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
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
2024年度
表型组学 遗传学 医学 基因-表型-环境关联
基因和环境相互作用决定人体的各种特征，这些人体特征即表型（Phenotype）。人类表型组（Human Phenome）是从胚胎发育到出生、成长、衰老乃至死亡过程中，人的形态特征、功能、行为、分子组成规律等所有生物、物理和化学特征的集合。表型包括微观表型和宏观表型。微观表型包括转录本、蛋白质、代谢物、细胞亚群、微生物等等；宏观表型包括影像学表征、体貌特征、疾病病征、健康状态、环境适应能力等。现代生命科学和生物医学的核心问题就是揭示宏观表型的微观机制。以破解微观表型与整体之间的复杂关联为目标，通过大规模表型全景精密测量与数据系统解析，破解基因-表型-环境、宏观-微观表型之间以及宏观表型项目之间的关联与调控机制，将达到对生物系统的全面理解，最终帮助实现对疾病与健康的精准干预。
推荐机构： 中国认知科学学会
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
碳排放监测 碳排放可信平台 区块链 物联网 大数据
基于数字技术的碳排放监测方法研究处于探索起步阶段，从技术视角探讨单一技术的可行性、有效性和具体落地方式，以及构建系统性碳排放数字化监测体系，是当前数字技术赋能碳排放监测研究领域的两条主线。 具体来看，基于物联网终端的碳排放监测技术因其结构清晰、设计灵活、传输可靠特性，为碳排放监测提供了一种新方法。而区块链对于碳排放监测作用主要表现在构建可视、可信、可靠的监管环境方面。大数据、人工智能在碳排放监测中的应用研究主要聚焦于碳排放数据的预测分析。如何将这些数字技术与碳排放监测深度融合，打通碳排放监测的数据资源加工利用？亟需研发、搭建从前端数据感知采集、复杂排放数据处理、后端可信碳排放数据应用的数字化碳监测数据全流程平台。
推荐机构： 中国通信学会
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。
柔性材料 多功能耦合 有机无机杂化 功能涌现
当前，人工智能、电子信息、航空航天、新能源和生物医药等新兴产业迅猛发展，具有独特性能的柔性材料因其在脑机接口、电子器件、能量存储、诊疗修复等方面的广泛应用前景，成为关键性材料，多功能耦合与杂化是柔性材料满足这些需求和应用的关键所在。然而，简单地将功能基元与柔性基材混合往往会导致材料结构与功能下降，这可归咎于功能位点暴露不完整、接触界面不连续以及杂化产生过程中的热应力或机械应力分布不均等问题。解决这些问题需要从多个尺度系统思考，包括分子尺度的柔性基元设计，纳米尺度的功能基元的精确构筑，微米尺度的相分离等。因此，为使柔性材料的杂化功能超出其基础的单一功能范畴，实现功能涌现，需从复杂系统的角度提出通用策略，形成新的研究范式，从而在功能层次、操作特性、综合性能等方面实现全面提升，以满足新兴产业对兼具优异性能和特殊功能组合柔性材料的迫切需求。
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
珍稀濒危中药材 物种濒危生物学机制 繁育机制 生物技术开发应用
珍稀濒危中药材具有独特的药效活性，对多种疾病有显著的疗效。然而，由于各种因素的影响，珍稀濒危中药的获取受到了极大的限制，对其深入研究和临床应用带来了一定的挑战。除了人为干预的过度开发利用之外，物种自身的生物学缺陷是其濒危的重要原因，比如繁育特性包括授粉受限、种子萌发率低等特性是导致物种濒危的重要因素。因此迫切需要利用现代科学技术深入研究濒危的瓶颈尤其是繁育受限的机制，利用生物技术进行遗传改良或来源替代，更好的保护和挖掘利用珍稀濒危药用资源。
推荐机构： 中华中医药学会
粮油副产物 饲用提质增效 替代豆粕 替代玉米
为了解决我国豆粕长期依赖进口，玉米近年来对外依存度攀升的困境，使全价饲料中豆粕和玉米使用比例分别降低10%和20%，需开发饲料原料快速检测关键技术和养分高效利用评价技术，构建豆粕玉米替代原料基础数据库，开发豆粕玉米替代原料微生物发酵提质增效和有毒有害物质高效脱除新技术、低成本大型智能化固态发酵饲料生产成套工艺装备，建立发酵饲料产业化生产关键技术体系，促进豆粕玉米替代技术的大规模推广应用。
推荐机构： 中国粮油学会
