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水资源承载力|2020重大科学问题和工程技术难题( 二 )


当前 ， 我国生态文明建设进入加速期和关键期 ， 对水资源集约利用和严格保护提出了更高要求 。 研究变化条件下水资源承载力与水平衡优化这一科学问题 ， 有利于深化认识我国区域水循环要素及其演化规律 ， 完善水资源承载力评价方法 ， 阐明水平衡状态对于水资源承载力的指标意义 ， 明确诸多水问题及生态环境问题的发生机制 ， 为总结与水资源承载力相适应的经济社会发展和生态保护模式 ， 有效保护和修复生态环境提供重要的理论和技术支撑 。
●问题10：如何建立虚拟孪生理论和技术基础并开展示范应用？
虚拟孪生是在数字孪生的基础上 ， 利用传感器、物联网、虚拟现实、人工智能等数字技术对真实世界中物理实体和智能实体对象的特征、行为、形成过程和性能等进行描述和建模的过程和方法 ， 也称为虚拟孪生技术 。 它以数字孪生为基础 ， 但更侧重于对智能实体或生命体的建模和仿真 。 如何实现制造物理世界与信息世界的交互与共融 ， 是当前国内外实践智能制造理念和目标所共同面临的核心瓶颈之一 。
工程技术难题
●问题1：如何开发新型免疫细胞在肿瘤治疗中的新途径与新技术？
免疫细胞技术是人类彻底治愈肿瘤的希望 ， 是全球前沿医学和资本追捧的热点领域之一 。 树突状细胞（DC）作为链接细胞免疫和体液免疫的关键节点细胞 ， 能够调动整个免疫系统 ， 抵抗病原体的入侵以及促进肿瘤细胞的清除 ， 成为新型免疫细胞疗法的重点研究方向 。 新型DC可扩增技术可实现DC疫苗的标准化、批量化生产 ， 可显著减低制备成本 ， 服务更多癌症患者 ， 具有明显的经济效益和社会效益 。
●问题2：水平起降组合动力运载器一体化设计为何成为空天技术新焦点？
水平起降组合动力运载器具有快速、廉价、可靠的特点 ， 可成为低成本天地往返运输工具 。 水平起降组合动力运载器一体化设计技术是支撑未来航天运输系统发展与应用的核心技术之一 ， 是未来先进航天运输系统的重要支撑技术之一 。
【水资源承载力|2020重大科学问题和工程技术难题】●问题3：如何实现农业重大入侵生物的前瞻性风险预警和即时控制？
农业有害生物入侵不仅仅是简单的植物病虫害或动物疫情问题 ， 入侵生物的发生流行不仅危害食品安全和农业生产 ， 造成巨大的直接经济损失 ， 还可能对人类健康构成越来越大甚至是灾难性的威胁 ， 对外交、经济和社会产生巨大影响 。 因此 ， 站在国际化、全球化视角 ， 从科学研究和专业技术层面 ， 开展农业入侵生物跨境传播预警及防减技术合作的协同攻关 ， 将有力解决入侵生物疫情的源头治理和联防联控关键技术难题 ， 保障社会稳定与公共安全 。
●问题4：信息化条件下国家关键基础设施如何防范重大电磁威胁？
强电磁脉冲一旦对金融、能源、电力等领域的关键信息基础设施产生影响 ， 将可能导致交通中断、金融紊乱、电力瘫痪等重大事故 。 开展此项研究 ， 对确保关键基础设施电磁安全、保护经济建设成果、提升关键基础设施容灾抗毁能力具有重要意义 。
●问题5：硅光技术能否促成光电子和微电子的融合？
信息光电子芯片已然成为数字化新基建的核心和基石 ， 也是全球信息通信价值链的关键领域和网络强国建设的国之重器 。 硅基光电子芯片技术既可应用于芯片级光互连 ， 又适用于长距离光纤通信 ， 可实现全功能光电子集成 ， 具有极高的通用性和兼容性 ， 是微电子和光电子两大产业公认的发展方向 。 利用国内现有微电子产业资源和互补金属氧化物半导体（CMOS）制造平台 ， 建立健全硅光产业链 ， 可以有效提升我国信息光电子的制造能力 ， 缓解光电子芯片制造工艺的卡脖子困境 ， 为我国信息化新基建提供有力支撑 。
●问题6：如何解决集成电路制造工艺中缺陷在线检测难题？
集成电路领域目前是国际科技竞争的主战场和大国博弈焦点 。 对于集成电路缺陷检测技术及设备 ， 一方面现有最先进技术设备被少数几个发达国家垄断；另一方面 ， 世界范围内7纳米及以下节点的缺陷在线检测技术仍未成熟 ， 设备缺口仍然巨大 ， 谁率先掌握了相应关键技术 ， 谁就掌握了未来主导权 ， 这对我国来说既是机遇又是挑战 。


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