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化學工材擬資助15個！單項直接費用預算不超1500萬

2022-08-29 15:31:42 作者：材料人來源：材料人分享至：

據國家自然科學基金委員會官網報道，國家自然科學基金委員會（以下簡稱自然科學基金委）形成了“十四五”第二批9個科學部80個重大項目指南。其中2022年工程與材料科學部共發布12個重大項目指南，擬資助9個重大項目。2022年化學科學部共發布10個重大項目指南，擬資助6個重大項目。項目申請的直接費用預算不得超過1500萬元/項。

先看看工程與材料學部

1 鈾及鈾合金腐蝕機制與性能預測

目標：

針對鈾及鈾合金腐蝕中間過程復雜難表征，腐蝕行為和力學性能之間關聯長期割裂、性能與壽命難預測等瓶頸問題，發展先進的實驗和理論方法，揭示多因素耦合下的腐蝕機制，建立腐蝕與力學性能關聯，實現跨尺度計算及性能預測，為鈾及鈾合金使役的可靠性、有效性評估和壽命預測提供科學理論基礎。

研究內容：

（一）鈾及鈾合金腐蝕機制與腐蝕模型。

（二）鈾及鈾合金腐蝕行為與力學性能關聯規律。

（三）鈾及其合金腐蝕行為的跨尺度理論計算與評估。

（四）鈾及鈾合金鈾使役性能時空演化與壽命預測。

2 耐極端環境碳基復合材料主動熱疏導設計與長壽命防護機理

針對遠程高速飛行器用碳基熱防護復合材料服役過程中因駐點氣動熱積聚引起嚴重燒蝕、界面應力大導致開裂、強氧化耦合環境致使性能不穩定等瓶頸問題，研究耐極端環境碳基復合材料主動熱疏導機理和表/界面調控新原理，建立極端環境下高穩定、長壽命防護的新方法，為超高溫熱防護材料體系的發展與應用提供科學依據。

研究內容：

（一）高導熱-高耗熱-高承載多功能協同設計原理。

（二）異質界面應力緩釋與多尺度調控。

（三）高阻氧-自愈合-寬溫域一體化防護機理與方法。

（四）熱力氧耦合作用下復合材料的服役行為與性能優化。

3 抗細菌生物被膜感染高分子材料

目標

針對細菌生物被膜感染難治愈這一重大難題，創新設計多功能協同的抗菌高分子，闡明預防生物被膜形成和促進殺菌劑滲透的關鍵科學問題，突破抗菌高分子涂層多功能協同難題，建立自靶向抗菌高分子納米遞送系統，開展系統性生物評價，為體內細菌生物被膜感染的高效防治提供科學依據和技術支撐。

研究內容

（一）抗菌高分子的系統設計。

（二）多功能抗菌高分子表界面與涂層策略。

（三）抗細菌生物被膜感染高分子納米遞送系統與滲透機制。

（四）抗菌高分子材料的系統評價及應用探索。

4 變革性低碳鋼鐵制造流程理論與技術

目標

針對以再生鋼鐵原料制造高性能鋼鐵材料的行業發展瓶頸問題，研究殘余/合金元素耦合作用，闡明雜質元素深度凈化機理，提出高性能鋼鐵材料成分設計原理，揭示材料強塑化和耐蝕機制，突破“再生鋼鐵原料+電爐+近終形?高性能鋼鐵材料”變革性低碳鋼鐵制造流程關鍵技術，為鋼鐵工業碳中和提供理論依據和技術支撐。

研究內容

（一）殘余/合金元素間耦合作用對材料性能的影響機制。

（二）再生鋼鐵原料電爐煉鋼深度凈化機理。

（三）變革性制造流程材料成分設計原理。

（四）基于薄板坯連鑄連軋的材料強塑化機理。

（五）基于薄帶鑄軋的材料耐蝕機制。

5 關鍵光學元件高性能制造基礎

目標

針對關鍵光學元件加工能量-物質交互精準調控難、時-空域全局信息流獲取難、性能-工藝建模難等問題，研究從精度向性能躍升的高性能制造新理論、新原理與新技術，闡明面向服役性能的設計-加工-測量協同機制，突破形性一體化制造瓶頸，為實現關鍵光學元件高性能制造奠定理論基礎。

研究內容

（一）多能場作用下光學元件形性演化規律及調控。

（二）光學元件形性參數的時-空域多尺度建模與表征。

（三）光學元件設計-加工-測量協同機制與一體化制造。

（四）服役環境下光學元件性能研究。

6 規模化熱能存儲轉換與能質調控機理和方法

目標

針對規模化儲熱能量密度與功率密度難兼顧、熱能品位難有效調控、熱能轉換效率低等瓶頸問題，研究熱能高密度存儲與高效轉換調控的新原理和新技術，揭示熱能存儲與轉換利用的能質匹配及耗散機理，闡明熱能高密度存儲的跨尺度熱質耦合傳輸協同強化機制，建立熱能提質增量存儲轉換的能質調控新方法，為規模化熱能存儲與轉換調控新技術奠定理論基礎。

研究內容

（一）熱能高效存儲轉換及能質調控原理。

（二）熱能高密度存儲熱質傳輸強化機理。

（三）儲熱增量轉換方法及調控。

（四）儲熱提質轉換方法及調控。

（五）規模化熱能存儲與轉換調控系統構建。

7 先進磁共振成像系統的電工理論與關鍵技術

目標

針對先進MRI系統高場磁體性能退化、復雜結構電磁部件強耦合和多源磁場時空演化規律復雜等問題，研究超高場MRI電磁構造理論、耦合機理與演化規律，突破先進MRI系統的多源耦合協同調控機理和超高場磁體盡限設計理論，構建世界領先的超高場MRI的設計理論與系統構造方法，確保核心技術自主可控，引領先進磁共振成像技術發展。

（一）多源磁場運行參數的協同調控機制。

（二）超高場MRI多時空交互電磁系統層級理論。

（三）復雜強電磁結構振動抑制理論與一體化構造方法。

（四）超高場大口徑超導磁體高服役可靠性構造方法。

8 新一代混凝土設計理論與方法

目標

針對當前混凝土碳排放量大、性能協同難等瓶頸問題，認知膠凝新體系強膠結力本源，建立多尺度強韌化高效傳遞新理論，創建系統尋優智能設計和精細制備新方法，實現新一代混凝土的全方位代際躍遷，顛覆混凝土通過鋼材保障抗拉增韌的結構設計理念，為極端條件下重大工程實施提供科學和技術支撐。

（一）新一代混凝土膠凝體系水化和微結構演變。

（二）新一代混凝土強韌化機制與調控原理。

（三）新一代混凝土性能多尺度傳遞與智能設計。

（四）新一代混凝土高效賦能與精細制備。

9 再生水的生態利用與調控機制

目標

針對再生水利用的生態效應評價方法缺乏、關鍵風險因子及其控制要素不明等瓶頸問題，研究再生水生態安全指標體系構建和水質閾值確定的理論和方法，創新保障生態安全的再生水處理工藝原理，闡明再生水生態修復與生態融合的調控機制，發展針對我國不同水生態系統特征的再生水生態利用與安全保障理論和技術體系，為水資源、水環境和生態安全保障提供科學支撐。

研究內容

（一）再生水的生態效應及關鍵風險因子識別。

（二）再生水生態風險評價指標體系及其安全閾值。

（三）再生水風險因子控制工藝原理。

（四）再生水生態融合與生態修復機制。

10 深海礦產資源高效綠色開采基礎理論

針對深海礦產資源開發面臨的海底重載裝備安全精準行進難、礦物綠色高效收集難、礦物安全可靠輸運難、海底重載裝備布放難等瓶頸問題，探索海底礦物高效低擾動開采、收集、輸運的新方法和新技術，揭示重載動態作用下深海巖土表征與演化機制，闡明超長柔性懸垂管纜的耦合力學特性，為實現深海礦產資源商業化開發奠定理論基礎。

研究內容

（一）海底重載行進過程深海“流-固-土”耦合作用。

（二）海底礦物高效低擾動開采技術與方法。

（三）超深水礦物輸運管道的流固耦合力學特性。

（四）超深水重載布放纜線力學特性與應力調控。

（五）深海采礦系統設計理論與風險防控方法。

11 模塊化分布式電驅動重載車輛設計理論與協同控制方法

目標

充分發揮分布式電驅動的技術優勢，研究可擴展新構型設計理論，研究“軟件定義車輛”控制技術，揭示重載車輛的輪地、輪間協同規律，構建高承載、高通過、高機動、高可靠、高協同控制方法，支撐道路車輛極限運載能力突破與復雜運輸條件下的超大件協同運輸效率大幅度提升。

研究內容

（一）分布式電驅動重載車輛多模塊可擴展構型設計理論。

（二）分布式電驅動重載車輛多目標綜合控制方法。

（三）分布式電驅動重載車輛多層次自重構主動容錯機制。

（四）分布式電驅動重載車輛系統集成驗證方法及測試評價。

（五）超大件重載運輸多車系統智能協同控制方法。

12 膠體-高分子雜化功能材料體系

目標

針對膠體-高分子雜化功能材料體系，發展精準調控與規模制備方法學，創制顛覆性材料，為動態組裝、功能耦合及界面的精細調控提供新方法，促進高分子材料、無機材料和金屬材料學科的交叉融合。

研究內容

（一）功能膠體-高分子鏈雜化設計原理。

（二）雜化結構精準調控及高效制備方法。

（三）超結構動態調控與協同機制。

（四）復合體系界面調控與功能協同。

化學科學部

1 碳資源分子選擇斷鍵與轉化的化學基礎

科學目標

創建碳資源分子C-C/C-O鍵選擇性切斷與轉化的新試劑和新催化體系；建立碳資源分子綜合利用的新模式和新策略；發展若干基于廢棄聚烯烴、木質素、纖維素等碳資源高效轉化并有重要學術價值和應用前景的新反應，為碳資源分子轉化利用提供變革性的思路；實現高附加值化學品的工業應用示范。

關鍵科學問題

（一）C-C/C-O鍵選擇性活化機制與轉化規律。

（二）碳資源分子骨架的精準編輯和改造。

（三）碳資源分子多層次結構對催化劑活性及選擇性的影響。

2 高性能類聚烯烴的合成方法研究

科學目標

建立含氮/氧/硫等雜原子新單體的高效制備方法；發展高活性、高選擇性催化體系，實現單體的精準聚合；闡明聚合物結構與性能關系規律，指導性能優異的類聚烯烴材料創制；發展若干具有潛在應用價值的類聚烯烴材料。

關鍵科學問題

（一）含氮/氧/硫等雜原子單體的活化與立體選擇性聚合機制。

（二）類聚烯烴材料的多層次結構與性能關系。

3 多相催化表界面構筑與反應活性調控

科學目標

針對甲醇/二甲醚制基礎化學品、生物質制高值化學品、烯烴羰基化制含氧化合物等重要催化反應過程，在原子與分子水平設計與構筑活性表界面結構，發展超高時-空分辨的原位表征技術，探索催化劑表面活性位點在反應過程中的動態演變規律，闡明水等溶劑與環境分子在表界面反應中的作用機制，提出描述多相催化中溶劑與環境分子效應的新理論，為工程化制備高選擇性和高穩定性多相催化劑提供新的解決方案。

關鍵科學問題

（一）活性表界面結構設計與構筑的原子與分子機制。

（二）活性表界面體系的超高時-空分辨原位表征。

（三）多相催化中溶劑與環境分子效應的表界面理論。

（四）多相催化劑規模化制備的表界面科學基礎。

4 孔材料催化的過程耦合與機制

科學目標

建立等級擴散的理論模型，實現等級擴散體系的精準合成與調控；發展原位表征與測試技術，描述等級擴散傳質行為，確立復雜反應網絡中分子擴散-反應動力學，揭示碳一過程耦合反應機制；開發孔材料催化的合成氣和CO2等轉化新過程，實現碳資源高效利用的工業示范。

關鍵科學問題

（一）多孔擴散傳質體系的設計原理。

（二）等級擴散多孔結構的構筑策略。

（三）等級擴散過程的表征與測試方法。

（四）復雜催化體系擴散-反應過程耦合機制。

5 復雜體系化學動力學理論與實驗研究

科學目標

發展復雜體系動力學理論與高精度計算方法，發展多維度和跨尺度的動態表征技術，并與人工智能融合，準確描述多步化學反應的動力學基本參數，揭示生物體系或其它復雜體系中分子反應網絡的動力學機制。創制具有自主知識產權的智能化模擬與設計軟件，實現在近生理環境下百萬原子生物體系的毫秒級動力學模擬及基于高精度從頭算的酶催化反應動力學解析，或建立多原子分子（C4及以上）氧化反應網絡的新模型，且相關的模型和模擬結果得到實驗驗證。

關鍵科學問題

（一）精準高效的動力學理論方法，復雜體系反應過程的動態本質。

（二）多維度和跨尺度的動態表征技術，復雜體系反應過程的精確測量和解析。

（三）生物功能分子體系或其它復雜體系多原子分子氧化反應網絡，智能化設計和精準調控策略。

6 病原微生物感染動態過程的精準測量

科學目標

本重大項目將聚焦病原微生物感染宿主細胞過程所涉及關鍵分子的動態精準測量，建立多重分子信息同時高效轉換及測量的普適性化學測量學新原理、新技術和新方法。系統地解析病原微生物從進入宿主細胞到復制組裝釋放子代的完整生命周期歷程及其宿主應答，研究在類器官或活體感染過程中的關鍵事件及分子基礎，詮釋病原微生物的感染機制和致病機理。

關鍵科學問題

（一）病原微生物感染宿主細胞過程的多重分子信息同時高效轉換和精準分子定位。

（二）感染過程動態原位測量的普適性測量新方法。

（三）感染的時空動態機制及宿主分子應答。

7 功能導向固體材料的構筑及性能

科學目標

以功能為導向，開發跨尺度多級結構和空間限域結構的非常規合成新方法，建立兼具穩定性和高活性、韌性和高強度、輕質和高強度等多功能的復雜結構新型無機固體材料體系，實現對無機固體材料性能在化學合成過程的精準調控；探索揭示電子結構與性能的關系，實現復合功能導向無機固體新材料構筑的目標，為創造戰略性固體新材料提供新的解決方案，提升我國相關領域的原始創新和引領能力。

關鍵科學問題

（一）新型功能復合固體材料的非常規合成方法及其規律。

（二）多級限域無機固體材料的物質傳輸協同調控機制。

（三）跨尺度仿生復雜結構無機固體材料的制備方法及其構效關系。

8 土壤典型重金屬污染溯源、安全轉化與環境歸趨

科學目標

建立區域土壤典型重金屬污染精準溯源方法，闡明重金屬環境界面行為的主控因子，建立相應的預測模型，揭示固-液界面重金屬形態轉化、分離與穩定化機制，闡釋區域重金屬生態環境歸趨規律，形成“精準溯源-微觀機制-定向轉化-生態歸趨”的全過程重金屬污染防治理論，并開展技術應用工程示范驗證。

關鍵科學問題

（一）土壤典型重金屬污染精準識別與溯源原理。

（二）典型重金屬污染物界面行為與污染主控因子。

（三）重金屬精準分離、安全轉化與穩定化理論方法。

（四）區域環境生態系統中重金屬的遷移轉化與環境安全歸趨。

9 金屬介導的免疫調控與靶向干預

科學目標

發展免疫過程中金屬元素的精準探測方法，與活體成像、空間組學、單細胞測序等先進技術結合，形成研究金屬性質和功能的多組學手段，揭示金屬元素在生命體中的時空分布特征，探究不同免疫過程中特定金屬元素參與免疫功能調控的分子機制，闡明疾病相關免疫過程中金屬元素的功能，并開發免疫干預相關的金屬化學生物學方法。

關鍵科學問題

（一）金屬元素的形態或價態變化，以及金屬元素在細胞內的定位分布及胞內轉運的分布特征。

（二）金屬元素及其價態變化在調節天然免疫或獲得性免疫中的分子機制與功能。

（三）金屬離子的胞內轉運模式和代謝特征，及其參與不同免疫調控過程的分子機制。

（四）靶向性化學分子及工具對金屬介導的免疫過程的調控及機制。

10 聚合物解聚與高值化利用

科學目標

設計和發展新型可控斷鏈聚合物及其單體；發展解聚/裂解過程在線檢測技術，明晰退役聚合物解聚/裂解過程反應與傳遞耦合規律，發展退役聚合物可控斷鏈方法；利用綠色介質、催化與過程強化等手段提高解聚/裂解效率，實現退役聚合物的高值化利用。構建1-2類具有可控斷鏈功能的新型高性能聚合物，形成1-2個退役聚合物高效解聚/裂解與高值化利用創新技術和工程示范。

關鍵科學問題

（一）可控斷鏈聚合物的單體結構設計、聚合及其斷鏈機制。

（二）退役聚合物的解聚/裂解反應、傳遞及其強化機制。

（三）解聚/裂解產物的定向調控、分離及其高值化途徑。

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