2021年工程與材料科學(xué)部共發(fā)布12個重大項目指南，擬資助9個重大項目，項目申請的直接費用預(yù)算不得超過1500萬元/項。 8月5日，國家自然科學(xué)基金委員會發(fā)布《關(guān)于發(fā)布“十四五”第一批重大項目指南及申請注意事項的通告》（以下簡稱《通告》），發(fā)布了“十四五”第一批9個科學(xué)部78個重大項目指南。其中，2021年工程與材料科學(xué)部共發(fā)布12個重大項目指南，擬資助9個重大項目，項目申請的直接費用預(yù)算不得超過1500萬元/項。  據(jù)介紹，國家自然科學(xué)基金委員會按照新時期科學(xué)基金深化改革總體部署，根據(jù)“十四五”發(fā)展規(guī)劃明確的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，經(jīng)廣泛征求科學(xué)家和相關(guān)部門意見建議，利用各級專家咨詢委員會、雙清論壇等開展深入研討和科學(xué)問題凝練，形成了“十四五”第一批9個科學(xué)部78個重大項目指南。 重大項目面向科學(xué)前沿和國家經(jīng)濟、社會、科技發(fā)展及國家安全的重大需求中的重大科學(xué)問題，超前部署，開展多學(xué)科交叉研究和綜合性研究，充分發(fā)揮支撐與引領(lǐng)作用，提升我國基礎(chǔ)研究源頭創(chuàng)新能力。 重大項目或重大項目課題申請人應(yīng)當具有承擔基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷及高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）。同時，《通告》指出，在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位及無工作單位或者所在單位不是依托單位的科學(xué)技術(shù)人員不得作為申請人進行申請；部分重大項目對申請條件有特殊要求的，以相關(guān)重大項目指南為準；重大項目的資助期限為5年，申請書中的研究期限應(yīng)填寫2022年1月1日—2026年12月31日。 以下為工程與材料科學(xué)部重大項目指南12個重大項目： 1、“基于能量耗散的金屬基復(fù)合材料強-韌性關(guān)聯(lián)重構(gòu)”重大項目指南 兼具高強度和高韌性的先進金屬基復(fù)合材料是空天等領(lǐng)域所急需的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，對于提升裝備可靠性、減輕重量有著不可替代的關(guān)鍵作用。材料的強度和韌性之間存在倒置關(guān)系，嚴重制約了金屬基復(fù)合材料的發(fā)展。以材料微結(jié)構(gòu)為首要要素的構(gòu)型化復(fù)合理念是目前突破強-韌性倒置關(guān)系的最有希望的思路，而金屬基復(fù)合材料以其可設(shè)計性成為最有可能實現(xiàn)這一革命性材料設(shè)計思路并獲得重大應(yīng)用的新型材料。因此，探索強-韌性的同步提升機制，開發(fā)新型高強韌金屬基復(fù)合材料，具有重要意義。 一、科學(xué)目標 針對構(gòu)型化復(fù)合面臨的強韌化機理不清、設(shè)計調(diào)控難等瓶頸問題，研究能量耗散及變形非局域化的新原理和新技術(shù)，闡明復(fù)合構(gòu)型的能量耗散機理，提出力學(xué)性能和使役行為的能量學(xué)判據(jù)，建立復(fù)合構(gòu)型跨尺度設(shè)計準則，突破強-韌性倒置關(guān)系并實現(xiàn)關(guān)聯(lián)重構(gòu)，為制備高強韌金屬基復(fù)合材料奠定理論基礎(chǔ)。 二、研究內(nèi)容 （一）金屬基復(fù)合材料強-韌性關(guān)聯(lián)的能耗機理。 研究復(fù)合結(jié)構(gòu)基元和界面的能量耗散行為，探究能耗方式對變形、斷裂等力學(xué)行為的影響規(guī)律，揭示復(fù)合構(gòu)型能量耗散的新機理，構(gòu)建“復(fù)合構(gòu)型-能量耗散-力學(xué)性能”的構(gòu)效關(guān)系。 （二）構(gòu)型化金屬基復(fù)合材料跨尺度設(shè)計原理。 構(gòu)建能量守恒與構(gòu)型化復(fù)合相結(jié)合的跨尺度力學(xué)擬實模型，研究復(fù)合構(gòu)型對能量-應(yīng)力-應(yīng)變的分配規(guī)律和影響機制，提出相對應(yīng)的能量學(xué)判據(jù)，指導(dǎo)高強韌金屬基復(fù)合材料的反向設(shè)計。 （三）金屬基復(fù)合材料構(gòu)型化復(fù)合制備技術(shù)。 發(fā)展跨尺度、精準調(diào)控復(fù)合構(gòu)型的制備新技術(shù)，研究多相多尺度復(fù)合結(jié)構(gòu)基元之間的限域作用規(guī)律，揭示復(fù)合構(gòu)型和界面的形成與演化機制，實現(xiàn)高強韌金屬基復(fù)合材料的可控制備。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“基于能量耗散的金屬基復(fù)合材料強-韌性關(guān)聯(lián)重構(gòu)”，申請代碼1選擇E0105。 2、“高頻高效電機用新型非晶軟磁材料”重大項目指南 大功率、高轉(zhuǎn)速、小型化、低能耗的高頻高效電機是未來電機領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。傳統(tǒng)電機受硅鋼材料的矯頑力大和電導(dǎo)率高等固有屬性的限制，在高頻下?lián)p耗嚴重，效率不高。軟磁非晶合金是一種具有遠低于硅鋼的矯頑力和電導(dǎo)率的新型金屬材料，是制備高頻高效電機鐵芯的理想材料。因此，研發(fā)新一代適用于高頻高效電機的軟磁非晶合金新材料，對突破高速精密機床、無人機、高速離心機等領(lǐng)域用高頻高速電機的技術(shù)瓶頸、提升關(guān)鍵基礎(chǔ)部件核心競爭力具有重要意義。 一、科學(xué)目標 以高頻高效電機鐵芯為應(yīng)用導(dǎo)向，研發(fā)出兼具高非晶形成能力、高飽和磁感強度和低磁致伸縮系數(shù)的新一代軟磁非晶合金材料，形成軟磁非晶材料高效研發(fā)的新技術(shù)，獲得非晶鐵芯低成本加工成型新工藝，突破非晶鐵芯制造難題，為高頻高效非晶電機在高端裝備中的廣泛應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。 二、研究內(nèi)容 （一）軟磁非晶合金的形成機理及其性能調(diào)控規(guī)律。 研究軟磁非晶合金形成過程中熔體結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律，揭示軟磁非晶合金的形成機理；探明軟磁非晶合金的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀磁性能、力學(xué)性能的關(guān)聯(lián)性及其調(diào)控規(guī)律。 （二）新型高性能軟磁非晶合金的高效開發(fā)技術(shù)。 建立軟磁非晶合金的高效制備和集成化性能表征的新方法，獲得兼具高非晶形成能力、高飽和磁感強度（1.8T以上）和低磁致伸縮系數(shù)的新一代軟磁非晶合金。 （三）新型軟磁非晶合金的加工性能優(yōu)化。 探明非晶鐵芯加工過程中結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的演化規(guī)律，發(fā)展非晶合金塑性調(diào)控的新方法，探索軟磁非晶鐵芯塑性加工的新工藝，實現(xiàn)非晶鐵芯的低成本和高效率加工。 （四）基于新型軟磁非晶合金的高頻高效電機開發(fā)。 發(fā)展高速非晶電機的損耗精細計算、分離理論及效率準確測試的方法和關(guān)鍵技術(shù)，優(yōu)化非晶鐵芯和高頻高效非晶電機的結(jié)構(gòu)，研制新一代高頻高效非晶電機示范性樣機。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“高頻高效電機用非晶軟磁材料基礎(chǔ)問題研究”，申請代碼1選擇E0106。 3、“第三代半導(dǎo)體中壓電-電/光耦合新效應(yīng)、材料與器件研究”重大項目指南 第三代半導(dǎo)體是信息、能源等戰(zhàn)略行業(yè)的重要材料，世界各國均將其列為國家重點發(fā)展戰(zhàn)略。壓電極化是決定第三代半導(dǎo)體器件電/光性能的重要因素。如何調(diào)控壓電極化，突破大功率晶體管功率瓶頸，以及提高光電器件光電轉(zhuǎn)換效率是當前亟需解決的科學(xué)技術(shù)難題。因此，第三代半導(dǎo)體壓電-電/光多場耦合效應(yīng)的研究不僅能極大豐富半導(dǎo)體物理學(xué)，而且將變革器件設(shè)計理念及制造技術(shù)，推動其在大功率晶體管和發(fā)光二極管等重大應(yīng)用的變革性突破，對電子探測技術(shù)和照明技術(shù)具有重要意義。 一、科學(xué)目標 針對第三代半導(dǎo)體器件中壓電極化制約大功率晶體管和發(fā)光二極管性能的瓶頸問題，研究壓電-電/光多場耦合新效應(yīng)，建立三維精準局域應(yīng)力調(diào)控的新方法，為實現(xiàn)大功率晶體管和發(fā)光二極管性能的變革性突破提供理論和技術(shù)支撐。 二、研究內(nèi)容 （一）壓電-電/光耦合新效應(yīng)。 研究第三代半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)處載流子的產(chǎn)生、分離、弛豫、復(fù)合的超快過程及其與壓電-電/光多場耦合的關(guān)聯(lián)，從原子層面揭示壓電-電/光多場耦合新效應(yīng)，構(gòu)建完整的理論體系。 （二）第三代半導(dǎo)體材料的精準構(gòu)筑、應(yīng)力固化與性能調(diào)控。 精準構(gòu)筑低維第三代半導(dǎo)體材料，揭示材料組分、微結(jié)構(gòu)、缺陷行為與壓電-電/光特性的內(nèi)在關(guān)聯(lián)；研究第三代半導(dǎo)體中應(yīng)力固化的新機制，發(fā)展原子級三維應(yīng)力調(diào)控和外延應(yīng)力固化的新方法。 （三）壓電-電耦合增強的大功率晶體管的研制與應(yīng)用。 研究第三代半導(dǎo)體壓電-電耦合器件新設(shè)計方法，發(fā)展壓電異質(zhì)結(jié)生長、器件構(gòu)筑和應(yīng)力調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)；面向雷達、通訊領(lǐng)域的需求，研制突破當前功率瓶頸的大功率晶體管。 （四）壓電-光耦合調(diào)制的發(fā)光二極管的研制與應(yīng)用。 研究第三代半導(dǎo)體大失配外延引入的壓電場對光電器件性能的影響及作用機制，開拓壓電-光耦合大幅提高光電轉(zhuǎn)換量子效率的新方案，開發(fā)高能效的發(fā)光二極管，推動照明領(lǐng)域的節(jié)能減排。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“第三代半導(dǎo)體中壓電-電/光耦合新效應(yīng)、材料與器件研究”，申請代碼1選擇E0207。 4、“干熱巖地熱資源開采機理與方法”重大項目指南 深層干熱巖地熱具有儲量豐富、綠色環(huán)保、高效穩(wěn)定、不受季節(jié)/晝夜限制等特點，是一種具有較強競爭力的新型清潔可再生能源。如何有效開采干熱巖地熱、提高干熱巖地熱開發(fā)利用效率，是當前亟需解決的工程技術(shù)難題。因此，針對干熱巖高溫、高強度、高研磨性的特點，探索干熱巖地熱開采機理與方法，推動深層高溫地熱開發(fā)進程，對于支撐我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、低碳/零碳能源發(fā)展、實現(xiàn)“雙碳”（碳達峰與碳中和）目標具有重要意義。 一、科學(xué)目標 針對干熱巖地熱開采面臨的鉆井完井難、壓裂造縫難、流動取熱難等瓶頸問題，研究高效建井、造儲與采熱的新原理與新技術(shù)，揭示高溫儲層動態(tài)力學(xué)響應(yīng)機制及縫網(wǎng)連通機理，闡明注采井干擾下地應(yīng)力場演化規(guī)律，建立多場時空演化下強化取熱與調(diào)控方法，為形成干熱巖地熱高效開發(fā)技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。 二、研究內(nèi)容 （一）高溫儲層巖體物理力學(xué)變化規(guī)律與表征方法。 研究高溫下干熱巖天然裂縫形態(tài)、滲透率等物理、力學(xué)特性的演變規(guī)律；建立非連續(xù)性巖體孔隙/裂隙精細化表征方法和本構(gòu)表征模型。 （二）高溫巖石動態(tài)損傷機理與高效破碎方法。 研究高溫環(huán)境鉆頭在軸-扭耦合沖擊下的力學(xué)動態(tài)響應(yīng)特征，及其與干熱巖的作用機理；評價高溫巖石的可鉆性，并建立高溫固井和提高井眼清潔度新方法。 （三）高溫巖體復(fù)雜縫網(wǎng)造儲理論與技術(shù)。 研究高溫巖體地應(yīng)力場、溫度場重構(gòu)特征，揭示天然裂縫對人工裂縫擴展干擾的作用機制，闡明多場耦合作用下縫網(wǎng)起裂、演化、滲流的影響規(guī)律，形成干熱巖壓裂造儲理論與方法。 （四）復(fù)雜縫網(wǎng)內(nèi)取熱工質(zhì)滲流與傳熱規(guī)律。 研究不同工質(zhì)在干熱巖儲層縫網(wǎng)內(nèi)的滲流特征、傳質(zhì)傳熱規(guī)律、水化/溶蝕反應(yīng)特征，及其對縫網(wǎng)滲流場的影響規(guī)律，厘清注入流體參數(shù)對采出流體溫度-壓力-相態(tài)等的作用機制。 （五）開采過程多場時空演變規(guī)律與流動調(diào)控方法。 進行地質(zhì)建模，構(gòu)建宏觀尺度的數(shù)字化“透明”干熱巖體，研究多場耦合下地應(yīng)力場、縫網(wǎng)形態(tài)、滲流場、溫度場等時空演變規(guī)律，建立取熱效率和干熱巖開采壽命預(yù)測模型。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“干熱巖地熱資源開采機理與方法”，申請代碼1選擇E0401。 5、“瞬態(tài)折展變形機構(gòu)設(shè)計理論與關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)”重大項目指南 我國航空航天、軌道交通等領(lǐng)域高端裝備的極端服役環(huán)境對機構(gòu)性能提出了極限化的要求。如何在高速運行、瞬態(tài)折展等極限功能需求下實現(xiàn)機構(gòu)亞秒級瞬態(tài)作動、多構(gòu)態(tài)重復(fù)變換、光滑連續(xù)變形是亟待突破的難題。因此，開展瞬態(tài)折展變形機構(gòu)設(shè)計理論與關(guān)鍵技術(shù)研究，突破制約高端裝備極限性能的瓶頸難題，對提升我國裝備基礎(chǔ)核心競爭力具有重要意義。 一、科學(xué)目標 針對瞬態(tài)折展變形機構(gòu)創(chuàng)成、機構(gòu)-結(jié)構(gòu)協(xié)同變形、與服役環(huán)境強耦合等理論問題，研究瞬態(tài)機構(gòu)創(chuàng)成新原理與機構(gòu)-結(jié)構(gòu)多構(gòu)態(tài)協(xié)同變形新機制，揭示機構(gòu)-結(jié)構(gòu)-環(huán)境交互作用機理，突破瞬態(tài)折展變形機構(gòu)與服役環(huán)境融合設(shè)計及驗證的新技術(shù)，構(gòu)建瞬態(tài)機構(gòu)-變形結(jié)構(gòu)-環(huán)境融合的機構(gòu)學(xué)理論與技術(shù)新體系。 二、研究內(nèi)容 （一）瞬態(tài)可重復(fù)折展變形機構(gòu)創(chuàng)成原理。 研究多構(gòu)態(tài)折展變形機構(gòu)創(chuàng)成原理及構(gòu)態(tài)間重復(fù)變換與鎖定機制，闡明機構(gòu)瞬態(tài)響應(yīng)效應(yīng)與損傷失效機理，發(fā)展瞬態(tài)機構(gòu)高效驅(qū)動與“型-性-度”一體化設(shè)計方法。 （二）機構(gòu)-結(jié)構(gòu)剛?cè)釓?fù)合系統(tǒng)連續(xù)光滑協(xié)同變形機制。 建立變形結(jié)構(gòu)宏-細-微多尺度力學(xué)模型，揭示機構(gòu)多構(gòu)態(tài)運動與結(jié)構(gòu)大變形全域協(xié)調(diào)機理，發(fā)展連續(xù)光滑大變形與承載功能一體化的機構(gòu)-結(jié)構(gòu)復(fù)合系統(tǒng)設(shè)計新理論與方法。 （三）瞬態(tài)機構(gòu)-結(jié)構(gòu)復(fù)合系統(tǒng)與多場環(huán)境耦合作用機理。 研究力-熱-噪等多場環(huán)境下瞬態(tài)機構(gòu)-結(jié)構(gòu)復(fù)合系統(tǒng)動力學(xué)建模方法，揭示瞬態(tài)機構(gòu)-變形結(jié)構(gòu)-復(fù)雜環(huán)境耦合作用機理，闡明瞬態(tài)系統(tǒng)驅(qū)動模式與瞬變流場的力-熱-噪-變形相互適應(yīng)機制。 （四）瞬態(tài)折展變形機構(gòu)與服役環(huán)境融合設(shè)計及驗證方法。 研究瞬態(tài)機構(gòu)-變形結(jié)構(gòu)-復(fù)雜環(huán)境融合設(shè)計新方法，發(fā)展極端環(huán)境下瞬態(tài)折展變形機構(gòu)服役性能評價方法與模擬試驗測試新技術(shù)，對機構(gòu)服役性能進行預(yù)示、反演和驗證。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“瞬態(tài)折展變形機構(gòu)設(shè)計理論與關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)”，申請代碼1選擇E0501。 6、“規(guī)�；�多能協(xié)同存儲與能質(zhì)調(diào)控”重大項目指南 可再生能源的高效利用是支撐我國“雙碳”（碳達峰與碳中和）戰(zhàn)略目標的重要基礎(chǔ)。如何實現(xiàn)可再生能源的規(guī)�；�安全高效儲能是當前能源領(lǐng)域亟待解決的工程技術(shù)難題。因此，針對未來能源系統(tǒng)供給側(cè)可再生能源高比例和消費側(cè)“電-熱/冷-燃料”多樣化的用能特點，探究規(guī)�；�多能協(xié)同存儲與能質(zhì)調(diào)控的機理與方法，對支撐我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、推動儲能戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。 一、科學(xué)目標 針對規(guī)模化多能存儲面臨儲電安全管控、儲熱傳遞強化與調(diào)控、電制燃料熱-電協(xié)同等瓶頸問題，研究基于熱物理/熱化學(xué)儲能、電化學(xué)儲能及電-燃料轉(zhuǎn)化儲能的多能協(xié)同存儲新原理與新技術(shù)，揭示電/熱/化學(xué)多能協(xié)同轉(zhuǎn)換存儲與能質(zhì)調(diào)控機制，構(gòu)建可再生能源規(guī)�；�多能協(xié)同存儲的理論和技術(shù)體系。 二、研究內(nèi)容 （一）大容量電能存儲與安全管控。 研究大容量電能存儲中儲能電池多參數(shù)耦合在線狀態(tài)診斷、故障預(yù)警及安全管控，發(fā)展化學(xué)電池本質(zhì)安全理論和再生修復(fù)新技術(shù)，探索規(guī)�；�電能物理轉(zhuǎn)換與協(xié)同存儲新方法。  （二）高功率密度熱物理儲能。 研究高功率密度熱物理儲能的傳熱傳質(zhì)強化與智能管控，建立儲熱材料-裝置的多相多尺度傳熱傳質(zhì)耦合模型，發(fā)展高導(dǎo)熱儲熱材料及規(guī)�；�高功率密度儲熱裝置的熱設(shè)計新方法。 （三）高能量/功率密度熱化學(xué)儲能。 研究高能量/功率密度熱化學(xué)儲能及能質(zhì)調(diào)控新原理，揭示熱化學(xué)儲熱材料傳熱傳質(zhì)強化與活性維持機理，提出規(guī)�；�高密度熱化學(xué)儲能能質(zhì)傳輸與化學(xué)反應(yīng)耦合協(xié)同強化新方法。 （四）高效率/能量密度電化學(xué)燃料儲能。 研究規(guī)模化電化學(xué)燃料儲能的“可再生能源-電能-熱能-燃料”有序?qū)�口轉(zhuǎn)化，揭示電化學(xué)-熱物理耦合轉(zhuǎn)換過程中熱/質(zhì)/電/離子傳遞規(guī)律，形成熱-電協(xié)同制取化學(xué)燃料的新技術(shù)。 （五）規(guī)�；�多能協(xié)同存儲與能質(zhì)調(diào)控。 研究規(guī)模化多能協(xié)同存儲的能量傳遞、存儲及調(diào)控，構(gòu)建 “源-儲-荷”耦合匹配的多能協(xié)同存儲與能質(zhì)調(diào)控新理論，形成基于電網(wǎng)/熱網(wǎng)/氣網(wǎng)融合的多能協(xié)同存儲和輸配新方案。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“規(guī)模化多能協(xié)同存儲與能質(zhì)調(diào)控”，申請代碼1選擇E0607。 7、“高壓電纜聚烯烴絕緣性能強化”重大項目指南 高壓電纜（交流、直流）對我國電力能源的發(fā)展至關(guān)重要，是城市地下能源綜合通道建設(shè)和海上風電并網(wǎng)的關(guān)鍵要素。如何快速提升我國高壓電纜的全國產(chǎn)化與自主化能力，是當前亟需解決的重大科技問題。因此，加強高壓電纜絕緣基礎(chǔ)理論研究，突破高壓電纜強絕緣、高可靠、長壽命的技術(shù)瓶頸，對支撐我國電力裝備和電力工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展、順利實現(xiàn)碳中和目標具有重要的意義。 一、科學(xué)目標 針對高壓電纜聚烯烴絕緣的強絕緣、高可靠、長壽命的瓶頸技術(shù)問題，從解耦電荷、電場與微觀結(jié)構(gòu)/宏觀界面之間的多尺度復(fù)雜關(guān)聯(lián)著手，研究高壓電纜聚烯烴絕緣電荷輸運抑制，高壓電纜聚烯烴絕緣電場調(diào)控，高壓電纜聚烯烴絕緣耐電壽命提升，為解決高壓電纜國家重大需求提供理論支撐。 二、研究內(nèi)容 （一）高壓電纜聚烯烴絕緣電荷輸運抑制理論與方法。 研究聚烯烴絕緣多級結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)（缺陷）對電荷輸運的影響機制及其調(diào)控。 （二）高壓電纜聚烯烴絕緣交流電場調(diào)控理論和方法。 研究聚烯烴交流絕緣的宏觀/介觀界面設(shè)計、交流電場-熱場耦合機制與設(shè)計、交流電場調(diào)控理論與方法。 （三）高壓電纜聚烯烴絕緣直流電場調(diào)控理論和方法。 研究聚烯烴直流絕緣的宏觀/介觀界面設(shè)計、直流電場-空間電荷-熱場耦合機制與設(shè)計、電場-空間電荷調(diào)控理論與方法。 （四）高壓電纜聚烯烴交流絕緣耐電壽命提升。 研究聚烯烴電纜絕緣狀態(tài)原位表征識別、多級結(jié)構(gòu)與界面協(xié)同減緩聚烯烴絕緣交流電老化機制、聚烯烴交流絕緣剩余壽命理論。 （五）高壓電纜聚烯烴直流絕緣耐電壽命提升。 研究聚烯烴絕緣直流電熱老化機制、空間電荷和熱場調(diào)控協(xié)同減緩聚烯烴絕緣直流電老化機制、聚烯烴直流絕緣剩余壽命理論。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“高壓電纜聚烯烴絕緣性能強化”，申請代碼1選擇E0702。 8、“重大基礎(chǔ)設(shè)施服役安全智能診斷”重大項目指南 我國土木工程重大基礎(chǔ)設(shè)施存量巨大，很大一部分已進入或即將進入服役中后期，面臨著日益嚴峻的耐久性損傷和災(zāi)變風險，服役安全問題突出。如何實現(xiàn)海量重大基礎(chǔ)設(shè)施的服役安全高效精準診斷，是保障其安全運行的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)難題。針對傳統(tǒng)診斷技術(shù)“不能診、不精準、不及時”瓶頸，開展重大基礎(chǔ)設(shè)施服役安全智能診斷的基礎(chǔ)科學(xué)和關(guān)鍵技術(shù)研究，實現(xiàn)重大基礎(chǔ)設(shè)施“全息、全域、全時”智能安全診斷，對于保障國家經(jīng)濟社會安全運行和支撐“平安中國”建設(shè)具有重要意義。 一、科學(xué)目標 針對服役性態(tài)感知識別不完備、安全風險預(yù)警不及時、性能演化和壽命預(yù)測不精準等瓶頸問題，研究重大基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)服役安全智能診斷的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)，突破結(jié)構(gòu)服役性態(tài)多元感知與智能識別、服役性能多維評價和時變演化預(yù)測等基礎(chǔ)科學(xué)問題，為構(gòu)建重大基礎(chǔ)設(shè)施服役安全智能診斷新方法奠定理論基礎(chǔ)。 二、研究內(nèi)容 （一）重大基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)服役安全智能診斷多維表征性態(tài)指標及其體系。 利用深度學(xué)習(xí)等智能方法，解析結(jié)構(gòu)服役性能與性態(tài)指標的偶聯(lián)機理，確定智能診斷服役性能關(guān)鍵表征性態(tài)指標，建立材料-構(gòu)件-連接-結(jié)構(gòu)的服役性能多維表征性態(tài)指標及其體系。 （二）重大基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)服役性態(tài)多元感知與智能識別。 研究服役性態(tài)多元智能感知新技術(shù)，建立數(shù)字信號診斷信息的高效提取理論和識別方法；研究缺陷損傷識別的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，挖掘關(guān)鍵識別特征，提出典型缺陷損傷的智能識別方法。 （三）重大基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)服役性能智能評價理論與方法。 研究數(shù)據(jù)-物理耦合驅(qū)動的結(jié)構(gòu)服役性能與多維表征性態(tài)指標映射機理的解析方法，建立基于關(guān)鍵表征指標體系的結(jié)構(gòu)服役性能智能評價理論，提出結(jié)構(gòu)服役安全高效智能量化評價方法。 （四）重大基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)服役性能演化機理與壽命預(yù)測方法。 解析和挖掘結(jié)構(gòu)服役性能與關(guān)鍵表征性態(tài)指標的全壽期時變演化機理，考慮可靠度水準、荷載與作用、服役環(huán)境、材料物理與化學(xué)等特征，建立基于深度學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)服役壽命預(yù)測方法。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“重大基礎(chǔ)設(shè)施服役安全智能診斷”，申請代碼1選擇E0806。 9、“梯級水電樞紐群巨災(zāi)風險評估與防控”重大項目指南 梯級水電樞紐群是電力能源、防洪抗旱、跨流域調(diào)水等重要基礎(chǔ)設(shè)施，《國家“十四五”規(guī)劃和二〇三五年遠景目標》對維護水利水電等重要基礎(chǔ)設(shè)施安全提出了更高的要求。流域梯級水電樞紐群系統(tǒng)規(guī)模巨大、體系多介質(zhì)耦聯(lián)，面臨超限荷載不確定、災(zāi)變機制復(fù)雜等諸多巨災(zāi)風險挑戰(zhàn)。亟待研究極端荷載致災(zāi)因子識別與表征、災(zāi)害鏈形成與演化機制、巨災(zāi)風險評估等基礎(chǔ)科學(xué)問題，提升水電樞紐群對極端自然災(zāi)害的防控能力。 一、科學(xué)目標 針對梯級水電樞紐群區(qū)域地震活躍、地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)、高水頭大流量、地震-地質(zhì)-洪水災(zāi)害連鎖效應(yīng)等特點，探明極端荷載發(fā)生與作用的時空特性，建立潰壩及洪水演進數(shù)值模擬方法，揭示樞紐群災(zāi)害鏈形成和演化機制，提出樞紐群巨災(zāi)風險評估與防控理論，為梯級水電樞紐群安全保障提供科學(xué)支撐。 二、研究內(nèi)容 （一）區(qū)域尺度巨災(zāi)因子識別與表征。 研究強震、巨型滑坡、特大洪水等極端自然災(zāi)害事件的數(shù)值仿真方法，揭示極端荷載時空分布特性，建立區(qū)域尺度的巨災(zāi)因子識別方法，提出潛在災(zāi)害源表征指標體系。 （二）水電樞紐系統(tǒng)的潛在失效模式與災(zāi)變機理。 研究極端荷載作用機制，揭示樞紐系統(tǒng)的功能失效機制、潛在破壞模式與災(zāi)變機理，提出水電樞紐系統(tǒng)的潰壩致災(zāi)判別方法與評價指標體系。 （三）梯級水電樞紐群災(zāi)害鏈的形成與演化機制。 研究梯級水電樞紐群超標洪水的演進過程，災(zāi)害形成機制與鏈式放大效應(yīng)，建立樞紐群災(zāi)害鏈數(shù)值模擬方法，揭示災(zāi)害鏈演化機制，建立梯級水電樞紐群災(zāi)害鏈形成條件判別的指標體系。 （四）巨災(zāi)風險評估與減災(zāi)方法。 研究梯級水電樞紐群的巨災(zāi)損失估算模型，建立巨災(zāi)風險分析方法與安全管理原則，提出梯級水電樞紐群巨災(zāi)風險評估與防控方法。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“梯級水電樞紐群巨災(zāi)風險評估與防控”，申請代碼1選擇E0906。 10、“城市污水資源化與安全利用”重大項目指南 污水是重要資源，構(gòu)建污水清潔高效的資源化路徑不僅可以實現(xiàn)水的再生回用，而且可實現(xiàn)污染物及溫室氣體的高效減排。如何最大限度地降低污水再生的能耗藥耗、控制由于污染物殘留而導(dǎo)致的再生水生態(tài)風險，是當前面臨的兩大科學(xué)、技術(shù)和工程應(yīng)用難題。因此，針對我國不同類型的污水水質(zhì)特征，開展污水再生與安全利用的基礎(chǔ)科學(xué)和關(guān)鍵技術(shù)研究，突破資源化與風險控制的理論與技術(shù)瓶頸，對于支撐我國實現(xiàn)“雙碳”（碳達峰與碳中和）目標、建設(shè)生態(tài)文明具有重要意義。 一、科學(xué)目標 針對城市污水資源化過程中由病原微生物、有毒化學(xué)品殘留導(dǎo)致的生態(tài)健康風險、由水質(zhì)復(fù)雜而導(dǎo)致的高能耗高藥耗等瓶頸問題，研究水質(zhì)安全與減碳降耗的污水再生新原理和新技術(shù)，突破關(guān)鍵污染物定向轉(zhuǎn)化與無害化新方法，構(gòu)建適應(yīng)我國污水特征和資源化需求的污水再生與安全利用理論和技術(shù)體系。 二、研究內(nèi)容 （一）污水資源化關(guān)鍵毒害因子識別與風險評估。 研究污水資源化利用過程中的潛在系統(tǒng)風險，建立水中關(guān)鍵風險物質(zhì)高通量篩查及快速檢測新技術(shù)，發(fā)展基于不同污水再生利用途徑和暴露終點的生態(tài)健康風險評估新方法。 （二）污水中病原微生物健康風險控制理論和技術(shù)。 研究污水再生與利用過程中病原微生物與消殺副產(chǎn)物的作用關(guān)系，闡明病原微生物及消毒副產(chǎn)物的協(xié)同轉(zhuǎn)化與調(diào)控機制，發(fā)展保障污水資源化生物與化學(xué)安全的新理論、新技術(shù)。 （三）污水中有毒化學(xué)污染物的遷移轉(zhuǎn)化與無害化機制。 研究城市污水資源化過程中關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)的遷移、轉(zhuǎn)化及毒性變化規(guī)律，突破污水中微量有毒化學(xué)污染物的高效削減新原理，發(fā)展高風險污染物的解毒減害理論與技術(shù)。 （四）污水碳氮磷協(xié)同轉(zhuǎn)化新技術(shù)原理。 研究水質(zhì)風險防控與高值資源回收過程，闡明污水中物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量代謝機制，突破污染物定向回收新技術(shù)，建立集資源綠色回收與安全利用為一體的污水資源化原理方法體系。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“城市污水資源化與安全利用”，申請代碼1選擇E1002。 11、“極地環(huán)境載荷及其與海洋結(jié)構(gòu)物的耦合特性”重大項目指南 極地是我國四大戰(zhàn)略新疆域之一。要進軍極地，裝備研發(fā)設(shè)計必須先行，而我國尚不完全具備自主研發(fā)設(shè)計極地海洋結(jié)構(gòu)物的能力。海洋結(jié)構(gòu)物從開敞水域進入極地水域面臨嚴苛復(fù)雜極地環(huán)境的挑戰(zhàn)，包括冰的力學(xué)行為不清晰、冰與波流運動模式難預(yù)測、冰與結(jié)構(gòu)物耦合未厘清等，已成為制約我國極地海洋結(jié)構(gòu)物研發(fā)設(shè)計的首要科學(xué)難題。突破極地海洋結(jié)構(gòu)物研發(fā)設(shè)計的科學(xué)難題及相關(guān)聯(lián)的技術(shù)瓶頸，對于推動極地裝備遂行使命、支撐我國實施“極地戰(zhàn)略”具有重要意義。 一、科學(xué)目標 針對海冰力學(xué)行為的跨尺度遞進關(guān)系、冰與波流的動態(tài)耦合機理、冰與結(jié)構(gòu)物的能量互饋機制等科學(xué)問題及相關(guān)聯(lián)的水面重型破冰船和水下戰(zhàn)略航行體破冰能力預(yù)報技術(shù)問題，研究極地環(huán)境載荷及其與海洋結(jié)構(gòu)物的耦合特性，提出水面和水下兩大重要裝備破冰能力精確預(yù)報新方法，構(gòu)建我國極地裝備研發(fā)設(shè)計的關(guān)鍵理論和核心技術(shù)。 二、研究內(nèi)容 （一）海冰力學(xué)行為的跨尺度演變規(guī)律。 主要研究海冰在晶體、亞米、工程等不同尺度上的力學(xué)行為、揭示海冰力學(xué)行為隨尺度的變化規(guī)律與內(nèi)在機制、建立能夠解釋海冰力學(xué)行為的多尺度分析理論和協(xié)調(diào)尺度差異的本構(gòu)關(guān)系。 （二）極區(qū)風、浪、流與海冰相互作用機理。 主要研究冰水混合區(qū)浪流傳播的能量衰減理論、冰水混合區(qū)多冰塊動態(tài)耦合機理、風浪流作用下的海冰破碎與漂移堆積機制。 (三) 結(jié)構(gòu)與海冰的相互作用與能量互饋機制。 主要研究海冰分布及海冰與結(jié)構(gòu)碰撞過程的隨機性表征、結(jié)構(gòu)與海冰之間的能量互饋機制、海冰破壞演化規(guī)律的建模與重構(gòu)。 （四）重型破冰船破冰能力預(yù)報方法。 主要研究重型破冰船艏向、艉向、旋回三種破冰模式下冰-水-船-槳相互作用的破冰過程與碎冰運動、破冰載荷與船體結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性、破冰能力預(yù)報方法。 （五）水下航行體垂直破冰能力預(yù)報方法。 主要研究水下航行體準靜態(tài)向上和高速向上兩種破冰場景下的近冰面效應(yīng)與航行特性、垂直破冰載荷與航行體結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性、垂直破冰能力預(yù)報方法。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“極地環(huán)境載荷及其與海洋結(jié)構(gòu)物的耦合特性”，申請代碼1選擇E11。 12、“內(nèi)稟功能耦合MA2Z4材料”重大項目指南 多功能耦合是新材料發(fā)展的重要趨勢，以MA2Z4材料為代表的內(nèi)稟功能耦合新材料，可實現(xiàn)不同功能的耦合共存，具有重要的科學(xué)價值和應(yīng)用潛力。如何在MA2Z4材料中實現(xiàn)更多種類的功能耦合及耦合效應(yīng)最大化，是當前急需解決的重大科學(xué)難題。因此，針對MA2Z4材料的結(jié)構(gòu)單元特性及其功能耦合作用難點，開展材料設(shè)計、創(chuàng)制、新物理效應(yīng)的基礎(chǔ)科學(xué)和關(guān)鍵技術(shù)研究，突破多種功能耦合效應(yīng)最大化的瓶頸，對于建立新材料創(chuàng)制新范式、促進電子信息技術(shù)和新能源技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。 一、科學(xué)目標 針對傳統(tǒng)材料中一些獨特但矛盾的功能特性難以耦合或耦合效應(yīng)弱的重大難題，建立內(nèi)稟功能耦合MA2Z4材料的設(shè)計原理，發(fā)展制備理論和方法，革新材料創(chuàng)制范式，揭示功能結(jié)構(gòu)單元耦合誘導(dǎo)的新物性和新效應(yīng)，并開發(fā)新應(yīng)用，為電子信息和可再生能源技術(shù)的發(fā)展奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。 二、研究內(nèi)容 （一）MA2Z4材料的設(shè)計與性能預(yù)測。 高通量計算與預(yù)測MA2Z4材料及其電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)和超導(dǎo)等基本物性，闡明其功能單元耦合對MA2Z4物理性質(zhì)的調(diào)控規(guī)律，實現(xiàn)內(nèi)稟功能耦合特性目標導(dǎo)向的MA2Z4材料設(shè)計。 （二）MA2Z4材料的制備理論與方法。 開展MA2Z4材料的制備方法和生長機制研究，闡明其功能單元的結(jié)構(gòu)特征，研究其生長熱力學(xué)和動力學(xué)行為，建立MA2Z4材料的制備理論和方法，實現(xiàn)高質(zhì)量材料的控制制備。 （三）MA2Z4材料的物理性質(zhì)與新效應(yīng)。 開展MA2Z4材料中磁性、超導(dǎo)、拓撲等性質(zhì)的實驗研究，闡明MA2Z4材料中多種內(nèi)稟功能物態(tài)的耦合機制，并揭示多種內(nèi)稟功能物態(tài)強耦合下MA2Z4材料中的新物性與新效應(yīng)。 （四）MA2Z4材料在新原理器件與新能源中的應(yīng)用探索。 針對MA2Z4材料的獨特性能，研究新原理器件的構(gòu)建和新能源的高效轉(zhuǎn)化，闡明內(nèi)稟功能耦合MA2Z4材料在電子信息和可再生能源領(lǐng)域的作用機制及應(yīng)用優(yōu)勢。 三、申請要求 申請書的附注說明選擇“內(nèi)稟功能耦合MA2Z4材料”，申請代碼1選擇E13。