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      2021年度“中國高等學校十大科技進展”公布!這些高校上榜
      2022-04-26 高??萍歼M展

        近日,多所高校陸續官宣科研成果成功入選2021年度“中國高等學校十大科技進展”。據不完全統計,截至目前,至少廣州醫科大學、哈爾濱工業大學、南京工業大學、中國地質大學(北京)、福州大學、河南大學等6所高校官宣上榜。

      部分入選成果一覽

        廣州醫科大學:新型冠狀病毒感染的防控、臨床診治及機制研究

        哈爾濱工業大學:天問一號,火星探測器形狀記憶智能展開結構技術

        南京工業大學:高效穩定鈣鈦礦光伏器件研究

        中國地質大學(北京):白堊紀松遼盆地國際大陸科學鉆探

        福州大學:柔性高分辨X射線成像技術研究

        河南大學:光誘導的信號調控大豆共生結瘤機制

        ★廣州醫科大學

        廣州醫科大學鐘南山院士團隊成果“新型冠狀病毒感染的防控、臨床診治及機制研究”入選其中。

      團隊總結應對國內首次Delta變異株本土疫情的防控經驗。

        面對突發的新冠疫情,鐘南山院士作為我國呼吸疾病領域領軍人物,組建多學科協作攻關團隊,在新冠肺炎機制研究、防控策略與臨床診治等多方面取得重大創新性突破,為疫情阻擊戰及常態化防控提供了關鍵性理論依據及技術支持。

        團隊系統闡明新冠病毒的傳播特點及進化變異規律;率先揭示Delta變異株在國內的傳播特征和動力學特點,創新提出大規模核酸檢測及重點人群追蹤的關鍵策略。構建了全球首個非轉基因COVID-19小鼠模型,系統闡釋免疫機制在COVID-19的作用。在臨床防治上,創新研發新冠病毒快速采樣和檢測技術,建立大規模戰時檢測平臺;提出系列創新性治療方法。率先構建基于大數據和人工智能、多學科交叉的預測預警平臺,有效提高防控精準性。團隊牽頭參與制定我國新冠肺炎診療方案及系列行業相關診療指引,為疫情防控和臨床救治提供指導;鐘南山院士擔任世界衛生組織“大流行防范和應對獨立小組”成員,參與制定評估全球應對新冠疫情的工作報告。

        團隊始終堅持“人民至上、生命至上”,率先牽頭組建重大突發公共衛生國家級研究平臺;發表包括國際頂級學術期刊在內的高影響力學術論文50余篇;獲批專利/注冊證、新藥及疫苗臨床試驗批件多項;打造了全鏈條篩查診治及隔離防控產品;為我國乃至全球打贏疫情防控攻堅戰提供了硬核科技力量。

        ★哈爾濱工業大學

        哈爾濱工業大學主導完成的“天問一號,火星探測器形狀記憶智能展開結構技術”入選其中。

        冷勁松院士團隊自主設計并研制的中國國旗鎖緊展開結構,歷經202天地火轉移軌道飛行和93天環繞探測,飛行4.75億公里后,于2021年5月15日在天問一號著陸器上成功完成了中國國旗可控動態展開,為中國探測器在火星上打上“中國標識”,使我國成為世界上首個將形狀記憶聚合物復合材料智能結構應用于深空探測工程中的國家。

      “著巡合影”圖,紅框處為形狀記憶鎖緊展開結構可控展開的國旗

        天問一號從發射入軌到著陸火星歷經9個多月,探測風險高、難度大,國旗鎖緊展開結構面臨嚴苛的力學環境、火星稀薄大氣、火星風等挑戰,同時存在著陸環境不確定、地面無法干預等難點,也對產品的可靠性提出了嚴苛的要求。

        根據天問一號火星探測任務的總體需求,在中國航天科技集團的大力支持下,冷勁松院士團隊基于具有獨立自主知識產權的形狀記憶聚合物,構建其復合材料等效力學行為的預測模型,提出了形狀記憶智能大變形結構的設計方法。通過精細的力學理論分析和巧妙的智能結構設計,為著陸平臺創新設計并制備了卷繞鎖定-展開模式的國旗鎖緊展開結構,解決了國旗長時間鎖定、低沖擊可靠展開的關鍵技術難題。

        未來,形狀記憶智能結構技術有望應用于空間站、探月工程、載人登月、深空探測等航天領域,在航空、機器人、智能制造、生物醫療及汽車等領域也具有廣泛的應用前景。

        ★南京工業大學

        南京工業大學黃維院士、陳永華教授團隊完成的“高效穩定鈣鈦礦光伏器件研究”入選其中。

        立足于全球能源結構轉型,日益凸顯的氣候變化問題促使世界經濟加速向低碳化深入發展,以“光伏”為代表的可再生能源已逐漸成為“雙碳”戰略的主力軍。鈣鈦礦光伏具有性能優異、成本低廉等突出特點,相比較于傳統硅基和無機薄膜光伏最大的優勢在于可溶液加工性,商業價值巨大,入選了美國《科學》雜志2013年十大科學突破,是當前光伏領域發展的重要方向之一,引起了學術界和產業界的高度關注。然而,鈣鈦礦光伏電池面臨穩定性差等科學難題,限制了其快速發展。

        針對這一關鍵科學技術難題,黃維院士、陳永華教授團隊以離子液體為主線,針對鈣鈦礦光伏電池的穩定性,進行了深入系統的研究,取得了一系列重要研究進展。提出了質子型離子液體溶劑取代傳統極性非質子溶劑制備鈣鈦礦薄膜的新方法,實現了空氣中高質量鈣鈦礦薄膜的制備;探索了離子液體前驅體溶液化學調控新策略,穩定了二維層狀鈣鈦礦骨架,制備了相純的二維層狀鈣鈦礦薄膜,實現了二維層狀鈣鈦礦穩定性的突破;發展了離子液體構筑“離子通道”反應新方法,降低了反應勢壘,在室溫和高濕度下形成了穩定的甲脒基鈣鈦礦薄膜,獲得了高效穩定的鈣鈦礦光伏電池。

        該系列突破性成果,將有助于推動鈣鈦礦光伏電池產業化的進程,在清潔能源自主可控、高效利用、可持續發展等方面具有重要意義。

        ★中國地質大學(北京)

        中國地質大學(北京)主導完成的“白堊紀松遼盆地國際大陸科學鉆探”入選其中。

      王成善院士(中)在松科二井現場

        白堊紀(距今約1億4500萬年前至6600萬年前)是地質歷史中典型溫室氣候時期,研究白堊紀氣候—環境變化的規律、機制及其對生物圈的影響,可為科學預測未來全球變化提供參照。在科技部、國際大陸科學鉆探計劃和中國地質調查局等部門的資助下,王成善院士領導的科研團隊經過十余年的科學研究與技術攻關,成功完成“白堊紀松遼盆地國際大陸科學鉆探”項目,在白堊紀陸地溫室氣候、環境演變等研究領域達到國際先進水平。

        白堊紀松遼盆地國際大陸科學鉆探獲取了國際上最連續、最完整,總長度達8187米的白堊紀陸相地質記錄,打破了國際大陸科學鉆探四項工程紀錄;建立了陸相白堊系高分辨率年代地層框架并成為陸相白堊系年代格架對比標準;揭示了白堊紀恐龍時代陸地氣候演變規律,對認識地球溫室氣候歷史和當前全球氣候變化具有重要的科學價值。

        從2006年至2021年,項目實現了“三井四孔、八千米取心、鉆穿松遼盆地、獲取連續陸相白堊系”的目標。成果在國內外產生重大影響,入選中國共產黨歷史展覽館、國家博物館、偉大的變革—慶祝改革開放40周年大型展覽;被國際大陸科學鉆探計劃譽為“燈塔”工程,并被Nature和Science雜志長篇幅報道。

        ★福州大學

        福州大學楊黃浩教授團隊完成的“柔性高分辨X射線成像技術研究”入選其中。

      課題組

      柔性高分辨X射線成像技術

        柔性X射線成像設備具有質薄、柔軟、可彎曲和易攜帶等優勢,具有更多的應用場景和靈活性。然而,制造大面積、柔性的薄膜晶體管陣列、非晶硅光電轉換層以及閃爍體層仍存在巨大的技術挑戰,柔性X射線成像設備的開發還未取得突破。

        針對柔性X射線成像技術存在的關鍵科學技術難題,該研究開發了長壽命X射線發光的新型稀土納米晶閃爍體,實現了超過30天的X射線光子記憶。該研究還發現了高能量X射線光子與氟原子晶格的光電效應現象,提出了Frenkel缺陷態發光的X射線能量轉換機制,發明了X射線發光擴展成像(Xr-LEI)的新原理,成功地開發了柔性高分辨X射線成像新技術和新儀器。

        該研究是繼福州大學楊黃浩團隊在低劑量、高分辨X射線平板成像技術(Nature 2018, 561, 88)之后取得的又一項標志性成果(Nature 2021, 590, 410),成功地突破了傳統X射線成像技術的固有限制,在國際上率先研發出柔性高分辨X射線成像技術,搶占柔性X射線成像產業的制高點,將有力地推進高端X射線影像裝備的國產化。我國高端X射線影像設備及關鍵零部件依賴進口的局面有望改觀。

        ★河南大學

        河南大學王學路教授團隊完成的“光誘導的信號調控大豆共生結瘤機制”入選其中。

      王學路教授考察大豆田間表型

        共生固氮是自然界生物可用氮的最大天然來源,影響著農業和自然生態系統中的初級生產和碳匯,在綠色農業發展中占有重要地位。豆科植物進化出根瘤來容納根瘤菌在其中進行共生固氮,這是一個高耗能的過程,光被認為是驅動自然生態系統中共生固氮的主要因素。但光合產物和光信號如何調控豆科植物根瘤固氮的機制,一直是豆科植物共生固氮領域的未解之謎。

        王學路教授研究團隊發現光合產物和光信號在調控共生結瘤過程中的不同作用,揭示了CCaMK-STF-FT模塊整合地上光信號和地下共生固氮信號,調控根瘤形成的機制。研究結果2021年10月1日以Article形式在《Science》正式發表,提出了植物地上-地下協同發育的新機制,為設計在弱光條件下也可以共生固氮的新型植物提供了關鍵技術手段,為優化農業中碳-氮平衡提供了新思路。

        王學路教授團隊長期從事植物遺傳學、植物激素信號轉導及其與逆境互作,調控植物生長發育的機制研究。在河南大學省部共建作物逆境適應與改良國家重點實驗室組建了“生物固氮和豆科生物學”團隊,以豆科作物為主要研究對象,研究菌植互作的遺傳、發育、分子和進化機制,并開展豆科作物品種分子設計改良。

        近期,該團隊在大豆共生固氮領域取得了一系列研究成果。2020年12月21日,在Molecular Plant上發表研究論文,揭示大豆GSK3蛋白激酶磷酸化共生關鍵轉錄因子NSP1,介導鹽脅迫抑制豆科植物-根瘤菌共生的分子機制。該研究加深了我們對鹽脅迫調控結瘤固氮的分子機制的了解,為改善大豆和其他豆類在環境脅迫條件下的共生固氮能力提供了可供改造和利用的目標基因。

        2021年1月15日,在Nature Plants上發表研究論文,揭示大豆與根瘤菌共進化過程中,根瘤菌由裂隙侵染向根毛侵染方式轉化的遺傳、分子和進化機制,這種侵染方式的轉變對于增強大豆共生固氮能力和提高大豆產量起到了重要作用。該研究不僅揭示了在大豆與根瘤菌互作過程中宿主與寄主匹配性的遺傳和分子機制,而且闡釋了根瘤菌與大豆共進化過程中,根瘤菌由裂縫侵染演化成高效的根毛侵染過程的重大分子事件,也為大豆高效固氮的分子設計育種提供了重要理論依據和目標基因。

        2022年2月17日,在New Phytologist發表研究成果,揭示了根瘤菌侵染觸發大豆共生根瘤細胞核內復制的機制。該研究不僅為深入研究根瘤菌和共生固氮領域的諸多問題提供了重要的啟示,而且也為研究核內復制在植物發育過程中的作用提供了一個范式。

        據悉,“中國高等學校十大科技進展”由教育部科學技術委員會自1998年起開展評選,每年從全國高校中評選出10項具有重大科技進展的優秀成果,旨在充分發揮高等學校作為基礎研究主力軍、重大科技突破策源地的作用,及時宣傳高等學校重大科技成果,集中展示高等學??萍紕撔聦嵙?,在社會上產生了較大影響,獲得了較高的聲譽。

        內容來源:廣州醫科大學、哈爾濱工業大學、南京工業大學、中國地質大學(北京)、福州大學、河南大學

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