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纳/微结构非线性光学、光调控与器件应用
本项目主要开展纳微结构体系光子带隙的设计、纳微结构体系的光学非线性效应、光波传播动力学以及光控光操作应用等方面的研究，发展在介观尺度下调控光子传输行为的新效应、新原理与新技术。已在Physical Review Letters、Optics Letters、Applied Physics Letters和Optics Express等国内外重要学术刊物上发表论文30余篇。其中有关铁锆双掺铌酸锂晶体的相关成果被《Science Archived》收录，有关非传统偏压配置条件下各种非线性光子学晶格的制备
南开大学
2021-04-14
nox 基因对单增李斯特菌毒力调控
致病菌入侵宿主细胞是一个由多基因控制、受环境和宿主影响的系统过程，nox 基因是病原细菌中广泛存在，但国际上对该基因在细菌入侵过程的功能尚不清晰，通过构建单增李斯特菌敲除、过表达菌株的构建，我们发现 nox 基因的缺失促进了单增李斯特菌的入侵！这一结果在细胞和动物实验中均得到了验证，虽然其具体机理尚不清晰，但此发现对于后期研究 nox 基因在单增李斯特菌毒力基因及其调控网络方面，将获得重要突破。
上海理工大学
2021-01-12
纳秒脉冲电场调控干细胞和促进分化技术
随着社会老龄化以及人民生活水平的提高，以干细胞为核心的再生医学发挥着越来越重要的作用。关节软骨损伤及其退行性病变-骨关节炎给社会带来越来越大的劳动力损失以及患者生活质量的下降。本项目利用纳秒脉冲电场选择性降低DNA甲基化，提升干细胞干性，促进干细胞多向分化。应用范围 本项目可用于诱导多能干细胞（iPS）制备；干细胞分化前准备和成骨、成脂以及成软骨分化；体内骨、软骨再生；骨关节炎的早期干预和对症治疗；细胞治疗；细胞分泌因子调控等领域。 项目阶段 1.纳秒脉冲电场是新兴的、能够精确控制场强和脉宽的电场技术，可以比传统电场更加精准地控制参数，以及提升场强到KV/cm。它有效地穿透细胞膜、作用到细胞器和染色质，发挥广泛的生物学效应。 2.我们发现纳秒脉冲电场的不同参数组合（场强、脉宽、频率、刺激个数、应用时间点等）会引起不同的生物学作用。基于该理念，实验室前期工作发展了使用纳秒脉冲电场：a.选择性DNA去甲基化；b.提升干细胞干性；c.促进干细胞分化（成骨、成脂和成软骨）；d.促进处理后的干细胞体内软骨再生的能力；e.提升细胞分泌因子能力；f. 改良传统的“电击杯”(BTX electroporationcuvette #45-0125)，开发出能够连续为细胞施加刺激的导电薄膜。
北京大学
2021-04-13
纳秒脉冲电场调控干细胞和促进分化技术
随着社会老龄化以及人民生活水平的提高，以干细胞为核心的再生医学发挥着越来越重要的作用。关节软骨损伤及其退行性病变-骨关节炎给社会带来越来越大的劳动力损失以及患者生活质量的下降。本项目利用纳秒脉冲电场选择性降低DNA甲基化，提升干细胞干性，促进干细胞多向分化。
北京大学
2021-01-12
一种基于多孔介质的热幻像调控方法
本发明属于热学技术领域，具体一种基于多孔介质的热幻像调控方法。本发明方法结合傅里叶定律和达西定律来描述热传导和热对流过程；利用热导率和渗透率在稳态情况下方程形式一致性，基于有效媒质理论，得到等效渗透率的表达式；之后建立压强场和温度场来产生热对流扩散，利用简单的核壳结构，通过调控壳的渗透率和热导率径向和切向值，来实现热透明、热聚集和热隐身斗篷三种热幻像功能，同时不改变背景之前的温度场和热流场的分布。本发明方法与其他热对流扩散过程中的热幻像调控方法相比，结构简单，更加灵活可行，并且解决了材料的奇异性和非均匀性，因此更具实际应用性。
复旦大学
2021-01-12
基于微生物调控的水体原位生态修复技术
氮、磷过度排放导致的水体富营养化成为全球水环境面临的挑战之一，特别是由此引发的蓝藻爆发、水体生态功能丧失及饮用水资源危机成为各国政府亟待解决的关键问题。如何实现氮磷营养盐的合理分配和调控，成为防止水体富营养化和构建完善的水体生态系统的核心和关键。
微生物活化设备照片
同济大学环境科学与工程学院柴晓利教授团队研发的水体微生物活化技术，突破了传统旁通水处理工艺、水生动植物修复技术的不足，通过激活土著优势菌种，使之快速增殖，打破原有水体微生态平衡，用水体本身容积代替传统的有限生物反应器，大大增加微生物的增殖空间，充分发挥微生物对污染物的削减能力，改善生态系统赖以生存的透明度、营养盐等不利条件，重组、完善水体微生态系统，恢复水体自净能力，最终脱离人工干预回归自然，具有重要的实际应用意义。
基于微生物调控的水体原位修复技术解决了地表水环境轻度污染水体（富营养化）治理的技术瓶颈，引领了低污染负荷饮用水水源地氮素污染控制技术的发展方向，具有重要的社会环境效益。目前该技术已经获得相关授权专利11项，在全国十几个省市30多个水生态修复工程项目中得到了推广应用，累积项目合同额超过3亿元。
同济大学
2021-04-11
强激光驱动电容器靶产生百太瓦孤立阿秒脉冲的新方案
超快光子束流可通过对组成物质的原子、分子和电子等微观粒子进行超高时空分辨率的测量和控制，实现对物质相关的物理、化学和生物医学等宏观过程的理解、应用和控制。时间尺度在10-18秒的阿秒光子束流，能够对电子进行实时探测和控制，为人类认识微观世界提供了全新手段，被认为是激光科学史上最重要的里程碑之一。世界先进国家都将阿秒科学列为未来10年激光科学最重要的发展方向。欧盟极端光学装置ELI(Extreme Light Infrastructure)项目三大装置之一，位于匈牙利的阿秒光脉冲源 (ELI-ALPS)研究中心的首要任务就是为国际科学界用户提供涵盖相干极紫外(XUV)、X 射线和阿秒脉冲的超快光子束流。 利用强激光与物质相互作用产生高次谐波是突破飞秒极限实现高亮度阿秒脉冲辐射的重要方案之一。在强激光与固体密度等离子体的相互作用中，由于两者之间的能量耦合效率较低，谐波辐射以低效率的相对论振荡镜（Relativistic Oscillating Mirror, ROM）机制为主，难以产生高能的孤立纳米电子层进行更高效率的相干同步辐射(Coherent Synchrotron Emission, CSE)。
北京大学
2021-04-11
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题， 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点，是影响装备性能的关键热物 理问题，对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作，取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有： 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性：创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律；发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象；揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律；阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征；厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理；揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律，获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型：建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型，揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系；建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型，阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性，为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法；建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型，为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法；提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型，首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为，揭示了多孔扩散层与流 场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规 律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法：基于分区耦合强化传热思想，提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法；通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池，显著提升了电池性能；利用石墨 烯表面修饰，实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化；创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控，结合表面修饰和弥 散光导体技术，实现微生物生化转化全过程强化；提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构，强化了质子传输，大幅提升了微生物燃料电池性能。
重庆大学
2021-04-11
报道驱动肿瘤发生的表观遗传调控新机制
癌基因cMyc是一个重要的转录因子，调控约15%的人类基因表达，在肿瘤细胞的增殖、凋亡以及代谢重编程等方面发挥重要作用。然而，目前尚不清楚，cMyc是否通过转录以外的机制，来广泛地调控基因的表达以及肿瘤的发生发展。中国科学技术大学的张华凤课题组、高平课题组联合军事医学科学院段小涛课题组的研究发现，cMyc能够促使琥珀酸脱氢复合酶（SDH complex）中的重要亚基SDHA乙酰化以及SDH复合酶失活，导致底物琥珀酸（succinate）的积累，进而上调组蛋白H3K4的三甲基化（H3K4Me3）水平以及基因的表达。该研究成果在线发表于Nature Metabolism期刊上。机制方面，发现cMyc通过泛素连接酶SKP2促进线粒体中SIRT3的蛋白降解，从而导致SDHA的乙酰化上升。通过质谱进一步鉴定出SDHA受调控的乙酰化位点K335，小鼠实验显示SDHA的K335位点乙酰化在cMyc诱导肿瘤过程中起重要作用。进一步分析临床病人弥散性大B细胞瘤（DLBCL）样本发现，高表达cMyc的DLBCLs中，SIRT3发挥着抑癌因子的功能，而K335位乙酰化的SDHA发挥着促进肿瘤的作用。这一发现揭示了cMyc驱动的肿瘤发生过程中SDHA乙酰化修饰发挥的重要病理学作用。SDHA被认为是抑癌蛋白，它的失活突变体与多种肿瘤，例如副神经结瘤、乳腺癌、肾癌等，有一定程度的联系。这项研究表明，至少在弥散性大B细胞淋巴瘤中，SDHA通过乙酰化失活而极大地促进了cMyc异常表达的肿瘤的进展。因此，靶向SDHA的乙酰化将可能为此类肿瘤的临床治疗提供潜在的策略和手段。论文链接：https://www.nature.com/articles/s42255-020-0179-8详细阅读：http://news.ustc.edu.cn/2020/0317/c15884a414798/page.htm
中国科学技术大学
2021-04-10
脱水果蔬加工品质调控技术平台构建及应用
通过纵向资助和产学研横向联合研发的途径，以面广量大的果蔬为例建立了 食品干燥过程调控技术理论体系，构建了食品干燥过程调控技术平台；针对不同 的出口需求，开发了 40 多个创新果蔬干制品，解决了传统食品干燥普遍存在的速化复原难、干燥时间长、能耗大、干燥和贮藏过程中品质不稳定等国际性难题；申报了 28 项中国发明专利，其中 13 项授权，13 项公开；获得了国内外同行专家的肯定，成果鉴定为为国际领先和先进水平。
江南大学
2021-04-11