一、材料交叉前沿与颠覆性创新重点方向

　　(1) 材料与物理数学交叉前沿. 通过材料科学与物理和数学的深度交叉, 推动材料研究范式的变革, 发展具有颠覆性性能的新概念功能材料与器件和人工智能新材料与未来智能系统, 重点包括前瞻性电子信息核心器件与系统集成、高性能光信息功能材料和光子芯片、基于铌酸锂和硅的混合集成光子芯片、全固态可集成声功能材料与量子声学器件、AI范式下材料研究的内在逻辑和数学语言、智能微纳机器人算法与核心材料等.

　　(2) 材料与生命医学科学交叉前沿. 通过材料科学与生命医学科学的深度交叉, 推动重大疾病纳米新药创制的生物学化学基础理论和重要生命器官的组织再生与功能重建基础理论的研究, 发展阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)等重大疾病多靶点手性纳米新药与临床应用技术、可再生新一代类器官3D打印技术与临床治疗技术、自修复生物功能植入材料与医疗器械, 以及可实现药物靶向运输、活体示踪、药物治疗和愈后监测的“诊疗一体化”医用智能材料等.

　　(3) 材料与能源科学交叉前沿. 通过材料科学与能源科学的深度交叉, 发展新能源材料、器件与应用技术, 为我国碳达峰和碳中和提供关键材料与技术支撑. 重点包括高效热电磁全固态能源转换新材料与器件、高丰度元素钙钛矿光伏材料新体系、基于高丰度元素的燃料电池新材料与有序膜电极、高效光解海水新材料与低成本规模化光伏制氢技术、宽波段平面超表面太阳能聚光器、地外原位资源高效人工合成新材料、第四代高温气冷堆用高性能石墨材料及产业化技术等.

　　(4) 材料与信息科学交叉前沿. 通过材料科学与信息科学的深度交叉, 发展下一代信息技术新材料与器件, 重点包括下一代光纤通信与光纤传感技术的颠覆性材料与器件、面向6G通信的太赫兹(THz)关键材料与器件、缺陷精确调控的量化忆阻器材料与器件、多功能集成柔性电子器件与飞秒光制造技术、高速低功耗高密度飞秒全光磁存储材料与器件、逼近物理极限与发光波长一致的微米级LED发光材料与器件、高灵敏高速高温超导单光子探测材料与器件等.

　　(5) 材料与仿生科学交叉前沿. 通过材料科学与仿生科学的深度交叉, 研究仿生等级结构与生命体多尺度复合原理和生命体系中超浸润界面增强机理等交叉前沿基础科学理论, 发展仿生健康材料、仿生能源材料、仿生环境材料和仿生信息材料. 重点包括具有储能、物质交换能力和新陈代谢功能的生命复合材料、仿生超浸润界面材料、超浸润膜材料及其绿色分离技术、仿生智能材料、量子限域超流体的有序组装材料、陶瓷材料室温仿生制备技术及其颠覆性性能、纳米复合神经诱导再生材料等.

　　(6) 材料与制造科学交叉前沿. 通过材料科学与制造科学的深度交叉, 发展先进材料极端制造、仿生制造、飞秒光制造、复合场制造的理论与颠覆性技术. 重点包括生物医用智能微纳机器人仿生制备与临床应用技术、具有智能感知功能的手术软体机器人液态金属材料柔性制造技术、特种功能材料与器件飞秒激光三维跨尺度序构技术、航空发动机叶片和轴承超极限性能复合场制造技术等.

　　(7) 材料与深空、深海、深地科学交叉前沿. 通过材料科学与深空、深海、深地科学的深度交叉, 发展我国深空、深海、深地战略需要的关键材料, 满足国家重大需求. 重点包括深空热塑岩熔胶材料与深海碳硬化仿生材料等基于深空深海原位资源的非传统建筑材料、深地探测用超塑性陶瓷材料、深地地热能高效热电转换材料、深海能源与环境新材料、新型非烧蚀性超高温陶瓷材料、柔性压电智能复合材料等.

　　二、加强交叉前沿与颠覆性创新研究的政策建议

　　（1）科技管理体制创新

　　我国在长期技术追赶过程中形成的科技管理体制、科技评价体系更有利于模仿创新模式、跟踪型创新模式, 远不能适应颠覆性创新的高不确定性和非共识性等新特征. 要促进我国前沿科技交叉融合颠覆性创新, 首先要实现科技管理体制创新.

　　借鉴发达国家发展颠覆性创新的DARPA、ImPACT、JEDI等模式, 设立国家级前沿科技交叉融合颠覆性创新专门管理机构, 负责前沿科技交叉融合颠覆性创新技术预测、项目招标、申报、评审; 搭建前沿科技交叉融合颠覆性创新全球网络平台, 构建技术与市场协同的技术机会和市场机会识别系统和预测系统, 建设颠覆性创新的识别机制、评价机制、激励机制、容错和纠错机制.

　　设立国家级独立运行的中国颠覆性创新示范基地. 该示范基地从全球范围招聘高创新性研究人员, 并保持高流动性、年轻化等创新性活力, 实行多学科交叉、产学研结合、技术融合、产业融合、军民融合, 进行科技管理创新和科技评价创新试点. 将该示范基地建成全国前沿科技交叉融合颠覆性创新试验区, 发挥其对全国前沿科技交叉融合颠覆性创新的引领作用.

　　按照政府引导、技术推动、市场牵引的原则, 设立前沿科技交叉融合颠覆性创新专项基金, 吸引社会资金和风险投资进入. 制定符合前沿科技交叉融合颠覆性创新长周期、高不确定性等特征的项目立项评审体系, 简化评审程序, 提高评审效率, 缩短评审周期. 大力支持前沿科技原创性基础研究、交叉融合颠覆性技术研究、新技术应用场景识别、产业化推进, 培育“独角兽”企业.

　　（2）颠覆性创新项目管理机制创新

　　我国长期形成的技术追赶模式在项目管理上更多地注重如何做, 将国际前沿、填补国内空白、解决“卡脖子技术”作为项目和成果评价的最高标准, 非共识的颠覆性创新很难得到支持. 要促进我国前沿科技交叉融合颠覆性创新, 还必须实现项目管理机制创新.

　　建立颠覆性创新的项目甄别机制. 在世界新一轮科技革命和产业革命与我国经济转型发展的交汇期, 必须牢牢把握世界科技发展大势, 甄别出深远影响新一轮科技革命和产业革命的颠覆性创新项目. 运用大数据、云计算、互联网等新一代信息技术手段, 根据颠覆性创新的基本特征, 建设技术与市场协同的颠覆性技术识别系统和预测系统; 在项目评价中突出技术突破性、产业变革性和未来市场潜力; 在专家评审中改变现有少数服从多数或取平均分的项目评审规则, 探索基于专家实名推荐的非共识项目筛选机制.

　　建立多元化颠覆性创新的项目支持机制. 前沿科技交叉融合颠覆性创新专项基金实行常年随时申报、推荐、立项机制, 项目来源实行公开征集、自主推荐、专家举荐等多种方式. 增加国家级研究机构、研究型大学非竞争性研究经费, 支持高校、院所和科技型企业等各类创新主体积极开展颠覆性创新. 鼓励投资机构、孵化器、产业联盟、行业协会等各类科技服务机构主动挖掘、发现并积极推荐颠覆性创新项目.

　　建立容错和风险防范机制. 赋予项目团队充分自主权, 自主决策技术路线、人员聘用和经费使用等事项. 对于确实做到勤勉尽责, 因非道德因素造成的技术研发失败不予追责. 对于技术不确定性、市场不确定性进行跟踪评估, 对弄虚作假、骗取财政资金支持的单位和个人, 依法依规作出相应的处理. 强化过程痕迹管理, 加强审计、纪检和社会监督.

来源：《材料交叉前沿与颠覆性创新发展战略》