日前，“十三五”首批3個(gè)重大項(xiàng)目指南公布，其中材料就占了倆：二維石墨炔可控制備與性質(zhì)、高性能構(gòu)件材料-結(jié)構(gòu)-一體化設(shè)計(jì)與制造。前者將獲得不超過1700萬(wàn)資助，后者獲得不超過1500萬(wàn)的資助。

    以下是2個(gè)材料重大項(xiàng)目指南內(nèi)容：

    二維碳石墨炔可控制備與性質(zhì)

    合成、分離新的不同維數(shù)碳同素異形體是過去二三十年物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)，科學(xué)家們先后發(fā)現(xiàn)了三維富勒烯、一維碳納米管和二維石墨烯等新的碳同素異形體，這些材料均成為了國(guó)際學(xué)術(shù)研究的前沿和熱點(diǎn)。石墨炔作為具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新材料，在國(guó)際上 產(chǎn)生重要影響，正在形成一個(gè)新的研究領(lǐng)域。本重大項(xiàng)目將通過深入研究二維碳石墨炔新的合成方法學(xué)、大面積高質(zhì)量石墨炔單層膜、少數(shù)層薄膜的可控生長(zhǎng)新方法、建立適合二維石墨炔單層膜和體材料表征的新方法，以及石墨炔物理、化學(xué)新性質(zhì)等，取得一系列具有重要影響、具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果，形成有特色的研究體系，引領(lǐng)國(guó)際上該領(lǐng)域的發(fā)展。

    一、科學(xué)目標(biāo)

    本項(xiàng)目擬選擇建立有特色的表征與計(jì)算機(jī)模擬的新方法指導(dǎo)石墨炔性質(zhì)與功能研究，以獲得高質(zhì)量石墨炔少數(shù)層薄膜及單層石墨炔薄膜生長(zhǎng)為突破點(diǎn)，理解石墨炔的本征性質(zhì)，并在化學(xué)修飾和摻雜研究的基礎(chǔ)上拓展石墨炔的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)如下科學(xué)目標(biāo)：建立高 質(zhì)量二維碳石墨炔基材料大面積、高取向薄膜的可控制備方法學(xué)；實(shí)現(xiàn)二維碳石墨炔單層膜的可控合成及原子相分辨結(jié)構(gòu)探測(cè)；研究二維碳石墨炔材料的能帶與結(jié)構(gòu)調(diào)控機(jī)制、性質(zhì)與應(yīng)用；發(fā)展二維碳石墨炔的模擬、表征與理論計(jì)算的方法。通過上述研究推動(dòng)石墨炔科 學(xué)研究的快速發(fā)展。

    二、研究?jī)?nèi)容

    發(fā)展石墨炔高效、低成本、重復(fù)性好的合成方法和可控石墨炔大面積薄膜的生長(zhǎng)和自組裝新技術(shù)，獲得宏量石墨炔體材料和大面積、高質(zhì)量、厚度以及層數(shù)可調(diào)的石墨炔薄膜；探索制備單層石墨炔薄膜的可控生長(zhǎng)新方法和技術(shù)。

    二維碳石墨炔的模擬、表征與理論計(jì)算發(fā)展和利用第一性原理和分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算理論模擬方法研究并揭示石墨炔的形成和生長(zhǎng)機(jī)理及其規(guī)律，指導(dǎo)設(shè)計(jì)和優(yōu)化合成反應(yīng)及新性質(zhì)、新功能研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)單層石墨炔薄膜和少數(shù)層石墨炔結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)、微區(qū)結(jié)構(gòu)以及單層石 墨炔本征物理和化學(xué)性質(zhì)的模擬計(jì)算和表征。

    二維碳石墨炔動(dòng)態(tài)過程研究

    研究二維石墨炔有序結(jié)構(gòu)中載流子、能量以及光子的轉(zhuǎn)移和傳輸過程，探索在復(fù)雜、極端化學(xué)反應(yīng)下物質(zhì)演變的過程和規(guī)律（包括結(jié)晶化、有序化等），闡明二維石墨炔的化學(xué)結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)其性能的影響，揭示二維石墨炔及其聚集態(tài)的形成機(jī)理、生長(zhǎng) 機(jī)制和動(dòng)力學(xué)過程。

    石墨炔的功能化

    發(fā)展重復(fù)性好、可大尺寸組裝高有序、高取向石墨炔薄膜和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的新技術(shù)和新方法，研究二維石墨炔小尺寸、不同維數(shù)的新效應(yīng)，探索石墨炔新應(yīng)用；發(fā)展石墨炔基復(fù)合材料，研究石墨炔基復(fù)合材料表面和界面微結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)控。

    三、申請(qǐng)注意事項(xiàng)

    （1）申請(qǐng)書的附注說(shuō)明選擇“二維碳石墨炔可控制備與性質(zhì)”（以上選擇不準(zhǔn)確或未選擇的項(xiàng)目申請(qǐng)不予受理）。

    （2）申請(qǐng)人申請(qǐng)的直接費(fèi)用預(yù)算不得超過1700萬(wàn)元/項(xiàng)（含1700萬(wàn)元/項(xiàng)）。

    （3）本項(xiàng)目由化學(xué)科學(xué)部負(fù)責(zé)受理。

    高性能構(gòu)件材料-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)與制造

    高性能構(gòu)件多服役于苛刻環(huán)境，一般具有超強(qiáng)承載、極端耐熱、超高精度、超輕量化和高可靠性等特性，是高超飛行器、運(yùn)載火箭、軌道空間站和核聚變裝置等重大裝備的核心組成部分。受材料、結(jié)構(gòu)和工藝等多重因素的耦合影響，高性能構(gòu)件設(shè)計(jì)與制造目前存在以下 三方面問題：一是由于材料分布和多尺度結(jié)構(gòu)特征對(duì)構(gòu)件性能的耦合影響規(guī)律復(fù)雜，導(dǎo)致構(gòu)件材料與結(jié)構(gòu)匹配的性能設(shè)計(jì)困難；二是由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和制造工藝的約束，導(dǎo)致復(fù)雜構(gòu)件整體制造困難；三是由于缺乏構(gòu)件精確成形調(diào)控方法，需反復(fù)試錯(cuò)，造成高性能目標(biāo) 控制困難。

    材料-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)與制造是解決上述問題的有效途徑。通過材料與結(jié)構(gòu)的匹配優(yōu)化設(shè)計(jì)，從宏微多尺度發(fā)掘材料與結(jié)構(gòu)潛力，突破現(xiàn)有設(shè)計(jì)極限；采用增/減/等材復(fù)合制造，探索復(fù)雜構(gòu)件整體制造新方法；強(qiáng)化梯度材料組織與多尺度結(jié)構(gòu)的形性協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件性能的精確調(diào)控。開展相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究可促進(jìn)材料、力學(xué)、信息與機(jī)械學(xué)科交叉，發(fā)展和豐富材料結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)與制造內(nèi)涵，并為航空航天等領(lǐng)域國(guó)家重大裝備需求提供基礎(chǔ)理論保障。

    一、科學(xué)目標(biāo)

    以航空航天典型高性能復(fù)雜構(gòu)件為研究載體，探明多尺度結(jié)構(gòu)與構(gòu)件性能的映射規(guī)律，揭示材料組織演化與結(jié)構(gòu)變形的交互作用機(jī)制，探索材料結(jié)構(gòu)一體化復(fù)合制造原理，形成材料結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)理論，實(shí)現(xiàn)高性能復(fù)雜結(jié)構(gòu)的整體制造。

    二、研究?jī)?nèi)容

    研究苛刻服役環(huán)境下高性能構(gòu)件宏微多尺度性能表征建模及材料結(jié)構(gòu)與性能的映射規(guī)律，建立宏微結(jié)構(gòu)構(gòu)型與材料分布的跨尺度拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)新方法。

    多材料結(jié)構(gòu)逐點(diǎn)/逐域控制的增材制造

    研究成形過程熔池的表/界面行為和多材料、多尺度結(jié)構(gòu)的界面問題，揭示界面應(yīng)力的局部能場(chǎng)調(diào)控機(jī)理，實(shí)現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)的形性協(xié)調(diào)。

    異質(zhì)材料構(gòu)件的界面行為與結(jié)構(gòu)精確制造研究異質(zhì)材料疊層制造中宏細(xì)觀界面特征形成和幾何誤差傳遞規(guī)律，探索復(fù)合制造過程的調(diào)控策略，實(shí)現(xiàn)高性能構(gòu)件幾何特征與性能的同步精確制造。

    材料組織演化與結(jié)構(gòu)變形的精確調(diào)控

    研究高性能構(gòu)件材料組織演化與結(jié)構(gòu)變形的耦合機(jī)理，揭示外加能場(chǎng)對(duì)構(gòu)件材料組織和變形的影響規(guī)律，實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)耦合作用下結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)與性能的精確調(diào)控。

    高性能構(gòu)件整體制造新原理與新裝備

    基于材料-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)與制造新方法，探索與驗(yàn)證典型構(gòu)件整體制造新原理、新工藝與新裝備。

    三、申請(qǐng)注意事項(xiàng)

    （1）申請(qǐng)書的附注說(shuō)明選擇“高性能構(gòu)件材料-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)與制造”，申請(qǐng)代碼1選擇E0508（以上選擇不準(zhǔn)確或未選擇的項(xiàng)目申請(qǐng)將不予受理）。

    （2）申請(qǐng)人申請(qǐng)的直接費(fèi)用預(yù)算不得超過1500萬(wàn)元/項(xiàng)（含1500萬(wàn)元/項(xiàng)）。

    （3）本項(xiàng)目由工程與材料科學(xué)部負(fù)責(zé)受理。