国家自然科学基金委员会（以下简称自然科学基金委）根据《国家自然科学基金“十三五”发展规划》优先发展领域和新时代科学基金深化改革战略部署，在深入研讨和广泛征求科学家意见的基础上，发布“十三五”第五批8个科学部63个重大项目指南。
2020年工程与材料科学部共发布8个重大项目指南，拟资助8个重大项目。项目申请人申请的直接费用预算不得超过1800万元/项。2020年化学科学部共发布8个重大项目指南，拟资助6个重大项目。项目申请人申请的直接费用预算不得超过1800万元/项。
工程与材料科学部重大项目指南
金属基复合材料构型强韧化设计与宏量化制备科学
（一）多相多尺度金属基复合材料微区协调变形机理。
（二）多相多尺度金属基复合材料的跨尺度力学理论。
（三）多相多尺度金属基复合材料的构型设计与制备。
材料结构和性能的高压调控原理与技术
（一）超过400GPa金刚石对顶砧的研制与应用验证。
（二）高压下富氢材料的结构与超导电性。
（三）结构陶瓷显微组织与性能的高压调控。
（四）极性共价材料性能的尺寸效应。
结构功能一体化石墨烯纤维基础研究
（一）氧化石墨烯液晶纺丝及高温还原单晶化调控。
（二）石墨烯纤维多尺度结构解析及理论模型。
（三）石墨烯纤维的多功能耦合原理及编材方法。
（四）结构功能一体化石墨烯纤维复合材料系统。
航空关键金属构件热加工多物理场演变及扰动的智能调控基础
(一)航空关键金属构件精确铸造过程与质量智能控制基础理论。
（二）高性能航空构件锻造成形过程智能控制基础理论。
（三）高性能航空构件智能增材制造基础科学问题。
高性能热塑性复合材料大型构件制造基础
（一）热塑性复合材料大型构件高质高效赋形原理。
（二）固化过程形性调控原理与缺陷抑制方法。
（三）热塑性复合材料切削加工机理。
（四）构件表面小余量去除机理及大尺寸构件高质量装配方法。
多能源互补的分布式能源系统基础研究
（一）多能互补的能质能势表征与提质增效机理。
（二）多能互补的协同转化与能势耦合机制。
（三）多能互补的能量提质与存储。
（四）多能互补分布式能源系统的主动调控。
超大城市深层地下空间韧性基础理论
（一）深层地下空间地质环境效应评估。
（二）深层地下空间施工灾变机理与安全控制。
（三）深层地下结构全生命周期韧性设计理论基础。
（四）深层地下空间韧性评估与韧性提升。
极地环境载荷及其与海洋结构物的耦合特性
（一）海冰力学行为的跨尺度演变规律。
（二）极区波流与海冰相互作用分析理论。
（三）冰-水-结构物耦合下的冰载荷特性研究。
（四）重型破冰船破冰能力预报方法。
（五）水下垂直破冰能力预报方法。
化学科学部重大项目指南
非常规激发染料的构效调控及产品工程科学基础
（一）非常规激发理论及分子体系设计。
（二）极紫外光刻材料设计及制备。
（三）功能染料工程化及其在光电材料中的应用基础。
分子光子学材料与激发态过程调控
（一）高性能光子学材料的分子设计与可控合成。
（二）有机微纳体系的激发态调控与过程研究。
（三）高性能有机微纳激光材料与器件。
（四）有机分子电致发光与显示器件。
电解水制氢与绿色化工耦合的科学基础
（一）电解水耦合氧化与高效制氢。
（二）电解水耦合加氢与氧化。
（三）光电协同分解水与氧化/加氢耦合。
（四）制氢耦合绿色化工的过程强化与系统集成。
固体结构的化学调控与功能强化
（一）极端条件下特殊功能固体材料的合成。
（二）化学压力调控结构与强化功能。
（三）缺陷调控结构与新型电输运固体。
（四）复合固体结构调控与电极材料功能强化。
基于纳米孔道电荷传输的单分子单细胞精准测量
（一）纳米孔道测量界面的可控构建。
（二）纳米孔道单个体测量的机制研究。
（三）纳米孔道单细胞单分子原位测量研究。
（四）纳米孔道界面的高时空分辨测量方法及系统。
面向重要化工分离的金属-有机框架材料设计及过程调控机制
（一）金属-有机框架材料精准设计与制备。
（二）金属-有机框架吸附材料结构调控与分离应用。
（三）金属-有机框架分离膜可控制备与分离应用。
面向学科前沿交叉的金属卡宾化学
（一）新型金属卡宾的合成及其结构、反应性研究。
（二）基于金属卡宾的碳-碳键以及碳-杂原子键构建。
（三）金属卡宾反应在新药研发以及化学生物学中的应用。
锂同位素萃取分离的科学、技术与应用
（一）萃取剂分子结构设计、合成与性能评价。
（二）萃取分离机制及萃取剂结构与性能关系研究。
（三）有机萃取法分离锂同位素的工业应用。
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