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
空间多维组学 下一代分子病理 精准诊断 药物靶标挖掘
解析生命大分子在细胞和组织间的空间分布规律及其与疾病发生发展的关联特征，是关系到下一代创新药物和新型诊断工具研发的重要科学问题。传统分子病理技术存在的检测指标单一、通量低、分辨率低等不足等问题，不但诊断效率低下、总体价格昂贵，而且无法从多维角度探索病理组织微环境全貌，也难以高效挖掘新药靶标和诊断标志物，因此亟需开发多维度、高通量、单分子、单碱基级别的新型空间多维组学系列技术与产品，实现在组织和细胞的原位水平对多重生命大分子（DNA、RNA、蛋白质）的检测与分子空间图谱的绘制。一方面利用单细胞空间组学技术挖掘新型疾病诊断分子标志物与治疗新靶点，另一方面进行下一代分子病理技术的转化开发，为精准诊断与个性化医疗提供新一代的分子病理利器，同时从新维度和视角助力药物靶点和精准诊断标志物的挖掘。
推荐机构： 中国神经科学学会
2024年度
高通量 多模态 脑机交互 类脑智能
当下生命科学领域亟需解决的一个重要难题为：在神经科学和医学领域，无法高效地将神经组织中的多模态信息（细胞的基因表达信息、细胞形态和神经网络结构等形态信息、电生理功能信息）进行联合分析的技术难题。因此，首创一套针对神经系统的基因表达、结构和功能进行全面解析的类脑器官培养及实验研发的一体化平台具有重要的战略意义。
推荐机构： 中国生物工程学会
高地震烈度区 高拱坝 相对单薄 不对称
LP水电站地处青藏高原与云贵高原之间的斜坡过渡地带，区域构造稳定性较差，场地基本烈度Ⅷ度，挡水建筑物为300m级特高拱坝，抗震设防烈度Ⅸ度。拱坝坝址存在右拱肩山体相当单薄、左右岸地形不对称、两岸坝基综合变模对称性差、左岸坝基上下部变模差异较大等复杂地质条件，特高拱坝建设需重点开展相对单薄的右拱肩整体稳定性分析、地形地质条件不对称情况下的拱坝体形优化、复杂地质条件的建坝基础处理、工程安全可靠性评价等方面研究工作。
推荐机构： 中国大坝工程学会
自主可控 设计软件 基础设施领域 新基建
基础设施领域包含多个方面，如交通基础设施、能源供应设施、水利水电设施、通信设施、市政公用设施和公共服务设施等，其中交通基础设施领域在我国占据着至关重要的战略性地位，涵盖公路、铁路、航空、水运、轨道交通等。工程设计软件作为工业软件的重要分支，是基础设施领域的关键生产力，其生态与发展是交通强国的重要体现。工程设计软件分为基础软件和应用软件。基础软件如 AutoCAD、ArcGIS、ANSYS 等，具备基础且通用的功能，像二维/三维绘图、地理信息系统、有限元分析等，不依赖于其他软件。应用软件如纬地道路、桥梁大师等，是基于基础软件或利用其输出数据进行二次开发的，以实现专业化的设计功能，比如道路设计、桥梁设计等。软件集成了复杂的算法和模型，可以辅助各类工程项目进行规划、设计、分析以及仿真模拟，在基础设施建设中发挥着重要作用。根据《中国工业软件产业白皮书（2020）》中数据显示，直至2019年前，我国95%的工程设计软件依赖进口。从2020年开始，欧美国家开始对我国一些企业开展制裁，而设计软件领域严重被欧美国家制约。为打破国外技术壁垒与垄断，解决“卡脖子”难题，保障数字工程建设安全，提升新质生产力，在基础设施领域实现设计软件的自主可控迫在眉睫。 21世纪以来，我国基础设施建设领域迅猛发展，然而工程设计软件却高度依赖进口。采用国外设计软件存在巨大的信息安全风险，若基础设施重要控制性工程的关键信息发生泄露，将直接危及国家安全。与此同时，伴随中美贸易摩擦风险的不断增大，关键核心技术受制于人，致使我国基础设施建设面临“卡脖子”风险，甚至对“一带一路”国家战略产生影响。鉴于此，建议国家强化政策支持力度，完善相关学科建设，加大资金投入规模，健全软件生态体系，以此加快国产工程设计软件的发展，降低对国外技术的依赖，保障信息安全，促进产业的健康发展。
推荐机构： 中国公路学会
多相反应器 一步放大 中试 介科学
如何实现多相反应器从实验室到工业规模的一步放大，避免逐步试错的中试环节，从而缩短研发周期、降低成本，是化工产业升级的关键挑战。一步放大的科学难题在于对从原子到生态环境的多尺度结构，特别是对各单元与系统尺度间复杂的介尺度动态结构，缺乏深入理解和有效的量化分析方法，这在广泛应用的气固、气液、液固和气液固等多相反应器中尤为显著。因此，建议从科学根源出发，深入理解介尺度复杂性的影响，准确预测和调控过程工业中的多尺度结构；基于自主知识产权软件，构建自主生态系统。提供准确、高效、经济的全新研发手段和模式，建立主要工艺反应器一步放大的模拟优化和减排示范，推动低碳产业的跨越式发展。
推荐机构： 中国化工学会
海上综合能源岛 构网型海上风电 氢基能源 绿电消纳
随着海上风电开发向深远海迈进，风与波资源均越趋富集，能有效提高综合用海效率、整体发电能力、整体经济性、整体输出稳定性的风波同场就成为一种降本增效增稳的可行选择，如何发挥风波同场协同效应、保障其电力稳定送出、储存和消纳成为重要研究方向。首先，波浪能与海上风能间存在显著伴生关系，目前风波同场开发技术尚不成熟，迫切需要解决风波同场开发关键技术，将极大推动海洋可再生能能源产业的发展。其次，当前海上风电送出方案中的低频输电和中频输电技术的发展尚处于起步阶段，工程应用经验不足，而工程实践和理论研究均表明海上风电场通过多端直流并网可降低工程成本并提高系统效率，海上风电群经多端直流送出具有重要研究意义。再次，利用海上风波电产生的绿色电力制氢不仅为海上风波电消纳提供新思路，也是未来新能源替代传统能源的重要手段之一，而制氢、制甲醇等氢基能源对电能质量的稳定性要求较高，频繁的电力波动会对电解效率、氢气纯度和化工设备的运行寿命造成影响，迫切需要开展适应波动性电源的制氢、制甲醇技术研究，解决海上风波电规模化存储难题。第四，大规模海上风波电电力消纳问题也是海上风波电建设面临的核心挑战之一。通过海水淡化、海底数据中心等方式可以促进绿色能源的就近消纳，而如何开展适应风能变化的海水淡化装置的自适应运行策略及控制方法研究以及解决海上风波电直供数据中心的供电安全是亟待解决的问题。
推荐机构： 中国水力发电工程学会
二氧化碳活化转化 经济性 离子液体 生态碳平衡
CO2是一种重要的碳资源，其资源化利用不仅有利于减少温室气体排放，且能减少化石资源利用，带来显著经济效益，符合我国“双碳”战略目标。但CO2分子热力学稳定不易活化、动力学惰性反应能垒高，如何实现CO2分子温和活化和高选择性利用，是亟待解决的关键科学难题。同时CO2转化利用可合成的化学品种类繁多、路径复杂、能量利用效率低，其规模化利用程度和经济效益是实现生态碳平衡面临的两大挑战。因此开创CO2转化合成高附加值产品的新途径，开发以CO2为原料合成高附加值化学品及高端材料是最具前景的研究方向，有望形成面向碳中和的战略新兴产业，为实现CO2大规模经济性利用提供重要技术支撑。
工业母机 精度保持性 快速测试 加速退化试验
工业母机是国家的基础性、战略性装备，具有超越经济价值的重要作用。目前，国产高端工业母机的精度保持性较国际先进水平仍有显著差距，已成为国产工业母机的核心技术瓶颈。尽管近些年国内开展了一定的精度保持性研究，国产工业母机精度保持性的提升却依旧缓慢。快速测试手段的缺乏是造成精度保持性提升缓慢的根本原因。传统现场跟踪测试的方法时间过长，无法快速测得精度保持性水平与短板，致使国产工业母机精度保持能力难以在短期内取得飞跃式提升。因此，突破“一周十年”式的工业母机精度保持性快速测评难题，建设工业母机整机精度保持性快速测试的重大科研基础设施，加速国产工业母机迭代以在短期内达到国际先进水平，已迫在眉睫。
推荐机构： 中国机械工程学会
冰巨星 就位探测
冰巨星作为研究太阳系和系外行星的蓝本，科学价值高，一直是国际深空探测领域的热点，但对太阳系最远距离冰巨星实施就位（环绕、进入等）探测的技术难度极大，始终是一块空白地，目前也仅有美国对冰巨星开展过飞越探测。实现对冰巨星及其卫星就位探测，不仅可以填补国际深空探测的领域空白，突破科学探测的前沿技术，还将有助于解决包括太阳系形成与演化、宇宙起源和生命起源等在内的重大基础科学问题，彰显国家综合国力和科学发展水平。
推荐机构： 中国宇航学会
半导体硅单晶 直拉法 晶体生长控制理论 品质管控技术
硅单晶材料在集成电路产业链中占据首要地位，硅单晶的品质对集成电路芯片性能有着重要的影响。硅单晶制备过程是多场耦合、多相变、大空间、高温、高真空、高洁净的精密生产过程，此过程决定了硅单晶的品质。如何在复杂的制备过程中，通过调控宏观工艺参数，实现对硅单晶微观品质的精准管控，是硅单晶制备产业界和学术界持续关注的难题。通过发展新理论、研究新方法、形成新工艺，实现对硅单晶生长过程及品质的有效管控，达到稳定提升硅单晶材料品质的目的，以满足不断演进的集成电路芯片制程要求。这项技术对建立和发展我国半导体硅单晶产业，实现生产过程的科学化、高效化、实用化，形成市场竞争优势具有重要的理论价值和现实意义。 半导体硅单晶是制造集成电路芯片最重要的基础性材料，90%以上的集成电路芯片都是制作在硅单晶上，硅单晶的制备在集成电路产业链中占据首要地位。半导体硅单晶的品质主要包括：直径尺寸、长度等宏观品质；氧碳含量、晶体缺陷、杂质浓度等微观指标，这些决定了硅单晶制备效率和后端集成电路芯片的性能，同时，也反映了一个国家集成电路产业的发展水平。 目前，半导体硅单晶材料制备产业仍具有高度集中的特点，以直径12英寸硅片为例，日、德、韩等境外5家企业占据90%以上的全球市场份额，形成了世界范围的垄断。代表当今集成电路芯片主流制造水平的20nm及以下制程工艺所要求的高品质、大尺寸半导体硅片，我国主要依赖进口。半导体硅单晶材料从技术研发、产业生产到市场销售具有投资规模大、建设周期长、技术门槛高、产业垄断强的突出特点，成为制约我国集成电路产业发展的关键壁垒之一。
推荐机构： 中国自动化学会
