2025年科學(xué)研究院所研究員筆試及答案一、公共基礎(chǔ)知識（共30分）（一）單項選擇題（每題2分，共10分）1.2024年中央科技委員會第一次全體會議明確指出，新時代科技工作的首要任務(wù)是：A.突破“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)B.構(gòu)建開放協(xié)同的全球科技治理體系C.強化國家戰(zhàn)略科技力量D.實現(xiàn)高水平科技自立自強答案：D解析：會議強調(diào)“以高水平科技自立自強支撐高質(zhì)量發(fā)展”，將其作為新時代科技工作的首要任務(wù)，其他選項為具體路徑或目標(biāo)。2.根據(jù)《科研誠信案件調(diào)查處理規(guī)則（試行）》，以下行為不屬于科研不端的是：A.實驗數(shù)據(jù)記錄不規(guī)范但未影響結(jié)論B.未對合作作者的貢獻進行合理標(biāo)注C.篡改他人論文中的圖表數(shù)據(jù)D.重復(fù)發(fā)表同一研究成果的核心內(nèi)容答案：A解析：規(guī)則明確“數(shù)據(jù)記錄不規(guī)范”屬于科研失信行為，但“未影響結(jié)論”不構(gòu)成“不端”；B為署名不當(dāng)，C為篡改數(shù)據(jù)，D為一稿多投，均屬科研不端。3.2024年修訂的《國家自然科學(xué)基金項目管理辦法》中，對“原創(chuàng)探索計劃項目”的資助重點是：A.驗證已有理論的普適性B.解決行業(yè)共性技術(shù)問題C.支持非共識、高風(fēng)險的前沿探索D.推動基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究銜接答案：C解析：該計劃旨在鼓勵科學(xué)家挑戰(zhàn)傳統(tǒng)認(rèn)知，支持“從0到1”的原始創(chuàng)新，因此重點為非共識、高風(fēng)險探索。（二）多項選擇題（每題3分，共9分，少選得1分，錯選不得分）4.下列關(guān)于科技倫理審查的表述，正確的有：A.涉及人類遺傳資源的研究需經(jīng)倫理委員會審查B.人工智能算法開發(fā)無需倫理審查，僅需技術(shù)驗證C.實驗動物使用應(yīng)遵循“3R原則”（替代、減少、優(yōu)化）D.基因編輯技術(shù)臨床應(yīng)用需進行多階段倫理風(fēng)險評估答案：ACD解析：B錯誤，人工智能涉及隱私、公平性等倫理問題，需納入審查；A依據(jù)《人類遺傳資源管理條例》，C為實驗動物倫理核心原則，D為基因編輯技術(shù)規(guī)范要求。5.2024年國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于加快實現(xiàn)高水平科技自立自強的若干意見》提出的重點任務(wù)包括：A.打造國家實驗室體系核心力量B.實施“新一代人工智能”重大科技項目C.完善科技成果轉(zhuǎn)化“沿途下蛋”機制D.建立科技人才“揭榜掛帥”動態(tài)選拔制度答案：ABCD解析：文件明確提出“強化國家戰(zhàn)略科技力量（含國家實驗室）”“布局重大科技項目”“優(yōu)化成果轉(zhuǎn)化機制”“創(chuàng)新人才選拔方式”等任務(wù)，四選項均符合。（三）簡答題（共11分）6.簡述“新型舉國體制”在科技創(chuàng)新中的核心特征及2024年以來的實踐進展（6分）。答案：核心特征：①目標(biāo)導(dǎo)向：聚焦國家重大戰(zhàn)略需求（如關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、應(yīng)對全球科技競爭）；②協(xié)同高效：強化“頂層設(shè)計+市場機制”結(jié)合，統(tǒng)籌政府、企業(yè)、高校、科研院所等多元主體；③資源優(yōu)化：集中優(yōu)勢資源突破重點領(lǐng)域，避免重復(fù)投入。2024年實踐進展：①中央科技委員會統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，建立“任務(wù)清單-責(zé)任主體-進度跟蹤”機制；②在量子計算、半導(dǎo)體材料等領(lǐng)域啟動“鏈主企業(yè)+高校+院所”聯(lián)合攻關(guān)項目；③修訂《科學(xué)技術(shù)進步法》，明確新型舉國體制的法律保障。7.科研數(shù)據(jù)管理中，“FAIR原則”的具體內(nèi)容是什么？列舉2項落實該原則的具體措施（5分）。答案：FAIR原則：Findable（可發(fā)現(xiàn)）、Accessible（可訪問）、Interoperable（可互操作）、Reusable（可重用）。落實措施示例：①建立院所級數(shù)據(jù)管理平臺，為每個數(shù)據(jù)集分配唯一持久標(biāo)識符（DOI）；②在論文中附數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)（如實驗條件、數(shù)據(jù)格式說明），并公開至開放獲取數(shù)據(jù)庫（如Figshare）；③制定數(shù)據(jù)共享協(xié)議，明確數(shù)據(jù)使用權(quán)限與責(zé)任。二、專業(yè)知識測試（材料科學(xué)方向，共50分）（一）單項選擇題（每題2分，共8分）8.鈣鈦礦太陽能電池中，常用的電子傳輸層材料是：A.PEDOT:PSSB.TiO?C.Spiro-OMeTADD.MAPbI?答案：B解析：TiO?是典型的n型半導(dǎo)體，用于電子傳輸；A為空穴傳輸層，C為有機空穴傳輸材料，D為鈣鈦礦吸光層。9.固態(tài)鋰電池中，硫化物固態(tài)電解質(zhì)的主要缺點是：A.離子電導(dǎo)率低（<10??S/cm）B.與鋰金屬負(fù)極反應(yīng)生成鈍化層C.機械強度過高導(dǎo)致界面接觸差D.對空氣和水分高度敏感答案：D解析：硫化物電解質(zhì)（如Li?PS?Cl）易與H?O、O?反應(yīng)生成H?S，需在惰性環(huán)境中處理；A錯誤，其離子電導(dǎo)率可達(dá)10?3S/cm；B為氧化物電解質(zhì)常見問題；C錯誤，硫化物質(zhì)地較軟，界面接觸良好。（二）多項選擇題（每題3分，共6分，少選得1分，錯選不得分）10.關(guān)于高熵合金的特性，正確的有：A.由5種及以上主元組成，原子分?jǐn)?shù)均在5%-35%B.因“雞尾酒效應(yīng)”易形成單一固溶體C.具有優(yōu)異的高溫強度和耐蝕性D.目前主要應(yīng)用于航空發(fā)動機熱端部件答案：ABC解析：D錯誤，高熵合金仍處于實驗室研究階段，尚未大規(guī)模應(yīng)用；A為高熵合金定義，B為其結(jié)構(gòu)特征（原子尺寸差異、混合熵高等抑制第二相形成），C為其性能優(yōu)勢。（三）簡答題（共16分）11.比較水熱合成法與溶膠-凝膠法制備納米材料的優(yōu)缺點（8分）。答案：水熱合成法：優(yōu)點：①反應(yīng)在高壓液相中進行，可合成高溫穩(wěn)定相（如氧化物陶瓷）；②產(chǎn)物結(jié)晶性好、粒度均勻；③可通過調(diào)節(jié)溫度、壓力控制晶粒尺寸。缺點：①設(shè)備要求高（需高壓反應(yīng)釜）；②批量生產(chǎn)難度大；③對有機前驅(qū)體兼容性差（易分解）。溶膠-凝膠法：優(yōu)點：①反應(yīng)條件溫和（常溫常壓）；②成分均勻性高（分子級混合）；③可制備薄膜、纖維等復(fù)雜形貌；④適合摻雜改性。缺點：①干燥過程易收縮開裂；②凝膠化時間長（需數(shù)小時至數(shù)天）；③前驅(qū)體（如金屬醇鹽）成本高且對濕度敏感。12.簡述MXene材料的結(jié)構(gòu)特點及其在超級電容器中的應(yīng)用優(yōu)勢（8分）。答案：結(jié)構(gòu)特點：①二維層狀結(jié)構(gòu)，化學(xué)式為M???X?T?（M為早期過渡金屬，X為C/N，T為表面官能團如-OH、-F）；②層間間距可調(diào)（通過插層處理）；③具有金屬導(dǎo)電性（電導(dǎo)率可達(dá)10?S/cm）。應(yīng)用優(yōu)勢：①高比表面積提供更多電荷存儲位點；②層狀結(jié)構(gòu)促進離子快速傳輸（縮短擴散路徑）；③表面官能團可通過贗電容機制額外存儲電荷；④良好的機械柔韌性，適合柔性器件。（四）案例分析題（共20分）13.某團隊擬開發(fā)一款用于電動汽車的高能量密度鋰離子電池，正極材料選擇高鎳三元材料（LiNi?.?Co?.?Mn?.?O?），負(fù)極采用硅碳復(fù)合材料（Si/C）。請回答以下問題：（1）高鎳三元正極的主要失效機制有哪些？提出2項改進策略（8分）。答案：失效機制：①表面結(jié)構(gòu)相變（高電壓下Ni3+→Ni?+，導(dǎo)致層狀結(jié)構(gòu)向尖晶石/巖鹽相轉(zhuǎn)變）；②過渡金屬溶出（Mn、Co離子遷移至負(fù)極，破壞SEI膜）；③微裂紋（循環(huán)過程中體積變化引起顆粒破碎）。改進策略：①表面包覆（如Al?O?、LiPO?，抑制與電解液反應(yīng)）；②體相摻雜（如Mg2+、Zr?+，穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)）；③顆粒形貌設(shè)計（單晶顆粒替代多晶，減少微裂紋）。（2）硅碳負(fù)極在循環(huán)過程中面臨的主要挑戰(zhàn)是什么？如何通過材料設(shè)計緩解？（7分）答案：主要挑戰(zhàn)：①體積膨脹大（Si嵌鋰后體積膨脹約300%，導(dǎo)致顆粒粉化、SEI膜反復(fù)破裂）；②電導(dǎo)率低（純Si本征電導(dǎo)率僅10?3S/cm，需與導(dǎo)電劑復(fù)合）；③首次庫侖效率低（SEI膜形成消耗大量Li+）。緩解策略：①納米結(jié)構(gòu)化（如Si納米顆粒、納米線，縮短Li+擴散路徑并緩沖膨脹）；②復(fù)合設(shè)計（Si與石墨/碳納米管復(fù)合，利用碳的彈性限制體積變化）；③預(yù)鋰化處理（通過電化學(xué)或化學(xué)方法預(yù)先嵌入Li+，補償首次循環(huán)的Li損失）。（3）若實驗中發(fā)現(xiàn)電池循環(huán)50次后容量保持率僅75%（目標(biāo)85%），請設(shè)計3組對比實驗排查可能原因（5分）。答案：對比實驗設(shè)計：①電解液組：分別使用常規(guī)電解液（EC:EMC=3:7+1MLiPF?）與添加成膜添加劑（如FEC）的電解液，測試循環(huán)性能（排查電解液穩(wěn)定性）。②極片壓實密度組：制備不同壓實密度（1.5g/cm3、1.8g/cm3、2.1g/cm3）的極片，測試循環(huán)后內(nèi)阻變化（排查極片結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性）。③充電截止電壓組：設(shè)置4.2V、4.3V、4.4V三種截止電壓，測試容量保持率（排查高電壓下正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性）。三、綜合能力測試（共20分）14.請結(jié)合當(dāng)前科技發(fā)展趨勢，撰寫一份面向2030年的“先進功能材料”領(lǐng)域研究方向建議報告（要求：重點突出、邏輯清晰，1000字左右）。答案（摘要）：面向2030年，先進功能材料需聚焦“需求牽引、前沿突破、綠色可持續(xù)”三大主線，重點布局以下方向：（1）量子功能材料：針對量子計算、量子通信需求，開發(fā)拓?fù)浣^緣體（如Bi?Se?）、超導(dǎo)材料（如高溫超導(dǎo)薄膜）等，解決量子比特退相干、器件集成度低等問題；探索二維材料（如石墨烯、過渡金屬硫族化合物）的量子限域效應(yīng)，設(shè)計新型量子器件。（2）智能響應(yīng)材料：結(jié)合人工智能與材料科學(xué)，研發(fā)光/電/熱多場響應(yīng)材料（如形狀記憶合金、電致變色聚合物），應(yīng)用于柔性電子、自適應(yīng)結(jié)構(gòu)（如可變形航天器蒙皮）；開發(fā)生物啟發(fā)智能材料（如仿生肌肉材料），推動人機交互技術(shù)進步。（3）低碳循環(huán)材料：應(yīng)對“雙碳”目標(biāo)，重點發(fā)展①生物基可降解材料（如聚乳酸PLA、聚羥基脂肪酸酯PHA），替代傳統(tǒng)石油基塑料；②CO?捕集與轉(zhuǎn)化材料（如金屬有機框架MOFs、共價有機框架COFs），提升碳利用效率；③廢電池回收高值化材料（如高效分離提取鋰、鈷的吸附劑），構(gòu)建“開采-使用-回收”閉環(huán)。（4）極端環(huán)境材料：服務(wù)深空、深海、超高溫等極端場景，開發(fā)①耐超高溫陶瓷（如HfC、ZrC基復(fù)合材料），用于新一代火箭發(fā)動機；②抗輻照材料（如納米結(jié)構(gòu)鋼、碳化硅纖維），支撐核聚變反應(yīng)堆與空間探測器；③超低溫韌性材料（如高熵合金），滿足極地科考裝備需求。保障措施：①加