日前，中國科協(xié)發(fā)布了2023重大科學(xué)問題、工程技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)技術(shù)問題，涉及人工智能、新能源、高性能材料、生命科學(xué)等領(lǐng)域共29個問題難題，其中，如何突破碳纖維復(fù)合材料在我國未來超高速軌道交通車輛裝備的應(yīng)用， 被列入十大產(chǎn)業(yè)技術(shù)問題。

據(jù)了解，今年共收到89家全國學(xué)會和學(xué)會聯(lián)合體、部分領(lǐng)軍企業(yè)科協(xié)推薦的590個問題難題，涵蓋數(shù)理化基礎(chǔ)科學(xué)、地球科學(xué)、生態(tài)環(huán)境、制造科技、信息科技、先進(jìn)材料、資源能源、農(nóng)業(yè)科技、生命健康、空天科技等領(lǐng)域。
2018年以來，中國科協(xié)連續(xù)6年征集評選具有前瞻性、創(chuàng)新性和引領(lǐng)性的重大科技問題難題，并在中國科協(xié)年會上發(fā)布。共累計150多家全國學(xué)會、領(lǐng)軍企業(yè)科協(xié)等組織，遴選推薦3362個具有前瞻性、創(chuàng)新性和引領(lǐng)性的問題難題，并圍繞發(fā)布的重大問題開展學(xué)術(shù)交流、智庫建言、科普解讀和協(xié)同攻關(guān)。

據(jù)《中國碳纖維復(fù)合材料行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與發(fā)展前景調(diào)研報告（2023-2030年）》數(shù)據(jù)，2021年，我國鐵路運營里程達(dá)到15.00萬公里，其中高鐵4.00萬公里，居世界第一。全國鐵路客車約78000輛，其中動車組4153標(biāo)準(zhǔn)組、33221輛。目前，鐵路列車部件大多為采用鋁合金材料，存在應(yīng)力腐蝕、重量大，外表處理困難、焊接要求高、疲勞強(qiáng)度低等問題。
碳纖維復(fù)合材料可應(yīng)用于磁浮列車、高速動車組、城軌地鐵、城際車輛、鐵路貨車、軌道承載梁等軌道交通領(lǐng)域的大部分承載結(jié)構(gòu)，以及內(nèi)飾件等非承載結(jié)構(gòu)，以解決列車輕量化問題，提升列車綜合性能。碳纖維作為一種性能優(yōu)異的替代性材料，全球多個國家均在軌道交通裝備上探索應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料，軌道交通工具正經(jīng)歷著從“鋼鐵時代”、“鋁材時代”到“碳材時代”的跨越。

該問題的提出，說明在技術(shù)上還沒有實現(xiàn)突破，但對我國未來軌道交通發(fā)展具有戰(zhàn)略意義，有待于從國家層面組織攻關(guān)。

有專家表示，此次國家層面發(fā)布的錨定的科技領(lǐng)域重大問題難題，總體上是針對國家重大需求而提出。黨二十大報告指出，要健全新型舉國體制，強(qiáng)化國家戰(zhàn)略科技力量，優(yōu)化配置創(chuàng)新資源，提升國家創(chuàng)新體系整體效能。國家層面引導(dǎo)，有助于集聚力量進(jìn)行引領(lǐng)性科技攻關(guān)，更好打贏關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)。

中國工程院院士、中國科協(xié)先進(jìn)材料聯(lián)合體主席干勇日前在中國科協(xié)年會新材料科技與產(chǎn)業(yè)論壇上表示，隨著風(fēng)電、光伏等產(chǎn)業(yè)崛起，我國碳纖維的消費量已超過全球一半，去年國產(chǎn)供應(yīng)量比2021年增長五成以上。新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域第一梯隊中，美國全面領(lǐng)先，日本以納米材料、電子信息材料等見長，歐洲的強(qiáng)項是結(jié)構(gòu)材料、光學(xué)和光電材料等。中國是第二梯隊的“領(lǐng)頭羊”。

10個前沿科學(xué)問題

1、如何實現(xiàn)低能耗人工智能人工智能產(chǎn)業(yè)仍存在高耗能問題，綠色AI領(lǐng)域的研究和突破將促進(jìn)全社會的數(shù)智化轉(zhuǎn)型，助力實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。

2、如何實現(xiàn)飛行器在上層大氣層機(jī)動飛行對100KM至200KM上層大氣層空域的有效利用，將帶動對地觀測、通信等關(guān)系民生和國防的重大科技進(jìn)步，填補(bǔ)在此空域飛行的飛行器空白。

3、利用新型符合測量方式能否搜尋磁單極子和軸子暗物質(zhì)的存在在深空環(huán)境中利用新型探測手段對于這些新粒子的搜尋，將提高對于此類新粒子探測的靈敏度，填補(bǔ)空白。

4、非線性效應(yīng)會隨尺度變化嗎隨著更小尺寸的人造體系不斷涌現(xiàn)，人們對于非線性效應(yīng)的已有認(rèn)識是否仍然適用？非線性因素及其作用是否會隨體系尺度變小出現(xiàn)新的表現(xiàn)形式，帶來新的非線性現(xiàn)象？

5、影響高性能纖維發(fā)展的基礎(chǔ)科學(xué)問題是什么突破高端材料生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展緩慢，性能提升不足等問題，能促進(jìn)我國高性能纖維及復(fù)合材料制備技術(shù)發(fā)展，實現(xiàn)關(guān)鍵材料、核心裝備技術(shù)的自主可控。

6、全球氣候變化背景下作物如何適應(yīng)土壤環(huán)境在該問題上取得突破，可以引領(lǐng)未來在全球氣候環(huán)境變化背景下的資源高效利用的生物育種，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

7、現(xiàn)代陸地生態(tài)系統(tǒng)是如何起源的了解“白堊紀(jì)陸地革命”的起因、過程和動力機(jī)制是解答現(xiàn)代陸地生態(tài)系統(tǒng)起源問題的關(guān)鍵。

8、生殖衰老的觸發(fā)及延遲機(jī)制是什么本問題取得突破后，將為女性生殖衰老分子機(jī)制提供新認(rèn)識、創(chuàng)建精準(zhǔn)診療技術(shù)，促進(jìn)女性健康生育，保障出生人口質(zhì)量。

9、如何實現(xiàn)可控核聚變的穩(wěn)態(tài)燃燒突破聚變堆高參數(shù)、高性能燃燒等離子體穩(wěn)定運行核心問題，將有助于提升我國在國際重大前沿科學(xué)技術(shù)的話語權(quán)，對我國未來聚變堆建設(shè)起到極大推動作用。

10、如何探明更高速度輪軌系統(tǒng)耦合機(jī)理及能量場分布特征該問題的突破對于實現(xiàn)我國高速鐵路技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)“引領(lǐng)”地位具有重要意義。

9個工程技術(shù)難題

1、如何實現(xiàn)在原子、電子本征尺度上的微觀動力學(xué)實時、實空間成像該問題的突破將為探索和解決在物理、化學(xué)、生物、材料以及能源等領(lǐng)域的重大科技前沿問題提供關(guān)鍵實驗參數(shù)和手段。

2、如何解決稀土基體中痕量雜質(zhì)的高效分離難題，突破高純稀土材料工程化制備技術(shù)及裝備將保障我國重大工程領(lǐng)域關(guān)鍵核心材料的自主可控，實現(xiàn)資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)品優(yōu)勢。

3、適用于新型電力系統(tǒng)的長周期儲能方式是什么其突破將根本性破解高比例新能源發(fā)展與消納的關(guān)鍵難題，是我國新型能源體系構(gòu)建的重要組成部分，戰(zhàn)略意義重大。

4、如何實現(xiàn)大田作物綠色優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)無人化栽培技術(shù)破解未來糧食“怎么種、靠誰種”的“卡脖子”技術(shù)問題，推動糧食生產(chǎn)由機(jī)械化向無人化新跨越。

5、如何突破低鉑、低成本車用燃料電池電堆關(guān)鍵技術(shù)其突破將有助于我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)急速發(fā)展，產(chǎn)生顯著的環(huán)境效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益。

6、如何突破多災(zāi)種驅(qū)動作用下艱險山區(qū)國家重大鐵路超高寬幅站場路基長期風(fēng)險評估與性能保持技術(shù)難題開展多災(zāi)種驅(qū)動作用下艱險山區(qū)國家重大鐵路超高寬幅站場路基長期風(fēng)險評估與性能保持技術(shù)研究，有利于突破若干前沿交叉問題。

7、如何突破新能源廢料清潔高值化利用其突破將有利于減少相關(guān)資源的進(jìn)口依賴，防范原材料供給風(fēng)險，對保障國家資源安全和改善生態(tài)環(huán)境具有重要戰(zhàn)略意義。

8、如何實現(xiàn)核動力載人火星探測的快速往返逐步突破人類進(jìn)入近地空間、地月空間、深空等的頻率并縮短航行時間，為建立航班化載人航天運輸系統(tǒng)，高效開發(fā)和探索宇宙具有重要意義。

9、如何將腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用到臨床醫(yī)療中腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提升腦疾病醫(yī)療健康水平，但其在性能、精準(zhǔn)、高效、安全等方面仍存在眾多挑戰(zhàn)。

10個產(chǎn)業(yè)技術(shù)問題

1、如何突破碳纖維復(fù)合材料在我國未來超高速軌道交通車輛裝備的應(yīng)用發(fā)展高速列車專屬碳纖維復(fù)合材料技術(shù)是搶占軌道交通技術(shù)制高點、踐行“交通強(qiáng)國”戰(zhàn)略的有力舉措。

2、如何發(fā)揮我國信息通信產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，快速實現(xiàn)芯粒（Chiplet）技術(shù)和產(chǎn)業(yè)突破打造Chiplet“中國方案”、快速實現(xiàn)Chiplet技術(shù)和產(chǎn)業(yè)突破，是突破芯片技術(shù)封鎖、實現(xiàn)集成電路領(lǐng)域高水平自立自強(qiáng)的關(guān)鍵。

3、石油基炭材料高端化技術(shù)如何發(fā)展石油基炭材料及其制備的石墨制品，在國防軍工、航空航天、核工業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但仍存在高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口，甚至被嚴(yán)格管控的現(xiàn)象。

4、如何通過柔性薄膜技術(shù)實現(xiàn)星載輕質(zhì)可展開陣列天線柔性薄膜陣列天線技術(shù)將直接瞄準(zhǔn)未來全柔性、高收納比、高性能和輕質(zhì)的新型薄膜陣列天線技術(shù)戰(zhàn)略制高點，實現(xiàn)我國星載陣列天線的跨越式發(fā)展。

5、如何實現(xiàn)生殖干細(xì)胞精準(zhǔn)移植技術(shù)在養(yǎng)殖魚類單性種質(zhì)創(chuàng)制中的廣泛應(yīng)用生殖干細(xì)胞移植技術(shù)是制備單性種質(zhì)的前沿育種技術(shù)，可以大大提高性控育種的進(jìn)程。

6、梯級水庫群如何實現(xiàn)汛限水位聯(lián)合優(yōu)化調(diào)控本問題的研發(fā)面向水旱災(zāi)害防御、水電清潔能源、水資源綜合利用以及水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重大國家需求，具有重大理論意義和工程應(yīng)用價值。

7、如何高值利用有機(jī)污染化工廢鹽，推動化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
建立完善化工廢鹽利用處置的污染防治標(biāo)準(zhǔn)體系，攻關(guān)利用處置技術(shù)并開展工程應(yīng)用示范，助力我國由化工大國向強(qiáng)國邁進(jìn)。

8、如何在沙漠戈壁荒漠地區(qū)構(gòu)建千萬千瓦級新能源基地并實現(xiàn)安全穩(wěn)定送出要將荒漠化地區(qū)改造成為綠色能源基地，亟需解決如何在缺乏電網(wǎng)支撐的情況下實現(xiàn)數(shù)億千瓦荒漠新能源發(fā)電基地安全穩(wěn)定送出的關(guān)鍵問題。

9、如何發(fā)展面向高性能和低成本產(chǎn)業(yè)升級的自主可控SoC芯片在已有可控的、較為落后的制造工藝下，通過芯片架構(gòu)創(chuàng)新實現(xiàn)系統(tǒng)性能的躍升，從而滿足不同產(chǎn)業(yè)的實際應(yīng)用需求，確保產(chǎn)業(yè)發(fā)展安全。

10、如何實現(xiàn)沖擊地壓煤層智能安全高效開采沖擊地壓已成為制約我國煤礦安全生產(chǎn)和產(chǎn)能釋放的“頭號殺手”，隨著開采深度的不斷增加，其影響越發(fā)凸顯，將嚴(yán)重影響我國能源戰(zhàn)略安全和國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展。