變革性技術(shù)是指通過(guò)科學(xué)或技術(shù)的創(chuàng )新和突破，對已有傳統或主流的技術(shù)、工藝流程等進(jìn)行一種另辟蹊徑的革新，并對經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展產(chǎn)生革命性、突變式進(jìn)步的技術(shù)?！白兏镄约夹g(shù)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題”重點(diǎn)專(zhuān)項重點(diǎn)支持相關(guān)重要科學(xué)前沿或我國科學(xué)家取得原創(chuàng )突破，應用前景明確，有望產(chǎn)出具有變革性影響技術(shù)原型，對經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展產(chǎn)生重大影響的前瞻性、原創(chuàng )性的基礎研究和前沿交叉研究。

2019 年本重點(diǎn)專(zhuān)項將圍繞信息、能源、地學(xué)、制造、材料、生命科學(xué)及交叉（ 含數學(xué)） 等6 個(gè)領(lǐng)域方向部署項目。

1.高效熱電磁全固態(tài)能源轉換新材料

研究?jì)热荩貉芯侩娮?聲子-自旋/局域磁場(chǎng)相互作用及其物理新機制和新效應，研發(fā)同時(shí)具有高熱電性能和高磁熵變等多功能的新材料，研究其材料設計、精細結構表征及其構效關(guān)系、超快速制備新技術(shù)與結構控制原理。研究熱電磁多功能新型器件設計與制造方法，熱電磁能量轉換新原理與熱電磁全固態(tài)制冷原型系統。

考核指標：建立熱電磁多功能特性協(xié)同調控理論與方法，發(fā)現2-3 種熱電磁全固態(tài)能源轉換新材料，發(fā)展1-2種變革性新技術(shù)，熱電磁全固態(tài)制冷原型系統制冷系數達到3.0-4.0 。

2. 鈮酸鋰薄膜重要片上光子器件研究

研究?jì)热荩貉芯扛咂焚|(zhì)鈮酸鋰薄膜光波導、光學(xué)微腔，以及光學(xué)超晶格等光學(xué)微結構的制備；研究片上光子頻率高速調諧，以及片上糾纏光子對產(chǎn)生；研究以光子頻率作為量子信息編碼實(shí)現量子邏輯門(mén)操作；研制片上有源光量子器件、可編程光量子信息處理芯片，及片上光頻梳等重要器件。

考核指標：鈮酸鋰單模光波導損耗達到0.01 dB/cm量級，微腔光學(xué)品質(zhì)達到108量級；片上高速光子頻率調制帶寬大于40GHz，半波電壓小于2 V；片上雙光子頻率糾纏態(tài)的糾纏度大于90%；頻率編碼兩量子比特邏輯門(mén)操作保真度大于85%；光頻梳器件譜寬大于300nm 。

3. 高能量密度二次電池材料

研究?jì)热荩好嫦蛐乱淮悄茈妱?dòng)汽車(chē)和可穿戴式設備的需求，突破二次電池的體積能量密度和安全性瓶頸，研究分級納米超結構負極材料反應過(guò)程原位觀(guān)測和動(dòng)力學(xué)性能調控技術(shù)、高能量密度梯度正極材料原位觀(guān)測和界面調控技術(shù)、多級結構納米導電材料輸運性能調控技術(shù)和儲能器件設計、材料匹配與制造工藝，研制出新一代高能量密度鋰離子電池和柔性可穿戴電池。

考核指標：設計和制備分級納米超結構負極材料，儲鋰密度比現有石墨負極材料提升一倍以上；設計和制備高能量密度梯度正極材料，比現有正極材料提升20% 以上；建立納米正/負極材料的中子衍射、高分辨電鏡、Raman 光譜、X 射線(xiàn)三維成像等原位觀(guān)測方法，設計和制造高能量密度二次電池，動(dòng)力電池能量密度≥1000Wh/L，循環(huán)壽命大于1000 次，安全性達到國標要求柔性，與人體友好的可穿戴高能量密度電池能量密度≥400Wh/L，循環(huán)壽命大于500 次。

4.“石墨烯基第三代+” 深紫外固態(tài)光源器件

研究?jì)热荩喊l(fā)展介電襯底上石墨烯的直接生長(cháng)方法，獲得高質(zhì)量、大面積、層數可控、摻雜濃度和晶疇尺寸可調的石墨烯薄膜，實(shí)現宏量制備；研究石墨烯上氮化物薄膜的生長(cháng)機制，解決氮化物異質(zhì)外延中晶格失配和熱失配的瓶頸問(wèn)題，建立范德華外延生長(cháng)氮化物的系統理論，實(shí)現大尺寸非晶襯底上高質(zhì)量氮化物的可控制備技術(shù)；研制非晶襯底上深紫外發(fā)光器件；發(fā)展基于石墨烯的器件轉移技術(shù)，實(shí)現深紫外發(fā)光器件的柔性構筑。

考核指標：實(shí)現介電襯底上高質(zhì)量石墨烯樣品的直接生長(cháng)，建立大面積（12 英寸）、層數可控（1~5 層）、缺陷密度可調、單層覆蓋率95% 以上的宏量制備方法；實(shí)現非晶襯底上AlN 材料位錯密度低于5.108cm-2 ，UVC 波段深紫外LED 內量子效率大于30%；獲得柔性深紫外LED 的原型器件，建立相應工藝示范線(xiàn)，引領(lǐng)第三代半導體材料制備方法的變革性創(chuàng )新。

5. 寬波段光電探測材料

研究?jì)热荩横槍θ旌?、全天時(shí)高分辨率對地成像觀(guān)測需要，開(kāi)展具有寬波段響應特性的光電探測材料新體系設計；研究其n 型和p 型雜質(zhì)能級特征，并探索其摻雜和激活工藝；研究其異質(zhì)外延薄膜微觀(guān)結構及界面特征演化規律，并構造其多層膜；研制寬光譜多波段光電探測原型器件，并演示其對航天光學(xué)載荷小型化、輕量化的技術(shù)價(jià)值。

考核指標：構建起材料組份與禁帶寬度關(guān)系數據庫，實(shí)現禁帶寬度介于90 meV 到4.1 eV 可調可控，實(shí)現紫外到長(cháng)波紅外探測的全覆蓋；探索出n 型和p 型摻雜方案，材料的載流子濃度介于1×1016cm-3 到1×1020cm-3 可調可控；掌握其外延薄膜微觀(guān)結構-宏觀(guān)性質(zhì)-制備工藝的內在聯(lián)系，實(shí)現2英寸薄膜及其多層膜的異質(zhì)外延生長(cháng)控制；形成寬光譜多波段光電探測器件設計準則，掌握器件制造工藝，所研制原型器件對紫外、可見(jiàn)光、中波紅外、長(cháng)波紅外輻射的探測率分別達到1×1013Jones（350 nm, 77 K）、1×1012Jones（550 nm, 77 K）、1×1011Jones（3 μm, 77 K）及1×1010Jones（10 μm, 77 K）。

6. 超純凈高均質(zhì)高溫合金及其電子束層凝基礎

研究?jì)热荩弘娮邮珶捀邷睾辖鹬形⒘侩s質(zhì)元素去除機制及合金元素調控方法；電子束層凝高溫合金均質(zhì)化控制原理；高溫合金熔體團簇結構與雜質(zhì)元素及合金元素的交互作用；超純凈高均質(zhì)高溫合金的加工制備及其組織與性能。突破現有高溫合金純凈度低、偏析高的冶金質(zhì)量瓶頸，探索超純凈高均質(zhì)高溫合金電子束層凝技術(shù)體系并進(jìn)行驗證性應用。

考核指標：揭示高溫合金電子束層凝過(guò)程中微量雜質(zhì)元素及夾雜物去除機制；闡明合金元素的再分配規律及層間界面演化機制；構建高溫合金中成分與結構的團簇理論模型；研制出雜質(zhì)元素O+N+S≤15ppm 的粉末合金和變形合金，粉末合金650℃ 低循環(huán)疲勞壽命≥104 周次，變形合金750℃/530MPa 持久壽命≥50h，分別制作直徑≥150mm 的模擬盤(pán)件；研制出雜質(zhì)元素O+N+S≤10ppm 、不含稀貴金屬的單晶合金，在1100℃/130MPa 持久性能≥125h，制作高度≥82mm 單晶渦輪高壓葉片樣件。

7. 水伏效應材料與技術(shù)

研究?jì)热荩貉芯抗桃航缑骐姾蓚鬏敽湍芰哭D換規律，深刻認識功能材料與水相互作用生電的水伏效應機理；開(kāi)展具有優(yōu)異水伏效應材料的微結構設計和構效優(yōu)化方法研究，發(fā)展高效水伏效應材料的宏量可控制備方法；研究水伏效應器件的長(cháng)效穩定性，建立大規模集成化生產(chǎn)工藝，演示驗證水伏效應的突破性應用。

考核指標：揭示水伏效應機理，建立高效水伏效應材料體系的優(yōu)化設計方法；實(shí)現平方米級以上的高質(zhì)量水伏效應材料的可控制備，單個(gè)水伏發(fā)電器件穩定輸出電壓≥10 V 、電流≥10 mA（ 功率密度≥10 W˙m-2 ，常規氣候條件）；構建生電、降溫、產(chǎn)生凈水相協(xié)調的生態(tài)化水伏效應演示驗證系統，每小時(shí)降室溫≥3 ℃（ 環(huán)境溫度300 K）、產(chǎn)凈水≥1 kg，引領(lǐng)水伏效應材料的變革性創(chuàng )新。

8. 復雜油氣智能鉆完井基礎研究

研究?jì)热荩貉芯烤轮悄軅鞲衅黜憫獧C理與隨鉆測錄導一體化協(xié)同機制，建立復雜地層參數智能表征與超前探測方法；研究地層環(huán)境自適應的智能破巖作用機理，探索復雜地層鉆井井眼軌跡智能導向控制方法；研究鉆井工程參數地面-井下閉環(huán)響應機制，建立復雜地層鉆井井筒穩定性智能調控方法；探索自適應智能鉆井液體系，建立鉆井液性能智能化設計、評價(jià)與調控方法；研究鉆井數據智能流動(dòng)、融合與自我凈化方法，構建復雜油氣鉆井智能監控、診斷與決策系統。

考核指標：突破復雜地層鉆井超前探測與智能導向控制方法；建立鉆井工程參數閉環(huán)調控模型，初步形成復雜油氣智能鉆井理論基礎；建立鉆井工程智能監控、診斷與決策系統平臺。深部復雜地層鉆井現場(chǎng)試驗，儲層鉆遇率提高20%以上，鉆井效率提高30%以上。

9. 深部碳、氧循環(huán)的金屬同位素示蹤技術(shù)

研究?jì)热荩好嫦蜷_(kāi)拓非傳統金屬穩定同位素示蹤地球深部碳、氧循環(huán)的技術(shù)體系。它們包括碳酸鹽含有的金屬元素，氧逸度敏感的變價(jià)金屬元素和生命需要的金屬元素的同位素高精確度分析技術(shù)研發(fā)；板塊俯沖和巖漿過(guò)程中這些金屬同位素地球化學(xué)行為和分餾機制的調查；建立深部碳、氧循環(huán)的金屬同位素聯(lián)合示蹤的理論和技術(shù)體系。

考核指標：建立高精確度多種金屬同位素分析技術(shù)（包括：δ26Mg，精確度優(yōu)于0.05；δ44/40Ca 、δ98Mo 和δ60Ni 優(yōu)于0.06；δ56Fe 優(yōu)于0.02；δ53Cr 優(yōu)于0.03；δ66Zn 優(yōu)于0.04；δ51V 優(yōu)于0.08；）；查明板塊俯沖和巖漿過(guò)程中金屬穩定同位素的地球化學(xué)行為和分餾機制；給出2 個(gè)板塊俯沖帶深部碳、氧循環(huán)的金屬同位素示蹤實(shí)例；發(fā)展放射成因同位素對深部碳、氧循環(huán)發(fā)生時(shí)間的制約技術(shù)。

10. 俯沖帶深部過(guò)程與非生物成氣

研究?jì)热荩横槍Ω_帶為地球深部提供充足的碳源和水源，在俯沖過(guò)程中發(fā)生一系列高溫高壓變質(zhì)反應，形成C-H 循環(huán)和CH4 等碳氫化合物的特點(diǎn)，突破對甲烷氣和氫氣資源的認知僅限于地表之下不到十公里的范圍內的傳統認識，揭示從地球深部到地表C-H 化合物的物理化學(xué)性質(zhì)和交換機制，開(kāi)辟高壓有機化學(xué)新領(lǐng)域。結合典型俯沖帶研究，初步揭示地球深部無(wú)機成因氣的運移機理。

考核指標：通過(guò)金剛石壓腔與多種尖端分析技術(shù)結合，確立1-130 GPa，300-2500 K 下烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等的物理化學(xué)性質(zhì)及其狀態(tài)方程。結合巖石學(xué)研究，利用大腔體壓機和水熱金剛石壓腔，原位厘定1-10 GPa，300-1200 K 下水-巖作用形成碳氫化合物的反應機理，準確計算俯沖帶C-H 循環(huán)通量，誤差在±1 Mt 。通過(guò)西南天山和西太平洋俯沖帶剖析，查明俯沖帶C-H 化合物分離與遷移成藏的有利條件，初步揭示深部無(wú)機成因氣運移機理。

11. 揭示三維巖石圈物質(zhì)架構的理論方法體系

研究?jì)热荩好嫦蛏畈刻綔y的重大需求，針對制約深部物質(zhì)探究的瓶頸問(wèn)題，綜合集成巖漿巖探針及深部物質(zhì)示蹤分析技術(shù)，研究全巖Nd 、鋯石Hf 等同位素示蹤結果的關(guān)聯(lián)性及其影響因素；探索巖漿巖捕獲鋯石信息填圖等深部物質(zhì)探究的新方法；揭示區域深部物質(zhì)探究與地球物理探測、實(shí)驗模擬結果的相互制約關(guān)系，形成以巖石探針及同位素填圖為核心的探索深部物質(zhì)時(shí)空分布、三維架構及其演變的新方法體系，實(shí)現揭示巖石圈深部物質(zhì)架構的理論和方法體系集成創(chuàng )新。

考核指標：建立全巖Nd 、鋯石Hf 等不同同位素示蹤結果的相互校正指標；探索深部物質(zhì)探究與地球物理、實(shí)驗模擬結果的標定指標；構建一套探究深部物質(zhì)組成、三維格架的技術(shù)方法體系；提供若干研究實(shí)例。

12. 油頁(yè)巖原位轉化開(kāi)采技術(shù)的基礎研究

研究?jì)热荩好嫦蛑猩顚佑晚?yè)巖有效開(kāi)發(fā)利用難題，研究半封閉體系、地層含水、地層壓力、地下人工加熱條件下有機質(zhì)轉化過(guò)程及機理；研究各向異性多孔介質(zhì)與多相流體耦合條件下的原位高效傳熱機制及實(shí)現方法；研究復合結構催化劑的井下原位合成機理和方法；研究地下產(chǎn)出物、地下環(huán)境的熱力平衡、地應力平衡以及油頁(yè)巖巖體變形等產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)效應。為推進(jìn)油頁(yè)巖原位轉化開(kāi)采工業(yè)試驗取得突破提供理論和技術(shù)支撐。

考核指標：研制出2-3 套油頁(yè)巖原位轉化條件下的動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗裝置，揭示油頁(yè)巖原位轉化開(kāi)采物理化學(xué)過(guò)程及機理，形成油頁(yè)巖原位轉化及油藏動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，研發(fā)1 套油頁(yè)巖原位轉化開(kāi)采數值模擬軟件；形成低能耗、高效率井下加熱方法,油頁(yè)巖油氣采收率實(shí)驗評價(jià)達到60% 以上；揭示油母質(zhì)在催化劑的酸中心、脫氧中心上的轉化途徑，研制出2-3種催化劑，降低油母質(zhì)熱解反應活化能15% 以上；建立油頁(yè)巖原位開(kāi)采條件下生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)指標體系。

14. 油/固界面浸潤調控智能流體提高采收率基礎研究

研究?jì)热荩喊l(fā)展油/固界面浸潤調控智能流體提高采收率技術(shù)，闡明定向流動(dòng)、原油識別及高效油水分離機理，建立地層條件物理與數值綜合模擬評價(jià)平臺，開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足油藏條件的智能響應功能材料，高效切斷巖石礦物與原油間離子水合橋，實(shí)現地下剩余油高效開(kāi)采的變革性技術(shù)突破。

考核指標：闡明油/固界面浸潤調控智能流體設計和制備原理，建立結構設計與功能化開(kāi)發(fā)方法，制備2-3 種具有不同智能響應機制的功能新材料，實(shí)現定向流動(dòng)及油中完全浸潤等特性，室內驅替效率提高10% 以上、波及效率提高40%以上。

15. 近地空間全天時(shí)星敏感器技術(shù)基礎

研究?jì)热荩横槍乜臻g全天時(shí)星敏感器向小型化、自主性、高精度方向發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，突破現有光學(xué)成像體制局限，探索基于光線(xiàn)方向選擇的成像新技術(shù)；研究多視場(chǎng)組合恒星探測方法，建立多視場(chǎng)恒星觀(guān)測信息融合處理機制；研究大氣對恒星成像的干擾機理，提出大氣層內恒星觀(guān)測矢量精確校正模型與方法；研究基于全天時(shí)恒星探測的自主定位模型與誤差補償方法。

考核指標：提出大視場(chǎng)高信噪比恒星探測與自主定位理論方法，建立大氣層內恒星觀(guān)測矢量精確校正模型；開(kāi)展原理樣機研制與技術(shù)驗證，在白天晴好天氣條件下，在海拔3km 實(shí)現不依賴(lài)轉動(dòng)/掃描機構的自主恒星探測與定姿定位，視場(chǎng)≥5o×5o，定姿誤差≤5"（3σ），定位誤差≤200m（3σ），重量≤6Kg，功耗≤15W 。

16. 大面積薄膜器件與集成系統

研究?jì)热荩好嫦蛭锫?lián)網(wǎng)和人工智能等對邊緣計算的需求，突破傳統純薄膜顯示工藝不能實(shí)現智能認知邊緣計算的局限，探索電源管理、大面積傳感和認知邊緣計算及系統集成新方法。研究高性能、高可靠性薄膜工藝晶體管（TFT） 器件制備技術(shù)；研究兼具高魯棒性、高性能和高能效的電路與認知邊緣計算架構；研究純薄膜工藝、對大量失效器件不敏感、支持從示例學(xué)習的認知計算和系統。

考核指標：TFT 開(kāi)關(guān)比達1010 ，亞閾值擺幅達0.1V/Dec，遷移率達50cm2/(Vs)；從示例學(xué)習的認知計算能容忍30% 器件失效，達到CMOS 邊緣計算能效水平；集成100x100 傳感器陣列的純薄膜工藝認知邊緣計算系統，實(shí)現醫療健康、智能交互等示范應用。

17. 基于心理生理多模態(tài)信息的精神障礙早期識別與干預技術(shù)

研究?jì)热荩横槍裾系K的早期精準量化與識別問(wèn)題，突破傳統基于癥狀描述分類(lèi)診療方法有效指標稀缺、精確度低的局限，探索基于心理生理多模態(tài)信息的早期識別與干預技術(shù)。研究人體腦電、眼動(dòng)、語(yǔ)音、行為、影像等多模態(tài)心理生理特征與早期精神障礙之間的關(guān)聯(lián)機制，建立多模態(tài)信息模型與識別指標體系；研究多模態(tài)信息的特征融合方法與數據驅動(dòng)的精神障礙早期精準分類(lèi)、分層識別框架；研究生物信息反饋、運動(dòng)等非藥物干預模型和手段。

考核指標：提出基于心理生理多模態(tài)信息的精神障礙早期定量化識別模型和非藥物干預技術(shù)；研制原型系統，至少包含6 種模態(tài)，對精神障礙的早期識別率達到90% 以上，分類(lèi)、分層精確度達到90% 以上，干預有效率達到80% 以上；應用于特定人群，經(jīng)專(zhuān)業(yè)醫療機構驗證相應指標。

18. 超大容量光纖信息傳輸處理基礎及應用

研究?jì)热荩好嫦蛭磥?lái)光纖通信容量數量級增長(cháng)的需求，針對傳統多模態(tài)復用光纖通信擴容方案的多入多出（MIMO）信號處理器規模、運算量隨模態(tài)數分別呈平方、近立方增長(cháng)關(guān)系，從而造成信號處理瓶頸、難以實(shí)用化等問(wèn)題，研究利用光纖新型模態(tài)、降低信號處理規模、實(shí)現超低運算量的變革性模態(tài)復用系統原理和關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行系統集成與實(shí)時(shí)數據傳輸實(shí)驗。

考核指標：提出超大容量光纖信息傳輸處理方法，每光纖通信容量相比傳統單模光纖的現有實(shí)驗室水平（80Tb/s）增長(cháng)600 倍以上，而運算量增長(cháng)相比傳統擴容方法降低3個(gè)數量級以上；在實(shí)際運行的數據中心或超算中心間進(jìn)行輸入輸出數據流量相等的實(shí)時(shí)數據傳輸驗證，傳輸距離不小于100千米、容量達到50Pb/s。

19. 多維并行圖計算模型

研究?jì)热荩横槍鹘y串行處理計算模型不能有效處理大規模組合優(yōu)化問(wèn)題的挑戰，研究適應于大規模圖問(wèn)題求解的多維并行計算模型。提出適于并行計算的多維數據結構及其運算規則，支持常規運算及多功能運算，包括連接運算，信息傳遞運算等；提出適于多維并行圖計算模型的計算機體系結構；尋找相適應的實(shí)現材料，如電子器件、合成材料、生物材料等，研制基于新型計算模型的計算機原型系統。

考核指標：提出多維并行圖計算模型，闡明新型計算理論的關(guān)鍵顛覆性因素；給出基于新型模型的計算機體系結構；研制節點(diǎn)數不少于10000 的圖信息處理計算機原型系統, 相比傳統計算機處理能力提升10 個(gè)數量級以上，并實(shí)現計算機漏洞搜索等典型應用驗證。

20. 空間非合作目標智能附著(zhù)基礎問(wèn)題與關(guān)鍵技術(shù)

研究?jì)热荩横槍χ?zhù)陸器在太空非合作目標上著(zhù)陸易失控和傾覆損毀等難題，突破傳統著(zhù)陸器的未知環(huán)境信息確定化策略剛性附著(zhù)模式，通過(guò)將柔性著(zhù)陸體智能化環(huán)境感知融合，建立著(zhù)陸器在非合作目標上自主匹配式降落。研究智能柔性穩定附著(zhù)與環(huán)境自配準，非一致約束智能協(xié)同與約束導向規劃，暗弱目標環(huán)境自感知與曲率制導技術(shù)，弱引力、暗目標、非合作等約束的主動(dòng)智能附著(zhù)技術(shù)；建立弱引力附著(zhù)地面模擬系統，研制智能附著(zhù)原理樣機。

考核指標：提出空間非合作目標智能附著(zhù)技術(shù)方法；完成弱引力場(chǎng)等效模擬與智能主動(dòng)附著(zhù)地面試驗驗證，附著(zhù)系統智能節點(diǎn)3 個(gè)以上；相比傳統附著(zhù)技術(shù)，智能柔性附著(zhù)系統弱引力末端容忍速度提高3 倍以上、末端位置具有自適應能力。

21. 微波無(wú)線(xiàn)能量傳輸技術(shù)

研究?jì)热荩好嫦蜻h距離和自適應微波無(wú)線(xiàn)能量高效率傳輸的迫切需求，研究微波無(wú)線(xiàn)能量傳輸的收/發(fā)匹配理論，突破傳統設計無(wú)法在遠距離和自適應條件下獲得高效率的局限；研究點(diǎn)對多點(diǎn)微波能量相控發(fā)射技術(shù)，以及大功率動(dòng)態(tài)變化下高效整流技術(shù)；針對地質(zhì)災害無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，設計高效和自適應微波無(wú)線(xiàn)能量傳輸工程應用系統。

考核指標：建立高效率微波無(wú)線(xiàn)能量傳輸系統的收/發(fā)空間匹配理論，在100m 距離和1kW 發(fā)射功率下實(shí)現直流到直流傳輸效率大于20%，微波功率10dB 動(dòng)態(tài)變化內整流效率不低于70%；針對地質(zhì)災害無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，完成高效和自適應微波無(wú)線(xiàn)能量傳輸工程試驗，傳輸距離大于200 m 、接收點(diǎn)數量大于20 個(gè)、覆蓋區域大于50000 m2、單點(diǎn)獲得直流功率不小于10W 。

22. 面向天文觀(guān)測的空間分布式合成孔徑光學(xué)干涉成像關(guān)鍵技術(shù)

研究?jì)热荩横槍μ煳闹苯佑^(guān)測臨近系外行星的高動(dòng)態(tài)、高分辨率應用背景，分析可見(jiàn)光波段的目標特征提取與特性表征和空間干涉陣列編隊控制需求，圍繞合成孔徑光學(xué)干涉成像涉及的天體目標特性、陣列控制精度等因素，研究Fizeau 型、Michelson 型及混合型陣列高分辨率、高對比度干涉成像望遠鏡技術(shù)，建立系統仿真模型，研究光學(xué)合成孔徑系統的共相探測與控制技術(shù)、合成孔徑干涉成像的基線(xiàn)測量及變陣技術(shù)、干涉動(dòng)態(tài)圖像處理與復原方法，研制干涉成像光機系統和懸浮實(shí)驗平臺，實(shí)現技術(shù)驗證與功能演示。

考核指標：構建微重力環(huán)境下干涉成像光機系統和懸浮實(shí)驗平臺，分布式望遠鏡口徑不小于70mm 、數量不小于3 個(gè)，至少實(shí)現兩型干涉成像；針對不少于5 種的典型合成孔徑組陣場(chǎng)景，實(shí)現技術(shù)驗證與功能演示。微重力懸浮實(shí)驗驗證系統干涉成像空間分辨率比單孔徑提高10 倍以上，等效合成口徑不小于800mm，最大基線(xiàn)長(cháng)度不小于800mm，干涉成像光譜帶寬不小于200nm，Fizeau 型成像時(shí)視場(chǎng)不小于1角分。

23. 鋁合金薄壁構件超低溫成形制造新原理與關(guān)鍵技術(shù)

研究?jì)热荩横槍ΜF有的冷成形與熱成形兩大類(lèi)技術(shù)制造鋁合金整體薄壁構件存在的難題，提出鋁合金超低溫成形新原理；研究復雜應力狀態(tài)超低溫下鋁合金及攪拌摩擦焊接頭雙增效應和成形極限提高的微觀(guān)變形機制；超低溫復雜加載條件下鋁合金各向異性屈服與流動(dòng)模型；鋁合金構件超低溫成形過(guò)程組織性能演變規律；鋁合金復雜薄壁構件超低溫成形過(guò)程缺陷形成機制與調控方法；鋁合金板類(lèi)/管類(lèi)構件整體成形工藝、模具與超低溫成形裝備關(guān)鍵技術(shù)。

考核指標：發(fā)現超低溫條件下鋁合金及攪拌摩擦焊接頭成形極限提高的新機制；揭示復雜加載條件下鋁合金超低溫宏觀(guān)變形規律及缺陷形成機制；建立鋁合金薄壁整體構件超低溫成形工藝技術(shù)體系；研制出超低溫成形設備樣機(成形力≥20MN，最低成形溫度-196℃)；-190℃超低溫下，鋁合金及焊縫成形極限比室溫提高50% 以上，壁厚均勻性提高20% 以上；試制出Al-Cu 、Al-Mg-Si 和Al-Li 合金3 個(gè)系列鋁合金典型樣件，包括火箭整體箱底（ 直徑≥2000mm 、厚徑比≤2‰ 、貼模度≤0.5mm；T6 態(tài)抗拉強度≥400MPa 、延伸率≥5%）。

24. 極端工況高穩定性大型天線(xiàn)反射面板的材料結構一體化精密制造基礎

研究?jì)热荩好嫦蛭⒉ㄌ綔y等重大工程對大口徑天線(xiàn)制造的需求，研究極端工況高穩定性復合材料夾層結構大型反射面板的精密制造基礎理論和關(guān)鍵技術(shù)。主要包括： 大型反射面板材料結構一體化設計理論與方法，高穩定性大型反射面板材料結構一體化制造理論與工藝，微波頻率選擇性天線(xiàn)多層結構金屬化反射面設計制造理論與技術(shù)，大型天線(xiàn)反射面板精度檢測、性能評價(jià)與模擬驗證。

考核指標：揭示寬溫域大型反射面板熱變形對面型精度的影響規律，創(chuàng )建高穩定性大型天線(xiàn)反射面板材料結構一體化優(yōu)化設計方法；開(kāi)發(fā)大型反射面板成型與加工工藝、微波頻率選擇性天線(xiàn)反射面制造工藝，形成大型反射面板材料結構一體化精密制造理論與方法；建立大型反射面板精度檢測、性能評價(jià)與模擬驗證方法；制造亞毫米波天線(xiàn)反射面板樣件，尺寸≥2m×4m，面型精度RMS 優(yōu)于40μm，-80~+120 ℃ 溫度范圍內面型精度RMS 值變化≤10μm，太陽(yáng)吸發(fā)比≤1 。

25. 重型運載火箭薄壁結構立式裝配理論與技術(shù)基礎

研究?jì)热荩横槍χ匦瓦\載火箭薄壁結構的大尺度、弱剛性、自重變形特征對裝配精度和性能的影響，研究燃料貯箱壁板變序列原位拼裝的過(guò)約束定位、分片拼裝過(guò)程在位檢測及其誤差自適應補償方法，形成超大薄壁結構裝配偏差實(shí)時(shí)校正與精度創(chuàng )成新原理；研究薄壁筒段校形的變拓撲內撐機構設計、剛度非均勻筒段的校形機構運動(dòng)反解算法，探索超大薄壁筒段偏差的整體協(xié)調校形新方法；研究高剛度鏡像對稱(chēng)焊接的雙并聯(lián)機構設計、攪拌摩擦焊鏡像支撐與機器人恒力控制方法，建立超大筒段鏡像支撐攪拌摩擦焊新技術(shù)；研究厚板攪拌摩擦焊縫厚向組織演化規律、長(cháng)程焊縫攪拌摩擦焊變形控制機制，形成重型運載火箭貯箱的壁板-筒段-箱體焊銑裝一體化立式裝配新技術(shù)。

考核指標：揭示超大薄壁結構裝配序列與偏差場(chǎng)的動(dòng)態(tài)映射規律，發(fā)現局部剛度與整體柔度復合作用的多點(diǎn)超靜定變形協(xié)調機制，建立鏡像對稱(chēng)制造的軌跡-模態(tài)-頻響匹配原理與協(xié)同控制方法，發(fā)展重型火箭薄壁結構立式裝配工藝模式；形成超大薄壁構件整體協(xié)調校形、鏡像支撐攪拌摩擦焊以及焊裝誤差自適應控制新技術(shù)，建立重型火箭燃料貯箱立式裝配的原型實(shí)驗平臺，實(shí)驗樣件焊縫連接系數大于0.9，對接面圓度小于0.4mm/1000mm ，端面同軸度小于0.5mm/1000mm，面差小于0.05mm/1000mm。

26. 大型復雜構件機器人化智能裝備協(xié)同加工基礎研究

研究?jì)热荩横槍娇蘸教?、能源、運載等領(lǐng)域大型復雜構件銑削、光整、鉆鉚等對加工裝備的特殊需求，研究大型復雜構件機器人化智能裝備協(xié)同加工的新模式、新原理和新裝備。主要包括： 高性能機器人化加工單元的設計與控制、現場(chǎng)加工裝備-工件系統在位測量與精度調控、工藝知識與多傳感器信息驅動(dòng)的多機協(xié)調控制、加工過(guò)程在線(xiàn)監控與加工質(zhì)量評價(jià)、大型構件測量-加工-監控一體化驗證平臺等內容，為超大型復雜構件制造模式的變革提供理論與技術(shù)支撐。

考核指標：建立機器人化智能裝備自尋位與多工序協(xié)同加工新原理，探索大型構件重載加工過(guò)程中多機/工件系統精度與加工性能保障新機制，提出大型復雜構件多機并行加工中多源信息融合與協(xié)同控制新方法，研制多機器人協(xié)同作業(yè)的機器人化智能裝備系統，包含4 臺以上移動(dòng)式機器人加工裝備，定位精度優(yōu)于±0.05 mm，行程大于5 米，在超大復雜構件高效高精加工中得到演示驗證，面型誤差小于零件尺寸的0.05% 、表面粗糙度≤Ra3.2 。

27. 微型核反應堆超高溫非能動(dòng)熱傳輸系統制造關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題

研究?jì)热荩横槍仗?、海洋?潛航器、海島與海洋平臺等國家戰略領(lǐng)域對高功率微型核能裝置的重大需求，突破核反應堆微型化關(guān)鍵理論與技術(shù)瓶頸，研究微型核反應堆超高溫非能動(dòng)熱傳輸系統關(guān)鍵制造科學(xué)問(wèn)題、技術(shù)與裝備。主要內容包括：金屬鋰/鋰合金熱管超高溫非能動(dòng)熱傳輸原理與實(shí)現方法；適配于液態(tài)金屬鋰/鋰合金工質(zhì)特性的毛細結構設計原理與方法；鉬基合金管內壁毛細結構高效精密成形關(guān)鍵技術(shù)；液態(tài)金屬鋰/鋰合金熱管封裝、測試成套技術(shù)與裝備；金屬鋰/鋰合金熱管集束陣列熱傳輸系統與堆芯/發(fā)電端耦合連接的適配性及可靠性影響機制，為實(shí)現微型核反應堆超高溫非能動(dòng)高效熱傳輸提供制造理論與技術(shù)支持。

考核指標：揭示超高溫熱管液態(tài)金屬鋰/鋰合金相變傳熱及其微型核反應堆服役條件下熱傳輸機制；提出超高溫熱管鉬合金管殼、毛細結構精密成形與高可靠封裝新方法、新技術(shù)；研制1 套鉬合金管內壁毛細結構連續成形裝備；研制1 套超高溫鋰/鋰合金熱管封裝與熱管陣列集成裝配新裝置；單根鋰/鋰合金熱管長(cháng)度滿(mǎn)足微型核反應堆系統要求，工作溫度1600-1800 K 、熱傳輸功率≥15 kW；形成1 套熱管陣列熱傳輸系統與堆芯/發(fā)電端耦合連接的裝配工藝，搭建適用于百千瓦級微型核反應堆熱管集束陣列熱傳輸實(shí)驗樣機1 套，完成運行溫度≥1600K 、與高壓氦氣（≥8MPa） 耦合換熱及考慮磁場(chǎng)擾動(dòng)等多因素耦合工況條件下≥5000h 的測試驗證。

28. 余輝壽命可控高品質(zhì)LED 制造基礎

研究?jì)热荩河噍x可控高品質(zhì)LED，是指基于稀土的交流LED 余輝的光容量和釋放過(guò)程調控，達到光效大幅度提升、頻閃和顏色偏差進(jìn)一步減小的高品質(zhì)LED，通過(guò)對其制造基礎理論研究，實(shí)現其制造工藝和裝備技術(shù)的突破。主要研究?jì)热莅ǎ?余輝可控的材料陷阱中心形成機制；稀土半徑、電荷和材料粒徑、形貌對陷阱中心和電子傳遞的影響和調控機制；余輝可控微納材料復合的設計新方法，材料配制中發(fā)光、散射等光功能屬性；材料功能粒子可控分布；交流LED 余輝可控微納材料高均勻度（ 如輥壓、旋涂、噴涂等） 成膜和LED 器件制造方法、制造工藝和技術(shù)裝備。

考核指標：探明余輝可控材料的陷阱中心調控機理; 揭示余輝可控微納材料配制中發(fā)光、散射等光功能屬性失配的機制，研究出調控器件光譜及亮度、改善器件光色均勻性的LED 制造方法和技術(shù)；相對于傳統技術(shù)制造的余輝可控交流LED 器件，光效提升30% 以上、頻閃彌補提升10% 以上，空間顏色偏差縮小至100K 內（ 傳統技術(shù)＞1000K）；開(kāi)發(fā)出高均勻度交流LED 余輝可控微納材料成膜和LED 器件制造方法、工藝技術(shù)及其制造裝備樣機。

29. 新型樹(shù)脂基復合材料飛機壁板結構件的制造基礎

研究?jì)热荩横槍p質(zhì)高強復合材料飛機壁板結構件制造的重大需求，研究以下內容： 開(kāi)發(fā)兼具熱塑性易加工和熱固性高強度特性的新型樹(shù)脂；研究復雜三維新型樹(shù)脂構件的成型制造新技術(shù)和新工藝；研究新型樹(shù)脂基復合材料T 型加筋飛機壁板結構件的一體化制造新方法；研究新型樹(shù)脂及其復合材料結構件制造的評價(jià)方法，包括力學(xué)性能、樹(shù)脂和纖維的可回收性、制造過(guò)程的環(huán)境友好性等。解決傳統熱固性樹(shù)脂無(wú)法三維成型制造的難題，解決傳統膠結共固化方法制造效率低、裝備復雜等問(wèn)題，解決傳統熱固性樹(shù)脂基復合材料無(wú)法降解回收再利用的難。

考核指標：揭示共價(jià)鍵可控交聯(lián)-降解機理，建立制造過(guò)程的力-熱-化學(xué)模型；開(kāi)發(fā)兼具熱塑性易加工和熱固性高強度特性的新型樹(shù)脂；實(shí)現新型樹(shù)脂復雜三維結構件的成型制造；實(shí)現新型樹(shù)脂基復合材料T 型加筋飛機壁板結構件（ 面積：1m×2m 以上） 的一體化制造；能同時(shí)回收復合材料中的樹(shù)脂和碳纖維，回收的連續纖維的強度下降小于10% 。

30. 氣動(dòng)升力協(xié)同高速列車(chē)技術(shù)基礎研究

研究?jì)热荩涸诓桓淖儸F有高速鐵路格局條件下，探索氣動(dòng)升力協(xié)同利用高速列車(chē)設計原理和技術(shù)，實(shí)現節能降耗和提升運營(yíng)速度的目的。研究高速鐵路限界約束條件下升力翼設計技術(shù)；建立升力翼與車(chē)體融合設計方法；研究橫風(fēng)作用、會(huì )車(chē)和隧道通過(guò)等運行場(chǎng)景的升力精確控制技術(shù)；研究三維仿生編織材料車(chē)體輕量化技術(shù)；建立輪/軌/車(chē)體/升力翼/流場(chǎng)耦合作用車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能分析和評估方法；提出氣動(dòng)升力協(xié)同高速列車(chē)設計方案。

考核指標：揭示出氣動(dòng)升力高速運行中的減阻降耗機理，形成高速鐵路限界約束條件下的升力翼設計方法和技術(shù)；形成氣動(dòng)升力協(xié)同高速列車(chē)動(dòng)力學(xué)性能評價(jià)方法和技術(shù)；形成新型高速列車(chē)設計方案并完成綜合性能實(shí)驗驗證，在單車(chē)明線(xiàn)實(shí)驗速度400~500 km/h 條件下，氣動(dòng)升力減小車(chē)輛軸重20~30%，在橫風(fēng)作用、會(huì )車(chē)和隧道通過(guò)條件下，列車(chē)動(dòng)力學(xué)性能指標滿(mǎn)足高速列車(chē)設計規范。

31. 微藻減排煙氣高效生產(chǎn)蛋白質(zhì)機理研究

研究?jì)热荩貉芯抗夂献饔孟到y基因水平-蛋白表達水平-光合系統相互作用的新機理。采用系統生物學(xué)和基因工程手段，開(kāi)創(chuàng )性的實(shí)現基因水平--蛋白表達水平--光合系統上綜合調控微藻光系統活性比（PSI/PSII） 和光合商（PQ），開(kāi)辟從亞細胞水平提高微藻光合系統效率的新途徑，最終實(shí)現微藻高光轉化效率和固碳效率。

考核指標：微藻規模養殖（ 養殖面積10 萬(wàn)平米） 產(chǎn)量超過(guò)30 克（ 干重）/平米（ 反應器占地面積，含間距）/天（ 全年平均值），光轉化效率大于2.5%；室內養殖光轉化效率大于10%；微藻養殖成本低于1 萬(wàn)元每噸（ 干重），接近商業(yè)化水平; 實(shí)現煙氣中NOx 的高效脫除和高純度硝酸/硝酸鹽的生產(chǎn)，煙氣NOx 含量<50mg/m3；開(kāi)發(fā)3 種以上微藻蛋白功能飼料產(chǎn)品，蛋白含量等指標達到新資源食品(無(wú)重金屬、可食用) 要求。

32. 新型鋰漿料儲能電池研究

研究?jì)热荩夯跐{料電極結構與材料的精細調控，發(fā)展電力儲能用鋰漿料電池，開(kāi)發(fā)漿料電極的制備技術(shù)和電池系統的換液再生技術(shù)，降低儲能電池成本，提高安全性能，實(shí)現大容量鋰漿料電池的規模制備。

考核指標：電池單體容量≥300Ah，能量密度≥100 Wh/kg，成本≤0.7 元/Wh，電池強行短路后不起火不爆炸，預計日歷使用壽命≥10 年；儲能示范電池系統容量≥0.2MWh，具備換液再生和安全劑注入維護功能。

33. 超結構多級孔柔性?xún)δ芷骷?/p>

研究?jì)热荩喊l(fā)展跨尺度、多維度、多功能基元的模塊化、程序化超組裝新技術(shù)，實(shí)現介孔基元與柔性功能基元可控組裝，構筑超結構多級孔材料體系，精確調控其孔性質(zhì)和微納結構實(shí)現物性?xún)?yōu)化，研究超結構多級孔材料在柔性?xún)δ芷骷弥嘘P(guān)鍵基礎和技術(shù)問(wèn)題。

考核指標：發(fā)展柔性超結構多級孔電極材料、新型柔性集流層、柔性電極和柔性電解質(zhì)制備技術(shù)，研制2 種以上新型柔性?xún)δ芷骷?；柔性電池比能量?00Wh/kg，循環(huán)壽命≥500 次，保持率≥85%；彎折1000 次后器件容量保持率≥90%，安全性達到國標要求。

34. 物理法處理石化廢水研究

研究?jì)热荩航沂緩U水湍流動(dòng)力學(xué)與微米級顆粒材料運動(dòng)學(xué)及污染物傳遞的關(guān)聯(lián)分離機制，構建以廢水中微米級顆粒高速自轉、自公轉耦合為核心的物理分離系統技術(shù)，研究出以物理分離為主、生物化學(xué)方法為輔的廢水復合處理工藝流程技術(shù)和工程裝備技術(shù)。

考核指標：在廢水處理整體達標排放的前提上，與現有技術(shù)相比，化學(xué)藥劑用量減少90% 以上，油泥、浮渣、VOCs 廢氣量的減排80% 以上，綜合處理成本下降不低于50% 。研究出包括海上平臺油氣廢水、石油煉制廢水、甲醇制烯烴廢水等五類(lèi)石化廢水的物理分離新技術(shù)和新裝備樣機。

35. 可隔熱發(fā)電的新一代有機光伏技術(shù)

研究?jì)热荩喊l(fā)展可集成于多元化技術(shù)和應用領(lǐng)域的新型高效有機光伏材料體系，研究高性能近紅外波段的光敏層材料及界面層材料的宏量制備及純化工藝以及半透明柔性有機光伏器件新型結構；結合大面積印刷和封裝工藝，建立高性能有機光伏器件模組的制造理論與方法，發(fā)展器件集成關(guān)鍵技術(shù)。

考核指標：實(shí)現顏色可調、紅外隔熱率超過(guò)90% 、效率達12% 及可見(jiàn)光透明度大于30% 的半透明有機光伏器件；小面積有機光伏器件效率達到18% 或世界最高水平，面積100 平方厘米有機光伏組件效率達到12% 或世界最高水平；封裝器件的穩定性達10 年以上；實(shí)現可隔熱發(fā)電的半透明有機光伏器件的多功能一體化示范應用系統。

36. 納米界面高效酶催化及傳感技術(shù)

研究?jì)热荩?面向未來(lái)精準醫療、個(gè)體化治療等與人民健康息息相關(guān)的國家戰略需求，基于我國在表界面以及納米酶的基礎研究和應用基礎研究方面的優(yōu)勢，突破制約生物/納米酶催化動(dòng)力學(xué)的變革性技術(shù)發(fā)展的瓶頸，開(kāi)拓酶傳感技術(shù)前沿。設計并構筑具有特定微觀(guān)結構的酶催化反應界面，探索酶動(dòng)力學(xué)和界面結構之間的構-效關(guān)系，大幅提升酶動(dòng)力學(xué)；鑒于生物酶的穩定性問(wèn)題，發(fā)展納米酶，通過(guò)納米酶表面微結構及組成調控，揭示納米酶的催化機理，提高其催化動(dòng)力學(xué)和選擇性?；谧灾餮邪l(fā)的高效酶催化反應體系，發(fā)展下一代高效生物酶傳感關(guān)鍵技術(shù)。

考核指標：（1） 通過(guò)酶催化反應微觀(guān)界面的合理設計，在揭示酶本征催化動(dòng)力學(xué)的同時(shí)，制備出適合高效酶催化的界面材料；（2） 闡明納米酶催化的本質(zhì)，構建構效關(guān)系理論模型，指導開(kāi)發(fā)三種以上性能穩定的高效納米酶，其室溫工作壽命可以達到1 年，在4-60 度，pH 3-11 的環(huán)境中穩定工作3 個(gè)月；（3） 開(kāi)發(fā)一系列高效酶傳感器件，以血糖為例，線(xiàn)性范圍（0-30 毫摩爾）、檢測靈敏度（>0.1 微安/毫摩爾）、選擇性（>90%）。希望將國際誤差標準從±20% 提高到±10% 。

37. 合成塑料降解酶的定向進(jìn)化工程及應用技術(shù)

研究?jì)热荩悍蛛x篩選量大面廣的通用塑料的高效降解菌株，鑒定塑料降解酶和基因；解析塑料降解酶底物結合態(tài)高分辨晶體結構，揭示塑料降解酶的分子機制，開(kāi)展酶的定向進(jìn)化與改良，提高酶的催化活性及穩定性；實(shí)現塑料降解酶在多種表達系統中的高效表達和鏡像生物學(xué)系統的酶合成，實(shí)現塑料降解酶制劑的規?；苽?；開(kāi)發(fā)化纖織物表面酶預處理技術(shù)和塑料生物降解處理技術(shù)。

考核指標：（1） 分離鑒定聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯等五種量大面廣的通用塑料的降解菌株5-8 株；（2） 鑒定塑料降解酶2-5 種；（3） 解析塑料降解酶的晶體結構，獲得定向進(jìn)化改良的高效降解酶制劑3-6 種；（4） 實(shí)現3-5 種含400 個(gè)氨基酸以上的鏡像塑料降解酶的全化學(xué)合成，優(yōu)化合成方法，將鏡像蛋白質(zhì)合成的成本降低30% 以上；（5）實(shí)現3-5 種化學(xué)合成纖維織物親水化預處理（ 水接觸角小于30o）。

38. 腫瘤單細胞精準捕獲及高分辨單分子分析技術(shù)

研究?jì)热荩横槍盒阅[瘤（ 如肝癌、乳腺癌、前列腺癌等） 的發(fā)生、發(fā)展、復發(fā)、轉移及耐藥監測這一世界性難題，重點(diǎn)構建痕量腫瘤細胞的分離富集技術(shù)，發(fā)展高時(shí)空分辨單個(gè)腫瘤細胞、活細胞膜上單個(gè)生物分子及內源性生物功能分子的分析技術(shù)。研究腫瘤細胞與界面特異識別規律，構筑仿生高效分離材料與器件；發(fā)展高分辨單細胞檢測分析技術(shù)如量子微觀(guān)磁學(xué)技術(shù)、單細胞高分辨磁共振技術(shù)，精準測量單個(gè)腫瘤細胞、內微環(huán)境中細胞器及膜蛋白功能與構象在治療前后的改變；發(fā)展時(shí)空高分辨單分子光譜分析技術(shù)，研究細胞膜上單個(gè)生物分子在外界刺激下位置與構象的特征變化；發(fā)展可用于臨床的內源性生物功能分子信息的無(wú)損無(wú)深度限制的獲取、重建與可視化新方法和新技術(shù)，研究原位介微觀(guān)水平腫瘤演進(jìn)與重要分子代謝異常和影像的時(shí)空關(guān)系；構建兼具宏觀(guān)視場(chǎng)和介觀(guān)分辨率的多目標觀(guān)測跟蹤技術(shù)和平臺，揭示惡性腫瘤轉移中多單體腫瘤細胞的器官親嗜性等重要規律。

考核指標：（1） 基于仿生原理的痕量循環(huán)腫瘤細胞富集技術(shù)，獲得3-5 種特異富集分離材料，達到90% 以上的富集效率；（2） 基于量子原理的微觀(guān)磁學(xué)技術(shù)及單細胞磁共振技術(shù)，分辨率達到1 微米，實(shí)現單個(gè)腫瘤細胞與跨膜蛋白分子的磁學(xué)檢測與實(shí)時(shí)構像；（3） 時(shí)空高分辨的單分子光譜分析技術(shù)，空間分辨率小于5 埃、時(shí)間分辨率達到10 毫秒，實(shí)現膜上生物分子位置與構像的精準測量；（4） 活體非質(zhì)子元素原位代謝波譜新技術(shù)，臨床實(shí)現至少5 種重要內源性生物功能分子的高靈敏探測；（5） 厘米級視場(chǎng)亞微米分辨率的群體腫瘤細胞跨尺度遷移動(dòng)態(tài)成像技術(shù)，實(shí)現十億像素計算顯微動(dòng)態(tài)成像。

39. 基于生物納米孔的新型生物大分子測序和檢測技術(shù)

研究?jì)热荩好嫦蜷L(cháng)讀長(cháng)、高精度、小型化低成本的生物納米孔核酸測序技術(shù)的臨床應用需求，針對目前納米孔測序技術(shù)發(fā)展的納米孔質(zhì)量差和測序精度低等問(wèn)題，突破新型生物納米孔制備和新型測序方法的瓶頸。研究各類(lèi)生物納米孔結構與功能，揭示其組裝與形成的分子機制；解析各類(lèi)新型納米孔的三維結構并對其進(jìn)行優(yōu)化改造，系統發(fā)現和篩選適合高精度生物大分子測序和檢測的新型納米孔體系；發(fā)展新型生物納米孔的大量制備、支撐陣列和上膜嵌孔技術(shù)；發(fā)展新型納米孔核酸測序和蛋白質(zhì)檢測技術(shù)，實(shí)現高精度和高讀長(cháng)的核酸測序和高靈敏度的蛋白質(zhì)檢測；完成有應用價(jià)值的納米孔測序樣機。

考核指標：（1） 發(fā)現和鑒定3-4 種具有單堿基分辨能力的新型生物納米孔體系，解析其原子分辨率的三維結構和闡明納米孔組裝與形成的分子機制，并對其進(jìn)行優(yōu)化和改造；（2） 發(fā)展2-3 種新型納米孔穩定制備、支撐陣列和上膜嵌孔技術(shù)；（3） 基于以上新型納米孔發(fā)展納米孔核酸測序方案和蛋白質(zhì)的檢測技術(shù)和測序方案，實(shí)現10kb 長(cháng)讀長(cháng)，單次過(guò)孔90% 以上準確率的DNA 測序，原理上展示直接RNA 測序及蛋白質(zhì)的序列識別；（4） 完成具有自主知識產(chǎn)權的新型納米孔核酸測序的樣機驗證。

40. 基于定制芯片的生物體系全原子分子動(dòng)力學(xué)模擬專(zhuān)用機原型系統

研究?jì)热荩好嫦蛏茖W(xué)、生物醫藥等多學(xué)科前沿交叉領(lǐng)域重大需求的共性關(guān)鍵技術(shù)-生物體系全原子分子動(dòng)力學(xué)模擬，突破現有基于通用芯片的計算機體系架構以及先設計芯片和整機硬件再開(kāi)發(fā)應用軟件的傳統模式，采用應用程序開(kāi)發(fā)引領(lǐng)芯片和整機硬件協(xié)同設計變革性方式，結合我國在生物體系分子動(dòng)力學(xué)模擬研究，以及自主計算機芯片與整機硬件研制方面的科技優(yōu)勢，揭示生物體系全原子毫秒時(shí)間尺度分子動(dòng)力學(xué)模擬的制約因素以及內在缺陷，在現場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列（FPGA） 軟硬件協(xié)同設計環(huán)境下，通過(guò)設計各種不同函數高精度計算的硬件加速模塊及各模塊間的片內高速互聯(lián)，開(kāi)發(fā)片間高效通信及并行模擬算法，構建多個(gè)定制軟硬件協(xié)同工作的原型系統，為解決下一代百萬(wàn)原子生物體系毫秒級全原子分子動(dòng)力學(xué)模擬的算力瓶頸問(wèn)題提供軟硬件協(xié)同設計技術(shù)路線(xiàn)。

考核指標：（1） 實(shí)現一整套適用于生物體系全原子毫秒時(shí)間尺度分子動(dòng)力學(xué)模擬的FPGA 定制芯片硬件體系結構，以及相應應用軟件設計方案的原型系統；（2） 采用該FPGA 原型系統完成對單個(gè)定制芯片以及定制網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)下多個(gè)芯片整體的功能、性能和穩定性驗證；（3） 在該原型系統中實(shí)現2類(lèi)（ 脂溶性和水溶性） 典型生物體系單FPGA 卡百萬(wàn)原子1天模擬1納秒的計算性能。

41. 社交與情感的生物學(xué)基礎和轉化研究

研究?jì)热荩夯谖覈诩胰蚪M、基因編輯和克隆等基礎和轉化應用方面的國際領(lǐng)先優(yōu)勢，以及經(jīng)過(guò)三萬(wàn)多年人工選育后家犬所展現的千變萬(wàn)化的各種性狀，活躍的社交和豐富的情感（ 包括與人類(lèi)的跨物種共情） 等特性，建立以家犬為模式生物的社交與情感以及認知功能研究流域，揭示人類(lèi)社交和情感的遺傳和神經(jīng)生物學(xué)機制，并在認知和精神疾病藥物研發(fā)上取得突破。發(fā)展高效，精準的家犬基因編輯和克隆技術(shù)；創(chuàng )建家犬社交、情感和共情的定量評價(jià)體系以及大腦結構和功能分析技術(shù)和平臺；突破傳統動(dòng)物模型的限制，推動(dòng)家犬作為新一代模式動(dòng)物在生命科學(xué)基礎和轉化應用研究中的應用。

考核指標：（1） 利用基因組、轉錄組、蛋白組等組學(xué)手段鑒定控制家犬社交和情感等的關(guān)鍵基因和蛋白調控網(wǎng)絡(luò )；（2） 建立高效精準的家犬基因編輯和克隆技術(shù)，針對重要的社交和情感相關(guān)基因，創(chuàng )建家犬突變體模型；（3） 創(chuàng )建家30 犬大腦發(fā)育、結構和功能，以及社交和情感檢測體系和平臺，篩選和測試改善社交和情感異常的候選藥物。

42. 類(lèi)腦智能的模塊化計算及其數學(xué)基礎

研究?jì)热荩喊l(fā)展和應用數據同化、機器學(xué)習等方向的現代數學(xué)理論方法，建立功能磁共振成像、彌散張量成像等多維度、多模態(tài)高精度實(shí)驗數據測量規范與標準，構建實(shí)驗測量數據驅動(dòng)的、基于電脈沖發(fā)放模型的全腦神經(jīng)計算模型。依靠全腦計算模型，對于一些重要的腦功能模塊（ 如獎勵、懲罰等區域） 的演化與測量的動(dòng)態(tài)實(shí)驗數據進(jìn)行交叉驗證，促進(jìn)理解腦功能模塊以及全腦工作機制，逐步提高該全腦計算模型的可靠性，發(fā)展新型模塊化學(xué)習算法，促進(jìn)新一代人工智能算法的發(fā)展和應用。

考核指標：在整合激發(fā)等神經(jīng)動(dòng)力學(xué)介觀(guān)水平上，建立與現有實(shí)驗數據相匹配的、供腦科學(xué)家做計算測試的全腦神經(jīng)計算模型。形成一套適合于大規模、多尺度建模的嚴格數據同化、機器學(xué)習等理論。構建新型模塊化學(xué)習算法，在人工智能相關(guān)的應用領(lǐng)域中有效果較好的運用。

43. 集成電路設計中的新型計算方法及數學(xué)理論

研究?jì)热荩好嫦蚝竽枙r(shí)代新一代集成電路的設計與制造，重點(diǎn)研究下列科學(xué)問(wèn)題的創(chuàng )新計算方法與數學(xué)理論：研究納米尺寸大區域版圖工藝仿真的高效高精度算法及自適應誤差控制理論，基于全波模擬研究三維光刻的可計算模型與新型計算方法及其有效性的數學(xué)理論；研究納米尺寸半導體器件的多尺度計算方法及其收斂性的數學(xué)理論；研究下一代光電元件材料的電子結構可計算模型與高效算法，包括可靠性、有效性與誤差控制的數學(xué)理論；研究機器學(xué)習與自適應結合的電路智能優(yōu)化設計及成品率分析方法與理論。

考核指標：提出新一代集成電路場(chǎng)路耦合模型的自適應算法以及三維光刻全波仿真的快速算法，建立算法的可靠性和誤差控制等數學(xué)理論，構建新一代場(chǎng)路分析工具原型系統；提出納米半導體器件的多尺度模型與新型計算方法，建立問(wèn)題的可解性與計算方法的收斂性等數學(xué)理論；建立第一原理電子結構計算中典型模型的逼近可靠性與有效性以及誤差控制的數學(xué)理論；建立二維材料無(wú)公度體系的可計算模型，發(fā)展相應的數值方法，為下一代光電元件材料的光電性質(zhì)模擬和預測提供科學(xué)計算手段；提出智能電路優(yōu)化方法，優(yōu)化效果優(yōu)于模擬退火、進(jìn)化算法等隨機優(yōu)化算法；提出成品率智能分析方法，將成品率分析效率提高一個(gè)量級。

44. 顛覆性技術(shù)感知響應平臺研發(fā)與應用示范

研究?jì)热荩貉芯靠萍假Y源集成應用技術(shù)，開(kāi)發(fā)建設面向顛覆性技術(shù)識別的科技資源池；研究顛覆性技術(shù)動(dòng)態(tài)、智能感知響應方法與技術(shù)；研究顛覆性技術(shù)識別的準確性驗證方法和技術(shù)；開(kāi)發(fā)一套包括資源采集處理、顛覆性技術(shù)識別挖掘、可視化分析等的情報分析工具；研制集成上述工具的顛覆性技術(shù)感知響應平臺，構建平臺運營(yíng)服務(wù)體系，開(kāi)展示范應用。

考核指標：構建比較系統的顛覆性技術(shù)感知響應模型和體系，在顛覆性技術(shù)動(dòng)態(tài)、智能感知響應方法與技術(shù)取得創(chuàng )新突破。圍繞科技前沿、科技文獻、科技人才、科技成果等科技資源，形成特色資源池。開(kāi)發(fā)資源采集處理、顛覆性技術(shù)識別挖掘、可視化等工具庫（ 不少于10 個(gè)）。研發(fā)顛覆性技術(shù)感知響應平臺，建立平臺運營(yíng)服務(wù)體系，選擇3 個(gè)以上技術(shù)領(lǐng)域。申請專(zhuān)利或登記軟件著(zhù)作權不少于15 項，制定國家、行業(yè)或核心企業(yè)標準不少于3項。