未來五年 這些材料將得到國家自然科學基金大力支持!


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近日,國家自然科學基金連續傳出重磅信息,其中包括十三五規劃、學科優先發展領域等內容。材料牛編輯摘錄其中部分重要信息,并與十二五規劃作了簡單對比。

6月14日,國家自然科學基金委在國務院新聞辦召開發布會,會上透露2016年科學基金投入達248億元。

據數據顯示,2015年基金委資助直接費用218.84億元、間接費用39.58億元。由此看來,2016年科學基金與去年將大致持平。(248億元未有明確消息為全部是直接投入費用)

根據材料牛編輯之前整理的 《2015年 國家自然科學基金給了三大材料學科項目多少支持?》一文中的統計顯示,工程與材料學部下屬的金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料三大學科獲得的資助一般在1%--2%之間(見下圖)。

不過,面上基金、青年基金等七大項目(上述六項加上海外及港澳學者合作研究基金)共計獲得175.7億元資助。如果2016年與2015年資助比例情況類似,金屬材料或可以從七大項目中獲得2到3億的資助,而無機非金屬材料或可獲得3到4億的資助,有機高分子材料或可獲得2到3億的資助。假如保持這個投入強度,三大材料學科在十三五中均可獲得10-15億的資助(無機非金屬材料獲得資助)。

此外,《國家自然科學基金“十三五”規劃》業已出爐。其中最為關注的是“十三五”規劃部署了優先發展的科學領域,規劃遴選了118個學科優先發展領域和16個綜合交叉領域。

學科-2

除了工程與材料科學部的八個材料科學及材料工程領域方向之外,化學科學部、信息科學部還有數個材料學科方向或涉及材料,大約可以占全部優先發展學科的10%。

在118個學科優先發展領域和16個綜合交叉領域中,提到材料的優先發展領域和綜合交叉領域分別為23個和4個,占到了四分之一。

從工程與材料科學部優先發展領域來看,金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料各有2個優先發展領域。它們分別涉及亞穩材料和輕合金、低維碳材料與無機功能材料、高分子材料加工與生物材料。

在國家自然科學基金十二五規劃中,工程與材料學部的重點發展領域包括光電功能材料、能源材料、環境材料、高性能結構材料、材料科學基礎理論&制備與表征技術。

優先領域 內容
亞穩金屬材料的微結構和變形機理 發展新型具有特殊性能的非晶態合金體系;復雜合金相的結構和性能研究;結構特征與表征方法;結構與熱穩定性;變形機理及強化機制;脆性斷裂機理及韌化;深過冷條件下的凝固行為及晶體形核和生長過程研究。
高性能輕質金屬材料的制備加工和性能調控 輕質金屬材料(鋁、鎂、鈦合金和泡沫金屬等)合金設計、強韌化機理及組織性能調控研究;先進鑄造、塑性加工以及連接過程中的工藝、組織和性能調控的基礎理論研究;使役性能與防護基礎理論研究;燒結金屬孔結構控制基礎研究。
低維碳材料 低維碳材料的結構特征及其新物性的物理起因;低維碳材料中電子、光子、聲子等的運動規律和機制;低維碳材料的可控制備原理與規模化制備方法;低維碳材料的新物性、新效應、新原理器件和新應用探索。
新型無機功能材料 基于微觀物理模型和物理圖像的高溫超導機理研究與應用;多鐵性材料的合成和磁電耦合機理與應用;超材料的結構設計原理及其新效應器件;阻變材料的物理機制和器件憶阻行為的可調控性及原型器件研究。
高分子材料加工的新原理和新方法 高分子材料加工中結構演變的物理與化學問題;高分子材料非線性流變學,以及高分子加工不穩定現象的機理;高分子材料加工的多尺度模擬與預測;高分子材料加工的在線表征方法;微納尺度加工等新型加工方法,以及基于原理創新的加工技術。
生物活性物質控釋/遞送系統載體材料 生物啟發型和病灶微環境響應載體材料;疾病免疫治療藥物載體材料;核酸類藥物載體材料及其遞送系統;具高靈敏度、組織和細胞高靶向性及信號放大功能的分子探針,以及診-治一體化的高分子載體材料及其遞送系統。

顯然,十三五的重點發展領域與十二五變化比較大,突出了對亞穩材料(其實亞穩材料是近年來金屬材料學科申請基金大戶)、低維碳材料、輕合金、生物醫藥材料的扶持。據此,金屬材料方面,以非晶為代表的亞穩材料和輕合金將是重點扶持對象,而無機非金屬方面,石墨烯等低維碳材料、高溫超導、多鐵性材料、超材料、阻變材料將是重點扶持對象。

此外,新型功能材料與器件還成為跨科學部優先發展領域,核心科學問題包括功能材料的新現象和新機制;功能材料及器件多層次結構的表界面調控;新型功能材料的宏量制備與缺陷控制;影響能量轉換/存儲材料效率的物理機制、器件模型和失效原理;信息探測、傳輸、計算與存儲功能材料及器件的可控制備原理、穩定性及新物性、新效應的物理起因;柔性電子技術關鍵材料的設計制造與可靠性;催化材料功能調控機理、制備及新型催化材料設計理論和方法;高性能生物醫用診斷、替換和修復、治療、藥物載體新材料的功能性、相容性和服役壽命;面向不同功能特性的材料計算基礎。

不過,在十二五中,入選了重點發展領域的材料領域相對較多,包括生物材料及其表界面生物功能與介入醫學的相關基礎研究、新功能材料和新人工結構材料。

需要注意的是,新型功能材料在數個學部中得到了重點發展。

部門 內容
化學科學部 新型功能材料體系的分子基礎與原理,以及多尺度結構及宏觀性能控制;高性能和多功能新材料的創制,這些性能與功能包括面向能源、健康、環境和信息等領域的光、電、磁、分離、吸附、仿生、能量儲存與轉換、藥物輸運、自修復、極端條件應用等。特別注重我國特色資源的研究和深度利用。
工程與材料學部 基于微觀物理模型和物理圖像的高溫超導機理研究與應用;多鐵性材料的合成和磁電耦合機理與應用;超材料的結構設計原理及其新效應器件;阻變材料的物理機制和器件憶阻行為的可調控性及原型器件研究。
跨學科 功能材料的新現象和新機制;功能材料及器件多層次結構的表界面調控;新型功能材料的宏量制備與缺陷控制;影響能量轉換/存儲材料效率的物理機制、器件模型和失效原理;信息探測、傳輸、計算與存儲功能材料及器件的可控制備原理、穩定性及新物性、新效應的物理起因;柔性電子技術關鍵材料的設計制造與可靠性;催化材料功能調控機理、制備及新型催化材料設計理論和方法;高性能生物醫用診斷、替換和修復、治療、藥物載體新材料的功能性、相容性和服役壽命;面向不同功能特性的材料計算基礎。

對應的,十二五中還提兩處提到了結構材料,分別是高性能結構材料、新型人工結構材料,而十三五規劃中結構材料字眼消失。

最后,小編將十三五規劃中提到的所有材料列如下,以供參考:

低維半導體材料、特定功能導向新材料、功能催化材料、太陽能電池材料、亞穩金屬材料、非晶態合金、輕質金屬材料、低維碳材料、高溫超導、多鐵性材料、超材料、阻變材料、生物啟發型和病灶微環境響應載體材料、疾病免疫治療藥物載體材料、核酸類藥物載體材料、高性能粉末冶金材料、電工新材料、基于新材料和新結構的量子器件、人工電磁材料、宏觀手性材料、手性功能材料、信息材料、能源材料、生物醫用材料、催化材料和環境材料。

材料牛編輯整理。

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