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国家自然科学基金委工程与材料科学部规划优先发展 18个领域

时间:2019-06-25 来源:材料科学与工程公众号 作者:研究咨询部 点击:167

《国家自然科学基金“十三五”发展规划》工程与材料科学部优先发展18个领域:


??? (1)亚稳金属材料的微结构和变形机理


??? 主要研究方向:发展新型具有特殊性能的非晶态合金体系;复杂合金相的结构和性能研究;结构特征与表征方法;结构与热稳定性;变形机理及强化机制;脆性断裂机理及韧化;深过冷条件下的凝固行为及晶体形核和生长过程研究。


????(2)高性能轻质金属材料的制备加工和性能调控


??? 主要研究方向:轻质金属材料(铝、镁、钛合金和泡沫金属等)合金设计、强韧化机理及组织性能调控研究;先进铸造、塑性加工以及连接过程中的工艺、组织和性能调控的基础理论研究;使役性能与防护基础理论研究;烧结金属孔结构控制基础研究。


????(3)低维碳材料


??? 主要研究方向:低维碳材料的结构特征及其新物性的物理起因;低维碳材料中电子、光子、声子等的运动规律和机制;低维碳材料的可控制备原理与规模化制备方法;低维碳材料的新物性、新效应、新原理器件和新应用探索。


????(4)新型无机功能材料


??? 主要研究方向:基于微观物理模型和物理图像的高温超导机理研究与应用;多铁性材料的合成和磁电耦合机理与应用;超材料的结构设计原理及其新效应器件;阻变材料的物理机制和器件忆阻行为的可调控性及原型器件研究。


????(5)高分子材料加工的新原理和新方法


??? 主要研究方向:高分子材料加工中结构演变的物理与化学问题;高分子材料非线性流变学,以及高分子加工不稳定现象的机理;高分子材料加工的多尺度模拟与预测;高分子材料加工的在线表征方法;微纳尺度加工等新型加工方法,以及基于原理创新的加工技术。


????(6)生物活性物质控释/递送系统载体材料


??? 主要研究方向:生物启发型和病灶微环境响应载体材料;疾病免疫治疗药物载体材料;核酸类药物载体材料及其递送系统;具高灵敏度、组织和细胞高靶向性及信号放大功能的分子探针,以及诊-治一体化的高分子载体材料及其递送系统。


??? (7)化石能源高效开发与灾害防控理论


??? 主要研究方向:实钻地层物化特性和岩石力学;油气藏开发,复杂工况管柱与管线,复杂油气工程相互作用及流动;开采条件下岩体本构关系,多相、多场耦合的多尺度变形破坏机理;极端条件下开采机器人化的信息融合与决策。


??? (8)高效提取冶金及高性能材料制备加工过程科学


??? 主要研究方向:冶金关键物化数据;选冶过程物相结构演变;反应器新原理与新流程,低碳炼铁;高效转化与清洁分离,二次资源利用,高效连铸;高性能粉末冶金材料;多场作用下的金属凝固;界面科学;冶金过程高效利用。


????(9)机械表面界面行为与调控


??? 主要研究方向:界面接触与粘着机理;表/界面能形成机理及应用;受限条件下界面行为调控;运动体与介质界面行为;生物组织/人工材料界面行为;生物组织界面损伤与修复。


????(10)增材制造技术基础


??? 主要研究方向:高效、高精度增材制造方法;先进材料增材制造技术及性能调控;材料、结构与器件一体化制造原理与方法;生物3D打印及功能重建;多尺度增材制造原理与方法。


????(11)传热传质与先进热力系统


??? 主要研究方向:非常规条件及微纳尺度传热的基础研究;基于先进热力循环的新型高效能量转换与利用系统;生物传热传质基础理论及仿生热学;热学探索-热质理论的微观基础及其与宏观规律的统一。


????(12)燃烧反应途径调控


??? 主要研究方向:基于燃料设计和混合气活性控制的燃烧反应途径调控研究;非平衡等离子体燃烧反应途径调控研究;以催化辅助、无焰燃烧、富氧燃烧和化学链燃烧等新型燃烧技术为主燃烧反应途径调控研究;基于尺度效应的燃烧反应途径调控;基于物理过程控制的燃烧反应途径调控。


????(13)新一代能源电力系统基础研究


??? 主要研究方向:新一代能源电力系统的体系架构及系统安全稳定问题作用机理(包括智能电厂和智能电网等方面);电工新材料应用及新装备的研制、运行和服役中的相关科学问题;多种能源系统的互联耦合方式;供需互动用电、能源电力与信息系统的交互机制;系统运行机制与能源电力市场理论;网络综合规划理论与方法。


????(14)高效能高品质电机系统基础科学问题


??? 主要研究方向:电-磁-力-热-流体多物理场交叉耦合与演化作用机理;“结构-制造-性能-材料服役行为”的耦合规律和综合分析方法;多约束条件下电机系统及其驱动控制;电机系统的新型拓扑结构、设计理论与方法、制造工艺、控制策略。


????(15)多种灾害作用下的结构全寿命整体可靠性设计理论


??? 主要研究方向:多种灾害(地震、风灾、火灾、爆炸等)作用下的土木工程结构全寿命可靠性设计理论与方法;多种灾害作用危险性分析原理,工程结构时、空多尺度破坏规律,高性能结构体系与可恢复功能结构体系,防御多种灾害的结构整体可靠度设计理论与方法。


????(16)绿色建筑设计理论与方法


??? 主要研究方向:建筑形体、空间、平面和构造与绿色建筑评价指标体系的耦合作用规律;不同地域绿色居住建筑模式、公共建筑和工业建筑绿色设计的原理、方法、技术体系和评价标准。


????(17)面向资源节约的绿色冶金过程工程科学


??? 主要研究方向:外场强化下的资源转化机理和节能理论;非常规介质特别是高温熔体中强化反应传递过程的机理和调控机制;物质相互作用的特殊现象和反应机理、热力学与动力学调控机制;多因素多组元固/液/气界面结构及界面反应;反应器内及各种物理场下的化学反应、物质、能量传输的耦合机制;资源利用过程中的高效、低碳排放转化的共性科学问题。


????(18)重大库坝和海洋平台全寿命周期性能演变


??? 主要研究方向:深部岩土破坏力学;库坝和海洋平台材料性能演变;库坝和海洋平台多相多场耦合与性能演变及灾变风险;库坝和海洋平台的实时监控与防灾减灾。

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