近日，中國工程院院士、中國科協副主席、中國海洋學會副理事長周守為在第二十一屆中國科協年會閉幕式上發布了2019年20個對科學發展具有導向作用、對技術和產業創新具有關鍵作用的前沿科學問題和工程技術難題。
2019年征集發布活動得到81家全國學會、學會聯合體的積極參與。經過7079名科研一線科學家線上初選、124名學科領軍專家線上復選、27名院士專家終選，最終確定“對激光核聚變新途徑的探索”“單原子催化劑的催化反應機理”等20個重大科學問題和工程技術難題。
這20大科技難題分別是：暗物質是種能探測到的基本粒子嗎、對激光核聚變新途徑的探索、單原子催化劑的催化反應機理、高能量密度動力電池材料電化學、情緒意識的產生根源、細胞器之間的相互作用、單細胞多組學技術、廢棄物資源生態安全利用技術集成、全智能化植物工廠關鍵技術難題、近地小天體調查及防御與開發問題、大地震機制及其物理預測方法、原創藥物靶標發現的新途徑與新方法、中醫藥臨床療效評價創新方法與技術、人工智能系統的智能生成機理、氫燃料電池動力系統、可再生合成燃料、綠色超聲速民機設計技術、重復使用航天運輸系統設計與評估技術、千米級深豎井全斷面掘進技術、海洋天然氣水合物和油氣一體化勘探開發機理和關鍵工程技術。
“中國科協重大科學問題和工程技術難題的發布，既和當下的國計民生息息相關，又有面向未來的戰略意義。”中國科學院院士、中國科協名譽主席韓啟德說。
“解決了這些科學問題和技術難題，不僅能改變我們人類的生活，同時對未來人類社會的發展和進步也會起到支撐和指導作用。”中國工程院院士、哈爾濱工業大學教授杜善義表示。
20個重大科學問題和工程技術難題
1.氫燃料電池動力系統
該產業將成為我國新經濟增長點和新能源戰略的重要組成部分，對加快我國氫燃料電池汽車的產業化應用、完善新能源汽車產業及技術布局，提升國際競爭力和科技創新實力，保障國家能源安全、改善環境污染等具有顯著意義。
——中國汽車工程學會推薦
2.高能量密度動力電池材料電化學
突破高能量密度動力電池核心材料體系的技術瓶頸，實現高能量密度動力電池工程化，可從根本上消除電動汽車行業“續航里程焦慮”問題，快速推動該產業的發展，對振興中國汽車、保障能源安全、節能減排等有重要意義。
——中國化學會推薦
3.可再生合成燃料
利用太陽能、風能、生物質能等可再生能源，轉化利用二氧化碳設計出適合高效清潔燃燒的合成燃料分子結構，實現CO2+H2O→CxHy的分子轉換，生產合成甲烷、醇醚燃料、烷烴柴油、航空燃油等可再生合成燃料。
——中國工程熱物理學會推薦
4.單原子催化劑的催化反應機理
該問題的突破，將進一步豐富催化領域的理論知識，指導新型催化劑的設計、研發以及制備，拓寬催化劑的應用范圍。有助于實現物質 “原子經濟性”，對催化及相關領域有重大貢獻，或將伴隨新興研究領域的出現。
——中國化學會推薦
5.情緒意識的產生根源
指向人類對深邃而復雜情感世界的認識和理解，有助于解釋人類社會獨特性的進化依據，不僅有利于維持現有社會的健康和發展，也可解釋人類社會建構的基礎，重塑人類生存和發展的理解框架。
——中國心理學會推薦
6.細胞器之間的相互作用
利用多學科交叉前沿技術，研究細胞器相互作用網絡的分子細胞生物學機制，對細胞器網絡在生物膜穩態維持、動態變化等重要細胞生命過程的作用提出原創性理論，以支持相關重大疾病的診斷、預防和新藥研發。
——中國細胞生物學學會推薦
7.單細胞多組學技術
該技術可系統地鑒定細胞異質性和識別罕見細胞類型，在遺傳特性、生化特征和生理功能方面提供前所未有的精準數據，可廣泛應用于胚胎發育、細胞分化和譜系追蹤，以及人體生理功能和疾病發生發展的研究。
——中國細胞生物學學會推薦
8.廢棄物資源生態安全利用技術集成
可解決大量養分資源僅能作廢棄物或因處理不當而造成的資源浪費，有效控制環境污染和耕地質量風險，引導工農業廢棄物資源循環利用產業鏈和價值鏈提升，實現生產清潔化、利用安全化、投入品減量化等，促進農業可持續發展。
——中國農學會推薦
9.全智能化植物工廠關鍵技術難題
智能化植物工廠可提供農業與大都市食品安全生產的新模式，并在智能化裝備與管理決策系統、新型LED光源與光能有效利用、新型作物品種改良等方面掌握核心技術，將促進人工智能與農業科學等多學科的交叉與融合。
——中國植物生理與分子生物學學會推薦
10.近地小天體調查、防御與開發問題
可整合拉動地面設施、太空探索、太空開發及太空經濟研究，發展航天未來技術和牽引太陽系演化前沿科學研究。助推小天體撞擊天地一體預警體系及國際大科學計劃發展，體現負責任的大國擔當。
——中國空間科學學會推薦
11.大地震機制及其物理預測方法
孕震斷層多鎖固段脆性破裂理論很好地描述了板內和板間地震產生過程，有望從根本上解決地震預測預報這一世界性科學難題，進而提高人類預防地震災害的能力，亦有助于大幅提升我國在國際地球科學領域的學術地位。
——中國巖石力學與工程學會推薦
12.原創藥物靶標發現的新途徑與新方法
通過生命科學的深入研究，發現對疾病發生、發展具有重要影響的基因、酶、受體等生物大分子和相關的調控通路；利用已有的生物活性分子去發現它們的作用靶標，這兩個發現和確證藥物作用的新靶標、新機理的主要途徑，是實現我國原創藥物研發的重要突破點。
——中國藥學會推薦
13.中醫藥臨床療效評價創新方法與技術
該技術可篩選出臨床療效顯著且安全性高的中醫藥干預措施，更能體現出中醫特色的治療病證，可產生用于評價中醫復雜干預的方法，對內為民生服務，對外可提升國家科技、經濟和文化實力，并可產生一系列獨創的臨床研究方法和技術。
——中華中醫藥學會推薦
14.人工智能系統的智能生成機理
人工智能是引領現代科技革命和產業變革的戰略力量，可使人類從一般性的勞動中解放出來去從事創造性工作，從而對人類社會的發展產生無可估量的偉大貢獻。但成功的關鍵是——要理解“智能生成的機理”。
——鐘義信院士推薦
15.暗物質是種能探測到的基本粒子嗎?
暗物質很可能是一種未知的、相互作用非常微弱的基本粒子，可以建造超級靈敏的粒子探測器來進行研究。暗物質粒子一旦被發現，將成為人類科學史上具有劃時代意義的重大成就，會對未來粒子物理與天體物理的發展產生巨大影響。
——中國物理學會推薦
16.對激光核聚變新途徑的探索
激光核聚變的成功實現將有望解決困擾人類多年的能源問題，還可用于模擬核武器相關過程，可帶來巨大的經濟與社會效益，并保障國家安全。
——中國物理學會推薦
17.綠色超聲速民機設計技術
該技術的問世將使高速飛行完美融入人類的生產生活，極大地縮短民航運輸的時間，使國際間的經貿往來更為頻繁和高效，是激發我國民用航空工業提升整體實力、趕超傳統航空強國的一次重要歷史機遇。
——中國航空學會推薦
18.重復使用航天運輸系統設計與評估技術
構建航班化運營的重復使用航天運輸系統，可大幅提升我國自由進出和利用空間的能力，是深入推進航天運輸技術發展、實現向航天強國邁進的重要內容，還將進一步落實軍民融合戰略，促進航天裝備體系發展。
——中國宇航學會推薦
19.千米級深豎井全斷面掘進技術
攻克深部復雜巖體高效破巖、同步支護、巖渣連續提升、姿態實時導向等關鍵技術，創新研制大直徑深豎井全斷面掘進裝備，為川藏鐵路、深部資源開采、深地空間開發等戰略工程提供技術與裝備保障，開創深豎井工程安全、優質、高效、綠色建設新模式，搶占全球深部地下空間開發領域的技術制高點，為“向地球深部進軍”國家戰略的實施奠定堅實的技術基礎。
——中國鐵道學會推薦
20.海洋天然氣水合物和油氣一體化勘探開發機理和關鍵工程技術
基于我國海域天然氣水合物和常規油氣賦存區域的空間耦合關系，重點攻克海域天然氣水合物和常規油氣綜合探測機理、海底表層、中深層天然氣水合物和深部油氣資源的一體化開發機制和核心技術裝備，從而實現海域天然氣水合物、淺層氣和深部油氣的立體開發，可極大提升我國海域天然氣資源的綜合開發能力，對保障國家能源安全具有重要的戰略意義。
——中國能源研究會推薦
