国家自然科学基金委员会关于发布“十四五”第一批重大项目指南及申请注意事项的通告

国科金发计〔2021〕44号

　　国家自然科学基金委员会（以下简称自然科学基金委）按照新时期科学基金深化改革总体部署，根据“十四五”发展规划明确的优先发展领域，经广泛征求科学家和相关部门意见建议，利用各级专家咨询委员会、双清论坛等开展深入研讨和科学问题凝练，形成了“十四五”第一批9个科学部78个重大项目指南（见附件）。现予发布，请申请人及依托单位按重大项目指南中所述的要求和注意事项提出申请。

　　一、定位

　　重大项目面向科学前沿和国家经济、社会、科技发展及国家安全的重大需求中的重大科学问题，超前部署，开展多学科交叉研究和综合性研究，充分发挥支撑与引领作用，提升我国基础研究源头创新能力。

　　二、申请条件和要求

　　（一）申请条件。

　　重大项目或重大项目课题申请人应当具备以下条件：

　　1．具有承担基础研究课题的经历；

　　2．具有高级专业技术职务（职称）。

　　在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的科学技术人员不得作为申请人进行申请。

　　部分重大项目对申请条件有特殊要求的，以相关重大项目指南为准。

　　（二）申请要求。

　　1.重大项目的资助期限为5年，申请书中的研究期限应填写2022年1月1日—2026年12月31日。

　　2.每个重大项目应当围绕科学目标设置不多于5个课题，并分别撰写项目申请书和课题申请书。重大项目只受理整体申请，项目申请人应当是其中1个课题的申请人（部分重大项目的课题设置数量和课题申请人有特殊要求的，以相关重大项目指南为准）。

　　每个课题的合作研究单位数量不得超过2个。每个重大项目依托单位和合作研究单位数量合计不得超过5个（部分重大项目的合作研究单位数量有具体要求的，以相关重大项目指南为准）。

　　三、限项申请规定

　　1.申请人（不含主要参与者）同年只能申请1项重大项目。上一年度获得重大项目资助的项目主持人和课题负责人，本年度不得作为项目申请人和课题申请人申请重大项目。

　　2.除特别说明外，申请当年资助期满的项目不计入申请和承担总数范围。具有高级专业技术职务（职称）的人员，申请（包括申请人和主要参与者）和正在承担（包括负责人和主要参与者）以下类型项目总数合计限为2项：面上项目、重点项目、重大项目、重大研究计划项目（不包括集成项目和战略研究项目）、联合基金项目、青年科学基金项目、地区科学基金项目、优秀青年科学基金项目、国家杰出青年科学基金项目、重点国际（地区）合作研究项目、直接费用大于 200 万元/项的组织间国际（地区）合作研究项目（仅限作为申请人申请和作为负责人承担，作为主要参与者不限）、国家重大科研仪器研制项目（含承担国家重大科研仪器设备研制专项项目）、基础科学中心项目、资助期限超过 1 年的应急管理项目、原创探索计划项目以及资助期限超过 1 年的专项项目[特殊说明的除外；应急管理项目中的局（室）委托任务及软课题研究项目、专项项目中的科技活动项目除外]。

　　具有高级专业技术职务（职称）的人员作为主要参与者正在承担的 2019 年（含）以前批准资助的项目不计入申请和承担总数范围，2020年（含）以后申请（包括申请人和主要参与者）和批准（包括负责人和主要参与者）项目计入申请和承担总数范围。

　　3.优秀青年科学基金项目和国家杰出青年科学基金项目申请时不计入申请和承担总数范围；正式接收申请到自然科学基金委作出资助与否决定之前，以及获得资助后，计入申请和承担总数范围。

　　4.国家重大科研仪器研制项目（部门推荐）获得资助后，项目负责人在准予结题前不得作为申请人申请重大项目。

　　5.基础科学中心项目申请时不计入申请和承担总数范围；正式接收申请到自然科学基金委作出资助与否决定之前，以及获得资助后，计入申请和承担总数范围。基础科学中心项目负责人及主要参与者（骨干成员）在资助期满前不得申请或参与申请重大项目。

　　6.原创探索计划项目申请时不计入申请和承担总数范围；获资助后计入申请和承担总数范围（资助期限1年及以下的项目除外）。

　　四、申请注意事项

　　（一）项目申请接收。

　　重大项目申请报送日期为2021年9月6日至10日16时。项目申请采取无纸化申请。

　　（二）申请人注意事项。

　　申请人在填写重大项目申请书（项目申请书或课题申请书）时，应当根据要解决的关键科学问题和研究内容，选择科学问题属性。申请项目具有多重科学问题属性的，申请人应当选择最相符、最能概括申请项目特点的一类科学问题属性。

　　重大项目申请书（项目申请书或课题申请书）采用在线方式撰写，对申请人具体要求如下：

　　1．申请人在填报申请书前，应当认真阅读本项目指南和《2021年度国家自然科学基金项目指南》中的相关内容，不符合项目指南和相关要求的项目申请不予受理。

　　2.申请人登陆科学基金网络信息系统https://isisn.nsfc.gov.cn/（以下简称信息系统，没有信息系统账号的申请人请向依托单位基金管理联系人申请开户），按照撰写提纲及相关要求撰写申请书。

　　3.重大项目的项目申请人应在信息系统中首先填写“项目申请书”，然后给该重大项目课题申请人赋予课题的申请权限，未经赋权的课题申请人将无法提交申请。

　　4.申请书的资助类别选择“重大项目”，亚类说明选择“项目申请书”或“课题申请书”，附注说明选择相关的重大项目名称，根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码（部分重大项目有具体要求的，按照相关重大项目指南要求填写）。

　　5.申请人应当按照重大项目申请书（项目申请书或课题申请书）的撰写提纲撰写申请书，如果申请人已经承担与所申请重大项目相关的其他科技计划项目，应当在报告正文的“研究基础”部分说明本申请项目与其他相关项目的区别与联系。

　　项目申请书中的主要参与者只填写各课题申请人相关信息；课题申请书中的主要参与者包括课题所有主要成员相关信息。

　　6.重大项目实行成本补偿的资助方式，自然科学基金委将组织专家对建议资助项目进行资金预算专项评审。申请人应当认真阅读《2021年度国家自然科学基金项目指南》申请规定中预算编报要求的内容，严格按照《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》《财政部国家自然科学基金委员会关于国家自然科学基金资助项目资金管理有关问题的补充通知》《国家自然科学基金委员会关于国家自然科学基金资助项目资金管理的补充通知》《国家自然科学基金委员会财政部关于进一步完善科学基金项目和资金管理的通知》《国家自然科学基金项目资金预算表编制说明》等的要求，认真如实编报项目预算。

　　7.申请人完成申请书撰写后，在线提交电子申请书及附件材料。项目申请书和课题申请书应当通过各自的依托单位提交。其中课题申请书必须先于项目申请书提交，项目申请书待全部课题申请书提交完毕并确认生成项目总预算表无误后再行提交。

　　（三）依托单位注意事项。

　　1.依托单位应对本单位申请人所提交申请材料的真实性、完整性和合规性进行审核；对申请人编制项目预算的目标相关性、政策相符性和经济合理性进行审核。

　　2.应在规定的项目申请截止日期前（2021年9月10日16时）通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料，无需报送纸质申请书。项目获批准后，将申请书的纸质签字盖章页装订在《资助项目计划书》最后，一并提交。签字盖章的信息应与电子申请书严格保持一致。

　　3.如依托单位在2021年度未上传过《2021年度国家自然科学基金依托单位项目申请承诺书》（以下简称《承诺书》），应从信息系统中下载《承诺书》，由法定代表人亲笔签名并加盖依托单位公章后，将电子扫描件上传至信息系统（本年度只需上传一次）。依托单位完成上述承诺程序后方可申请项目。

　　4. 依托单位在项目申请截止时间后24小时内，通过信息系统在线提交本单位项目申请清单。清单提交后，自然科学基金委方可接收项目申请材料。

　　附件：1.数理科学部重大项目指南

　　　　　2.化学科学部重大项目指南

　　　　　3.生命科学部重大项目指南

　　　　　4.地球科学部重大项目指南

　　　　　5.工程与材料科学部重大项目指南

　　　　　6.信息科学部重大项目指南

　　　　　7.管理科学部重大项目指南

　　　　　8.医学科学部重大项目指南

　　　　　9.交叉科学部重大项目指南

国家自然科学基金委员会

2021年8月4日

附件2

化学科学部重大项目指南

2021年化学科学部共发布10个重大项目指南，拟资助7个重大项目。项目申请的直接费用预算不得超过1500万元/项。

“自由基化学反应的机制与功能”重大项目指南

自由基是化学转化过程中的一类关键中间体，但受制于其短寿命和高活性等特征，目前对自由基反应的本质认识十分有限。阐释自由基的产生机制、反应活性和选择性调控、成键的热力学和动力学过程等关键科学问题，有助于发挥自由基化学的独特优势，指导新型绿色、高效、高选择性自由基反应的设计和开发，为化学、材料和生命科学等领域提供有力的合成与认知工具，助力合成化学的变革性发展。

一、科学目标

针对自由基化学的研究现状和趋势，揭示自由基反应的本质和规律，探讨自由基形成与转化过程中的动力学和动态学，开发大宗化工原料的自由基新反应，并应用于重要生物活性物质和精细化学品的高效高选择性合成，优化资源利用，加速医药研发，推动化学工业变革性方法和技术的跨越发展，提升我国在自由基化学领域的学术地位。

二、关键科学问题

（一）自由基的产生与成键机制。

（二）自由基反应活性和选择性调控机制。

（三）自由基转化过程中的热力学和动力学规律。

三、申请要求

（一）申请书的附注说明选择“自由基化学反应的机制与功能”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。

（二）咨询电话：010-62329320。

“化学反应的超分子调控”重大项目指南

化学反应的超分子调控是实现化学反应精准化的一个重要且独特的手段。通过多重与多种非共价相互作用的动态化协同，超分子方法有望在不同时空尺度上高效且特异性识别反应底物、中间体和产物，从而实现对反应位点和反应路径的高效与高选择性调控。旨在揭示非共价相互作用对活性中间体物种结构、寿命及反应路径等的有效调控机制，阐明超分子活性中间体的结构与反应规律，为创造新物质提供新的思路和方法，并推动化学合成向精准化发展。

一、科学目标

创建有机分子组装体及生物大分子组装体等新型超分子体系，开发调控化学反应的超分子新方法，实现对化学反应的路径、效率及选择性的精准调控，发展高效的分子转化与功能化反应策略，为创造新物质提供变革性的思路和研究范式。

二、关键科学问题

（一）非共价相互作用对化学反应中间体结构、寿命、活性的影响。

（二）非共价相互作用对反应路径和选择性调控的机制。

三、申请要求

申请书的附注说明选择“化学反应的超分子调控”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。

（二）咨询电话：010-62329320。

“能量代谢仿生体系的构建与功能”重大项目指南

能量代谢是生命存在的基础。在细胞内，包括生物分子马达在内的多种分子机器构成了能量代谢的载体，驱动了物质运输、DNA复制及细胞分裂等各种生命活动。人体内能量代谢的异常往往导致肿瘤等重大疾病的发生。在体外构建具有能量代谢功能的仿生体系对于理解和调控生命的能量代谢过程具有重要的意义，并有望为治疗重大疾病提供新的思路。

通过模拟活细胞，构建具有能量代谢功能的仿生体系，发展相应的理论和表征技术，深入理解其本质规律，进而创制定向驱动的能量代谢仿生体系，实现肿瘤细胞的能量代谢精准调控，为肿瘤治疗提供新的方法。

一、科学目标

以生物分子马达等重要能量代谢分子机器为原型，构建具有能量代谢功能的仿生体系，发展相应的理论和原位动态表征技术，揭示其跨尺度能量转化和物质输运机制，建立能量分子合成模型，实现肿瘤细胞能量代谢的精准调控，并为癌症治疗提供新的解决方案。

二、关键科学问题

（一）高效准确构建具有能量代谢功能的仿生体系。

（二）阐明和控制仿生体系能量代谢的作用机制。

（三）实现仿生体系与重要生物过程的功能耦合。

三、申请要求

（一）申请书的附注说明选择“能量代谢仿生体系的构建与功能”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。

（二）咨询电话：010-62329320。

“新型无机倍频晶体材料的化学创制”重大项目指南

倍频晶体可实现激光波长的转换，是光学器件的关键材料。由于稳定性好和激光损伤阈值高，无机倍频晶体在国防科技、精密加工和量子信息等领域得到了广泛的应用。自上世纪七十年代以来，我国发现并开发了以可见波段的BBO 、LBO和深紫外波段的KBBF为代表的、享誉世界的“中国牌”倍频晶体。由于已知倍频材料的“基因”有限，无机倍频晶体材料的研究仍局限于硼酸盐和磷酸盐体系，造成了倍频材料“基因”固化和材料“基因”封闭的困境。拓展功能优异的新型无机倍频晶体材料种类、缩短研发周期是本领域的重大需求。旨在建立新的研究范式，以理论计算与机器学习为指导，化学材料创制为主线，功能晶体制备为目标，从源头上解决制约传统倍频晶体材料的服役性能瓶颈问题，确保我国在倍频晶体材料领域的国际领先地位。

一、科学目标

通过新理论模型和倍频晶体材料“基因”数据库的建立，应用机器学习和数据挖掘技术，发现新型材料“基因”，建立基于新型“基因”的倍频晶体材料可控合成新策略、新方法，揭示材料“基因”的键合特性及组装规律对带隙、双折射率以及倍频效应等光学性能的作用机制，制备功能优异的新型倍频晶体材料，实现化学创制新颖无机倍频晶体材料的目标，创制新一代“中国牌”倍频晶体材料体系，进一步提升我国在该领域的国际地位。

二、关键科学问题

（一）发现有共性的、全新的材料“基因”。

（二）创制基于全新“基因”的无机倍频材料新体系。

（三）揭示材料“基因”与晶体材料的构效关系。

三、申请要求

（一）申请书的附注说明选择“新型无机倍频晶体材料的化学创制”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。

（二）咨询电话：010-62329320。

“基于大科学装置的脑海马区分子图谱分析”

重大项目指南

大脑是人体最复杂的器官， 也是极为精巧和完善的信息处理系统，其功能连接和工作机制是科学家们一直尝试解决的重大科学问题和难题。欧盟、美国、日本等国家先后发布各自的脑科学研究计划，2016年我国也发布了"中国脑计划：脑科学与类脑研究"。但对于脑的介观精细结构、化学分子的定性定量和功能分区定位仍然知之甚少。快速精准、高时空分辨的脑介观结构与功能定位的成像是绘制大脑神经分子图谱、理解大脑生理病理过程及发展类脑人工智能的瓶颈。

同步辐射大科学装置的迅猛发展，为脑结构成像提供了革命性工具。具有超短波长的同步辐射X-射线成像技术，有望为脑介观结构的高分辨成像提供革命性工具。将X-射线成像与光学、电学测量技术融合，则为进一步探索脑相关的基础生命化学领域新现象、新规律和新知识提供了新途径。

一、科学目标

拟聚焦特定脑功能区海马区分子图谱分析，依托同步辐射大科学装置，突破现有对脑和神经系统介观尺度测量的瓶颈，建立超高分辨 X-射线成像技术，探索脑海马区介观结构的高分辨快速成像途径，发展融合标记/染色探针，在亚微米尺度分辨率下对海马区实现神经回路图谱的三维X-射线成像。结合分子光谱、电化学等技术，发展脑海马区功能分区定位、神经分子连接的亚微米级成像方法和融合探针，对神经小分子、蛋白质等化学分子进行定性定量、结构和相互作用及功能分区定位成像研究，实现对脑海马区化学物质的精准检测。利用深度机器学习方法，建立人工智能大数据，建立脑海马区结构和功能分子关联图谱。

二、关键科学问题

（一）脑结构宏观和介观分析的同步辐射X-射线快速成像新方法。

（二）多模态成像技术的原位信号集成和复杂图像的融合分析方法。

三、申请要求

（一）申请书的附注说明选择“基于大科学装置的脑海马区分子图谱分析”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。

（二）咨询电话：010-62329320。

“高强多功能碳纳米管纤维基础研究”重大项目指南

碳纳米管是强度最高的材料之一。可控制备出接近单根碳纳米管力学性能的宏观纤维对实现其规模化应用具有重要意义。围绕高强多功能碳纳米管纤维，研究结构完美碳纳米管的可控制备、基础物性以及不同尺度下碳纳米管的组装规律，开发出高强度碳纳米管纤维。通过建立碳纳米管宏观纤维的制备工艺-结构-性能关系，发展结构功能一体化碳纳米管纤维复合材料体系，推动我国高性能碳纤维生产技术的发展。

一、科学目标

针对碳纳米管的晶格缺陷和尺寸效应，从原子结构控制、极致性能探索、宏观纤维组装、多级结构设计与功能化入手，揭示不同尺度下碳纳米管界面生长和组装规律，开拓高性能碳纳米管纤维增强、增韧的技术原理和方法，并实现高强功能化碳纳米管纤维从创制到应用的突破。通过项目的实施，获得成套先进碳基纤维生产的基础理论和技术原型，形成一支国际上有重要影响力的研究队伍，提升我国相关领域的原创和引领能力。

二、关键科学问题

（一）结构完美超长碳纳米管的精准构建及生长机制。

（二）高强高韧碳纳米管宏观纤维的制备技术。

（三）碳纳米管宏观纤维的力、电学性能调控机制及构效关系。

三、申请要求

（一）申请书的附注说明选择“高强多功能碳纳米管纤维基础研究”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。

（二）咨询电话：010-62329320。

“生命过程中外源污染物的识别与追踪” 重大项目指南

我国当前面临复杂的环境污染状况，许多区域性高发疾病的环境污染诱因尚不清楚。旨在通过化学与环境科学、生命科学、医学等学科的交叉，加强对环境污染与疾病发生关系的认识，建立人体内暴露和环境外暴露的联系，获取外源污染与疾病发生因果关系的科学依据，推动环境健康科学研究范式的完善，服务于污染防控和全民健康的国家战略目标。

一、科学目标

建立生命过程中超痕量外源污染物的识别、鉴定和溯源方法，识别体内若干未知外源污染物，揭示外源污染物在体内的真实赋存状态、暴露途径、跨生物屏障转运机制、代谢归趋及生命周期；追踪其外部污染来源，解析人体内暴露和环境外暴露的关系，阐明外源污染物与关键生物分子的相互作用、对重要生理功能及生命过程的扰动机制；辨识典型区域性高发疾病的环境污染诱因，力争打开外源污染物在人体内存在及作用的认知“黑箱”。

二、关键科学问题

（一）生命过程中外源污染物的识别与表征。

（二）人体内外源污染物的暴露途径和代谢转化。

（三）外源污染物的体内毒性分子机制。

（四）外源污染物对重要生理功能和生命过程的扰动机制。

三、申请要求

（一）申请书的附注说明选择“生命过程中外源污染物的识别与追踪”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。

（二）咨询电话：010-62329320。

“环境中抗生素抗性基因扩增传播界面行为及其风险”

重大项目指南

抗生素抗性基因的暴发性与广泛传播已严重威胁生态环境和人类健康，是当前国际上亟待解决的重要环境健康难题。抗生素抗性基因及其载体的多介质环境界面行为涉及物理、化学、生物过程，决定了抗性基因的增殖扩散、生物效应及健康风险，而抗生素和其他污染物的共选择可加速抗性基因的水平转移，进一步增大其健康风险。因此，揭示抗生素抗性基因在固-液-气-生物界面增殖扩散的生物化学机制及调控原理，阐明复合污染对抗生素抗性基因产生和传播的共选择机制，探明抗生素抗性基因的区域扩散过程和驱动因子，明确抗生素抗性基因的人群暴露途径和潜在健康风险，对深刻认识抗生素抗性基因的环境行为、遏制抗生素抗性基因在环境中的迁移传播、服务生态系统与人类健康具有重要意义。

一、科学目标

针对威胁人类健康的抗生素抗性基因，发展环境中抗生素抗性基因原位富集检测方法，从分子水平揭示化学污染物驱动下抗性基因在水-土-气-生物界面上的扩增及调控原理，阐明复合污染胁迫下微生物抗性的共选择机制，明确抗性基因区域传播途径及主控因子，认识人为与自然因子交互作用对抗性基因形成的驱动机制，构建抗性基因人群暴露的评价模型，在抗生素抗性基因的界面扩增、区域传播、阻控原理、风险防控等方面取得突破，并通过多学科交叉研究推动环境化学学科发展。

二、关键科学问题

（一）抗生素抗性基因的微界面行为及调控原理。

（二）化学污染物对抗生素抗性基因的共选择机制。

（三）抗生素抗性基因区域传播扩散过程及机制。

（四）抗生素抗性基因人群暴露途径及风险。

三、申请要求

（一）申请书的附注说明选择“环境中抗生素抗性基因扩增传播界面行为及其风险”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。

（二）咨询电话：010-62329320。

“天然药物分子的生物合成与创新”重大项目指南

天然产物是药物发现和发展的重要源泉，其结构多样性是实现功能多样性的分子基础。合成化学和合成生物学是天然药物制造与创新的重要方法与手段。针对活性显著、结构独特或/和临床应用广泛的天然药物分子家族，建立生物合成途径，解析酶学机制，揭示自然中分子进化与演变的基本规律。在此基础上，促进合成生物学与合成化学的交叉融合，发展基因组水平的天然产物发现新策略，加速天然药物新分子的创制并拓展其用途。相关成果将应用于新药发现以及药物绿色生产，并促进我国相关产业技术发展方式的转变。

一、科学目标

聚焦来源于微生物和植物的重要天然药物分子家族，围绕化学机制和反应规律的阐明与应用，研究生物合成途径和酶学机制。在此基础上，开展合成生物学与合成化学相结合的天然药物分子高效精准制备和新药物分子的发现，获得一批具有自主知识产权和临床应用前景的新型天然药物分子，为天然药物创制方式的变革提供可借鉴的范例。

二、关键科学问题

（一）天然药物分子生物合成的化学机制、酶学机制与反应规律。

（二）天然药物分子进化与演变的物质基础。

三、申请要求

（一）申请书的附注说明选择“天然药物分子的生物合成与创新”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。

（二）咨询电话：010-62329320。

“催化反应微区热耦合机制与调控”重大项目指南

多相催化反应过程必然伴随着能量的传递。脱氢、重整、裂化、加氢、氧化、聚合等常见反应均具有强吸放热效应，是影响化工过程安全性的关键因素，并导致高能耗和高排放。催化反应微区结构影响反应路径，反应热随动力学过程呈现非线性变化；同时，多相间的传热速率正比于传热面积和温度差，并受到多相间的热传导、热对流和热辐射等不同途径的影响。拟构建强吸放热反应系统的调控方法，结合化工过程强化手段，实现强吸放热反应过程的高效稳定运行和节能减排，从反应源头保障化工本质和过程安全。

一、科学目标

拟针对催化过程中反应热与传热的耦合过程，在催化反应微区、催化剂颗粒、反应器等多层次进行研究，揭示纳微尺度上催化活性位微区反应热与传热的演变规律，发展用于检测活性位微区和反应器中温度变化的原位动态表征技术；明确能够适应强吸热和强放热反应过程的催化材料结构特征，建立热学性质可控的催化剂工程制备策略；设计与强吸放热过程匹配的反应器结构，利用过程强化手段，提高反应过程能量利用效率，提升化工过程的稳定性和安全性。针对典型强吸放热反应过程开展工程化研究，构建1-2个节能降耗、绿色安全的示范工程，开辟化工领域的特色方向。

二、关键科学问题

（一）催化活性位微区结构对反应热效应的影响规律。

（二）多相间反应热与传热的非线性匹配机制。

（三）多相热耦合反应与系统能量优化机制。

三、申请要求

（一）申请书的附注说明选择“催化反应微区热耦合机制与调控”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。

（二）咨询电话：010-62329320。

国家自然科学基金委员会办公室                2021年8月4日印发