探索新的光干涉、衍射及光譜分析等方法，研究突破光學衍射極限的成像方法，新型納米光刻光學技術，極端光學檢測技術，新型光學材料與核心器件、新型激光技術等，為高端精密儀器、智能裝備等產業發展提供關鍵技術支撐。

　　50.光電子器件及集成技術
　　圍繞高速率、低功耗、集成化與智能化光電子器件面臨的新問題、新挑戰，研究微波光子器件及集成，紅外及太赫茲光電子器件，智能光計算與存儲器件，光量子器件及芯片，異質異構光電子集成技術，片上多維光電信息調控技術等，為滿足下一代信息技術的發展需求提供有效支撐。

　　51.寬禁帶半導體
　　圍繞寬禁帶半導體大失配外延、摻雜與異質集成等難題，研究大尺寸單晶襯底與外延生長，異質結構構筑、集成及物性調控，硅基等異質集成技術，高性能器件制備工藝、模型和可靠性評測方法等，推動核心裝備研制，支撐寬禁帶半導體器件與系統的發展與應用。

　　52.電子器件、射頻電路關鍵技術
　　圍繞電子信息系統向空天地海應用拓展帶來的新問題，研究極端和復雜應用條件下高性能集成化電子器件、敏感器件以及微波光子器件與系統原理，發展新材料、新架構、新機制的電路、射頻模塊及天線技術，探索高效電磁計算、電磁波智能調控方法、以及電子信息系統跨越發展新技術，服務國家電子信息產業發展戰略。
 
 
       85.創新藥物及生物治療新技術
　　針對人類疾病譜不斷演變對創新藥物和生物治療新技術的重大需求，重點研究藥物設計和篩選體系，創新藥物療效與毒性評價，發展類器官模型，創建新型生物治療技術，為新藥研制、提升臨床治療水平提供理論依據和技術保障。
 
        88.軟物質功能體系的設計、調控與理論
　　面向生命健康領域對高分子材料的重大需求，從高分子材料和生命軟物質體系特點出發，跨越軟物質從微觀分子結構到宏觀聚集態功能之間較長的時間尺度和多重的空間維度，重點研究軟物質功能體系的設計原理、調控方法、非平衡態熱力學等理論描述，提出新概念、挖掘新功能，為創新高分子材料提供基礎理論支撐。

　　89.生命體系多層次交互通訊的分子基礎
　　面向生命體系化學通訊研究前沿，重點關注不同種屬、同一物種不同層級及不同個體的近程和遠程的通訊機制，生物體通訊物質和載體的化學干預和應用，生命體系通訊物質形成的分子基礎與相互作用、轉化與轉運機制，以及對生物生存與功能的影響等，為調控生命體系多層次交互通訊提供理論支撐。

　　90.人類活動與環境
　　面向復雜人-地系統，針對地球環境演化進程及其影響因素，重點研究環境污染過程、調控與修復；生存環境變化與人類社會發展；環境質量演變、預測與管理；污染物的環境風險與健康效應；城鎮化與資源環境承載力；人類活動與城鄉融合過程、效應及調控；人類活動與資源環境耦合調控；地表環境變化與生態系統服務；綜合地域系統演變與要素協同驅動機制；資源環境制衡與風險預警；地表過程致災機理與鏈式災害演化機制；巨災風險防范與韌彈性社會范式；地質與工程災害的致災機理、識別預警與防控；地理實體與虛擬空間映射下重大突發公共安全事件過程推演；環境變化與人畜共患傳染病風險，為認識表層環境宜居性的形成機理與各要素耦合關系提供理論支撐。

　　91.面向碳達峰碳中和的能源高效利用與節能減排的科學基礎
　　圍繞能源高效利用與節能減排的重大需求以及我國碳減排面臨的巨大挑戰，重點研究化石能源低碳利用，可再生能源高效利用，核能安全利用，超高參數循環、高密度儲能及能質調控，高耗能產業節能與低品位能源利用新理論，建筑、交通領域節能減排技術，制冷/熱泵能效提升、多能互補與智慧能源系統新技術，節能減排基礎零部件、基礎工藝、關鍵基礎材料，研究高效低成本制氫/儲氫/加氫，污染物生成機理與控制新方法，為推動能源革命提供理論和技術支撐。
 

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Theme:  Sci-Tech for Fostering New Growth Drivers and New Strengths for Non-metallic Minerals industry

（第一輪預通知）
 

Qing Yang  (Jiu Hua Shan), Chi Zhou City, China

日期：2023年10月21日（星期六）至24日（星期二）

October 21-24, 2023

 

會議語言：  中/英語



論壇主席
馮擁軍 (北京化工大學)