不久前，在2025中关村论坛年会上，国资委举办了“企业发现与发明论坛”并发布了中央企业材料领域“十大基础科学问题”。

 

这十大基础科学问题主要围绕十个不同的重要材料研究领域展开，新材料的发明、性能的升级、基本原理的研究等方面是决定新产业迭代升级的重要引擎，也是实现新质生产力的源头活水。据悉，2024年中央企业研发投入的总强度达到了2.79%，连续三年突破万亿元，并牵头成立了33个国家级产业联盟，组建了24个创新联合体，产出了一批原创性的研究成果。

本文将介绍各科学问题的内涵，并整合部分推荐单位对该问题的论述及相关研究的前期发展状况，希望有助于大家更深入的了解相关科学问题提出的背景。

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科学内涵：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。

推荐单位：中国有研具体背景：智能传感器作为物联网的基石，是实现万物互联、万事智联的关键技术之一。智能传感功能材料全国重点实验室是中国有研面向战新产业和未来产业发展布局的重要科技创新平台之一。近年来，中国有研智能传感功能材料全国重点实验室坚持以健康医疗、人形机器人等具体场景应用为导向，在智能传感本体材料与器件、传感功能维持材料的工程化和产业化发展上不断取得突破。联系方式：weiqianhui@grinm.com（中国有研）

2、超导材料领域

超导材料组织性能调控机理科学内涵：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。

推荐单位：中国有色

具体背景：超导材料作为现代科技发展的关键战略性材料，有着极为广阔的应用前景。铌和铌钛材料是超导工业的关键材料，具备很高的临界磁场、临界电流密度和应变容许特性，但其成相过程极为复杂，微观结构和缺陷结构调控难度极大，严重制约了材料高场性能的调控和提升。在此背景下，中国有色集团围绕超导材料的前沿技术与关键科学问题，积极布局，深入开展研究。

近年来，中国有色集团旗下宁夏东方钽业股份有限公司联合北京大学、中国科学院上海高等研究院等科研院校，针对超导铌材存在的相似元素深度分离、间隙元素含量控制、射频超导腔加速梯度提升等关键技术难题，开展了长达20年的协同攻关，成功突破超导铌材料深度净化、射频超导腔高加速梯度等关键技术瓶颈，建成了全球唯一覆盖超导铌材料及射频超导腔全产业链的研发制造基地，产品广泛应用于欧洲X射线自由电子激光装置（EUROXFEL）、美国稀有同位素束流装置（FRIB）等多个国际重大科学装置。

联系方式：mayh@cnmc.com.cn（中国有色集团）

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科学内涵：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。

推荐单位：中国石化

具体背景：材料基因组的基本理念是变革传统的“试错法”材料研究模式，发展“理性设计–高效实验–大数据技术–人工智能”深度融合、协同创新的新型材料研发模式，通过数据驱动的机器学习算法建立材料性能预测模型，并应用于材料筛选与新材料开发。

联系方式：zhaojinbo@sinopec.com（中国石化）

4、稀土材料领域

稀土永磁材料成相机理与结构调控方法科学内涵：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。

推荐单位：中国钢研

具体背景：钢研院于1989年攻克了“高磁能积钕铁硼永磁体”技术并达到了49兆高奥，使中国成为世界上第二个获得45兆高奥以上磁体的国家。近年来，铈磁体的研发由中国工程院院士、中国钢研副总工程师李卫研究团队率先取得突破，并成功实现产业化。

联系方式：wangchre@163.com（中国钢研）

5、生物基材料领域

面向纤维新材料的高效生物合成理论科学内涵：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。

推荐单位：通用技术集团

具体背景：由通用技术中纺院、中纺绿纤、中纺化工共同研发的阻燃Lyocell纤维项目万吨级生产线再次进行连续稳定生产，顺利制备出32吨高强度阻燃Lyocell纤维产品。综合性能较试生产及小规模生产阶段显著提升，纤维性能在全球的阻燃纤维素纤维中具有优势，充分展现了阻燃Lyocell纤维技术持续优化的效果。中纺院牵头研发的阻燃Lyocell纤维采用无卤环保型阻燃剂，废弃物可自然降解，符合纤维材料绿色化、高端化发展趋势，其优异的吸湿透气性、舒适亲肤性，以及易染色、易混纺、受热不收缩、无熔融滴落、强度高、加工性好、阻燃持久等特性，在阻燃防护、公共安全、环保健康等众多领域具有重要应用价值。

联系方式：lihanyu@gt.cn（通用技术集团）

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科学内涵：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。

推荐单位：中国钢研

具体背景：2024年，由我国自主研制生产的全国首台套超大型热等静压装备正式发布，这是我国在材料制造领域的一次重大技术突破。这套热等静压装备是目前我国尺寸最大的热等静压装备，它能够在极端高温高压环境下，对大型、复杂形状的材料进行全方位的致密化与性能优化。

联系方式：baohansheng@nercast.com（中国钢研）

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科学内涵：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。推荐单位：中国建材

具体背景：中建材玻璃新材料研究总院开展硅质原料提纯、玻璃成分及配方设计、新型熔化、超薄成型等一系列关键核心技术的研发、工程化与产业化，研制生产出众多世界领先的玻璃新材料，实现全球高端玻璃技术工程与高端玻璃装备占有率均超65%，让中国浮法玻璃从追赶走向超越，推动中国建材集团由传统建材企业向无机非金属材料原创技术策源地转变。

联系方式：kjxx_jt@163.com（中国建材）

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科学内涵：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。

推荐单位：中国五矿

具体背景：固态电池作为颠覆现有能源存储体系的战略级技术，其产业化进程直接影响碳中和战略实施进程。五矿新能以超前战略眼光锚定产业化核心痛点，提出的界面传输机理课题直指制约全固态电池实用化的“卡脖子技术” - 通过揭示电荷多尺度动态演变规律、构建原子尺度缺陷畸变/空间电荷层对传输的调控策略等难题，构建从晶格畸变到宏观器件失效的全维度解析体系，为突破固态电池容量衰减、倍率性能、循环寿命关键技术壁垒提供理论基石。

联系方式：quantum7@foxmail.com（中国五矿）

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科学内涵：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。

推荐单位：中国石油

具体背景：中国石油积极推进“新材料提速工程”，推动炼化业务从传统的“燃料”向“化工产品及有机材料”转型。在此过程中，高性能合成材料、特种工程塑料以及电子专用材料等成为了研究的重点。例如，抚顺石化公司成功开发出30万吨/年聚丙烯装置的无规共聚聚丙烯透明料新产品 - FR0525，并顺利通过检验分析。

联系方式：science@cnpc.com.cn（中国石油）

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科学内涵：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。

推荐单位：中广核

具体背景：华龙一号”是一张见证我国从“核电大国”到“核电强国”并走向世界的国家名片。它是在我国30多年核电科研、设计、制造、建设和运行经验基础上研发设计的，具有完全自主知识产权的第三代核电技术。中广核研究院在“华龙一号”核反应堆的研发设计中主要承担了反应堆堆芯与燃料设计工作。

联系方式：qunjiapeng@163.com（中广核）