上海市科學和技術發(fā)展“十二五”規(guī)劃（基礎研究）四、基礎能力提升工程把握世界科學發(fā)展前沿，緊貼國家和上海重大戰(zhàn)略需求，充分依托上海地區(qū)擁有的先進科學設施和較深厚的研究基礎，實施以點帶面、夯實基礎、集中突破、提升能力的布局策略，進一步鞏固上海基礎研究的優(yōu)勢地位；促進全市科技創(chuàng)新資源的整合聯(lián)動，扎實推進大科學工程、技術研發(fā)基地、平臺和科技人才隊伍建設，為上海自主創(chuàng)新能力的提升和戰(zhàn)略性新興產業(yè)的培育打下堅實基礎。（一）基礎研究緊緊圍繞上海創(chuàng)新發(fā)展與科學前沿發(fā)展凸顯的重大科學問題，著眼于推進基礎研究成為自主創(chuàng)新的豐富源泉，選擇具有重大突破潛力、兼具科技制高點和重大應用前景的方向，優(yōu)先部署一批科學任務，夯實研究基礎，促進群體優(yōu)勢集成與跨領域協(xié)作，力爭在未來5至10年取得若干具有高度國際影響力和應用潛力的突破性成果，為增強上海自主創(chuàng)新能力、促進社會經(jīng)濟成功轉型和培育未來戰(zhàn)略型高技術產業(yè)奠定堅實的科學基礎。1、重大任務重大任務1、戰(zhàn)略性納米技術積極開拓納米技術的發(fā)展空間，進一步探索納米尺度物質的新現(xiàn)象、分子功能及其生物環(huán)境安全效應，加強納米材料的設計與結構調控及其表征方法、新型分子納米器件與系統(tǒng)的基礎理論與關鍵技術研究，開展納米生物材料、新能源材料、催化材料、環(huán)境凈化材料等多功能高性能納米材料以及多功能納米轉運載體、納米生物探測與分子醫(yī)學成像、納米馬達、分子機器等特種功能納米器件的創(chuàng)新研制，為有效推進納米技術的發(fā)展及其在電子、醫(yī)藥、能源、環(huán)境等重要戰(zhàn)略領域的變革性創(chuàng)新應用提供科學基礎。重大任務2、再生醫(yī)學與基于干細胞的組織修復技術圍繞機體損傷和疾病康復過程中面臨的組織和器官修復與重建重大科學難題，加強組織修復與再生的生物學基礎以及干細胞和組織工程技術在再生醫(yī)學中應用的研究。加深理解復雜組織的形成機理與缺損修復的生物學機制、外源細胞在體內的轉歸及其與宿主免疫系統(tǒng)的相互作用、細胞表面結構特性及改變機制、細胞抗原性與免疫耐受特性及改變機制，以及干細胞的維持、定向分化及重編程機理等，取得再生醫(yī)學基礎理論的突破；發(fā)展組織細胞的分離與培養(yǎng)、細胞表面結構與功能改變、細胞三維生長控制、干細胞高效定化分化與轉分化、組織與器官的人工構建及生理功能表征、支架材料與細胞外基質制備等關鍵方法與技術，推進干細胞治療的模式動物與轉化研究，建立干細胞技術和體外人工構建與體內植入技術的標準與檢測方法，解決組織修復與再生的臨床應用與產業(yè)化重大共性問題。重大任務3、下一代信息通信技術圍繞構建先進的信息基礎設施、增強信息通信技術自主創(chuàng)新能力，以及信息化帶動工業(yè)化的戰(zhàn)略需要，加強下一代信息通信技術的基礎理論和前沿技術創(chuàng)新與應用研究。探索基于超導宏觀量子效應的新機理與應用、受限光電量子結構及其精密調控理論與方法、無線傳感應用的理論與方法等，為新一代信息通信技術的突破奠定理論基礎；開拓應用超導體、電滋波、冷原子等前沿技術，開展新型半導體、傳感器、控制器、干涉儀等高效、節(jié)能、環(huán)保、安全與可靠的關鍵器件的創(chuàng)新研制；開展新一代中遠紅外、射頻高端和太赫茲等波段材料與器件，新型信息獲取與信息處理器件，以及網(wǎng)絡環(huán)境下的可信軟件的基礎與集成研究，解決構建物聯(lián)網(wǎng)/傳感網(wǎng)、新一代廣電網(wǎng)絡、云計算服務網(wǎng)所面臨的基礎科學問題；開展信息技術在計算科學、生物與醫(yī)學、空間探測等領域的應用研究，為發(fā)展超高分辨大尺度三維成像、基于無線傳感的生物醫(yī)學測量，以及探索量子計算機、DNA計算機、分子計算機等變革性工具提供創(chuàng)新理論與方法。重大任務4、氣候變化與河口城市安全針對氣候變化對（長江）河口城市安全的影響，加強研究全球氣候變化與碳循環(huán)對長江河口與近海區(qū)域系統(tǒng)的影響、災害性氣候的演變及對河口城市的影響、大型城市人類活動對區(qū)域氣候變化的影響、區(qū)域溫室氣體排放對持久性有毒有害污染物集聚與傳播的影響、海平面上升對上海城市工程安全的影響、深海碳循環(huán)和深海過程等機制，開展海底觀測網(wǎng)、以及從長江口到深海的科學研究，建立氣候變化下的河口城市生態(tài)系統(tǒng)安全的模擬預測、安全評估與預警方法，發(fā)展碳捕集與碳封存、二氧化碳資源化利用、生態(tài)修復、有機污染物無害化等關鍵技術，為保障氣候變化下上海城市社會與經(jīng)濟發(fā)展的安全提供基礎支撐。重大任務5、強場超快激光和同步輻射光源的應用加強發(fā)展超強超快激光新技術與同步輻射光源重大科學設施在多學科前沿研究和高新技術開發(fā)中的應用，重點開展極端強場超快激光新技術開拓及其與物質相互作用的新物理與新效應、極端超快電子動力學的量子相干控制及基于超快強場條件的精密測量關鍵科學問題、超高相位空間密度高能電子與離子束的產生及其應用、新一代同步輻射光源與物質的相互作用等探索，加強強場超快激光在空間、信息、生物醫(yī)學、能源、環(huán)境等領域的應用，開展基于同步輻射光源應用的極端敏感材料制備、環(huán)境污染物演變與遷移機制、生命物質以及冶金、催化、新型能源等過程動力學等多學科交叉研究，以求取得科學前沿的重大突破，并為高新技術的自主創(chuàng)新奠定基礎。2、重點任務重點任務1、創(chuàng)造新物質的前沿探索與應用重點研究方向：新物質的創(chuàng)造、高效轉化和超分子組裝；功能物質多時空尺度下的特征與規(guī)律認知及可控制備；與資源、能源的高效利用和節(jié)能減排等相關的基礎化學與物理問題；綠色化學、環(huán)境保護、食品安全中的物質科學問題等。重點任務2、生物學前沿與交叉科學問題重點研究方向：蛋白質的結構與功能；核酸的結構與功能；表觀遺傳學；模式生物的系統(tǒng)生物學；合成生物學；生殖與發(fā)育；植物的生命活動基礎與作物的分子改良；大規(guī)模多層次生物信息數(shù)據(jù)采集與整合技術；神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)生、工作原理與功能機制等。重點任務3、重大疾病的生物醫(yī)學基礎與轉化醫(yī)學重點研究方向：重大慢性病的發(fā)生發(fā)展機制；重大慢性病的早期診斷和早期干預；神經(jīng)退變與精神疾患的發(fā)生機制與防治；重大慢性病的藥物靶標和診斷靶標的篩選；提高成藥性的藥物化學基礎研究；靶向藥物輸送系統(tǒng)；個體化治療；新型生物技術藥物等。重點任務4、先進材料的物質基礎與制備重點研究方向：具有多尺度結構的功能材料特性、設計理論和方法；材料在線、微尺度表征方法及理論；多元復合材料結構/功能一體化設計；結構功能材料的光子力學、熱力學、生物力學等功能的基礎研究；新型高性能、可降解、仿生、高效儲能與能量轉換、核能等相關材料的制備新理論及方法；極端條件下特種材料的設計、制備、性能失效分析與壽命預測等等。重點任務5、先進能源的新理論與新方法重點研究方向：高效能源轉換與儲存的新原理、新機制及新方法；先進光學能源、生物能源、氫能、仿生能源等創(chuàng)新能源系統(tǒng)的科學基礎；新能源汽車動力系統(tǒng)集成設計與控制的新理論與新方法；先進智能電網(wǎng)的科學基礎；化石能源高效潔凈利用與減排節(jié)能、能效評價的新理論新方法等。重點任務6、過程工程復雜系統(tǒng)的控制與優(yōu)化重點研究方向：過程工程建模、設計、強化和優(yōu)化中的多尺度方法；過程運行優(yōu)化與放大理論與方法；大分子、生物活性、多相物系和極端條件下的熱力學和傳遞問題；催化劑工程設計與工程反應動力學問題；資源梯級利用和過程節(jié)能的理論方法和工業(yè)應用基礎等。重點任務7、海洋與航空工程的基礎科學問題重點研究方向：復雜環(huán)境（海洋，高空）對工程結構和裝備材料特性及行為的作用機理；多場耦合、復雜邊界條件下的工程與裝備動力學行為建模與控制；運載器的運行控制與優(yōu)化；工程裝備的可靠性與安全性；工程結構的動力荷載與響應監(jiān)控；工程裝備的創(chuàng)新設計與工藝基礎等。重點任務8、資源與環(huán)境的關鍵科學問題重點研究方向：流域人類活動對長江河口及其鄰近海域的資源環(huán)境效應；區(qū)域重要污染物的過程機制及生態(tài)影響；區(qū)域微生物多樣性和生態(tài)環(huán)境的觀測與預警；深部生物圈資源及其演化機制與利用；病原微生物溯源；長江三角洲地下水分布及變化的監(jiān)測和研究；粘性泥沙運移規(guī)律和港口航道的安全保障；