面向未来的科技 2021重大科学问题、工程技术难题及产业技术问题解读

为引领科技工作者勇于挑战最前沿科技问题，提升我国创新能力，力争在重要科技领域实现跨越发展，中国科协组织所属全国学会及学会联合体，面向广大科技工作者开展了2021年重大科学问题和工程技术难题征集发布活动。征集领域围绕国家重大战略需求，共分为数理化基础科学、信息科技、智能制造、生命科学、优选材料、能源环境、农业科技、公共安全、交通运输、空天科技、地球科学、医学与健康等重点领域。通过征集、初选、复选、终选等流程，遴选出了30个我国一线科技工作者重点关注的科学问题和工程技术难题，进行本次出版。为研判未来科技发展趋势、抓准科技创新突破口、前瞻谋划战略制高点、布局前沿科技领域提供指南。

 

第一篇 重大科学问题
如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术？
大尺寸晶体材料：高新技术的基础材料 中国科协优选材料学会联合体
纳米尺度下高效催化反应的作用机制是什么？
纳米催化助力“零碳”革命 中国化工学会
农作物基因到表型的环境调控网络是什么？
植物表型组学打通农业生命科学研究的下一道关口 中国农学会
中微子质量和宇宙物质-反物质不对称的起源是什么？
中微子质量和宇宙物质-反物质不对称的起源 中国物理学会
地球以外有统一的时间规则吗？
空间守时系统引领时间规则的新变革 中国宇航学会/中国计量测试学会
大脑中的记忆是如何产生和重现的？
记忆的生物学机制研究引领未来认知与智能技术革命 中国细胞生物学学会
以新能源为主体的新型电力系统路径优化和稳定机理是什么？
新型电力系统路径优化和安全运行 中国电机工程学会/中国能源研究会
铝合金超低温变形双增效应的物理机制是什么？
超低温双増效应引导金属薄壁件成形技术变革 中国机械工程学会
如何揭示板块运动的动力机制？
板块运动的动力机制探索引领地球科学发展 中国地球物理学会
“亚洲水塔”失衡失稳对青藏高原河流水系的影响如何？
“亚洲水塔”的变化将深刻改变青藏高原的河流水系 中国生物多样性保护与绿色发展基金会
第二篇 工程技术难题
如何高效利用农业微生物种质资源？
农业微生物种质资源高质量利用 中国农学会
如何解决三维半导体芯片中纳米结构测量难题？
三维芯片结构测量方法 中国计量测试学会
如何开发比能量倍增的全固态二次电池？
全固态电池助力交通能源变革 中国汽车工程学会
如何发展我国自主超高分辨率立体测图卫星关键技术？
未来空间信息新基建的重要引擎 中国测绘学会
如何利用人工智能实现医学影像多病种识别并进行辅助诊疗？
“人工智能医学影像多病种识别和辅助诊疗”助力中国精准医疗 中国电子学会/中国科协信息科技学会联合体
如何突破深远海航行装备制造与安全保障工程技术难点？
深远海航行装备与安全保障将加快中国“经略海洋”新步伐 中国航海学会
如何创建5G+“三早”全周期健康管理系统？
奋斗百年复兴路开启健康新征程 中华医学会
如何通过重要生态系统修复工程构建精准高效的生态保护网络和恢复生物多样性？
科学构建生态保护网络 助推生物多样性恢复 中国环境科学学会/中国动物学会
如何构建我国生态系统碳汇扩增的技术体系？
生态系统碳汇扩增助力实现碳中和 中国环境科学学会
如何制造桌面级的微小型反应堆电池？
强大的“核芯”反应堆电池 中国核学会/中国能源研究会
第三篇 产业技术难题
如何实现面向大规模集成光芯片的精准光子集成？
精准光子集成：实用化大规模集成光芯片的关键技术 中国科协信息科技学会联合体
如何开发针对老龄化疾病的医用人工植入材料？
医用人工植入材料是严重的“卡脖子”产品 中国生物医学工程学会
如何开发融合软体机器人与智能影控集成技术的腔道手术机器人
中国微创手术机器人的弯道超车 中国生物医学工程学会
如何开发大规模低能耗液氢技术和长距离绿氢储运技术？
大规模低能耗液氢技术和长距离绿氢储运技术 中国能源研究会
如何解决我国航空发动机短舱关键技术问题？
解决短舱“卡脖子”问题，促进我国民机产业发展 中国航空学会
如何突破耕地重金属的靶向快速经济安全减污技术？
靶向减量净化技术助推耕地土壤修复产业化发展 中国农学会
如何利用风光水加快实现“碳中和”目标？
水电风光无限加快实现“碳中和” 中国科协清洁能源学会联合体/中国水力发电工程学会
如何攻克漂浮式海上风电关键技术研发与工程示范难题？
漂浮式风电技术助力海上风电走向深远海 中国能源研究会
如何制备高洁净高均质超细晶高端轴承钢材料？
“磁控超常冶金”助力中国高端轴承自主可控制造 中国金属学会
如何发展与5G/6G融合的卫星互联网络技术？
与5G/6G融合的卫星互联网开启我国航天与信息产业新纪元 中国宇航学会