自然科学基金委公布2024年工程与材料学部重点项目优先资助领域

1月11日，《2024年度国家自然科学基金项目指南》正式发布。其中，重点项目支持从事基础研究的科学技术人员针对已有较好基础的研究方向或学科生长点开展深入、系统的创新性研究，促进学科发展，推动若干重要领域或科学前沿取得突破。为更好地服务材料领域相关科技工作者，本文特对工程与材料科学部重点项目的优先资助领域进行梳理。

2023年工程与材料科学部共接收重点项目申请814项，资助103项，资助直接费用23690万元，直接费用平均资助强度为230万元/项。

2024年，工程与材料科学部拟在以下14个领域中资助重点项目110项左右，直接费用平均资助强度约为300万元/项，资助期限为5年：(1) 金属材料设计、制备加工及应用基础 (E01)；(2) 无机非金属材料设计、制备及应用基础 (E02)；(3) 有机高分子材料设计、制备及应用基础 (E03)；(4) 资源安全高效开采与绿色加工利用 (E04)；(5) 机械设计、制造及服役中的科学问题 (E05)；(6) 工程热物理与能源利用 (E06)；(7) 电气工程科学基础与关键技术 (E07)；(8) 绿色建筑与高性能土木工程 (E08)；(9) 水利科学与工程关键科学问题研究 (E09)；(10) 环境工程科学基础与关键技术 (E10)；(11) 水下航行器 (E11)；(12) 智慧交通与运载工程智能化 (E12)；(13) 新概念材料、材料共性与工程交叉 (E13)；(14) 工程与材料领域共性软件支撑平台 (E01~E13)。

2024年度工程与材料科学部重点项目资助领域主要研究方向如下：

1. 金属材料设计、制备加工及应用基础 (E01)

本领域拟资助的主要研究方向：

1.1 钢铁与有色金属材料在设计、制备、加工、服役和应用中的关键问题；

1.2 高温合金、金属间化合物与金属基复合材料；

1.3 金属结构材料性能提升中的关键问题；

1.4 低维与亚稳金属材料；

1.5 金属功能材料性能调控新策略与多功能耦合；

1.6 金属生物医用、智能与仿生材料；

1.7 金属材料结构表征、表面与界面；

1.8 面向国家重大需求的金属材料基础研究；

1.9 金属材料新理论、新技术、新效应探索。

2. 无机非金属材料设计、制备及应用基础 (E02)

本领域拟资助的主要研究方向：

2.1 前沿及交叉无机非金属材料新理论、新技术、新体系、新效应探索；

2.2 无机非金属材料组织结构与性能调控的热力学和动力学研究；

2.3 极端环境无机非金属材料基础研究；

2.4 面向“双碳”目标的无机非金属材料基础研究；

2.5 面向生命健康的无机非金属材料基础研究；

2.6 关键战略无机非金属材料应用基础研究；

2.7 无机非金属材料与器件的多功能集成与智能化应用基础研究；

2.8 高性能无机非金属材料设计理论、绿色低成本制备与回收以及工程化应用基础研究；

29 集成电路用无机非金属材料应用基础研究。

3. 有机高分子材料设计、制备及应用基础 (E03)

本领域拟资助的主要研究方向：

3.1 高分子材料合成新方法与新原理；

3.2 高分子材料聚集态结构与性能；

3.3 高分子材料加工(含微纳加工和增材制造)新理论、新方法和新技术；

3.4 高分子复合材料；

3.5 生态与环境友好高分子材料；

3.6 智能高分子材料；

3.7 生物医用高分子材料；

3.8 有机高分子光电材料与器件；

3.9 面向国家重大需求的高分子材料。

4. 资源安全高效开采与绿色加工利用 (E04)

本领域拟资助的主要研究方向：

4.1 深地、深海、非常规油气高效绿色钻采工程基础科学问题；

4.2 油气储运系统安全与可靠性关键科学问题；

4.3 深部战略矿产资源安全、高效、智能协同开采理论与关键技术；

4.4 矿山修复、固废生态处置与利用理论与关键技术；

4.5 工业生产过程安全及公共安全精准预控理论与方法；

4.6 战略性矿产资源绿色分离与过程强化；

4.7 钢铁低碳冶金新工艺、新技术和绿色环保的基础问题；

4.8 非常规复杂金属资源高效提取与循环利用新理论及新技术；

4.9 金属(合金)超纯净冶炼与成型新技术原理；

4.10 材料短流程、复合成形、智能化加工技术基础研究；

4.11 冶金过程(物质流、能量流、信息流)大数据与元素行为。

5. 机械设计、制造及服役中的科学问题 (E05)

本领域拟资助的主要研究方向：

5.1 性能驱动的机构设计新理论、新方法；

5.2 高性能驱动传动系统与高可靠基础件的设计与制造；

5.3 机械系统与装备的动力学设计、性能评价与预测；

5.4 面向极端环境的机械结构与机电装备可靠性设计；

5.5 复杂机械表面/界面力学和摩擦学行为调控；

5.6 智能设计理论与方法；

5.7 机械仿生设计与生物制造；

5.8 复杂构件高性能精准成形制造理论与方法；

5.9 超精密、超高速、超强能场加工理论与方法；

5.10 智能制造工艺、装备与系统；

5.11 多维、多参数传感与测量新原理、新方法；

5.12 微纳制造的原理、方法及系统；

5.13 原子级制造理论与技术；

5.14 人形机器人。

6. 工程热物理与能源利用 (E06)

本领域拟资助的主要研究方向：

6.1 低碳能源系统分析、控制和优化；

6.2 动力与流体机械能功转换、流动机理及控制；

6.3 能量转换与利用传热传质基础；

6.4 燃烧理论、污染物控制与燃烧新技术；

6.5 能源动力多相流基础；

6.6 复杂热物理量场的测试原理和方法；

6.7 新能源与可再生能源利用；

6.8 碳中和与储能技术。

7. 电气工程科学基础与关键技术 (E07)

本领域拟资助的主要研究方向：

7.1 电磁与等离子体等电气工程共性基础与新技术(含传感测试、多场耦合、数字孪生、新型发电、电能传输、放电等离子体及其应用等)；

7.2 电工材料、器件与装备；

7.3 智能电网与综合能源；

7.4 机电能量转换与电力驱动；

7.5 电能变换与控制；

7.6 电能存储及其应用；

7.7 生物电磁技术。

8. 绿色建筑与高性能土木工程 (E08)

本领域拟资助的主要研究方向：

8.1 可持续建筑设计理论与方法；

8.2 城乡空间、景观生态规划理论与方法；

8.3 低碳健康建筑基础理论与关键技术；

8.4 复杂恶劣环境下土木工程设计与建造；

8.5 高性能土木工程材料与结构；

8.6 土木工程智能建造和运维基础理论与关键技术；

8.7 土木工程基础设施安全服役与性能提升；

8.8 复杂条件下岩土工程基础理论；

8.9 道路与地下工程全寿命周期设计理论与技术；

8.10 土木工程多灾害效应、抗灾韧性理论与技术。

9. 水利科学与工程关键科学问题研究 (E09)

本领域拟资助的主要研究方向：

9.1 变化条件下复杂水系统多目标调控；

9.2 流域极端水文过程形成机制与预测；

9.3 城市雨涝灾害成因及防控；

9.4 农业绿色高效用水理论与技术；

9.5 农田水碳循环过程与调控机制；

9.6 流域水沙输移与平衡机制；

9.7 流域水生态系统模拟与调控；

9.8 新型水力机械高效安全运行；

9.9 复杂条件下水利水电工程智能建造与安全运维；

9.10 极端条件下水工岩土工程安全与风险防控；

9.11 现代化农业灌排系统智能管控(重点项目群)。

10. 环境工程科学基础与关键技术 (E10)

本领域拟资助的主要研究方向：

10.1 低碳水处理及水质安全保障；

10.2 可持续城乡水系统构建及水生态安全；

10.3 大气污染与温室气体协同减排；

10.4 建成环境空气污染与健康风险防控；

10.5 固废低碳处理处置与高效资源化；

10.6 土壤与地下水绿色修复及固碳增汇；

10.7 重点行业多介质减污降碳协同过程；

10.8 城乡/区域代谢过程模拟与调控。

11. 水下航行器 (E11)

本领域拟资助的主要研究方向：

11.1 跨介质关键力学问题及流动控制；

11.2 通信与导航；

11.3 水下新型能源动力与补给；

11.4 水下航行器控制与集群。

12. 智慧交通与运载工程智能化 (E12)

本领域拟资助的主要研究方向：

12.1 综合立体交通多网融合理论与关键技术研究；

12.2 600km/h速度级高速磁浮系统车-磁-轨长期服役性能及协同优化关键技术；

12.3 自动驾驶共性关键技术测评与验证/超大重载运输自动驾驶场景构建与驾驶性能加速测试技术；

12.4 分布式电驱动车辆主动安全控制技术；

12.5 面向复杂环境作业运输的可重构可变构特种车辆关键技术；

12.6 枢纽机场飞行区交通系统协同运行关键技术；

12.7 超低温能源物质水路运输/管道输送关键技术与协同；

12.8 国家空域系统资源规划与协同运行关键技术；

12.9 可重复使用空天往返运载系统关键技术。

13. 新概念材料、材料共性与工程交叉 (E13)

本领域拟资助的主要研究方向：

13.1 新材料设计、制备、加工和表征的关键科学问题；

13.2 原始创新的新概念、新性能材料；

13.3 新型复合与杂化材料；

13.4 智能化、信息化和微型化的多功能集成材料与器件；

13.5 高端制造和国家重大工程的关键新材料；

13.6 面向能源、环境、生命健康等国家重大需求的关键新材料；

13.7 面向“双碳”目标的关键新材料。

14. 工程与材料领域共性软件支撑平台（请根据相关软件应用领域选择工程与材料科学部相关一级申请代码）

针对工程与材料领域软件关键核心技术，突破工业软件开发中的基础科学问题和共性基础算法，为开发自主可控的关键工业软件提供基础支撑。

本领域拟资助的主要研究方向：

14.1 多物理场耦合建模理论、求解器与软件；

14.2 跨尺度数值模拟方法、求解器与软件；

14.3 数据与机理混合建模技术、求解器与软件；

14.4 AI赋能的工业软件核心算法与应用软件；

14.5 工业软件几何与物理内核的高效求解算法与软件；

14.6 面向重大需求的工程与材料领域应用软件开发。

此外，鼓励具有工程与材料领域学科背景、工业软件实际开发能力与经验的申请人围绕专业应用领域的实际需求牵头申报。对不符合《2024年度国家自然科学基金项目指南》要求，未反映出底层代码自主可控，未反映出工程与材料领域工业软件特征的项目申请不予受理；不支持单纯的信息类软件项目申请。