《美国国家科学院院刊》（ PNAS）在线发表了清华大学医学院生物医学工程系和清华-北大生命联合中心杜亚楠教授研究组题为“纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯”(Matrix-transmitted paratensile signaling enables myofibroblast-fibroblast crosstalk in fibrosis expansion)的研究长文。该研究应用单细胞力学刺激和体外仿生模型结合数学模型计算，系统探究了基质材料介导的力学信号在细胞间通讯的时空作用模式、分子基础，及其在纤维化发展蔓延过程中的作用，为细胞间力学信号介导的成纤维细胞（FB）-肌成纤维细胞(MF)互作提供了直接证据，并将这种纤维化发展进程中基质纤维介导的新型细胞间通讯模式命名为 “旁张力信号”（Paratensile signaling）。组织器官在受到损伤之后，会发生损伤修复，诱发组织纤维化。如果没有有效的控制措施，慢性纤维化疾病会最终导致组织硬化，诱发器官衰竭。有研究表明，在现代社会死亡病例中有将近50%与组织器官的慢性纤维化相关，包括此次新冠肺炎，会伴有肺部纤维化，重症患者纤维化进一步蔓延可导致呼吸衰竭，肺部纤维化也是愈后后遗症的重要风险因素之一。成纤维细胞的持续激活是各类组织纤维化中的主要诱因，在组织器官受到损伤或病毒感染之后，组织内的成纤维细胞FB会受到“旁分泌因子”（paracrine factors），例如TGF-b，PDGF等诱导，激活分化成为肌成纤维细胞MF，并分泌大量的细胞因子及细胞外基质，造成更广泛的成纤维细胞激活和组织硬化，进而引起组织器官内纤维化区域蔓延。除了感知化学信号，部分研究显示体外细胞会导致细胞外基质生物化学及生物物理性质的改变，也有研究表明细胞能够感受细胞外基质的物理特性，比如硬度、粘弹性等并作出响应。2017年，杜亚楠课题组发表于《自然·材料》的研究发现，在肝脏纤维化早期，肝窦内皮细胞可通过胶原纤维束传递力学信号激活星型细胞，导致肝脏纤维化蔓延。但是到目前为止，纤维化进展过程中细胞外基质材料介导的细胞间力学通讯的模式是否保守，以及其在组织器官内的蔓延模式、相关分子机制尚不明确。图1 组织纤维化扩展中旁张力信号介导的细胞间机械通讯示意图旁张力信号包含三个过程，一、力学信号的产生；二、力学信号在细胞外基质传递；三、周围细胞接受力学信号刺激作出响应。此过程介导了纤维化区域在组织内的扩张蔓延。研究团队首先在单细胞和多细胞水平上，通过统计FB和MF细胞收缩力和互作结果，显示细胞间存在基于胶原纤维化介质的细胞间通讯。为了进一步证明细胞间的机械通讯行为，团队建立了基于原子力显微镜可通过胶原纤维对单细胞施加可控、细胞级别力刺激的研究平台，利用该平台尽可能去除旁分泌等化学信号对细胞造成的影响。团队研究了来源于不同组织（肝脏、心脏和皮肤）的成纤维细胞对于旁张力信号的响应模式，即旁张力信号作用机制的三个过程：力的产生-力学信号在细胞外基质传递-临近细胞感受力学信号作出响应；研究发现距离施力细胞70微米 之外的细胞能在1秒之内对旁张力信号作出响应，并且初步证明细胞表面胶原蛋白受体Integrin/DDR2和机械力敏感钙离子通道Pizeo1介导了细胞间力学信号向细胞内生物化学信号的转变。 基于实验现象，团队进一步建立了基于单纯旁张力的数学模拟计算方法（Fibroblast - Myofibroblast Populated Collagen Lattice model, FMPCL），利用该数学模型可重现体外实验结果，包括细胞力产生、胶原纤维束的聚集及旁张力信号介导的成纤维细胞的激活，同时可预测在单细胞、多细胞水平下细胞间作用距离对于细胞激活的程度。在细胞水平研究的基础上，进一步结合微加工技术、组织工程手段和报告基因系统，分别构建了可模拟纤维化蔓延界面的体外纤维化灶扩展（ fibrotic foci expansion）模型和可模拟心脏纤维化扩展的体外仿生模型，并结合数学仿真，发现在纤维化组织和正常组织交界面（border zone）存在广泛的MF-BF细胞间旁张力通讯，导致界面不断扩展、纤维化区域蔓延。使用激光切割技术切断介质胶原纤维束，能够显著的阻断纤维化区域的蔓延。同样，阻断细胞间旁张力通讯能够抑制体外仿生模型中心脏纤维化的蔓延，证明了旁张力信号在组织纤维化扩展蔓延中不可或缺的作用（图2）。图2 纤维化蔓延界面和心脏纤维化仿生体外组织模型和数学模型在纤维化蔓延界面体外（A）和数学模拟（B）仿生模型中，在未干预的情况下，纤维化区域呈现显著蔓延并伴随着成纤维细胞的激活。通过显微切割技术切断纤维化界面的胶原纤维阻断旁张力信号，纤维化蔓延趋势得到显著抑制。同样在模拟心脏心室壁的组织纤维化模型和数学模拟模型中（C），在未干预情况下均出现显著纤维化蔓延，但是经过小分子BAPN处理抑制胶原纤维重塑，纤维化区域的蔓延得到抑制。该研究为细胞外基质材料介导的细胞间机械通讯提供了直接证据，“旁张力”细胞间通讯模式是对现有基于生化因子的“旁分泌”信号机制的重要补充（见视频），为纤维化病理研究提供了新视角，为临床干预纤维化疾病提供了新思路。清华大学医学院生物医学工程系教授、北大-清华生命联合中心研究员杜亚楠为本论文通讯作者，杜亚楠研究组已毕业博士刘龙伟、硕士于鸿升为本文的共同第一作者。杜亚楠课题组已毕业博士赵辉、鄢晓君，在读博士生龙艺、吴钊钊、尤志峰、周律等对此项工作有重要贡献。该研究得到了北京市自然科学基金、北京市自然科学技术委员会和国家自然科学基金的资助。文章链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/04/30/1910650117?from=groupmessage&isappinstalled=0

硅溶胶在涂料方面的应用非常广泛，其独特的物理和化学性质为涂料带来了多种优异的性能。 一、硅溶胶在涂料中的基本作用 提高涂料的稳定性： 硅溶胶具有良好的悬浮性和分散性，能够有效地防止涂料中的颜料和填料沉淀。当硅溶胶添加到涂料中时，其胶体粒子能够在颜料和填料表面形成一层保护膜，防止粒子间的聚结，从而提高涂料的储存稳定性。 增强涂层的附着力： 硅溶胶中的硅羟基能够与涂料中的有机基团发生化学反应，形成化学键合，增强涂层与基材之间的结合力。这种化学键合不仅提高了涂层的附着力，还使得涂层更加致密，有效防止了水分、氧气等外界物质的侵入，延长了涂层的使用寿命。 改善涂层的耐候性： 硅溶胶具有优异的耐候性能，能够抵抗紫外线、风雨、盐雾等自然环境的侵蚀。当硅溶胶添加到涂料中时，能够形成一层耐候性极佳的保护膜，保护涂层不受外界环境的破坏，保持涂层的色泽和光泽度。 二、硅溶胶对涂料性能的提升 提高涂层的硬度和耐磨性： 硅溶胶中的硅氧键具有较高的键能，使得硅溶胶具有优异的硬度和耐磨性。在涂料中加入硅溶胶，能够显著提高涂层的硬度和耐磨性，使得涂层更加坚硬、耐磨，适用于各种高磨损场合。 调节涂料的流变性能： 硅溶胶的粘度可以通过调整其浓度和pH值来进行调控。在涂料中加入适量的硅溶胶，可以有效地调节涂料的流变性能，使涂料在施工过程中更加易于涂抹和流平，提高施工效率。 改善涂料的抗污染性： 硅溶胶具有较低的表面张力，不易被污染物吸附，因此具有优异的抗污染性能。将硅溶胶添加到涂料中，可以使涂料表面更加光滑、不易沾污，从而提高涂料的抗污染性，保持其长期的美观性。 提高涂料的防火性能： 硅溶胶具有一定的阻燃性能，能够在高温下形成一层保护层，阻止火势的蔓延。将硅溶胶添加到涂料中，可以提高涂料的防火性能，增强建筑物的安全性能。 三、硅溶胶在涂料中的具体应用 水性涂料： 在水性涂料中，硅溶胶作为重要的添加剂，可以提高涂料的稳定性、附着力、流平性、耐候性、硬度和耐磨性，同时减少有机溶剂的使用量，降低涂料对环境的污染。 建筑涂料： 将硅溶胶添加到建筑涂料中，可以提高涂料的附着力、耐擦洗性、耐候性、硬度和耐磨性，同时改善涂料的自清洁、防水防渗、防磨损、腐蚀、保色性等性能。 特殊涂料体系： 硅溶胶可以与水性高分子化合物和聚合物乳液混合，用于制备有机-无机复合涂料。这种复合涂料在密封底漆、弹性涂料、防水涂料、低PVC涂料等多种涂料体系中都有应用，可以改善涂层的性能并掩盖涂层本身的缺陷。 四、硅溶胶在涂料应用中的优势 环保性： 硅溶胶作为一种无机材料，不含有毒有害物质，对环境友好。在涂料中使用硅溶胶，能够减少有机溶剂的使用量，降低涂料对环境的污染，符合绿色环保的发展趋势。 多功能性： 硅溶胶能够同时提升涂料的多种性能，如附着力、耐候性、硬度和耐磨性、抗污染性、防火性能等，是一种多功能的涂料添加剂。 广泛的应用前景： 随着涂料工业的不断发展，硅溶胶作为一种高性能的涂料添加剂，将在更多领域得到应用和推广，如建筑、汽车、航空、船舶等领域。

目前用于空气过滤的净化材料，主要以丙纶、涤纶纤维无纺布为主，其微观结构是以直径为50~100nm 、长 10~20µm 的纤维组成多孔的纤维薄膜。对空气中悬浮颗粒（包含 PM2.5）的过滤净化主要是通过多层纤维进行阻隔，存在着过滤性能与透气性相矛盾的问题，且无法有效解决。本项目采 用涂装技术将多孔矿物材料、矿物纤维材料与 ePTFE 纤维进行了复合，在多孔纤维的结点上担载了一定量多孔矿物或矿物纤维作为吸附活性中心，制备出具有吸附功能的纤维过滤材料，可实现对微细、 超微细颗粒过滤的同时产生吸附作用，这样即使存在较大的孔隙也能产生良好的净化作用，可有效解 决过滤性能与透气性相矛盾的问题。经过检测，本项目所制备的样品对空气中微细、超微细颗粒（以PM2.5 为例）具有很强的去除功能，且透气性良好。

高压静电纺丝技术是一种自上而下 (top-down) 的纳米制造技术, 通过外加电场力克服喷头毛细管尖端液滴的液体表面张力和黏弹力而形成射流, 在静电斥力、库仑力和表面张力共同作用下，被雾化后的液体射流被高频弯曲、拉延、分裂，在几十毫秒内被牵伸千万倍，经溶剂挥发或熔体冷却在接收端得到纳米级纤维。该技术工艺过程简单、操控方便、选择材料范围广泛、可控性强、并且可以通过喷头设计制备具有微观结构特征的纳米纤维。 应用高压静电纺丝技术制备的纳米纤维膜，其表面积大、孔隙率高、并且具有三维立体连续网状结构等特征。结合聚合物基材的使用，电纺纳米纤维膜不仅仅可以有针对性地解决难溶药物溶解度问题，而且可以用于开发多种药物的速溶速效给药系统。可以根据用户需要进行各种药物速效给药系统的研制与开发

本发明涉及一种建筑物多层地下结构支护施工方法及支护装置，按照如下方法进行，挖掘工作井、安装工作井支护装置、挖掘水平挖掘井、安装水平挖掘井装置，继续向下挖掘工作井、安装对应的工作井支护装置、挖掘水平挖掘井、安装水平挖掘井装置，依次类推从上到下进行工作井和水平挖掘井的挖掘及支护装置的安装，施工方便，能够从上到下进行支护，在挖掘的过程中进行支护装置的安装，进一步提高了低下施工的安全性，减少了低下施工的安全隐患和地面下陷的风险。

成果描述：70%的中草药中含有单宁(又称鞣质)。它们的负面作用突出体现在两个方面：一是导致中药制剂浑浊沉淀，降低其药效和品质，如单宁是影响丹参注射液澄明度的主要因素；二是对人体产生毒副作用。目前除去药用植物中单宁的方法在除去单宁的同时，大量的有效成分也同时被除去；有些方法还将引入其他杂质，使产品的质量降低。因此，中药制剂中单宁的选择性去除是中药制剂工艺过程中的一个世界性难题。 由家畜动物皮制备的胶原纤维吸附材料对单宁的吸附具有专一性，而对低分子酚类化合物及其它非单宁成分的吸附量非常低。而且，通过化学改性还能进一步调控其吸附能力和吸附选择性，从而制备出了系列的适合于不同应用领域和范围的单宁吸附材料。将所制备的吸附材料用于单宁和与其结构最相似的中药有效成分（各种黄酮、异黄酮类化合物及黄岑甙、绿原酸等）的吸附时，单宁的吸附率为100%，而有效成分的吸附率＜5%，大大超过国内外已到达的水平。 胶原纤维吸附材料无毒、纯天然，在国内外具有领先和独创性，已获得国家发明专利（“胶原纤维吸附材料及其制备方法和对单宁的吸附与分离”，专利号：ZL021341737）。市场前景分析：中草药提取物和制剂中鞣质的高选择性去除，天然产物有效成分如黄酮、有机酸和生物碱等的分离纯化。与同类成果相比的优势分析：单宁的吸附率为100%，而有效成分的吸附率＜5%，大大超过国内外已到达的水平。国际先进。

项目采用石墨烯改性方法制备的石墨烯导电纤维，其表面电阻为表面电阻104～105欧姆，耐水洗和皂洗，具有导电、远红外发射、防紫外、抗菌抑菌、自清洁和拒水等功能。

随着我国经济和工业的迅速发展，空气中颗粒污染物日益增多，其中危害 最大的是 PM2.5，而过滤除尘是控制大气中 PM2.5 含量最为有效的技术，其中 过滤材料是核心。本项目产品便是针对 PM2.5 而发展起来的一种高效过滤材料， 对 PM2.5 的过滤效率超过 80%，它是以高分子溶液及无机溶胶凝胶为原料，采 用高压静电纺丝技术，经纺丝、复合成型等工艺制备而得。

碳纤维抽油杆是山东大学的发明专利产品，已替代传统的钢制抽油杆和玻 璃纤维增强的玻璃钢抽油杆，本项技术已成功应用于胜利油田现场，实测结果 表明，单纯将钢制抽油杆更换为碳纤维抽油杆，可节电三分之一以上，提高产 油量三分之一以上，经济效益显著。我国有 30 万口油井，如果可以广泛推广， 130 这将实现我国原油开采的绿色革命。

拥有耐高温 C/C 复合材料板、自动化装备、轻量化机械臂、建筑补强用复 合材料、轻量化纺织配件、离心罐、海水耐腐泵、防腐叶轮、高强轻量化皮带 132 轮、碳纤维电热元件等系列化产品的成熟制备技术。