各有關單位：

　　功能基元序構的高性能材料是指以功能基元為基本單元，通過空間序構構成具有突破性、颠覆性宏觀性能的高性能材料。“功能基元”是在原子/分子層次和宏觀性能之間引入的具有特定功能的中間結構層次，序構指人工設計制造的特定結構，如有序結構、長/短程有序、梯度結構等。功能基元序構的材料可以突破元素種類的限制，為探索具有變革性和颠覆性的高性能材料提供了更大的空間。

　　一、科學目标

　　本重大研究計劃瞄準材料科學前沿，通過功能基元序構構建高性能新材料，滿足信息、結構、能源和極端服役條件對材料的需求，解決其中的關鍵科學問題與技術問題，揭示功能基元序構的材料中蘊含的規律，建立相應的理論，發展材料設計的新原理和先進制備技術，逐步實現按需設計變革性和颠覆性新材料的目标，提高我國在材料科學領域的整體創新能力。

　　二、核心科學問題

　　本重大研究計劃将組織材料、信息、數理、化學等學科的科學家共同開展研究，拟解決的核心科學問題如下：

　　（一） 功能基元的本征特性（如物理化學性質、微納結構、形态、尺寸、分布等）對宏觀性能的影響規律及其調控機理。明确功能基元（如鐵電疇、鐵磁疇、孿晶、組分、結構、低維量子材料、人工諧振單元等）與材料的宏觀性能（如力、熱、光、聲、電、磁）之間的關聯，發現和構築影響材料宏觀新奇物性的關鍵功能基元。

　　（二）序構對材料宏觀性能優化增強的作用規律。序構（如有序結構、長/短程有序、梯度結構、無序結構等）引發的功能基元間的耦合、增強效應；明晰序構影響材料宏觀性能的物理機制。

　　（三）功能基元序構的協同關聯效應。揭示功能基元序構的協同關聯作用機制；發現超越功能基元本身的高性能，甚至全新性能；闡明“功能基元+序構”與宏觀性能的關聯；建立按需設計功能基元序構的高性能材料的方法。

　　（四）功能基元序構的高性能材料的制備科學與表征技術。發展“自上而下”、“自下而上”制備功能基元序構的高性能材料的新方法與新技術，發展人工序構材料的結構和性能表征技術，探索其中的科學問題。

　　三、2019年度重點資助研究方向

　　通過“功能基元+序構”的研究思路發展以下高性能材料：

　　（一）突破現有性能的結構材料。

　　重點解決傳統材料強度與韌性的矛盾，實現綜合性能優異的金屬、無機、有機材料；發現超輕、超強新材料；滿足極端服役條件對材料性能的苛刻要求。特别鼓勵對如下變革性材料的探索：如塑性陶瓷（壓縮強度>500MPa、斷裂應變>10%）；多維複雜序構的功能梯度材料（超高速發射條件下極端動高壓大于1.5TPa）等，以滿足航空航天和國家重大工程等應用的需求。

　　（二）面向未來信息技術的新材料。

　　重點支持基于“功能基元+序構”的中遠紅外、太赫茲波段的高效光及電磁輻射的激射及探測材料；面向智能制造的高性能智能材料；高靈敏信息轉換、存儲與處理材料。特别鼓勵對如下變革性材料的探索：如工作波長在1.0-30THz、發射功率大于50mW的太赫茲發射材料；可實現亞波長至深亞波長（1/2波長到1/30波長），損耗系數不超過0.1的波調控材料；基于磁電介觀疇序構實現超快（0.5 ns）、超低功耗的多态存儲材料等，以滿足下一代通訊和信息應用的需求。

　　（三）面向未來的能源、環境及生物醫用新材料。

　　重點支持基于功能基元序構的高性能能量轉換與存儲材料、光催化材料和生物醫用材料等。特别鼓勵對以下變革性材料的探索：如功能基元序構的高性能室溫熱電材料（ZT值>2.0）；有機-無機複合高溫質子交換膜及有序結構膜電極（膜工作溫度>100℃、電導率>0.2 S/cm、電極功率密度>2.0W/cm2、鉑載量<0.1 mg/cm2）等，以滿足未來能源與環境技術等的重大需求。

　　（四）針對其它一些現有材料或傳統方法難以克服的“卡脖子”、“硬骨頭”等難題，鼓勵從“功能基元+序構”的基礎科學問題出發，研究和探索解決上述難題的新概念、新思路和新方法。

　　四、項目遴選的基本原則

　　為确保實現總體目标，本重大研究計劃要求申報項目的研究内容必須符合指南要求，圍繞“功能基元+序構”的研究思路，以“突破性”、“颠覆性”性能為研究導向，結合實際研究，提煉其中的基礎科學問題，開展創新性研究。

　　（一） 要求研究“功能基元+序構”相關的基礎科學問題，即：在申請書中需要明确“功能基元”、“序構”、“功能基元+序構”的設計，研究其中蘊含的機理與機制。其中，序構可以是有序、長/短程有序、甚至無序等形式。

　　（二）“功能基元”性能可以是尋常的，但“功能基元+序構”獲得的宏觀材料的性能必須是變革性或颠覆性的，比“功能基元”自身所用材料有大幅度提高，或者發現“功能基元”所用材料本身所不具備的新性能。

　　（三）要圍繞“功能基元+序構”歸納提煉明确的核心關鍵科學問題。

　　（四）要明确對實現重大研究計劃總體目标和解決核心科學問題的貢獻。

　　（五）鼓勵開展實質性的國際合作。

　　對于有比較好的創新性研究思路或比較好的苗頭但尚需一段時間探索研究的申請項目，将以培育項目方式予以資助；對于有較好研究基礎和積累，且有明确的重要科學問題需要進一步深入系統研究同時體現學科交叉特征的申請項目，将以重點支持項目的方式予以資助。

　　五、2019年度資助計劃

　　2019年度拟資助培育項目20-30項，直接費用的平均資助強度約為65萬元/項，資助期限為3年，培育項目申請書中研究期限應填寫“2020年1月1日-2022年12月31日”；拟資助重點支持項目8-10項，直接費用的平均資助強度約為350萬元/項，資助期限為4年，重點支持項目申請書中研究期限應填寫“2020年1月1日-2023年12月31日”。

　　六、申請要求及注意事項

　　（一）申請條件。

　　本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件：

　　1.具有承擔基礎研究課題的經曆；

　　2.具有高級專業技術職務（職稱）。

　　在站博士後研究人員、正在攻讀研究生學位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進行申請。

　　（二）限項申請規定。

　　1.申請人同年隻能申請1項重大研究計劃項目（其中：重大研究計劃項目中的集成項目和戰略研究項目除外）；上一年度獲得重大研究計劃項目（不包括集成項目和戰略研究項目）資助的項目負責人，本年度不得作為申請人申請重大研究計劃項目。

　　2.申請和承擔項目總數的限制規定。

　　（1）高級專業技術職務（職稱）人員申請和承擔項目總數：具有高級專業技術職務（職稱）的人員，申請（包括申請人和主要參與者）和正在承擔（包括負責人和主要參與者）以下類型項目總數合計限為 3 項：面上項目、重點項目、重大項目、重大研究計劃項目（不包括集成項目和戰略研究項目）、聯合基金項目、青年科學基金項目、地區科學基金項目、優秀青年科學基金項目、國家傑出青年科學基金項目、重點國際（地區）合作研究項目、直接費用大于 200 萬元/項的組織間國際（地區）合作研究項目（僅限作為申請人申請和作為負責人承擔，作為主要參與者不限）、國家重大科研儀器研制項目（含承擔國家重大科研儀器設備研制專項項目）、基礎科學中心項目、資助期限超過 1 年的應急管理項目以及資助期限超過 1 年的專項項目[特殊說明的除外；應急管理項目中的局（室）委托任務及軟課題研究項目、專項項目中的科技活動項目除外]。

　　（2）不具有高級專業技術職務（職稱）人員申請和承擔項目總數：作為申請人申請和作為項目負責人正在承擔的項目數合計限為 1 項； 在保證有足夠的時間和精力參與項目研究工作的前提下，作為主要參與者申請或者承擔各類型項目數量不限。晉升為高級專業技術職務（職稱）後，原來作為負責人正在承擔的項目計入申請和承擔項目總數範圍，原來作為主要參與者正在承擔的項目不計入。

　　3.計入申請和承擔項目總數的部分項目類型的特殊要求。

　　（1）優秀青年科學基金項目和國家傑出青年科學基金項目申請時不計入申請和承擔總數範圍；正式接收申請到自然科學基金委作出資助與否決定之前，以及獲得資助後，計入申請和承擔總數範圍。

　　（2）基礎科學中心項目申請時不計入申請和承擔總數範圍；正式接收申請到自然科學基金委作出資助與否決定之前，以及獲得資助後，計入申請和承擔總數範圍。基礎科學中心項目負責人及主要參與者（骨幹成員）在結題前不得作為申請人申請重大研究計劃項目。

　　（3）國家重大科研儀器研制項目（部門推薦）獲得資助後，項目負責人在準予結題前不得作為申請人申請重大研究計劃項目。

　　（三）申請注意事項。

　　1.申請書報送日期為2019年9月16日-9月18日16時。

　　2.項目申請書采用在線方式撰寫。對申請人具體要求如下：

　　（1）申請人在填報申請書前，應當認真閱讀本項目指南和《2019年度國家自然科學基金項目指南》中申請須知和限項申請規定的相關内容，不符合項目指南和相關要求的申請項目不予受理。

　　（2）本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學問題，将對多學科相關研究進行戰略性的方向引導和優勢整合，成為一個項目集群。申請人應根據本重大研究計劃拟解決的具體科學問題和項目指南公布的拟資助研究方向，自行拟定項目名稱、科學目标、研究内容、技術路線和相應的研究經費等。

　　（3）申請人登錄科學基金網絡信息系統https://isisn.nsfc.gov.cn/（沒有系統賬号的申請人請向依托單位基金管理聯系人申請開戶），按照撰寫提綱及相關要求撰寫申請書。

　　（4）申請書中的資助類别選擇“重大研究計劃”，亞類說明選擇“重點支持項目”或“培育項目”，附注說明選擇“功能基元序構的高性能材料基礎研究”，根據申請的具體研究内容選擇相應的申請代碼。

　　培育項目和重點支持項目的合作研究單位不得超過2個。

　　（5）申請人應當按照重大研究計劃申請書的撰寫提綱撰寫申請書，在“立項依據與研究内容”部分，需要首先說明本次申請符合指南中哪一個重點資助的研究方向。在論述部分，應明确提出假說，論述其科學意義和依據，以及對解決本重大研究計劃核心科學問題、實現本重大研究計劃科學目标的貢獻。

　　如果申請人已經承擔與本重大研究計劃相關的其他科技計劃項目，應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區别與聯系。

　　（6）申請人應當認真閱讀《2019年度國家自然科學基金項目指南》中預算編報須知的内容，嚴格按照《國家自然科學基金資助項目資金管理辦法》《項目資金管理有關問題的補充通知》以及《國家自然科學基金項目資金預算表編制說明》的具體要求，按照“目标相關性、政策相符性、經濟合理性”的基本原則，認真編制《國家自然科學基金項目預算表》。多個單位共同承擔一個項目的，項目申請人和合作研究單位的參與者應當分别編制項目預算，經所在單位審核後，由申請人彙總編制。

　　（7）申請人完成申請書撰寫後，在線提交電子申請書及附件材料，下載打印最終PDF版本申請書，并保證紙質申請書與電子版内容一緻。

　　（8）申請人應及時向依托單位提交簽字後的紙質申請書原件以及其他特别說明要求提交的紙質材料原件等附件。

（四）提交申請書
　　1.申請人下載打印最終PDF版本申請書及附件材料，并保證紙質申請書與電子版内容一緻。
　　2.應在規定的項目申請截止日期（2019年9月18日16時）前提交電子版申請書及附件材料，并将簽字确認後的紙質申請書原件（一式2份）及要求報送的紙質附件材料送至行政樓409室。

　　（五）其他注意事項。

　　1.為實現重大研究計劃總體科學目标和多學科集成，獲得資助的項目負責人應當承諾遵守相關數據和資料管理與共享的規定，項目執行過程中應關注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關系。

　　2.為加強項目的學術交流，促進項目群的形成和多學科交叉與集成，本重大研究計劃将每年舉辦一次資助項目的年度學術交流會，并将不定期地組織相關領域的學術研讨會。獲資助項目負責人有義務參加本重大研究計劃指導專家組和管理工作組所組織的上述學術交流活動。

七、聯系方式
　　高老師、丁老師、朱老師  020-39322712

科技與人文研究院

2019年8月27日