国家自然基金委发布2022年化学科学部重大项目指南
2022年化学科学部发布“碳资源分子选择断键与转化的化学基础”、“多相催化表界面构筑与反应活性调控”、“孔材料催化的过程耦合与机制”、“复杂体系化学动力学理论与实验研究”、“病原微生物感染动态过程的精准测量”、“功能导向固体材料的构筑及性能”、“土壤典型重金属污染溯源、安全转化与环境归趋”等10个重大项目指南，拟资助6个重大项目。项目申请的直接费用预算不得超过1500万元/项。
化学科学部重大项目指南详情如下：
“碳资源分子选择断键与转化的化学基础”
重大项目指南
CC/CO键广泛存在于聚烯烃、生物质等碳资源分子中，其选择性断裂与转化是实现高值化利用的化学基础。这类分子多层次的复杂结构使CC/CO键的选择性断裂极具挑战，对其催化活化的本质认识十分有限。发展复杂结构中CC/CO键选择性转化方法学、阐释CC/CO键选择性断裂及转化机制与规律，实现分子骨架的精准编辑和改造，有望为制备和发现高附加值化学品提供高效、精准的策略；为废弃聚烯烃、木质素、纤维素等碳资源的综合利用提供科学基础。
一、科学目标
创建碳资源分子CC/CO键选择性切断与转化的新试剂和新催化体系；建立碳资源分子综合利用的新模式和新策略；发展若干基于废弃聚烯烃、木质素、纤维素等碳资源高效转化并有重要学术价值和应用前景的新反应，为碳资源分子转化利用提供变革性的思路；实现高附加值化学品的工业应用示范。
二、关键科学问题
（一）CC/CO键选择性活化机制与转化规律。
（二）碳资源分子骨架的精准编辑和改造。
（三）碳资源分子多层次结构对催化剂活性及选择性的影响。
三、申请要求
（一）申请书的附注说明选择“碳资源分子选择断键与转化的化学基础”。项目的申请代码1选择B01的下属申请代码，各课题的申请代码1可根据研究内容自行选择化学科学部所属申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。
（二）针对项目指南目标和科学问题，申请题目可自拟。
（三）咨询电话：010-62329320。
“高性能类聚烯烃的合成方法研究”
重大项目指南
聚烯烃是一类应用广泛、与人类生活密切相关的合成高分子，但是聚烯烃材料性能非常稳定，废弃后常常对环境造成危害。类聚烯烃材料是指性能接近传统聚烯烃，使用后可以被环境消融的一类可持续高分子材料。高性能类聚烯烃材料的合成方法研究将致力于创制新单体，建立新型高效催化剂和精准聚合方法，发展新型碳杂链高分子的合成化学，推动高分子新材料的变革性发展。
一、科学目标
建立含氮/氧/硫等杂原子新单体的高效制备方法；发展高活性、高选择性催化体系，实现单体的精准聚合；阐明聚合物结构与性能关系规律，指导性能优异的类聚烯烃材料创制；发展若干具有潜在应用价值的类聚烯烃材料。
二、关键科学问题
（一）含氮/氧/硫等杂原子单体的活化与立体选择性聚合机制。
（二）类聚烯烃材料的多层次结构与性能关系。
三、申请要求
（一）申请书的附注说明选择“高性能类聚烯烃的合成方法研究”。项目的申请代码1选择B01的下属申请代码，课题的申请代码1可根据研究内容自行选择化学科学部所属申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。
（二）针对项目指南目标和科学问题，申请题目可自拟。
（三）咨询电话：010-62329320。
“多相催化表界面构筑与反应活性调控”
重大项目指南
多相催化关乎工业原料生产和能源转化等重大行业，其催化剂表界面是反应进行的主要场所。因此，表界面化学是理解多相催化原理和实现高效催化反应的科学基础，为资源利用和能源转化提供技术支撑。
项目将针对具有重要工业价值的多相催化体系，构筑高催化活性的表界面结构，发展先进的多相催化表征技术，揭示反应条件下催化剂表面活性位点的作用机制，提出催化化学新概念和新理论，实现高效催化剂的规模化制备与稳定运行。
一、科学目标
针对甲醇/二甲醚制基础化学品、生物质制高值化学品、烯烃羰基化制含氧化合物等重要催化反应过程，在原子与分子水平设计与构筑活性表界面结构，发展超高时-空分辨的原位表征技术，探索催化剂表面活性位点在反应过程中的动态演变规律，阐明水等溶剂与环境分子在表界面反应中的作用机制，提出描述多相催化中溶剂与环境分子效应的新理论，为工程化制备高选择性和高稳定性多相催化剂提供新的解决方案。
二、关键科学问题
（一）活性表界面结构设计与构筑的原子与分子机制。
（二）活性表界面体系的超高时-空分辨原位表征。
（三）多相催化中溶剂与环境分子效应的表界面理论。
（四）多相催化剂规模化制备的表界面科学基础。
三、申请要求
（一）申请书的附注说明选择“多相催化表界面构筑与反应活性调控”。项目的申请代码1选择B02的下属申请代码，课题的申请代码1可根据研究内容自行选择化学科学部所属申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。
（二）针对项目指南目标和科学问题，申请题目可自拟。
（三）咨询电话：010-62329320。
“孔材料催化的过程耦合与机制”重大项目指南
孔材料催化是实现碳资源高效清洁转化的主要手段之一，发展其高效碳一催化等过程具有重要的战略意义。在碳一催化的复杂反应网络中，分子传递与过程耦合深刻影响反应行为。深入认识孔材料中等级扩散耦合反应过程机制将极大促进碳一催化产业升级。本项目针对合成气与CO2等催化转化，构筑高效多孔扩散体系，实现客体反应分子的精准传递调控，提高特定反应路径的选择性，发展高效孔扩散调控耦合催化新体系。
一、科学目标
建立等级扩散的理论模型，实现等级扩散体系的精准合成与调控；发展原位表征与测试技术，描述等级扩散传质行为，确立复杂反应网络中分子扩散-反应动力学，揭示碳一过程耦合反应机制；开发孔材料催化的合成气和CO2等转化新过程，实现碳资源高效利用的工业示范。
二、关键科学问题
（一）多孔扩散传质体系的设计原理。
（二）等级扩散多孔结构的构筑策略。
（三）等级扩散过程的表征与测试方法。
（四）复杂催化体系扩散-反应过程耦合机制。
三、申请要求
（一）申请书的附注说明选择“孔材料催化的过程耦合与机制”。项目的申请代码1选择B02的下属申请代码，课题的申请代码1可根据研究内容自行选择化学科学部所属申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。
（二）针对项目指南目标和科学问题，申请题目可自拟。
（三）咨询电话：010-62329320。
“复杂体系化学动力学理论与实验研究”重大项目指南
化学反应是化学学科的核心内容之一。准确描述化学反应过程，是化学动力学的研究任务和目标。实验技术和理论方法的不断发展与完善，实现了少原子分子体系基元反应动力学全面精准解析，极大地加深了人们对化学反应本质的理解。然而，随着研究体系复杂度的提升，“维度灾难”成为瓶颈，亟待建立高效率、高精度的理论计算方法，发展多维动态表征手段，融合人工智能技术，揭示动态化学过程的本质，实现复杂体系动力学的精准描述，解决能源、环境与生命健康等重大需求中的基础科学问题。
一、科学目标
发展复杂体系动力学理论与高精度计算方法，发展多维度和跨尺度的动态表征技术，并与人工智能融合，准确描述多步化学反应的动力学基本参数，揭示生物体系或其它复杂体系中分子反应网络的动力学机制。创制具有自主知识产权的智能化模拟与设计软件，实现在近生理环境下百万原子生物体系的毫秒级动力学模拟及基于高精度从头算的酶催化反应动力学解析，或建立多原子分子（C4及以上）氧化反应网络的新模型，且相关的模型和模拟结果得到实验验证。
二、关键科学问题
（一）精准高效的动力学理论方法，复杂体系反应过程的动态本质。
（二）多维度和跨尺度的动态表征技术，复杂体系反应过程的精确测量和解析。
（三）生物功能分子体系或其它复杂体系多原子分子氧化反应网络，智能化设计和精准调控策略。
三、申请要求
（一）申请书的附注说明选择“复杂体系化学动力学理论与实验研究”。项目的申请代码1选择B03的下属申请代码，课题的申请代码1可根据研究内容自行选择化学科学部所属申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。
（二）针对项目指南目标和科学问题，申请题目可自拟。
（三）咨询电话：010-62329320。
“病原微生物感染动态过程的精准测量”重大项目指南
病原微生物如流感病毒、新冠病毒、多重耐药肠杆菌等引发严重的感染性疾病和大流行，对人民健康、社会经济和国家安全构成重大威胁。深入解析病毒、细菌等病原微生物感染过程的分子基础，对理解其致病机制、建立诊疗方法、制定防控措施等至关重要。病原微生物具有感染过程复杂、分子变异进化频繁等特点，急需建立多重分子信息同时高效转换及精准测量的普适性新方法，以对其感染过程中与宿主相互作用随时空不断变化的分子结构、活性、识别及互作网络等所涉及的关键分子信息进行转换和测量。
一、科学目标
本重大项目将聚焦病原微生物感染宿主细胞过程所涉及关键分子的动态精准测量，建立多重分子信息同时高效转换及测量的普适性化学测量学新原理、新技术和新方法。系统地解析病原微生物从进入宿主细胞到复制组装释放子代的完整生命周期历程及其宿主应答，研究在类器官或活体感染过程中的关键事件及分子基础，诠释病原微生物的感染机制和致病机理。
二、关键科学问题
（一）病原微生物感染宿主细胞过程的多重分子信息同时高效转换和精准分子定位。
（二）感染过程动态原位测量的普适性测量新方法。
（三）感染的时空动态机制及宿主分子应答。
三、申请要求
（一）申请书的附注说明选择“病原微生物感染动态过程的精准测量”。项目的申请代码1选择B04的下属申请代码，课题的申请代码1可根据研究内容自行选择化学科学部所属申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。
（二）针对项目指南目标和科学问题，申请题目可自拟。
（三）咨询电话：010-62329320。
“功能导向固体材料的构筑及性能”重大项目指南
固体材料是先进技术材料的主体之一，无机固体材料因其高强度、高稳定性等特征而备受关注。我国战略性和颠覆性技术的发展亟需一批结构新颖、功能特殊的无机固体材料。以功能为导向，通过创制新型无机固体材料，在组成、结构与性能关系研究的基础上，探索并揭示电子结构、聚集态结构与性能的关系，实现材料变革性功能。旨在建立无机固体新材料的非常规化学合成方法学，阐明合成过程中的多级相互作用调控机制和电子态调变规律，创制面向国家重大战略需求的关键材料。
一、科学目标
以功能为导向，开发跨尺度多级结构和空间限域结构的非常规合成新方法，建立兼具稳定性和高活性、韧性和高强度、轻质和高强度等多功能的复杂结构新型无机固体材料体系，实现对无机固体材料性能在化学合成过程的精准调控；探索揭示电子结构与性能的关系，实现复合功能导向无机固体新材料构筑的目标，为创造战略性固体新材料提供新的解决方案，提升我国相关领域的原始创新和引领能力。
二、关键科学问题
（一）新型功能复合固体材料的非常规合成方法及其规律。
（二）多级限域无机固体材料的物质传输协同调控机制。
（三）跨尺度仿生复杂结构无机固体材料的制备方法及其构效关系。
三、申请要求
（一）申请书的附注说明选择“功能导向固体材料的构筑及性能”。项目的申请代码1选择B05的下属申请代码，课题的申请代码1可根据研究内容自行选择化学科学部所属申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。
（二）针对项目指南目标和科学问题，申请题目可自拟。
（三）咨询电话：010-62329320。
“土壤典型重金属污染溯源、安全转化与环境归趋”
重大项目指南
重金属资源的大量开采与使用产生了严重的生态环境问题，威胁人类健康。尾矿、废渣等固废是重金属污染的主要“源”，土壤是重金属污染的主要“汇”。土壤重金属污染具有长期性、隐蔽性、滞后性、危害性，修复治理难度大，急需开展基于“源-汇”关系的重金属污染溯源、安全转化与环境归趋的创新研究。精准识别复杂土壤环境介质中典型重金属的来源，揭示重金属的赋存形态及界面行为的分子机制，阐明固废介质中重金属分离/稳定化机制，明确区域生态环境中重金属的迁移与归趋，形成砷、镉、铅、铊等典型重金属全过程防控的基础理论与方法，将全面提升我国重金属污染防治的科技水平，为深入打好污染防治攻坚战提供重大科学技术支撑。
一、科学目标
建立区域土壤典型重金属污染精准溯源方法，阐明重金属环境界面行为的主控因子，建立相应的预测模型，揭示固-液界面重金属形态转化、分离与稳定化机制，阐释区域重金属生态环境归趋规律，形成“精准溯源-微观机制-定向转化-生态归趋”的全过程重金属污染防治理论，并开展技术应用工程示范验证。
二、关键科学问题
（一）土壤典型重金属污染精准识别与溯源原理。
（二）典型重金属污染物界面行为与污染主控因子。
（三）重金属精准分离、安全转化与稳定化理论方法。
（四）区域环境生态系统中重金属的迁移转化与环境安全归趋。
三、申请要求
（一）申请书的附注说明选择“典型重金属污染溯源、安全转化与环境归趋”。项目的申请代码1选择B06的下属申请代码，课题的申请代码1可根据研究内容自行选择化学科学部所属申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。
（二）针对项目指南目标和科学问题，申请题目可自拟。
（三）咨询电话：010-62329320。
“金属介导的免疫调控与靶向干预”重大项目指南
金属元素在生命活动和疾病治疗中发挥了重要作用。近年来，金属参与的免疫机制受到重点关注，金属元素被发现在肿瘤免疫、疫苗免疫、超敏反应等过程中起关键作用。然而，对金属参与的免疫干预过程和作用机制缺乏系统研究。
系统揭示金属参与的免疫应答分子机制对理解免疫分子机器，发掘金属元素相关的免疫药物或治疗新技术等具有重要意义。然而，金属元素存在不同的价态和形态，这决定了金属在参与免疫过程中的结合或配位状态多变，细胞内输运的机制不清，很难通过传统技术解析金属元素的状态、分布等与免疫细胞功能的关系。针对这一问题的研究是化学与生命科学、医学的天然交叉点，有望在金属化学生物学与免疫学这两个研究领域之间构筑桥梁，并为免疫相关重大疾病的治疗提供新的方法。
一、科学目标
发展免疫过程中金属元素的精准探测方法，与活体成像、空间组学、单细胞测序等先进技术结合，形成研究金属性质和功能的多组学手段，揭示金属元素在生命体中的时空分布特征，探究不同免疫过程中特定金属元素参与免疫功能调控的分子机制，阐明疾病相关免疫过程中金属元素的功能，并开发免疫干预相关的金属化学生物学方法。
二、关键科学问题
（一）金属元素的形态或价态变化，以及金属元素在细胞内的定位分布及胞内转运的分布特征。
（二）金属元素及其价态变化在调节天然免疫或获得性免疫中的分子机制与功能。
（三）金属离子的胞内转运模式和代谢特征，及其参与不同免疫调控过程的分子机制。
（四）靶向性化学分子及工具对金属介导的免疫过程的调控及机制。
三、申请要求
（一）申请书的附注说明选择“金属介导的免疫调控与靶向干预”。项目的申请代码1选择B07的下属申请代码，课题的申请代码1可根据研究内容自行选择化学科学部所属申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。
（二）针对项目指南目标和科学问题，申请题目可自拟。
（三）咨询电话：010-62329320。
“聚合物解聚与高值化利用”重大项目指南
聚合物极大满足了人类生活所需，其退役后的不当处置给地球生态环境造成巨大压力。退役聚合物解聚与可控裂解是其高值化利用的重要途径。解聚和裂解过程涉及多元多相体系反应热力学、动力学和热质传递规律，针对聚合物断链机制、反应与传递行为及其强化机制、定向调控解聚/裂解产物及高值化利用途径等关键问题，理性设计可控断链、高性能的聚合物，发展高效解聚的基础理论、在线检测与可控裂解技术，形成聚合物循环和梯级利用的新策略、新途径和新技术，为解决退役聚合物难题提供强有力的科技支撑。
一、科学目标
设计和发展新型可控断链聚合物及其单体；发展解聚/裂解过程在线检测技术，明晰退役聚合物解聚/裂解过程反应与传递耦合规律，发展退役聚合物可控断链方法；利用绿色介质、催化与过程强化等手段提高解聚/裂解效率，实现退役聚合物的高值化利用。构建1-2类具有可控断链功能的新型高性能聚合物，形成1-2个退役聚合物高效解聚/裂解与高值化利用创新技术和工程示范。
二、关键科学问题
（一）可控断链聚合物的单体结构设计、聚合及其断链机制。
（二）退役聚合物的解聚/裂解反应、传递及其强化机制。
（三）解聚/裂解产物的定向调控、分离及其高值化途径。
三、申请要求
（一）申请书的附注说明选择“聚合物解聚与高值化利用”。项目的申请代码1选择B08的下属申请代码，课题的申请代码1可根据研究内容自行选择化学科学部所属申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。
（二）针对项目指南目标和科学问题，申请题目可自拟。
（三）咨询电话：010-62329320。
