(16)分布式供能技術(shù)

    分布式供能系統(tǒng)是為終端用戶提供靈活、節(jié)能型的綜合能源服務的重要途徑。重點突破基于化石能源的微小型燃氣輪機及新型熱力循環(huán)等終端的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)、儲能技術(shù)、熱電冷系統(tǒng)綜合技術(shù)，形成基于可再生能源和化石能源互補、微小型燃氣輪機與燃料電池混合的分布式終端能源供給系統(tǒng)。

    (17)快中子堆技術(shù)

    快中子堆是由快中子引起原子核裂變鏈式反應，并可實現(xiàn)核燃料增殖的核反應堆，能夠使鈾資源得到充分利用，還能處理熱堆核電站生產(chǎn)的長壽命放射性廢棄物。研究并掌握快堆設(shè)計及核心技術(shù)，相關(guān)核燃料和結(jié)構(gòu)材料技術(shù)，突破鈉循環(huán)等關(guān)鍵技術(shù)，建成65MW實驗快堆，實現(xiàn)臨界及并網(wǎng)發(fā)電。

    (18)磁約束核聚變

    以參加國際熱核聚變實驗反應堆的建設(shè)和研究為契機，重點研究大型超導磁體技術(shù)、微波加熱和驅(qū)動技術(shù)、中性束注入加熱技術(shù)、包層技術(shù)、氚的大規(guī)模實時分離提純技術(shù)、偏濾器技術(shù)、數(shù)值模擬、等離子體控制和診斷技術(shù)、示范堆所需關(guān)鍵材料技術(shù)，以及深化高溫等離子體物理研究和某些以能源為目標的非托克馬克途徑的探索研究。

    6．海洋技術(shù)

    重視發(fā)展多功能、多參數(shù)和作業(yè)長期化的海洋綜合開發(fā)技術(shù)，以提高深海作業(yè)的綜合技術(shù)能力。重點研究開發(fā)天然氣水合物勘探開發(fā)技術(shù)、大洋金屬礦產(chǎn)資源海底集輸技術(shù)、現(xiàn)場高效提取技術(shù)和大型海洋工程技術(shù)。

    前沿技術(shù)：

    （19）海洋環(huán)境立體監(jiān)測技術(shù)

    海洋環(huán)境立體監(jiān)測技術(shù)是在空中、岸站、水面、水中對海洋環(huán)境要素進行同步監(jiān)測的技術(shù)。重點研究海洋遙感技術(shù)、聲學探測技術(shù)、浮標技術(shù)、岸基遠程雷達技術(shù)，發(fā)展海洋信息處理與應用技術(shù)。

    （20）大洋海底多參數(shù)快速探測技術(shù)

    大洋海底多參數(shù)快速探測技術(shù)是對海底地球物理、地球化學、生物化學等特征的多參量進行同步探測并實現(xiàn)實時信息傳輸?shù)募夹g(shù)。重點研究異常環(huán)境條件下的傳感器技術(shù)，傳感器自動標定技術(shù)，海底信息傳輸技術(shù)等。

    （21）天然氣水合物開發(fā)技術(shù)

    天然氣水合物是蘊藏于海洋深水底和地下的碳氫化合物。重點研究天然氣水合物的勘探理論與開發(fā)技術(shù)，天然氣水合物地球物理與地球化學勘探和評價技術(shù)，突破天然氣水合物鉆井技術(shù)和安全開采技術(shù)。

    （22）深海作業(yè)技術(shù)

    深海作業(yè)技術(shù)是支撐深海海底工程作業(yè)和礦產(chǎn)開采的水下技術(shù)。重點研究大深度水下運載技術(shù)，生命維持系統(tǒng)技術(shù)，高比能量動力裝置技術(shù)，高保真采樣和信息遠程傳輸技術(shù)，深海作業(yè)裝備制造技術(shù)和深?？臻g站技術(shù)。

    7．激光技術(shù)

    8．空天技術(shù)

六、基礎(chǔ)研究

    基礎(chǔ)研究以深刻認識自然現(xiàn)象、揭示自然規(guī)律，獲取新知識、新原理、新方法和培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才等為基本使命，是高新技術(shù)發(fā)展的重要源泉，是培育創(chuàng)新人才的搖籃，是建設(shè)先進文化的基礎(chǔ)，是未來科學和技術(shù)發(fā)展的內(nèi)在動力。發(fā)展基礎(chǔ)研究要堅持服務國家目標與鼓勵自由探索相結(jié)合，遵循科學發(fā)展的規(guī)律，重視科學家的探索精神，突出科學的長遠價值，穩(wěn)定支持，超前部署，并根據(jù)科學發(fā)展的新動向，進行動態(tài)調(diào)整。本綱要從學科發(fā)展、科學前沿問題、面向國家重大戰(zhàn)略需求的基礎(chǔ)研究、重大科學研究計劃四個方面進行部署。

    1．學科發(fā)展

    根據(jù)基礎(chǔ)研究厚積薄發(fā)、探索性強、進展往往難以預測的特點，對基礎(chǔ)學科進行全面布局，突出學科交叉、融合與滲透，培育新的學科生長點。通過長期、深厚的學術(shù)研究積累，促進原始創(chuàng)新能力的提升，促進多學科協(xié)調(diào)發(fā)展。

    （1）基礎(chǔ)學科

    重視基本理論和學科建設(shè)，全面協(xié)調(diào)地發(fā)展數(shù)學、物理學、化學、天文學、地球科學、生物學等基礎(chǔ)學科。

    （2）交叉學科和新興學科

    基礎(chǔ)學科之間、基礎(chǔ)學科與應用學科、科學與技術(shù)、自然科學與人文社會科學的交叉與融合，往往導致重大科學發(fā)現(xiàn)和新興學科的產(chǎn)生，是科學研究中最活躍的部分之一，要給予高度關(guān)注和重點部署。

    2．科學前沿問題

    微觀與宇觀的統(tǒng)一，還原論與整體論的結(jié)合，多學科的相互交叉，數(shù)學等基礎(chǔ)科學向各領(lǐng)域的滲透，先進技術(shù)和手段的運用，是當代科學發(fā)展前沿的主要特征，孕育著科學上的重大突破，使人類對客觀世界的認識不斷地超越和深化。遴選科學前沿問題的原則為：對基礎(chǔ)科學發(fā)展具有帶動作用，具有良好基礎(chǔ)，能充分體現(xiàn)我國優(yōu)勢與特色，有利于大幅度提升我國基礎(chǔ)科學的國際地位。

    （1）生命過程的定量研究和系統(tǒng)整合

    主要研究方向：基因語言及調(diào)控，功能基因組學，模式生物學，表觀遺傳學及非編碼核糖核酸，生命體結(jié)構(gòu)功能及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，生命體重構(gòu)，生物信息學，計算生物學，系統(tǒng)生物學，極端環(huán)境中的生命特征，生命起源和演化，系統(tǒng)發(fā)育與進化生物學等。

    （2）凝聚態(tài)物質(zhì)與新效應

    主要研究方向：強關(guān)聯(lián)體系、軟凝聚態(tài)物質(zhì)，新量子特性凝聚態(tài)物質(zhì)與新效應，自相似協(xié)同生長、巨開放系統(tǒng)和復雜系統(tǒng)問題，玻色━愛因斯坦凝聚，超流超導機制，極端條件下凝聚態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)相變、電子結(jié)構(gòu)和多種原激發(fā)過程等。

    （3）物質(zhì)深層次結(jié)構(gòu)和宇宙大尺度物理學規(guī)律

    主要研究方向：微觀和宇觀尺度以及高能、高密、超高壓、超強磁場等極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律，探索統(tǒng)一所有物理規(guī)律的理論，粒子物理學前沿基本問題，暗物質(zhì)和暗能量的本質(zhì)，宇宙的起源和演化，黑洞及各種天體和結(jié)構(gòu)的形成及演化，太陽活動對地球環(huán)境和災害的影響及其預報等。

    （4）核心數(shù)學及其在交叉領(lǐng)域的應用

    主要研究方向：核心數(shù)學中的重大問題，數(shù)學與其他學科相互交叉及在科學研究和實際應用中產(chǎn)生的新的數(shù)學問題，如離散問題、隨機問題、量子問題以及大量非線性問題中的數(shù)學理論和方法等。

    （5）地球系統(tǒng)過程與資源、環(huán)境和災害效應

    主要研究方向：地球系統(tǒng)各圈層（大氣圈、水圈、生物圈、地殼、地幔、地核）的相互作用，地球深部鉆探，地球系統(tǒng)中的物理、化學、生物過程及其資源、環(huán)境與災害效應，海陸相成藏理論，地基、?；?、空基、天基地球觀測與探測系統(tǒng)及地球模擬系統(tǒng)，地球系統(tǒng)科學理論等。

    （6）新物質(zhì)創(chuàng)造與轉(zhuǎn)化的化學過程

    主要研究方向：新的特定結(jié)構(gòu)功能分子、凝聚態(tài)和聚集態(tài)分子功能體系的設(shè)計、可控合成、制備和轉(zhuǎn)化，環(huán)境友好的新化學體系的建立，不同時空尺度物質(zhì)形成與轉(zhuǎn)化過程以及在生命過程和生態(tài)環(huán)境等復雜體系中的化學本質(zhì)、性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系和轉(zhuǎn)化規(guī)律等。

    （7）腦科學與認知科學

    主要研究方向：腦功能的細胞和分子機理，腦重大疾病的發(fā)生發(fā)展機理，腦發(fā)育、可塑性與人類智力的關(guān)系，學習記憶和思維等腦高級認知功能的過程及其神經(jīng)基礎(chǔ)，腦信息表達與腦式信息處理系統(tǒng)，人腦與計算機對話等。

    （8）科學實驗與觀測方法、技術(shù)和設(shè)備的創(chuàng)新

    主要研究方向：具有動態(tài)、適時、無損、靈敏、高分辨等特征的生命科學檢測、成像、分析與操縱方法，物質(zhì)組成、功能和結(jié)構(gòu)信息獲取新分析及表征技術(shù)，地球科學與空間科學研究中新觀測手段和信息獲取新方法等。

    3．面向國家重大戰(zhàn)略需求的基礎(chǔ)研究

    以知識為基礎(chǔ)的社會對科學發(fā)展提出了強烈需求，綜合國力的競爭已前移到基礎(chǔ)研究，而且愈加激烈。我國作為快速發(fā)展中的國家，更要強調(diào)基礎(chǔ)研究服務于國家目標，通過基礎(chǔ)研究解決未來發(fā)展中的關(guān)鍵、瓶頸問題。遴選研究方向的原則為：對國家經(jīng)濟社會發(fā)展和國家安全具有戰(zhàn)略性、全局性和長遠性意義；雖暫時還薄弱，但對發(fā)展具有關(guān)鍵性作用；能有力帶動基礎(chǔ)科學和技術(shù)科學的結(jié)合，引領(lǐng)未來高新技術(shù)發(fā)展。

    （1）人類健康與疾病的生物學基礎(chǔ)

    重點研究重大疾病發(fā)生發(fā)展過程及其干預的分子與細胞基礎(chǔ)，神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌系統(tǒng)在健康與重大疾病發(fā)生發(fā)展中的作用，病原體傳播、變異規(guī)律和致病機制，藥物在分子、細胞與整體調(diào)節(jié)水平上的作用機理，環(huán)境對生理過程的干擾，中醫(yī)藥學理論體系等。

    （2）農(nóng)業(yè)生物遺傳改良和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的科學問題

    重點研究重要農(nóng)業(yè)生物基因和功能基因組及相關(guān)“組”學，生物多樣性與新品種培育的遺傳學基礎(chǔ)，植物抗逆性及水分養(yǎng)分和光能高效利用機理，農(nóng)業(yè)生物與生態(tài)環(huán)境的相互作用，農(nóng)業(yè)生物安全與主要病蟲害控制原理等。

    （3）人類活動對地球系統(tǒng)的影響機制

    重點研究資源勘探與開發(fā)過程的災害風險預測，重點流域大規(guī)模人類活動的生態(tài)影響、適應性和區(qū)域生態(tài)安全，重要生態(tài)系統(tǒng)能量物質(zhì)循環(huán)規(guī)律與調(diào)控，生物多樣性保育模式，土地利用與土地覆被變化，流域、區(qū)域需水規(guī)律與生態(tài)平衡，環(huán)境污染形成機理與控制原理，海洋資源可持續(xù)利用與海洋生態(tài)環(huán)境保護等。

    (4)全球變化與區(qū)域響應

    重點研究全球氣候變化對中國的影響，大尺度水文循環(huán)對全球變化的響應以及全球變化對區(qū)域水資源的影響，人類活動與季風系統(tǒng)的相互作用，海－陸－氣相互作用與亞洲季風系統(tǒng)變異及其預測，中國近海－陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程，青藏高原和極地對全球變化的響應及其氣候和環(huán)境效應，氣候系統(tǒng)模式的建立及其模擬和預測，溫室效應的機理，氣溶膠形成、演變機制及對氣候變化的影響及控制等。

    (5)復雜系統(tǒng)、災變形成及其預測控制

    重點研究工程、自然和社會經(jīng)濟復雜系統(tǒng)中微觀機理與宏觀現(xiàn)象之間的關(guān)系，復雜系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)形成的機理和演變規(guī)律、結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)行為的關(guān)系，復雜系統(tǒng)運動規(guī)律，系統(tǒng)突變及其調(diào)控等，研究復雜系統(tǒng)不同尺度行為間的相關(guān)性，發(fā)展復雜系統(tǒng)的理論與方法等。

    (6)能源可持續(xù)發(fā)展中的關(guān)鍵科學問題

    重點研究化石能源高效潔凈利用與轉(zhuǎn)化的物理化學基礎(chǔ)，高性能熱功轉(zhuǎn)換及高效節(jié)能儲能中的關(guān)鍵科學問題，可再生能源規(guī)?；迷砗托峦緩剑娋W(wǎng)安全穩(wěn)定和經(jīng)濟運行理論，大規(guī)模核能基本技術(shù)和氫能技術(shù)的科學基礎(chǔ)等。

    (7)材料設(shè)計與制備的新原理與新方法

    重點研究基礎(chǔ)材料改性優(yōu)化的理化基礎(chǔ)、相變和組織控制機制、復合強韌化原理，新材料的物理化學性質(zhì)，人工結(jié)構(gòu)化和小尺度化、多功能集成化等物理新機制、新效應和新材料設(shè)計，材料制備新原理、新工藝以及結(jié)構(gòu)、性能表征新原理，材料服役與環(huán)境的相互作用、性能演變、失效機制及壽命預測原理等。

    (8)極端環(huán)境條件下制造的科學基礎(chǔ)

    重點研究深層次物質(zhì)與能量交互作用規(guī)律，高密度能量和物質(zhì)的微尺度輸運，微結(jié)構(gòu)形態(tài)的精確表達與計量，制造體成形、成性與系統(tǒng)集成的尺度效應和界面科學，復雜制造系統(tǒng)平穩(wěn)運動的確定性與制造體的唯一性規(guī)律等。

    (9)航空航天重大力學問題

    重點研究高超聲速推進系統(tǒng)及超高速碰撞力學問題，多維動力系統(tǒng)及復雜運動控制理論，可壓縮湍流理論，高溫氣體熱力學，磁流體及等離子體動力學，微流體與微系統(tǒng)動力學，新材料結(jié)構(gòu)力學等。

    (10)支撐信息技術(shù)發(fā)展的科學基礎(chǔ)

    重點研究新算法與軟件基礎(chǔ)理論，虛擬計算環(huán)境的機理，海量信息處理及知識挖掘的理論與方法，人機交互理論，網(wǎng)絡(luò)安全與可信可控的信息安全理論等。

    4.重大科學研究計劃

    根據(jù)世界科學發(fā)展趨勢和我國重大戰(zhàn)略需求，選擇能引領(lǐng)未來發(fā)展，對科學和技術(shù)發(fā)展有很強帶動作用，可促進我國持續(xù)創(chuàng)新能力迅速提高，同時具有優(yōu)秀創(chuàng)新團隊的研究方向，重點部署四項重大科學研究計劃。這些方向的突破，可顯著提升我國的國際競爭力，大力促進可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)重點跨越。

    (1)蛋白質(zhì)研究

    蛋白質(zhì)是最主要的生命活動載體和功能執(zhí)行者。對蛋白質(zhì)復雜多樣的結(jié)構(gòu)功能、相互作用和動態(tài)變化的深入研究，將在分子、細胞和生物體等多個層次上全面揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)，是后基因組時代的主要任務。同時，蛋白質(zhì)科學研究成果將催生一系列新的生物技術(shù)，帶動醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和綠色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，引領(lǐng)未來生物經(jīng)濟。因此，蛋白質(zhì)科學是目前發(fā)達國家激烈爭奪的生命科學制高點。

    重點研究重要生物體系的轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學、代謝組學、結(jié)構(gòu)生物學、蛋白質(zhì)生物學功能及其相互作用、蛋白質(zhì)相關(guān)的計算生物學與系統(tǒng)生物學，蛋白質(zhì)研究的方法學，相關(guān)應用基礎(chǔ)研究等。

    (2)量子調(diào)控研究

    以微電子為基礎(chǔ)的信息技術(shù)將達到物理極限，對信息科技發(fā)展提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，人類必須尋求新出路，而以量子效應為基礎(chǔ)的新的信息手段初露端倪，并正在成為發(fā)達國家激烈競爭的焦點。量子調(diào)控就是探索新的量子現(xiàn)象，發(fā)展量子信息學、關(guān)聯(lián)電子學、量子通信、受限小量子體系及人工帶隙系統(tǒng)，構(gòu)建未來信息技術(shù)理論基礎(chǔ)，具有明顯的前瞻性，有可能在20～30年后對人類社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生難以估量的影響。

    重點研究量子通信的載體和調(diào)控原理及方法，量子計算，電荷－自旋－相位－軌道等關(guān)聯(lián)規(guī)律以及新的量子調(diào)控方法，受限小量子體系的新量子效應，人工帶隙材料的宏觀量子效應，量子調(diào)控表征和測量的新原理和新技術(shù)基礎(chǔ)等。

    (3)納米研究

    物質(zhì)在納米尺度下表現(xiàn)出的奇異現(xiàn)象和規(guī)律將改變相關(guān)理論的現(xiàn)有框架，使人們對物質(zhì)世界的認識進入到嶄新的階段，孕育著新的技術(shù)革命，給材料、信息、綠色制造、生物和醫(yī)學等領(lǐng)域帶來極大的發(fā)展空間。納米科技已成為許多國家提升核心競爭力的戰(zhàn)略選擇，也是我國有望實現(xiàn)跨越式發(fā)展的領(lǐng)域之一。

    重點研究納米材料的可控制備、自組裝和功能化，納米材料的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異特性及其調(diào)控機制，納加工與集成原理，概念性和原理性納器件，納電子學，納米生物學和納米醫(yī)學，分子聚集體和生物分子的光、電、磁學性質(zhì)及信息傳遞，單分子行為與操縱，分子機器的設(shè)計組裝與調(diào)控，納米尺度表征與度量學，納米材料和納米技術(shù)在能源、環(huán)境、信息、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應用。