《国家自然科学基金十三五发展规划》：化学科学部，生命科学部，医学科学部，这三大部的优先发展领域！
2016-10-29 NSFC官网 NSFC官网
《国家自然科学基金“十三五”发展规划》遴选了118个学科优先发展领域和16个综合交叉领域，鼓励科学家结合科学前沿和国家需求自主选题，包容非共识和变革型创新研究，支持科学家挑战重大科学难题。《国家自然科学基金十三五发展规划》118个学科优先发展领域（一）各科学部优先发展领域“十三五”期间，通过支持我国优势学科和交叉学科的重要前沿方向，以及从国家重大需求中凝练可望取得重大原始创新的研究方向，进一步提升
《国家自然科学基金“十三五”发展规划》遴选了118个学科优先发展领域和16个综合交叉领域，鼓励科学家结合科学前沿和国家需求自主选题，包容非共识和变革型创新研究，支持科学家挑战重大科学难题。
《国家自然科学基金十三五发展规划》
118个学科优先发展领域
（一）各科学部优先发展领域
“十三五”期间，通过支持我国优势学科和交叉学科的重要前沿方向，以及从国家重大需求中凝练可望取得重大原始创新的研究方向，进一步提升我国主要学科的国际地位，提高科学技术满足国家重大需求的能力。各科学部遴选优先发展领域及其主要研究方向的原则是：（1）在重大前沿领域突出学科交叉，注重多学科协同攻关，促进主要学科在重要方向取得突破性成果，带动整个学科或多个分支学科迅速发展；（2）鼓励探索和综合运用新概念、新理论、新技术、新方法，为解决制约我国经济社会发展的关键科学问题做贡献；（3）充分利用我国科研优势与资源特色，进一步提升学科的国际影响力。各科学部优先发展领域将成为未来五年重点项目和重点项目群立项的主要来源。
下面重点节选了化学科学部，生命科学部，医学科学部，这三大部的优先发展领域！
2．化学科学部优先发展领域
（1）化学精准合成
主要研究方向：新试剂、新反应、新概念、新策略和新理论驱动的合成化学；非常规和极端条件下的合成化学；原子经济、绿色可持续和精准可控的合成方法与技术；化学原理驱动的合成生物学；特定功能导向的新分子、新物质和新材料的创造。
（2）高效催化过程及其动态表征
主要研究方向：构筑特定结构和功能催化材料的新方法与新概念；催化活性位点的调控；原位、动态、高时空分辨的催化表征新方法与新技术；催化反应机理和过程的新理论方法。
（3）化学反应与功能的表界面基础研究
主要研究方向：表界面结构与电子态的新颖特性；表界面修饰和反应性的调控；分子吸附、组装、活化与反应；外场调控与表界面反应性能增强；多尺度、多组分复杂界面电化学体系；新介质体系中的胶体以及界面现象；表界面过程研究的新理论和新方法。
（4）复杂体系的理论与计算化学
主要研究方向：强关联及激发态的电子结构理论新方法；针对大分子和凝聚相体系的低标度有效算法；针对复杂体系，发展多尺度的动力学理论，包括量子动力学、量子－经典混合以及经典动力学。
（5）化学精准测量与分子成像
主要研究方向：新的分析策略、原理与方法；超高时空分辨光谱技术与成像分析；多维谱学原理与技术；单分子、生物大分子和单细胞的精准测量、表征及操控；活体的原位和实时分析；生物传感与重大疾病诊断；公共安全预警、甄别与溯源；大科学装置的应用；极端条件下的化学测量与分析。
（6）分子选态与动力学控制
主要研究方向：高效分子振动态制备技术和基于相干光源的探测技术；多原子反应动态学；表界面化学反应动力学；分子振动激发态、电子激发态及非绝热动力学；多元复杂体系的动力学测量及模拟。
（7）先进功能材料的分子基础
主要研究方向：新型功能材料体系的分子基础与原理，以及多尺度结构及宏观性能控制；高性能和多功能新材料的创制，这些性能与功能包括面向能源、健康、环境和信息等领域的光、电、磁、分离、吸附、仿生、能量储存与转换、药物输运、自修复、极端条件应用等。特别注重我国特色资源的研究和深度利用。
（8）可持续的绿色化工过程
主要研究方向：复杂体系化工基础数据的精准测量与建模；限域空间或极端条件下的质荷与能量传递和反应；复杂化工体系介尺度理论与方法；基于原子经济性和宏量制备的化工过程及过程强化技术。
（9）环境污染与健康危害中的化学追踪与控制
主要研究方向：复杂环境介质中污染物的表征与分析，多介质界面行为与调控；大气复合污染控制；灰霾形成机制与健康风险；水和土壤污染过程控制与修复；持久性有毒污染物环境暴露与健康效应；环境中抗生素及抗性基因的传播与控制；放射性物质的环境行为与防控。
（10）生命体系功能的分子调控
主要研究方向：以细胞命运调控为主线的分子探针设计、合成及应用；生物大分子的合成、标记、操纵、动态修饰、化学干预及其相互作用网络定量化；小分子对生物大分子的系统调控；重要生物活性分子的发现与修饰；重大疾病治疗的先导药物发现和靶点识别。
（11）新能源化学体系的构建
主要研究方向：碳基能源的高效催化转化；燃料电池、二次电池和超级电容器等电化学能量储存与转化系统集成；高效太阳能电池材料设计与制备、器件组装与集成的光电转换过程化学；纤维素类生物质选择转化和生物燃料电池。
（12）聚集体与纳米化学
主要研究方向：分子聚集体中的基元协同作用；大分子、超分子和纳米结构的精确构筑和调控；大分子凝聚态结构、动态演变及其理论与计算方法。
（13）多级团簇结构与仿生
主要研究方向：团簇的精准制备、本征性质表征和理论；团簇的动态生长、机理、结构和性能；团簇多级结构的构筑与协同效应；仿生团簇的生物功能和高效化学活性。
3．生命科学部优先发展领域
（1）生物大分子的修饰、相互作用与活性调控
主要研究方向：生物大分子修饰、动态变化及其功能；生物大分子相互作用的动态性和网络特征；生物大分子特异相互作用的结构基础和预测；生物大分子复合体的自组装；糖、脂化学与酶促合成、结构与功能；高分辨等技术方法研究细胞内大分子行为。
（2）细胞命运决定的分子机制
主要研究方向：细胞可塑性调控机制；细胞器和亚细胞结构的动态变化及其功能；细胞跨膜信号转导与命运决定；干细胞多能性维持与定向分化的机制；胚胎干细胞分化的转录和表观遗传调控网络。
（3）配子发生与胚胎发育的调控机理
主要研究方向：配子发生和成熟的分子机制；胚胎发育图式的动态变化及其分子调控网络；细胞谱系发育的分子机制；配子发生和胚胎发育的表观遗传调控。
（4）免疫应答与效应的细胞分子机制
主要研究方向：免疫细胞新亚群、新分子及其功能；免疫细胞识别和活化的信号转导；不同类型免疫细胞相互作用及其功能；微生态黏膜免疫机制；免疫耐受和免疫逃逸机制。
（5）糖/脂代谢的稳态调控与功能机制
主要研究方向：糖/脂代谢与能量代谢的网络调控；膜糖/脂代谢的动态调控与功能；糖/脂特异代谢物的转运机制与功能；细胞或组织器官特异的糖/脂代谢与功能；糖/脂代谢调控与内分泌系统的相互关系；糖/脂代谢的稳态维持与异常发生机制。
（6）重要性状的遗传规律解析
主要研究方向：复杂性状的遗传结构和调控机制；复杂疾病的遗传和生理机制；生物性状演化的遗传基础；人类及重要生物表型的特征及遗传基础；次级代谢调控的遗传基础。
（7）神经环路的形成及功能调控
主要研究方向：神经元的发育、形态与功能；神经元之间选择性联系机制；神经环路信息的处理和整合；神经环路异常与疾病发生机理。
（8）认知的心理过程和神经机制
主要研究方向：感知觉信息处理与整合；注意和意识的心理过程和神经机制；高级认知过程（学习、记忆、决策、语言等）的心理和神经机制；认知异常的发生机理、早期识别与干预；人类个体认知与社会行为的发生发展过程。
（9）物种演化的分子机制
主要研究方向：特殊环境下物种的适应性演化机制；物种相互作用的协同演化机制；物种相似性状的趋同演化机制。
（10）生物多样性及其功能
主要研究方向：生物多样性的形成机制；生物多样性的维持机制；生物多样性丧失机制；生物多样性与生态系统功能的关系。
（11）农业生物遗传改良的分子基础
主要研究方向：农业生物重要性状形成的遗传基础；农业生物基因与环境互作机制；农业生物表型和基因型的关系；农业生物育种的新理念和新模型。
（12）农业生物抗病虫机制
主要研究方向：农业生物抗病虫的分子和生理机制；农业生物免疫应答的分子基础；农业生物病虫害发生的规律与防治基础。
（13）农林植物对非生物逆境的适应机制
主要研究方向：农林植物适应非生物逆境的分子生理基础；农林植物对多种非生物逆境的交叉响应机理；农林植物适应非生物逆境的栽培调控机制。
（14）农业动物健康养殖的基础
主要研究方向：农业动物重要性状形成的生物学规律和生理基础；农业动物及养殖环境中病原的适应性与传播规律；重要人兽共患病的发生规律及防控；养殖过程中环境因子变化和污染物迁移规律；饲料营养及代谢产物对动物免疫的影响机制；牧草品种选育及草地生产力维持机制。
（15）食品加工、保藏过程营养成分的变化和有害物质的产生及其机制
主要研究方向：食品加工方式、加工过程营养成分的变化及其机制；食品贮藏保鲜和营养成分维持的生物学基础；食品中有害物质的产生及其消除的机制；食品有害物质痕量、快速检测的理论与新技术、新方法。
8．医学科学部优先发展领域
（1）发育、炎症、代谢、微生态、微环境等共性病理新机制研究
主要研究方向：重点研究发育－老化机制、炎症可控化机制、细胞代谢机制、微生态局部与全身互作机制、神经－内分泌－免疫网络、组织器官或病变区域微环境特性等疾病发生、发展、转归、康复过程的共性科学问题，为各种器官的急性衰竭、自身免疫损伤、慢性功能退化、组织修复、恶性肿瘤等一系列疾病过程提供新视角和新干预策略。
（2）基因多态、表观遗传与疾病的精准化研究
主要研究方向：利用中国病例资源，通过全基因组关联研究、外显子组深度测序和表观遗传分析，精确鉴定各种疾病的易感位点；通过分子－细胞－器官－整体的现代疾病研究策略，加强分子网络关键节点的精准研究，为疾病防治提供有效的候选靶点。
（3）新发突发传染病的研究
主要研究方向：加强新发突发传染病病原体的快速鉴别、致病机制、免疫病理、疫苗研究、治疗性抗体等实验室研究；加强新发突发传染病的临床救治新思路新策略研究，以及预警与紧急防控的战略研究。
（4）肿瘤复杂分子网络、干细胞调控及其预测干预
主要研究方向：构建基因转录调控、细胞代谢与信号转导网络、蛋白质相互作用网络等肿瘤的系统调控网络，揭示网络交互调控在肿瘤发生发展中的作用；研究肿瘤干细胞在肿瘤发生发展、复发转移和耐药中的分子机制；明确肿瘤的精细分子分型，为肿瘤预测早期、早诊及干预提供依据。
（5）心脑血管和代谢性疾病等慢病的研究与防控
主要研究方向：加大对心脑血管疾病、代谢性疾病、神经精神疾病、退行性疾病等慢性疾病的深入系统、规模化流行病学和人群干预研究；探索面向慢性疾病早诊早治早干预和逆转疾病重症化的前沿基础研究。
（6）免疫相关疾病机制及免疫治疗新策略
主要研究方向：深化各类器官特异性和全身性自身免疫疾病的新机制研究，加强各种重大疾病（肿瘤、感染性疾病、器官移植排异等）的免疫病理机制研究，解读疾病发生发展中免疫稳态的关键作用与机制；创新性发掘各种细胞免疫治疗、免疫基因治疗、单抗靶向治疗、免疫功能蛋白药物等免疫治疗新途径新策略。
（7）生殖－发育－老化相关疾病的前沿研究
主要研究方向：围产期胎儿发育异常（包括出生缺陷）、孕妇妊娠疾病风险的早期预测；成年期慢性病的胚胎源性发病机制研究；儿童发育相关疾病（尤其是神经精神疾病）的前沿研究；以老年共病和健康长寿队列人群为对象，进行重要器官衰老生物学（例如脑老化）及其医学干预研究。
（8）基于现代脑科学的神经精神疾病研究
主要研究方向：发现重大神经精神疾病（AD、PD、精神分裂症、抑郁症和孤独症等）的关键基因与发病新机制，创新性确立特定神经精神疾病的分子分型；基于内源性神经再生修复新机制的干细胞治疗新策略。
（9）重大环境疾病的交叉科学研究
主要研究方向：充分利用人群和现场优势，加强环境因素（自然、社会、心理、食品、职业、生活习惯等）对健康危害的暴露组学研究，注重特殊环境因素对特有高发疾病（例如空气污染与呼吸疾病、环境内分泌干扰化学物早期暴露与出身缺陷、高/低温环境致多器官功能障碍机制与防治等）的综合研究和健康风险评估，并通过与其他相关学科密切交叉提高研究能力。
（10）急救、康复和再生医学前沿研究
主要研究方向：深入探索急救与康复医学的基本科学问题，创建新型急救与康复技术；加强再生医学的前沿研究，注重学科交叉与转化，在干细胞技术、组织工程、生物医用材料、细胞治疗、基因治疗、微生态治疗、骨髓移植、器官移植等方面进行新理论指导下的技术提升。
（11）个性化药物的新理论、新方法、新技术研究
主要研究方向：建立基于分子分型－靶标的个性化药物筛选体系，开展基于基因多态、结构多态的个性化药物设计，进行基于疾病动物的功能评价与成药特性研究；明确药物疗效与毒性的生物标志物，为个性化药物的研究提供新技术、新方法、新策略。
（12）中医理论的现代科学内涵及其对中药发掘的指导价值研究
主要研究方向：加大对中医基础理论和中药研发的研究投入；加强证候与病证结合、藏象基础研究和功能机制研究、经络研究等，深入挖掘其中现代科学内涵；深入解析常用中药方剂的物质基础，并在中医理论指导下实现中药现代化。
（13）个性化医疗关键技术与转化研究
主要研究方向：建立基于单细胞收集、培养、示踪、分析的全套单细胞研究体系；优化循环DNA的富集和深度分析技术；完善微型化免疫检测技术；发展床旁诊断技术研发和标准化流程体系，为个性化医疗与转化研究提供技术手段。
（14）多尺度多模态影像技术与疾病动物模型研究
主要研究方向：自主研制或集成创新多尺度多模态影像技术平台，实现实时动态精确直观疾病发生发展过程中分子、细胞器、细胞、组织的病理变化；利用基因操作技术创建各类疾病动物，开发各类高等级动物疾病模型和创建人源化小动物模型，实现动物模型和临床疾病的高度交叉融合。
（15）智能化医学工程的创新诊疗技术研究
主要研究方向：综合交叉应用生物医学、物理、信息、工程材料等学科相关研究手段，创建与提升前沿性、创新性、实用性、普惠性的诊疗技术及器械的研制水平，加强各类技术的研发和标准化，推进我国独立医学医疗体系的建设。
（二）跨科学部优先发展领域
跨科学部优先发展领域包括：着力推动我国基础研究在拓展新前沿、创造新知识、形成新理论、发展新方法上取得重大突破的领域；着力解决我国传统产业升级和新兴产业发展中深层次关键科学问题的领域；着力提升我国应对全球重大挑战能力的领域；着力维护国家安全和我国在国际竞争中核心利益的领域。
1．介观软凝聚态系统的统计物理和动力学
核心科学问题：软凝聚态系统维度降低与尺度减小导致的新物性与新效应，生物小系统和大脑生命过程等调控网络，活性物质相关的非平衡统计物理效应；统计物理理论与方法，量子涨落、量子相变和量子热机等以及颗粒物质、液晶、胶体和水等系统的平衡性质与结构动力学；生命信息分子（DNA、RNA）、蛋白质和细胞的力学特性、信息编码，及其相互作用的神经网络动力学；生理系统及相关疾病诊治的生物力学与力生物学机理和多生理系统耦合、跨分子－细胞－组织等层次生物力学实验和建模仿真。
2．工业、医学成像与图像处理的基础理论与新方法、新技术
核心科学问题：MRI、CT及PET成像的新方法，多模态光学成像，工业及公共安全、医学图像判读的基础算法；支持精准诊断和治疗的成像、图像处理与重建、建模与优化的新技术新方法，包括图像分析与处理的大数据技术等；可延展柔性电子器件的性能、器件与人体/组织的自然粘附力学机制、生物兼容性与力学交互；生物介质及非牛顿流体中本构关系与物理、生物信息传播特征研究，获取生命活性物质更详细信息的新概念、新方法、新技术。
3．生物大分子动态修饰与化学干预
核心科学问题：动态化学修饰（如蛋白质翻译后修饰和核酸表观遗传修饰等）调控生物大分子结构、功能及相互作用的分子机制；生物大分子动态化学修饰的生物学意义；生物大分子动态化学修饰的探针技术与检测手段；靶向生物大分子动态化学修饰的小分子干预策略；外源（化学合成）生物大分子的修饰和生物功能化。
4．手性物质精准创造
核心科学问题：手性物质精准创造的高效性和高选择性；宏观手性材料制备的有序化和可控性；手性功能材料性能调控的分子基础；手性分子的生物学效应。
5．细胞功能实现的系统整合研究
核心科学问题：多个细胞器之间的相互作用和网络调控；胞浆中的生物大分子（复合体）与亚细胞结构的相互作用和调控；细胞器形态生成和维持中的力学机制；细胞功能预测和诠释的细胞模型和模拟；细胞器和亚细胞结构的人工设计原理与构建。
6．化学元素生物地球化学循环的微生物驱动机制
核心科学问题：典型环境微生物群落结构与元素循环的关系；微生物物质代谢途径对元素循环的作用；微生物能量转化机制及其与元素循环的偶联；驱动元素循环关键微生物（群）的环境适应与响应机制。
7．地学大数据与地球系统知识发现
核心科学问题：三维空间分析与时空数据挖掘方法体系；地学大数据规则化重构；地学大数据关联分析与统计预测；快速、动态、精细全信息三维地学建模方法；三维地学空间数据结构模型；多维时空大数据组织、管理与动态索引；地学大数据计算理论、技术方法与知识发现；资源环境空间格局及其变化探测。
8．重大灾害形成机理及其减灾对策
核心科学问题：强震的孕育环境、发生机理及预测探索；大陆活动火山成因机理与灾害和环境效应；重大滑坡、泥石流等灾害事件的成灾机理；极端气象灾害形成机理；水旱与海洋灾害风险形成机理；重大工程活动及致灾机理；不同类型自然灾害的诱发、成灾和灾害链；人类活动与自然灾害的相互作用；重大灾害的监控预警与风险评估。
9．新型功能材料与器件
核心科学问题：功能材料的新现象和新机制；功能材料及器件多层次结构的表界面调控；新型功能材料的宏量制备与缺陷控制；影响能量转换/存储材料效率的物理机制、器件模型和失效原理；信息探测、传输、计算与存储功能材料及器件的可控制备原理、稳定性及新物性、新效应的物理起因；柔性电子技术关键材料的设计制造与可靠性；催化材料功能调控机理、制备及新型催化材料设计理论和方法；高性能生物医用诊断、替换和修复、治疗、药物载体新材料的功能性、相容性和服役寿命；面向不同功能特性的材料计算基础。
10．城市水系统生态安全保障关键基础科学问题
核心科学问题：水生态系统与水质水量变化的交互影响与调控机制；污染物共暴露过程对城市水体生物群落及敏感物种的危害机理；基于生态完整性的城市水环境健康安全与生态修复理论和方法；城市水系统多元循环的物质流、能量流变化规律与动力学模式；城市再生水生态储存与多尺度循环的风险控制原理与途径；城市水系统可持续健康的综合保障策略。
11．电磁波与复杂目标/环境的相互作用机理与应用
核心科学问题：超电大、多尺度复杂结构目标电磁散射特性建模；地空和海空半空间背景中复杂结构目标的复合电磁散射特性建模；具有普适性的精确、高效的理论建模和数值计算方法研究；随机时变环境（如粗糙地、海面）的电磁散射及与确定性目标电磁散射模型的融合方法；分层介质低频近场探测中的空间选择性和自适应聚焦方法；大规模可信电磁计算中的数理模型验证、校核与评价；非均匀介质中电磁探测的反演解释模型、全局约束条件和解的收敛性、解的置信度分析。
12．超快光学与超强激光技术
核心科学问题：面向激光聚变、激光加速、阿秒（10-18s）科学等重大需求，突破提升超强超短激光的峰值功率、可聚焦能力、重复频率和电光转换效率的瓶颈问题，力争达到1016W的激光峰值功率和1023W/cm2激光聚焦强度；发展中红外等新波段超强超短激光和超高通量激光放大技术；开拓阿秒非线性光学等超快非线性光学新前沿，包括高光子能量和极短脉宽阿秒脉冲的产生与诊断，超快光谱与超快成像等。发展可支撑超高峰值功率与超宽带宽以及新波段超强超短激光、具有超高破坏阈值的新型激光与光功能材料与元器件。
13．互联网与新兴信息技术环境下重大装备制造管理创新
核心科学问题：复杂装备制造工程管理方法论，复杂装备制造工程管理模式创新，重大装备开发、生产与再制造过程管理，重大装备制造供应链管理的制造质量与可靠性管理。
14．城镇化进程中的城市管理与决策方法研究
核心科学问题：区域产业结构演化模式，城镇化驱动机制，新型城镇化导向下的城市协同理论与方法，人口合理集聚与有机疏散的决策理论研究，城镇化过程中综合交通网络资源配置。
15．从衰老机制到老年医学的转化医学研究
核心科学问题：开展衰老系统生物学机制、组织器官衰老、变性与病损机制、衰老相关临床表型特征研究；建立衰老及相关老年慢性疾病灵长类动物模型、特色人群队列和数据库、并利用其开展机制研究；基于穿戴设备和移动医疗技术的人类衰老与健康大数据收集、分析与应用；衰老与相关疾病的早期诊断与靶向治疗；规范化衰老评价体系的建立；基于衰老机制关键环节的小分子药物研究和对相关疾病的干预效果评价。
16．基于疾病数据获取与整合利用新模式的精准医学研究
核心科学问题：在大数据获取方面，高通量、高特异性、高灵敏度的基因测序、单细胞测序、表观遗传谱系与分子网络检测、NcRNA测定，各种蛋白质组学、代谢组学、器官组织的定位定量平行数据挖掘等相关理论与前沿技术的再创新，以及可应用于医学检测的生物芯片、串联质谱、化学探针等海量数据获取方法的提升，各类疾病的规模化前瞻性临床队列与大规模亚健康人群的分子群谱大数据的规范化获取，个体化医疗信息获取、分类与存储，医疗信息系统大数据整合与数据库构建；在大数据分析方面，系统整合的数学模型的建立，单或多通路分子动态网络的模式化分析，疾病共性机理或单一疾病的模块式模拟，基于网络药理学的多靶点药物设计，个体化疾病诊治的数据集成与预案推导，重大疾病发生与流行的数字化预警模型与防控时空节点的推演，医疗信息系统构建、数据传输与精准分析等。
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