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“十三五”期間，通過支持我國優(yōu)勢學科和交叉學科的重要前沿方向，以及從國家重大需求中凝練可望取得重大原始創(chuàng)新的研究方向，進一步提升我國主要學科的國際地位，提高科學技術滿足國家重大需求的能力。各科學部遴選優(yōu)先發(fā)展領域及其主要研究方向的原則是：（1）在重大前沿領域突出學科交叉，注重多學科協(xié)同攻關，促進主要學科在重要方向取得突破性成果，帶動整個學科或多個分支學科迅速發(fā)展；（2）鼓勵探索和綜合運用新概念、新理論、新技術、新方法，為解決制約我國經(jīng)濟社會發(fā)展的關鍵科學問題做貢獻；（3）充分利用我國科研優(yōu)勢與資源特色，進一步提升學科的國際影響力。各科學部優(yōu)先發(fā)展領域?qū)⒊蔀槲磥砦迥曛攸c項目和重點項目群立項的主要來源。主要研究方向：發(fā)展新型具有特殊性能的非晶態(tài)合金體系；復雜合金相的結構和性能研究；結構特征與表征方法；結構與熱穩(wěn)定性；變形機理及強化機制；脆性斷裂機理及韌化；深過冷條件下的凝固行為及晶體形核和生長過程研究。（2）高性能輕質(zhì)金屬材料的制備加工和性能調(diào)控主要研究方向：輕質(zhì)金屬材料（鋁、鎂、鈦合金和泡沫金屬等）合金設計、強韌化機理及組織性能調(diào)控研究；先進鑄造、塑性加工以及連接過程中的工藝、組織和性能調(diào)控的基礎理論研究；使役性能與防護基礎理論研究；燒結金屬孔結構控制基礎研究。主要研究方向：低維碳材料的結構特征及其新物性的物理起因；低維碳材料中電子、光子、聲子等的運動規(guī)律和機制；低維碳材料的可控制備原理與規(guī)模化制備方法；低維碳材料的新物性、新效應、新原理器件和新應用探索。主要研究方向：基于微觀物理模型和物理圖像的高溫超導機理研究與應用；多鐵性材料的合成和磁電耦合機理與應用；超材料的結構設計原理及其新效應器件；阻變材料的物理機制和器件憶阻行為的可調(diào)控性及原型器件研究。主要研究方向：高分子材料加工中結構演變的物理與化學問題；高分子材料非線性流變學，以及高分子加工不穩(wěn)定現(xiàn)象的機理；高分子材料加工的多尺度模擬與預測；高分子材料加工的在線表征方法；微納尺度加工等新型加工方法，以及基于原理創(chuàng)新的加工技術。（6）生物活性物質(zhì)控釋/遞送系統(tǒng)載體材料 主要研究方向：生物啟發(fā)型和病灶微環(huán)境響應載體材料；疾病免疫治療藥物載體材料；核酸類藥物載體材料及其遞送系統(tǒng)；具高靈敏度、組織和細胞高靶向性及信號放大功能的分子探針，以及診－治一體化的高分子載體材料及其遞送系統(tǒng)。主要研究方向：實鉆地層物化特性和巖石力學；油氣藏開發(fā)，復雜工況管柱與管線，復雜油氣工程相互作用及流動；開采條件下巖體本構關系，多相、多場耦合的多尺度變形破壞機理；極端條件下開采機器人化的信息融合與決策。主要研究方向：冶金關鍵物化數(shù)據(jù)；選冶過程物相結構演變；反應器新原理與新流程，低碳煉鐵；高效轉化與清潔分離，二次資源利用，高效連鑄；高性能粉末冶金材料；多場作用下的金屬凝固；界面科學；冶金過程高效利用。主要研究方向：界面接觸與粘著機理；表/界面能形成機理及應用；受限條件下界面行為調(diào)控；運動體與介質(zhì)界面行為；生物組織/人工材料界面行為；生物組織界面損傷與修復。主要研究方向：高效、高精度增材制造方法；先進材料增材制造技術及性能調(diào)控；材料、結構與器件一體化制造原理與方法；生物3D打印及功能重建；多尺度增材制造原理與方法。（11）傳熱傳質(zhì)與先進熱力系統(tǒng)主要研究方向：非常規(guī)條件及微納尺度傳熱的基礎研究；基于先進熱力循環(huán)的新型高效能量轉換與利用系統(tǒng)；生物傳熱傳質(zhì)基礎理論及仿生熱學；熱學探索－熱質(zhì)理論的微觀基礎及其與宏觀規(guī)律的統(tǒng)一。主要研究方向：基于燃料設計和混合氣活性控制的燃燒反應途徑調(diào)控研究；非平衡等離子體燃燒反應途徑調(diào)控研究；以催化輔助、無焰燃燒、富氧燃燒和化學鏈燃燒等新型燃燒技術為主燃燒反應途徑調(diào)控研究；基于尺度效應的燃燒反應途徑調(diào)控；基于物理過程控制的燃燒反應途徑調(diào)控。主要研究方向：新一代能源電力系統(tǒng)的體系架構及系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題作用機理（包括智能電廠和智能電網(wǎng)等方面）；電工新材料應用及新裝備的研制、運行和服役中的相關科學問題；多種能源系統(tǒng)的互聯(lián)耦合方式（文本從“口袋科研”Copy而來）；供需互動用電、能源電力與信息系統(tǒng)的交互機制；系統(tǒng)運行機制與能源電力市場理論；網(wǎng)絡綜合規(guī)劃理論與方法。（14）高效能高品質(zhì)電機系統(tǒng)基礎科學問題主要研究方向：電－磁－力－熱－流體多物理場交叉耦合與演化作用機理；“結構－制造－性能－材料服役行為”的耦合規(guī)律和綜合分析方法；多約束條件下電機系統(tǒng)及其驅(qū)動控制；電機系統(tǒng)的新型拓撲結構、設計理論與方法、制造工藝、控制策略。（15）多種災害作用下的結構全壽命整體可靠性設計理論主要研究方向：多種災害（地震、風災、火災、爆炸等）作用下的土木工程結構全壽命可靠性設計理論與方法；多種災害作用危險性分析原理，工程結構時、空多尺度破壞規(guī)律，高性能結構體系與可恢復功能結構體系，防御多種災害的結構整體可靠度設計理論與方法。主要研究方向：建筑形體、空間、平面和構造與綠色建筑評價指標體系的耦合作用規(guī)律；不同地域綠色居住建筑模式、公共建筑和工業(yè)建筑綠色設計的原理、方法、技術體系和評價標準。（17）面向資源節(jié)約的綠色冶金過程工程科學主要研究方向：外場強化下的資源轉化機理和節(jié)能理論；非常規(guī)介質(zhì)特別是高溫熔體中強化反應傳遞過程的機理和調(diào)控機制；物質(zhì)相互作用的特殊現(xiàn)象和反應機理、熱力學與動力學調(diào)控機制（文本從“口袋科研”Copy而來）；多因素多組元固/液/氣界面結構及界面反應；反應器內(nèi)及各種物理場下的化學反應、物質(zhì)、能量傳輸?shù)鸟詈蠙C制；資源利用過程中的高效、低碳排放轉化的共性科學問題。主要研究方向：深部巖土破壞力學；庫壩和海洋平臺材料性能演變；庫壩和海洋平臺多相多場耦合與性能演變及災變風險；庫壩和海洋平臺的實時監(jiān)控與防災減災。
跨科學部優(yōu)先發(fā)展領域以促進基礎科學取得重大突破性進展和服務創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略為出發(fā)點，根據(jù)我國經(jīng)濟社會和科學技術發(fā)展的迫切需求，凝練具有重大科學意義和戰(zhàn)略帶動作用的學科交叉問題，為制定重大項目和重大研究計劃指南以及重點領域戰(zhàn)略部署提供指導。跨科學部優(yōu)先發(fā)展領域包括：著力推動我國基礎研究在拓展新前沿、創(chuàng)造新知識、形成新理論、發(fā)展新方法上取得重大突破的領域；著力解決我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展中深層次關鍵科學問題的領域；著力提升我國應對全球重大挑戰(zhàn)能力的領域；著力維護國家安全和我國在國際競爭中核心利益的領域。1．介觀軟凝聚態(tài)系統(tǒng)的統(tǒng)計物理和動力學介觀軟凝聚態(tài)系統(tǒng)是涉及生物、醫(yī)學、數(shù)學、物理及工程科學廣泛且深入的新交叉領域，它將人們對物質(zhì)性質(zhì)的了解從原先的原子和分子尺度延伸到介觀尺度。研究軟凝聚系統(tǒng)多級結構與復雜物理現(xiàn)象聯(lián)系和特性，理解和控制決定介觀尺度功能復雜性的原理與技術，為人類理解生命現(xiàn)象與過程，發(fā)展精確的診斷與醫(yī)療手段提供關鍵基礎與新技術支撐。核心科學問題：軟凝聚態(tài)系統(tǒng)維度降低與尺度減小導致的新物性與新效應，生物小系統(tǒng)和大腦生命過程等調(diào)控網(wǎng)絡，活性物質(zhì)相關的非平衡統(tǒng)計物理效應；統(tǒng)計物理理論與方法，量子漲落、量子相變和量子熱機等以及顆粒物質(zhì)、液晶、膠體和水等系統(tǒng)的平衡性質(zhì)與結構動力學；生命信息分子（DNA、RNA）、蛋白質(zhì)和細胞的力學特性、信息編碼，及其相互作用的神經(jīng)網(wǎng)絡動力學；生理系統(tǒng)及相關疾病診治的生物力學與力生物學機理和多生理系統(tǒng)耦合、跨分子－細胞－組織等層次生物力學實驗和建模仿真。2．工業(yè)、醫(yī)學成像與圖像處理的基礎理論與新方法、新技術成像與圖像處理是工業(yè)、公共安全、醫(yī)學等領域探查不可及物件、內(nèi)部結構、缺陷及損傷、病變等的基本手段。為支持典型工業(yè)及公共安全檢測和重大疾病診斷與治療的需求，聚焦研究工業(yè)、醫(yī)學成像與圖像處理的新原理、新方法、新手段和關鍵技術，實現(xiàn)信息獲取、處理、重建、傳輸?shù)龋瑢榇龠M工業(yè)技術發(fā)展、探索生命機理、疾病診斷與治療和健康器械創(chuàng)新發(fā)揮重要作用。核心科學問題：MRI、CT及PET成像的新方法，多模態(tài)光學成像，工業(yè)及公共安全、醫(yī)學圖像判讀的基礎算法；支持精準診斷和治療的成像、圖像處理與重建、建模與優(yōu)化的新技術新方法，包括圖像分析與處理的大數(shù)據(jù)技術等；可延展柔性電子器件的性能、器件與人體/組織的自然粘附力學機制、生物兼容性與力學交互；生物介質(zhì)及非牛頓流體中本構關系與物理、生物信息傳播特征研究，獲取生命活性物質(zhì)更詳細信息的新概念、新方法、新技術。人體是由200多種共幾萬億個細胞組成的復雜系統(tǒng)，越來越多的證據(jù)表明基因組不能完全決定細胞的狀態(tài)和命運；此外，基因組本身、蛋白質(zhì)組、甚至RNA和多糖也處于不斷變化和化學修飾的動態(tài)過程中，組成生命體的生物大分子（蛋白質(zhì)、核酸和多糖等）的動態(tài)化學修飾對生物個體發(fā)育、細胞命運調(diào)控和疾病的形成均起著決定性作用。研究生物體內(nèi)生物大分子化學修飾的動態(tài)過程和機制，并對其進行化學干預和調(diào)控，對探索新的生命過程和發(fā)現(xiàn)新的疾病診療手段，均具有重要的科學意義和應用價值。 | 
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