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重点项目

学校战略先导重大方向布局

2017年05月27日 20:41  点击:[]

学校战略先导重大方向布局

(“双一流”建设办公室、科学研究部)


学校战略先导重大方向旨在对接国家重大需求,聚焦学校学科特色和优势,凝练科学研究问题,明确学校学科未来发展聚力方向,形成具有鲜明中南特色和明显竞争优势的学校名片。所在学科、学院要通过创新能力提升,增强自我造血和社会服务功能,广泛获取外部资源支持。学校将在资源配置、尤其是政策方面给予引导性扶持,鼓励先导专项建立发展特区,探索需求导向的基础研究和应用研究组织新模式,提升学科建设、人才培养和科学研究三位一体的创新能力,目标实现三个冲击:一批冲击国家级奖励的科技成果、若干冲击院士的高端人才、若干冲击国家科学研究中心或国家实验室的学科平台。

特别说明:文中每个方向列出的牵头人,是各学院申报方向时提供的意向人选。各专项在组织项目时,请深入研讨和协商,在全校范围内整合资源,自行确定专项的总负责人。

一、方向目录

1 高性能轻质合金材料大型构件制造

2 高性能碳基复合材料

3 高温合金

4 高性能难熔金属基复合材料

5 新一代互联网络高密度信息传输\处理器件精细制造

6 国家重大基础工程极端服役作业智能装备与机器人

7 新能源材料与器件

8 矿产资源高效清洁循环利用

9 有色金属全流程智能优化制造

10 精细冶金与资源循环

11 重金属污染防治与水环境安全

12 深地深海资源勘查开采

13 高速列车关键技术与安全运行

14 重大基础设施建造关键技术与服役安全

15 智能新概念飞行器

16 透明计算与边缘计算

17 智慧医疗与医疗大数据应用

18 硼中子俘获疗法

19 再生医学与医用新材料、诊疗新技术

20 新药

21 脑科学及重大脑疾病防控

22 重大慢病的精准医疗

23 21世纪中国马克思主义的理论与实践

24 中华优秀传统文化传承、发展与传播

25 法治实施与地方治理

26 国家资源安全与管理创新


二、方向说明

1.高性能轻质合金材料与大型构件制造

牵头人:刘立斌、刘楚明、王日初、湛利华

国家重大需求:镁合金、铝合金、钛合金等高性能轻质合金材料和大型构件广泛应用于航空、航天、交通运载、能源动力等重要领域。高性能轻质合金不仅在国防领域作为航天航空高端装备制造的关键材料,而且在民用领域广泛应用于重大型号工程的大型承载结构件;高性能大型构件是各类装备的基础结构,随着高端装备的快速发展,对大型构件的各类性能指标的要求极高,国家重大战略装备研发面临瓶颈,成为国家各类科研计划列为必须突破的关键技术前沿方向。

建设基础:拥有国家重点实验室和2011协同创新中心等高性能轻质合金材料和大型构件研制的高规格平台,承担了多项国家级科研计划和重大项目,攻克了一系列技术难题,成功开发了相关材料和大构件的加工集成技术,在大型构件整体成形新工艺与新材料及复合材料构件加工制造等相关研究方向的基础研究与核心技术研发方面成果丰富。

建设目标:形成国际一流的研究团队,构建材料、制造、信息、人工智能等多学科交叉的研究平台,突破若干关键核心技术;形成自主创新的高性能(轻质高强金属材料和复合材料两类材料)轻量化大型整体构件精确成形成性一体化制造新原理、新方法与技术评价体系

冲击国家三大奖:

1. 800MN大型模锻液压机及应用技术》力争2019年之前获得国家科技进步一等奖

2. 《高性能变形镁合金及大构件制备关键技术》力争2018获得国家技术发明一等奖或二等奖

3. 《高强高韧钛合金高通量设计与智能加工制造》力争2019年获得国家科技进步二等奖

4. 重载火箭大型构件先进成形技术》力争获得国家科技进步二等奖(参与)

冲击国家级平台:

1. 有色金属现金结构材料与构件制造工程中心力争2020年之前获批

冲击高端人才:

1 .蔺永诚、宋旼、张晓咏力争2019年和2020年分别获得国家杰青基金资助和长江学者称号

2. 湛利华力争2019年获得长江学者称号

3. 高永浩力争2020年获得国家杰青基金资助

拟解决的关键问题:(1)解决目前钛合金材料中普遍存在的组织均匀性、稳定性、可靠性不足的关键问题;(2)创新铝合金板材制造技术及相关基础理论,设计并制造具有自主知识产权的喷射轧制装备,突破高性能铝合金板材短流程喷射轧制关键技术;(3)创新大规格变形镁合金构件制备原理及理论,解决该类材料高品质大直径锭坯半连续铸造、大构件塑性集成加工等重大关键技术;(4)推进制造基础原理研究和制造工程过程研究,重点探明构件大型化的特征性原理问题,提出制造效应和产品品质变异的原因溯源和工程化稳定化对策。

2.高性能碳基复合材料

牵头人:张福勤、黄小忠

国家重大需求:高性能碳基复合材料是关系国家安全的新型结构与功能材料,是支撑先进飞行器工程、大飞机工程、载人航天与探月工程以及航天、交通运输和新能源装备的关键核心材料和最具应用前景的国家战略储备性新兴材料。我国碳基复合材料的整体研发和产业化水平与国外相比差距明显,亟待突破高性能碳基复合材料关键制备技术和工程化应用瓶颈,满足国防现代化建设的需求,支撑航天装备、航空装备和新型武器装备的可持续新发展。

建设基础:中南大学是我国碳基复合材料研究开发的重要基地,在新型C/CC/SiCC陶复合材料方面的研究已有25年的历史,主持国家973项目、国家重点军工新材料项目、863项目、国际合作项目20余项。发表相关基础研究论文200多篇(在本专业顶级期刊Carbon发表20多篇),获得发明专利70多项。高性能C/C复合材料航空刹车副的制备技术项目获得了2004年度国家技术发明一等奖,获2013年度新型碳基复合材料制备新技术及服役基础理论创新团队;提出的含铍碳化硅纤维是国内唯一具有完全自主知识产权的技术方案,制备出第三代掺杂碳化硅纤维且获得了国内同类型纤维中的最高使用温度(空气气氛下1250℃),能够满足我国航空发动机和燃气轮机部件制造对碳化硅纤维高于1200℃的要求。

建设目标:形成大尺寸高强高模碳基复合材料构件快速制备技术和抗氧化耐烧蚀多元超高温陶瓷防护碳基复合材料制备技术平台,满足国家重大工程需求,并辐射应用于交通能源等民用领域。预期取得自主知识产权关键技术、技术标准、工艺规范;形成稳定高效的高性能SiC纤维及其增强复合材料研发团队。

冲击国家三大奖:

1. 《结构吸波材料》力争2019年获得国家技术发明一等奖

2. 《高温碳/碳锆陶瓷复合材料低成本制备及应用技术》力争2019年获得国家技术发明二等奖

3. 《含铍SiC纤维》力争2020年获得国家技术发明二等奖

4. 《超高温碳/碳复合材料制备及应用技术》力争 2020年获得国家科技进步二等奖

冲击国家级平台:

1. “新型特种纤维及其复合材料国防科技重点实验室”或“新型特种纤维及其复合材料国家重点实验室力争2020年获批

冲击高端人才:

1. 黄小忠力争2021年获评院士

2. 唐秀之力争2020年获得长江学者称号

3. 岳建岭力争2020获得国家杰青基金资助

拟解决的关键问题:(1)针对大尺寸碳基复合材料构件制备过程中面临周期长、热解碳结构难以控制、易变形、力学性能不足等难题,实现大尺寸高强高模碳基复合材料构件的高效制备技术;(2)针对传统碳基复合材料构件难以满足3000℃超高温富氧和粒子冲刷环境下稳定工作和2500℃高温富氧和长时间稳定工作等难题,实现抗氧化耐烧蚀多元超高温陶瓷防护碳基复合材料制备技术;(3)解决高推重比航空发动机、重型燃气轮机和超高声速飞行器急需的耐高温SiC纤维(空气中耐1200以上)及其增强复合材料的研制,打破国外长期对我国在SiC纤维领域的技术封锁;(4)以高性能SiC纤维为纽带,将中南大学在传统基体材料(有色金属与特种陶瓷)领域的研究基础与新型SiC 纤维的工作整合在一起,打通纤维-基体-复合材料完整产业链研究。

3.高温合金(含材料基因工程)

牵头人:江亮、杜勇

国家重大需求:高温合金是两机(航空发动机和燃气轮机)的关键材料和亟待解决的瓶颈问题。国家重大专项(大飞机专项、两机专项等)、《中国制造2025》转型升级都将高温合金摆在很重要的战略地位。

建设基础:拥有粉末冶金国家重点实验室粉末冶金国家工程研究中心以及轻质高强结构材料国家级科技重点实验室等高水平科研平台。师资力量雄厚,人才梯队合理,形成了以院士、千人计划、长江学者、国家杰青为学科带头人的研究团队,在相关领域积累了丰富的研究经验。已通过学校前期投入和与深圳万泽集团合作,筹集资金6000余万元,建成了完整的国内一流的高温合金检测分析平台和高温合金单晶叶片精密铸造中心,与国际前沿团队建立了广泛的联系,在国内高温合金领域已具备较高的影响力。

建设目标:建设完善并形成高温合金精密铸造的国家级示范平台,培育和引进“四青”人才2~3名;满足国家重大需求,为重点型号提供粉末盘、单晶叶片等关键部件3~4个,在本领域国际知名刊物发表论文30-40篇,申请国内、国际核心专利10-15项,为冲击国家奖奠定坚实的基础。

冲击国家三大奖:

1. 《粉末冶金高温合金涡轮盘研制与应用》力争2020年之前获得国家技术发明二等奖

2. 《增材制造高温合金关键航空部件研制与应用》力争2020年前获得国家技术发明二等奖

3. 《高强抗腐蚀镍合金关键核能部件研制与应用》力争2020年前获得国家技术发明二等奖

冲击高端人才:

1. 刘咏力争2018年获得长江学者称号

2. 帅词俊力争2019年获得国家杰青基金资助

3. 李云平、刘军力争2020年获得国家杰青基金资助

拟解决的关键问题:以航空发动机“一盘两片”(粉末冶金涡轮盘,工作叶片和导向叶片)用高温合金为突破口,拟解决以下关键问题:(1)高性能高温合金的高通量成分设计、工艺组织仿真模拟及性能预测模型;(2)高温合金的纯净化熔炼及定向凝固理论;(3)高温合金的高品质粉末制备及热变形过程控制方法;(4)高温合金关键构件(粉末冶金涡轮盘、单晶叶片及涂层)的形性协同制造。

4.高性能难熔金属基复合材料

牵头人:范景莲

国家重大需求:采用纳米/微纳复合设计制备的难熔金属基复合材料,具有高温强韧性好、抗氧化、抗冲击等一系列优异的性能,该材料与现有难熔金属或其他超高温材料相比,具有显著的性能优势,具有结构功能一体化特性,成为国家高超重大专项、核聚变重大工程以及国家高新工程的重大发展方向。作为我国的空天飞行器、高超声速飞机、核聚变堆、新一代战机、海军航母用电磁炮等航空航天、海陆空武器装备、新能源等各领域的重大关键材料,被列为国家“十三五”航空制造业、高超工程等领域重点发展方向。该材料属于国内外原创。

建设基础:该材料由中南大学范景莲于国内外首创提出,成为高超重大专项唯一前缘材料方案,同时在电磁炮、新一代战机成为唯一关键配套材料方案。将在2017-2020年陆续用于空天、航海、核电、战略战术导弹等20多种型号,支撑国家新型武器装备的研制。目前已拥有国家研制条件建设平台,正在承担国家重大专项工程超高温难熔金属基复合材料的工程研制,成为国家专项工程的建设基地。与兵器集团在难熔性材料建立协同创新团队,与航天三院建立高超专项创新团队,计划建立国家难熔金属研究中心。在材料工程化制备方面,目前建立了长沙微纳坤宸新材料有限公司,实现纳米/微纳复合难熔钨钼材料工程化应用。因此,在产学研用具有很好的前期基础,形成研发-工程化制备-供货一条龙团队,在学术研究、材料研制、工程化生产各方面聚集了40~50人组成的创新团队。高性能难熔金属基复合材料已被列为湖南省军民融合重大发展方向。

建设目标:与国内航空航天、兵器、核能专项工程优势单位联合形成协同创新、军民融合创新团队,建设高性能难熔金属基复合材料国家级创新团队,突破难熔金属基若干关键部件核心制备技术,为国家重大专项、高新工程提供关键材料保障,实现材料在国家重大工程、重大专项等20多个型号的配套应用。

冲击国家三大奖:

1. 《轻质超高温难熔金属基复合材料》力争2019年获得国家技术发明一等奖(专项类)

冲击国家级平台:

1. “高性能难熔金属基复合材料国家工程中心”或者“高性能难熔金属基复合材料国防重点实验室”力争在2020年获批

冲击高端人才:

1. 范景莲力争2019年当选院士

2. 力争2018年引进美国密歇根大学教授易亚莎入选国家千人计划专家

拟解决的关键问题:针对航空航天、国防军工、核能源等领域对高性能难熔钨钼材料的重大需求,推进关键问题研究:(1)大尺寸部件设计与工程化制备关键技术;(2)材料多耦合因素的服役下的模拟仿真与服役评价;(3)材料的制备与服役理论研究。

5.新一代互联网络高密度信息传输\处理器件精细制造

牵头人:段吉安

国家重大需求:高密度信息传输\处理是20世纪以来人类社会高速发展的主要动力之一,而信息传输\处理器件的制造则是动力的来源,也是支持大数据、人工智能、互联网+、物联网等先进信息技术的基石。我国在核心的微电子器件三维封装、光电子传输器件制造的整体研发和产业化水平与国外相比差距明显,亟待突破制造装备、工艺、材料的瓶颈,满足国家科技重大专项等国防现代化建设的需求,实现信息器件制造技术领域的弯道超车、跨越发展

建设基础:中南大学是我国微电子三维封装、光电子集成器件封装研究开发的重要基地,在封装互连装备、工艺与材料方面的研究已有10多年的历史。2003国内率先从机械学科切入微电子光电子制造研究,已经建立了由院士、千人学者、长江学者为核心的研究队伍,成为“高性能复杂制造”国家重点实验室的重要研究方向,具备了良好研究基础与优势。主持或参加了我国机械学科的“微电子制造”方面的全部973项目,是973项目“20/14nm集成电路晶圆级三维集成制造的基础研究”的首席科学家单位;主持了国家自然科学基金委机械学科的“光电子制造”方面的全部重点项目。近5年来在信息器件封装制造、集成控制、超声键合机理研究、微观分析、精密测试方法等方面取得了一系列成果,部分研究工作在国际上具有独创性。研制了国内首台全自动热超声倒装键合机、BGA微焊球高度测量机、晶圆级微探针电学参数自动测量系统、全自动纳升级喷射点胶系统。获得省部级一等奖2项。

建设目标:突破光子集成器件封装、特种光纤器件精细制造、微电子芯片高密度高效封装等关键技术,形成大深宽比高密度TSV互连三维封装技术平台、高灵敏纳米场效应管生物传感器制造平台、高通量光电子信息传输器件制造平台,满足国家重大工程需求,并辐射应用于互联网、物联网、人工智能、自动驾驶等民用领域。

冲击国家三大奖:

1. 《有源光电子器件激光焊接技术与装备》力争2019年获得国家技术发明二等奖

冲击高端人才:

1. 王福亮力争2020年前获得国家杰青基金资助

拟解决的关键问题:(1)应对和解决20/14nm IC三维集成制造所面临的电磁波传播新现象、微通道结构生成、跨尺度异质互连集成和多场作用下多介质界面微演变等方面的挑战;(2)解决基因检测面临的灵敏度低、可靠性差、耗时耗力、特异性识别和结构相关的选择性识别等难题;(3)瞄准未来量子通信的技术需求,以光量子器件制造为核心,探索光量子传输转换的功能微纳结构制造原理与方法。

6.国家重大基础工程极端服役作业智能装备与机器人

牵头人:邓华

国家重大需求:极端服役作业的智能工程装备是国家飞速发展所需的基础设施建设的关键,也是我国正在实施的重大战略工程“一带一路”实现便利的陆地与海上交通运输网络的核心,其深海采矿装备与技术更体现了各国争夺海洋资源的核心竞争力,高端制造装备对轨道交通、海洋运输、航空航天等关系国家安全与国计民生的重要战略性和基础型产业的发展至关重要,而机器人既是先进制造业的关键支撑装备,也是改善人类生活方式的重要切入点。我国极端服役作业装备与机器人的制造能力、智能化与产业化等方面与国外相比差距明显,亟待突破极端服役作业装备与机器人的关键设计理论与制造技术,形成自主创新的高服役性能智能装备与智能化机器人,涌现更多更好的中国制造名片,满足国家“一带一路”战略发展需要。

建设基础:中南大学是我国工程机械与制造装备重要的研发基地,自建校以来一直从事矿山机械、工程机械与制造装备的研究,已建有工程机械、深海采矿装备、高性能制造装备的设计与制造等方面的2011协同创新中心、国家级重点实验室和省部级工程技术研究中心等,主持了国家973项目、国务院大洋专项课题和国防军工项目、863项目、国家重大专项、国家自然科学基金重点项目等项目50余项。获国家级与省部级奖项20余项,其中“高性能液压静力压桩机研制及产业化”项目获得了2003年度国家科技进步二等奖,巨型精密模锻水压机高技术化与功能升级项目获得了2005年度国家科技进步二等奖;进行了直径达2米的螺旋锥齿轮五轴联动数控机床设计,成功研制了可以精密展成磨削制造直径2米螺旋锥齿轮的数控机床,该机床是目前全球最大规格的展成法螺旋锥齿轮加工机床;与中国铁建重工合作,参与完成了盾构/TBM的研制,目前已在国内外大量使用。

建设目标:形成高服役性能、高智能化的工程机械、高端制造装备与机器人的理论与技术平台;加强梯队建设和人才培养,重点培育1~2名具有国家优青实力的人才储备;创新装备设计与控制理论的知识技术体系,满足国家“一带一路”重大工程需求。

冲击国家三大奖:

1. 《智能化工程装备关键共性技术研究及应用》力争2019年前获得科技进步二等奖

2. 《硬岩掘进机(TBM)研制及其应用》力争2019年获得科技进步二等奖(参与)

拟解决的关键问题:瞄准地下空间工程、高速铁道建设和深海采矿等重大工程作业装备成套技术及集成制造的前沿,围绕工程装备、深海采矿装备、高端制造装备与机器人展开研究,着力解决:(1)瞬变大负载工况下工程机械的功率需求波动剧烈、能量损失大、回收困难与智能化低下等问题;(2)重载作业车辆在海底复杂恶劣地形和稀软底质上的行走难的问题;(3)高端制造装备制造能力、制造精度与智能化严重不足的瓶颈问题;(4)机器人的智能和自主能力薄弱难以适应在核辐射、军事战场、自然和人为灾害等危险甚至人不可达区域作业的问题。

7.新能源材料与器件

牵头人:李新海

国家重大需求:紧密对接国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项的动力电池新材料新体系、高比能量锂离子电池技术以及纳米科技重点专项的高性能能量转换纳米材料与技术、纳米能量存储材料及器件等,围绕新能源材料与器件的关键问题开展基础与应用研究,促进光伏与新能源汽车产业健康持续发展。

建设基础:拥有先进储能材料国家工程研究中心先进电池材料教育部工程研究中心等高水平科研平台。承担了国家973863 计划、国家科技支撑计划等各类科研项目,拥有高能量密度高安全性锂离子动力电池、储能材料、储氢材料等制造技术,并获得国家及省部级科研成果奖。与英国、美国、澳大利亚、香港等国家及地区的18所大学、2个国家实验室保持着稳定的合作关系。科研团队以院士领衔,拥有中组部千人计划专家、长江学者等高层次人才。

建设目标:重点突破钙钛矿型、叠层型及柔性高效太阳电池制备技术,突破实现锂离子电池极限能量密度的方法,研发出高比能、高安全、低成本化学电源新体系,形成下一代太阳电池、化学电源材料与器件创新成果,为我国下一代电动汽车与光伏产业提供理论基础与技术原型。

冲击国家三大奖:

1. 《难处理镍钴氧化矿氯循环提取-多元材料冶金直接制备锂电材料技术》力争2018年获得国家技术发明二等奖

冲击高端人才:

1. 赖延清力争2018年获得国家杰青基金资助

拟解决的关键问题:围绕太阳电池转化效率低、稳定性差,化学电源能量密度、循环寿命和安全性能难以满足需求等关键问题开展基础与应用研究,形成新能源材料与器件的理论体系与技术原型,为我国新能源汽车、光伏产业持续发展提供理论支撑与技术保障。

8.矿产资源高效清洁循环利用

牵头人:孙伟、曹平

国家重大需求: 矿产资源是经济社会发展和国家安全保障的重要物质基础,随着我国对矿产资源需求的快速增长,资源短缺、开采难度加大、灾害性隐患增加、环境污染等压力不断加大,矿产资源的稀缺问题和安全问题日益突显,成为制约国家和社会可持续发展的重要因素。系统深入开展矿产资源的清洁高效采选的及循环利用,是解决我国矿产资源形态多样、复杂分散、利用率低以及利用过程中伴生问题突出的必要手段,是有效实现矿产资源高效、清洁、循环利用亟需解决的重要科学问题。

建设基础:学校传统优势学科研究领域,学科基础扎实,科研实力雄厚,人才梯队合理。采选学科链条上的各环节均具有较高的整体实力,相互联动支撑效应明显。形成了多位院士为学科带头人、一批国家杰青、长江学者为中坚力量的高水平学科队伍,拥有国家自然科学基金创新群体和教育部创新团队等高水平研究团队,承担过多项国家级重大科研项目,科研经验丰富。

建设目标:探索新原理、新方法,开发新技术、新装备,建立国内领先和国际知名的资源清洁提取研发团队,提高资源利用效率,提升产品质量、实现矿产资源的清洁提取和高效循环利用。

冲击国家三大奖:

1. 《浮选界面组装新理论及高钙黑白钨混合浮选新技术与实践》力争2018年获得国家技术发明二等奖

2. 《复杂深部环境开采技术灾害控制理论与应用》力争2019年获得国家技术进步二等奖

冲击高端人才:

1. 周子龙力争2019年获得国家杰青基金资助

拟解决的关键问题:针对矿产资源生产利用过程存在的污染严重、资源复杂分散、材料精细度偏低等现象,着力解决金属矿产及二次资源利用过程中的六大问题:(1)深部复杂条件的采矿技术薄弱与装备缺乏;(2)深部工程灾害防控理论与技术不足;(3)缺乏选冶精细分离的理论,基础研究薄弱;(4)技术落后,生态环境破坏严重;(5)过度关注主金属,忽视伴生金属,资源浪费严重;(6)国内选冶产品质量不高,产品进口比例较高。

9.有色金属全流程智能优化制造

牵头人:阳春华

国家重大需求:有色金属生产受资源、能源、环境的严重制约,迫切需要向高效化和绿色化先进生产模式转变。全流程智能优化制造理论与关键新技术,对确保有色金属生产的效益、质量、安全、环保等综合指标优化具有重大意义,将推动有色金属工业的两化深度融合和传统产业的转型升级,极大提升行业技术水平和关键有色金属原材料的自主保障能力。

建设基础:在有色冶金过程控制、智能矿山、矿产资源加工利用和有色冶金领域具有深厚的行业背景、学科优势和技术积累。长期开展数字矿山与智能矿山、有色冶金全流程优化基础理论和应用技术的研究,围绕国家战略需求解决了一批制约矿业工程、有色冶金选冶生产的重要技术难题,自主掌握了基于机器视觉的浮选过程控制技术、有色冶金智能集成建模与优化等一批核心技术成果。

建设目标:智能化应对解决采、选、冶生产全流程中的复杂分析、精准判断和创新决策任务。创建有色金属采选冶全流程智能优化制造研发团队,力争培育和引进青千千人、国家优青等四青人才2~3名;力争获得国家重点研发计划项目2~3项。

冲击国家三大奖:

1. 《重金属冶炼过程关键参数在线感知与智能优化控制》力争于2019年获得国家技术发明二等奖

冲击高端人才:

1. 谢永芳、王璐珩、林鹏力争2020年前获得国家杰青基金资助

拟解决的关键问题:开展智能优化制造方法与关键技术研究,将知识自动化方法与技术与全流程整体优化技术融合,把人的主体知识、采选冶生产过程工艺、控制设备和系统以及企业整体调度与运营机制有机结合起来,解决生产全流程中的复杂分析、精准判断和创新决策问题,实现全流程智能生产与智能决策,实现有色金属工业高效化与绿色化生产。

10.精细冶金与资源循环

牵头人:郭学益、赵中伟

国家重大需求: 金属矿产资源是保障国民经济发展和国家安全的重要物质基础,冶金过程成分的精细调控是制备高性能金属材料的核心。随着国内经济环境的重大变化,国家金属资源的供应重心由“量的保障”转为“质的支撑”,资源保障的类别重点由传统的大宗基本金属转向新兴战略/能源金属。金属资源的需求量日益增长,我国主要金属资源消费量大多超过世界总消费量的40%。战略资源紧缺已成为制约我国社会和经济可持续发展的重要因素。城市矿产、冶金废渣等二次资源是一种蕴藏于地表之上的具有载能性、循环性、战略性可回收利用的重要资源。

建设基础:学校传统优势学科研究领域,学科基础扎实,科研实力雄厚,人才梯队合理。拥有难冶有色金属高效清洁利用国家工程实验室、清洁冶金国际联合研究中心等高水平科研平台,形成了多位院士为学科带头人、一批国家杰青、长江学者为中坚力量的高水平学科队伍,拥有国家自然科学基金创新群体和教育部创新团队等高水平研究团队,承担过多项国家级重大科研项目,科研经验丰富。

建设目标:针对战略金属面对的关键瓶颈问题,如资源复杂分散、技术面临壁垒、材料要求精细等开展研究,形成共伴生金属提取的理论体系,为我国战略金属的清洁、高质化精细利用提供关键技术支撑;以资源循环构建新的学科链条,培养适应新形势的复合型专门人才,有机整合大数据分析、物联网技术、互联网+、智能分选、再制造等新兴学科。

冲击国家三大奖:

1. 《硫磷混酸法处理低品位共伴生钨资源》力争2018年获得国家科技发明奖或国家科技进步二等奖

2. 《高镁铝比盐湖卤水提锂》力争2020年获得国家科技发明奖二等奖

3. 《电子废弃物绿色循环关键技术及应用》力争2018年获得国家科技进步奖

冲击国家级平台:

“有色金属清洁冶金国家重点实验室”力争2019年获批

冲击高端人才:

1. 赖延清、王万林、田庆华力争2018年获得国家杰青基金资助

2. 赖延清、王万林力争2018年获得长江学者称号

拟解决的关键问题:着力解决一次资源冶金过程中3个问题:(1)缺乏精细分离的理论和技术,导致产品质量差,难以适应高端制造对原材料的需求;(2)缺乏深度除杂技术,大量高纯稀有金属材料长期依赖进口甚至受国外限制,如高性能钛合金、高纯靶材等,核级锆铪分离技术,只能依靠自主开发;(3)低端落后的共伴生矿选冶技术对生态环境造成了极大的破坏;并从八个方面推进资源循环关键研究:(1)资源循环大数据;(2)循环资源智能识别与精细分选(3)资源循环利用过程模拟仿真(4)二次资源成矿规律与开发决策支持系统;(5)高温处理过程理论与方法;(6)湿化学分离回收理论与方法;(7)稀贵稀散金属高效循环利用及高值化技术;(8)废旧零部件再制造关键技术与应用。

11.重金属污染防治与水环境安全

牵头人:柴立元、杨兆光

国家重大需求:围绕党的十八大提出的加强生态文明建设的部署,对接重金属污染防治和水环境安全保障国家重大战略需求,基于资源维度的环保,产业角度的生态的创新思想,紧紧围绕国家中长期科技发展规划纲要、国家重金属污染防治和水体污染控制与治理重大专项、重大战略以及国家城镇化建设和现代化农业发展的需求。

建设基础:拥有国家重金属污染防治工程技术研究中心国家环境保护有色金属工业污染控制技术工程中心“环境与水资源研究中心”等高水平科研平台,承担了多项国家重点项目、重大计划,拥有ICP-MSICP-OES等一系列先进的环境化学、生命科学大型研发仪器设备,开发了重金属形态、持久性有机污染物、矿冶药剂、新兴污染物等多类环境污染物的尖端分析检测技术、矿冶废水治理及应急技术、复杂污染水体生物修复及调控技术、饮用水水质安全保障技术、重金属废水生物制剂深度净化与回用技术、有色冶炼含砷固废治理与清洁利用技术等多项实用技术等多项研究成果。拥有“千人计划”国家特聘专家创新团队、首批国家创新人才推进计划重点领域创新团队和教育部长江学者创新团队,与国内外高校和科研院所建有密切的合作关系。

建设目标:联合校内相关科研单位开展协同研究,融合地学、矿物学、工业生态学、冶金工程、环境工程、纳米材料科学、大数据系统等多学科,通过多学科交叉应对未来重金属污染与水环境安全问题日趋复杂化、精细化、治理及修复要求不断提高的问题,在生态环保领域理论研究和技术应用上取得突破。

冲击国家三大奖:

1. 《冶炼废污酸梯级硫化资源化处理关键技术》力争2018年获得国家科技进步二等奖

冲击国家级平台:

1. “饮用水/食品安全及人体健康风险”教育部重点实验室力争2020年前获批

冲击高端人才:

1. 闵小波力争2018年获得长江学者称号

2. 李海普力争2019年获得国家杰青基金资助

拟解决的关键问题:(1)围绕重金属污染物有价资源清洁化提取、废水工艺化调整回用、固废建材化与土壤化归趋、污染土壤生态化修复等关键科学与技术问题,仿自然环境形成规律,拟重点突破行业重金属污染物源头减排与产业提升技术,多介质、多相重金属污染协同深度治理技术和重金属污染场地土壤-地下水联合修复技术,形成重金属污染防治基础理论;(2)围绕水源水质生物修复与功能恢复、饮用水安全保证、与水环境相关的农产品安全保证、生态环境健康风险规避所涉及的关键科学与技术问题,拟重点突破复杂基质中痕量污染物的灵敏检测、高效治理及调控微生物菌剂的驯化-制备-应用、有机微污染光电消解关键催化材料的研发、活性污泥及底泥的资源化利用等技术,形成环境多介质中污染物的迁移转化行为与机制、水环境污染防治和安全保障等相关基础理论。

12.深地深海资源勘查开采

牵头人:鲁安怀

国家重大需求:响应国家一带一路海洋强国战略,对接深地资源勘查城市地下空间等国家重大专项,支撑我国深部资源勘查与找矿突破战略行动,保障国家资源安全与经济社会可持续发展。

建设基础:处于学校有色金属传统优势学科链的最前端,拥有享誉国际的地洼学说伪随机信号电法理论与方法,依托地球科学领域地质学地质资源与地质工程测绘科学与技术”3个一级学科以及深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室和3个省部级重点实验室,拥有院士、千人、长江、杰青、优青、青千等老中青结合的科研人才梯队。

建设目标:继承与发展陆内活化成矿理论,实现深部资源勘查方法、技术与装备的重大突破,加快透明地球技术体系建设,支撑扩展深地深海资源空间,促进城市地下空间高效利用。

冲击国家三大奖:

1. 广域电磁法理论及其应用》力争2019年获得国家科技发明或科技进步二等奖

2. 《等值反磁通瞬变电磁法与应用》力争2020年获得国家科技发明或科技进步二等奖

冲击高端人才:

1. 鲁安怀力争2019年当选院士

2. 李志伟力争2018年获得国家杰青基金资助、2020年获得长江学者称号

拟解决的关键问题:(1)陆内活化成矿效应与深部资源分布规律;(2)深部资源三维预测理论与空间信息技术;(3)高精度深地深海地球物理探测理论、装备与技术;(4)复杂岩层超深钻探技术与工艺;(5)城市地下空间多源大数据透明计算与适宜性建模。

13.高速列车关键技术与安全运行

牵头人:高广军

国家重大需求:高铁是我国新时代外交的名片,是支撑我国高铁走出去战略和一带一路战略的载体,其中高速列车空气动力学、列车撞击动力学、高速列车监测与运营安全是高速列车及其运营的重要组成部分,也是保障战略实施的重要内容。

建设基础:研究起步早,开辟了列车空气动力学和列车撞击动力学的研究方向,攻克空气动力学制约行车安全等系列技术难题,成功开发了高速列车气动外形及结构、吸能技术及装置、大风行车指挥与预警系统等。多项相关研究成果为国内唯一,获得了我国所有的列车空气动力学的国家科技奖项,并获得轨道交通装备行业唯一的一项国家技术发明奖。设计了我国几乎所有的流线型列车外形承担了我国70%以上的车辆实时监测任务。

建设目标:继续拓展列车空气动力学和列车撞击动力学的研究方向。

冲击国家三大奖:

1. 大风预警及防风设施》力争2018年获得国家科技进步二等奖

2. 高寒高速车》力争2018年获得国家科技进步二等奖

冲击国家级平台:

1. 碰撞保护省部共建工程实验室”力争2019年获批

冲击高端人才:

1. 高广军力争2018年获得长江学者称号

拟解决的关键问题:面向自主化和一带一路战略,为我国高速列车安全提供技术保障,形成:(1)的跨国高速列车关键技术;(2)高速高寒列车关键技术;(3)高速列车碰撞试验安全评估技术及应用;(4)铁路货运运输安全运行状态监测技术及装置;(5)400km/h及以上高速列车空气动力安全关键技术;(6)横风动模型试验装置及技术/高速防风工程;(7)高速铁路网络化运营组织理论等关键技术。

14.重大基础设施建造关键技术与服役安全

牵头人:余志武、谢友均

国家重大需求:对接“新型城镇化”、高铁“走出去”和“一带一路”国家重要战略布局,围绕高速铁路、重载铁路、城市轨道等重大基础设施大规模建设和长期安全服役的关键科学问题,积极推动协同创新,开展前瞻性、基础性和应用性的持续研究。

建设基础:经过60多年的建设和积累,拥有土木工程和交通运输2个一级学科国家重点学科(含桥梁与隧道工程、岩土工程、道路与铁道工程二级学科国家重点学科),“高速铁路建造技术”国家工程实验室、“重载铁路工程结构”教育部重点实验室等高水平科研平台和雄厚的师资力量,在风/地震-车-桥耦合振动、重载铁路路基强化、轨道结构关键工程材料制备与应用、隧道和岩土工程和铁路数字化建造与运维技术等领域开展了深入系统的研究,先后攻克多项系列技术难题,参与大量规模化工程应用,承担了一大批国家重大科技攻关、基金项目和重大课题,获得多项国家级和省部级科技进步、技术发明奖励。

建设目标:在高铁工程结构动力学、重载铁路路基、先进土木工程材料、隧道和岩土、基于BIM的全寿命周期建养等领域取得重大突破。

冲击国家三大奖:

1. 《高速铁路实景三维线路设计关键技术与重点工程应用》力争2017年获得科技进步奖二等奖(参加、第二)

2. 《重载铁路基础设施检测和强化关键技术与应用》力争2019年前获得科技进步二等奖

3. 《多源动力下高速铁路轨道-桥梁系统动力学及控制关键技术》力争2019年前获得科技进步二等奖

4. 《高速铁路无砟轨道关键工程材料及结构性能演化机理与评估技术》力争2020年前获得技术发明二等奖

冲击国家级平台:

1. “轨道交通安全国际合作联合实验室”力争2018年获批

冲击高端人才:

1. 余志武力争2019年前当选中国工程院院士

2. 蒋丽忠力争2017年、何旭辉力争2019年前获得长江学者称号

3. 何旭辉力争2019年前、卢朝辉力争2020年前、丁发兴和张升力争2020年获得国家杰青基金资助

拟解决的关键问题:通过四个关键问题的解决,提升我国轨道交通土建基础设施设计、施工、管养水平、确保重大基础设施的建造和全生命周期服役安全提供科学依据和成套关键技术:(1)多动力源(列车、地震、强风)作用下高铁轨道-桥梁结构体系动力学及关键技术;(2)高速铁路无砟轨道关键工程材料及结构性能演化与控制;(3)30吨以上大轴重铁路路基服役性能演变与劣化防控;交通工程水/岩土/结构共同作用;(4)基于BIM的全寿命周期建养关键技术。

15.智能新概念飞行器

牵头人:罗世彬

国家重大需求:随着微电子、通信、导航、光电和材料技术发展,无人飞行器正在向智能化、集群化、小型化方向发展,国外已经研制出多型智能无人机和浮空器原型,具备自主飞行、多传感器融合、集群协同等技术特点,可广泛应用于应急救援、信息支援、环境检测、目标侦察等用途,满足我国军民领域对智能飞行器的需求。

建设基础:在浮空器囊体结构与材料、临近空间区域驻留控制、光学载荷、自主集群协同飞行、空天视觉测量等技术领域取得了突破,在新概念浮空器、多传感器融合、微型螺旋桨气动设计等领域已形成技术优势,牵头研发的新概念浮空飞行器即将开展临近空间飞行实验;参与研制某型新概念返回飞行器项目。

建设目标:建立国内一流的智能新概念飞行器研发团队;成果具有自主知识产权,整体技术水平国际领先。

冲击国家三大奖:

1. 《智能浮空飞行器关键技术及系统》力争2020年获得国家科技进步二等奖

拟解决的关键问题:构建智能新概念飞行器的研究体系,通过专项支持,创新智能新概念飞行器多学科设计优化理论与方法,解决飞行器的智能化、集群化、小型化面临的技术难题,提高我国在临近空间浮空器、蜂群无人机等领域的国际竞争力。

16.透明计算与边缘计算

牵头人:

国家重大需求:物联网和大数据是国家信息化建设的战略性方向之一。随着轻量级物联网终端的激增,云计算在处理海量物联网终端和应用的及时性、多样性服务请求和情景感知计算等方面面临极大挑战。以透明计算和边缘计算为代表的新型网络计算模式,通过计算下行,为物联网时代的大数据处理和动态服务供给提供有效解决方案,成为了推动我国下一代物联网建设的关键性技术和发展方向。

建设基础:张尧学院士是透明计算理论的创始人,其带领的透明计算团队,近两年在面向物联网终端的透明计算理论研究和产业化方面取得了显著成绩。中南大学透明计算计算团队通过与美国英特尔公司,湖南新云网科技有限公司的产学研合作,有效推动了透明计算的理论突破和产业化进展。2016年透明计算相关产品的销售额达到了11亿元,2017年预计销售额将达30亿元。

建设目标:对接国家信息化建设战略发展需求,解决透明计算和边缘计算在物联网应用中的关键技术难点,研制并搭建基于透明计算/边缘计算的下一代物联网平台示范应用,推动我校计算机和相关学科的发展,并促进国家物联网产业的转型和升级。

拟解决的关键问题:(1)面向轻量级、高异构性物联网终端的透明计算/边缘计算物联网平台架构方案;(2)面向物联网终端轻量级虚拟化技术和软硬件解耦方案;(3)基于透明计算/边缘计算的动态服务调度和资源分配策略;(4)基于透明计算/边缘计算的新型网络协议及网络优化方法;(5)基于透明计算/边缘计算的物联网平台安全和隐私保护方案;(6)基于轻量级物联网终端和边缘服务节点的大数据处理算法设计与实现等。

17.智慧医疗与医疗大数据应用

牵头人:李建彬

国家重大需求:智慧医疗与医疗大数据应用是推进深化医改、完善卫生与健康治理模式的重要支撑,是培育发展新业态和经济增长点的重要途径。十三五时期,国家层面将全面推进远程医疗和智慧医疗的发展,促进大数据、物联网等信息技术与健康服务的深度融合,以满足国家医疗健康事业发展的需求,提升健康医疗服务效率和质量,满足人民群众多层次、多样化的健康需求。

建设基础:拥有湖南省医学大数据2011协同创新中心,医疗大数据应用技术国家工程实验室获得国家发改委批复,研究基础扎实,人才梯队合理,具有良好的产学研合作基础。完成了湘雅医疗大数据系统基础平台和支撑平台的搭建,制定了多种疾病的数据标准,实现了湘雅系医院医疗数据的在线实时汇集,研发并部署了多种医用透明自助终端,基本实现了对多中心、多病种、多学科医学研究的支撑。

建设目标:促进相关学科的发展,推动交叉学科的形成,建立医疗大数据创新人才培养基地,实现智慧与医疗大数据理论与关键技术的突破,培育智慧医疗与医疗大数据新兴业态。

冲击国家三大奖:

1. 《多中心、多病程、多学科医学研究平台数据安全与隐私保护关键技术》力争2020年获得国家科技进步一等奖

冲击国家级平台:

1. 力争2020年获批区域临床医学数据示范中心

拟解决的关键问题:针对医学数据异源异构性强、数据类型复杂多样、难以共享使用等理论难题和技术瓶颈,研究推进的关键内容为:(1)医疗大数据标准;(2)医疗智能终端与可穿戴设备;(3)医疗大数据智能检索与分析;(4)医疗大数据安全与隐私保护;(5)健康和临床数据整合应用;(6)医疗健康数据治理;(7)临床智能决策。

18.硼中子俘获疗法

牵头人:朱晒红

国家重大需求:权威期刊《CAA Cancer Journal for Clinicians》文章预测,2015年中国有429.2万例新发肿瘤病例和281.4万例死亡病例,相当于每分钟就有8.2人罹患癌症,5.3人死于癌症。手术、放疗和化疗虽是肿瘤治疗的三驾马车,但绝大多数肿瘤患者并无根治性手术机会且放化疗效果有限,我国每年在肿瘤方面的医疗费用超过1000亿元,因肿瘤带来的经济损失总量更是难以估算。因此,攻克肿瘤,拯救肿瘤患者,减少肿瘤相关的经济支出,是21世纪中国亟需解决的重大问题。硼中子俘获疗法利用硼-10俘获中子后可发生核反应,产生锂-7和氦-4并损伤细胞这一原理,先让亲肿瘤特性的硼药物进入到肿瘤细胞,然后对肿瘤病灶进行中子照射,肿瘤细胞内的硼俘获中子,释放高能带电粒子(射程约1个细胞直径大小),进而选择性地杀死肿瘤细胞。因此,硼中子俘获疗法结合了放疗和化疗的优点,又避免了两者的不足之处,正是这些特性,使硼中子俘获疗法这一独特的二元放疗技术有望在攻克肿瘤中发挥举足轻重的作用。

建设基础:我国以微型核反应堆的相关理论及技术建成了世界首座医院内中子照射器,获得了国家发明专利授权,在此基础上,本课题组随即开展了国内首个硼中子俘获疗法的临床研究并完成6例恶性黑色素瘤、1例阴茎癌、1例直肠癌的硼中子俘获疗法临床试治,发表了相关的SCI论文并取得了丰富的临床经验。此外,本课题组前期在纳米领域做了大量工作,发表了中英文论文共17篇,获得了专利2项,在医用纳米材料领域积累了丰富的经验。

建设目标:形成国际一流的研究团队,构建医学、药学、核物理、材料、生物、信息等多学科交叉的研究平台;开展硼中子俘获疗法治疗脑胶质瘤、甲状腺癌、乳腺癌、阴茎癌、肝癌等多种肿瘤的临床研究并将研究结果发表于The New England Journal of MedicineLancet等高水平杂志;建设治疗深度更深、超热中子通量更高、快中子射线沾污比值更低的第二代医院内中子照射器;搭建以纳米硼药物为核心的靶向性硼药物研发中心;

冲击国家三大奖:

1. 《硼中子俘获疗法治疗恶性肿瘤》力争2020年之前获得国家科技进步奖

2. 《第二代医院内中子照射器》力争2020年之前获得国家技术发明奖

冲击国家级平台:

1. 硼中子俘获疗法临床研究中心及纳米硼药物研发中心力争2020年之前获批

冲击高端人才:

1. 曹科力争2020年前获得长江学者称号

拟解决的关键问题:(1)解决目前第一代医院内中子照射器超热中子通量低于1*108 cm-2•s-1等关键问题,进一步提高医院内中子照射器的有效治疗深度,以便应用于肺癌、肝癌、恶性脑胶质瘤等深部恶性肿瘤;(2)研发具有肿瘤靶向性的纳米硼药物,使其有效在肿瘤组织中富集而在正常组织中摄取低,且每克肿瘤组织的硼含量大于20μg(3)揭示纳米硼药物在人体正常组织及不同肿瘤组织的代谢过程;(4)建立肿瘤组织与正常组织中硼药物达最大浓度差的时间点的相关数据库,确定硼中子俘获疗法治疗各种肿瘤时进行中子照射的最佳时间;(5)开展设计严谨的随机临床研究,制定硼中子俘获疗法治疗恶性肿瘤的临床指南。

19.再生医学与医用新材料、诊疗新技术

牵头人:胡建中、肖涛、邬玲仟、林戈

国家重大需求:基于“中国制造2025”“健康中国2030”战略发展需求,国家十三五规划将 “干细胞及转化研究”、“医用新材料”和“新型诊断技术及高性能医疗器械”列为国家重点研发计划。干细胞治疗新技术将为重大疾病治疗带来医疗技术的革命,有着巨大的产业化前景,据预测到2020年全球干细胞产业将达到4000亿美元;全球生物医用材料市场规模也已突破7000亿美元,而我国高端生物医用材料95%依赖进口。因此,突破学科壁垒,构建多学科交叉体系,研发满足临床需求、具有自主知识产权及产业化的干细胞治疗新技术及新型生物医用材料迫在眉睫。我国出生缺陷发生率在5.6%左右,每年新增出生缺陷数约90万例,70%以上是遗传因素所致。绝大多数疾病的发生、发展和转归都与遗传物质的变化相关。以高通量测序技术为核心的新一代诊断技术正成为疾病诊断的重要手段。因此开发自主知识产权的诊疗新技术与设备具有重大意义。

建设基础:依托医学遗传学国家重点实验室、粉末冶金国家重点实验室、高性能复杂制造国家重点实验室、人类干细胞国家工程研究中心、国家老年疾病临床医学研究中心等国家级平台;骨科生物医用材料湖南省工程实验室、心血管生物工程材料湖南省工程实验室等多个省部级平台;美国约翰霍普金斯医学院骨研究中心等高水平科研平台。拥有中国工程院院士、长江学者、千人计划学者、国家杰青等一批中青年人才骨干,承担了973、863等多项国家级科研计划和重大项目。在医用新材料、干细胞、遗传诊断与产前诊断等相关基础研究和关键技术方面取得显著的成绩。建立了我国第一个人胚胎干细胞库,推动创建我国临床医学学科二级学科:医学遗传学。创建了湖南省生物材料学会。获得湖南省自然科学、科学进步奖一等奖以上6项。

建设目标:构建国际一流的医学、生物学、材料学、制造学和信息学等多学科交叉的科研队伍和研究平台。突破人胚胎干细胞、人间充质干细胞、诱导多能干细胞和肿瘤干细胞分子机制研究与在临床治疗等应用中若干新原理和关键核心技术;突破医用新材料制造和应用中的关键技术,形成自主创新的医用新材料的设计、制造、评价、应用等新原理、新方法和评价体系;开发基于新一代高通量测序技术及单基因病产前诊断新技术并实现临床推广应用,优化和推广cSMART技术在肿瘤循环DNA检测中的应用,实现肿瘤的早诊断、早治疗。通过本研究构建横跨基础研究、转化研究、产品开发、临床应用等多个领域的科研平台和合作体系。

冲击国家三大奖:

1. 《高性能多级孔生物材料的激光增材制造关键技术与应用》力争2019年之前获得国家技术发明奖

2. 《严重遗传病产前筛查和诊断新技术体系的创建与临床应用》力争2019年冲击国家科技进步二等奖

3.《干细胞定向诱导分化的机制及其应用》力争2020年获得国家科技进步一等奖或二等奖

4. 《异种组织材料牛颈静脉带瓣管道防钙化及促进体内再生系统研究》 力争2020年获得国家自然科学二等奖

5. 《激光3D打印宏微纳结构及在骨再生中的应用》力争2020年之前获得国家技术发明二等奖

6. 《可控降解镁合金医用植入材料及其制备关键技术》力争2020年获得国家科技进步二等奖

冲击国家级平台:

1. “骨科医用材料”力争在2020年前获批国家地方联合工程实验室

2. “心血管生物工程材料”力争在2020年前获批国家地方联合工程实验室

冲击高端人才:

1. 邬玲仟力争2020年当选中国工程院院士

2. 罗湘杭、帅词俊力争2017年、2018年入选国家百千万人才工程

3. 帅词俊、林戈、殷刚、谢辉力争2018年、2019、2020年获得国家杰青基金资助

4. 刘静、林戈力争2017年、2018年获得长江学者称号

拟解决的关键问题: (1)再生医学拟解决以下关键科学问题:构建基于发现人原始多能性干细胞建立和维持的新机制的人原始多能性干细胞体系;建立原始多能性干细胞高效定向分化的新技术体系,以及关键调控机制研究及其临床应用;确定以解决生物医用制品临床应用的关键问题为导向,利用组织干细胞构建组织/器官再生的生物材料,进行“组织/器官修复—结构设计—复杂制造—载药缓释与定向诱导—临床评价与转化”全链条设计与研发;(2)医用新材料拟解决医用镁基材料在动物体内可控降解及生物适配性的关键问题,设计和制造可降解骨植入材料和血管支架;解决钛基、炭基材料成分设计、物理性能与人体硬组织适配性及生物相容性等关键应用问题;创新微纳尺度晶粒-宏观尺度生物材料的激光微纳制造理论与方法,突破高性能医用新材料的增材制造关键技术,解决人造结构向生物结构的转化难题;(3)组建一个由临床医生、遗传学家、化学家以及生物信息学专家组成的团队,解决单基因病的无创产前诊断、高通量测序产生的海量数据的挖掘和诠释。

20.新药研制

牵头人:胡高云

国家重大需求:新药创制对于不断提高疾病的治疗水平,保障人类健康有着至关重要的作用。也是促进一个国家医药工业发展,保证其核心竞争力的重要手段。为了促进我国创新药物的发展,在国家层面的各种规划中,相继提出了“推动化学药研发从仿制为主向自主创新为主转移”,“鼓励创新药和临床急需品种上市”,将生物医药列为推动战略前沿领域创新突破的领域之一。特别是在“十三五”期间“继续组织实施“重大新药创制”国家科技重大专项”。提出围绕心脑血管疾病、糖尿病等重大疾病,重点支持创新性强、疗效好、满足重要需求、具有重大产业化前景的药物开发。

建设基础:我校在新药创制的产品研究及疾病治疗的药物作用靶点研究等领域具备了相当基础。全校承担及参与的国家重大专项“重大新药创制”项目就有7项。及973项目、国自重点项目、优青项目等。在创新药物的产品开发方面,我校具有自主知识产权的药物有两个项目已实施转化,其中有一个进入临床试验(氟非尼酮),一个处于临床前研究阶段(ZHC-116)。还有2个进入成药性评价阶段。在创新药物研究新方法和作用机制方面,提出了以Caspase-4抑制剂作为治疗脓毒症的新思路,以HPIK2为靶标的治疗慢性肾病的化合物设计新方法。在不同器官纤维化治疗药物的作用机制差异性方面和脓毒症药物治疗靶点方面提出了新观点。

建设目标:产生一批处于不同研发阶段的创新药物;构建一个以药学、临床医学、基础医学等多学科交叉的高水平的新药研发平台。

冲击国家三大奖:

1. 《脓毒症休克的病理生理机制》力争获得2020年国家自然科学二等奖

冲击高端人才:

1. “外专千人”Timothy R. Billiar力争在2020年成为中国科学院外籍院士

2. 吕奔力争在2019年获得国家杰青基金资助

3. 吕奔力争在2020年获得长江学者称号

拟解决的关键问题:1)提供创新药物,解决某些疾病临床治疗药物的空白问题;(2)在抗纤维化药物和脓毒症治疗药物研发领域,提出药物设计的新策略、新思路,得到成药性强的化合物;(3)围绕创新药物的作用机制,提出某些疾病治疗新方法、新思路。

21.脑科学及重大脑疾病防控

牵头人:夏昆、唐北沙、赵靖平

国家重大需求:脑科学是人类最复杂与最难攻克的最后堡垒,以阐明大脑工作原理为目标的脑科学研究计划最近在国际上掀起了令人瞩目的高潮。继美国、日本和欧盟等国推出各自的脑科学计划之后,中国的脑科学与类脑研究十三五规划纲要列为科技创新重大项目,标志着中国脑科学计划的正式启动。根据以认知脑为主,健康脑与类脑为辅的一体两翼的研究格局,中国脑计划的重要目标之一就是:揭示由于神经发育以及神经环路障碍导致的重大神经精神疾病的发生发展机制,实现早期客观诊断与精准治疗。其中神经发育障碍疾病包括自闭症、智力低下(障碍)等;而神经环路障碍疾病包括精神分裂、抑郁症、埃茨海默尔综合征、帕金森病等。这些疾病严重危害着人类的健康,例如自闭症发病率高达1%,而在65岁以上的人群中,埃茨海默尔综合征、帕金森病的发病率分别达到6%1.7%。因此,开展“脑科学及重大脑疾病防控”不仅符合国家科技发展战略规划,而且是国家人口与健康的重大需求。

建设基础:现已拥有医学遗传学国家重点实验室、国家精神心理疾病临床医学研究中心、国家老年病临床医学研究中心等国家级平台。团队成员包括千人计划学者1名,青年千人1名,国家优青1人,长江学者2人,杰青2人,973首席2人,国家重大研发计划负责人2人。承担了973863、国家重大研发计划、国家自然科学基金重点项目。构建了我国最大的自闭症、神经变性疾病的遗传资源库。在Nat GenetJAMAMol PsychiatrNat CommunBrain等国际一流杂志发表系列论文,在重大神经精神疾病的遗传学研究,临床诊疗等方面取得了丰硕成果。

建设目标:形成一支国际一流、基础与临床紧密结合的神经精神疾病研究团队,构建临床诊治、遗传学研究、生物信息学、模式动物、电生理/影像、基因功能研究的多学科交叉团队,利用现有的丰富临床资源,开发自闭症等神经精神的早期诊断分子标记物,达到早诊断早治疗的目的。

冲击国家三大奖:

1. 《帕金森病的发病机制》力争在2018年获得国家自然科学二等奖

2. 《神经系统疾病的遗传学及致病机制》力争在2019年获得国家自然科学二等奖

3. 《儿童孤独症的遗传学》力争在2020年获得国家自然科学二等奖

4. 《抗精神病药物副作用的防治》力争在2019年获得国家科技进步二等奖

冲击高端人才:

1. 张灼华力争2019年当选院士

2. 江泓、袁凯、吴仁容力争2017年、2019年、2020年获得长江学者称号

3. 江泓、袁凯、吴仁容力争2017年、2020年、2021年获得国家杰青基金资助

拟解决的关键问题:复杂的病因学和临床表型异质性是重大神经精神疾病防控的关键问题。为解决该问题,本方向已经组建了一支基础与临床结合的团队,包括来自神经内、外科,精神科、儿科影像科、临床检验科、病理科的临床医生,以及从事医学遗传学、神经生物学、模式生物学、分子生物学、解剖学/脑库、生物信息学、临床大数据、和公共卫生学研究的基础科研人员。系统研究重大脑疾病的遗传学、代谢产物、影像学和行为学,结合患者的生活方式等环境因素,整合临床大数据,挖掘重大脑疾病的早期标记物。同时,建立相关疾病的动物模型,开展分子生物学、形态学、影像学、电生理研究,阐明疾病发病机制,开发新的疾病治疗靶标。并在此基础上,提出自闭症、精神分裂症、神经变性疾病等重大脑疾病的防控新标准。

22.重大慢病的精准医疗

牵头人:陈翔

国家重大需求:慢性非传染性疾病(简称“慢病”)是目前威胁我国民众健康最主要的一大类疾病。根据国务院发布的《中国居民营养与慢性病状况报告(2015年)》,2012年我国居民慢病死亡率达533/10万,慢病导致的死亡占总死亡人数的86.6%。其中,恶性肿瘤、代谢内分泌疾病、免疫相关疾病及心血管疾病等重大慢病是主要死因,且增长迅猛,由于生活方式改变及人口老龄化的影响,预计未来1015年,我国慢病仍呈快速增长态势。重大慢病病因复杂,发病机制未被阐明,近年来精准医学研究成为了重大慢病的前沿领域。精准医学是生物技术(特别是生命组学技术)和信息技术在医学临床实践的交汇融合应用。本方向将通过构建大型健康队列和重大慢病专病队列,以临床应用为导向,利用新一代生命组学技术和生物医学大数据分析技术,建立多层次精准医学知识库体系和安全稳定可操作的生物医学大数据共享平台,构建创新性的慢病预警、诊断、治疗及疗效评价、预后判断的生物标志物、靶标、制剂的实验和分析技术体系,形成重大慢病的风险评估、预测预警、早期筛查、分型分类、个体化治疗、疗效和安全性预测及监控等精准防诊治方案和临床决策系统,建设中国人群典型慢病精准医学临床方案的示范、应用和推广体系,为显著提升人口健康水平、减少无效和过度医疗、避免有害医疗、遏制医疗费用支出快速增长提供科技支撑。这些研究对于加快我国重大慢病防控技术突破、占据未来医学及相关产业发展主导权、打造我国生命健康产业发展的新驱动力至关重要。

建设基础:中南大学在恶性肿瘤、代谢内分泌疾病、免疫相关疾病及心血管疾病等重大慢病的基础、临床及个体化医学等方面优势明显,特色鲜明。拥有国家代谢性疾病和老年疾病2个国家临床医学研究中心、医学遗传学国家重点实验室和抗癌药物国家地方联合工程实验室2个国家级科研平台、癌变与侵袭原理和化学生物与创新药物2个高等学校学科创新引智(111)基地、癌变与侵袭原理、糖尿病免疫学和移动医疗3个教育部重点实验室及药物基因组应用技术教育部工程中心,另外还有癌变原理等20多个省部级重点实验室;已拥有由2位中国工程院院士、2位长江学者、3位国家杰青、7位国家青千/优青等为学术骨干的2个教育部“长江学者”创新团队和2个湖南省创新群体。承担了多项国家级科研计划和重大项目,部分重大慢病相关基础与临床研究方向处于国际先进或国内领先水平。

建设目标:组建由基础、临床、个体化医学、预防医学、生命科学、信息与大数据等多学科交叉国际一流的研究团队,搭建一流的研究平台,针对重大慢病临床重要问题协同攻关,突破若干关键核心技术,获得一批原创性科研成果,构建重大慢病精准防、诊、治方案。

冲击国家三大奖:

1. 《免疫相关性皮肤病发生发展的分子机制》力争2020年前获得国家自然科学奖

2. 《皮肤肿瘤和银屑病的分子靶点研究》力争2020年前获得国家自然科学奖

3. 《药物反应个体差异的遗传分子机制》力争2020年前获得国家自然科学奖

4. 《异种移植生物安全关键技术及示范》力争2020年前获得国家技术发明奖

5. 《个体化药物精确治疗关键技术与临床应用》力争2020年前获得国家技术发明奖

6. 《自身免疫糖尿病的诊断与治疗》力争2020年前获得国家科技进步奖

冲击高端人才:

1. 周智广、陆前进、王维、陈翔等力争2020年前入选两院院士

2. 雷光华、张伟、谢辉、赵明、陈小平、程岩力争2020年前获得国家杰青基金资助

3. 罗湘航、张伟、谢辉、赵明力争2020前获得长江学者称号

拟解决的关键问题:(1)结合湘雅临床大数据的建设,建立湘雅重大慢病专病队列和临床样本库;(2)搭建湘雅精准医学大数据的资源整合、存储、利用与共享平台;(3)针对常见恶性肿瘤、代谢内分泌疾病、免疫相关疾病、心血管疾病等重大慢病,利用最新的生命组学平台,构建基于组学特征谱的重大慢病预警、诊断、分子分型、药物疗效及预后判断等的精确分类模型;(4)研发重大慢病的早期诊断、病情监测及疗效判断的新型分子标志物;(5)鉴定重大慢病的特异性治疗靶点,并针对靶点制定临床精准个体化治疗方案,进行药物个性化安全性与有效性评价,延缓病情的进展和复发。最终建立重大慢病精准的诊疗体系和指南,确立湘雅在重大慢病防、诊、治方面的话语权。

23.21世纪中国马克思主义的理论与实践

牵头人:张卫良

国家重大需求:“发展21世纪中国马克思主义”是习近平总书记基于时代、国情与实践进行理论谋篇布局而提出的重大战略命题,是进一步推进马克思主义中国化、时代化、大众化的目标、使命与方法所在。“发展21世纪中国马克思主义的理论与实践”研究方向,旨在呼应国家意识形态治理领域重大需求,为筑牢民族伟大复兴的思想基础和指明人文社会科学建设方向提供中南大学的智慧。

建设基础:马克思主义理论学科是学校传统优势学科,在学科链、学科群上能与哲学、法学、社会学、文学、艺术等其他人文社会学科高度契合,形成集成效应;团队发展已较成熟,立足于22个省部级人文社科基地,已形成以高文兵为带头人的中国特色社会主义理论体系与教育政策研究团队、以徐建军为带头人的复合型高校思想政治教育理论与方法论研究团队、以张卫良为带头人的中国优秀传统文化与意识形态安全教育研究团队等;前期基础扎实,实现了国家级、省部级、校级等10余项课题支持的全覆盖,获得了近10项省部级科研优秀成果奖,优秀著作与高水平论文数量居全国高校先进行列。

建设目标:推动马克思主义理论及相关学科的创新发展,塑造以“发展21世纪中国马克思主义”为主要方向的意识形态研究新高地,建立马克思主义理论发展高端智库,争取入围“中国智库索引”。增强马院作为省重点马院的理论建树,争取入选第三轮全国重点马院,冲击国家教学成果奖、教育部优秀成果奖,孵化一批国家社科基金及教育部社科基金项目,出版一批在国内有重大影响力的教材和专著。

冲击国家级成果:

1. 《发展21世纪中国马克思的语境、逻辑与进路研究》力争2020年前成为国家社科基金重大项目

冲击高端人才:

1. 王浩斌力争2020年前获得青年长江学者称号

2. 季娇力争2020年前获得国家优青基金资助

拟解决的关键问题:以“发展21世纪中国马克思主义”为多学科协同发展之魂,推动多学科中马克思主义的资源挖掘与理论共享。(1)探究和建构立德树人,培养青年马克思主义者和社会主义事业接班人的理论和实践模式;(2)基于问题导向探索“发展21世纪中国马克思主义理论与实践”的“语境问题”、“逻辑问题”与“进路问题”,具体包括:对20世纪中国马克思主义发展经验和教训的归纳总结,凝练马克思主义“三化”的基本原则与客观规律;(3)探讨马克思主义实践哲学中国化、马克思主义伦理思想的新发展、马克思主义科技哲学的基本问题;(4)廓清马克思主义艺术理论的地平线,寻找马克思主义艺术理论的源头,研究马克思主义艺术理论内部流派的争论以及马克思主义艺术理论与西方马克思主义艺术理论的争论等。

24.中华优秀传统文化传承、发展与传播

牵头人:左高山

国家重大需求:随着我国经济社会深刻变革和全球化的深入发展,需要深化对中华优秀传统文化重要性的认识,增强文化自觉和文化自信;需要深入挖掘中华优秀传统文化价值内涵,激发传统文化的生机与活力;需要加强政策研究,构建中华优秀传统文化传承发展体系;需要加强文化典籍与专著的译介与对外传播,提升国家对外形象和文化软实力。

建设基础:中华传统美德、中国哲学、古典文学、古代艺术、传统体育、村落文化保护、典籍译介与对外传播等研究领域实力雄厚,队伍齐备,成果丰硕。哲学、文学、艺术、体育、翻译等学科相互支撑,优势互补,具有较高整体实力。

建设目标:深入研究阐释中华优秀传统文化的历史渊源、发展脉络、基本走向,形成具有国际影响力的优秀特色作品、滋生国家重大项目、培养优秀人才、产出有较大影响的学术成果。

冲击国家级成果:

1. 《善政的追求——道家道治及践行研究》力争2018年获得教育部社科成果一等奖

2. 中国道德文化的传统理念与现代践行研究》力争2018年获得教育部社科成果一等奖

3. 《敌人论》力争2018年获得教育部社科成果一等奖

4. 《当代中国政治忠诚及其实现机制研究》力争2019年入选国家哲学社会科学成果文库

冲击国家级平台:

1. 中国村落文化保护中心力争2020年之前获批国家级平台

冲击高端人才:

1. 左高山力争2019年获得长江学者称号

2. 杨雨力争2020年获得长江学者称号

3. 苏怡力争2020年获得国家杰青基金资助、青年长江学者称号

拟解决的关键问题:(1)传统文化核心思想理念的提炼与阐释;(2)中华传统美德的培育与践行;(3)传统村落保护、立法与村落文化传播;(4)古典文学艺术的教育与传播;(5)湖湘传统体育传承、创新与传播;(6)湖湘文化的整理、发掘与传播;(7)传统技术思想传承与创新;(8)儒释道三教融合与传统文化的关系;(9)新媒体背景下优秀传统文化的译介、数字化与国际传播。

25.法治实施与地方治理

牵头人:陈云良、许源源

国家重大需求:全面依法治国是促进国家治理体系和治理能力现代化的重要战略布局之一。随着我国社会主义法律体系的基本形成与不断完善,法治实施问题逐渐成为“法治中国”建设的重要课题。地方治理是法治实施的重要构成,也是国家治理的基础和重要组成部分,是国家治理在地方的延伸。研究法治实施与地方治理,能够有效提升政府,特别是地方政府科学行政、民主行政和依法行政的水平;合理规范(地方)政府、企业、社会组织等各类治理主体之间的良性关系;让人民群众真正体会到国家发展和社会进步的获得感,并最终影响着国家治理体系和治理能力的现代化水平。

建设基础:中南大学有强大的法治实施与地方治理研究基础与平台。与中国行为学研究会联合推出的《中国法治实施报告》,已经成为中国备受关注的法制报告;与中国应急管理学会联合推出的《校园安全与应急管理教育报告》日益得到实践部门的重视;地方治理研究院、知识产权研究院、中国文化法研究中心等入围首批国家新型智库索引单位,社会稳定风险研究评估中心获得教育部思政司与中南大学共建基地、湖南省教育系统重大事项社会稳定风险评估中心、中国应急管理学会校园安全专业委员会秘书处等平台。相关的学科领域,如卫生法、文化法、城市治理、社区治理、风险治理、健康治理等,在国内实践部门和理论界都有重要影响,储存了大量的科研力量,产生了大量与地方有效对接的研究成果,有力地促进了国民经济与社会发展。

建设目标:推动中南大学法学学科、公共管理学科以及新兴相关学科的快速发展,形成有中南大学特色的优势交叉学科群;通过科研成果来影响国家和地方的治理实践,提升治理绩效;培育大批能够投身于国家法治实施和治理实践的复合型人才;引进或培育若干长江学者系列人才以及其他国家级高层次人才;产出一批有重要影响力的科研成果和决策咨询报告;获得一批国家和地方重大科研项目和教学科研奖励。

冲击国家级成果:

1. 《城市治理系列论文》力争2018年获教育部社科成果奖

2. 《贫困治理系列研究成果》力争2018年获教育部社科成果奖

3. 《社会稳定风险评估系列研究报告》力争2018年获得教育部社会成果奖(优秀报告奖)

4. 《我国农村扶贫中的国家与社会关系研究》力争2019年入选国家哲学社会科学成果文库

冲击国家级平台

1. 中南大学地方治理研究院、中南大学社会稳定风险研究评估中心、中南大学城市竞争力研究所力争2020年之前获批国家级平台

冲击高端人才:

1. 许源源、许中缘、周刚志力争2020年前获批长江学者称号

2. 吴晓林、李晓飞、陈海嵩、严惠麒力争2020年前获得青年长江学者称号

拟解决的关键问题:理论上进一步阐释、内容上进一步分析、实践上进一步解剖法治实施与地方治理体系与治理能力现代化。具体涉及如下研究问题:(1)法治实施与中国社会主义法治建设的推进与完善;(2)法治实施与传统法学学科的发展;(3)法治实施与新兴法学学科的发展;(3)地方治理政策与国家战略决策部署之间的关联性研究;(4)区域与城市治理研究;(5)公共安全与风险治理研究;(6)公共卫生与健康治理研究;(7)地方治理绩效评估研究。

26.国家资源安全与管理创新

牵头人:黄健柏、游达明

国家重大需求:党的十八届三中全会决定成立“国家安全委员会”,习近平总书记在中央国家安全委员会第一次全体会议上首次提出包括资源安全在内的总体国家安全观的重大战略思想。结合我校在资源领域的优势与研究基础,对国家资源安全与管理创新展开研究,着眼于提高国家资源安全保障能力,“建立反映市场供求和资源稀缺程度、体现生态价值和代际补偿的资源有偿使用制度和生态补偿制度”,为战略性新兴产业发展提供坚实的物质保障,符合国家制造强国、创新驱动、生态文明建设等国家重大战略需求。

建设基础:该领域依托学校传统优势学科展开交叉研究,已获得5项国家社科重大基金项目资助,3项国家自然科学基金重点项目资助,3项教育部人文社科重大基金项目资助,研究团队成熟,研究基础扎实,科研实力雄厚;拥有5个省部级平台,2个平台入选“中国智库索引”。在经济学、管理学、法学、公共管理学、地质学、冶金学、材料学、信息学、数学等各个学科链条均具有较高的整体实力和有力学科支撑。

建设目标:形成国际一流的研究团队,构建资源硬科学(环境工程、采矿工程、冶金工程)、经济学、管理学(含公共管理)、法学等多学科交叉的研究平台;推动我校资源硬科学与软科学学科链条的创新发展,培育具有鲜明特色的资源经济学、生态文明学等应用经济学二级学科;实现国家资源安全与管理创新理论重大创新,“中南大学金属资源战略研究院”建设成为资源安全领域的新型国家智库。

冲击国家级成果

1. 《资源安全大数据开发及决策支持系统》研究成果力争2020年获得国家科技进步二等奖;

2. 《经济新常态下的国家金属资源安全管理及其政策研究》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果一等奖

3. 《基于国家金属资源安全视角的城市矿产开发利用研究》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果一等奖

4. 《金属矿产资源国际市场价格操纵问题与我国定价权研究》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果一等奖

5. 《长江经济带产业绿色发展战略与政策体系研究》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果一等奖

6. 《金属矿产大数据开发及决策支持系统》力争2020年中国有色金属工业科学技术一等奖

7. 《下行周期中须重视紧缺矿产长期资源安全》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果二等奖

8. 《国内紧缺金属矿产安全底线产能测算与调控对策研究》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果二等奖

9. 《金属矿产开发补偿机制设计及政策研究》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果二等奖

10. 《环境规制与企业生态技术创新激励》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果二等奖

11. 《我国碳排放权交易制度对企业绿色创新及竞争力的影响》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果二等奖

12. 《自然资源资产负债表编制战略》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果二等奖

13. 《资源产业链金融服务与创新》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果二等奖

14. 《国家资源治理与管理创新能力》力争2020年之前获得教育部高等学校科学研究优秀成果二等奖

冲击国家级平台:

1. “中南大学金属资源战略研究院”、“两型社会与生态文明协同创新中心”力争2020年之前获批教育部人文社会科学重点研究基地

2. “中南大学金属资源战略研究院”力争2017参与共建“国土资源战略研究重点实验室”

3. “中南大学金属资源战略研究院”力争2020年成为资源安全领域的新型国家智库

冲击高端人才:

1. 任胜刚、张运生力争2020年前获得国家杰青基金资助或长江学者称号

2. 王宗润、文凤华、王昶、王坚强、谭春桥、周艳菊、刘咏梅力争2019年前获得长江学者称号

3. 孟凡永、李大元、王建新、安庆贤力争2019年前获得国家优青基金资助

4. 吴晓林、周志方、邵留国、徐婧、郭尧琦、钟美瑞力争2020年前获得青年长江学者称号

拟解决的关键问题:着重解决如下四大科学问题:(1)针对服务于国家重大需求战略的国家资源供给保障问题,研究国家资源战略决策与政策创新、资源开发利用的国际化与跨国经营、城市矿产开发与资源循环利用、战略性新兴产业关键原材料保障;(2)针对国家资源经济安全与利用效率问题,研究矿业金融、不同类型资源(高技术矿产、海洋矿产、伴生矿产)的清洁高效开发利用效率、资源产业转型升级及产业安全;(3)针对服务于生态文明建设国家战略的国家资源生态安全问题,研究资源有偿使用制度和生态补偿制度的构建、资源环境保护诉讼及立法、资源节约与有效利用政策创新、资源产业与企业生态技术创新、资源企业社会责任;(4)针对国家资源治理与管理创新能力提升问题,研究资源安全大数据开发及决策支持系统、资源贸易规则与国际金融规则的制定与定价权提升、地方自然资源治理与管理、资源产业及企业绿色化管理创新。


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