【文章內容簡介】 料在高場下的介電性能變化及調控原理，探索提高電介質能量密度和容量的新機制，研究大容量超高儲能密度電容器的制備科學、集成技術和服役特性。 圍繞汽車輪胎用橡膠材料的高性能化，以小型汽車為重點，研究其分子設計和可控合成，以及其鏈結構、聚集態(tài)結構、橡膠復合體系的多層次多尺度結構對材料性能的影響規(guī)律，提高輪胎耐磨性，降低磨耗和微粒排放，改善滾動阻力、抗?jié)窕确坌阅堋? 研究高速、重載軌道交通在運營環(huán)境下輪軌系統(tǒng)輪輞金屬材料約束致脆、高應變、疲勞傷損、動態(tài)衰退等導致安全性惡化和影響壽命周期的科學問題，發(fā)展新一代輪軌材料原型，建立輪軌金屬材料服役評價體系。 （C類） 發(fā)展具有亞埃分辨的成像、皮米精度的位移測量、原子的元素分辨等先進表征手段，研究新型多鐵材料的極化微區(qū)、疇和疇壁、晶界和相界等顯微組織的晶體學特性、原子構型、電子結構、磁結構等特性和它們之間的耦合及在外場作用下的演變，闡明其與材料性能的關系。 、低成本有機高分子發(fā)光材料研究 針對大尺寸、柔性和低成本加工為特征的有機顯示器件，研究面向溶液加工工藝的藍光、綠光、紅光材料等高效率有機高分子發(fā)光材料和相關匹配材料的分子設計、能級調控與可控制備，探索新一代低成本有機發(fā)光材料的新理論和新結構，提出低成本全印刷顯示屏和高性能柔性顯示屏制作的新工藝與新途徑。 研究在海洋與西部嚴酷環(huán)境下混凝土材料與結構的性能退化機理，長壽命混凝土材料微結構形成規(guī)律與性能優(yōu)化，為重大基礎工程安全服役與耐久性設計提供科學基礎。 （C類） 針對未來新型飛行器的發(fā)展需求，研究可重復使用輕質熱防護材料設計及實現方法，揭示材料微觀結構與性能關系，闡明服役過程中材料的演變規(guī)律，建立輕質熱防護材料可重復使用的性能評價體系。 （C類）以海水淡化等水處理膜高性能化和批量制備均勻化為研究目標，研究樹脂分子結構和聚集態(tài)結構對納米級孔的形成及調控機制，膜的缺陷形成及其控制原理，膜的批量制備均勻性和服役穩(wěn)定性的影響規(guī)律，為全面提升我國水處理膜水平奠定科學基礎。制造與工程科學領域 圍繞20/14nm以下大規(guī)模集成電路轉化為器件的系列制造科學問題，研究復雜微納結構實現功能信息的傳遞由平面載體向多維載體的轉換，跨尺度異質微納結構傳遞路徑的制造原理，高密度信息傳輸的熱、力、電子流動態(tài)變化規(guī)律，傳輸介面的穩(wěn)定性與服役可靠性，器件功能模塊化與系統(tǒng)級集成的協(xié)同制造，制造過程建模與虛擬仿真設計。 、資源、運載等重大裝備設計、制造、集成的科學基礎 針對高端裝備整機設計、核心功能部件的制造和集成需要解決的科學問題，研究核能動力、頁巖氣開采、高速列車等重大裝備的功能原理設計，基于節(jié)能目標的結構設計與界面科學、高穩(wěn)定運行的動力學設計、特殊服役零、構件形性協(xié)同精確演變的制造原理，集成裝配的物理與幾何統(tǒng)一建模，裝備服役運行的智能控制。 、可靠性評估基本原理與方法 為規(guī)避由設備故障引發(fā)災難性事故，重點研究高速、重載、高精度、強擾動服役裝備的疲勞破壞、磨損失效、振動失穩(wěn)、隨機外擾動與裝備復雜響應的突發(fā)故障、毀滅性破壞發(fā)生的機制，故障檢測與預防方法、消減原理與技術等。 、特種功能部/器件設計制造新原理（C類） 針對高品質基礎件與核心功能部/器件的設計制造與創(chuàng)新，研究特種服役齒輪等基礎件高精度制造、高壓系統(tǒng)大型承載件整體化制造、特種精密功能部件的創(chuàng)成新原理，特殊物理性能器件制造新原理和系統(tǒng)集成新工藝。 針對復雜高層建筑或超大跨橋梁等，研究強震臺風等極端災害荷載的精細化建模、性能分析、振動控制及健康監(jiān)測的理論和方法；發(fā)展新型工程材料和結構，研究其多學科性能、破壞準則，形成新的設計理論，并與重大工程或規(guī)范制定緊密結合。 、交通等重大基礎設施的全壽命周期安全研究 針對高鐵及城市軌道交通工程結構、尾礦壩、礦山采空區(qū)、極端環(huán)境（強震、高寒、復雜地質條件）下服役的大型基礎設施，研究在全壽命服役期內的工程耐久性、失效模式和機理，高危風險孕育機理、防災治理和預測預警。 （C類） 針對長距離或人口密集區(qū)輸油輸氣輸水等生命線工程、核能基地等重要基礎設施，研究爆炸、火災及災害性荷載作用下，材料與結構的破壞規(guī)律和體系可靠度，基于現代信息技術的長期安全性監(jiān)測，降低破壞風險的工程設計與防護理論。 （C類） 面向重大工程結構設計、施工和服役的需求，研發(fā)力學等多學科性能分析和模擬的數字化工具、具有自主知識產權的專用軟件及支撐平臺；重大裝備總體集成裝配與服役運行仿真、高速運載裝備氣動力學計算設計仿真等成套軟件的核心理論和方法。綜合交叉科學領域1. 高電壓大容量碳化硅電力電子材料、器件及裝置的基礎科學問題面向高電壓大容量電力電子應用，探索大尺寸P型碳化硅襯底材料生長規(guī)律；研究碳化硅器件的新結構和新機理；研究基于碳化硅器件的裝置在電力電子系統(tǒng)中應用的基礎科學問題。2. 活細胞無標記檢測研究活細胞無標記檢測的新技術、新方法，利用雙波長相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）顯微鏡、太赫茲光譜成像等手段開展包括細胞內脂質等方面的研究。 3. 腦細胞和神經回路成像研究對腦細胞和神經回路進行成像研究的新方法和新工具，探索腦功能、腦疾病的形成機制。 、合成和應用（合成生物學專題） 基于結構、功能關系及相互作用網絡設計，合成具有特定功能的基因元件與基因器件，并用于代謝性疾病和腫瘤的早期干預，或創(chuàng)新藥物的生物合成和優(yōu)化，或提高農作物固氮效率和抗逆性能。 （大型飛機基礎研究專題） 針對表面結冰引發(fā)飛機惡性事故的重要問題，研究飛行中水滴撞擊于飛機與發(fā)動機表面產生不確定表面流場與結冰的復雜過程，研究其動力學機制與熱力學演變，研究結構、材料與表面形貌對過程的影響機制，表面結冰對飛行氣動力學的影響規(guī)律和致災機理，建立表面結冰物理模型、計算模擬結冰的環(huán)境與飛行條件，提出控制與消除結冰致災的原理與方法。 （深海科學專題） 依托深潛器等深海研究平臺，研究深海極端環(huán)境下的生物群落結構和多樣性特征，其與環(huán)境的關系及深淵生物資源利用的潛力。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。例如：大數據研究的數學基礎，非晶體系的動力學微觀特征和時空關聯，深空探測中的行星科學，新物質創(chuàng)造和物質轉化的新策略與新方法，蒙古高原的殼、幔結構與大陸動力學，非編碼RNA的生物學功能等。重點支持基于重大科學設施開展的科學前沿研究及重大國際合作研究。例如：北京譜儀BESIII tau粲物理實驗研究，大口徑全可動射電望遠鏡關鍵技術研究，高靈敏度、高時空分辨率天文觀測實驗技術研究等。納米研究 具有實用化前景的、與現代信息技術密切相關的新型納米光電器件及系統(tǒng)集成,如柔性電子學器件與系統(tǒng)、與納米光波導和光邏輯相關的表面等離激元器件、信息技術傳感器等。 針對重大疾病診斷、有效干預、治療和再生醫(yī)學的納米技術；針對重大疾病與常見病的可臨床應用的新藥物、新劑型和新材料，有效改善成藥性和提高生物利用度的研究。具有應用前景的新型高效能量轉換、存儲的納米材料，轉換效率與能量存儲指標優(yōu)于現有材料產品；具有重大產業(yè)化應用價值的納米催化的科學問題。 、檢測與標準 (C) 具有重要應用前景的納米結構的新型高效加工技術與方法，高分辨、原位動態(tài)智能檢測表征儀器和系統(tǒng)。 新型納米標準