自然科学基金委与中国工程物理研究院共同设立的NSAF联合基金，旨在吸引和调动全国高等院校、科研机构的优秀团队，聚焦国家重大战略需求相关科学研究的基础性问题，开展多学科交叉融合前瞻性研究，促进开放和交流，培养高水平科研人才，提升科技创新能力。

NSAF联合基金2021年度拟资助培育项目和重点支持项目。培育项目旨在扩大中国工程物理研究院承建的国家大科学装置的开放共享，促进交流合作；重点支持项目聚焦于国家战略安全领域关键瓶颈问题，面向未来可能应用的交叉学科创新和前瞻性、颠覆性基础科学方向研究。培育项目直接费用平均资助强度约为50万/项，资助期限为3年；重点支持项目直接费用平均资助强度为300万元/项，资助期限为4年。

一、培育项目

主要资助科研人员依托中国绵阳研究堆及其中子科学平台、“星光Ⅲ”激光装置、高平均功率太赫兹自由电子激光装置和微纳工艺平台等科学装置开展科学研究。申请人申请本联合基金前，应当与相关装置所在单位进行沟通，充分了解装置的性能、状态和用户时间分配等情况，鼓励申请人与各装置所在单位的研究人员开展合作研究，后者不能作为项目负责人。主要资助范围包括：

1.与绵阳研究堆及其中子科学平台相关的科学技术问题研究(PY1)

1)中子与物质相互作用机制与效应；

2)新能源材料的结构与性能；

3)关联电子体系的自旋和磁性；

4)软物质中分子链结构、功能与特性；

5)先进研究堆设计及其二次源设计与中子源新技术；

6)中子准直、聚焦和单色等束流品质调控新技术及关键器件制备；

7)中子应用新方法及新型实验与数据分析、探测与电子学关键技术；

8)复杂环境下的原位中子辐照与分析技术，样品环境与器件制备；

9）中子科学平台人工智能技术。

（绵阳研究堆及其中子科学平台简介见附件）

2.与星光-Ⅲ装置相关的科学技术问题研究(PY2)

1)相对论等离子体物理；

2)超快原子分子物理；

3)等离子体中的核反应动力学研究；

4)实验室天体物理与温热稠密物质特性；

5)激光加载材料动力学特性；

6)极端条件下的物质结构与物性；

7)超强激光辐射源的产生、诊断与应用；

8)超高峰值功率激光产生放大及传输变换新原理、新方法；

9)超高峰值功率激光光场主动调控；

10)超高峰值功率激光光场诊断新原理、新方法及新技术；

11)超高峰值功率激光系统关键器件研制。

（星光-Ⅲ装置简介见附件）

3.与高平均功率太赫兹自由电子激光装置相关的科学技术问题研究(PY3)

1) 基于CTFEL装置加速器的闪光放射治疗（FLASH Radiotherapy）的关键技术与应用；

2) 相干强太赫兹波与物质相互作用；

3) 太赫兹辐射的生物效应及生物安全性；

4) 太赫兹探测与成像；

5) 农作物生理生化、大分子及病害检测；

6) 加速器及自由电子激光；

7) 基于CTFEL装置加速器的电子束与X射线的应用。

（高平均功率太赫兹自由电子激光装置简介见附件）

4.与微纳工艺平台相关的科学技术问题研究(PY4)

1)可用于惯性信号精密测量的全固态光冷MEMS系统研究；

2)面向太赫兹探测/传输收发一体化应用的片上微结构环形器技术研究；

3)应用于大分子识别的太赫兹新型固态电路及微纳器件研究；

4)面向太赫兹超快调控应用的二维材料/异质结的制备及其载流子动力学研究。

（微纳工艺平台简介见附件）

二、重点支持项目

主要资助高环境适应性的功能材料、复杂场景的感知技术、面向材料性能提升的微纳表面重构技术、量子传感科学等前沿交叉学科和颠覆性概念研究。申请人及研究团队应在相关研究领域有较好的研究基础，对项目指南中列出研究内容不要求面面俱到，但应突出研究重点，能够抓准并切实解决一个或若干个关键科学问题。因《指南》所阐述的研究内容高度概括，申请人及研究团队应当提前与指南发布单位深入交流以加深理解，鼓励优势互补、合作研究。

㈠高环境适应性的功能材料(ZD1)

旨在融合材料学、核科学、化学等学科的理论与方法，面向长时力热、低剂量辐照、复杂气氛、高过载等环境下材料应用的重大基础科学问题，研究复杂环境下材料响应行为和机制，发展适应复杂环境的材料理论、设计新方法和先进制备技术，创制具有高环境适应能力的核材料、含能材料、特种高分子材料、新型电池材料、气氛控制材料、结构支撑材料等新型功能材料，推动面向国家具体需求的材料科学技术的创新发展。主要资助内容：

1.高聚物粘结炸药力热性能调控与机制研究(ZD101)

针对高聚物粘结炸药（PBX）长时蠕变大、拉伸强度低、热导率小等基础性问题，探索PBX炸药性能高效调控的新技术和新方法，以显著提升PBX炸药的力学和导热性能。研究内容包括：（1）高聚物微观结构对PBX炸药力学性能的影响规律研究，力学性能与界面作用协同增强的功能粘结剂的设计开发，发展PBX界面成键特性和界面缺陷的高分辨表征技术，实现PBX力学性能提升60%以上。（2）PBX炸药导热性能理论预测模型研究，PBX炸药高效导热的通路构件及机制研究，使得PBX导热系数提高50%以上（添加剂含量≤0.5wt%）。（3）开展PBX炸药力热性能协同设计研究，掌握低膨胀PBX设计及长时蠕变抑制技术，使TATB基PBX线膨胀系数降低20%。

2.高分子材料多尺度结构设计与性能定制(ZD102)

针对高分子材料的高环境适应性需求，研究分子结构、交联网络、介观结构等多维度、多尺度、多层次结构，优化设计原理，实现高分子材料性能定制和高性能化。研究内容包括：（1）常温固化的负膨胀、自修复热固性树脂设计新原理和新技术；（2）高强度、低应力松弛泡沫橡胶新型分子结构--交联网络—补强体系设计与构造新技术，泡沫橡胶密度（0.40±0.05）g/cm3时，拉伸强度≥2.5MPa,断裂伸长率≥250%，3小时压缩应力松弛率≤10%；（3）低吸湿、高强度高分子结构泡沫材料的设计、成型及吸湿机理研究，其密度（0.35±0.02）g/cm3时，压缩模量≥300MPa，饱和吸湿率≤0.4wt %（25℃，60%RH）。

3.锂系氢化物的强韧化设计及在复杂环境中的损伤行为(ZD103)

针对锂系氢化物在复杂热、力环境下的高适应性需求，研究锂系氢化物的强韧化设计与制备方法，认识其在复杂环境中的损伤行为与机制。研究内容包括：（1）基于单晶陶瓷的高强韧特性，研究择优取向晶锂系氢化物的制备方法和晶粒沿特定方向生长的控制方法，获得厘米量级单晶样品，晶粒单一取向占比≥70%；（2）研究锂系氢化物在复杂热、力条件下的损伤行为和演化过程，明晰热、力载荷下的裂纹萌生、扩展规律及微观、介观、宏观断裂机制，建立特定条件下锂系氢化物的断裂模型。

4. 多功能复合金属材料体系研究（ZD104）

针对关键结构的高安全与环境自适应性等需求，探索新型多功能复合金属材料的设计及制备方法。主要研究内容：（1）研究高强度热敏弱链材料在不同温度区间内强度保持与陡降机制，建立材料组分、微观结构、强度、温度的关系模型；（2）研究可重复吸能材料冲击变形的温（磁）场等驱动恢复机制，阐明材料组分、微介观属性、物理场与变形恢复量之间的内在规律；（3）研究高强度气体密封智能开关材料的温（磁）场等驱动机制，建立材料组分、微介观结构、物理场与泄漏率的关系模型。

㈡针对复杂场景的智能感知技术(ZD2)

旨在探索如何融合传感、检测、人工智能和微纳制造等技术，获得复杂条件下多物理量传感与准确检测的智能感知原理和方法，由此构建新一代智能传感系统，并提升复杂电磁环境中的综合智能感知与自主决策能力。该方向研究将通过需求牵引推动智能感知技术的创新发展。主要资助内容：

1.多层复杂结构状态变化在线监测技术研究(ZD201)

针对空间受限的多层复杂结构各层表面形貌、结构缺陷、层间间隙与层间应力(应力≤0.1MPa)等微变化在线监测需求，研究适用于长期高精度、免标定、小体积在线监测机理与方法。研究内容包括：（1）表面形貌、材料缺陷、层间间隙与层间应力等微变化与声、光、磁、热、气氛等环境物理场的相互作用机理及关联模型；（2）基于环境物理场微变化反演结构表面形貌、材料缺陷、层间间隙与层间应力等状态特征的高精度方法；（3）状态特征或环境物理场的长期高精度、免标定、自供能、小体积监测技术。

2.复合敏感智能微传感技术研究(ZD202)

针对微传感器多物理量（六自由度惯性量、温度、压力），复合敏感机理、多物理量耦合、非线性误差分离及补偿等问题，研究：多通道微弱信号模态分离技术、多环路低功耗复用控制及误差诊断校正方法、多路复合敏感信号的高精度集成检测解调模型等。主要性能指标：轴间耦合、正交干扰抑制优于40dB。

3.复杂环境的智能信息处理模型与架构(ZD203)

在体积、能源、时空动态等受限条件下，面向现场电磁数据构建与目标辨识问题，研究回波相参结构受电磁入射角及地形地貌影响的电磁散射机制、基于回波电磁特性的微波图像多分辨代理表征技术、微波视觉语义智能解析框架和方法。

㈢材料性能提升的微纳表面重构技术(ZD3)

旨在融合材料科学、表面/界面科学与微纳技术，对材料表面进行微纳米尺度加工与操控，达到材料表面形貌重构、组织结构调控、环境适应性提升、特定功能设计等目的，提高核材料、含能材料、高分子材料及其他功能材料在特定使用环境中的综合性能。主要研究内容涉及材料的微纳尺度效应与应用、微纳尺度组织结构调控机理与表征、表面微纳结构与功能设计等。主要资助内容：

1.贮氢材料表面重构与活性调控(ZD301)

针对贮氢材料(包含但不限于U、Pd、ZrCo、LaNi5等)表/界面活性丧失等问题，通过调整化学组分、设计微观结构和控制能量状态，探索增强表/界面活性的机理和方法。研究：基于表/界面重构新方法、新技术，发展适用于含空气氢气氛的贮氢新材料，贮氢容量≥200ml/g,室温平衡氢压≤0.1Pa，吸氢2min能达到理论贮氢容量90%以上。

2.储能材料表面重构及其表界面调控(ZD302)

针对大功率水系电池的高活性高比表面正负极材料表面衰变分解及融合扩散等物理、化学问题，采用表面重构技术，实现对储能材料表/界面的精确控制，减缓长期贮存过程中活性材料的分解速率，并提升快速响应速率。研究内容包括：高活性高比表面电池材料的表面成分及其结构的精细控制、功能电解液与复合隔膜表界面特性对低温条件下功率输出特性的影响、材料表面重构技术及界面相容特性对材料的热力学稳定和动力学优化的影响，阐释表面微观结构和材料比功率特性及温度适应性之间的构效关系。

3.活性金属表面功能化设计与制备(ZD303)

针对高活性金属材料易腐蚀导致性能退化问题，认知晶格对称性低、化学活性高的典型材料表层组织结构与腐蚀性能关系，开发高活性材料表面耐蚀微纳功能层制备技术，研究内容包括：（1）揭示低对称、高活性金属材料表层微纳缺陷对腐蚀行为影响机理，针对提高耐蚀性需求提出组织结构优化方向；（2）设计和制备低对称、高活性金属材料表面微纳功能层，揭示微纳层腐蚀动力学及规律，实现温度25℃、湿度75%环境下氧化腐蚀速率降低50%以上；（3）制备具有梯度微纳结构的低对称晶体金属材料，揭示微纳化演变机制，认知其时效行为并进行稳定性评估。

㈣针对信息安全保障的量子传感科学技术(ZD4)

旨在围绕量子感知技术和复杂物理系统可靠性的基础科学问题，系统开展结构构建与分析、动力学响应、稳定性和可靠性等方面的全链条研究。主要资助内容：

1.面向整体可靠性的信息感知及安全共享研究(ZD401)

针对系统整体长时间可靠性保障技术的科学基础，研究关键物理量的原位在线测量方法以及关键数据分享的安全基础和实现机制。研究内容包括：针对特种材料与结构的稳定性和可靠性，研究基于磁性测量、同位素信号提取、稀疏数据成像等在线检测评估方案；针对系统整体可靠性的实际问题，研究基于量子物理原理的关键数据共享的安全机制（包括安全性定义、量子身份认证、密钥分发在侧信道攻击的安全性等）；对信息采集和共享全过程，建立有数据支持和严格安全性证明的评估、预测方法。

2.关于时空量子感知的高精度谱学(ZD402)

围绕空间分辨的仿生功能单元的结构和光磁场响应，开展高精度测量技术的物理基础研究。研究内容包括：针对结构和磁场响应动力学发展中子散射技术；应用带极化分析的中子小角散射技术研究磁感应单元在磁场响应过程中的形态变化，和利用中子自旋回波非弹模式来跟踪动力学过程，实现大于2mm空间测量范围和10ns时间测量尺度；针对光场响应发展百飞秒（100fs）时间分辨二维光谱探测技术，侦测光激发诱导的体系超快动力学过程。

3.复杂系统动力学不确定性的智能评估方法研究(ZD403)

极端物理条件下动力学过程的物理建模和数值模拟需要引入经验参数，从而导致数值结果有较大的不确定度。针对这类问题，需要开展基于机器学习的不确定度智能评估方法研究。研究内容包括：针对多物理过程的高维响应量，研究高精度代理模型和高效优化方法；针对多类输入参数，研究反映物理特征的抽样方法和不确定性的耦合传播规律；针对不同尺度多物理过程，研究非线性相关性参数的敏感性分析方法。

三、申请注意事项

1.本联合基金作为国家自然科学基金的组成部分，其申请、评审、管理和资金使用按照《国家自然科学基金条例》《国家自然科学基金联合基金管理办法》和《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》等有关规定执行。

2.本联合基金项目与科学基金其他相关类型项目共同限项申请，限制申请和承担项目总数及其共同限项项目类型以基金委正式发布为准。

3.“培育项目”申请人应当具有高级专业技术职务（职称）或者具有博士学位；“重点支持项目”申请人应当具有高级专业技术职务（职称）。

4.申请书资助类别选择“联合基金项目”，亚类说明选择“培育项目”或“重点支持项目”；附注说明选择“NSAF联合基金”，申请代码1须选择A31，申请代码2按实际研究方向选择相应学科申请代码。

5.申请NSAF联合基金时，应当根据2021年度资助的主要研究领域确定具体的项目名称，并在申请书正文开头说明所针对的研究领域名称，例如：[本申请针对“重点支持项目”3.材料性能提升的微纳表面重构技术。]；申请培育项目时，应当在正文开头说明所针对的装置/平台，以及需要相关装置/平台提供的机时、实验条件、技术支持等，以便评审专家清楚了解申请人所针对的题目和内容。

6.申请项目应当符合本《指南》的资助范围与要求。项目名称、具体研究方案、研究内容和目标等由申请人提出，要求申请人按照培育项目或重点支持项目申请书撰写提纲撰写申请书。如果申请人已经承担与本联合基金相关的国家其他科技计划项目，应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。

7.申请项目评审通过后，申请人及所在单位将收到签订“NSAF联合基金资助项目协议书”的通知。申请人接到通知后，应当及时与中国工程物理研究院科研技术部联系，在通知规定的时间内完成协议书签订工作。

8.资助项目取得的研究成果，包括发表论文、专著、专利、奖励等，应当注明得到国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院NSAF联合基金资助[No.U1930*****（即批准号）]”，或“Supported by NSAF”，并按照协议中要求的成果形式向中国工程物理研究院提供结题资料。

四、联系方式

国家自然科学基金委员会数理科学部

地    址：北京市海淀区双清路83号

邮    编：100085

联 系 人：李会红

电    话：010-62325069

电子邮件：phy-2@nsfc.gov.cn   

中国工程物理研究院科研技术部

地    址：四川绵阳919信箱6分箱

邮    编：621900

联 系 人：王娜  刘冬燕

电    话：0816-2480359，0816-2488728

电子邮件：nsaf @caep.cn

附件：大科学装置及平台简介