7月2日，中國科協(xié)發(fā)布10個前沿科學問題、10個工程技術難題和10個產業(yè)技術問題，多項化學化工問題入選。
以電-氫-碳耦合方式協(xié)同推進新能源大規(guī)模開發(fā)與煤電綠色轉型，對多介質環(huán)境中新污染物進行識別、溯源和健康風險管控，通過耦合與雜化實現(xiàn)柔性材料的功能涌現(xiàn)等涉化問題入選十大前沿科學問題。
“以電-氫-碳耦合方式協(xié)同推進新能源大規(guī)模開發(fā)與煤電綠色轉型”問題提出，電-氫-碳耦合的新發(fā)展方式，以新能源發(fā)電為能量來源，以空氣、水和煤電排放的二氧化碳等為原料制取綠氫、綠氨、綠甲醇，實現(xiàn)新能源基地電氫氨醇聯(lián)產，為協(xié)同解決新能源大規(guī)模消納、煤電綠色低碳轉型等問題提供方案。
“對多介質環(huán)境中新污染物進行識別、溯源和健康風險管控”問題提出，識別和溯源各類污染物在多介質環(huán)境中的分布，有助于厘清其在不同環(huán)境介質中的產生來源、賦存特征、遷移轉化機制，為防控新污染物健康風險提供技術支撐。然而，目前多環(huán)境介質中新污染物的篩查識別存在經濟成本高、工作量大等難題。研發(fā)快速、低成本、高準確性的新污染物識別技術，建立完善的溯源體系，并構建科學的健康風險評估和管控辦法，對確保環(huán)境安全，保護人民群眾健康，推動相關產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展均有重大意義。
“通過耦合與雜化實現(xiàn)柔性材料的功能涌現(xiàn)”問題提出，柔性功能材料為諸多領域帶來了顛覆性的改變，但在柔性基材上集成不同性質的材料，制備工藝極具挑戰(zhàn)，多種功能之間的耦合難以用傳統(tǒng)方法設計。因此，需從分子尺度柔性基元的設計、納米尺度功能基元的精確構筑、微米尺度的相分離等多個尺度進行復雜設計，提出柔性材料多功能耦合與雜化的策略與方法，形成研究新范式，從而實現(xiàn)微觀尺度的多功能耦合與涌現(xiàn)，進而與相關系統(tǒng)互聯(lián)，促成跨層級的功能協(xié)同及新功能涌現(xiàn)。
介科學支撐多相反應器從實驗室到工業(yè)規(guī)模的一步放大，通過高效溫和活化轉化及大規(guī)模利用二氧化碳實現(xiàn)生態(tài)碳平衡等化工難題入選十大工程技術難題。
“介科學支撐多相反應器從實驗室到工業(yè)規(guī)模的一步放大”難題提出，多相反應器的一步放大，將強力支撐行業(yè)的低碳變革和數(shù)字智能化轉型，搶占國際制高點。一步放大的科學挑戰(zhàn)在于對從原子到生態(tài)環(huán)境的多尺度結構，特別是對各單元與系統(tǒng)尺度間復雜的介尺度動態(tài)結構缺乏理性認識和量化分析手段，而這在廣泛應用的多相反應器中表現(xiàn)得尤為突出。因為其中復雜的多尺度結構，其中試放大尤其困難。而在科學本質上，這些結構的形成機理與調控方法又有共性基礎，因而以此為突破口變革過程技術研發(fā)模式意義重大且可行性強。
“通過高效溫和活化轉化及大規(guī)模利用二氧化碳實現(xiàn)生態(tài)碳平衡”難題提出，二氧化碳是一種重要的碳資源，而二氧化碳分子活化難和規(guī)模利用經濟性差是亟待解決的兩大挑戰(zhàn)。需創(chuàng)新二氧化碳轉化合成高值產品路徑，突破離子催化材料設計一反應過程強化一工藝系統(tǒng)集成等技術瓶頸，開發(fā)一批二氧化碳高值利用成套技術，實現(xiàn)二氧化碳大規(guī)模經濟性利用。
通過精準化學實現(xiàn)藥物和功能材料的綠色制造入選十大產業(yè)技術問題。
“通過精準化學實現(xiàn)藥物和功能材料的綠色制造”問題提出，精準化學的核心在于通過精確控制化學反應和分離純化過程，實現(xiàn)藥物的高效合成和純化，從而推動化學制藥產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。然而，實現(xiàn)這一目標并非易事，其理論基礎和實際操作都面臨著諸多挑戰(zhàn)。目前，傳統(tǒng)教科書上的理論在實際應用中往往顯得捉襟見肘，這迫切需要我們重新審視和構建新的理論體系。其理論體系的突破、建立和發(fā)展不僅有助于推動制藥行業(yè)的轉型升級和綠色發(fā)展，還將對整個社會的科技進步和 可持續(xù)發(fā)展產生深遠的影響。
2018年以來，中國科協(xié)組織全國學會等科技共同體，面向國內外科技共同體和廣大科技工作者征集遴選最受關注的前沿科學問題、工程技術難題和產業(yè)技術問題，共評選、發(fā)布了190個問題難題。今年的征集發(fā)布活動共收到597個問題難題，涵蓋數(shù)理化基礎科學、地球科學、生態(tài)環(huán)境、制造科技、信息科技、先進材料、資源能源、空天科技、農業(yè)科技、生命健康等十大領域。129位院士專家經過初選、終選等環(huán)節(jié)，嚴格評議把關，最終選出十大前沿科學問題、十大工程技術難題和十大產業(yè)技術問題。
