5.1 新的合成方法学
例如(1)组合化学。(2)手性合成。(3)分子反应器控制的合成。(4) 自复制和自组装合成。(5)定向合成。(6)掌握零维笼状和杯状、一维通道、二维层间、三维网络空腔结构的合成方法，并通过化学、电场或磁场的作用，使囚禁在里面的客体分子被释放或取代出来。
5.2 纳米化学、纳米材料和分子器件，纳米表面化学、高效 纳米催化剂设计合成及应用。
5.3 稀土化学特别是有我国知识产权的新型稀土功能材料［9］。
5.4 能源科学中的化学问题
例如：（1）各种高效换能器(Transducer)，特别是太阳能电池。（2）燃料电池。（3）氢能利用问题。（4）各种再生能源。
5.5 生命和医药科学中的化学问题
例如：（1）把中国名医的处方和人体的生理病理状态作为两个复杂体系来研究它们之间的 相互作用和 药效。（2）用组合化学的方法来筛选特效中药，并使中药现代化。（3）药物设计、合成和开发应用。（4）生物材料（Biomaterials）和人工器官的合成。（5）配合物小分子作为Key和DNA大分子作为Lock的相互作用。（6）了解神经细胞和生理调控的化学机理（7）糖化学。
5.6 生态环境科学中的化学问题
例如：（1）环境元素的循环。（2）有害化学物质的控制和治理。（3）以“原子经济”和“零排放”为目标的绿色化学和化工。（4）生态环境化学。
5.7 信息科学中的化学问题
例如：（1）高效的光纤通信材料，特别是可使激光得到增益的稀土铒羼杂Si基1。54微米材料。（2）高效的光贮存材料。（3）分子芯片。（4）分子计算机。
5.8 分析化学的十化
5.9 化工化学复杂体系中的多层次、多尺度效应及其规律和方法学研究。
5.10 理论化学和计算化学的基础及应用研究
5.11 化学信息学
20世纪的化学积累了巨量的实验材料和信息，21世纪的化学信息学将建立各种化学信息库，然后分析信息的内涵，总结出规律，最大限度地挖掘、开发和应用信息宝库，使它们作为实验归纳法和理论演绎法的桥梁，推动化学和化工学科的发展，为国民经济服务。
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