科通知[2016]120

各相关单位教师：

根据国家自然科学基金委网站通知，多相反应过程中的介尺度机制及调控重大研究计划2016年度项目指南已经发布，现将有关事项通知如下：

过程工业涵盖能源和资源转化利用等重要基础产业，但效率低、污染重、资源浪费严重，多数过程的工艺技术开发周期长、风险和费用高，这些问题已成为可持续发展的瓶颈。多相反应是其中最普遍与最核心的过程，探索这些过程中介尺度结构的形成机理、实现其科学定量描述与定向调控已成为过程工业发展的前沿。

多相反应过程中的介尺度机制是指由大量单元组成的系统在个体单元与整体系统之间的尺度范围内复杂时空结构的形成与演化规律。主要包括两个层次的介尺度问题，其一，分子尺度到颗粒（包括气泡、液滴等离散单元）尺度间的材料结构或表界面时空尺度；其二，颗粒尺度到反应器尺度间形成的非均匀结构的时空尺度。本计划将阐明其机理，发展模拟计算与实验表征方法，进而建立相关模型与理论，重点揭示介尺度结构对流动-传递-反应行为的影响及其耦合规律，建立多相反应过程定量设计、优化和调控的方法，形成以介尺度科学为基础的过程工程学科新方向，服务于相关工艺和过程的开发。

一、科学目标

针对多相反应过程中的材料和反应器两个层次中普遍存在的介尺度问题，明确不同系统中介尺度结构的定义和特征，阐明多尺度过程的介尺度作用机制，寻找量化规律，建立共性理论；鼓励学科交叉，突破传统方法的局限性，解决重大工程应用中的关键问题。

二、核心科学问题

本重大研究计划将重点针对多相反应过程中介尺度行为和效应显著的气固、气液、气液固和复杂流体等系统，瞄准相关应用过程中的共性基础问题，在深入剖析现有典型工艺的基础上，对材料表界面和颗粒聚团两个介尺度问题以及它们在颗粒尺度进行流动-传递-反应耦合的规律进行研究，解决以下三个关键科学问题：

（一）材料及表界面介尺度结构的形成机理与反应的定向调控；

（二）反应器中介尺度流动-传递过程的多机制耦合与调控；

（三）上述两个层次间关联的理论与方法。

三、2016年度拟重点资助研究方向

围绕多相反应过程中材料层次和反应器层次的介尺度结构，鼓励以下几方面研究：

（一）共性原理和方法。

介尺度结构形成的物理机制，稳态介尺度结构的变分原理，不同条件下变分函数的具体确定，介尺度结构随时间演化的动力学。本计划的部分研究已经注意到探索有意义的共性规律，但尚需进一步加强、改进和完善。特别鼓励数学物理领域专家申请。

（二）介尺度结构实例研究。

用介尺度的概念研究多相反应过程中存在的复杂多尺度结构问题，发现新规律，归纳对介尺度结构的共性认识。聚焦材料层次上反应与扩散过程的耦合机制，反应器层次上介尺度结构的形成机理及其对传递和反应过程的影响，以及不同层次间的耦合连接。

（三）介尺度结构的表征。

建立介尺度时空结构的计算和实验表征方法，深化对介尺度动态结构形成和演化规律的理解，使相关研究由平均粗粒化方法逐步发展为介尺度方法导向的研究。

（四）介尺度方法的应用研究。

鼓励介尺度概念在多相反应相关过程中的应用，聚焦材料的理性设计、过程的直接放大、系统的智能优化，解决困扰学术界和产业界的瓶颈问题。

四、2016年度资助计划

2016年度对探索性强、开拓新方向的申请按“培育项目”予以资助，拟资助15-20项，直接费用的平均资助强度为80万元/项，资助期限为3年，申请书中研究期限应填写“2017年1月1日-2019年12月31日”；对有一定工作积累、有望在介尺度科学方面取得重要突破的申请将按“重点支持项目”予以资助，拟资助3-4项，直接费用的资助强度为300万元-400万元/项，资助期限为4年，申请书中研究期限应填写“2017年1月1日-2020年12月31日”。

五、遴选项目的基本原则

为确保形成介尺度科学的总体目标，本重大研究计划要求所有申请应针对介尺度行为的本质机理，旨在揭示规律、建立物理模型和预测方法，并实现工业应用。具体要求如下：

（一）具有原创性的介尺度理论和方法，能深刻揭示介尺度过程中不同机制相互作用的规律，提出严密的理论模型和可行方法；

（二）针对多相反应过程中材料表界面和颗粒聚团两个介尺度关联的研究；

（三）鼓励实质性的多学科交叉合作研究，特别是对介尺度科学共性数学和物理问题的研究，整合相关力量、开展更加有针对性的联合攻关研究的重点支持项目；

（四）希望通过本研究计划，形成新的理论和方法，解决我国过程工业中具有代表性的重大应用问题。

六、校内申报截止日期：2016年9月23日

请申请人于2016年9月23日前在线提交申请书及上传附件材料，网址：https://isisn.nsfc.gov.cn/egrantweb/

项目指南详见附件。请申请人填报完成后打印纸质版连同附件材料一式两份送交科发院。

科发院联系人：

刘刚，67391479，kjcjhs2@bjut.edu.cn

马琳，67391476，lin@bjut.edu.cn

科学技术发展院

2016年8月29日

附件_多相反应过程中的介尺度机制及调控重大研究计划2016年度项目指南.docx