973项目申报指南.docx

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1、973项目申报指南 附件 国家重点基础探讨发展安排和重大科学探讨安排 2022年项目申报指南 重要支持方向 农业科学领域 1.光合作用分子机制与作物高光效品种选育 针对提高作物光合作用效率的需求，以主要粮食作物与禾本科C4植物为材料，着重探讨光合作用体系高效利用光能的分子机理、光合产物安排与运输的调控机理、C3与C4植物碳代谢与光呼吸的调整机理、C4植物特别解剖结构形成的分子基础，获得光能利用效率显著提高的主要粮食作物新材料新品系,为农作物高光效遗传改良及育种实践供应理论指导和技术方法。 2.重要经济作物油菜或薯类的遗传改良 以油菜或薯类(马铃薯和甘薯)为材料，开展重要经济作物高产优质性状的培

2、育探讨。探讨影响油菜高油分性状的关键基因及其调控网络、光合产物与油分积累的关系、环境和生育期对油分积累的影响，为油菜高油分育种与生产供应理论指导；探讨马铃薯和甘薯高产、抗病、抗旱等性状相关的关键基因，阐明块茎和块根发育、淀粉合成与积累的调控机制，为马铃薯和甘薯高产优质多抗品种的设计育种供应科学指导。 3重要农业动物扩繁与健康养殖探讨 针对家畜良种扩繁和健康养殖的需求，从绵羊和山羊的不同 1 品种资源、生理及遗传调控等途径入手，系统探讨其生殖生物学特性，提出提高绵羊和山羊繁殖力的理论和措施；针对危害家畜生产的寄生虫疾病，探讨其发病机制和传播途径，并提出有效的防控措施。 4高产作物群体结构与气候、

3、土壤等生态因子的匹配原理与调控机制 针对作物高产群体结构的形成和资源高效利用，重点探讨：作物群体结构与功能和气候、土壤等生态因子的匹配原理与调控机制；高产高效作物生产体系地上群体与地下根系、根际微生物及土壤养分水分条件的互作机制与调控途径；高产农田土壤微生物区系的特征和演化规律；探讨我国粮食主产区将来大面积高产高效的限制因子，为提升我国农田生产力提出可行措施和政策建议。 5新型农业微生物制剂的基础探讨 针对农业微生物制剂品种优化、换代升级的需求，开展农业微生物群体感应的基础探讨，阐明新型微生物通讯系统的信号构成及传导途径，设计高效微生物制剂；进一步阐明微生物生防制剂合成与生态调控机制。为设计高

4、效、速效、持效和多功能微生物制剂供应科学依据。 6重要造林树种或竹子速生优质抗逆品系培育的生物学基础（C类） 针对主要造林树种或竹子，重点其探讨生长周期调控及速生性状的遗传基础，以及适应和反抗不良环境的分子机制；探讨造 2 林树种优良性状的固定及超级品系的品种化繁育途径，建立规模化繁育的方法和技术。 7家禽或重要水产品种的可持续养殖探讨（C类） 针对集约化的家禽和水产养殖可持续发展的需求，系统探讨家禽氮磷汲取与沉积的调控原理，提出饲料氮磷高效利用的有效途径，建立家禽养殖高效、节粮和清洁生产的新模式；以1-2种重要的水产品种为对象，综合探讨在可控水体内养殖的养分需求、病害防治、环境效应和产品平安

5、等关键方面的生物学问题，提出相关品种养殖的标准化模式，为进一步拓展自然水体的可持续养殖供应基础。 8.人工草地功能调控探讨（C类） 针对发展优质高效人工草地、提高我国草地畜牧业综合生产力的需求，重点探讨人工草地的地带性分布格局和空间配臵设计、人工草地生产力形成机理与调控途径、牧草生产与家畜饲养的关联系统集成与生产带耦合，为国家制定人工草地发展战略供应重要科学依据。 能源科学领域 1.低渗透与致密油气开发渗流理论和提高采收率新方法 针对低渗透与致密油气高效开发和提高采收率的重大需求，探讨低渗基质-裂缝系统等困难储层精细表征和预料新方法，发展非线性渗流理论，建立低渗透与致密油气藏高效开发的理论基础

6、，探讨提凹凸渗透与致密油气藏采收率新方法，发展提高采收率的新技术。 3 2.电压源型高压多端直流输电设备和系统 针对电压源型高压多端直流输电，探讨系统的数学模型、仿真方法和限制规律；探讨高压直流变换器新型拓扑结构，多变换器相互作用机理及与系统间的相互影响规律；探讨不同拓扑结构高压直流断路器中短路电流的限制与开断机理。 3.新型高性能二次电池探讨 重点支持金属锂等轻元素化合物的多电子反应体系理论和新型、高效电池储能探讨，重点突破涉及离子传导膜材料和高效、平安的电解质材料、高性能催化材料的可限制备以及纳米碳结构电极材料，构建新型高容量二次电池新体系，为实现新型电池平安和工业化应用供应科学支撑。 4

7、.海洋深水油气平安高效钻完井工程理论及方法 针对南海深水平安高效钻完井重大工程问题，探讨海洋深水钻井地质灾难机理和预料模型，海底井口-隔水管-平台-海洋环境困难载荷耦合动力学及平安限制原理，低温高压条件下井壁稳定和井筒压力限制机理等，建立完善海洋深水平安高效钻完井工程理论并发展相关先进方法。 5.规模储能和储热过程的基础探讨（C类） 针对压缩气体储能，探讨超临界气体的流淌传热特性和过程耦合的能量传递与损失特性，探讨高负荷压缩机和膨胀机内部流场结构，以及系统调试和优化算法；针对高效储热材料、单元及系统，探讨储热材料性能的对流与流固耦合传热机理，解决中高温储热材料高效储、释热特性及多尺度多相传热机

8、理。 6.典型过程工业优化和节能（C类） 4 以典型过程工业为探讨对象，实现基于模拟的过程优化设计、调控、放大与强化，探讨过程耦合，实现能量多级利用，提高能源利用效率并降低环境影响；针对过程工业节能中的无机膜高效分别技术，着重探讨材料微结构限制方法、成膜机制和膜分别机理，建立高效膜材料和大型膜组件设计和集成的理论基础。 7.能源动力系统高效清洁利用的科学问题探讨 围绕燃煤发电系统的能量转换效率，探讨能源动力系统提高能效新理论与新方法；探讨在过程设备、系统流程、热力循环等不同层面高效利用的新思路；探讨高参数发电系统中高效热功转换的关键科学问题和高参数发电系统中燃料的高效燃烧及污染物限制机理；探讨

9、太阳能等可再生能源与化石能源互补发电的新方法。 8.我国西部生态脆弱区煤炭科学规模开发与水资源爱护（C类） 围绕大规模煤炭开采对我国西部干旱-半干旱地区的生态环境，特殊是水资源的重大影响，探讨煤炭大规模机械化开采方式下，煤岩层结构与地应力场及地下水系统的动态改变规律和耦合关系，建立我国西部煤炭科学规模开采的新理论。 信息科学领域 1.网络通信与计算的协同理论与方法 面对移动互联网、信息-物理融合系统（Cyber-Physical System）和大数据的应用及通信瓶颈的冲突，探讨通信实力与计算实力的协同机制、物理与认知的融合理论、异构组网和路由算 5 法，探讨适应业务时空分布多样性和基于虚拟化

10、的多种资源按需调控方法，提出计算通信协作模型及可获得的网络增益上限，并完成试验验证。 2.高级人机交互的计算理论及试验探讨 探讨脑机的计算与交互，包括视觉、听觉、触觉等感知的计算与交互、情感的计算与交互、动作计算与交互、人体参数的测量与认知，探讨有关的理论模型、传感器件、传输方法、数据处理算法并开展试验验证。 3.图像与视频数据的高效表示与处理 面对网络图像与视频数据的存储、管理与处理，探讨基于人类视觉机理的视觉计算模型；探究网络环境下大规模图像与视频数据高效的表示、编码、传输、分析、理解、处理的新理论和新方法。面对一个重要应用领域，探讨现实场境和虚拟景观混合呈现的理论、方法与高效算法。 4.

11、具有重要应用前景的原创性新型信息器件探讨 开展纳米辨别力快速光学成像器件与技术探讨，探讨突破衍射极限、近场矢量光束调控、快速信号转换与探测、动态信息获得与表征等科学问题；探讨可延展柔性无机电子器件的设计理论、转印实现及界面机理；开展新型存储器件和雪崩光电二极管（APD）单光子探测器件探讨，探讨忆阻器件的物理机制、新材料体系与器件结构，探讨提高光存储密度和寿命的新机制。 5.新型生化微传感器系统探讨 针对长久性有机污染物和某些重金属痕量污染物检测重大需求，探讨新型生化微传感器集成自治系统，主要探讨难降解生 6 化污染物的新型敏感机理、痕量生化物质富集机理与预处理方法、低维纳米催化反应机理与方法、

12、敏感材料自更新机理与方法和多传感单元集成自治等科学问题，实现对痕量生化污染物的快速、在线、自动监测。 6.基于开源代码的软件开发的原理与方法（C） 围绕发展软件服务业的国家需求，探讨基于开源代码的软件开发的原理与方法；探究基于群体才智的软件开发与维护的模型与方法；分析开源社区形成和发展的规律；探讨基于开源代码的软件平安缺陷的发觉与修复的机理；探讨基于开源代码的软件运行状态的感知机制及保证服务质量的方法；构建基于开源代码的软件开发及运行的试验平台。 7.城市大数据的计算理论和方法 （C类） 面对公共平安领域以及智能城市的实际需求，探讨空间信息数据、社会网络数据等的协同表示，探讨面对信息空间、物理

13、世界和人类社会三元空间的协同感知与群智认知理论，提出视觉计算模型，建立深度计算模型，探讨三元空间虚拟交互与智能限制新的模式，适应社会管理、智能城市和工业化生产等方面应用需求。 8.深空环境下的信息传输理论 （C类） 面对将来深空通信和探测的需求，探讨深空网络编码理论，探究星际尺度时空强约束条件下信息传输实力的动态边界，探讨空间多维稀疏资源的联合优化利用，提出星际通信技术体制与体系结构，分析关键问题，建立试验模型。 7 资源环境科学领域 1中国特提斯域若干典型区（带）复合成矿系统及其深部驱动机制 选择我国特提斯构造-成矿域内若干典型区（带），重点探讨复合成矿系统的形成演化规律，及其对国家急需金属

14、矿产成矿的限制，探讨若干代表性的复合成矿系统演化过程与金属超常富集机制，探讨复合成矿系统形成的构造叠加与转换过程，探究可能的深部驱动机制，从理论上提高对国家急需矿种、特殊是其大型-超大型矿床找矿勘查的预见性和目的性。 2山地水土要素时空耦合过程、效应及其调控 探讨我国典型山地水土要素时空耦合过程及其资源与生态效应，分析多尺度水土资源时空匹配的承载实力阈值；阐明山区生产、生活、生态可持续性国土空间开发格局、强度与调控原理；评估改变环境下水土作用失衡的山地脆弱性与区域灾难风险，阐释我国山区人地系统协调发展机制。 3热带气旋精细化测报理论和技术与灾难风险评估探讨 开展登陆热带气旋精细化结构的野外观测

15、试验，探讨登陆热带气旋精细化结构的多源资料分析理论和方法，探讨环境场对登陆热带气旋内中尺度系统发生发展及演化的影响，探讨登陆热带气旋风雨分布的高辨别率数值预报关键技术，开展登陆热带气旋灾难影响预评估、影响评估和风险管理探讨。 4人类活动对海湾生态环境的影响 探讨高强度人类活动影响下海湾生态环境的演化过程与机理、对海湾生态系统结构与服务功能的影响，探讨海湾生态环境 8 修复的科学依据及实行生态补偿机制的可行性，为生态系统水平的海湾综合管理供应科学依据。 5中国北方砂岩型铀矿的形成机理与潜力评价 厘定中国北方砂岩型铀矿成铀盆地的区域构造与动力学背景；充分利用各行业深部钻孔资料，探讨不同类型成铀盆地

16、构造和沉积相系、赋矿砂体形成的古沉积和古气候环境；探讨盆地内铀的富集区，对比含矿地质体与不含矿地质体的差异，复原含矿流体源、运、储的形成演化过程；建立砂岩型铀矿的成矿模型与找矿模型，预料找矿勘查区及新矿产地，评价中国北方砂岩型铀矿的资源潜力。 6新型长久性有机污染物（POPs）的区域特征、健康风险与限制（C类） 通过区域尺度POPs远距离迁移与归宿探讨，相识新型POPs的运移与演化规律；鉴定和识别对我国和全球环境具有潜在影响的污染物，推动我国POPs国际公约的超前探讨；探讨新型POPs的分子毒理效应与健康影响机制，科学评估我国POPs暴露水平与风险；探讨主要工业生产过程中POPs的生成与释放机

17、理，发展并提出防控对策与技术。 7延长期天气预报理论与方法探讨（C类） 研发适用于我国延长期天气预报统计模式，建立先进的延长期动力统计预报系统，分析影响我国降水季节内振荡的物理过程，探讨厄尔尼诺与南方涛动（ENSO）、季节内振荡和天气尺度运动的多尺度相互作用，分析触发热带麦登-朱利安震荡（MJO）对流活动的关键前期信号及可预报性，探讨热带-中高纬相互作 9 用过程及海-气、陆-气相互作用对季节内振荡的影响。 8近海环境改变对海洋生物的影响及其资源效应（C类） 探讨近海环境改变压力下我国重要渔业资源早期生活史生境的变迁特征、对补充过程的影响与机制、渔业种群对这些改变的适应性响应，为爱护、修复渔业

18、种群早期生活史关键栖息地供应科学依据。 健康科学领域 1.环境因素引发呼吸道损伤的病理生理学机理与干预探讨 探讨大气细颗粒（含PM2.5）等环境因素引发呼吸道损伤的病理生理学机理，通过细胞、动物模型、患者表型与基因组改变的整合分析，系统解析其分子机制，遴选作为候选药物靶点的重要调控分子，为干预新策略供应依据。 2.精神活性物质成瘾记忆的形成和消退 开展精神活性物质成瘾记忆相关神经元和神经环路探讨，揭示成瘾记忆形成、保持、提取和强化的分子基础与信号通路，探讨针对成瘾记忆的药物新靶点和前体化合物，探究选择性消退成瘾记忆的策略和手段，提高干预复吸的有效率。 3.代谢综合征的分子养分学机理探讨 探讨养

19、分、代谢稳态失衡与代谢综合征发生发展的关系，揭示特定养分、基因与代谢通路变更促发代谢稳态失调的机理，阐明养分感应与细胞应激调控网络在代谢稳态异样中的作用，提出代谢综合征的早期防治措施。 10 4.老年骨骼相关疾病的发病机制及诊疗的基础探讨（C类） 结合临床与流行病学的工作基础，探讨骨质疏松、退行性骨关节病等老年骨骼相关疾病的发病机理，阐明骨骼发育、苍老和稳态保持的分子机制，为预防与诊疗老年骨骼相关疾病的新策略奠定理论基础。 5.炎-癌生物信号在肿瘤发生发展和肿瘤治疗中作用的探讨 围绕炎-癌相互作用信号的探讨，阐明肿瘤细胞死亡的方式对自然免疫细胞抑癌或促癌作用的影响，探讨免疫炎症细胞抗癌机能重塑

20、的方法和机制；探讨炎症反应与药物敏感性、抗药性产生的关系，为肿瘤治疗供应新的思路。 6.恶性肿瘤癌前病变和侵袭的早期分子事务探讨 以1至2种恶性肿瘤为对象，探讨癌前病变和肿瘤侵袭前期的早期分子事务，发觉肿瘤诊疗新标记物，提出阻遏癌前病变和肿瘤侵袭的有效手段，提高肿瘤诊疗水平。 7.免疫细胞亚群在慢性炎症疾病中的调整与致病机理以及靶向治疗的基础探讨（C类） 结合免疫细胞亚群产生与维持的工作基础，探讨细胞亚群（如T细胞、B细胞或树突状细胞亚群）对炎症与免疫疾病的调整作用以及致病机理，提出靶向治疗的新思路新策略。 8.器官移植免疫耐受探讨（C类） 以1种重要脏器的移植为对象，探讨免疫耐受发生的细胞分

21、子机制，找寻免疫耐受标记物，探究器官移植免疫耐受诱导的新方案，降低植后器官的慢性免疫排斥、患者的机会感染或肿瘤发生，提高长期生存率。 11 中医理论专题 1.基于临床的气血相关理论探讨 基于脏象，探讨气为血帅、血为气母的理论基础，阐明气虚血瘀、气滞血瘀、气不摄血的形成过程和机理，揭示临床有效病证气血论治的疗效机理。 2.基于临床的灸法作用机理探讨 以灸法临床疗效准确的病证为载体，系统揭示灸材、灸法作用的特点和生物学基础，阐明影响灸效的关键影响因素，比较探讨艾灸与针刺作用的异同。 利用现代成像技术等手段，探究经络探讨新方法，为探讨中医经络的科学内涵奠定基础。 重要传染病基础探讨专题 1.重要病原

22、细菌关键生物学特性的进化机制 以肠杆菌科、分枝杆菌属和不动杆菌属等重要病原菌为探讨对象，探讨其关键生物特性，如致病性、自然生存与传播性、耐药性等的进化机制，为这些病原菌所致疾病的防治奠定基础。 2.慢性丙型病毒性肝炎免疫逃逸与免疫病理 探讨丙型肝炎病毒（HCV）中国主要流行株感染、复制等病毒学特征和宿主细胞调控规律，阐述HCV不同流行毒株应答抗病毒治疗的异同性；分析自限性感染和持续性感染的免疫反应特征，阐述自然免疫识别与应答的信号机制，HCV建立持续性感染的免疫逃逸规律，以及丙型肝炎病理进展和糖脂代谢紊乱等主要 12 肝外疾病机制，为针对HCV中国主要流行株的抗病毒药物、疫苗研制奠定理论基础。

23、 材料科学领域 1.高储能密度无机电介质材料的关键问题 针对国家重大工程用能量存储器件对无机电介质材料及电容器的需求，探讨电介质材料组分、微纳结构、异质界面对电极化、电荷存储及转移的影响规律，探讨超高储能密度电容器电介质材料在高场下的介电性能改变及调控原理，探究提高电介质能量密度和容量的新机制，探讨大容量超高储能密度电容器的制备科学、集成技术和服役特性。 2.高性能橡胶材料探讨 围绕汽车轮胎用橡胶材料的高性能化，以小型汽车为重点，探讨其分子设计和可控合成，以及其链结构、聚集态结构、橡胶复合体系的多层次多尺度结构对材料性能的影响规律，提高轮胎耐磨性，降低磨耗和微粒排放，改善滚动阻力、抗湿滑等服役

24、性能。 3.高速重载轨道交通轮轨系统金属材料探讨 探讨高速、重载轨道交通在运营环境下轮轨系统轮辋金属材料约束致脆、高应变、疲惫伤损、动态衰退等导致平安性恶化和影响寿命周期的科学问题，发展新一代轮轨材料原型，建立轮轨金属材料服役评价体系。 4.新型功能材料显微组织和性能的原子尺度观测与表征（C类） 13 发展具有亚埃辨别的成像、皮米精度的位移测量、原子的元素辨别等先进表征手段，探讨新型多铁材料的极化微区、畴和畴壁、晶界和相界等显微组织的晶体学特性、原子构型、电子结构、磁结构等特性和它们之间的耦合及在外场作用下的演化，阐明其与材料性能的关系。 5.高效率、低成本有机高分子发光材料探讨 针对大尺寸、

25、柔性和低成本加工为特征的有机显示器件，探讨面对溶液加工工艺的蓝光、绿光、红光材料等高效率有机高分子发光材料和相关匹配材料的分子设计、能级调控与可限制备，探究新一代低成本有机发光材料的新理论和新结构，提出低成本全印刷显示屏和高性能柔性显示屏制作的新工艺与新途径。 6.严酷环境条件下混凝土材料与结构性能探讨 探讨在海洋与西部严酷环境下混凝土材料与结构的性能退化机理，长寿命混凝土材料微结构形成规律与性能优化，为重大基础工程平安服役与耐久性设计供应科学基础。 7.轻质热防护材料结构与性能演化规律（C类） 针对将来新型飞行器的发展需求，探讨可重复运用轻质热防护材料设计及实现方法，揭示材料微观结构与性能关

26、系，阐明服役过程中材料的演化规律，建立轻质热防护材料可重复运用的性能评价体系。 8.面对应用的高性能水处理膜设计与制备（C类） 以海水淡化等水处理膜高性能化和批量制备匀称化为探讨目标，探讨树脂分子结构和聚集态结构对纳米级孔的形成及调控机制，膜的缺陷形成及其限制原理，膜的批量制备匀称性和服役 14 稳定性的影响规律，为全面提升我国水处理膜水平奠定科学基础。 制造与工程科学领域 1.20nm/14nm集成电路器件化的高密度三维信息传输跨尺度制造科学基础 围绕20/14nm以下大规模集成电路转化为器件的系列制造科学问题，探讨困难微纳结构实现功能信息的传递由平面载体向多维载体的转换，跨尺度异质微纳结构

27、传递路径的制造原理，高密度信息传输的热、力、电子流淌态改变规律，传输介面的稳定性与服役牢靠性，器件功能模块化与系统级集成的协同制造，制造过程建模与虚拟仿真设计。 2.能动、资源、运载等重大装备设计、制造、集成的科学基础 针对高端装备整机设计、核心功能部件的制造和集成须要解决的科学问题，探讨核能动力、页岩气开采、高速列车等重大装备的功能原理设计，基于节能目标的结构设计与界面科学、高稳定运行的动力学设计、特别服役零、构件形性协同精确演化的制造原理，集成装配的物理与几何统一建模，装备服役运行的智能限制。 3.极端服役装备的平安运行、牢靠性评估基本原理与方法 为规避由设备故障引发灾难性事故，重点探讨高

28、速、重载、高精度、强扰动服役装备的疲惫破坏、磨损失效、振动失稳、随机外扰动与装备困难响应的突发故障、毁灭性破坏发生的机制， 15 故障检测与预防方法、消减原理与技术等。 4.高性能基础件、特种功能部/器件设计制造新原理（C类） 针对高品质基础件与核心功能部/器件的设计制造与创新，探讨特种服役齿轮等基础件高精度制造、高压系统大型承载件整体化制造、特种精密功能部件的创成新原理，特别物理性能器件制造新原理和系统集成新工艺。 5.重大土木工程结构设计和建立中的科学问题 针对困难高层建筑或超大跨桥梁等，探讨强震台风等极端灾难荷载的精细化建模、性能分析、振动限制及健康监测的理论和方法；发展新型工程材料和结

29、构，探讨其多学科性能、破坏准则，形成新的设计理论，并与重大工程或规范制定紧密结合。 6.矿山、交通等重大基础设施的全寿命周期平安探讨 针对高铁及城市轨道交通工程结构、尾矿坝、矿山采空区、极端环境（强震、高寒、困难地质条件）下服役的大型基础设施，探讨在全寿命服役期内的工程耐久性、失效模式和机理，高危风险孕育机理、防灾治理和预料预警。 7.特别灾难性荷载下工程结构体系的牢靠性与平安性（C类） 针对长距离或人口密集区输油输气输水等生命线工程、核能基地等重要基础设施，探讨爆炸、火灾及灾难性荷载作用下，材料与结构的破坏规律和体系牢靠度，基于现代信息技术的长期平安性监测，降低破坏风险的工程设计与防护理论。

30、 8.制造和工程的数字化与软件（C类） 面对重大工程结构设计、施工和服役的需求，研发力学等多学科性能分析和模拟的数字化工具、具有自主学问产权的专用软 16 件及支撑平台；重大装备总体集成装配与服役运行仿真、高速运载装备气动力学计算设计仿真等成套软件的核心理论和方法。 综合交叉科学领域 1.高电压大容量碳化硅电力电子材料、器件及装臵的基础科学问题 面对高电压大容量电力电子应用，探究大尺寸P型碳化硅衬底材料生长规律；探讨碳化硅器件的新结构和新机理；探讨基于碳化硅器件的装臵在电力电子系统中应用的基础科学问题。 2.活细胞无标记检测 探讨活细胞无标记检测的新技术、新方法，利用双波长相干反斯托克斯拉曼散

31、射（CARS）显微镜、太赫兹光谱成像等手段开展包括细胞内脂质等方面的探讨。 3.脑细胞和神经回路成像 探讨对脑细胞和神经回路进行成像探讨的新方法和新工具，探究脑功能、脑疾病的形成机制。 4.基因元件和基因器件的设计、合成和应用（合成生物学专题） 基于结构、功能关系及相互作用网络设计，合成具有特定功能的基因元件与基因器件，并用于代谢性疾病和肿瘤的早期干预，或创新药物的生物合成和优化，或提高农作物固氮效率和抗逆性能。 5.飞机结冰与防除冰理论与方法（大型飞机基础探讨专题） 17 针对表面结冰引发飞机恶性事故的重要问题，探讨飞行中水滴撞击于飞机与发动机表面产生不确定表面流场与结冰的困难过程，探讨其动

32、力学机制与热力学演化，探讨结构、材料与表面形貌对过程的影响机制，表面结冰对飞行气动力学的影响规律和致灾机理，建立表面结冰物理模型、计算模拟结冰的环境与飞行条件，提出限制与消退结冰致灾的原理与方法。 6.深海深渊生物群落结构与多样性（深海科学专题） 依托深潜器等深海探讨平台，探讨深海极端环境下的生物群落结构和多样性特征，其与环境的关系及深渊生物资源利用的潜力。 重大科学前沿领域 重点支持经过自然科学基金等前期培育取得重要进展，应用前景较为明朗，可望取得重大突破的科学前沿探讨。例如：大数据探讨的数学基础，非晶体系的动力学微观特征和时空关联，深空探测中的行星科学，新物质创建和物质转化的新策略与新方法

33、，蒙古高原的壳、幔结构与大陆动力学，非编码RNA的生物学功能等。 重点支持基于重大科学设施开展的科学前沿探讨及重大国际合作探讨。例如：北京谱仪BESIII tau-粲物理试验探讨，大口径全可动射电望远镜关键技术探讨，高灵敏度、高时空辨别率天文观测试验技术探讨等。 18 纳米探讨 1.纳米信息器件及集成 具有好用化前景的、与现代信息技术亲密相关的新型纳米光电器件及系统集成,如柔性电子学器件与系统、与纳米光波导和光逻辑相关的表面等离激元器件、信息技术传感器等。 2.纳米生物与医药 针对重大疾病诊断、有效干预、治疗和再生医学的纳米技术；针对重大疾病与常见病的可临床应用的新药物、新剂型和新材料，有效改

34、善成药性和提高生物利用度的探讨。 3.能源纳米材料与技术 具有应用前景的新型高效能量转换、存储的纳米材料，转换效率与能量存储指标优于现有材料产品；具有重大产业化应用价值的纳米催化的科学问题。 4.纳米加工方法、检测与标准 (C) 具有重要应用前景的纳米结构的新型高效加工技术与方法，高辨别、原位动态智能检测表征仪器和系统; 新型纳米标准物质的制备与检测方法，纳米技术标准制定中的科学问题探讨。 5.纳米材料与结构中的基础问题 (C) 有重大应用需求前景的特种纳米材料研制与可限制备及性能探讨，纳米材料的本征结构与多场（力学、电学、光学等）耦合性能关系探讨。 6.纳米环境材料与技术 (C) 19 具有

35、重大应用前景的纳米环境材料，高效、高灵敏度、高通量污染物检测与表征新技术与新方法，纳米材料的生物效应与生物平安性。 7.二维/三维石墨烯材料与器件的可限制备及示范应用 研发超高比表面积二维/三维石墨烯材料的低成本、规模化可限制备技术，比表面积3000 m/g、体电荷迁移率10000 cm/Vs，实现石墨烯材料在光通信、光催化制氢、生物传感与检测等领域的示范应用。 8.能量转换与存储用纳米器件制备及其检测技术 突破高效能量转换和存储用新型单分散性纳米能源材料规模化制备与器件，实现新型非硅全固态太阳能电池效率15%，单体储能器件能量密度260Wh/kg；开发60nm以下空间辨别率光电综合测试技术与

36、装备，满意纳米材料与器件表界面空间高辨别特性分析要求。 9.致霾汽车尾气治理关键纳米催化材料技术 研发达到国5/6排放标准的汽车尾气催化净化用纳米催化材料及其工程制备关键技术，开发纳米催化净化器，实现批量生产和装车示范应用。纳米催化剂颗粒产品平均粒径25nm，整车排放达到国5/6标准，运用寿命2年以上，显著削减致霾尾气排放。 10.纳米生物材料技术 突破生物材料表面纳米改性、三维集成打印等关键技术, 实 20 2现优异的生物学性能（满意检测标准要求，改性表面尺度100nm）、特性化临床需求（单个制品打印时间30min），促进组织生长和重建速度与质量，研发制品达到临床应用目标。 11.新型高分子

37、纳米复合材料规模化制备技术 突破高分子基纳米复合材料规模化制备技术，开发超耐磨纳米复合材料（耐磨性提高50%，硬度7）、低成本耐高温复合材料（耐热温度提高30%）、纳米复合导电膜/纤维材料 (10-50nm直径导电网络结构)、分别用单分散聚合物纳微球(孔径5-100nm、分布系数CV3%)，建成工业示范线并实现产品应用。由企业牵头实施。 12.纳米改性凝胶材料的制备与应用技术 研发纳米改性高性能结构功能一体化胶凝材料制备关键技术，提高材料环境适应实力和界面过渡区粘结强度，胶凝材料的氯离子扩散系数和抗冻性较现有国标提高50%以上，材料耐久性提高30%，建立工业示范线并实现应用。由企业牵头实施。

38、量子调控探讨 1.宏观量子态的界面调控 制备高质量的关联材料异质结界面及层状结构，实现原子尺度的精确限制。利用多种精确表征手段探讨界面对宏观量子态的调控，以及诱导的新颖量子现象。探讨材料结构和电子构型与物性的关联，并结合理论探讨界面和两维体系对超导转变温度、热 21 电和拓扑特性等的调控机理和提升作用。 2.高迁移率半导体及新型二维电子材料的有序态 探讨基于半导体异质结的高迁移率二维电子气及MoS2等薄膜、拓扑绝缘体表面态等二维材料的有序态，探究这些材料在不同条件下呈现出的新颖量子现象，以及不同有序态间的共存、竞争及量子相变。 3.重原子化合物中的电子关联 探讨重原子化合物包括后过渡金属氧化物

39、和重费米子体系的新颖量子态和新奇物性。发展理论和数值模拟方法，揭示多种相互作用竞争导致的多自由度间的耦合机制。 4.过渡金属氧化物人工微结构的耦合调控 (C) 发展原子尺度上结构和成分的精确可控生长技术，制备高品质的过渡金属氧化物薄膜及其人工微结构。发展亚原子辨别成像、谱学分析和畴结构表征与操控新技术，探讨过渡金属氧化物及其人工微结构中多重量子序耦合调控的机理，探究新型的信息和能源器件。 5.受限磁结构中的自旋相关输运及其动力学 (C) 制备新型磁性多层结构，探讨磁各向异性等物性，探究电场调控磁各向异性的新方法。探讨受限人工磁结构中与自旋相关的输运特性，以及光、热激发下的非平衡态磁学性质。探究

40、在存储技术中的应用。 6.垂直磁各向异性铁磁/半导体异质结构中自旋调控 (C) 22 制备与半导体结构和工艺兼容的特种垂直磁各向异性多层结构，探讨与自旋转移力矩效应相关的自旋动力学及异质结构中自旋流的产朝气理。探究铁磁/半导体界面自旋流的产生、检测及调控。 蛋白质探讨 1.重要膜蛋白和大分子复合体的结构与功能 针对遗传信息的存储与修复，信息、能量和物质的运输与传递等重大生理过程，探讨与重要生理功能及人类疾病相关的膜蛋白和大分子复合体的三维结构，阐述其发挥功能的分子机制，为疾病治疗供应理论基础。 2.重大疾病的蛋白质调控网络和系统生物学探讨 发展生物统计学和计算生物学等系统生物学方法，探讨肿瘤发

41、生和发展过程中与基因突变、组织稳态调整等微环境调控相关的蛋白质发挥功能的分子机制，揭示蛋白质动态性质和构建在疾病发生中的相互作用网络及其调控规律。 3.与真核细胞重要生理过程相关的蛋白质功能探讨 针对真核细胞中具有重要生理功能的生物大分子系统，关注细胞应激和稳态调控（如基因组稳定性）、细胞命运确定等重要过程的蛋白质的功能和调控机制，特殊是蛋白质-RNA相互作用机理及其在细胞器功能中的作用；关注植物的独特生理过程，如 23 植物光、化学和其它因子在植物信号传导途径中所涉及重要蛋白质的功能和机制。 4.重要生理和病理过程的蛋白质组学探讨 (C) 针对应激、感染与免疫重要生理和病理过程，利用修饰、定

42、量、动态及相互作用等蛋白质组学的手段，探讨相关分子调控网络，关注疾病发生的分子机制，发觉关键的生物标记物和药物作用靶点。 5.蛋白质探讨的新技术和新方法 (C) 发展蛋白质高精度测定（识别、定量、结构和修饰等）的新技术和新方法；发展分子影像新技术；发展用于探讨小分子和离子影响蛋白质结构和功能的新技术和新方法；发展基于遗传操作的蛋白质功能探讨新技术及适合于合成生物学等新兴领域的新技术新方法。 6.微生物与宿主相互作用过程相关的蛋白质分子机制探讨 (C) 针对微生物与宿主间的相互关系，关注病原微生物侵染过程中宿主细胞爱护性免疫的分子机制；探讨病原微生物感染过程中免疫细胞的蛋白质翻译及翻译后修饰的功

43、能及调控机制；探讨宿主微生态与宿主免疫系统相互调整及耐药产生的分子机制。 发育与生殖探讨 1.重要器官发育及相关疾病的分子基础 24 利用模式动物或人类临床资源，探讨重要器官发育的分子和细胞基础，揭示相关疾病的发病机理，为疾病的诊治和器官修复供应科学依据。 2.免疫系统或神经系统发育及其相关疾病的调控机制 (C) 利用模式动物及人类临床资源，探讨免疫系统或神经系统等组织和细胞发育的分子调控机制，阐释相关疾病的发病机理，为诊治供应理论基础。 3.肌肉和脂肪组织发育的遗传与分子调控机制 (C) 利用动物模型，探讨肌肉与脂肪组织发育的分子调控机制，为动物种质资源创制和相关人类疾病的治疗奠定科学基础。

44、 4.妊娠相关重大疾病的发朝气制 利用模式动物及人类临床资源，重点探讨自发流产、先兆子痫、宫内发育异样、早产等妊娠相关重大疾病的发朝气制，为保障女性生殖健康供应理论基础。 5.配子发生的分子基础 探讨配子及性腺发生的遗传、表观遗传和环境因素的影响机理；探究建立生殖细胞遗传异样的筛选和诊治方法，为人类生殖缺陷和不育症的诊治供应理论基础和技术支撑。 6.植物主要器官发育的分子机制 (C) 利用模式植物与重要农作物，探讨植物主要器官发生发育的环境影响与可塑性的分子调控机制；阐释植物双受精的细胞与分子机理。 25 干细胞探讨 1.干细胞移植的免疫学基础探讨 探讨干细胞移植后的免疫反应，重点探讨移植细胞

45、和宿主免疫系统微环境之间相互调控和免疫耐受的形成，免疫微环境对供体和宿主干细胞自我更新和分化的影响、及其相关机制。 2.小分子调控细胞命运的机理探讨 利用已建立的小分子化合物探讨平台，系统开展小分子化合物调控人类干细胞命运及诱导体细胞重编程的探讨，探究向各类组织干细胞/功能细胞转化的新策略并阐明机制。 3.干细胞基因组稳定性与干细胞苍老机理探讨 以干细胞信号调控网络和关键分子靶点为目标，系统探讨人类多能干细胞或组织干细胞基因组稳定性及其苍老过程，阐明其对机体病变与苍老影响的细胞及分子生物学机理。 4.多能干细胞命运确定及定向分化的探讨 (C) 聚焦一种重要多能干细胞类型或者重要的干细胞生物学过程，系统探讨细胞命运调控和确定的机理，提出并验证关于细胞命运调控的新假说，建立细胞命运调控的新技