9.城镇化与城市发展

　　我国已进入快速城镇化时期。实现城镇化和城市协调发展,对科技提出迫切需求。

　　发展思路:(1)以城镇区域科学规划为重点,促进城乡合理布局和科学发展。发展现代城镇区域规划关键技术及动态监控技术,实现城镇发展规划与区域经济规划的有机结合、与区域资源环境承载能力的相互协调。(2)以节能和节水为先导,发展资源节约型城市。突破城市综合节能和新能源合理开发利用技术,开发资源节约型、高耐久性绿色建材,提高城市资源和能源利用效率。(3)加强信息技术应用,提高城市综合管理水平。开发城市数字一体化管理技术,建立城市高效、多功能、一体化综合管理技术体系。(4)发展城市生态人居环境和绿色建筑。发展城市污水、垃圾等废弃物无害化处理和资源化利用技术,开发城市居住区和室内环境改善技术,显著提高城市人居环境质量。

　　优先主题:

　　(52)城镇区域规划与动态监测

　　重点研究开发各类区域城镇空间布局规划和系统设计技术,城镇区域基础设施和公共服务设施规划设计、一体化配置与共享技术,城镇区域规划与人口、资源、环境、经济发展互动模拟预测和动态监测等技术。

　　(53)城市功能提升与空间节约利用

　　重点研究开发城市综合交通、城市公交优先智能管理、市政基础设施、防灾减灾等综合功能提升技术,城市“热岛”效应形成机制与人工调控技术,土地勘测和资源节约利用技术,城市发展和空间形态变化模拟预测技术,城市地下空间开发利用技术等。

　　(54)建筑节能与绿色建筑

　　重点研究开发绿色建筑设计技术,建筑节能技术与设备,可再生能源装置与建筑一体化应用技术,精致建造和绿色建筑施工技术与装备,节能建材与绿色建材,建筑节能技术标准。

　　(55)城市生态居住环境质量保障

　　重点研究开发室内污染物监测与净化技术,发展城市环境生态调控技术,城市垃圾资源化利用技术,城市水循环利用技术与设备,城市与城镇群污染防控技术,居住区最小排放集成技术,生态居住区智能化管理技术。

　　(56)城市信息平台

　　重点研究开发城市网络化基础信息共享技术,城市基础数据获取与更新技术,城市多元数据整合与挖掘技术,城市多维建模与模拟技术,城市动态监测与应用关键技术,城市网络信息共享标准规范,城市应急和联动服务关键技术。

　　10.公共安全

　　公共安全是国家安全和社会稳定的基石。我国公共安全面临严峻挑战,对科技提出重大战略需求。

　　发展思路:(1)加强对突发公共事件快速反应和应急处置的技术支持。以信息、智能化技术应用为先导,发展国家公共安全多功能、一体化应急保障技术,形成科学预测、有效防控与高效应急的公共安全技术体系。(2)提高早期发现与防范能力。重点研究煤矿等生产事故、突发社会安全事件和自然灾害、核安全及生物安全等的监测、预警、预防技术。(3)增强应急救护综合能力。重点研究煤矿灾害、重大火灾、突发性重大自然灾害、危险化学品泄漏、群体性中毒等应急救援技术。(4)加快公共安全装备现代化。开发保障生产安全、食品安全、生物安全及社会安全等公共安全重大装备和系列防护产品,促进相关产业快速发展。

　　优先主题:

　　(57)国家公共安全应急信息平台

　　重点研究全方位无障碍危险源探测监测、精确定位和信息获取技术,多尺度动态信息分析处理和优化决策技术,国家一体化公共安全应急决策指挥平台集成技术等,构建国家公共安全早期监测、快速预警与高效处置一体化应急决策指挥平台。

　　(58)重大生产事故预警与救援

　　重点研究开发矿井瓦斯、突水、动力性灾害预警与防控技术,开发燃烧、爆炸、毒物泄漏等重大工业事故防控与救援技术及相关设备。

　　(59)食品安全与出入境检验检疫

　　重点研究食品安全和出入境检验检疫风险评估、污染物溯源、安全标准制定、有效监测检测等关键技术,开发食物污染防控智能化技术和高通量检验检疫安全监控技术。

　　(60)突发公共事件防范与快速处置

　　重点研究开发个体生物特征识别、物证溯源、快速筛查与证实技术以及模拟预测技术,远程定位跟踪、实时监控、隔物辨识与快速处置技术及装备,高层和地下建筑消防技术与设备,爆炸物、毒品等违禁品与核生化恐怖源的远程探测技术与装备,以及现场处置防护技术与装备。

　　(61)生物安全保障

　　重点研究快速、灵敏、特异监测与探测技术,化学毒剂在体内代谢产物检测技术,新型高效消毒剂和快速消毒技术,滤毒防护技术,危险传播媒介鉴别与防治技术,生物入侵防控技术,用于应对突发生物事件的疫苗及免疫佐剂、抗毒素与药物等。

　　(62)重大自然灾害监测与防御

　　重点研究开发地震、台风、暴雨、洪水、地质灾害等监测、预警和应急处置关键技术,森林火灾、溃坝、决堤险情等重大灾害的监测预警技术以及重大自然灾害综合风险分析评估技术。

　　11.国防

　　四、重大专项

　　历史上,我国以“两弹一星”、载人航天、杂交水稻等为代表的若干重大项目的实施,对整体提升综合国力起到了至关重要的作用。美国、欧洲、日本、韩国等都把围绕国家目标组织实施重大专项计划作为提高国家竞争力的重要措施。

　　本纲要在重点领域中确定一批优先主题的同时,围绕国家目标,进一步突出重点,筛选出若干重大战略产品、关键共性技术或重大工程作为重大专项,充分发挥社会主义制度集中力量办大事的优势和市场机制的作用,力争取得突破,努力实现以科技发展的局部跃升带动生产力的跨越发展,并填补国家战略空白。确定重大专项的基本原则:一是紧密结合经济社会发展的重大需求,培育能形成具有核心自主知识产权、对企业自主创新能力的提高具有重大推动作用的战略性产业;二是突出对产业竞争力整体提升具有全局性影响、带动性强的关键共性技术;三是解决制约经济社会发展的重大瓶颈问题;四是体现军民结合、寓军于民,对保障国家安全和增强综合国力具有重大战略意义;五是切合我国国情,国力能够承受。根据上述原则,围绕发展高新技术产业、促进传统产业升级、解决国民经济发展瓶颈问题、提高人民健康水平和保障国家安全等方面,确定了一批重大专项。重大专项的实施,根据国家发展需要和实施条件的成熟程度,逐项论证启动。同时,根据国家战略需求和发展形势的变化,对重大专项进行动态调整,分步实施。对于以战略产品为目标的重大专项,要充分发挥企业在研究开发和投入中的主体作用,以重大装备的研究开发作为企业技术创新的切入点,更有效地利用市场机制配置科技资源,国家的引导性投入主要用于关键核心技术的攻关。

　　重大专项是为了实现国家目标,通过核心技术突破和资源集成,在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程,是我国科技发展的重中之重。《规划纲要》确定了核心电子器件、高端通用芯片及基础软件,极大规模集成电路制造技术及成套工艺,新一代宽带无线移动通信,高档数控机床与基础制造技术,大型油气田及煤层气开发,大型先进压水堆及高温气冷堆核电站,水体污染控制与治理,转基因生物新品种培育,重大新药创制,艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治,大型飞机,高分辨率对地观测系统,载人航天与探月工程等16个重大专项,涉及信息、生物等战略产业领域,能源资源环境和人民健康等重大紧迫问题,以及军民两用技术和国防技术。

　　五、前沿技术

　　前沿技术是指高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术,是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础,是国家高技术创新能力的综合体现。选择前沿技术的主要原则:一是代表世界高技术前沿的发展方向。二是对国家未来新兴产业的形成和发展具有引领作用。三是有利于产业技术的更新换代,实现跨越发展。四是具备较好的人才队伍和研究开发基础。根据以上原则,要超前部署一批前沿技术,发挥科技引领未来发展的先导作用,提高我国高技术的研究开发能力和产业的国际竞争力。

　　1.生物技术

　　生物技术和生命科学将成为21世纪引发新科技革命的重要推动力量,基因组学和蛋白质组学研究正在引领生物技术向系统化研究方向发展。基因组序列测定与基因结构分析已转向功能基因组研究以及功能基因的发现和应用;药物及动植物品种的分子定向设计与构建已成为种质和药物研究的重要方向;生物芯片、干细胞和组织工程等前沿技术研究与应用,孕育着诊断、治疗及再生医学的重大突破。必须在功能基因组、蛋白质组、干细胞与治疗性克隆、组织工程、生物催化与转化技术等方面取得关键性突破。前沿技术:

　　(1)靶标发现技术

　　靶标的发现对发展创新药物、生物诊断和生物治疗技术具有重要意义。重点研究生理和病理过程中关键基因功能及其调控网络的规模化识别,突破疾病相关基因的功能识别、表达调控及靶标筛查和确证技术,“从基因到药物”的新药创制技术。

　　(2)动植物品种与药物分子设计技术

　　动植物品种与药物分子设计是基于生物大分子三维结构的分子对接、分子模拟以及分子设计技术。重点研究蛋白质与细胞动态过程生物信息分析、整合、模拟技术,动植物品种与药物虚拟设计技术,动植物品种生长与药物代谢工程模拟技术,计算机辅助组合化合物库设计、合成和筛选等技术。

　　(3)基因操作和蛋白质工程技术

　　基因操作技术是基因资源利用的关键技术。蛋白质工程是高效利用基因产物的重要途径。重点研究基因的高效表达及其调控技术、染色体结构与定位整合技术、编码蛋白基因的人工设计与改造技术、蛋白质肽链的修饰及改构技术、蛋白质结构解析技术、蛋白质规模化分离纯化技术。

　　(4)基于干细胞的人体组织工程技术

　　干细胞技术可在体外培养干细胞,定向诱导分化为各种组织细胞供临床所需,也可在体外构建出人体器官,用于替代与修复性治疗。重点研究治疗性克隆技术,干细胞体外建系和定向诱导技术,人体结构组织体外构建与规模化生产技术,人体多细胞复杂结构组织构建与缺损修复技术和生物制造技术。

　　(5)新一代工业生物技术

　　生物催化和生物转化是新一代工业生物技术的主体。重点研究功能菌株大规模筛选技术,生物催化剂定向改造技术,规模化工业生产的生物催化技术系统,清洁转化介质创制技术及工业化成套转化技术。

　　2.信息技术

　　信息技术将继续向高性能、低成本、普适计算和智能化等主要方向发展,寻求新的计算与处理方式和物理实现是未来信息技术领域面临的重大挑战。纳米科技、生物技术与认知科学等多学科的交叉融合,将促进基于生物特征的、以图像和自然语言理解为基础的“以人为中心”的信息技术发展,推动多领域的创新。重点研究低成本的自组织网络,个性化的智能机器人和人机交互系统、高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统。

　　前沿技术:

　　(6)智能感知技术

　　重点研究基于生物特征、以自然语言和动态图像的理解为基础的“以人为中心”的智能信息处理和控制技术,中文信息处理;研究生物特征识别、智能交通等相关领域的系统技术。

　　(7)自组织网络技术

　　重点研究自组织移动网、自组织计算网、自组织存储网、自组织传感器网等技术,低成本的实时信息处理系统、多传感信息融合技术、个性化人机交互界面技术,以及高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统;研究自组织智能系统和个人智能系统。

　　(8)虚拟现实技术

　　重点研究电子学、心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术,研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术和系统。

　　3.新材料技术

　　新材料技术将向材料的结构功能复合化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备和使用过程绿色化发展。突破现代材料设计、评价、表征与先进制备加工技术,在纳米科学研究的基础上发展纳米材料与器件,开发超导材料、智能材料、能源材料等特种功能材料,开发超级结构材料、新一代光电信息材料等新材料。

　　前沿技术:

　　(9)智能材料与结构技术

　　智能材料与智能结构是集传感、控制、驱动(执行)等功能于一体的机敏或智能结构系统。重点研究智能材料制备加工技术,智能结构的设计与制备技术,关键设备装置的监控与失效控制技术等。

　　(10)高温超导技术

　　重点研究新型高温超导材料及制备技术,超导电缆、超导电机、高效超导电力器件;研究超导生物医学器件、高温超导滤波器、高温超导无损检测装置和扫描磁显微镜等灵敏探测器件。

　　(11)高效能源材料技术

　　重点研究太阳能电池相关材料及其关键技术、燃料电池关键材料技术、高容量储氢材料技术、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,发展高效能量转换与储能材料体系。

　　4.先进制造技术

　　先进制造技术将向信息化、极限化和绿色化的方向发展,成为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。重点突破极端制造、系统集成和协同技术、智能制造与应用技术、成套装备与系统的设计验证技术、基于高可靠性的大型复杂系统和装备的系统设计技术。

　　前沿技术:

　　(12)极端制造技术

　　极端制造是指在极端条件或环境下,制造极端尺度(特大或特小尺度)或极高功能的器件和功能系统。重点研究微纳机电系统、微纳制造、超精密制造、巨系统制造和强场制造相关的设计、制造工艺和检测技术。

　　(13)智能服务机器人

　　智能服务机器人是在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的智能化装备。以服务机器人和危险作业机器人应用需求为重点,研究设计方法、制造工艺、智能控制和应用系统集成等共性基础技术。

　　(14)重大产品和重大设施寿命预测技术

　　重大产品和重大设施寿命预测技术是提高运行可靠性、安全性、可维护性的关键技术。研究零部件材料的成分设计及成形加工的预测控制和优化技术,基于知识的成形制造过程建模与仿真技术,制造过程在线检测与评估技术,零部件寿命预测技术,重大产品、复杂系统和重大设施的可靠性、安全性和寿命预测技术。

　　5.先进能源技术

　　未来能源技术发展的主要方向是经济、高效、清洁利用和新型能源开发。第四代核能系统、先进核燃料循环以及聚变能等技术的开发越来越受到关注;氢作为可从多种途径获取的理想能源载体,将为能源的清洁利用带来新的变革;具有清洁、灵活特征的燃料电池动力和分布式供能系统,将为终端能源利用提供新的重要形式。重点研究规模化的氢能利用和分布式供能系统,先进核能及核燃料循环技术,开发高效、清洁和二氧化碳近零排放的化石能源开发利用技术,低成本、高效率的可再生能源新技术。

　　前沿技术:

　　(15)氢能及燃料电池技术

　　重点研究高效低成本的化石能源和可再生能源制氢技术,经济高效氢储存和输配技术,燃料电池基础关键部件制备和电堆集成技术,燃料电池发电及车用动力系统集成技术,形成氢能和燃料电池技术规范与标准。

　　(16)分布式供能技术

　　分布式供能系统是为终端用户提供灵活、节能型的综合能源服务的重要途径。重点突破基于化石能源的微小型燃气轮机及新型热力循环等终端的能源转换技术、储能技术、热电冷系统综合技术,形成基于可再生能源和化石能源互补、微小型燃气轮机与燃料电池混合的分布式终端能源供给系统。

　　(17)快中子堆技术

　　快中子堆是由快中子引起原子核裂变链式反应,并可实现核燃料增殖的核反应堆,能够使铀资源得到充分利用,还能处理热堆核电站生产的长寿命放射性废弃物。研究并掌握快堆设计及核心技术,相关核燃料和结构材料技术,突破钠循环等关键技术,建成65MW实验快堆,实现临界及并网发电。

　　(18)磁约束核聚变

　　以参加国际热核聚变实验反应堆的建设和研究为契机,重点研究大型超导磁体技术、微波加热和驱动技术、中性束注入加热技术、包层技术、氚的大规模实时分离提纯技术、偏滤器技术、数值模拟、等离子体控制和诊断技术、示范堆所需关键材料技术,以及深化高温等离子体物理研究和某些以能源为目标的非托克马克途径的探索研究。

　　6.海洋技术

　　重视发展多功能、多参数和作业长期化的海洋综合开发技术,以提高深海作业的综合技术能力。重点研究开发天然气水合物勘探开发技术、大洋金属矿产资源海底集输技术、现场高效提取技术和大型海洋工程技术。

　　前沿技术:

　　(19)海洋环境立体监测技术

　　海洋环境立体监测技术是在空中、岸站、水面、水中对海洋环境要素进行同步监测的技术。重点研究海洋遥感技术、声学探测技术、浮标技术、岸基远程雷达技术,发展海洋信息处理与应用技术。

　　(20)大洋海底多参数快速探测技术

　　大洋海底多参数快速探测技术是对海底地球物理、地球化学、生物化学等特征的多参量进行同步探测并实现实时信息传输的技术。重点研究异常环境条件下的传感器技术,传感器自动标定技术,海底信息传输技术等。

　　(21)天然气水合物开发技术

　　天然气水合物是蕴藏于海洋深水底和地下的碳氢化合物。重点研究天然气水合物的勘探理论与开发技术,天然气水合物地球物理与地球化学勘探和评价技术,突破天然气水合物钻井技术和安全开采技术。

　　(22)深海作业技术

　　深海作业技术是支撑深海海底工程作业和矿产开采的水下技术。重点研究大深度水下运载技术,生命维持系统技术,高比能量动力装置技术,高保真采样和信息远程传输技术,深海作业装备制造技术和深海空间站技术。

　　7.激光技术

　　8.空天技术

　　六、基础研究

　　基础研究以深刻认识自然现象、揭示自然规律,获取新知识、新原理、新方法和培养高素质创新人才等为基本使命,是高新技术发展的重要源泉,是培育创新人才的摇篮,是建设先进文化的基础,是未来科学和技术发展的内在动力。发展基础研究要坚持服务国家目标与鼓励自由探索相结合,遵循科学发展的规律,重视科学家的探索精神,突出科学的长远价值,稳定支持,超前部署,并根据科学发展的新动向,进行动态调整。本纲要从学科发展、科学前沿问题、面向国家重大战略需求的基础研究、重大科学研究计划四个方面进行部署。

　　1.学科发展

　　根据基础研究厚积薄发、探索性强、进展往往难以预测的特点,对基础学科进行全面布局,突出学科交叉、融合与渗透,培育新的学科生长点。通过长期、深厚的学术研究积累,促进原始创新能力的提升,促进多学科协调发展。

　　(1)基础学科

　　重视基本理论和学科建设,全面协调地发展数学、物理学、化学、天文学、地球科学、生物学等基础学科。

　　(2)交叉学科和新兴学科

　　基础学科之间、基础学科与应用学科、科学与技术、自然科学与人文社会科学的交叉与融合,往往导致重大科学发现和新兴学科的产生,是科学研究中最活跃的部分之一,要给予高度关注和重点部署。

　　2.科学前沿问题

　　微观与宇观的统一,还原论与整体论的结合,多学科的相互交叉,数学等基础科学向各领域的渗透,先进技术和手段的运用,是当代科学发展前沿的主要特征,孕育着科学上的重大突破,使人类对客观世界的认识不断地超越和深化。遴选科学前沿问题的原则为:对基础科学发展具有带动作用,具有良好基础,能充分体现我国优势与特色,有利于大幅度提升我国基础科学的国际地位。

　　(1)生命过程的定量研究和系统整合

　　主要研究方向:基因语言及调控,功能基因组学,模式生物学,表观遗传学及非编码核糖核酸,生命体结构功能及其调控网络,生命体重构,生物信息学,计算生物学,系统生物学,极端环境中的生命特征,生命起源和演化,系统发育与进化生物学等。

　　(2)凝聚态物质与新效应

　　主要研究方向:强关联体系、软凝聚态物质,新量子特性凝聚态物质与新效应,自相似协同生长、巨开放系统和复杂系统问题,玻色━爱因斯坦凝聚,超流超导机制,极端条件下凝聚态物质的结构相变、电子结构和多种原激发过程等。

　　(3)物质深层次结构和宇宙大尺度物理学规律

　　主要研究方向:微观和宇观尺度以及高能、高密、超高压、超强磁场等极端状态下的物质结构与物理规律,探索统一所有物理规律的理论,粒子物理学前沿基本问题,暗物质和暗能量的本质,宇宙的起源和演化,黑洞及各种天体和结构的形成及演化,太阳活动对地球环境和灾害的影响及其预报等。

　　(4)核心数学及其在交叉领域的应用

　　主要研究方向:核心数学中的重大问题,数学与其他学科相互交叉及在科学研究和实际应用中产生的新的数学问题,如离散问题、随机问题、量子问题以及大量非线性问题中的数学理论和方法等。

　　(5)地球系统过程与资源、环境和灾害效应

　　主要研究方向:地球系统各圈层(大气圈、水圈、生物圈、地壳、地幔、地核)的相互作用,地球深部钻探,地球系统中的物理、化学、生物过程及其资源、环境与灾害效应,海陆相成藏理论,地基、海基、空基、天基地球观测与探测系统及地球模拟系统,地球系统科学理论等。

　　(6)新物质创造与转化的化学过程

　　主要研究方向:新的特定结构功能分子、凝聚态和聚集态分子功能体系的设计、可控合成、制备和转化,环境友好的新化学体系的建立,不同时空尺度物质形成与转化过程以及在生命过程和生态环境等复杂体系中的化学本质、性能与结构的关系和转化规律等。

　　(7)脑科学与认知科学

　　主要研究方向:脑功能的细胞和分子机理,脑重大疾病的发生发展机理,脑发育、可塑性与人类智力的关系,学习记忆和思维等脑高级认知功能的过程及其神经基础,脑信息表达与脑式信息处理系统,人脑与计算机对话等。

　　(8)科学实验与观测方法、技术和设备的创新

　　主要研究方向:具有动态、适时、无损、灵敏、高分辨等特征的生命科学检测、成像、分析与操纵方法,物质组成、功能和结构信息获取新分析及表征技术,地球科学与空间科学研究中新观测手段和信息获取新方法等。

　　3.面向国家重大战略需求的基础研究

　　以知识为基础的社会对科学发展提出了强烈需求,综合国力的竞争已前移到基础研究,而且愈加激烈。我国作为快速发展中的国家,更要强调基础研究服务于国家目标,通过基础研究解决未来发展中的关键、瓶颈问题。遴选研究方向的原则为:对国家经济社会发展和国家安全具有战略性、全局性和长远性意义;虽暂时还薄弱,但对发展具有关键性作用;能有力带动基础科学和技术科学的结合,引领未来高新技术发展。

　　(1)人类健康与疾病的生物学基础

　　重点研究重大疾病发生发展过程及其干预的分子与细胞基础,神经、免疫、内分泌系统在健康与重大疾病发生发展中的作用,病原体传播、变异规律和致病机制,药物在分子、细胞与整体调节水平上的作用机理,环境对生理过程的干扰,中医药学理论体系等。

　　(2)农业生物遗传改良和农业可持续发展中的科学问题

　　重点研究重要农业生物基因和功能基因组及相关“组”学,生物多样性与新品种培育的遗传学基础,植物抗逆性及水分养分和光能高效利用机理,农业生物与生态环境的相互作用,农业生物安全与主要病虫害控制原理等。

　　(3)人类活动对地球系统的影响机制

　　重点研究资源勘探与开发过程的灾害风险预测,重点流域大规模人类活动的生态影响、适应性和区域生态安全,重要生态系统能量物质循环规律与调控,生物多样性保育模式,土地利用与土地覆被变化,流域、区域需水规律与生态平衡,环境污染形成机理与控制原理,海洋资源可持续利用与海洋生态环境保护等。

　　(4)全球变化与区域响应

　　重点研究全球气候变化对中国的影响,大尺度水文循环对全球变化的响应以及全球变化对区域水资源的影响,人类活动与季风系统的相互作用,海-陆-气相互作用与亚洲季风系统变异及其预测,中国近海-陆地生态系统碳循环过程,青藏高原和极地对全球变化的响应及其气候和环境效应,气候系统模式的建立及其模拟和预测,温室效应的机理,气溶胶形成、演变机制及对气候变化的影响及控制等。

　　(5)复杂系统、灾变形成及其预测控制

　　重点研究工程、自然和社会经济复杂系统中微观机理与宏观现象之间的关系,复杂系统中结构形成的机理和演变规律、结构与系统行为的关系,复杂系统运动规律,系统突变及其调控等,研究复杂系统不同尺度行为间的相关性,发展复杂系统的理论与方法等。

　　(6)能源可持续发展中的关键科学问题

　　重点研究化石能源高效洁净利用与转化的物理化学基础,高性能热功转换及高效节能储能中的关键科学问题,可再生能源规模化利用原理和新途径,电网安全稳定和经济运行理论,大规模核能基本技术和氢能技术的科学基础等。

　　(7)材料设计与制备的新原理与新方法

　　重点研究基础材料改性优化的理化基础、相变和组织控制机制、复合强韧化原理,新材料的物理化学性质,人工结构化和小尺度化、多功能集成化等物理新机制、新效应和新材料设计,材料制备新原理、新工艺以及结构、性能表征新原理,材料服役与环境的相互作用、性能演变、失效机制及寿命预测原理等。

　　(8)极端环境条件下制造的科学基础

　　重点研究深层次物质与能量交互作用规律,高密度能量和物质的微尺度输运,微结构形态的精确表达与计量,制造体成形、成性与系统集成的尺度效应和界面科学,复杂制造系统平稳运动的确定性与制造体的唯一性规律等。

　　(9)航空航天重大力学问题

　　重点研究高超声速推进系统及超高速碰撞力学问题,多维动力系统及复杂运动控制理论,可压缩湍流理论,高温气体热力学,磁流体及等离子体动力学,微流体与微系统动力学,新材料结构力学等。

　　(10)支撑信息技术发展的科学基础

　　重点研究新算法与软件基础理论,虚拟计算环境的机理,海量信息处理及知识挖掘的理论与方法,人机交互理论,网络安全与可信可控的信息安全理论等。

　　4.重大科学研究计划

　　根据世界科学发展趋势和我国重大战略需求,选择能引领未来发展,对科学和技术发展有很强带动作用,可促进我国持续创新能力迅速提高,同时具有优秀创新团队的研究方向,重点部署四项重大科学研究计划。这些方向的突破,可显著提升我国的国际竞争力,大力促进可持续发展,实现重点跨越。

　　(1)蛋白质研究

　　蛋白质是最主要的生命活动载体和功能执行者。对蛋白质复杂多样的结构功能、相互作用和动态变化的深入研究,将在分子、细胞和生物体等多个层次上全面揭示生命现象的本质,是后基因组时代的主要任务。同时,蛋白质科学研究成果将催生一系列新的生物技术,带动医药、农业和绿色产业的发展,引领未来生物经济。因此,蛋白质科学是目前发达国家激烈争夺的生命科学制高点。

　　重点研究重要生物体系的转录组学、蛋白质组学、代谢组学、结构生物学、蛋白质生物学功能及其相互作用、蛋白质相关的计算生物学与系统生物学,蛋白质研究的方法学,相关应用基础研究等。

　　(2)量子调控研究

　　以微电子为基础的信息技术将达到物理极限,对信息科技发展提出了严峻的挑战,人类必须寻求新出路,而以量子效应为基础的新的信息手段初露端倪,并正在成为发达国家激烈竞争的焦点。量子调控就是探索新的量子现象,发展量子信息学、关联电子学、量子通信、受限小量子体系及人工带隙系统,构建未来信息技术理论基础,具有明显的前瞻性,有可能在20~30年后对人类社会经济发展产生难以估量的影响。

　　重点研究量子通信的载体和调控原理及方法,量子计算,电荷-自旋-相位-轨道等关联规律以及新的量子调控方法,受限小量子体系的新量子效应,人工带隙材料的宏观量子效应,量子调控表征和测量的新原理和新技术基础等。

　　(3)纳米研究

　　物质在纳米尺度下表现出的奇异现象和规律将改变相关理论的现有框架,使人们对物质世界的认识进入到崭新的阶段,孕育着新的技术革命,给材料、信息、绿色制造、生物和医学等领域带来极大的发展空间。纳米科技已成为许多国家提升核心竞争力的战略选择,也是我国有望实现跨越式发展的领域之一。

　　重点研究纳米材料的可控制备、自组装和功能化,纳米材料的结构、优异特性及其调控机制,纳加工与集成原理,概念性和原理性纳器件,纳电子学,纳米生物学和纳米医学,分子聚集体和生物分子的光、电、磁学性质及信息传递,单分子行为与操纵,分子机器的设计组装与调控,纳米尺度表征与度量学,纳米材料和纳米技术在能源、环境、信息、医药等领域的应用。

　　(4)发育与生殖研究

　　动物克隆、干细胞等一系列举世瞩目的成就为生命科学与医学的未来发展带来了重大的机遇。然而这些成果大多还不能直接造福于人类,主要原因是对生殖与发育过程及其机理缺乏系统深入的认识。我国人口增长量大,出生缺陷多,移植器官严重短缺,老龄化高峰即将到来,迫切需要生殖与发育科学理论的突破和技术创新。

　　重点研究干细胞增殖、分化和调控,生殖细胞发生、成熟与受精,胚胎发育的调控机制,体细胞去分化和动物克隆机理,人体生殖功能的衰退与退行性病变的机制,辅助生殖与干细胞技术的安全和伦理等。

　　网络编辑：李亚敏