中央企业材料领域“十大基础科学问题”发布

3月29日，在2025中关村论坛期间，国务院国资委举办的“企业发现与发明论坛”上，首次面向全社会发布中央企业材料领域“十大基础科学问题”，邀请全球科技创新力量同题共答，以基础研究和原始创新能力提升推动材料领域科技创新和产业发展。

问题1 纳米材料领域：微纳尺度传感功能材料的增敏与特异性识别策略研究纳米材料与感知目标在电子-原子-分子等不同尺度的基础传感理论、探索微观介观尺度下多元感知材料体系的多物理场感知耦合机制与灵敏度之间的构效关系模型，开展协同运用物理-化学多场耦合和多模态感知理论研究，增强传感材料智能化识别能力。

问题2 超导材料领域：超导材料组织性能调控机理通过研究纯铌超导材料组织性能调控机制，为超导材料高性能化制备提供理论支撑，实现高RRR值超导铌材和高性能射频超导腔的制备，满足我国乃至全球大科学工程用超导铌材及铌射频超导腔的使用需求。

问题3 未来材料领域：人工智能驱动下的新型材料发现与理性设计面对日益复杂的产品需求和市场竞争，传统的研发模式已难以满足高效、精准的设计要求。构建材料机理数据库，通过大数据分析和机器学习，AI能够快速识别材料结构与性能之间的潜在规律，显著提升研发效率和产品性能。

问题4 稀土材料领域：稀土永磁材料成相机理与结构调控方法开展稀土永磁材料成相机理与结构调控方法基础理论研究，完成主相结构、晶界调控等新技术开发，突破稀土永磁材料性能极限，推动实际能量密度达到理论值的90%，引领稀土永磁材料高端化发展。

问题5 生物基材料领域：面向纤维新材料的高效生物合成理论通过对纤维新材料的生物合成调控机制及合成路径的研究，加深纤维材料生物合成本质的认知，为纤维材料合成新体系、绿色制备新技术及其工业应用提供坚实的理论支撑，为纤维新材绿色制造新体系和产业技术变革奠定关键基础。

问题6 钢铁材料领域：极端环境下钢铁材料组织稳定、性能演变与环境相容性机理通过研究强疲劳载荷、超高温、极低温、抗辐照、长时服役材料设计理论及极端环境下组织稳定、性能演变与环境相容性，突破先进钢铁材料高效设计、低碳制造和精准评价等技术，支撑高强韧、耐腐蚀、宽温域等先进钢铁材料自主化。

问题7 无机非金属材料领域：多场耦合作用下玻璃形成过程中的弛豫机制主要发生在玻璃转变附近的驰豫，是过冷液体向玻璃态转化的关键，对玻璃基础特性起到重要作用。科学家多角度多维度研究玻璃驰豫过程，尚未形成明确统一的认知。揭示玻璃在不同外场因素下的驰豫机制，是明确玻璃本质的核心关键，将促进玻璃科学的巨大进步，也为新型玻璃开发提供重要理论基础。

问题8 有色金属材料领域：固态电池正极材料表界面离子/电子传输协同机制与动态结构演变规律阐明表界面多场耦合下离子/电子协同传输机制与动态结构演化规律，揭示原子尺度缺陷/畸变/空间电荷层对传输的调控作用，解析循环中副反应/应力/相变驱动的界面劣化机理，突破固态电池共性界面离子通量低技术瓶颈，为固态电池体系构建跨尺度理论支撑。

问题9 化工新材料领域：聚合催化体系与聚合物多级结构作用机制通过AI辅助多尺度建模，对新型催化体系设计、反应路径的动态解析和高分子链拓扑结构、结晶行为与材料性能之间关联机制的研究，结合材料基因组技术，构建“化学键参数-分子间相互作用-宏观性能”多尺度传递函数，阐明多级结构的构效关系传递规律，实现从分子、超分子到宏观尺度的跨层级精准调控，为化工新材料的研发提供理论支撑。

问题10 核材料领域：极端耦合服役工况下堆芯结构材料的协同失效机制行为模型核电站长寿期(≥60年)运行已成为行业发展的必然趋势，但长寿期高温极端腐蚀环境中多种作用下包壳及堆芯结构材料的氧化腐蚀、溶解腐蚀、辐照损伤与缺陷演化、缺陷协同作用、微区化学与结构演化机理及老化效应累积的影响仍不明确，需探索宏观失效的关联关系，开发部件材料服役行为模型，为核反应堆堆芯结构材料及核燃料包壳的设计及评价提供指导和支撑，为国产重要部件材料长寿期安全运行提供理论和技术基础。