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变形体强度理论与破坏机理;
多场耦合理论与智能材料及结构力学;
材料及结构的多尺度力学;
超常环境下结构响应与爆炸冲击力学;
重大工程结构的完整性和耐久性。
(6)非定常复杂流动机理与控制
流动稳定性与可压缩湍流;
非定常流动中的流固耦合及其控制;
高超声速流动与飞行器推进机理;
高速水动力学与空泡理论和实验研究;
环境演化与突变中的复杂介质流动。
(7)宇宙和星系的结构、起源与演化
暗物质与暗能量的本质;
宇宙早期的物理过程;
星系和宇宙大尺度结构的形成和演化;
活动星系核的结构与辐射的理论研究;
大质量黑洞的形成和演化以及与星系的共同演化;
天体剧烈活动。
(8)银河系的结构、演化及恒星的形成、晚期演化与太阳活动
银河系的结构、性质、形成与演化;
星际介质和恒星形成、演化和活动;
系外行星系统的搜寻及其形成与演化;
太阳大气的磁场、结构和动力学,太阳耀斑、日冕物质抛射及其日地物理效应。
(9)新型光场的调控及其与物质相互作用
阿秒激光产生、测量及应用;
超短激光脉冲整形、载波相位调控和量子态演化精确测量和控制;
超强、超短脉冲激光及其与物质的相互作用;
超快非线性光学新现象与新物理;
红外、THz和X射线激光及其他相干短波长光产生及其应用;
高灵敏、高精密激光光谱新原理、新方法;
光子晶格中光传输和相互作用。
(10)受限及关联量子系统的新现象和新效应
受限、介观系统的量子现象和宏观量子效应;
强关联和低维凝聚态系统基本物理问题及新理论方法;
拓扑量子相变与拓扑元激发,超冷原子、分子体系的量子性质及其应用基础;
微纳量子器件与单原子、单分子器件的关键物理问题;
高性能复合材料或器件物性的表征与优化;
磁性材料及结构中的物理问题。
(11)随机非均匀介质中声传播的表征、控制与作用的物理问题
复杂介质中声的传播、检测、作用及其声场建模;
海洋声场的时空特性与探测;
噪声的产生与控制以及低频声波的吸收和隔离;
新型发射与接收声换能器及其阵列;
时间反转技术、负折射现象以及亚波长高分辨率成像关系。
(12)深层次物质的结构、性质与相互作用
标准模型检验与超出标准模型的新物理;
宇宙学及宇宙演化中高能物理与核物理过程;
超重新核素和新元素合成;
原子核结构性质以及相对论重离子碰撞物理。
(13)等离子体物理及其数值模拟
惯性约束聚变的超强激光与等离子体作用过程以及高能量密度物理;
磁约束高温等离子体产生、加热、输运及不稳定性等动力学过程;
低温等离子体源、边界物理、波与粒子相互作用等基础问题与应用;
空间等离子体磁重联过程。
(14)物理学实验仪器与实验方法、新技术及其应用
新型加速器关键物理问题;
核技术和同步辐射先进实验技术方法及其应用;
量子结构材料的新制备技术与新方法;
高时间、空间、能量分辨探测与分析方法与技术;
高精密物理量测量、控制方法与关键技术,极端条件下的表征与分析技术。
(15)量子信息与未来信息器件的物理基础
量子信息形态转换及测量的物理问题;
量子纠缠和多组分关联的物理实现和度量;
基于具体物理系统的量子信息处理和固体量子计算;
单光子产生、探测及量子相干器件物理;
量子模拟的理论、方案与实验。
2.化学科学部。
(1)合成化学
功能导向新物质的可控、高效、绿色设计合成理论和方法;
分子剪裁和组装的控制和机理;
复杂体系及其反应历程与机理的研究;
新合成策略、概念和技术的探索;
极端条件下的合成和制备。
(2)化学结构、分子动态学与化学催化
化学反应动态学理论与实验技术;
表面、界面化学反应的本质、动态过程及反应控制;
催化机理及其反应过程的调控;
极端条件下的化学反应与物质结构。
(3)大分子和超分子化学
可控/“活性”聚合方法与不同拓扑结构聚合物精密合成;
光电磁功能大分子性能优化;
非石油大分子合成与高分子生物合成;
高分子多层次结构动态过程与机制;
生物医用高分子及其与细胞相互作用及调控规律;
超分子体系与超分子聚合物的构筑与可控组装;
超分子材料功能化的结构设计、理论计算与实验表征。
(4)复杂体系的理论、模拟与计算
从结构到性能预测为导向的复杂体系计算方法与应用;
普适可靠的密度泛函形式、高精度和低标度的电子相关理论;
激发态结构与过程理论;
物质形态转换过程中化学反应过程的理论与计算;
高维、多自由度及凝聚相体系的量子动力学理论与非平衡、非线性统计理论;
自组装结构与过程多尺度的动力学理论。
(5)分析测试原理和检测新技术、新方法
复杂样品系统分离与鉴定方法学研究;
多维、多尺度、多参量分析测试新原理与新方法研究;
组学分析中的新方法和新技术;
面向国家安全、人类健康、突发事件的分析方法与技术;
分析器件、装置、仪器及相关软件的研制;
极端条件下的分析化学基础研究。
(6)绿色与可持续化学
有毒、耗能和污染产品的分子替代与可持续产品创制;
高效“原子经济性”新反应;
无毒无害及可再生原料的高效转化;
环境友好的反应介质的开发和利用;
绿色化工过程与技术;
全生命周期分析与评价。
(7)污染物多介质环境过程、效应及控制
环境分析新方法、新原理、新技术;
大气、水体、土壤复合污染过程与控制;
污染物的生物有效性与生态效应的化学机制;
污染物的生态毒理与健康效应;
化学污染物暴露与食品安全;
化学品风险评估与管理的理论和方法。
(8)化学与生物医学交叉研究
基于化学小分子探针的复杂生物体系中信号转导过程研究;
具有重大意义的生物大分子及其类似物的合成及功能研究;
非编码RNA结构与功能研究;
干细胞化学生物学及神经化学生物学;
生物体系中信息获取新方法和新技术:
化学探针与分子成像;
计算机模拟技术,特别是针对复杂生物网络体系计算技术。
(9)功能导向材料的分子设计与可控制备
不同尺度物质间相互作用的机制及其调控规律;
表面和界面的结构调控与功能化;
研究“从分子到固体”的组装过程和规律,构筑有序纳米结构和材料;
光电磁及其复合性能等功能无机晶态材料的分子设计与可控制备;
有机/高分子光电功能材料的设计与可控制备;
极端条件下材料的化学结构形态及物相的控制和调控。
(10)能源和资源的清洁转化与高效利用
化石能源高效清洁转化;
生物质高效转化的化学化工基础;
我国特有资源的高效高值利用;
太阳能高效低成本转换利用;
核能高效安全利用的化学化工基础;
新型、高效、清洁的化学能源与替代能源。
(11)面向节能减排的过程工程
节能减排和低碳排放转化的共性科学基础;
可再生能源开发、利用中的化学工程基础;
外场强化下的资源转化机理和节能理论;
非常规介质强化反应传递过程的机理和调控机制;
面向过程工业的先进计算、模拟与仿真系统;
大规模资源转化过程的优化集成与多尺度调控。
3.生命科学部。
(1)蛋白质的修饰、识别与调控
蛋白质新的修饰类型的鉴定、功能和调控机制;
蛋白质不同位点、不同修饰类型发生的时空调节机制和功能关系;
蛋白质相互作用的特异性、动态性和网络特征的系统分析;
蛋白质修饰导致的蛋白质相互作用的变化;
蛋白质修饰、识别和调控机制的进化。
(2)核酸的结构与功能
DNA、RNA的结构与修饰、复制、重组与代谢;
非编码DNA和非编码RNA对核酸和蛋白质活性与功能的调控机制;
非编码DNA和非编码RNA在细胞、组织、器官和个体等生命活动过程及疾病发生中的功能及其调控机制。
(3)干细胞自我更新与定向分化
干细胞全能性维持的分子机制,尤其关注表观遗传学调控机制在其中的作用;
干细胞与周围环境的相互关系;
干细胞高效、定向分化的分子机制;
iPS(多功能干细胞)的功能及应用基础;
体细胞核基因组重编程的机理以及重编程分子的鉴定;
干细胞分化后的去向分析,移植细胞与受体组织的兼容、整合的机制。
(4)组织器官发育的调控
重要组织器官前体细胞命运决定;
重要组织器官前体细胞迁移;
重要器官形态构建与再生的分子调控;
重要组织器官发育异常的遗传机制。
(5)免疫反应的细胞和分子机制
抗感染天然免疫识别与应答的细胞与分子机制;
天然免疫与获得性免疫的相互联系和相互作用;
获得性免疫应答过程中抗原加工与提呈的分子过程;
免疫细胞发育和分化机制;
新型免疫分子的结构与功能;
免疫耐受和免疫逃逸的细胞与分子机制。
(6)生物多样性及维持机制
生物演化与多样性的关系;
不同尺度生物多样性的分布格局及其形成与维持机制;
生物多样性与生态系统功能的关系;
受损生态系统的生物多样性的恢复机制。
(7)复杂性状的遗传网络与遗传规律
复杂性状遗传、全基因组系统结构的解析;
复杂性状的遗传、全基因组调控网络;
复杂性状的全基因组关联分析;
不同复杂性状遗传系统间的互作。
(8)系统发育与分子进化
生命之树重建的理论与方法;
物种进化的分子机制;
进化与发育;
基因与基因组进化;
进化与适应。
(9)代谢、次级代谢与调控
代谢途径及其生理功能;
代谢调控基因的分析;
调节次级代谢的信号转递;
代谢产物的后修饰、转运和存贮机制;
次级代谢产物的鉴定与活性分析;
代谢网络与调控机制。
(10)生物种质资源的发掘与评价
生物基因资源保护的理论基础和策略;
农业生物野生近缘种野生居群的遗传多样性和分化;
生物资源变异与演化规律;
生物资源优良基因的发掘评价;
生物资源保存的新方法。
(11)主要农业生物重要性状遗传网络解析
农业生物重要性状的分子遗传机理和基因调控网络解析;
基因间互作以及基因与环境互作;
高通量基因型分析体系的建立;
主要农业生物基因组单倍型结构研究;
多基因聚合分子设计育种理论。
(12)主要农业植物水分、养分需求规律与高效利用机制
农业植物高产优质的水分、养分的需求规律;
植物水分、养分高效利用的机制和调控;
农田水分运行转化规律与作物响应过程;
根际互作的生态过程;
农田水分—养分耦合机制和调控。
(13)主要农业植物病虫害发生规律及防控机制
主要研究方向:
重要植物病、虫害发生规律;
病原物、昆虫与农业植物的协同进化和互作机制;
农业病虫害区域性灾变机制与调控。
(14)主要农业动物疾病发生规律和防控
重要动物疫病的病原学和病原生态学;
病原与宿主的免疫识别和互作机制;
动物病原体跨种间传播和感染的分子机制;
病原协同致病机制;
寄生虫感染与致病机制;
新型疫苗研制的理论基础。
(15)神经细胞和环路的形成及信号处理机制
神经细胞发育的调控机制;
神经细胞间建立选择性联系的机制;
信息在特定神经环路中的处理及整合机制;
神经环路功能性修饰及其调控机制。
(16)食品贮藏与制造的生物化学基础
食品品质保持与变化的机理;
食品制造和贮藏过程中生物活性物质及营养成分转化规律;
食品有害物质形成、迁移转化规律及食品中主要污染物的代谢、消长规律及调控机制;
食品中有害微生物与有毒物质的检测和风险评估的技术与方法。
4.地球科学部。
(1)行星地球环境演化与生命过程
重要化石门类古生物学、生物宏演化和高分辨率综合地层学;
关键全球变化时期的环境背景;
极端环境下的生命特征;
地质微生物学、生物标志物及其环境效应;
生物地球化学过程与地球表面环境的演化。
(2)大陆形成演化与地球动力学
壳—幔的结构、组成及相互作用;
大陆的形成、演化与陆内地质过程;
大陆碰撞过程与造山带动力学;
大洋板块与大陆边缘的相互作用;
地球深部过程与表层过程的耦合关系。
(3)矿产资源、化石能源的形成机制与探测理论
大陆地质与成矿作用;
成矿模型、成矿系统与成矿机理;
盆地动力学与成藏作用;
区域地下水循环和环境地质演化;
深部大型矿床(藏)含矿信息探测与提取。
(4)天气、气候与大气环境变化的过程与机制
大气关键变量探测、观测系统优化和数据集成的新理论和新方法;
天气与气候变化的动力机制及其可预报性;
大气物理、大气化学过程及相互影响机制;
亚洲区域天气变化、气候变异和大气环境的相互影响;
气候系统中能量和物质的交换和循环。
(5)全球环境变化与地球圈层相互作用
亚洲季风—干旱环境系统与全球环境变化;
区域水循环(含冰冻圈)与气候变化;
海平面和海陆过渡带变化的动力学及趋势;
生物圈的关键过程及与其他圈层的互馈、元素生物地球化学循环与地球系统;
全球环境变化的自然和人类因素;
地球系统模拟的关键科学问题。
(6)人类活动对环境影响的机理
地球工程与全球变化;
资源利用的环境效应;
重大地质灾害和大规模人类工程活动对环境影响的机理;
区域环境过程与调控;
自然过程与人类活动相互作用;
区域可持续发展。
(7)陆地表层系统变化过程与机理
陆地表层关键自然要素相互作用与界面过程;
陆地表层物质迁移转化过程;
陆地表层自然与人文要素的耦合过程;
陆地表层系统综合研究的理论和方法。
(8)水土资源演变与调控
土壤过程与演变;
土壤质量与资源效应;
流域水文过程及其生态效应;
区域水资源的形成机制;
区域水、土资源耦合与可持续利用。
(9)海洋过程及其资源和环境效应
西太平洋的多尺度过程与高低纬相互作用;
我国近海的海陆相互作用;
海洋微生物与生物地球化学循环;
海洋生态系统与生态安全;
海底资源的成矿成藏理论。
(10)日地空间环境和空间天气
空间天气科学前沿基本物理过程研究;
日地系统空间天气耦合过程研究;
空间天气区域建模和集成建模方法;
空间天气对人类活动的影响。
(11)地球观测与信息提取的新途径和新技术
对地观测的新原理和新方法;
深部探测和浅层观测的新理论和新技术;
微量、微区与高精度和高灵敏度的实验测试分析技术;
空间大地测量的理论、方法与技术及其地学应用地球深部过程、表层环境和宇宙过程示踪的新途径;
地球系统基础信息采集和应用的理论与技术;
观测数据的同化、融合和共享应用理论。
(12)我国典型地区区域圈层相互作用与资源环境效应
主要研究方向:
多板块汇聚和青藏高原形成的深部动力学过程和机制及其资源效应;
高原生长(范围和高度)时空变迁及其对海陆气相互作用和亚洲季风干旱环境系统的影响;
青藏高原区域圈层(岩石圈、大气圈、水圈和生物圈等)相互作用的过程和发展趋势;
西太平洋俯冲与东亚岩石圈演化及其对环境的影响作用。
5.工程与材料科学部。
(1)光电功能材料
高效光—电/电—光转换的基本过程和新机理;
光电材料的设计与制备;
表界面工程与微纳结构及其功能调控;
光电功能材料和器件的理论与模拟;
光电原型器件的制备及性能表征。
(2)能源材料
高效能源转换与储存新机制;
高效低成本太阳能电池相关材料及其关键技术;
质子交换膜燃料电池材料和中低温固体氧化物燃料电池关键材料;
高容量储氢材料;
高效二次电池材料及关键技术;
超级电容器关键材料及制备技术;
反应堆核能材料。
(3)环境材料
新型环境治理材料的设计及反应机理研究;
有毒有害元素替代材料的生态设计;
固体废弃物的资源化利用技术;
可完全降解高分子材料的设计及降解机理;
调光、调温、调湿功能材料的设计;
材料环境负荷的表征及评价方法。
(4)高性能结构材料
宏观、介观和微观多尺度上结构和力学性能的相互关系;
材料在耐极端苛刻服役条件下的组织和性能演化;
先进复合材料的组织和界面结构控制;
材料的强韧化和长寿命设计;
材料制备过程中形态结构的控制;
结构功能一体化材料。
(5)材料科学基础理论、制备与表征技术
材料模拟和材料计算;
材料成分和结构、制备加工工艺、性质和使用性能之间的协同关系;
材料设计与制备的新理论和新方法;
材料表征与测试的新原理和新技术;
材料器件一体化设计。
(6)资源高效开采与环境的相互作用规律
深部裂隙岩体工程力学特性;
煤层气与煤共采理论与方法;
深部钻井的基础理论;
提高煤炭、石油、天然气采收率的物理化学基础理论;
资源开采中的重大灾害形成机理及控制;
矿区生态保护与复垦的基础理论与方法。
(7)冶金与材料制备过程中的界面科学
冶金过程界面的基础理论;
有价组分高效利用与循环冶金理论与方法;
外场及特殊条件下的冶金及加工过程理论;
金属凝固过程与控制;
高纯净、高性能、高附加值冶金及材料制备工程;
高效、节能、减排冶金理论。
(8)复杂机电系统的功能原理与集成科学
复杂真实机构的集成设计理论与方法;
机械驱动与传动中的能量传递、转换与精密复合运动的创成;
复杂机电系统功能生成中的界面效应、行为规律与调控;
复杂机电系统物质流、能量流与信息流融合协同设计;
复杂机电系统多学科设计优化与集成设计理论;
极端服役条件下系统的结构损伤与系统可靠性。
(9)高性能零件/构件的精密制造
高性能精确成型制造;
高能束与特种能场加工;
精密与超精密加工;
数字化设计、加工、测量一体化。
(10)化石能源高效清洁利用
燃煤污染物综合防治理论与技术;
低碳排放的煤基多联产利用;
化石能源利用中的温室气体捕获与资源化利用;
化石能源的高效洁净利用新方法;
燃烧化学反应机理与燃烧过程检测。
(11)二氧化碳捕获与封存(CCS)
能源动力系统中燃烧前、纯氧燃烧、燃烧后捕获CO2的理论与方法;
煤基化工动力多联产系统与CO2分离过程的一体化控制原理与方法;
低能耗捕获CO2的革新技术与方法;
CO2分离溶剂变化过程与热能转换过程的耦合方法与规律;
CO2液化与运输过程的热物理问题。
(12)智能电网基础
大规模可再生能源电力输送及接入基础;
智能电网多信息融合自愈理论与技术;
电力信息与控制的安全及其支撑技术理论与方法;
智能电网互动机制与实现的理论与方法、智能电网的电力市场机制与实现等。
(13)城乡建筑节能设计原理与技术体系
建筑热、湿环境热力学分析新方法;
高品质建筑声、光、热环境设计理论和方法;
我国典型气候带建筑室内热湿环境营造机理;
乡村建筑节能和人居环境改善技术基础理论和评价体系;
工业建筑污染物控制通风理论及应用方法等。
(14)环境变迁中的城市科学
工程结构与工程系统的环境作用模型;
大规模工程系统中、长尺度灾害危险性分析方法;
环境变迁中的地域人居环境设计理论;
历史建筑的损毁机理、防护技术与保护策略;
城市形态变迁、交通模式演变、交通需求演化相互作用规律;
城市交通系统的供需平衡机理与平衡控制理论。
(15)海洋工程基础理论与前沿技术
深海浮式结构物系统环境载荷与动力响应;
深海装备安全设计和测试的前沿技术;
船舶航行性能与多学科优化设计;
水下探测与通信;
先进轮机系统的性能优化理论与方法;
新概念海洋装备与设施的开发方法与设计理论;
结构安全性综合分析方法与风险分析。
(16)工程结构的全寿命设计与控制
环境与荷载耦合作用下工程结构性能演变机理;
工程结构与工程系统的灾害作用物理模型;
基于微结构演化的材料-结构多尺度寿命预测理论和方法;
工程结构寿命全过程精细化分析理论与性能评定理论及方法;
工程结构与工程系统的基于整体可靠度的性态优化与性能设计理论;
工程结构的性能监测与性能控制。
6.信息科学部。
(1)新型信息材料与器件
自旋电子材料与器件;
单光子探测与发射器件;
适于高频大功率、高温电子的宽带隙材料与器件;
适合平面工艺和未来大规模集成的碳基材料与器件;
有机/聚合物光子器件、半导体激光器、大功率LED与高效太阳能电池等。
(2)纳米级集成电路
纳米尺寸的MOS器件及存储器件;
微纳传感、能量获取与转换电路;
可重构与容错多核SoC;
极低功耗电路、超高速混合信号系统;
纳米尺度SoC电子设计自动化、集成电路芯片测试、器件模型。
(3)微纳光子学与光电集成
微纳功能结构及相关光电子器件;
大规模高性能光电子集成芯片;
微波光子学器件与片上高速光互联;
高速高稳定电—光/光—光采样技术;
光学数据复合和校准技术;
光—光耦合超快非线性动力学问题;
低成本光生微波技术和射频光发送与光调制。
(4)毫米波、太赫兹与红外器件
器件设计、仿真与测试;
毫米波
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