功能基元序構(gòu)的高性能材料基礎(chǔ)研究重大研究計(jì)劃2019年度項(xiàng)目指南功能基元序構(gòu)的高性能材料是指以功能基元為基本單元，通過(guò)空間序構(gòu)構(gòu)成具有突破性、顛覆性宏觀性能的高性能材料。“功能基元”是在原子/分子層次和宏觀性能之間引入的具有特定功能的中間結(jié)構(gòu)層次，序構(gòu)指人工設(shè)計(jì)制造的特定結(jié)構(gòu)，如有序結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)/短程有序、梯度結(jié)構(gòu)等。功能基元序構(gòu)的材料可以突破元素種類(lèi)的限制，為探索具有變革性和顛覆性的高性能材料提供了更大的空間。一、科學(xué)目標(biāo)

本重大研究計(jì)劃瞄準(zhǔn)材料科學(xué)前沿，通過(guò)功能基元序構(gòu)構(gòu)建高性能新材料，滿(mǎn)足信息、結(jié)構(gòu)、能源和極端服役條件對(duì)材料的需求，解決其中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題與技術(shù)問(wèn)題，揭示功能基元序構(gòu)的材料中蘊(yùn)含的規(guī)律，建立相應(yīng)的理論，發(fā)展材料設(shè)計(jì)的新原理和先進(jìn)制備技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)按需設(shè)計(jì)變革性和顛覆性新材料的目標(biāo)，提高我國(guó)在材料科學(xué)領(lǐng)域的整體創(chuàng)新能力。二、核心科學(xué)問(wèn)題本重大研究計(jì)劃將組織材料、信息、數(shù)理、化學(xué)等學(xué)科的科學(xué)家共同開(kāi)展研究，擬解決的核心科學(xué)問(wèn)題如下：（一）功能基元的本征特性（如物理化學(xué)性質(zhì)、微納結(jié)構(gòu)、形態(tài)、尺寸、分布等）對(duì)宏觀性能的影響規(guī)律及其調(diào)控機(jī)理。明確功能基元（如鐵電疇、鐵磁疇、孿晶、組分、結(jié)構(gòu)、低維量子材料、人工諧振單元等）與材料的宏觀性能（如力、熱、光、聲、電、磁）之間的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)和構(gòu)筑影響材料宏觀新奇物性的關(guān)鍵功能基元。（二）序構(gòu)對(duì)材料宏觀性能優(yōu)化增強(qiáng)的作用規(guī)律。序構(gòu)（如有序結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)/短程有序、梯度結(jié)構(gòu)、無(wú)序結(jié)構(gòu)等）引發(fā)的功能基元間的耦合、增強(qiáng)效應(yīng)；明晰序構(gòu)影響材料宏觀性能的物理機(jī)制。（三）功能基元序構(gòu)的協(xié)同關(guān)聯(lián)效應(yīng)。揭示功能基元序構(gòu)的協(xié)同關(guān)聯(lián)作用機(jī)制；發(fā)現(xiàn)超越功能基元本身的高性能，甚至全新性能；闡明“功能基元+序構(gòu)”與宏觀性能的關(guān)聯(lián)；建立按需設(shè)計(jì)功能基元序構(gòu)的高性能材料的方法。（四）功能基元序構(gòu)的高性能材料的制備科學(xué)與表征技術(shù)。發(fā)展“自上而下”、“自下而上”制備功能基元序構(gòu)的高性能材料的新方法與新技術(shù)，發(fā)展人工序構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)和性能表征技術(shù)，探索其中的科學(xué)問(wèn)題。三、2019年度重點(diǎn)資助研究方向通過(guò)“功能基元+序構(gòu)”的研究思路發(fā)展以下高性能材料：（一）突破現(xiàn)有性能的結(jié)構(gòu)材料。重點(diǎn)解決傳統(tǒng)材料強(qiáng)度與韌性的矛盾，實(shí)現(xiàn)綜合性能優(yōu)異的金屬、無(wú)機(jī)、有機(jī)材料；發(fā)現(xiàn)超輕、超強(qiáng)新材料；滿(mǎn)足極端服役條件對(duì)材料性能的苛刻要求。特別鼓勵(lì)對(duì)如下變革性材料的探索：如塑性陶瓷（壓縮強(qiáng)度>500MPa、斷裂應(yīng)變>10%）；多維復(fù)雜序構(gòu)的功能梯度材料（超高速發(fā)射條件下極端動(dòng)高壓大于1.5TPa）等，以滿(mǎn)足航空航天和國(guó)家重大工程等應(yīng)用的需求。（二）面向未來(lái)信息技術(shù)的新材料。重點(diǎn)支持基于“功能基元+序構(gòu)”的中遠(yuǎn)紅外、太赫茲波段的高效光及電磁輻射的激射及探測(cè)材料；面向智能制造的高性能智能材料；高靈敏信息轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)與處理材料。特別鼓勵(lì)對(duì)如下變革性材料的探索：如工作波長(zhǎng)在1.0-30THz、發(fā)射功率大于50mW的太赫茲發(fā)射材料；可實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)至深亞波長(zhǎng)（1/2波長(zhǎng)到1/30波長(zhǎng)），損耗系數(shù)不超過(guò)0.1的波調(diào)控材料；基于磁電介觀疇序構(gòu)實(shí)現(xiàn)超快（0.5ns）、超低功耗的多態(tài)存儲(chǔ)材料等，以滿(mǎn)足下一代通訊和信息應(yīng)用的需求。（三）面向未來(lái)的能源、環(huán)境及生物醫(yī)用新材料。重點(diǎn)支持基于功能基元序構(gòu)的高性能能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)材料、光催化材料和生物醫(yī)用材料等。特別鼓勵(lì)對(duì)以下變革性材料的探索：如功能基元序構(gòu)的高性能室溫?zé)犭姴牧希╖T值>2.0）；有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合高溫質(zhì)子交換膜及有序結(jié)構(gòu)膜電極（膜工作溫度>100℃、電導(dǎo)率>0.2S/cm、電極功率密度>2.0W/cm2、鉑載量<0.1mg/cm2）等，以滿(mǎn)足未來(lái)能源與環(huán)境技術(shù)等的重大需求。（四）針對(duì)其它一些現(xiàn)有材料或傳統(tǒng)方法難以克服的“卡脖子”、“硬骨頭”等難題，鼓勵(lì)從“功能基元+序構(gòu)”的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題出發(fā)，研究和探索解決上述難題的新概念、新思路和新方法。四、項(xiàng)目遴選的基本原則為確保實(shí)現(xiàn)總體目標(biāo)，本重大研究計(jì)劃要求申報(bào)項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容必須符合指南要求，圍繞“功能基元+序構(gòu)”的研究思路，以“突破性”、“顛覆性”性能為研究導(dǎo)向，結(jié)合實(shí)際研究，提煉其中的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，開(kāi)展創(chuàng)新性研究。（一）要求研究“功能基元+序構(gòu)”相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，即：在申請(qǐng)書(shū)中需要明確“功能基元”、“序構(gòu)”、“功能基元+序構(gòu)”的設(shè)計(jì)，研究其中蘊(yùn)含的機(jī)理與機(jī)制。其中，序構(gòu)可以是有序、長(zhǎng)/短程有序、甚至無(wú)序等形式。（二）“功能基元”性能可以是尋常的，但“功能基元+序構(gòu)”獲得的宏觀材料的性能必須是變革性或顛覆性的，比“功能基元”自身所用材料有大幅度提高，或者發(fā)現(xiàn)“功能基元”所用材料本身所不具備的新性能。（三）要圍繞“功能基元+序構(gòu)”歸納提煉明確的核心關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。（四）要明確對(duì)實(shí)現(xiàn)重大研究計(jì)劃總體目標(biāo)和解決核心科學(xué)問(wèn)題的貢獻(xiàn)。（五）鼓勵(lì)開(kāi)展實(shí)質(zhì)性的國(guó)際合作。對(duì)于有比較好的創(chuàng)新性研究思路或比較好的苗頭但尚需一段時(shí)間探索研究的申請(qǐng)項(xiàng)目，將以培育項(xiàng)目方式予以資助；對(duì)于有較好研究基礎(chǔ)和積累，且有明確的重要科學(xué)問(wèn)題需要進(jìn)一步深入系統(tǒng)研究同時(shí)體現(xiàn)學(xué)科交叉特征的申請(qǐng)項(xiàng)目，將以重點(diǎn)支持項(xiàng)目的方式予以資助。五、2019年度資助計(jì)劃2019年度擬資助培育項(xiàng)目20-30項(xiàng)，直接費(fèi)用的平均資助強(qiáng)度約為65萬(wàn)元/項(xiàng)，資助期限為3年，培育項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)中研究期限應(yīng)填寫(xiě)“2020年1月1日-2022年12月31日”；擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目8-10項(xiàng)，直接費(fèi)用的平均資助強(qiáng)度約為350萬(wàn)元/項(xiàng)，資助期限為4年，重點(diǎn)支持項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)中研究期限應(yīng)填寫(xiě)“2020年1月1日-2023年12月31日”。六、申請(qǐng)要求及注意事項(xiàng)（一）申請(qǐng)條件。本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目申請(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(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱(chēng)）。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人員不得作為申請(qǐng)人進(jìn)行申請(qǐng)。（二）限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定。1.申請(qǐng)人同年只能申請(qǐng)1項(xiàng)重大研究計(jì)劃項(xiàng)目（其中：重大研究計(jì)劃項(xiàng)目中的集成項(xiàng)目和戰(zhàn)略研究項(xiàng)目除外）；上一年度獲得重大研究計(jì)劃項(xiàng)目（不包括集成項(xiàng)目和戰(zhàn)略研究項(xiàng)目）資助的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，本年度不得作為申請(qǐng)人申請(qǐng)重大研究計(jì)劃項(xiàng)目。2.申請(qǐng)和承擔(dān)項(xiàng)目總數(shù)的限制規(guī)定。（1）高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱(chēng)）人員申請(qǐng)和承擔(dān)項(xiàng)目總數(shù)：具有高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱(chēng)）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(lèi)型項(xiàng)目總數(shù)合計(jì)限為?3?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(zhuān)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)目以及資助期限超過(guò)?1?年的專(zhuān)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(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目中的科技活動(dòng)項(xiàng)目除外]。（2）不具有高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱(chēng)）人員申請(qǐng)和承擔(dān)項(xiàng)目總數(shù)：作為申請(qǐng)人申請(qǐng)和作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人正在承擔(dān)的項(xiàng)目數(shù)合計(jì)限為?1?項(xiàng)；在保證有足夠的時(shí)間和精力參與項(xiàng)目研究工作的前提下，作為主要參與者申請(qǐng)或者承擔(dān)各類(lèi)型項(xiàng)目數(shù)量不限。晉升為高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱(chēng)）后，原來(lái)作為負(fù)責(zé)人正在承擔(dān)的項(xiàng)目計(jì)入申請(qǐng)和承擔(dān)項(xiàng)目總數(shù)范圍，原來(lái)作為主要參與者正在承擔(dān)的項(xiàng)目不計(jì)入。3.計(jì)入申請(qǐng)和承擔(dān)項(xiàng)目總數(shù)的部分項(xiàng)目類(lèi)型的特殊要求。（1）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。（2）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)題前不得作為申請(qǐng)人申請(qǐng)重大研究計(jì)劃項(xiàng)目。（3）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)重大研究計(jì)劃項(xiàng)目。（三）申請(qǐng)注意事項(xiàng)。1.申請(qǐng)書(shū)報(bào)送日期為2019年9月16日-9月20日16時(shí)。2.項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)采用在線(xiàn)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《2019年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》中申請(qǐng)須知和限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定的相關(guān)內(nèi)容，不符合項(xiàng)目指南和相關(guān)要求的申請(qǐng)項(xiàng)目不予受理。（2）本重大研究計(jì)劃旨在緊密?chē)@核心科學(xué)問(wèn)題，將對(duì)多學(xué)科相關(guān)研究進(jìn)行戰(zhàn)略性的方向引導(dǎo)和優(yōu)勢(shì)整合，成為一個(gè)項(xiàng)目集群。申請(qǐng)人應(yīng)根據(jù)本重大研究計(jì)劃擬解決的具體科學(xué)問(wèn)題和項(xiàng)目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項(xiàng)目名稱(chēng)、科學(xué)目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線(xiàn)和相應(yīng)的研究經(jīng)費(fèi)等。（3）申請(qǐng)人登錄科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)/（沒(méi)有系統(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(hù)），按照撰寫(xiě)提綱及相關(guān)要求撰寫(xiě)申請(qǐng)書(shū)。（4）申請(qǐng)書(shū)中的資助類(lèi)別選擇“重大研究計(jì)劃”，亞類(lèi)說(shuō)明選擇“重點(diǎn)支持項(xiàng)目”或“培育項(xiàng)目”，附注說(shuō)明選擇“功能基元序構(gòu)的高性能材料基礎(chǔ)研究”，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。培育項(xiàng)目和重點(diǎn)支持項(xiàng)目的合作研究單位不得超過(guò)2個(gè)。（5）申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)按照重大研究計(jì)劃申請(qǐng)書(shū)的撰寫(xiě)提綱撰寫(xiě)申請(qǐng)書(shū)，在“立項(xiàng)依據(jù)與研究?jī)?nèi)容”部分，需要首先說(shuō)明本次申請(qǐng)符合指南中哪一個(gè)重點(diǎn)資助的研究方向。在論述部分，應(yīng)明確提出假說(shuō)，論述其科學(xué)意義和依據(jù)，以及對(duì)解決本重大研究計(jì)劃核心科學(xué)問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)本重大研究計(jì)劃科學(xué)目標(biāo)的貢獻(xiàn)。如果申請(qǐng)人已經(jīng)承擔(dān)與本重大研究計(jì)劃相關(guān)的其他科技計(jì)劃項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)在申請(qǐng)書(shū)正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請(qǐng)項(xiàng)目與其他相關(guān)項(xiàng)目的區(qū)別與聯(lián)系。（6）申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀《2019年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》中預(yù)算編報(bào)須知的內(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》《項(xiàng)目資金管理有關(guān)問(wèn)題的補(bǔ)充通知》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》的具體要求，按照“目標(biāo)相關(guān)性、政策相符性、經(jīng)濟(jì)合理性”的基本原則，認(rèn)真編制《國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目預(yù)算表》。多個(gè)單位共同承擔(dān)一個(gè)項(xiàng)目的，項(xiàng)目申請(qǐng)人和合作研究單位的參與者應(yīng)當(dāng)分別編制項(xiàng)目預(yù)算，經(jīng)所在單位審核后，由申請(qǐng)人匯總編制。（7）申請(qǐng)人完成申請(qǐng)書(shū)撰寫(xiě)后，在線(xiàn)提交電子申請(qǐng)書(shū)及附件材料，下載打印最終PDF版本申請(qǐng)書(shū)，并保證紙質(zhì)申請(qǐng)書(shū)與電子版內(nèi)容一致。（8）申請(qǐng)人應(yīng)及時(shí)向依托單位提交簽字后的紙質(zhì)申請(qǐng)書(shū)原件以及其他特別說(shuō)明要求提交的紙質(zhì)材料原件等附件。3.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，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將申請(qǐng)材料報(bào)送國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)。具體要求如下：（1）應(yīng)在規(guī)定的項(xiàng)目申請(qǐng)截止日期（2019年9月20日16時(shí)）前提交本單位電子申請(qǐng)書(shū)及附件材料，并統(tǒng)一報(bào)送經(jīng)依托單位簽字蓋章后的紙質(zhì)申請(qǐng)書(shū)原件（一式一份）及要求報(bào)送的紙質(zhì)附件材料。（2）提交電子版申請(qǐng)書(shū)時(shí)，應(yīng)通過(guò)信息系統(tǒng)逐項(xiàng)確認(rèn)。（3）報(bào)送紙質(zhì)申請(qǐng)材料時(shí)，還應(yīng)提供由法定代表人簽字、依托單位加蓋公章的依托單位科研誠(chéng)信承諾書(shū)，并附申請(qǐng)項(xiàng)目清單，材料不完整不予接收。（4）可將紙質(zhì)申請(qǐng)材料直接送達(dá)或郵寄至國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)項(xiàng)目材料接收工作組。采用郵寄方式的，請(qǐng)?jiān)陧?xiàng)目申請(qǐng)截止時(shí)間前（以發(fā)信郵戳日期為準(zhǔn)）以快遞方式郵寄，以免延誤申請(qǐng)，并在信封左下角注明“重大研究計(jì)劃項(xiàng)目申請(qǐng)材料”。4.申請(qǐng)書(shū)由國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)項(xiàng)目材料接收工作組負(fù)責(zé)接收，材料接收工作組聯(lián)系方式如下：通訊地址：北京市海淀區(qū)雙清路83號(hào)，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)項(xiàng)目材料接收工作組（行政樓101房間）郵編：100085聯(lián)系電話(huà)：010-623285915.本重大研究計(jì)劃咨詢(xún)方式：國(guó)家自然科學(xué)基金委員