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
磁单极子 大统一理论 轴子 暗物质
磁单极子以及轴子等新粒子，是目前对于超出粒子物理标准模型新物理搜寻的主要目标之一，是粒子物理领域的重大科学前沿问题。过去几十年通过众多的实验手段，国际上相继开展了多个搜寻实验，都还没有发现这些新粒子的迹象。在深空环境中利用新型探测手段对于这些新粒子的搜寻，将能提高对于此类新粒子探测的灵敏度，填补空白。
推荐机构： 中国科协创新融合学会联合体
2023年度
生殖衰老 卵母细胞 胚胎 病理生理机制
人类社会正面临着人口老龄化和生育力下降的严峻挑战。孕产妇年龄增长和与年龄相关的生育率下降是现代生殖医学面临的全球性挑战。卵母细胞、胚胎与子宫生理性衰老及病理性发育异常是导致女性生殖衰老、更年期、后代不育、妊娠并发症和出生缺陷发生的关键因素。目前，减缓卵巢功能的丧失延长生育周期是生殖医学中最大的挑战之一。以动物模型进行的抗氧化剂研究（如褪黑素、NMN、BGP-15等）、纤维化抑制和血管新生抑制研究，距离临床的转化还有很大的距离。针对女性生殖衰老的生理病理机制，有以下科研重点问题：（1）卵母细胞及胚胎发育衰老过程中表观遗传变化，包括RNA修饰（m6A、 ac4C、Ψ等）、组蛋白修饰（H3K4me3、H3K9me3和H3K27me3等）、DNA甲基化及蛋白翻译后修饰，结合抑制剂及激活剂筛选新型衰老延缓药物；（2）衰老卵母细胞及胚胎非整倍体发生机制，筛选参与调控染色体精准分离的关键因子并进行结构解析；（3）高级DNA结构（包括G四联体、Z-DNA结构等）在衰老卵母细胞和胚胎发育中的变化特征及功能机制；（4）生殖衰老过程中卵母细胞发育与线粒体稳态的关系及具体作用机制；（5）针对以上科学问题的解答，提出延长女性生育周期安全有效的临床干预策略。
推荐机构： 中国女医师协会
多组学 复杂性状 大数据 机器学习
如何整合多组学对生物的复杂性状进行研究，解析相关的分子机制，这将为今后相关产业的发展提供重要的依据。如在人上，采用多组学对于复杂疾病如癌症、复杂遗传病形成机理的研究，可以有效地对于相关疾病进行预测以及采取相关的治疗手段。在动物上，则可以对如肉质性状等复杂性状进行选择，提升肉产品的品质；而且对于相关疾病等的研究，一方面可以提升肉、蛋、奶的产量，另一方面，很多的动物可以作为模式动物，促进人类相关例如衰老、疾病等的研究。综上，如何利用多组学的数据，去更精准地解析动物的复杂性状形成机制、以及相关的生理过程，将对农业生产产业、人类疾病研究等方面有着重要的意义。
推荐机构： 中国畜牧兽医学会
2022年度
低维材料 原子制造 功能器件 精准调控
降低能耗是实现我国双碳目标的重要手段。未来信息器件必然朝着性能更高、功耗更低、尺寸更小的方向发展，材料尺寸的极限目标达到单个原子水平，极限尺寸材料和器件的可控制备及物性调控都需要在新材料、新技术和新物理等方面展开前沿研究和相关知识储备。随着材料和器件的特征尺寸进一步缩小，达到“有限个原子”这一特征尺度时，其物理性质对材料和器件自身的原子构型以及边界、表界面的原子结构都极其敏感，量子效应显著，并表现出一些新奇的物理性质，经典半导体物理不再适用。因此，为了达到器件发展的极限目标，需要发展原子尺度精准的材料制备及表征、信息器件构筑及功能调控的方法和技术。
推荐机构： 中国真空学会
韧性城市交通 综合交通系统 交通基础设施韧性 评价技术
近年来全球极端自然灾害（洪涝、台风、地震）、公共卫生事件（新冠疫情）、重大安全事故（交通事故、基础设施级联失效）给城市带来的惨痛代价促使其推进韧性赋能，而其中城市交通系统及基础设施作为生命线，是建设韧性城市中最为基础、关键的核心网络。建立韧性评价体系是量化城市交通抵御力、自愈力和恢复力的关键环节，也是目前韧性交通系统规划设计、建设技术和管控协同中亟待解决的关键问题，对城市韧性赋能具有重要的战略意义。
推荐机构： 中国公路学会
合成化学 自动合成 人工智能 化学合成机器
化学合成依赖反应物选择、反应条件控制等诸多因素，因此很难用定量、可预测的数学关系来进行指导。长期以来，化学合成基于专家经验和试错，合成效率不能满足人类社会对新的功能分子和材料的巨大需求。近年来，合成机器人的出现为自动化、集成化的开发合成化学分子提供了便捷可操控的平台原型，但智能化、精准化程度上还有很大的提升空间。如何将机器人融合量子力学底层规则，赋予合成机器人智慧核心，帮助突破人类专家的思维和算力局限，预测全新的合成路径，对复杂合成过程进行优化，实现真实条件下（包括催化剂、溶剂、温度、压强等）的化学反应路径预测和反应条件自动优化，推动化学合成精准化和智能化，是合成化学和相关学科中的重大前沿科学问题。
推荐机构： 中国化学会
机器学习 可解释 可信 可靠
深度学习的发展使得人工智能模型纷繁复杂，而这些更复杂更强大的模型变得越来越不透明。这些模型基本上仍然是围绕相关性和关联性建立的，从而导致诸多挑战性的问题，如虚假的关联性、模型调试性和透明性的缺失、模型的不可控，以及不受欢迎的数据被放大等。上述问题使得人工智能模型的现实应用存在潜在的公平性、安全性、伦理道德等风险。为缓解经典学习范式的缺陷，防止人工智能系统存在不可信、不可控和不可靠的软肋，实现可信可靠的人工智能，在现实任务中发挥出更大效用，提升人工智能的可解释性是其中的重大挑战。
推荐机构： 中国人工智能学会
微观磨损 原子级去除 微机电系统 超精密制造
微观磨损研究是在原子、分子尺度上揭示摩擦过程中表面相互作用、物理化学变化及损伤，旨在实现原子级材料的可控去除甚至无磨损的摩擦。目前，信息、生物、先进制造、航空航天等高新技术领域的微型化趋势极大地促进了微纳系统的发展，催生出一批高性能微/纳机电系统的出现。然而，由于表面和尺寸效应，微观磨损已成为微/纳机电系统长期可靠服役的巨大障碍。另外，随着核心零部件的持续微型化以及关键功能的高度集成化，先进制造对功能结构或表面的加工质量与精度要求变得越来越苛刻。例如，超精密光学元件和半导体芯片制造需要实现纳米级甚至亚纳米级的表面精度加工，高端装备以及尖端武器装备中核心金属零部件的加工精度和表面完整性直接影响其服役性能和使用寿命。超精密表面加工的实质是实现表面原子级材料的可控去除。因此，微观磨损/去除不仅是微/纳机电系统应用中的关键问题，更已成为纳米制造的共性基础问题。 纳米摩擦学发展至今20余年，已有的微观磨损研究注重材料磨损性能的表征，缺乏对原子级材料去除机理的深刻认识。针对这一问题，一方面需要研发相应的摩擦能量耗散测试仪器，以精确地探测微观磨损过程中的能量耗散途径和规律，构建微观磨损过程中各变量与原子级材料去除的量化模型，实现材料磨损/去除的准确预测；另一方面需结合先进的数值模拟方法，揭示量子摩擦等对微观磨损的影响机制，基于量子力学研究磨损机理，开展量子磨损研究；最后，还需要通过多能场协同作用精确地调控材料的微观去除过程，实现材料表面的极限精度加工，如单层原子甚至单个原子的可控去除。当以微米精度为代表的传统制造转向纳米/亚纳米精度制造时，相关理论基础将以分子物理、量子力学和表面/界面科学为主导，许多纳米加工的机理不明，如原子/分子迁移机制、能量传递机制、表面/界面效应等。由于亚纳米精度表面制造的基础科学问题（如磨损起源、能量耗散、原子可控去除等）没有得到解决，极大地制约了超精密制造水平的进一步提升。 微观磨损研究是在原子、分子尺度上揭示摩擦过程中表面相互作用、物理化学变化及损伤，旨在实现原子级材料的可控去除甚至无磨损的摩擦。
推荐机构： 中国机械工程学会
新污染物 治理 调研 评估
随着我国污染防治攻坚战的不断推荐，常规污染物污染状况逐渐好转。目前新污染物的问题越来越受到国内外的重视，新污染物治理已经提上我国中央政府议事日程，但是我国新污染物治理相关技术力量依旧薄弱，很多新污染物治理科学问题不明，且我们很多地方存在新污染物治理能力不足的问题，新污染物治理面临哪些挑战，如何加强我国的新污染物治理能力建设是目前重要的课题。
推荐机构： 中国环境科学学会
阿尔茨海默病 无症状期 诊断 生物标志物
阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）已成为严重危害我国老年人群健康、影响我国可持续发展的主要疾病之一，对AD的防治是当前亟需解决的重大社会问题。AD出现症状前15~20年脑内就开始出现病理变化，是治疗的最佳时期。找到能在无症状期诊断AD的生物标志物并在此阶段进行干预，不仅为提高我国AD的临床诊治水平，也为AD早期干预和治疗找到有效措施，将有效降低AD的发病率，具有重要的社会意义和经济意义。
推荐机构： 中国认知科学学会
