关于发布功能基元序构的高性能材料基础研究重大研究计划2024年度项目指南的通告国家自然科学基金委员会现发布功能基元序构的高性能材料基础研究重大研究计划2024年度项目指南,请申请人及依托单位按项目指南所述要求和注意事项申请，国家自然科学基金委员会2024年9月5日功能基元序构的高性能材料基础研究重大研究计划2024年度项目指南功能基元序构的高性能材料是指以功能基元为基本单元,通过空间序构获得具有突破性和变革性性能的新材料，一、科学目标本重大研究计划瞄准世界材料科学前沿和国家对具有变革性性能的结构材料、信息材料和能源材料的重大需求,聚焦中国学者提出的“功能基元-序构-变革性性能”材料研究新范式,聚焦创建若干种具有世界影响力的中国品牌关键新材料,研究其中的关键科学问题与技术问题,揭示功能基元序构材料中蕴含的规律,建立相应的理论;发展材料设计的新原理和先进制备技术,逐步实现按需设计具有突破性和变革性性能的新材料，二、核心科学问题本重大研究计划将组织材料、信息、数理、化学等学科的科学家共同开展研究,拟解决的核心科学问题如下:(一)功能基元的本征特性(如物理化学性质、微纳结构、形态、尺寸、分布等)对宏观性能的影响规律及其调控机理，三、2024年度资助的研究方向根据总体布局,本重大研究计划在前期研究的基础上,2024年聚焦以下两个目标部署集成项目:一是逐步创立中国学者提出的“功能基元-序构-变革性性能”材料研究新范式,研究其中的关键科学问题并取得突破;二是通过材料研究新范式,创建结构、信息和能源领域急需且具有国际影响力的中国品牌关键新材料，围绕“功能基元-序构-变革性性能”的构效关系与突现性,新范式的数理方法与变革性新材料逆向设计方法,拟资助集成项目数3-4项,直接费用资助强度300-500万元/项，基于重大研究计划的前期研究积累,特别是梯度序构纳米金属、多级片层序构高温轻合金、序构塑性陶瓷和序构能源转换材料等重大代表性研究成果,开展“功能基元-序构-变革性性能”材料研究范式的理论体系构建，结合基元序构新材料的可控制备研究,发现定量描述序构效应的关键序构特征参量,发展序构设计准则和理论;通过优化跨尺度空间序构设计,增强基元间“1+1>2”的协同耦合效应,揭示基元序构耦合导致的突现性及其微观机理;建立功能基元特征尺寸、空间序构与强度、塑性、疲劳断裂等宏观力学使役性能、电与热输运等宏观物性及其自旋量子特性之间的构效关系,探究序构参量对变革性性能的影响机制与规律;阐明基元与序构的跨层级交互作用、演化规律和突现性特征，聚焦具有重大应用前景的两种前沿结构材料,创制中国品牌的序构塑性陶瓷和序构高温轻合金,拟资助集成项目数不超过2项,直接费用平均资助强度不超过1200万元/项，本方向聚焦具有重大应用前景的两种前沿信息材料,创制中国品牌的序构关键战略功能晶体和序构太赫兹高性能材料及器件，本方向针对下一代集成电路芯片的高效散热、可穿戴设备无源供电、低品位分布式工业废热回收利用等对高性能热电材料的重大需求,以及目前热电材料性能难以满足高效制冷与发电需求、无机热电材料室温没有塑性及其可加工性差等突出问题,研究热-电-力耦合功能基元和热-电-磁耦合功能基元的本征特性、精细构筑方法、基元-序构-性能耦合关联与变革性性能实现原理,获得高热电性能、高塑性、高柔性的新型能源转换材料与器件，四、项目遴选的基本原则为确保实现总体科学目标,本重大研究计划要求申请项目的研究内容必须符合指南要求,围绕“功能基元+序构”的材料研究新范式,以获得变革性性能新材料为研究导向,凝练其中的关键基础科学问题,开展原创性研究，(二)项目申请书中需要明确“功能基元”和“序构”的科学内涵,凝练“功能基元+序构”产生新效应和变革性性能的关键科学技术问题,阐明通过“功能基元+序构”的材料性能超越功能基元本身,实现变革性或颠覆性，申请人和依托单位应当认真阅读并执行本项目指南、《2024年度国家自然科学基金项目指南》和《关于2024年度国家自然科学基金项目申请与结题等有关事项的通告》中相关要求，(4)申请人在申请书“立项依据与研究内容”部分,应当首先说明申请符合本项目指南中的资助研究方向,以及对解决本重大研究计划核心科学问题、实现本重大研究计划科学目标的贡献。