问题类型
全部 前沿科学问题 工程技术难题 产业与技术问题
学科领域
全部 数理化基础科学 生命健康 地球科学 生态环境 制造科技 信息科技 先进材料 资源能源 农业科技 空天科技 其他
征集年度
全部 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018
天然气提氦 气体分离 膜分离技术 离子液体膜
氦气是国家重要战略稀有气体资源，在国防军工、高端医疗、电子制造和大科学装置等领域都发挥着不可替代的作用。我国对氦气的需求量极大全球第二，但超过95%的氦气都依赖进口，是严重的“卡脖子”气体。氦气通常是与天然气伴生的，我国已发现的氦气藏普遍品位低，其中浓度低于500 ppm的气藏约占一半，低品位含氦天然气因提取困难而未得到充分利用，造成了严重的资源浪费，因此开发面向贫氦天然气的低成本提取技术是保障我国氦资源安全的关键难题。气体分离膜技术因分离过程不涉及相变，具有绿色、高效、节能的显著优点，为低成本天然气提氦提供了新机遇。开发气体分离膜与低温吸附或者低温精馏的耦合提氦技术被认为是实现低成本天然气提氦的有效途径，即通过膜分离富集的粗氦再经低温吸附或低温精馏得到高纯氦。膜富集得到氦气的纯度决定了低温吸附或低温精馏的设备投资和运行成本，因此膜分离技术也是实现低成本天然气提氦的关键。膜分离技术的核心是膜材料，开发具有自主知识产权的高性能天然气提氦膜材料与膜组件，并考察膜分离性能与低温技术耦合及经济性的关联对于我国低成本天然气提取和保障氦资源安全具有重要意义。
推荐机构： 中国化工学会
2022年度
地球健康体检 对地观测技术 健康地学 谱遥感
对地观测（遥感卫星）系统是空间基础设施的重要组成部分，因其综合、动态、快速、大范围获取数据的优势，可作为全球资源环境动态监测及评估的核心技术。全球人类活动的不断加剧已使得地球生态环境的健康状况逐步下降，进而反作用于人类的自身健康。基于开展有效地球健康诊断、评估与识别的迫切需求，提出了对地观测技术发展的重点技术。围绕地球健康体检的科学内涵和健康地学目标，在系统梳理国内外新型对地观测技术进展基础上，提出了地球健康体检的主要内容、技术流程及其关键技术，总结了新型对地观测技术开展地球健康光谱监测网络建设平台构建方法以及开展地球体检的示范思路和展望。
推荐机构： 中国遥感应用协会
隧道工程 灾变机制 安全控制 性能保持
青藏高原山川密布，地质复杂，气象多变，严寒缺氧。川藏铁路横穿内外动力耦合作用最活跃、最复杂的青藏高原东部地形急变带，隧道群密集，长大深埋隧道众多，这些隧道面临着大位移活动断层位错、强烈大变形、极强岩爆、高温热害、高水压突水涌泥等重大工程地质灾害，隧道建造安全风险极大。与此同时，板块构造运动、自然沉积等作用引起超长深埋隧道周边环境具有显著的空间非均匀性和多相性，部分岩体物理力学特征呈现高度各项异性，这些非均匀各向异性自然效应严重影响隧道的长期正常服役。为探明川藏铁路深埋超长隧道工程在四高（高海拔、高水压、高地应力、高地温）和两强（强动力扰动与强卸荷）作用下的灾变机理，构建深埋超长隧道工程的安全建造技术体系，构建超长深埋隧道非均匀各向异性自然效应作用下超长深埋隧道的受荷模式及其结构性能劣化模式，亟需开展大型活动断裂带黏滑及蠕滑作用下隧道灾变机制与减震结构、深部复杂软岩损伤时效演化过程与大变形防治、极高地应力岩体能量赋存规律与岩爆控制、高原岩溶和构造带高压水灾变机理与防控、高地温隧道固液气多相耦合传热机理与热害防治、非均匀各向异性自然效应下超长深埋隧道劣化机理与性能保持技术等方面的研究，以解决青藏高原内外动力与工程扰动叠加条件下超长超深埋隧道的建造安全面临的重大风险难题，进而构建极复杂地质超长深埋隧道灾害风险防控理论与安全建造技术体系，形成超长深埋隧道性能保持技术。
推荐机构： 詹天佑科学技术发展基金会
高温气体动力学 跨介质 热/力/化学耦合 热防护
高温跨介质热/力/化学行为源于超高速度、超高温度、超长作用时间极端环境气体与表/界面等对象的相互作用过程，并因此产生了极端物理化学反应、跨介质热/力载荷和跨尺度传热传质等基础科学难题。由于环境条件与时空尺度超越目前的经典高温气体动力学模型、实验模拟条件和基础科学认知，其科学属性包括高温气体动力学、离解与催化动力学、极端环境空气动力学、流/固耦合、材料计算设计和先进功能/结构设计等交叉领域，因此符合前沿科学问题定位。具体如：1) 空间流场组分演变、相态变化及与流动耦合问题。高温条件下气体分子会离解和电离、液体分子会破碎和气化，并会出现热非平衡及辐射效应等现象，同时高温气体基本性质认识不足，增加了分析与模拟的难度；2）跨介质的高动态多尺度响应影响问题。高温跨介质带来不同系统的质量与能量交换及能量与载荷的传递过程，存在不同介质的响应、形变及与流场的耦合过程，同时流场的高频量与结构响应相耦合，会为工程设计带来严重困难；3）结构高敏感影响参数的识别、非线性响应与防护方法问题。高温结构界面处的热流、摩阻、脉动压力及空气阻尼等参数与局部流动尺度密切相关，而材料与结构的响应亦与边界载荷和材料工艺特性相关，耦合特征呈现强非线性，为防护措施的选择带来极大难度；4）多效应耦合下的地面模拟验证方法与高精度测试表征问题。地面试验来流条件的限制使其难以模拟工程设计需要的实际运行条件，高温高速带来了空间流场相关参数测试的难度，尺度和灵敏度的限制使结构表面和内部相关量的测量异常艰难。
推荐机构： 中国空气动力学会
全固态锂金属电池 工程化应用 高能量密度 高安全性
全固态锂金属电池使用高电导率的全固态电解质膜来代替传统锂离子电池中的聚合物隔膜及电解液，并使用锂金属负极来代替低能量密度的石墨负极，拥有当前锂离子电池体系无法比拟的能量密度及安全性优势，非常有潜力成为下一代高性能电化学储能设备，推动交通电气化及低碳经济的发展。目前，全固态锂金属电池在原材料开发、电芯设计、生产工艺、智能制造、系统测试等环节还面临着诸多突出难题，还没有任何一种固态电解质能够满足全固态锂金属电池的所有要求，也没有任何一家机构宣称已成功制造出商用规模的全固态锂金属电池，全固态锂金属电池的工程化还处在萌芽阶段。通过国家的战略统筹，加速解决如何实现全固态锂金属电池的工程化应用问题，不仅是我国科学技术进步的象征，推动低碳经济发展的必然需求，也是稳固我国在储能领域国际领先地位的坚实保障。
推荐机构： 中国汽车工程学会
心源性休克 综合救治体系 精准化治疗 区域转诊中心
心源性休克（cardiogenic shock, CS）是一种由左、右或双心室衰竭引起的低心输出量状态，常与多器官功能衰竭相关，具有极高的死亡率，严重威胁我国国民健康。美国心脏协会CS专家共识提出建立以拥有标准化CS多学科救治团队为区域转诊中心的CS综合救治体系，有助于改善患者预后。然而，我国目前仍缺乏符合我国国情的此类CS综合救治体系。本问题旨在探讨如何创建心源性休克的综合救治体系？
推荐机构： 中国生物医学工程学会
曲面电路 随形制造 复杂曲面 高精密
随着半导体技术和印刷电子技术的发展，传统电子电路制造技术已到达瓶颈，为了使电子产品更加微型化、轻量化，曲面电路技术已经成为热点方向，目前的柔性电子及转印技术无法达到在复杂曲面的高精密随形要求。在复杂硬曲面上直接成型高精密随形电路，为电子电路制造带来了颠覆式技术革新和应用解决方案。
推荐机构： 中国电子学会
空间天线 百米级天线 可展开天线 在轨组装
空间天线是天基电子信息载荷的关键设备，天线口径直接决定信号收发和传输能力，通过增大天线口径，可获得更微小发射功率信号，从而提高目标感知能力、信息传输能力及对抗能力。其中的百米级以及公里级空间天线更是未来空间技术重要的发展方向，将广泛应用于电子信号获取、对地观测、深空观测等领域。 受限于火箭上行包络的约束，空间百米级/公里级天线需要采用极高收纳比形式进行上行运输，入轨后采用可控方式进行在轨展开，同时，面向更大尺寸天线结构，还需要进一步引入在轨装配技术实现空间天线公里级应用口径。空间百米级/公里级大型天线已成为国内外星载天线研究领域的制高点。有别于传统空间大型天线，百米级/公里级空间天线需要采用新的设计方法与技术以实现在轨成功应用。其中包括空间极大型天线机电热综合设计技术、高收纳比收拢展开技术、航天器载荷平台一体化设计技术、超柔性空间结构动力学分析与振动控制技术、在轨组装最优路径规划技术以及地面试验等效性分析技术等，亟待取得跨越式突破，满足我国航天关键载荷急需。
推荐机构： 中国振动工程学会
深远海养殖 水产养殖 虹鳟 渔业设施
目前，我国深远海养殖设施在科技方面存在以下问题：1）我国网衣系统与钢制平台之间的连接技术仍不成熟，这涉及到连接器设计、预紧力施加及长期控制等难题；2）目前针对海洋平台全生命周期设施设备腐蚀和生物污损监/检测及预警技术仍然匮乏，腐蚀污损的定性判断和定量分析往往不能兼得；3）大型养殖网箱作为一种透水结构物，其水动力特性更为复杂，由此导致锚泊定位系统设计中必须考虑更为繁杂的影响因素，给设计分析和优化技术带来新的挑战；4）核心配套装备国产化率不足50%。突破建立深远海养殖设施的瓶颈问题，符合我国渔业发展重大需求，为探索新时期产业发展的路径，可解决良种创制、陆海接力养殖、产品加工和冷链物流等全产业链技术难题和发展障碍，带动渔业产业实现新一轮创新和突破。
推荐机构： 中国水产学会
生态环境 地质封存 煤基固废 二氧化碳
西北陕甘宁蒙疆地区是我国最重要的煤电化基地，矿山固废、废水、废气（二氧化碳）大量排放，但目前处理方式存在规模小、成本高、地面存放难、对地表生态环境污染和破坏大，急切需要因地制宜、寻找新的途径（如利用深度大于2000米的咸水层、深度大于900米的关闭矿井采空区等），实现矿山三废的特大量、低成本地质封存，将固废处理成本降低30%，废水处理成本降低60%，二氧化碳处理成本下降50%。同时，建立系统封存理论与耦合体系，对解决我国煤矿超大量三废低成本地质封存问题具有重要价值，对促进生态文明建设意义重大。
推荐机构： 中国环境科学学会
