发布日期：2024-10-04 19:22 点击次数：199
西风萝莉恋足国度当然科学基金委员会现发布功能基元序构的高性能材料基础商酌要紧商酌规划2024年度表情指南西风萝莉恋足，请肯求东谈主及依托单元按表情指南所述要乞降介意事项肯求。
国度当然科学基金委员会
2024年9月5日
功能基元序构的高性能材料基础商酌要紧商酌规划
2024年度表情指南
功能基元序构的高性能材料是指以功能基元为基本单元，通过空间序构得到具有冲突性和变革性性能的新材料。“功能基元”是指在原子/分子法度和宏不雅法度之间引入具有特定功能的中间结构单元，“序构”是指“功能基元”通过东谈主工设想制造而成的特定的空间堆垛、罗列面容，如有序结构、长/短程有序结构、梯度结构等。功能基元序构的高性能材料不错冲突元素种类的驱散，为设想和发展具有冲突性和变革性性能的要津新材料拓展了更大的空间。
一、科学主义
本要紧商酌规划对准天下材料科学前沿和国度对具有变革性性能的结构材料、信息材料和能源材料的要紧需求，聚焦中国粹者建议的“功能基元-序构-变革性性能”材料商酌新范式，聚焦创建多少种具有天下影响力的中国品牌要津新材料，商酌其中的要津科知识题与技艺问题，揭示功能基元序构材料中蕴含的规章，诱导相应的表面；发展材料设想的新旨趣和先进制备技艺，冉冉达成按需设想具有冲突性和变革性性能的新材料。通过本要紧商酌规划的实施，提高我国在海外材料科学前沿的原始改变材干。
二、中枢科知识题
本要紧商酌规划将组织材料、信息、数理、化学等学科的科学家共同开展商酌，拟措置的中枢科知识题如下：
（一）功能基元的本征特质（如物理化学性质、微纳结构、模式、尺寸、漫衍等）对宏不雅性能的影响规章过火调控机理。商酌功能基元的临界尺寸效应和量子限域效应；功能基元（如铁电畴、铁磁畴、孪晶、组分、结构、低维量子材料、东谈主工谐振单元等）与材料宏不雅性能（如力、热、光、声、电、磁）之间的关联；发现和构筑影响材料宏不雅新奇物性的要津功能基元。
（二）序构对材料宏不雅性能优化增强的作用规章。商酌序构（如有序结构、长/短程有序结构、梯度结构、无序结构等）激勉的功能基元间的耦合、增强效应；揭示序构对材料宏不雅性能的影响机制。
（三）功能基元序构的协同关联效应。揭示功能基元序构的协同关联作用机制；发现卓越功能基元自己的高性能甚而全新的性能；通晓“功能基元+序构”与宏不雅性能的关联；诱导按需设想功能基元序构的高性能材料的体式。
（四）功能基元序构高性能材料的制备科学与表征技艺。发展“从上至下”与“从下到上”制备功能基元序构高性能新材料的体式与技艺；发展东谈主工序构材料的结构和性能表征技艺。
三、2024年度资助的商酌标的
把柄总体布局，本要紧商酌规划在前期商酌的基础上，2024年聚焦以下两个主义部署集成表情：一是冉冉创立中国粹者建议的“功能基元-序构-变革性性能”材料商酌新范式，商酌其中的要津科知识题并取得冲突；二是通过材料商酌新范式，创建结构、信息和能源限制急需且具有海外影响力的中国品牌要津新材料。饱读舞前期在本要紧规划商酌中取得进击进展且商酌标的临近、商酌力量具有互补上风的表情团队辘集肯求集成表情，充分通晓学科交叉上风，协同攻关，取得具有海外影响力的要紧象征性效果。今年度资助的商酌标的如下：
（一）材料商酌新范式的表面体系构建。
围绕“功能基元-序构-变革性性能”的构效关系与突现性，新范式的数理体式与变革性新材料逆向设想体式，拟资助集成表情数3-4项，凯旋用度资助强度300-500万元/项。
1. “功能基元-序构-变革性性能”的构效关系与突现性。
基于要紧商酌规划的前期商酌积聚，极度是梯度序构纳米金属、多级片层序构高温轻合金、序构塑性陶瓷和序构能源治愈材料等要紧代表性商酌效果，开展“功能基元-序构-变革性性能”材料商酌范式的表面体系构建。联接基元序构新材料的可戒指备商酌，发现定量姿色序构效应的要津序构特征参量，发展序构设想准则和表面；通过优化跨法度空间序构设想，增强基元间“1+1>2”的协同耦合效应，揭示基元序构耦合导致的突现性过火微不雅机理；征军功能基元特征尺寸、空间序构与强度、塑性、疲顿断裂等宏不雅力学使役性能、电与热输运等宏不雅物性过火自旋量子特质之间的构效关系，探究序构参量对变革性性能的影响机制与规章；通晓基元与序构的跨层级交互作用、演化规章和突现性特征。
2. 功能基元序构新材料的逆向设想新范式。
诱导材料动作复杂体系的数理姿色基础，通晓基元序构与互相耦合的微不雅脉络多参量之间的关联。诱导基元序构和功能特质的数理表述，达成合座结构、能量及功能特质的跨法度结构特征的定量表述；在达收着力基元物感性质定量化的基础上，联接东谈主工智能算法，措置序构的姿色符过火与材料功能性质关系的定量表述；发展和诱导基于功能基元与序构的多法度材料设想表面和体式。联接材料科学与复杂体系商酌，夫妻性生活姿势道具探究材料性能突现性的微不雅机制，达成新材料的结构生成和构筑体式(包含基元和序构的构建)的冲突。冉冉诱导“功能基元-序构-变革性性能”范式的逆向设想体式。
（二）基于功能基元序构的要紧前沿结构材料。
聚焦具有要紧应用出路的两种前沿结构材料西风萝莉恋足，创制中国品牌的序构塑性陶瓷和序构高温轻合金，拟资助集成表情数不向上2项，凯旋用度平均资助强度不向上1200万元/项。
1. 序构塑性陶瓷。
针对陶瓷莫得室温塑性驱散其要紧工程应用的历史性艰巨，发展具有室温塑性的序构陶瓷。商酌陶瓷中功能基元与序构的造陋习章；商酌序构陶瓷中决定塑性和强度的物理机制、规章和调控参数；商酌共格序构、转角序构和能量耦合关系；通晓基元、序构面容与强塑性的构效关系。得到室温下具有邃密塑性变形材干的大尺寸陶瓷块材，达成室温压缩总应变＞10%，塑性应变≥5%，抗弯强度＞200MPa。
本标的的要紧应用场景是面向序构塑性陶瓷在航空航天要津构件、高端自润滑轴承等要紧工程的应用。
2. 序构高温轻合金。
通过功能基元多级序构，攻克钛铝合金室温脆性大、高温万古承载材干低等技艺艰巨，揭示多级序构高温轻合金大尺寸滋长旨趣和规章，得到高强高韧多级序构轻合金材料。大尺寸序构高温轻合金性能达到：材料密度约为4.0~4.2g/cm3，材料直径＞30mm，室温屈服强度＞800MPa，室温伸长率＞10%，1000℃屈服强度＞400MPa。
本标的的要紧应用场景是面向空天能源装备等要紧工程应用。
（三）序构要津计策功能晶体和太赫兹材料。
本标的聚焦具有要紧应用出路的两种前沿信息材料，创制中国品牌的序构要津计策功能晶体和序构太赫兹高性能材料及器件。拟资助集成表情数不向上2项，凯旋用度平均资助强度不向上1200万元/项。
1. 序构要津计策功能晶体。
赤裸裸家政妇在线观看商酌和发展更短波长、更高功率的序构非线性光学晶体和序构红外激光晶体。商酌超快激光与非线性晶体的互作用机制、设想制备序构晶体，商酌非线性功能基元的尺寸效应、周期和准周期序构过火中光子-光子耦合规章、有序/无序功能基元界面的频率治愈规章，发展精确可控的功能基元制备与加工技艺，研制周期序构、准周期序构、二维周期序构的功能晶体，进一步裁汰激光波长，升迁激光输出功率，达成激光波长≤150nm，输出功率≥1mW。商酌序构激光晶体中功能基元的电子-声子耦合强度、多声子耦合调控机制、多级序构激光谐振腔的设想旨趣，发展3-5μm波段介质多级序构的加工与制备技艺，研制功能基元序构的中红外激光晶体，达成荧光光谱以外的可调谐激光输出，减小激光器体积，提高中红外激光输出功率和效率，达到激光波长3~5μm，输出功率≥1W。
本标的的要紧应用场景是面向国度要紧需求的光源，如ARPES光电子能谱仪光源、229Th核钟激光光源等。
2. 序构太赫兹高性能材料及器件。
面向高速率、长距离太赫兹通讯系统的要津计策需求，冲突功率驱散，商酌摆脱电子功能基元的太赫兹辐照效应、非线性功能基元的太赫兹波调控机制、太赫兹辐照源的多级序构耦合规章以及提高太赫兹探伤器件的贤达度的机制，达成输出功率≥50 mW @0.66-1 THz；太赫兹调制速率≥100Gbps；太赫兹峰值探伤率~109Jones；反应速率从ms量级升迁至小于10ns@≥0.3THz。
本标的的要紧应用场景是面向长距离太赫兹通讯系统和高分辩成像。
（四）序构高着力量治愈材料及器件。
本标的拟资助集成表情数1项，凯旋用度资助强度不向上1200万元/项。
本标的针对下一代集成电路芯片的高效散热、可穿着设备无源供电、下品位漫衍式工业废热回收期骗等对高性能热电材料的要紧需求，以及当今热电材料性能难以自恃高效制冷与发电需求、无机热电材料室温莫得塑性过火可加工性差等杰出问题，商酌热-电-力耦合功能基元和热-电-磁耦合功能基元的本征特质、风雅构筑体式、基元-序构-性能耦合关联与变革性性能达成旨趣，得到高热电性能、高塑性、高柔性的新式能源治愈材料与器件。达收着力基元序构的热电材料近室温zT值达到2.0；功能基元序构的无机塑性热电材料和有机柔性热电材料的zT≥1.0、压缩应变≥50%、波折应变≥20%，相应的薄膜热电器件归一化功率密度≥50 μW cm−2 K−2。
本标的的要紧应用场景是面向下一代集成电路芯片高效散热和工业废热高效回收期骗技艺。
四、表情彩选的基本原则
为确保达成总体科学主义，本要紧商酌规划要求肯求表情的商酌实质必须适合指南要求，围绕“功能基元+序构”的材料商酌新范式，以得到变革性性能新材料为商酌导向，凝练其中的要津基础科知识题，开展原创性商酌。
（一）集成表情要杰出“创立中国粹者建议的材料商酌新范式、创建具有海外影响力的中国品牌要津新材料”的主义导向，建议引颈性的商酌主义和中枢目的。
（二）表情肯求书中需要明确“功能基元”和“序构”的科学内涵，凝练“功能基元+序构”产生新效应和变革性性能的要津科学技艺问题，通晓通过“功能基元+序构”的材料性能卓越功能基元自己，达成变革性或颠覆性。
（三）前期已取得进击进展，具有塌实责任基础，进一步聚焦措置中枢科知识题并取得冲突，体现对本要紧商酌规划总体科学主义和措置中枢科知识题的孝敬。
五、肯求要求及介意事项
（一）肯求条目。
本要紧商酌规划表情肯求东谈主应当具备以下条目：
1.具有承担基础商酌课题的履历；
2.具有高等专科技艺职务（职称）。
在站博士后商酌东谈主员、正在攻读商酌生学位以及无责任单元能够处所单元不是依托单元的东谈主员不得动作肯求东谈主进行肯求。
（二）限项肯求规矩。
本质《2024年度国度当然科学基金表情指南》“肯求规矩”中限项肯求规矩的联系要求。
（三）肯求介意事项。
肯求东谈主和依托单元应当持重阅读并本质本表情指南、《2024年度国度当然科学基金表情指南》和《对于2024年度国度当然科学基金表情肯求与结题等量度事项的秘书》中联系要求。
1. 本要紧商酌规划表情实行无纸化肯求。肯求书提交日历为2024年10月8日－10月17日16时。
（1）肯求东谈主应当按照科学基金汇集信息系统中要紧商酌规划表情的填报讲明与撰写提摘记求在线填写和提交电子肯求书及附件材料。
（2）本要紧商酌规划将紧密围绕中枢科知识题，对多学科联系商酌进行计策性的标的诱导和上风整合，成为一个表情集群。肯求东谈主应把柄本要紧商酌规划拟措置的中枢科知识题和表情指南公布的拟资助商酌标的，自行拟定表情称呼、科学主义、商酌实质、技艺道路和相应的商酌经费等。
（3）肯求书中的资助类别收受“要紧商酌规划”，亚类讲明收受“集成表情”，附注讲明收受“功能基元序构的高性能材料基础商酌”，把柄肯求的具体商酌实质收受相应的肯求代码。
表情肯求书中商酌期限应填写“2025年1月1日－2027年12月31日”。
（4）肯求东谈主在肯求书“立项依据与商酌实质”部分，应当最初讲明肯求适合本表情指南中的资助商酌标的，以及对措置本要紧商酌规划中枢科知识题、达成本要紧商酌规划科学主义的孝敬。
（5）淌若肯求东谈主如故承担与本要紧商酌规划联系的其他科技规划表情，应当在肯求书正文的“商酌基础与责任条目”部分阐发肯求表情与其他联系表情的区别与量度。
（6）每个集成表情的融合商酌单元不得向上4家。
2. 依托单元应当按照要求完成依托单元痛快、组织肯求以及审核肯求材料等责任。在2024年10月17日16:00时前通过信息系统逐项说明提交本单元电子肯求书及附件材料，并于2024年10月18日16:00时前在线提交本单元表情肯求清单。
3. 其他介意事项。
（1）为达成要紧商酌规划总体科学主义和多学科集成，得到资助的表情负责东谈主应当痛快顺从联总共据和贵府经管与分享的规矩，表情本质经由中应见谅与本要紧商酌规划其他表情之间的互相守旧关系。
（2）为加强表情的学术调换，促进表情群的造成和多学科交叉与集成，本要紧商酌规划将每年举办一次资助表情的年度学术调换会，并将不按时地组织联系限制的学术筹商会。获资助表情负责东谈主有义务干涉本要紧商酌规划率领内行组和经管责任组所组织的上述学术调换行为。
（四）商讨面容。
国度当然科学基金委员会工程与材料科学部材料科学一处
量度电话：010-62327144