7月28日，中国科协在第23届中国科协年会闭幕式上发布了10个对科学发展具有导向作用的前沿科学问题、10个对工程技术创新具有关键作用的工程技术难题，并首次发布10个对产业发展具有引领作用的产业技术问题。多项化工、新材料、新能源技术难题或问题入选。
10个前沿科学问题为：如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术、纳米尺度下高效催化反应的作用机制是什么、农作物基因到表型的环境调控网络是什么、中微子质量和宇宙物质―反物质不对称的起源是什么、地球以外有统一的时间规则吗、大脑中的记忆是如何产生和重现的、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、铝合金超低温变形双增效应的物理机制是什么、如何揭示板块运动动力机制、“亚洲水塔”失衡失稳对青藏高原河流水系的影响如何。
10个工程技术难题为：如何高效利用农业微生物种质资源、如何解决三维半导体芯片中纳米结构测量难题、如何开发比能量倍增的全固态二次电池、如何发展我国自主超高分辨率立体测图卫星关键技术、如何利用人工智能实现医疗影像多病种识别并进行辅助诊疗、如何突破深远海航行装备制造与安全保障工程技术难点、如何创建5G+三早全周期健康管理系统、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、如何构建我国生态系统碳汇扩增的技术体系、如何制造桌面级的微小型反应堆电池。
10个产业技术问题为：如何实现面向大规模集成光芯片的精准光子集成、如何开发针对老龄化疾病的医用人工植入材料、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产品、如何开发大规模低能耗液氢技术和长距离绿氢储运技术、如何解决我国航空发动机短舱关键技术问题、如何突破耕地重金属的靶向快速经济安全减污技术、如何利用风光水加快实现“碳中和”目标、如何攻克漂浮式海上风电关键技术研发与工程示范难题、如何制备高洁净高均质超细晶高端轴承钢材料、如何发展与5G/6G融合的卫星互联网络通信技术。
2021年征集发布活动共征集到89个国内科技组织、73个国外组织和境外专家推荐的472个问题难题，2万余名科技工作者和战略科学家参与推荐和研判。
前沿科学问题
纳米尺度下高效催化反应的作用机制是什么?通过对纳米催化过程的限域效应研究能够加深人们对于催化反应本质的认知，进而为高效纳米催化体系的开发及其工业化应用提供坚实的理论支撑。未来催化科学和技术的目标是温和条件下的高效可控转化，纳米催化作为新一代催化技术使人类向该目标迈进了一大步。
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?以新能源为主体的新型电力系统对我国能源转型具备重要意义，是我国新能源持续快速发展、如期实现碳达峰、碳中和目标的前提与基础。该问题涉及新能源、电气工程、控制和气象等学科，学科跨度大、融合程度深，有望为我国能源相关领域提供重要的参考和支撑。
工程技术难题
如何开发比能量倍增的全固态二次电池?固态电池已成为各国争先角逐的新能源汽车热点技术。研究全固态电池关键技术并推进产业化，对实现全固态电池关键技术自主可控，加速我国新能源汽车技术进步，增强我国新能源汽车全球竞争力，节能减排和保障我国能源安全具有重要意义。
如何构建我国生态系统碳汇扩增的技术体系?积极应对气候变化实现碳中和是我国实现可持续发展的内在要求，是加强生态文明建设、实现美丽中国目标的重要抓手，是我国履行责任、推动构建人类命运共同体的重大历史担当。在全球碳循环中，生态系统作用巨大，生态系统碳汇扩增作为一种高效可行、绿色可持续的减碳方法，是我国实现碳中和目标重要途径。
产业技术问题
如何开发针对老龄化疾病的医用人工植入材料?当前，适合高端植入医疗器械的高分子材料的研发、生产已经是迫在眉睫的工作。国产骨科植入物在竞争力上存在明显不足。我国应当推动个性化骨科植入物、个性化人工关节假体产业转化，在骨科植入物高端产品开发领域形成良性发展机制。
如何开发大规模低能耗液氢技术和长距离绿氢储运技术?液氢生产及储运项目正在加速落地，掌握核心关键设备和技术至关重要。国内正在开展自主液氢与深冷高压、有机液体储氢技术和装备的开发，加快液氢、有机液体储氢技术产业化实践，推动高密度高效率液氢、有机液体储运加注技术进步。极大提升国产高端装备制造水平，助推中国实现碳中和、碳达峰，液氢和有机液体储氢技术大有可为。
如何突破耕地重金属的靶向快速经济安全减污技术?污染耕地重金属减量净化修复材料与技术的创新应用是实现土壤重金属含量削减的关键，可以解决长期以来以钝化剂或调理剂为主的传统方法难以根除耕地重金属污染的难题。创制新型靶向减量净化修复材料，因其使用不受气候因素影响、不破坏土壤理化性质，并可实现回收再利用，是攻克现有土壤有效态重金属减量技术瓶颈的关键。
中华人民共和国国家发展和改革委员会 中华人民共和国工业和信息化部 中华人民共和国应急管理部 中华人民共和国生态环境部 中华人民共和国科学技术部 中华人民共和国财政部 中华人民共和国商务部 中国石油和化学工业联合会
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