國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)關(guān)于發(fā)布“十三五”第五批重大項(xiàng)目指南及申請(qǐng)注意事項(xiàng)的通告

國(guó)科金發(fā)計(jì)〔2020〕54號(hào)

　　 

　　國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱自然科學(xué)基金委）根據(jù)《國(guó)家自然科學(xué)基金“十三五”發(fā)展規(guī)劃》優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域和新時(shí)代科學(xué)基金深化改革戰(zhàn)略部署，在深入研討和廣泛征求科學(xué)家意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，現(xiàn)發(fā)布“十三五”第五批8個(gè)科學(xué)部63個(gè)重大項(xiàng)目指南（見(jiàn)附件），請(qǐng)申請(qǐng)人及依托單位按重大項(xiàng)目指南中所述的要求和注意事項(xiàng)提出申請(qǐng)。

　　一、定位

　　重大項(xiàng)目面向科學(xué)前沿和國(guó)家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科技發(fā)展及國(guó)家安全重大需求中的重大科學(xué)問(wèn)題，超前部署，開(kāi)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(guó)基礎(chǔ)研究源頭創(chuàng)新能力。

　　二、申請(qǐng)條件和要求

　?。ㄒ唬┥暾?qǐng)條件。

　　重大項(xiàng)目或重大項(xiàng)目課題申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：

　　1．具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷；

　　2．具有高級(jí)專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）。

　　在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無(wú)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(qǐng)人進(jìn)行申請(qǐng)。

　　部分重大項(xiàng)目對(duì)申請(qǐng)條件有特殊要求的，以相關(guān)重大項(xiàng)目指南為準(zhǔn)。

　?。ǘ┥暾?qǐng)要求。

　　1.重大項(xiàng)目的資助期限為5年，申請(qǐng)書(shū)中的研究期限應(yīng)填寫(xiě)2021年1月1日—2025年12月31日。

　　2.每個(gè)重大項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)圍繞科學(xué)目標(biāo)設(shè)置不多于5個(gè)課題（部分重大項(xiàng)目的課題設(shè)置數(shù)量有具體要求的，以相關(guān)重大項(xiàng)目指南為準(zhǔn)），并分別撰寫(xiě)項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)和課題申請(qǐng)書(shū)。重大項(xiàng)目只受理整體申請(qǐng)，項(xiàng)目申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)是其中1個(gè)課題的申請(qǐng)人。

　　每個(gè)課題的合作研究單位數(shù)量不得超過(guò)2個(gè)。每個(gè)重大項(xiàng)目依托單位和合作研究單位數(shù)量合計(jì)不得超過(guò)5個(gè)（部分重大項(xiàng)目的合作研究單位數(shù)量有具體要求的，以相關(guān)重大項(xiàng)目指南為準(zhǔn)）。

　　三、限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定

　　1.申請(qǐng)人（不含主要參與者）同年只能申請(qǐng)1項(xiàng)重大項(xiàng)目。上一年度獲得重大項(xiàng)目資助的項(xiàng)目主持人和課題負(fù)責(zé)人，本年度不得作為項(xiàng)目申請(qǐng)人和課題申請(qǐng)人申請(qǐng)重大項(xiàng)目。

　　2.具有高級(jí)專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）的人員，申請(qǐng)（包括申請(qǐng)人和主要參與者）和正在承擔(dān)（包括負(fù)責(zé)人和主要參與者）以下類型項(xiàng)目總數(shù)合計(jì)限為2項(xiàng)：面上項(xiàng)目、重點(diǎn)項(xiàng)目、重大項(xiàng)目、重大研究計(jì)劃項(xiàng)目（不包括集成項(xiàng)目和戰(zhàn)略研究項(xiàng)目）、聯(lián)合基金項(xiàng)目、青年科學(xué)基金項(xiàng)目、地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目、優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目、重點(diǎn)國(guó)際（地區(qū)）合作研究項(xiàng)目、直接費(fèi)用大于?200?萬(wàn)元/項(xiàng)的組織間國(guó)際（地區(qū)）合作研究項(xiàng)目（僅限作為申請(qǐng)人申請(qǐng)和作為負(fù)責(zé)人承擔(dān)，作為主要參與者不限）、國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目（含承擔(dān)國(guó)家重大科研儀器設(shè)備研制專項(xiàng)項(xiàng)目）、基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目、資助期限超過(guò)?1?年的應(yīng)急管理項(xiàng)目、原創(chuàng)探索計(jì)劃項(xiàng)目以及資助期限超過(guò)?1?年的專項(xiàng)項(xiàng)目[特殊說(shuō)明的除外；應(yīng)急管理項(xiàng)目中的局（室）委托任務(wù)及軟課題研究項(xiàng)目、專項(xiàng)項(xiàng)目中的科技活動(dòng)項(xiàng)目除外]。

　　具有高級(jí)專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）的人員作為主要參與者正在承擔(dān)的 2019 年（含）以前批準(zhǔn)資助的項(xiàng)目不計(jì)入申請(qǐng)和承擔(dān)總數(shù)范圍，2020 年（含）以后申請(qǐng)（包括申請(qǐng)人和主要參與者）和批準(zhǔn)（包括負(fù)責(zé)人和主要參與者）項(xiàng)目計(jì)入申請(qǐng)和承擔(dān)總數(shù)范圍。

　　3.優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目和國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目申請(qǐng)時(shí)不計(jì)入申請(qǐng)和承擔(dān)總數(shù)范圍；正式接收申請(qǐng)到自然科學(xué)基金委作出資助與否決定之前，以及獲得資助后，計(jì)入申請(qǐng)和承擔(dān)總數(shù)范圍。

　　4.國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目（部門(mén)推薦）獲得資助后，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在準(zhǔn)予結(jié)題前不得作為申請(qǐng)人申請(qǐng)重大項(xiàng)目。

　　5.基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目申請(qǐng)時(shí)不計(jì)入申請(qǐng)和承擔(dān)總數(shù)范圍；正式接收申請(qǐng)到自然科學(xué)基金委作出資助與否決定之前，以及獲得資助后，計(jì)入申請(qǐng)和承擔(dān)總數(shù)范圍。基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及主要參與者（骨干成員）在結(jié)題前不得申請(qǐng)或參與申請(qǐng)重大項(xiàng)目。

　　6.原創(chuàng)探索計(jì)劃項(xiàng)目從預(yù)申請(qǐng)開(kāi)始直到自然科學(xué)基金委作出資助與否決定之前，不計(jì)入申請(qǐng)和承擔(dān)總數(shù)范圍；獲資助后計(jì)入申請(qǐng)和承擔(dān)總數(shù)范圍。

　　四、申請(qǐng)注意事項(xiàng)

　　（一）項(xiàng)目申請(qǐng)接收。

　　重大項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)送日期為2020年9月12日至16日16時(shí)。項(xiàng)目申請(qǐng)采取無(wú)紙化申請(qǐng)。

　?。ǘ┥暾?qǐng)人注意事項(xiàng)。

　　申請(qǐng)人在填寫(xiě)重大項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)（項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)或課題申請(qǐng)書(shū)）時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)要解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和研究?jī)?nèi)容，選擇科學(xué)問(wèn)題屬性。申請(qǐng)項(xiàng)目具有多重科學(xué)問(wèn)題屬性的，申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)選擇最相符、最能概括申請(qǐng)項(xiàng)目特點(diǎn)的一類科學(xué)問(wèn)題屬性。

　　重大項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)（項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)或課題申請(qǐng)書(shū)）采取在線方式撰寫(xiě)，對(duì)申請(qǐng)人具體要求如下：

　　1．申請(qǐng)人在填報(bào)申請(qǐng)書(shū)前，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀本項(xiàng)目指南和《2020年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》中的相關(guān)內(nèi)容，不符合項(xiàng)目指南和相關(guān)要求的項(xiàng)目申請(qǐng)不予受理。

　　2.申請(qǐng)人登陸科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)https://isisn.nsfc.gov.cn/（以下簡(jiǎn)稱信息系統(tǒng)，沒(méi)有信息系統(tǒng)賬號(hào)的申請(qǐng)人請(qǐng)向依托單位基金管理聯(lián)系人申請(qǐng)開(kāi)戶），按照撰寫(xiě)提綱及相關(guān)要求撰寫(xiě)申請(qǐng)書(shū)。

　　3.重大項(xiàng)目的項(xiàng)目申請(qǐng)人應(yīng)在信息系統(tǒng)中首先填寫(xiě)“項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)”，然后給該重大項(xiàng)目課題申請(qǐng)人賦予課題的申請(qǐng)權(quán)限，未經(jīng)賦權(quán)的課題申請(qǐng)人將無(wú)法提交申請(qǐng)。

　　4.申請(qǐng)書(shū)的資助類別選擇“重大項(xiàng)目”，亞類說(shuō)明選擇“項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)”或“課題申請(qǐng)書(shū)”，附注說(shuō)明選擇相關(guān)的重大項(xiàng)目名稱，根據(jù)申請(qǐng)的具體研究?jī)?nèi)容選擇相應(yīng)的申請(qǐng)代碼（部分重大項(xiàng)目有具體要求的，按照相關(guān)重大項(xiàng)目指南要求填寫(xiě)）。

　　5.申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)按照重大項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)（項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)或課題申請(qǐng)書(shū)）的撰寫(xiě)提綱撰寫(xiě)申請(qǐng)書(shū)，如果申請(qǐng)人已經(jīng)承擔(dān)與所申請(qǐng)重大項(xiàng)目相關(guān)的其他科技計(jì)劃項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)在報(bào)告正文的“研究基礎(chǔ)”部分說(shuō)明本申請(qǐng)項(xiàng)目與其他相關(guān)項(xiàng)目的區(qū)別與聯(lián)系。

　　項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)中的主要參與者只填寫(xiě)各課題申請(qǐng)人相關(guān)信息；課題申請(qǐng)書(shū)中的主要參與者包括課題所有主要成員相關(guān)信息。

　　6.重大項(xiàng)目實(shí)行成本補(bǔ)償?shù)馁Y助方式，自然科學(xué)基金委將組織專家對(duì)建議資助項(xiàng)目進(jìn)行資金預(yù)算專項(xiàng)評(píng)審。申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀《2020年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》申請(qǐng)須知中預(yù)算編報(bào)要求的內(nèi)容，嚴(yán)格按照《國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目資金管理辦法》、《關(guān)于國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目資金管理有關(guān)問(wèn)題的補(bǔ)充通知》（財(cái)科教〔2016〕19號(hào)）、《國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、財(cái)政部關(guān)于進(jìn)一步完善科學(xué)基金項(xiàng)目和資金管理的通知》（國(guó)科金發(fā)財(cái)〔2019〕31號(hào)）以及《國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資金預(yù)算表編制說(shuō)明》的要求，認(rèn)真如實(shí)編報(bào)《國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資金預(yù)算表》。

　　7.申請(qǐng)人完成申請(qǐng)書(shū)撰寫(xiě)后，在線提交電子申請(qǐng)書(shū)及附件材料。項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)和課題申請(qǐng)書(shū)應(yīng)當(dāng)通過(guò)各自的依托單位提交。其中課題申請(qǐng)書(shū)必須先于項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)提交，項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)待全部課題申請(qǐng)書(shū)提交完畢并確認(rèn)生成項(xiàng)目總預(yù)算表無(wú)誤后再行提交。 

　　（三）依托單位注意事項(xiàng)。

　　依托單位應(yīng)對(duì)本單位申請(qǐng)人所提交申請(qǐng)材料的真實(shí)性、完整性和合規(guī)性進(jìn)行審核；對(duì)申請(qǐng)人申報(bào)預(yù)算的目標(biāo)相關(guān)性、政策相符性和經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行審核。具體要求如下：

　　1.應(yīng)在規(guī)定的項(xiàng)目申請(qǐng)截止日期前（2020年9月16日16時(shí)）通過(guò)信息系統(tǒng)逐項(xiàng)確認(rèn)提交本單位電子申請(qǐng)書(shū)及附件材料，無(wú)需報(bào)送紙質(zhì)申請(qǐng)書(shū)。項(xiàng)目獲批準(zhǔn)后，將申請(qǐng)書(shū)的紙質(zhì)簽字蓋章頁(yè)裝訂在《資助項(xiàng)目計(jì)劃書(shū)》最后，一并提交。簽字蓋章的信息應(yīng)與電子申請(qǐng)書(shū)嚴(yán)格保持一致。

　　2.依托單位完成電子申請(qǐng)書(shū)及附件材料的逐項(xiàng)確認(rèn)后，應(yīng)于申請(qǐng)材料提交截止時(shí)間前通過(guò)信息系統(tǒng)上傳本單位科研誠(chéng)信承諾書(shū)的電子掃描件（請(qǐng)?jiān)谛畔⑾到y(tǒng)中下載模板，打印填寫(xiě)后由法定代表人親筆簽字、依托單位加蓋公章），無(wú)需提供紙質(zhì)材料。

 




 化學(xué)科學(xué)部重大項(xiàng)目指南

2020年化學(xué)科學(xué)部共發(fā)布8個(gè)重大項(xiàng)目指南，擬資助6個(gè)重大項(xiàng)目。項(xiàng)目申請(qǐng)人申請(qǐng)的直接費(fèi)用預(yù)算不得超過(guò)1800萬(wàn)元/項(xiàng)。申請(qǐng)書(shū)的附注說(shuō)明選擇相關(guān)重大項(xiàng)目名稱，例如“非常規(guī)激發(fā)染料的構(gòu)效調(diào)控及產(chǎn)品工程科學(xué)基礎(chǔ)”。 

“非常規(guī)激發(fā)染料的構(gòu)效調(diào)控及產(chǎn)品工程科學(xué)基礎(chǔ)”重大項(xiàng)目指南 

染料對(duì)光的選擇性吸收是其本征特性，因而總是與光記錄、光存貯、光顯示及光成像直接聯(lián)系，是多個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵化學(xué)品。隨著相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展，染料分子在常規(guī)條件下的激發(fā)態(tài)行為和能量弛豫規(guī)律逐步被揭示出來(lái)。但在極端條件下，特別是在高光子能量（如極紫外）和低光子能量（如近紅外、超聲波、偏振光）等非常規(guī)條件下，對(duì)染料分子激發(fā)態(tài)的形成、調(diào)控和應(yīng)用研究極為薄弱。極紫外可以提供高的分辨率、超聲波能提供更深的穿透力，這些賦予了非常規(guī)激發(fā)染料特殊的應(yīng)用功能。因此，拓展傳統(tǒng)紫外-可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍的染料波長(zhǎng)，開(kāi)展非常規(guī)激發(fā)和吸收染料分子的研究，對(duì)于光刻、顯示等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，具有重要意義。

一、科學(xué)目標(biāo)

項(xiàng)目擬圍繞非常規(guī)激發(fā)染料結(jié)構(gòu)-性能調(diào)控的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，特別是在高能量光子（極紫外）和低能量光子（近紅外、超聲、偏振光）等特種激發(fā)條件下，染料分子對(duì)激發(fā)能的吸收和響應(yīng)規(guī)律，通過(guò)分子結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、調(diào)控激發(fā)態(tài)的能量釋放途徑（如發(fā)光、電子轉(zhuǎn)移、能量轉(zhuǎn)移、催化反應(yīng)等），實(shí)現(xiàn)光刻、顯示等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品分子設(shè)計(jì)創(chuàng)新，為支撐相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。

二、研究?jī)?nèi)容

（一）非常規(guī)激發(fā)理論及分子體系設(shè)計(jì)。

非常規(guī)激發(fā)染料的激發(fā)效率是實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)。重點(diǎn)研究在高光子能量或低光子能量條件下，不同分子的激發(fā)響應(yīng)性，包括形成激發(fā)態(tài)的效率、光引發(fā)的電子轉(zhuǎn)移、能量轉(zhuǎn)移或化學(xué)反應(yīng)效率；揭示分子結(jié)構(gòu)與目標(biāo)性能(包括耐受性)之間的規(guī)律，形成若干性能優(yōu)異的染料母體分子平臺(tái)，為產(chǎn)品分子設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

（二）極紫外光刻材料設(shè)計(jì)及制備。

聚焦極紫外光敏分子結(jié)構(gòu)與極紫外光吸收截面的關(guān)系，探索極紫外光引發(fā)的新型分解或聚合反應(yīng)、過(guò)程中電子或能量轉(zhuǎn)移形成的催化機(jī)制，研究新型結(jié)構(gòu)的極紫外光敏分子及其光刻膠的制備、生產(chǎn)過(guò)程對(duì)超高分辨率性能的影響因素，形成新型極紫外光刻膠的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝，為其規(guī)?；a(chǎn)提供科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。

（三）功能染料工程化及其在光電材料中的應(yīng)用基礎(chǔ)。

分子的穩(wěn)定性是染料工程化應(yīng)用的前提。需揭示“光-熱-機(jī)械”復(fù)雜穩(wěn)定性與染料分子結(jié)構(gòu)的映射機(jī)制，包括不同光能量、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)對(duì)染料穩(wěn)定性和應(yīng)用性能的調(diào)控規(guī)律，研究染料分子結(jié)構(gòu)對(duì)光刻膠流變學(xué)性能和對(duì)光引發(fā)劑光化學(xué)反應(yīng)性能的影響機(jī)制，探索提高彩色光刻膠分辨率的有效途徑，建立與終端產(chǎn)品服役條件相一致的工程技術(shù)體系和可靠性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。

“分子光子學(xué)材料與激發(fā)態(tài)過(guò)程調(diào)控”重大項(xiàng)目指南 

光子學(xué)是研究以光子作為信息和能量載體的科學(xué)，涉及光的產(chǎn)生、傳輸、探測(cè)、放大和顯示等應(yīng)用。和無(wú)機(jī)光子學(xué)材料相比，分子光子學(xué)材料在光學(xué)性能、柔性加工和生產(chǎn)成本等方面展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。設(shè)計(jì)合成同時(shí)具備優(yōu)異光學(xué)性質(zhì)和電荷輸運(yùn)能力的分子材料，從微觀角度深入認(rèn)識(shí)分子材料中的激發(fā)態(tài)過(guò)程，結(jié)合器件構(gòu)型設(shè)計(jì)優(yōu)化制備工藝和性能指標(biāo)，將推動(dòng)分子光子學(xué)材料在相關(guān)產(chǎn)業(yè)尤其是新型顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。“分子聚集態(tài)下特異性激發(fā)態(tài)過(guò)程對(duì)光子學(xué)性能的調(diào)控機(jī)制”與 “不同光子學(xué)功能中涉及的激子與光子的相互作用原理”是分子光子學(xué)研究中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。“新型光子學(xué)分子的理性設(shè)計(jì)與高效合成”與“光子學(xué)功能導(dǎo)向的分子材料組裝與器件集成”是本領(lǐng)域的重大需求。本重大項(xiàng)目旨在聯(lián)合分子材料合成、激發(fā)態(tài)理論、光譜學(xué)和光電器件等方面的科學(xué)家進(jìn)行攻關(guān)，從微觀角度深入認(rèn)識(shí)分子材料中的激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，結(jié)合器件構(gòu)型設(shè)計(jì)，優(yōu)化制備工藝和性能指標(biāo)，發(fā)揮分子光子學(xué)材料在光學(xué)性能、溶液加工、柔性集成等方面展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)分子光子學(xué)在相關(guān)產(chǎn)業(yè)尤其是新型顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。

一、科學(xué)目標(biāo)

以有機(jī)分子特有的“單線態(tài)和三線態(tài)激子過(guò)程調(diào)控”為主線，聚焦新材料合成制備和高性能器件集成兩大方向，解析微納體系中激發(fā)態(tài)物理化學(xué)過(guò)程，指導(dǎo)新型分子光子學(xué)材料骨架結(jié)構(gòu)及其微納晶體的設(shè)計(jì)合成，拓展高性能有機(jī)微納激光和有機(jī)電致發(fā)光在顯示器件方面的應(yīng)用。以此為基礎(chǔ)，形成在國(guó)際上有重要影響的研究團(tuán)隊(duì)，提升我國(guó)在分子光子學(xué)前沿交叉方向上的整體水平。

二、研究?jī)?nèi)容

本項(xiàng)目圍繞“分子光子學(xué)材料的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系”開(kāi)展以下研究：

（一）高性能光子學(xué)材料的分子設(shè)計(jì)與可控合成。

以調(diào)控分子能級(jí)與激發(fā)態(tài)過(guò)程為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)合成兼具高載流子遷移率和高固態(tài)發(fā)光效率的分子光子學(xué)材料；通過(guò)調(diào)控分子間弱相互作用充分運(yùn)用其組裝性能，制備形貌、結(jié)構(gòu)和性能可控的分子聚集體，為發(fā)展分子光子學(xué)奠定材料基礎(chǔ)。

（二）有機(jī)微納體系的激發(fā)態(tài)調(diào)控與過(guò)程研究。

準(zhǔn)確理解分子光子學(xué)材料體系中激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)、載流子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)和能級(jí)調(diào)控等理論，揭示其中載流子傳輸性能和光學(xué)特性之間的平衡和制約關(guān)系；通過(guò)光、電、磁和熱等多種外場(chǎng)手段強(qiáng)化激發(fā)態(tài)下的激子傳輸與電子轉(zhuǎn)移和能量傳遞過(guò)程，以及激子和光子的強(qiáng)相互作用與耦合過(guò)程。

（三）高性能有機(jī)微納激光材料與器件。

在新型分子光子學(xué)材料中實(shí)現(xiàn)覆蓋可見(jiàn)光譜的受激輻射，設(shè)計(jì)新的微納結(jié)構(gòu)單元作為光學(xué)諧振腔，得到激光波長(zhǎng)和模式可調(diào)可控的有機(jī)微納激光；開(kāi)發(fā)微納晶定向圖案化制備新工藝，發(fā)展微納激光陣列大面積集成方法，探索基于分子光子學(xué)材料的激光平板顯示技術(shù)。

（四）有機(jī)分子電致發(fā)光與顯示器件。

以分子光子學(xué)的激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)制備高激子利用率和窄譜帶發(fā)射的發(fā)光器件；構(gòu)建全新的器件模型，探索激發(fā)態(tài)傳輸及電荷陷阱效應(yīng)等基本物理過(guò)程和規(guī)律，完善和發(fā)展電致發(fā)光和分子器件的相關(guān)理論，展示分子光子學(xué)材料在顯示原型器件上的應(yīng)用。

“電解水制氫與綠色化工耦合的科學(xué)基礎(chǔ)”重大項(xiàng)目指南 

面向可再生能源高效利用和綠色化工的重大需求，針對(duì)電解水與綠色化工耦合所涉及的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，研究電解水過(guò)程中活性物種的生成與調(diào)控、電解水與有機(jī)物氧化還原反應(yīng)的耦合過(guò)程，探究多尺度流動(dòng)與傳遞對(duì)電化學(xué)過(guò)程的影響機(jī)制，構(gòu)建若干規(guī)?；娊馑c有機(jī)物合成耦合反應(yīng)體系，形成能源化學(xué)與綠色化工領(lǐng)域新的發(fā)展方向。

一、科學(xué)目標(biāo)

通過(guò)高效電解水耦合加氫/氧化的催化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)碳-氫鍵、碳-鹵鍵、碳-碳鍵以及碳-氧鍵等的定向轉(zhuǎn)化，揭示電/光電作用下電極界面氫氧等中間物種的生成機(jī)理及其與有機(jī)物反應(yīng)途徑，建立選擇性合成高附加值產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)方法和理論體系，構(gòu)建電解水耦合化工產(chǎn)品綠色合成系統(tǒng)；發(fā)展新型光電化學(xué)反應(yīng)器，闡明多相反應(yīng)過(guò)程中的流動(dòng)、混合、傳遞對(duì)能量與物質(zhì)轉(zhuǎn)化的作用規(guī)律，實(shí)現(xiàn)新能源利用與綠色化工耦合的應(yīng)用示范。

二、研究?jī)?nèi)容

（一）電解水耦合氧化與高效制氫。

針對(duì)規(guī)模制氫與大宗化學(xué)品生產(chǎn)的耦合，研究多相界面活性氧生成與轉(zhuǎn)化機(jī)理，以電極組成和界面性質(zhì)調(diào)控活性氧在陽(yáng)極表面的濃度、活性和能量，匹配有機(jī)物在電極表面的傳質(zhì)吸附特征和氧化反應(yīng)能級(jí)；發(fā)展新型結(jié)構(gòu)化電極，實(shí)現(xiàn)有機(jī)相、水相和氣相在電極表界面的均勻分布、高效傳遞與反應(yīng)耦合；研究有機(jī)相對(duì)隔膜性能的影響，提高隔膜穩(wěn)定性；研究陽(yáng)極活性氧的快速轉(zhuǎn)化對(duì)水分解制氫過(guò)程的促進(jìn)作用，并在工程化研究裝置上實(shí)現(xiàn)耦合氧化高效制氫。

（二）電解水耦合加氫與氧化。

針對(duì)陰極制氫與耦合加氫之間的轉(zhuǎn)換，利用活性氫和活性氧分別對(duì)有機(jī)底物進(jìn)行加氫和氧化，合成高端精細(xì)化學(xué)品，提高能量和物質(zhì)的利用效率；研究陰極活性氫的生成及其析氫/加氫反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，提高目標(biāo)產(chǎn)物選擇性；根據(jù)陰極和陽(yáng)極反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)制和動(dòng)力學(xué)特性，設(shè)計(jì)新型電極及反應(yīng)器，優(yōu)化操作條件、探索成對(duì)電合成反應(yīng)體系中電解反應(yīng)與產(chǎn)物分離的協(xié)同機(jī)制。

（三）光電協(xié)同分解水與氧化/加氫耦合。

研究光促電解水制活性氧/氫和有機(jī)物選擇性氧化/加氫的新型綠色合成方法，探究光電極對(duì)光子的能量利用以及動(dòng)力學(xué)，揭示光促電解水的本征活性和動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)有機(jī)反應(yīng)選擇性調(diào)控的內(nèi)在機(jī)制，進(jìn)一步促進(jìn)水分解和有機(jī)物氧化/還原的耦合。

（四）制氫耦合綠色化工的過(guò)程強(qiáng)化與系統(tǒng)集成。

研究多尺度流動(dòng)、混合和傳遞特性對(duì)電化學(xué)反應(yīng)的影響，獲得從電極、單池到系統(tǒng)的反應(yīng)與傳遞耦合規(guī)律；研究反應(yīng)與分離耦合機(jī)制，揭示系統(tǒng)內(nèi)單元結(jié)構(gòu)與性能的影響，確定單元間的銜接原則，建立電化學(xué)耦合反應(yīng)系統(tǒng)的放大模型與設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)1~2個(gè)耦合反應(yīng)體系工程化示范。 

“固體結(jié)構(gòu)的化學(xué)調(diào)控與功能強(qiáng)化”重大項(xiàng)目指南 

固體物質(zhì)在信息、能源、國(guó)防、機(jī)械、電子、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。物質(zhì)的性能不僅取決于化學(xué)組成、相態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)，還受限于局域結(jié)構(gòu)、化學(xué)有序、電荷有序、磁有序等。針對(duì)關(guān)系國(guó)家重大需求的電輸運(yùn)材料、鐵電/鐵磁體、儲(chǔ)能材料等，利用先進(jìn)大科學(xué)裝置，多層次揭示固體材料結(jié)構(gòu)與功能間的關(guān)系，運(yùn)用化學(xué)手段調(diào)控固體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)性能顯著提升或獲得新功能。

一、科學(xué)目標(biāo)

通過(guò)極端條件合成、化學(xué)壓力（Chemical Pressure）、缺陷設(shè)計(jì)和復(fù)相匹配等手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)固體結(jié)構(gòu)的化學(xué)調(diào)控；充分利用現(xiàn)代表征技術(shù)和方法，解析固體的晶體結(jié)構(gòu)、局域結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和聲子結(jié)構(gòu)等；創(chuàng)制系列新型電輸運(yùn)、高性能鐵電/鐵磁、高效儲(chǔ)能等新型固體功能材料。

二、研究?jī)?nèi)容

（一）極端條件下特殊功能固體材料的合成。

在高溫、高壓或超強(qiáng)外場(chǎng)下，合成常規(guī)條件下難以得到的特殊結(jié)構(gòu)和功能的固體材料；發(fā)展基于次級(jí)結(jié)構(gòu)、堆積模塊等合成砌塊的可控合成方法，在多元體系中篩選超導(dǎo)、快離子導(dǎo)體、高能量密度等特殊功能材料，揭示其反應(yīng)歷程。

（二）化學(xué)壓力調(diào)控結(jié)構(gòu)與強(qiáng)化功能。

利用相界面應(yīng)變、異質(zhì)化學(xué)元素引起的局域結(jié)構(gòu)畸變、離子調(diào)控等化學(xué)壓力方法，實(shí)現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)及晶格應(yīng)變的微觀尺度調(diào)控，建立化學(xué)壓力調(diào)控結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)化學(xué)合成方法，揭示固體中元素分布、化學(xué)有序、電荷有序、化學(xué)成鍵和晶格變化，闡明結(jié)構(gòu)-相態(tài)-性能的關(guān)聯(lián)。

（三）缺陷調(diào)控結(jié)構(gòu)與新型電輸運(yùn)固體。

通過(guò)化學(xué)摻雜、拓?fù)浞磻?yīng)和玻璃結(jié)晶等多種途徑，系統(tǒng)研究固體材料中缺陷的可控引入及其對(duì)晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)的影響；結(jié)合多種技術(shù)手段建立缺陷組成、濃度、分布等表征方法；研究缺陷對(duì)固體材料中電子和離子輸運(yùn)性質(zhì)的影響；從化學(xué)成鍵、離子間相互作用闡述固態(tài)離子導(dǎo)體中缺陷穩(wěn)定與離子遷移機(jī)制；基于缺陷在性能上的構(gòu)效關(guān)系，設(shè)計(jì)合成新型電子/離子導(dǎo)體等材料。

（四）復(fù)合固體結(jié)構(gòu)調(diào)控與電極材料功能強(qiáng)化。

發(fā)展復(fù)合固體結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)化學(xué)調(diào)控的新方法，研究單組分及復(fù)合固體結(jié)構(gòu)與電子態(tài)之間的協(xié)同效應(yīng)，以及軌道耦合、電荷轉(zhuǎn)移、局域結(jié)構(gòu)等對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律；多層面認(rèn)識(shí)能源復(fù)合固體材料的構(gòu)效關(guān)系，提出高效電極材料等復(fù)合固體的設(shè)計(jì)原則，合成具有協(xié)同功能增強(qiáng)效應(yīng)的電極復(fù)合材料。

“基于納米孔道電荷傳輸?shù)膯畏肿訂渭?xì)胞精準(zhǔn)測(cè)量”重大項(xiàng)目指南 

細(xì)胞中分子間通過(guò)電荷傳輸及能量有序交換發(fā)生的各類反應(yīng)都是在極小且擁擠的空域和極短的時(shí)域內(nèi)進(jìn)行的，并控制著單個(gè)生物分子功能的執(zhí)行、反應(yīng)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)以及能量的高效傳遞和轉(zhuǎn)化等。納米孔道限域空間提供了最逼近實(shí)際生命體系中分子反應(yīng)行為的場(chǎng)所，可實(shí)現(xiàn)在極短的時(shí)域內(nèi)進(jìn)行單個(gè)分子的動(dòng)態(tài)測(cè)量。然而，電子、質(zhì)子、離子及分子在納米孔道限域界面內(nèi)的傳輸，常常表現(xiàn)出與宏觀界面上完全不同的限域增強(qiáng)特性。因此，在生命分析中利用納米孔道的立體限域空間及瞬態(tài)電荷傳輸特性，可獲得極高的時(shí)空分辨，實(shí)現(xiàn)單分子、單細(xì)胞等單個(gè)體的精準(zhǔn)測(cè)量，為進(jìn)一步探索基礎(chǔ)生命化學(xué)領(lǐng)域新現(xiàn)象、新規(guī)律和新知識(shí)提供了新途徑。

本重大項(xiàng)目擬聚焦于具有納米級(jí)孔道結(jié)構(gòu)這一最基本的限域電荷傳輸界面，探索傳感界面結(jié)構(gòu)、電荷傳輸、測(cè)量精準(zhǔn)度之間的內(nèi)在關(guān)系，提出原創(chuàng)的納米孔道測(cè)量新原理，將生命分析測(cè)量從宏觀界面推進(jìn)到納米限域界面，從分子整體行為測(cè)量推進(jìn)到單個(gè)分子、單個(gè)細(xì)胞差異性研究，有望成為現(xiàn)有基礎(chǔ)分析化學(xué)研究方法和理論進(jìn)一步發(fā)展的突破口，催生和引領(lǐng)蛋白質(zhì)單分子測(cè)序、生物化學(xué)反應(yīng)動(dòng)態(tài)測(cè)量以及高通量疾病早期篩查等方向的研究。

一、科學(xué)目標(biāo)

項(xiàng)目圍繞“具有納米級(jí)孔道結(jié)構(gòu)”的限域電荷傳輸界面，突破現(xiàn)有對(duì)生命體系微弱瞬態(tài)過(guò)程測(cè)量的瓶頸，建立原創(chuàng)的納米孔道界面分析化學(xué)理論與方法，構(gòu)建具有單分子靈敏度和亞納米空間分辨能力的原位、無(wú)損納米孔道電荷傳輸測(cè)量器件，在單分子、單細(xì)胞水平上揭示電子、質(zhì)子、離子、分子等相互作用及其能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，以期在單分子、單細(xì)胞水平上探索基礎(chǔ)生命化學(xué)。

二、研究?jī)?nèi)容

（一）納米孔道測(cè)量界面的可控構(gòu)建。

以生物蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)大分子等為基本構(gòu)筑單元，探索多元納米孔道化學(xué)結(jié)構(gòu)特征與電荷載體間的相互作用，發(fā)展空間限域電荷場(chǎng)擾動(dòng)方法及可控單分子界面修飾方法，增強(qiáng)納米孔道測(cè)量界面內(nèi)多個(gè)探針基團(tuán)的協(xié)同測(cè)量效應(yīng)，從而構(gòu)建每一個(gè)基團(tuán)都精確可控的納米孔道測(cè)量界面。

（二）納米孔道單個(gè)體測(cè)量的機(jī)制研究。

探索傳感界面結(jié)構(gòu)、電荷傳輸、測(cè)量精準(zhǔn)度之間的內(nèi)在關(guān)系，調(diào)控限域空間內(nèi)電子、質(zhì)子、離子、分子的傳輸過(guò)程，建立基于納米孔道界面電荷傳輸測(cè)量的特異性信號(hào)增強(qiáng)放大新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高通量、定性及定量測(cè)量生物分子的結(jié)構(gòu)變化、分子間相互作用變化及其引發(fā)的納米孔道界面內(nèi)電荷分布差異和瞬態(tài)能量變化等。

（三）納米孔道單細(xì)胞單分子原位測(cè)量研究。

發(fā)展適用于單個(gè)活細(xì)胞內(nèi)單個(gè)分子可控遞送和原位分析的方法，建立納米孔道單細(xì)胞成像測(cè)量的新方法和譜學(xué)研究的新策略，深度解析由單個(gè)分子引起的單細(xì)胞表型特征；發(fā)展納米孔道單分子計(jì)數(shù)與光學(xué)實(shí)時(shí)檢測(cè)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生理濃度范圍單分子光學(xué)檢測(cè)，闡釋生物分子相互作用的單分子反應(yīng)機(jī)制和動(dòng)力學(xué)，從而在單分子、單細(xì)胞水平實(shí)現(xiàn)疾病早期篩查。

（四）納米孔道界面的高時(shí)空分辨測(cè)量方法及系統(tǒng)。

突破現(xiàn)有生命分析方法的時(shí)空測(cè)量極限，發(fā)展具有高時(shí)空、高能量分辨，實(shí)時(shí)原位、無(wú)損的電子、電荷、離子測(cè)量新方法、新器件及新系統(tǒng)，在納米孔道限域測(cè)量界面上實(shí)現(xiàn)單個(gè)生物分子反應(yīng)中間體、反應(yīng)路徑、反應(yīng)選擇性等的瞬態(tài)測(cè)量，為蛋白質(zhì)單分子測(cè)序以及重要生物化學(xué)反應(yīng)研究提供技術(shù)支撐。

“面向重要化工分離的金屬-有機(jī)框架材料設(shè)計(jì)及過(guò)程調(diào)控機(jī)制”重大項(xiàng)目指南

分離是化工生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。以烷烴/烯烴分離（如乙烷/乙烯等）、同分異構(gòu)體分離（如正構(gòu)烴/異構(gòu)烴等）、二氧化碳捕獲為代表的工業(yè)分離過(guò)程，其規(guī)模均在千萬(wàn)噸級(jí)，關(guān)系經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及國(guó)家戰(zhàn)略需求。傳統(tǒng)熱驅(qū)動(dòng)分離過(guò)程能耗高，若以非熱驅(qū)動(dòng)的吸附或膜分離過(guò)程替代熱驅(qū)動(dòng)分離過(guò)程，可望大幅度降低能耗。金屬-有機(jī)框架材料擁有龐大的組分/結(jié)構(gòu)單元庫(kù)，其可設(shè)計(jì)性為吸附與膜分離帶來(lái)機(jī)遇。然而，金屬-有機(jī)框架材料目前尚未實(shí)現(xiàn)分離工業(yè)應(yīng)用，亟待在基礎(chǔ)科學(xué)與工程技術(shù)方面取得突破。本指南以重要的化工分離過(guò)程為導(dǎo)向，擬圍繞金屬-有機(jī)框架材料設(shè)計(jì)、吸附材料/分離膜可控制備、過(guò)程調(diào)控機(jī)制等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高效、高選擇性、高穩(wěn)定性分離，推動(dòng)分離科學(xué)與技術(shù)的理論創(chuàng)新與技術(shù)進(jìn)步。

一、科學(xué)目標(biāo)

以金屬-有機(jī)框架材料設(shè)計(jì)制備與重要工業(yè)分離過(guò)程調(diào)控為核心，揭示吸附分離與膜分離機(jī)理，建立分離材料組成-結(jié)構(gòu)-性能設(shè)計(jì)方法；提出吸附材料與分離膜晶粒/晶界調(diào)控策略，突破分離通量與選擇性的博弈限制；開(kāi)展放大制備與組件集成研究，為金屬-有機(jī)框架材料吸附與膜分離的工業(yè)應(yīng)用提供科學(xué)支撐。

二、研究?jī)?nèi)容

（一）金屬-有機(jī)框架材料精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與制備。

基于計(jì)算化學(xué)、“網(wǎng)格化學(xué)”及構(gòu)筑模塊策略，開(kāi)展材料分子基元組成、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、微觀孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基于先進(jìn)晶體工程手段，實(shí)現(xiàn)材料高通量制備與結(jié)構(gòu)表征；基于探針?lè)肿游?，揭示材料與被分離分子相互作用機(jī)制及動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律，建立理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的晶體材料構(gòu)筑方法，創(chuàng)制具有工業(yè)應(yīng)用前景的吸附與膜分離材料。

（二）金屬-有機(jī)框架吸附材料結(jié)構(gòu)調(diào)控與分離應(yīng)用。

基于分子構(gòu)筑單元設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)材料孔道結(jié)構(gòu)、表面基團(tuán)定向調(diào)控；基于單組分靜態(tài)吸附與多組分動(dòng)態(tài)分離的系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系，開(kāi)展吸附材料分離性能和構(gòu)效關(guān)系研究，獲得吸附分離熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)規(guī)律，反饋指導(dǎo)材料精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與吸附性能調(diào)控，實(shí)現(xiàn)烷烴/烯烴分離等體系的工業(yè)性試驗(yàn)；完成吸附材料的規(guī)?；苽浼拔椒蛛x過(guò)程的設(shè)計(jì)，為突破其在吸附分離工業(yè)中的應(yīng)用提供科學(xué)基礎(chǔ)。

（三）金屬-有機(jī)框架分離膜可控制備與分離應(yīng)用。

基于微區(qū)反應(yīng)設(shè)計(jì)與分子組裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分離膜孔結(jié)構(gòu)、擇優(yōu)取向、堆砌單元、晶界結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)調(diào)控，創(chuàng)新膜的工程化制備方法；在工業(yè)性實(shí)驗(yàn)裝置上開(kāi)展操作條件（溫度、壓力等）可控的多組分膜滲透分離在線評(píng)價(jià)，深入揭示膜分離機(jī)制，突破分離通量與選擇性的博弈限制，獲得工程放大規(guī)律；完成分離膜放大制備與組件集成設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳捕獲等工業(yè)應(yīng)用示范。

“面向?qū)W科前沿交叉的金屬卡賓化學(xué)”重大項(xiàng)目指南

金屬卡賓結(jié)構(gòu)獨(dú)特，其反應(yīng)具有高效、多樣以及可控等特點(diǎn)，受到人們的極大關(guān)注，相關(guān)研究對(duì)于合成化學(xué)、化學(xué)生物學(xué)以及有機(jī)材料等領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。對(duì)于金屬卡賓的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的理解不僅是金屬有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)理論研究的核心內(nèi)容，也是發(fā)展具有高效性和多樣性的合成反應(yīng)的關(guān)鍵。金屬卡賓豐富的反應(yīng)性也為其在前沿交叉領(lǐng)域的應(yīng)用帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

一、科學(xué)目標(biāo)

針對(duì)金屬卡賓的特性以及目前該領(lǐng)域發(fā)展的現(xiàn)狀，本項(xiàng)目以探討新型金屬卡賓的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生、結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)性為出發(fā)點(diǎn)，發(fā)展基于金屬卡賓的新反應(yīng)、新方法，拓展其在功能有機(jī)分子合成、高分子聚合、藥物合成以及化學(xué)生物學(xué)等交叉領(lǐng)域中的應(yīng)用。通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，推動(dòng)合成化學(xué)以及結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展，并通過(guò)金屬卡賓化學(xué)與生命科學(xué)的銜接為生物大分子化學(xué)修飾，化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)以及新藥研發(fā)等提供新工具和新技術(shù)。形成一支在國(guó)際上具有重要影響的研究隊(duì)伍，進(jìn)一步鞏固我國(guó)在金屬卡賓領(lǐng)域的國(guó)際影響力。

二、研究?jī)?nèi)容

（一）新型金屬卡賓的合成及其結(jié)構(gòu)、反應(yīng)性研究。

圍繞過(guò)渡金屬催化的卡賓轉(zhuǎn)移機(jī)理研究，設(shè)計(jì)、合成、表征一系列活潑的金屬卡賓中間體，包括鐵卡賓、鈷卡賓、鎳卡賓、銅卡賓、釕卡賓、鋨卡賓、鈀卡賓、金屬烷基卡賓以及金屬雙卡賓等；進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算等手段，獲取金屬卡賓的結(jié)構(gòu)信息和提出新的反應(yīng)模式。研究含氟卡賓與含氟金屬卡賓的合成、結(jié)構(gòu)表征及其在含氟有機(jī)分子合成中的應(yīng)用。

（二）基于金屬卡賓的碳-碳鍵以及碳-雜原子鍵構(gòu)建。  

發(fā)展基于金屬卡賓的碳-碳鍵以及碳-雜原子鍵構(gòu)建新方法，包括金屬卡賓參與的碳-碳鍵選擇性切斷與重組、碳-氫鍵的官能化、金屬卡賓的不對(duì)稱催化反應(yīng)等。研究金屬卡賓反應(yīng)在高分子聚合中的應(yīng)用，包括卡賓經(jīng)典反應(yīng)以及卡賓偶聯(lián)反應(yīng)為基礎(chǔ)的高分子聚合，過(guò)渡金屬催化的卡賓聚合、卡賓－烯烴共聚等。研究金屬卡賓反應(yīng)在高分子后官能化中的應(yīng)用。

（三）金屬卡賓反應(yīng)在新藥研發(fā)以及化學(xué)生物學(xué)中的應(yīng)用。  

發(fā)揮金屬卡賓反應(yīng)類型多樣性的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)具有生物兼容性的高效金屬卡賓反應(yīng)，為生物大分子化學(xué)修飾提供具有化學(xué)特征的新工具和新技術(shù)，為新藥研發(fā)提供基礎(chǔ)性和前瞻性的科學(xué)技術(shù)儲(chǔ)備。包括應(yīng)用金屬卡賓參與的多組分反應(yīng)實(shí)現(xiàn)生物活性小分子的多樣性合成、應(yīng)用金屬卡賓反應(yīng)對(duì)藥物及生物活性分子進(jìn)行后期修飾以及開(kāi)發(fā)針對(duì)動(dòng)態(tài)修飾的新藥物靶標(biāo)和相應(yīng)的干預(yù)小分子、基于金屬卡賓開(kāi)發(fā)新一代化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)工具探針等。

“鋰同位素萃取分離的科學(xué)、技術(shù)與應(yīng)用”重大項(xiàng)目指南

鋰同位素是十分重要的能源材料和國(guó)防戰(zhàn)略物資。在清潔新能源領(lǐng)域，鋰同位素是新一代釷基熔鹽裂變堆、可控?zé)岷司圩兌押蛪核磻?yīng)堆中的核心原料及調(diào)節(jié)劑。隨著我國(guó)先進(jìn)核能的快速發(fā)展，尋找更安全、更高效、易于工業(yè)化放大生產(chǎn)的鋰同位素分離方法迫在眉睫。本項(xiàng)目采用“基礎(chǔ)研究—應(yīng)用研究—產(chǎn)業(yè)化”貫通式研究模式，開(kāi)展有機(jī)萃取法分離鋰同位素的科學(xué)、技術(shù)與應(yīng)用研究。通過(guò)有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分離工程、人工智能、自動(dòng)化控制等多學(xué)科交叉融合，解決萃取分離過(guò)程中的萃取劑分離效率低、穩(wěn)定性不足、合成制備難、萃取分離機(jī)制不明確、萃取串級(jí)工藝難等重要科學(xué)與技術(shù)難題。促進(jìn)有機(jī)萃取法分離鋰同位素的新方法在基礎(chǔ)理論和工程化應(yīng)用方面上升到新的高度，促使原始創(chuàng)新技術(shù)在滿足國(guó)家重大需求的任務(wù)中發(fā)揮重要科技支撐作用。

一、科學(xué)目標(biāo)

本項(xiàng)目圍繞鋰同位素萃取分離過(guò)程中的科學(xué)、技術(shù)與應(yīng)用關(guān)鍵問(wèn)題，從發(fā)展新型、高效的萃取劑和可實(shí)用化萃取工藝為核心，解決從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用過(guò)程中的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題。闡明鋰離子在不同介質(zhì)間轉(zhuǎn)移的能量變化與動(dòng)力學(xué)規(guī)律；揭示有機(jī)萃取劑分子結(jié)構(gòu)與同位素分離性能的重要構(gòu)效關(guān)系；闡明萃取劑分子在長(zhǎng)期酸、堿、氧氣以及輻照等條件下的降解規(guī)律；設(shè)計(jì)并優(yōu)化萃取劑分子結(jié)構(gòu)，發(fā)展若干具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能新型萃取劑材料，鋰同位素分離系數(shù)α大于1.030，在連續(xù)萃取分離條件下能穩(wěn)定運(yùn)行8000小時(shí)；發(fā)展串級(jí)萃取分離鋰同位素的化工工藝，實(shí)現(xiàn)連續(xù)多級(jí)鋰同位素的萃取富集濃縮，建設(shè)鋰同位素萃取分離的工業(yè)化示范線。

二、研究?jī)?nèi)容

（一）萃取劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合成與性能評(píng)價(jià)。

通過(guò)分子模擬軟件設(shè)計(jì)并優(yōu)化新型萃取劑分子結(jié)構(gòu)；發(fā)展萃取劑分子的多樣性、高效性合成方法，批量制備專用萃取劑；利用氟原子和含氟基團(tuán)的獨(dú)特效應(yīng)，開(kāi)展有機(jī)萃取劑、協(xié)萃劑、稀釋劑等分子的高選擇性氟化方法研究，建立含氟萃取劑、協(xié)萃劑、稀釋劑等組成的獨(dú)特萃取體系；建立萃取劑分離鋰同位素的綜合性能評(píng)價(jià)方法，考察萃取劑的分離系數(shù)、分配系數(shù)、萃取負(fù)載量等指標(biāo)；調(diào)節(jié)并優(yōu)化萃取體系的組分配方，揭示其對(duì)鋰同位素分離效率的影響規(guī)律（包括協(xié)萃劑、改質(zhì)劑、溶劑、鹽效應(yīng)等影響因素）；根據(jù)工業(yè)化應(yīng)用的要求，結(jié)合萃取劑分子的多方面性能，綜合評(píng)價(jià)并篩選得到綜合性能優(yōu)秀、適合于工業(yè)應(yīng)用的萃取劑分子。

（二）萃取分離機(jī)制及萃取劑結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究。

研究液-液兩相界面鋰離子遷移動(dòng)力學(xué)；闡明兩種鋰同位素之間極化率、遷移率和溶劑化作用的差別；鋰離子在萃取介質(zhì)中的遷移、擴(kuò)散及溶劑化過(guò)程中的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和能量變化；鋰離子在不同萃取介質(zhì)間轉(zhuǎn)移的動(dòng)力學(xué)規(guī)律；采用計(jì)算機(jī)模擬兩相鋰離子傳輸過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)問(wèn)題等。采用人工智能技術(shù)，研究萃取劑結(jié)構(gòu)與溶解性、同位素分離系數(shù)、萃取能力、轉(zhuǎn)相能力等之間的關(guān)系，并得出構(gòu)效關(guān)系規(guī)律；利用人工智能技術(shù)，對(duì)萃取劑的結(jié)構(gòu)與化學(xué)穩(wěn)定性、輻照穩(wěn)定性之間關(guān)系進(jìn)行模擬，并得出構(gòu)效關(guān)系規(guī)律。

（三）有機(jī)萃取法分離鋰同位素的工業(yè)應(yīng)用。

研究不同類型萃取劑在長(zhǎng)期化工應(yīng)用中的化學(xué)和輻照穩(wěn)定性，闡述萃取劑分子的在酸、堿、氧化以及輻照等條件下的降解規(guī)律及降解產(chǎn)物；研究萃取法分離鋰同位素的全流程串級(jí)萃取化工工藝；設(shè)計(jì)并優(yōu)化同位素分離專用離心萃取機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及串級(jí)連接方式；研究串級(jí)萃取試驗(yàn)過(guò)程中的自動(dòng)化控制技術(shù)、工藝穩(wěn)定控制技術(shù)及產(chǎn)品的后處理純化技術(shù)；在多級(jí)串級(jí)萃取試驗(yàn)裝置系統(tǒng)上，進(jìn)行鋰同位素萃取分離的連續(xù)分離富集試驗(yàn)，連續(xù)穩(wěn)定獲得富集產(chǎn)品；建設(shè)鋰同位素萃取分離的工業(yè)化示范線，開(kāi)展工業(yè)應(yīng)用示范的技術(shù)研究。