（1）化學精準合成
主要研究方向：新試劑、新反應(yīng)、新概念、新策略和新理論驅(qū)動的合成化學；非常規(guī)和極端條件下的合成化學；原子經(jīng)濟、綠色可持續(xù)和精準可控的合成方法與技術(shù)；化學原理驅(qū)動的合成生物學；特定功能導向的新分子、新物質(zhì)和新材料的創(chuàng)造。
（2）高效催化過程及其動態(tài)表征
主要研究方向：構(gòu)筑特定結(jié)構(gòu)和功能催化材料的新方法與新概念；催化活性位點的調(diào)控；原位、動態(tài)、高時空分辨的催化表征新方法與新技術(shù)；催化反應(yīng)機理和過程的新理論方法。
（3）化學反應(yīng)與功能的表界面基礎(chǔ)研究
主要研究方向：表界面結(jié)構(gòu)與電子態(tài)的新穎特性；表界面修飾和反應(yīng)性的調(diào)控；分子吸附、組裝、活化與反應(yīng)；外場調(diào)控與表界面反應(yīng)性能增強；多尺度、多組分復雜界面電化學體系；新介質(zhì)體系中的膠體以及界面現(xiàn)象；表界面過程研究的新理論和新方法。
（4）復雜體系的理論與計算化學
主要研究方向：強關(guān)聯(lián)及激發(fā)態(tài)的電子結(jié)構(gòu)理論新方法；針對大分子和凝聚相體系的低標度有效算法；針對復雜體系，發(fā)展多尺度的動力學理論，包括量子動力學、量子－經(jīng)典混合以及經(jīng)典動力學。
（5）化學精準測量與分子成像
主要研究方向：新的分析策略、原理與方法；超高時空分辨光譜技術(shù)與成像分析；多維譜學原理與技術(shù)；單分子、生物大分子和單細胞的精準測量、表征及操控；活體的原位和實時分析；生物傳感與重大疾病診斷；公共安全預(yù)警、甄別與溯源；大科學裝置的應(yīng)用；極端條件下的化學測量與分析。
（6）分子選態(tài)與動力學控制
主要研究方向：高效分子振動態(tài)制備技術(shù)和基于相干光源的探測技術(shù)；多原子反應(yīng)動態(tài)學；表界面化學反應(yīng)動力學；分子振動激發(fā)態(tài)、電子激發(fā)態(tài)及非絕熱動力學；多元復雜體系的動力學測量及模擬。
（7）先進功能材料的分子基礎(chǔ)
主要研究方向：新型功能材料體系的分子基礎(chǔ)與原理，以及多尺度結(jié)構(gòu)及宏觀性能控制；高性能和多功能新材料的創(chuàng)制，這些性能與功能包括面向能源、健康、環(huán)境和信息等領(lǐng)域的光、電、磁、分離、吸附、仿生、能量儲存與轉(zhuǎn)換、藥物輸運、自修復、極端條件應(yīng)用等。特別注重我國特色資源的研究和深度利用。
（8）可持續(xù)的綠色化工過程
主要研究方向：復雜體系化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的精準測量與建模；限域空間或極端條件下的質(zhì)荷與能量傳遞和反應(yīng)；復雜化工體系介尺度理論與方法；基于原子經(jīng)濟性和宏量制備的化工過程及過程強化技術(shù)。
（9）環(huán)境污染與健康危害中的化學追蹤與控制
主要研究方向：復雜環(huán)境介質(zhì)中污染物的表征與分析，多介質(zhì)界面行為與調(diào)控；大氣復合污染控制；灰霾形成機制與健康風險；水和土壤污染過程控制與修復；持久性有毒污染物環(huán)境暴露與健康效應(yīng)；環(huán)境中抗生素及抗性基因的傳播與控制；放射性物質(zhì)的環(huán)境行為與防控。
（10）生命體系功能的分子調(diào)控
主要研究方向：以細胞命運調(diào)控為主線的分子探針設(shè)計、合成及應(yīng)用；生物大分子的合成、標記、操縱、動態(tài)修飾、化學干預(yù)及其相互作用網(wǎng)絡(luò)定量化；小分子對生物大分子的系統(tǒng)調(diào)控；重要生物活性分子的發(fā)現(xiàn)與修飾；重大疾病治療的先導藥物發(fā)現(xiàn)和靶點識別。
（11）新能源化學體系的構(gòu)建
主要研究方向：碳基能源的高效催化轉(zhuǎn)化；燃料電池、二次電池和超級電容器等電化學能量儲存與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)集成；高效太陽能電池材料設(shè)計與制備、器件組裝與集成的光電轉(zhuǎn)換過程化學；纖維素類生物質(zhì)選擇轉(zhuǎn)化和生物燃料電池。
（12）聚集體與納米化學
主要研究方向：分子聚集體中的基元協(xié)同作用；大分子、超分子和納米結(jié)構(gòu)的精確構(gòu)筑和調(diào)控；大分子凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)、動態(tài)演變及其理論與計算方法。
（13）多級團簇結(jié)構(gòu)與仿生
主要研究方向：團簇的精準制備、本征性質(zhì)表征和理論；團簇的動態(tài)生長、機理、結(jié)構(gòu)和性能；團簇多級結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑與協(xié)同效應(yīng)；仿生團簇的生物功能和高效化學活性。
工程與材料科學部優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域
（1）亞穩(wěn)金屬材料的微結(jié)構(gòu)和變形機理
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(jié)構(gòu)和性能研究；結(jié)構(gòu)特征與表征方法；結(jié)構(gòu)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(shè)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(chǔ)理論研究；使役性能與防護基礎(chǔ)理論研究；燒結(jié)金屬孔結(jié)構(gòu)控制基礎(chǔ)研究。
（3）低維碳材料
主要研究方向：低維碳材料的結(jié)構(gòu)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(yīng)、新原理器件和新應(yīng)用探索。
（4）新型無機功能材料
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(yīng)用；多鐵性材料的合成和磁電耦合機理與應(yīng)用；超材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理及其新效應(yīng)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。
（5）高分子材料加工的新原理和新方法
主要研究方向：高分子材料加工中結(jié)構(gòu)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(yù)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(shù)。
（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(yīng)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)。
（7）化石能源高效開發(fā)與災(zāi)害防控理論
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(gòu)關(guān)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。
（8）高效提取冶金及高性能材料制備加工過程科學
主要研究方向：冶金關(guān)鍵物化數(shù)據(jù)；選冶過程物相結(jié)構(gòu)演變；反應(yīng)器新原理與新流程，低碳煉鐵；高效轉(zhuǎn)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。
（9）機械表面界面行為與調(diào)控
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(yīng)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。
（10）增材制造技術(shù)基礎(chǔ)
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(shù)及性能調(diào)控；材料、結(jié)構(gòu)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(chǔ)研究；基于先進熱力循環(huán)的新型高效能量轉(zhuǎn)換與利用系統(tǒng)；生物傳熱傳質(zhì)基礎(chǔ)理論及仿生熱學；熱學探索－熱質(zhì)理論的微觀基礎(chǔ)及其與宏觀規(guī)律的統(tǒng)一。
（12）燃燒反應(yīng)途徑調(diào)控
主要研究方向：基于燃料設(shè)計和混合氣活性控制的燃燒反應(yīng)途徑調(diào)控研究；非平衡等離子體燃燒反應(yīng)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(shù)為主燃燒反應(yīng)途徑調(diào)控研究；基于尺度效應(yīng)的燃燒反應(yīng)途徑調(diào)控；基于物理過程控制的燃燒反應(yīng)途徑調(diào)控。
（13）新一代能源電力系統(tǒng)基礎(chǔ)研究
主要研究方向：新一代能源電力系統(tǒng)的體系架構(gòu)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(yīng)用及新裝備的研制、運行和服役中的相關(guān)科學問題；多種能源系統(tǒng)的互聯(lián)耦合方式；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(luò)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(chǔ)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(jié)構(gòu)－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(jié)構(gòu)、設(shè)計理論與方法、制造工藝、控制策略。
（15）多種災(zāi)害作用下的結(jié)構(gòu)全壽命整體可靠性設(shè)計理論
主要研究方向：多種災(zāi)害（地震、風災(zāi)、火災(zāi)、爆炸等）作用下的土木工程結(jié)構(gòu)全壽命可靠性設(shè)計理論與方法；多種災(zāi)害作用危險性分析原理，工程結(jié)構(gòu)時、空多尺度破壞規(guī)律，高性能結(jié)構(gòu)體系與可恢復功能結(jié)構(gòu)體系，防御多種災(zāi)害的結(jié)構(gòu)整體可靠度設(shè)計理論與方法。
（16）綠色建筑設(shè)計理論與方法
主要研究方向：建筑形體、空間、平面和構(gòu)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(shè)計的原理、方法、技術(shù)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(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)機理、熱力學與動力學調(diào)控機制；多因素多組元固/液/氣界面結(jié)構(gòu)及界面反應(yīng)；反應(yīng)器內(nèi)及各種物理場下的化學反應(yīng)、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(zhuǎn)化的共性科學問題。
（18）重大庫壩和海洋平臺全壽命周期性能演變
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(zāi)變風險；庫壩和海洋平臺的實時監(jiān)控與防災(zāi)減災(zāi)。
跨科學部優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域
跨科學部優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域以促進基礎(chǔ)科學取得重大突破性進展和服務(wù)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(shù)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(lǐng)域戰(zhàn)略部署提供指導？缈茖W部優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域包括：著力推動我國基礎(chǔ)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(lǐng)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(guān)鍵科學問題的領(lǐng)域；著力提升我國應(yīng)對全球重大挑戰(zhàn)能力的領(lǐng)域；著力維護國家安全和我國在國際競爭中核心利益的領(lǐng)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(lǐng)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(jié)構(gòu)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(shù)，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(guān)鍵基礎(chǔ)與新技術(shù)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(yīng)，生物小系統(tǒng)和大腦生命過程等調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，活性物質(zhì)相關(guān)的非平衡統(tǒng)計物理效應(yīng)；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(jié)構(gòu)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(luò)動力學；生理系統(tǒng)及相關(guān)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(chǔ)理論與新方法、新技術(shù)
成像與圖像處理是工業(yè)、公共安全、醫(yī)學等領(lǐng)域探查不可及物件、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、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(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)信息獲取、處理、重建、傳輸?shù)，將為促進工業(yè)技術(shù)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(chǔ)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(shù)新方法，包括圖像分析與處理的大數(shù)據(jù)技術(shù)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(gòu)關(guān)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(shù)。
3．生物大分子動態(tài)修飾與化學干預(yù)
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(yù)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(yīng)用價值。
核心科學問題：動態(tài)化學修飾（如蛋白質(zhì)翻譯后修飾和核酸表觀遺傳修飾等）調(diào)控生物大分子結(jié)構(gòu)、功能及相互作用的分子機制；生物大分子動態(tài)化學修飾的生物學意義；生物大分子動態(tài)化學修飾的探針技術(shù)與檢測手段；靶向生物大分子動態(tài)化學修飾的小分子干預(yù)策略；外源（化學合成）生物大分子的修飾和生物功能化。
4．手性物質(zhì)精準創(chuàng)造
手性是自然界的基本屬性，存在于從基本粒子到宇宙的各個物質(zhì)層次。手性起源的探索、手性物質(zhì)的精準創(chuàng)造和功能的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)成為化學、物理、生物、材料和信息等領(lǐng)域的前沿科學問題；手性物質(zhì)與光的特殊相互作用研究也將為手性物質(zhì)的功能化提供新視野；揭示手性誘導和傳遞、控制和放大的本質(zhì)規(guī)律，對于發(fā)展手性科學與技術(shù)的新理論、實現(xiàn)手性物質(zhì)的精準創(chuàng)造并賦予其新功能具有重大科學意義，將推動解決國家在醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域?qū)κ中晕镔|(zhì)方面的重大需求。
核心科學問題：手性物質(zhì)精準創(chuàng)造的高效性和高選擇性；宏觀手性材料制備的有序化和可控性；手性功能材料性能調(diào)控的分子基礎(chǔ)；手性分子的生物學效應(yīng)。
5.新型功能材料與器件
新型功能材料是利用物理和化學的新現(xiàn)象、新效應(yīng)、新規(guī)律獲得具有光、電、磁、熱、化學和生化等特定功能的材料，主要涉及信息材料、能源材料、生物醫(yī)用材料、催化材料和環(huán)境材料等。新型功能材料與器件是材料、物理、化學、生命、醫(yī)學、能源和環(huán)境等多學科交叉的前沿研究領(lǐng)域，是材料科學領(lǐng)域最活躍的研究地帶，具有豐富的學科內(nèi)涵有待挖掘，相關(guān)研究進展將對發(fā)展材料新技術(shù)，促進國家產(chǎn)業(yè)升級具有基礎(chǔ)性的重要意義。
核心科學問題：功能材料的新現(xiàn)象和新機制；功能材料及器件多層次結(jié)構(gòu)的表界面調(diào)控；新型功能材料的宏量制備與缺陷控制；影響能量轉(zhuǎn)換/存儲材料效率的物理機制、器件模型和失效原理；信息探測、傳輸、計算與存儲功能材料及器件的可控制備原理、穩(wěn)定性及新物性、新效應(yīng)的物理起因；柔性電子技術(shù)關(guān)鍵材料的設(shè)計制造與可靠性；催化材料功能調(diào)控機理、制備及新型催化材料設(shè)計理論和方法；高性能生物醫(yī)用診斷、替換和修復、治療、藥物載體新材料的功能性、相容性和服役壽命；面向不同功能特性的材料計算基礎(chǔ)。
- 第一屆西部納米材料研討會暨學科發(fā)展論壇在西安順利召開 2018-12-15
- 2017中英先進材料與結(jié)構(gòu)研討會暨學科發(fā)展論壇在西北工業(yè)大學召開 2017-11-10
- 復旦大學高分子系等舉辦學科發(fā)展戰(zhàn)略研討會 2016-05-03
- 我國化學學科“十二五”期間發(fā)展戰(zhàn)略及11項優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域 2010-10-22
