【文章內容簡介】 料科學領域1. 硅芯片光互連用發(fā)光材料及器件研究針對微電子產業(yè)硅基光電集成片上光互連用光源的重大需求，研究硅基發(fā)光中心的構建、控制、表征以及發(fā)光增強機理，實現與IC工藝兼容的、片上光互連用硅基電泵激光/高效率電致發(fā)光材料和器件。2. 低成本、高延展性輕質高強鎂合金材料研究研究鎂合金設計與組織結構精細化控制準則，發(fā)展低成本制備和高延展加工方法和技術，揭示在各種服役條件下的失效機理。3. 合成潤滑材料及減摩節(jié)能的科學基礎研究高性能潤滑材料的設計制備、組分結構調控及其對潤滑抗磨損性能的影響規(guī)律，合成潤滑材料的減摩特性、磨損失效機理及其延壽原理與方法，合成潤滑材料的表面界面行為及其對動力系統節(jié)能降耗的影響，提升潤滑材料設計、制備水平。 4. 新能源關鍵材料研究圍繞熱電材料的高性能化，深入研究多局域效應及其協同作用對電熱輸運的影響機制，探索低成本熱電新材料體系，建立典型工業(yè)余熱熱電發(fā)電示范系統。以光催化材料直接分解水制氫及實現降解污染物為重點，通過材料性能的微結構調控，提高光催化材料的太陽能轉換率和反應速率，為構建效率8％以上的太陽能光催化分解水制氫裝置提供科學基礎。5. 復雜多元金屬礦產資源及非傳統資源清潔高效利用基礎研究圍繞共生/伴生礦資源、難處理礦產資源和礦山廢石尾礦、冶煉廢渣高效清潔分離和選冶的關鍵科學問題，發(fā)展高效清潔轉化的化學冶金新理論與新方法，推進金屬原材料產業(yè)綠色化升級。 6. 基于有序微結構的光電功能材料基于有序人工微結構光電功能材料的結構設計、能帶剪裁和性能預測研究思路，研制以半導體低維結構材料為基礎、基于量子工程設計的、光電性能可調控的新型紅外光電材料，研究材料的應變、組分、界面、摻雜的協同控制和原子級尺度可控制備，以及對光電性能的影響規(guī)律。 7. 材料的海洋環(huán)境腐蝕規(guī)律與防護研究研究海水含鹽量、壓力、溶解氧、溫度、海洋生物和微生物等多重環(huán)境及環(huán)境動態(tài)變化因素作用下的材料腐蝕失效的過程，發(fā)展材料高溫海洋腐蝕物理化學理論，研究耐海洋環(huán)境腐蝕材料和防護涂層的設計方法，研制長壽命，有自修復功能的防腐防污涂層材料。 8. 高性能聲功能材料研究圍繞高性能化的目標，研究大尺寸和定向的弛豫鐵電單晶、人工梯度結構和超結構、復合結構等聲功能材料，為研制綜合性能優(yōu)異的超聲換能器和超聲探測系統提供基礎。制造與工程科學領域1. 高端裝備設計、制造、運行和控制 針對國家發(fā)展高端裝備的戰(zhàn)略部署，研究能源動力、節(jié)能型冶金化工、材料加工、大型工程作業(yè)等裝備高端功能形成的多學科原理、多技術界面、多功能模塊耦合集成功能演化的機理、規(guī)律、設計方法和集成技術，研究高效能裝備可靠運行和智能化控制的科學基礎。 2. 高性能零件、構件制造 針對戰(zhàn)略性新興產業(yè)和重大工程用高端裝備等對零件和構件的特殊需求，研究高性能關鍵零件、構件的結構與性能一體化設計和制造，多尺度結構熱冷加工和處理、特種加工等復雜制造成形成性的科學基礎。研究在復雜極端條件下的關鍵零件、構件的服役性能、失效機理（疲勞、腐蝕、磨損等）和全壽命安全評定。 3. 多尺度精密制造與微納制造 針對信息產業(yè)、大型光學系統、科學儀器等對特種功能結構制造精度的極高要求，研究宏觀尺度的納米精度制造、納米尺度亞納米精度制造的原理、工藝；研究超高精度制造的數字化理論和方法。 4. 智能型裝備與仿生制造針對高端裝備為生命健康服務的基本需求，研究和創(chuàng)新生機電融合的智能型醫(yī)療裝備、康復裝備。研究具有智能感知與識別、機器學習與推理、智能決策與功能自重建的智能型高端制造裝備。5. 超大型水利、海洋、交通工程基礎設施設計、建設與運行基礎問題高壩大庫和梯級水庫群、深長隧道和金屬/非金屬礦井、高填方路基、大型海上浮式結構物及海上新能源開發(fā)工程等重大工程設計、建設與運行中的巖土力學、荷載、結構材料、動靜力學等重大科學問題；研究其環(huán)境災害作用、工程安全和重大力學基礎問題。6. 重大工程結構和工程系統全壽命周期安全針對超高層建筑、特大跨橋梁、核能基礎設施和復雜環(huán)境下的生命線工程等，研究大型復雜工程結構的損傷演化、健康監(jiān)測與安全評定、性能控制和性能設計的理論與方法，研究在地震、臺風等作用下，重大工程結構與工程系統的災害孕育演化過程、災害鏈效應、風險標準、評價和相應的抗災防災設計方法。7. 重大工程的環(huán)境友好及可持續(xù)發(fā)展研究重大工程建設和運行中實現環(huán)境友好及可持續(xù)發(fā)展的關鍵科學問題。建立在先進測試和信息技術上的實時化、數字化、標準化的大規(guī)模監(jiān)測，為重大工程的全壽命周期安全服役提供科學基礎。8. 面向制造和工程科學的模擬和驗證針對復雜裝備和工程系統，研究設計、制造/建造過程的數理建模、數值仿真和虛擬運行的數字化及其科學基礎，建立大型計算體系和軟件；研究物理實驗和數值模擬結合的新方法，研究數值模擬的驗算或驗證。 綜合交叉科學領域1. 涉及飛行器的綜合交叉研究航天工程中重大動力學及系統控制研究；高超聲速氣動熱環(huán)境與熱保護材料耦合問題；航天器對接的精確控制。2. 重大災害的預警與防控和公共安全重大災害致災因子的識別、災害前兆信息的獲取與災害的預警；災害演化規(guī)律與防災、減災；涉及公共安全的重大基礎問題。3. 對地觀測、導航與位置感知高分辨的對地觀測與高精度的導航基礎理論；遙感信息的動態(tài)分析與建模；深空、深海的探測與導航理論與方法；自然與社會信息位置感知的新方法與新技術。4. 城市與城際交通網絡工程城市交通網絡系統的發(fā)展演化機制與管控；道路與軌道交通安全，重大事故的預警與防范；智能化交通管理系統。5. 節(jié)能減排中的重大科學問題規(guī)?；趸嫉牟都c封存研究；二氧化碳的化學轉化、生物轉化和資源化利用研究。6. 合成生物學生物元件、模塊的標準化、適配性研究與模塊庫的構建；生物元件、模塊的裝配、系統優(yōu)化和在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)學中應用。7. 綠色化工與生物化工過程工程化工與生物化工過程的系統集成與優(yōu)化；用仿生技術設計和優(yōu)化生物質高效轉化的過程工程。8. 生命科學和生物技術中的學科交叉研究開展重大疾病的多學科交叉研究；探索信息、微流控、成像等技術在疾病診療、檢驗、檢疫和分子育種中的應用。重大科學前沿領域重點支持經過自然科學基金等前期培育取得重要進展，應用前景較為明朗，可望取得重大突破的科學前沿研究；基于國家重大科學工程開展的科學前沿研究；基于重大國際合作計劃開展的科學前沿研究；其他可望取得重大突破的科學前沿交叉綜合研究。例如：大亞灣中微子實驗的物理研究，原子核穩(wěn)定性極限的新物理與新技術，基于通信系統的導航定位基礎研究和理論探索，能源、自然災害和深空探測等國家重大需求中非線性動力學的斑圖與軌道穩(wěn)定性研究，生命過程中的重要科學前沿問題及相關的新技術和新方法，我國獨特的重要生物資源分布、進化及對環(huán)境適應的機制，化學反應動力學的若干前沿問題研究，地震破裂過程與強地面運動評估等。納米研究1. 納米材料的基礎科學問題 圍繞納米材料的重要應用，開展材料設計、制備、性能和穩(wěn)定性基本科學問題研究，重點探索納米材料的新功能、設計新原理和制備新過程。 2. 納米材料的精確制備、可控組裝和功能集成 發(fā)展納米材料與結構的精確、精細制備技術，實現多尺度可控組裝，探索多功能集成的原理與方法；研究多功能納米材料結構和性能的構效關系，解決應用過程中的關鍵科學與技術問題。3. 納米材料與結構的新型加工與表征技術 探索新型納米加工方法和集成技術，發(fā)展高時間分辨、高空間分辨、原位動態(tài)的表征技術，建立基于新原理的納米表征技術和測試方法；研究納米材料與結構服役周期中的性能檢測的標準方法及評價規(guī)范。 4. 新一代納米器件制備、集成和性能研究 探索基于新原理、新結構的納米器件和集成技術；發(fā)展存儲、顯示、運算、射頻、發(fā)光、傳感等應用目標明確的性能穩(wěn)定和可