未来五年 这些材料将得到国家自然科学基金大力支持!


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近日,国家自然科学基金连续传出重磅信息,其中包括十三五规划、学科优先发展领域等内容。材料牛编辑摘录其中部分重要信息,并与十二五规划作了简单对比。

6月14日,国家自然科学基金委在国务院新闻办召开发布会,会上透露2016年科学基金投入达248亿元。

据数据显示,2015年基金委资助直接费用218.84亿元、间接费用39.58亿元。由此看来,2016年科学基金与去年将大致持平。(248亿元未有明确消息为全部是直接投入费用)

根据材料牛编辑之前整理的 《2015年 国家自然科学基金给了三大材料学科项目多少支持?》一文中的统计显示,工程与材料学部下属的金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料三大学科获得的资助一般在1%--2%之间(见下图)。

不过,面上基金、青年基金等七大项目(上述六项加上海外及港澳学者合作研究基金)共计获得175.7亿元资助。如果2016年与2015年资助比例情况类似,金属材料或可以从七大项目中获得2到3亿的资助,而无机非金属材料或可获得3到4亿的资助,有机高分子材料或可获得2到3亿的资助。假如保持这个投入强度,三大材料学科在十三五中均可获得10-15亿的资助(无机非金属材料获得资助)。

此外,《国家自然科学基金“十三五”规划》业已出炉。其中最为关注的是“十三五”规划部署了优先发展的科学领域,规划遴选了118个学科优先发展领域和16个综合交叉领域。

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除了工程与材料科学部的八个材料科学及材料工程领域方向之外,化学科学部、信息科学部还有数个材料学科方向或涉及材料,大约可以占全部优先发展学科的10%。

在118个学科优先发展领域和16个综合交叉领域中,提到材料的优先发展领域和综合交叉领域分别为23个和4个,占到了四分之一。

从工程与材料科学部优先发展领域来看,金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料各有2个优先发展领域。它们分别涉及亚稳材料和轻合金、低维碳材料与无机功能材料、高分子材料加工与生物材料。

在国家自然科学基金十二五规划中,工程与材料学部的重点发展领域包括光电功能材料、能源材料、环境材料、高性能结构材料、材料科学基础理论&制备与表征技术。

优先领域 内容
亚稳金属材料的微结构和变形机理 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。
高性能轻质金属材料的制备加工和性能调控 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。
低维碳材料 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。
新型无机功能材料 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。
高分子材料加工的新原理和新方法 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。
生物活性物质控释/递送系统载体材料 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。

显然,十三五的重点发展领域与十二五变化比较大,突出了对亚稳材料(其实亚稳材料是近年来金属材料学科申请基金大户)、低维碳材料、轻合金、生物医药材料的扶持。据此,金属材料方面,以非晶为代表的亚稳材料和轻合金将是重点扶持对象,而无机非金属方面,石墨烯等低维碳材料、高温超导、多铁性材料、超材料、阻变材料将是重点扶持对象。

此外,新型功能材料与器件还成为跨科学部优先发展领域,核心科学问题包括功能材料的新现象和新机制;功能材料及器件多层次结构的表界面调控;新型功能材料的宏量制备与缺陷控制;影响能量转换/存储材料效率的物理机制、器件模型和失效原理;信息探测、传输、计算与存储功能材料及器件的可控制备原理、稳定性及新物性、新效应的物理起因;柔性电子技术关键材料的设计制造与可靠性;催化材料功能调控机理、制备及新型催化材料设计理论和方法;高性能生物医用诊断、替换和修复、治疗、药物载体新材料的功能性、相容性和服役寿命;面向不同功能特性的材料计算基础。

不过,在十二五中,入选了重点发展领域的材料领域相对较多,包括生物材料及其表界面生物功能与介入医学的相关基础研究、新功能材料和新人工结构材料。

需要注意的是,新型功能材料在数个学部中得到了重点发展。

部门 内容
化学科学部 新型功能材料体系的分子基础与原理,以及多尺度结构及宏观性能控制;高性能和多功能新材料的创制,这些性能与功能包括面向能源、健康、环境和信息等领域的光、电、磁、分离、吸附、仿生、能量储存与转换、药物输运、自修复、极端条件应用等。特别注重我国特色资源的研究和深度利用。
工程与材料学部 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。
跨学科 功能材料的新现象和新机制;功能材料及器件多层次结构的表界面调控;新型功能材料的宏量制备与缺陷控制;影响能量转换/存储材料效率的物理机制、器件模型和失效原理;信息探测、传输、计算与存储功能材料及器件的可控制备原理、稳定性及新物性、新效应的物理起因;柔性电子技术关键材料的设计制造与可靠性;催化材料功能调控机理、制备及新型催化材料设计理论和方法;高性能生物医用诊断、替换和修复、治疗、药物载体新材料的功能性、相容性和服役寿命;面向不同功能特性的材料计算基础。

对应的,十二五中还提两处提到了结构材料,分别是高性能结构材料、新型人工结构材料,而十三五规划中结构材料字眼消失。

最后,小编将十三五规划中提到的所有材料列如下,以供参考:

低维半导体材料、特定功能导向新材料、功能催化材料、太阳能电池材料、亚稳金属材料、非晶态合金、轻质金属材料、低维碳材料、高温超导、多铁性材料、超材料、阻变材料、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、高性能粉末冶金材料、电工新材料、基于新材料和新结构的量子器件、人工电磁材料、宏观手性材料、手性功能材料、信息材料、能源材料、生物医用材料、催化材料和环境材料。

材料牛编辑整理。

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