2019年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）自然科学奖形式审查合格项目

序号	项目编号	项目名称	推荐奖种	主要完成人	主要完成单位	推荐单位
1	0001-102	祁连造山带的形成和垮塌 项目名称 祁连造山带的形成和垮塌 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学 项目简介 造山带的形成和演化是固体地球科学研究的前沿领域，也是了解洋陆俯冲，陆陆碰撞、大陆增生、超大陆旋回的重要环节。北京大学研究群体自2009年，在国家自然科学基金委和科技部973 课题的资助下，通过详细的岩石学、矿物学和地球化学研究，在我国西部的祁连山和柴北缘确定两条不同类型的高压超高压变质带，多条蛇绿岩带和岛弧火山岩带，揭示了原特提斯洋形成与罗迪尼亚超大陆裂解的关系，建立了造山带从大洋俯冲增生到大陆俯冲-碰撞造山演化模型和规律，对发展板块构造理论都具有重要意义。其成果集中在以下3 个方面：(1) 发现了850-820 Ma地幔柱活动形成的大火山岩省，并确定了850-600 Ma多期地幔柱活动及罗迪尼亚超大陆裂解的过程，揭示了原特提斯洋形成与罗迪尼亚超大陆裂解的关系。(2) 在祁连山-柴北缘地区确定两条不同类型的高压超高压变质带，北部北祁连高压低温变质带为大洋冷俯冲的产物，记录了大洋俯冲带变质过程，也是全球最老的含硬柱石-纤柱石大洋冷俯冲带。南部为柴北缘超高压变质带，在榴辉岩中发现了柯石英包体, 在石榴橄榄岩中发现了金刚石包体和大量辉石等出溶片晶，证明了柴北缘大陆深俯冲的极限深度大于200公里。(3) 通过高压变质带和弧岩浆岩的形成时代，确定原特提斯洋初始俯冲到最终闭合的过程，提出了祁连造山带从大洋俯冲到陆陆俯冲碰撞的构造模式：确定了该祁连洋 (原特提斯洋) 洋壳形成的时代为550-450Ma，洋壳开始俯冲的时代为520-440Ma，陆陆俯冲碰撞的时代为440-420Ma，造山带折返和垮塌时间为420-360Ma.该项研究自2009年以来共发表SCI论文72篇（其中国际重要学术杂志论文58篇），他引总次数为2521次，其中SCI他引1633次；8篇代表作他引总次数为871次，其中SCI他引568次。这些论文在国际权威专著和包括Science、EPSL及Earth-Science Reviews 等在内的著名杂志上都有相关引用和比较高的评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 宋述光 教授 北京大学 北京大学 从事祁连造山带的研究30年，是第1，2，3，4，6和7代表性论文的第一作者。主要的学术贡献包括：（1）揭示了祁连增生杂岩带的组成和祁连洋的形成演化过程，确定北祁连大洋型冷俯冲带高压变质带特征和时代；（2）与杨经绥老师等一起识别了柴北缘超高压变质带；（3）建立了祁连山-柴北缘从大洋俯冲到大陆碰撞的造山带演化模型；（4）识别出拉脊山-永靖一带寒武纪洋底高原的存在；（5）确定了西秦岭与祁连造山带早古生代的构造关系，建立了“祁秦增生杂岩带”；（6）确立了东昆仑超高压变质带及其P-T演化历史。发表SCI论文100篇，其中以第一作者和通讯作者 (指导研究生) 发表相关SCI论文54 篇。论文总引用4600余次，他引3300余次。 2 张贵宾 副教授 北京大学 北京大学 对本项目《重要科学发现》中所列第3项科学发现做出了创造性贡献，是第5和第8篇代表性论文专著的第一作者，在该项研究中的工作量占本人工作总量的百分之百。在柴北缘超高压变质带的榴辉岩中首次发现了确切的超高压变质作用的证据-柯石英包体，并对其进行了详细的岩相学研究；在详细的岩石学、地球化学和年代学研究的基础上，建立了柴北缘都兰沙柳河早古生代（520Ma）大洋残片，并在其榴辉岩中发现了柯石英包体，从而揭示出柴北缘在大陆深俯冲之前曾经历过大洋俯冲超高压变质过程。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Adakitic (tonalitic-trondhjemitic) magmas resulting from eclogite decompression and dehydration melting during exhumation in response to continental collision/ Geochimica et Cosmochimica Acta/ Song, SG; Niu, Y; Su, L; Wei, C; Zhang, L 2 UHP metamorphic evolution and SHRIMP geochronology of a coesite-bearing meta-ophiolitic gabbro in the North Qaidam, NW China/JOURNAL OF ASIAN EARTH SCIENCES/ Zhang GB; Zhang, LF; Song SG; et al. 3 Grenville-age orogenesis in the Qaidam-Qilian block: The link between South China and Tarim /PRECAMBRIAN RESEARCH / Song, SG; Su, L; Li, XH; Niu, YL; Zhang, LF 4 Tracing the 850-Ma continental flood basalts from a piece of subducted continental crust in the North Qaidam UHPM belt, NW China / PRECAMBRIAN RESEARCH / Song, SG; Su, L; Li, XH; Zhang, GB; Niu,YL 5 Tectonics of the North Qilian orogen, NW China /GONDWANA RESEARCH/Song SG; Niu, YL; Su, L; Xia XH 6 Tectonic evolution of Early Paleozoic HP metamorphic rocks in the North Qilian Mountains, NW China: New perspectives / JOURNAL OF ASIAN EARTH SCIENCES / Song, SG, Niu, Y, Zhang, LF, Wei, CJ, Liou, JG, Su, L 7 Trace element behavior and P-T-t evolution during partial melting of exhumed eclogite in the North Qaidam UHPM belt (NW China): Implications for adakite genesis/ LITHOS/Zhang, GB; Niu, YL; Song, SG; Zhang, LF;Tian, ZL 8 Continental orogenesis from ocean subduction, continent collision/subduction, to orogen collapse, and orogen recycling: The example of the North Qaidam UHPM belt, NW China /EARTH-SCIENCE REVIEWS/ Song, SG; Niu, YL; Su, L; et al.	自然奖	宋述光,张贵宾	北京大学	北京大学
2	0001-104	ITIC类非富勒烯受体光伏材料 项目名称 ITIC类非富勒烯受体光伏材料 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学,中国科学院化学研究所 项目简介 有机太阳能电池具有成本低、重量轻、便携、柔性和透明等突出优点，应用前景广阔。富勒烯衍生物占据有机受体光伏材料的主导地位长达20余年。然而，富勒烯受体存在化学裁剪难、可见光吸收弱、能级调控难、形貌稳定性差、成本高等诸多缺点，严重制约了有机太阳能电池领域的进一步发展。发明高性能的受体材料是本领域亟待解决的挑战性难题。本项目提出了稠环电子受体新概念，创造了以ITIC为代表的氰基茚酮类芳杂稠环电子受体新体系，解决了富勒烯体系无法解决的关键科学问题，器件效率实现了历史性跨越。ITIC类稠环电子受体这一中国品牌现已成为我国科学家引领、多国科学家竞相跟进的有机光伏领域的研究热点。重要科学发现如下： 1. 提出了稠环电子受体新概念，发明了明星分子ITIC。稠环电子受体优点如下：1）模块化分子设计，化学结构易裁剪，易规模化制备；2）光吸收、电子能级可调，可与多种高性能电子给体匹配；3）宽而强的吸收，特别是在700-1000 nm近红外区有极强吸收，有利于提高器件光电流和制备半透明电池；4）高迁移率，有利于提高器件填充因子； 5）器件能量损失小，有利于提高器件的开路电压；6）器件效率大大超越富勒烯体系；7）光、热、形貌稳定性好，有利于提高器件寿命。 2. 揭示了稠环电子受体中给电子稠环核、拉电子端基和侧链三个模块对材料光电性能的影响规律。通过分子工程对稠环核、端基和侧链结构进行修饰，调节稠环电子受体的分子构型、溶解性、结晶性、电子能级、吸收光谱、迁移率和薄膜形貌，从而实现给受体匹配和高性能器件。 3. 提出了单分散大分子光伏材料的概念，构建了三维共轭大分子电子受体，通过分子拓扑结构调节给受体的相容性和器件性能。 本项目的原创性工作引起了国内外同行的广泛关注和跟进，国内外100多个研究组使用ITIC类稠环电子受体，国内外10余家公司商业销售ITIC类稠环电子受体。近4年来，因ITIC类稠环电子受体的发明，非富勒烯有机太阳能电池的效率由不到7%迅速发展到超过17%，大大超越传统的富勒烯体系。从此，有机太阳能电池迈向新纪元，走进非富勒烯时代。2016 年中科院文献情报中心和科睿唯安联合发布的《2016 研究前沿》中将“基于非富勒烯受体的有机太阳能电池”列为化学与材料科学Top 10 热点前沿的首位。中国领跑这个热点前沿，而本项目团队正是这一前沿的主要开拓者和领跑者。 8 篇代表性论文包括Acc. Chem. Res. 1篇、J. Am. Chem. Soc. 2篇、Adv. Mater. 3篇和Energy Environ. Sci. 2篇。8篇代表性论文被他人引用2486次，均入选ESI高被引论文，7篇论文入选ESI热点论文，4篇论文入选中国百篇最具影响国际学术论文。第一完成人2017和2018年度连续入选全球高被引科学家。国内外同行近百次用里程碑、突破、开创性、先驱性、明星分子、创纪录、最高、最好、最成功、最有前途、最受欢迎、最高效来评价这8篇工作。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 占肖卫 教授 北京大学 北京大学 本人作为项目负责人，提出关键学术思想和总体研究思路，制定研究计划与方案，负责组织实施。提出了“稠环电子受体”新概念，创造了高性能氰基茚酮类芳杂稠环电子受体新材料体系，发明了明星分子ITIC，构筑了高性能非富勒烯有机太阳能电池，在非富勒烯有机太阳能电池领域做出了开创性和引领性的贡献。是代表性论文1-2和4-8的唯一通讯作者、代表性论文3的共同通讯作者。 2 林禹泽 其他 美国北卡罗来纳大学教堂山分校 中国科学院化学研究所 本人作为项目的主要贡献者，提出了“稠环电子受体”新概念，发明了明星分子ITIC，设计合成了著名分子ITIC-Th、IDIC、IEIC和S(TPA-PDI)，构筑了高性能非富勒烯有机太阳能电池，研究了分子化学结构与材料性能的关系。是代表性论文1-3、5、7、8的唯一第一作者、代表性论文4的共同第一作者。 3 白会涛 高级工程师 全球能源互联网研究院有限公司 中国科学院化学研究所 本人作为项目的主要参加者，设计合成了基于二噻吩并引达省和二氰基茚酮单元的稠环电子受体，设计合成了基于二噻吩并引达省和苯并噻二唑-罗丹宁单元的稠环电子受体，构筑了非富勒烯有机太阳能电池。是代表性论文6的共同第一作者、代表性论文1的第四作者、代表性论文5的第三作者。 4 王嘉宇 其他 北京大学 北京大学 本人作为项目的主要参加者，参与设计合成了ITIC、IDIC、IEIC和S(TPA-PDI)，参与构筑了高性能非富勒烯有机太阳能电池，进行了分子模拟。是代表性论文1的第二作者、代表性论文3的第九作者、代表性论文5的第四作者、代表性论文7的第三作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 An electron acceptor challenging fullerenes for efficient polymer solar cells/ Adv. Mater./ Yuze Lin, Jiayu Wang, Zhi-Guo Zhang, Huitao Bai, Yongfang Li, Daoben Zhu and Xiaowei Zhan 2 High-performance electron acceptor with thienyl side chains for organic photovoltaics/ J. Am. Chem. Soc./ Yuze Lin, Fuwen Zhao, Qiao He, Lijun Huo, Yang Wu, Timothy C. Parker, Wei Ma, Yanming Sun, Chunru Wang, Daoben Zhu, Alan J. Heeger, Seth R. Marder and Xiaowei Zhan 3 A facile planar fused-ring electron acceptor for as-cast polymer solar cells with 8.71% efficiency/ J. Am. Chem. Soc./ Yuze Lin, Qiao He, Fuwen Zhao, Lijun Huo, Jiangquan Mai, Xinhui Lu, Chun-Jen Su, Tengfei Li, Jiayu Wang, Jingshuai Zhu, Yanming Sun, Chunru Wang and Xiaowei Zhan 4 Mapping polymer donors towards high-efficiency fullerene free organic solar cells/ Adv. Mater./ Yuze Lin, Fuwen Zhao, Yang Wu, Kai Chen, Yuxin Xia, Guangwu Li, Shyamal K. K. Prasad, Jingshuai Zhu, Lijun Huo, Haijun Bin, Zhi-Guo Zhang, Xia Guo, Maojie Zhang, Yanming Sun, Feng Gao, Zhixiang Wei, Wei Ma, Chunru Wang, Justin Hodgkiss, Zhishan Bo, Olle Ingan？s, Yongfang Li and Xiaowei Zhan 5 High-performance fullerene-free polymer solar cells with 6.31% efficiency/ Energy Environ. Sci./ Yuze Lin, Zhi-Guo Zhang, Huitao Bai, Jiayu Wang, Yuehan Yao, Yongfang Li, Daoben Zhu and Xiaowei Zhan 6 A planar electron acceptor for efficient polymer solar cells/ Energy Environ. Sci./ Yao Wu, Huitao Bai, Zaiyu Wang, Pei Cheng, Siya Zhu, Yifan Wang, Wei Ma and Xiaowei Zhan 7 A star-shaped perylene diimide electron acceptor for high-performance organic solar cells/ Adv. Mater./ Yuze Lin, Yifan Wang, Jiayu Wang, Jianhui Hou, Yongfang Li, Daoben Zhu and Xiaowei Zhan 8 Oligomer molecules for efficient organic photovoltaics/ Acc. Chem. Res./ Yuze Lin and Xiaowei Zhan	自然奖	占肖卫,林禹泽,白会涛,王嘉宇	北京大学,中国科学院化学研究所	北京大学
3	0001-105	活细胞化学反应工具的开发与应用 项目名称 活细胞化学反应工具的开发与应用 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学,南京大学 项目简介 本项目属于化学生物学交叉研究领域。发展适用于活细胞的化学反应工具实现在活体环境下对蛋白质功能和相互作用的原位研究，是当今化学与生命科学交叉研究领域的前沿问题之一。活细胞内脆弱而封闭的环境是对目标蛋白质开展外源化学反应的天然屏障和关键挑战。本项目提出了将非天然氨基酸拓展技术与生物正交反应开发相融合的思想，自主研发和建立了活细胞“化学工具箱”，在该领域实现了一系列原始创新，获得了国内外同行的广泛关注和高度评价。尤其是在国际上首次提出生物正交剪切反应的概念，并以此发展了蛋白质化学脱笼技术，实现了蛋白质的在体激活与调控，该工作处于国际领先水平。本项目还通过化学家与生命科学家的深入合作，研究了若干重要生命科学问题，开辟了利用化学反应和手段研究活细胞内蛋白质功能的新途径，推动了化学和生命科学的交叉融合。主要创新点如下：1）提出并发展了生物正交剪切反应，成为在活细胞及活体内激活蛋白质的一项普适性技术。传统的生物正交反应都属于“连接”反应，本项目在国际上率先提出并开发了“生物正交剪切反应”，拓展了生物正交反应的类型及应用。进一步地，本项目将这一全新类型的反应与遗传密码子拓展策略相结合，获得了蛋白质“化学脱笼”技术，可以对活细胞内任一蛋白进行原位激活。利用该项技术，他们实现了不同激酶的特异激活，研究了这些激酶的生物功能和信号转导机制。2）发展了适用于活细胞内部环境的催化偶联反应和还原消除反应。通过基于配体铜离子的点击化学反应，以及基于钯催化剂的偶联反应的开发，实现了对活细胞内部蛋白质的特异标记，并以此研究了肠道病原菌抗药性产生的分子机制。通过硫化氢介导的叠氮还原和消除反应，发展了受这一反应调控的荧光探针，实现了对该气体分子在活细胞及活体动物内的高灵敏检测，3）利用活细胞内部的光交联反应，发展了用于研究蛋白-蛋白相互作用的光交联探针。该探针DiZPK是目前最为普适和高效的蛋白质光交联探针，并已成为商业化试剂。通过将活细胞内部的蛋白质相互作用的高效捕捉，研究了肠道病原菌内酸性分子伴侣蛋白的工作原理。项目自执行以来共发表学术论文100余篇，其中8篇代表性论文（Nat. Chem. 1篇，Nat. Chem. Biol. 4篇，J. Am. Chem. Soc. 1篇，Angew. Chem. Int. Ed. 1篇和Org. Biomol. Chem. 1篇）他引646次。本项目的内容曾获2015年度中国分析测试协会科学技术奖一等奖和2016年度教育部青年科学奖。第一完成人于2012年获得国家杰出青年基金，2015年成为基金委创新研究群体学术带头人，2016年成为科技部重点研发计划项目首席，2017年成为教育部长江特聘教授。目前担任中国化学会化学生物学专业委员会副主任，美国化学会ACS Chem Biol杂志和BMCL杂志副主编等。第一完成人还曾获陈嘉庚青年科学奖（2016）、RSC Chem Soc Rev新科学家奖（2014）等荣誉；其中，2017年获得的国际生物无机化学会早期职业奖是该国际奖项首次授予来自亚洲的科学家。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈鹏 教授 北京大学 北京大学 是该项目主要负责人，提出本项目在活细胞内的生物正交剪切反应、金属催化偶联反应、光控交联反应等 关键学术思想，负责组织、指导研究和论文撰写，对发现点1-3均做出了创造性贡献，参见代表性论文 ：1、2、3、4、5、6、8。 2 赵劲 教授 南京大学 南京大学 参与提出部分学术思想，在活细胞内系统开展了硫化氢诱导的还原消除反应，并用于荧光检测，对发现点2做出了重要贡献，是代表性论文7的通讯作者。 3 昌增益 教授 北京大学 北京大学 参与提出部分学术思想，合作揭示了酸性分子伴侣蛋白介导的肠道病原菌抗酸机制，对发现点3做出了重 要贡献，是代表性论文8的共同通讯作者。 4 李劼 其他 北京大学 北京大学 李劼是项目执行人，系统从事了活细胞内生物正交反应的拓展，率先开展了生物正交剪切反应的开发，钯 催化的生物正交偶联反应等，对发现点1，2做出了实质性贡献，是代表性论文1，3，5的第一作者和代表性论文2的共同第一作者。 5 林世贤 其他 北京大学 北京大学 林世贤是项目执行人，系统开展了活细胞化学反应工具箱的开发，集中发展了光交联探针并用以研究蛋白-蛋白相互作用，对发现点2，3做出了实质性贡献，是代表性论文8的共同第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Palladium-triggered deprotection chemistry for protein activation in living cells/Nat. Chem./Li, J.; Yu, J.; Zhao, J.; Wang, J.; Zheng, S.; Lin, S.; Chen, L.; Yang, M.; Jia, S.; Zhang, X.; Chen, P. 2 Diels-Alder reaction-triggered bioorthogonal protein activation in living cells/Nat. Chem. Biol./Li, J.; Jia, S.; Chen, P. 3 Development and application of bond cleavage reactions in bioorthogonal chemistry/Nat. Chem. Biol./Li, J.; Chen, P. 4 Converting a solvatochromic fluorophore into a protein-based pH indicator for extreme acidity/Angew. Chem. Int. Ed./Yang, M.; Song, Y.; Zhang, M.; Lin, S.; Hao, Z.; Liang, Y.; Zhang, D.; Chen, P. 5 Ligand-free palladiummediated sitespecific protein labeling inside Gram-negative bacterial pathogens/J. Am. Chem. Soc./Li, J.; Lin, S.; Wang, J.; Jia, S.; Yang, M.; Hao, Z.; Zhang, X.; Chen, P. 6 The multiple antibiotic resistance regulator MarR is a copper sensor in Escherichia coli/Nat. Chem. Biol./Hao, Z.; Lou, H.; Zhu, R.; Zhu, J.; Zhang, D.; Zhao, B.; Zeng, S.; Chen, X.; Chan, J.; He, C.; Chen, P. 7 A colorimetric and ratiometric fluorescent probe for the imaging of endogenous hydrogen sulphide in living cells and sulphide determination in mouse hippocampus/Org. Biomol. Chem./Zhang, L.; Li, S.; Hong, M.; Xu, Y.; Wang, S.; Liu, Y.; Qian, Y.; Zhao, J. 8 A genetically incorporated crosslinker reveals chaperone cooperation in acid resistance/Nat. Chem. Biol./Zhang, M.; Lin, S.; Song, X.; Liu, J.; Fu, Y.; Ge, X.; Fu, X.; Chang, Z.; Chen, P.	自然奖	陈鹏,赵劲,昌增益,李劼,林世贤	北京大学,南京大学	北京大学
4	0001-109	有限混合模型的参数学习和自适应模型选择算法研究 项目名称 有限混合模型的参数学习和自适应模型选择算法研究 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学 项目简介 在实际信息处理和数据分析中，我们经常会遇到来自于多个概率母体（即服从某种概率分布的数据源）并按一定比例混合的数据，其概率分布表现为若干个概率分布的线性叠加形式，被称为有限混合模型。对于这种数据的建模和分析一直是聚类分析、模式识别和数据挖掘等领域中的一个核心研究内容。有限混合模型的分量通常服从一种形式的概率分布，如高斯（即正态）分布和泊松分布，这时则分别称之为高斯混合模型和泊松混合模型。 由于有限混合模型能够对数据的结构性进行分析、特别是能够更为细致地聚类分析，它在实际中得到了广泛的应用，并已成为机器学习的一个重要概率模型和工具。有限混合模型的数据建模的核心问题是参数学习问题。因为实际中我们并不知道观察数据属于那个分量，即给定的数据是一种不完全数据，EM（期望最大化）算法则成为其参数学习的基本理论框架。虽然EM算法在实际中表现的很好，但是以往的理论研究认为，EM算法是一种贪心型迭代算法，常常会收敛到似然函数的局部极小值解，并且其收敛速度被认为是线性的。 另外，基于有限混合模型的数据建模方法依赖于混合模型中分量个数的正确选择。由于分量个数是有限混合模型的一种规模尺度，如何选择分量个数被看作是一种模型选择问题。在一般情况下，数据中的分量个数是未知或难于准确知道的，这时则需要进行有效的模型选择。如何在参数学习过程中自适应地确定出数据中实际分量的个数便是有限混合模型的自适应或自动模型选择问题。虽然我们可以利用针对聚类个数选择的准则（如AIC、BIC、MDL等）进行传统的模型选择，但这不仅需要对所有可能的分量个数实施EM算法进行参数估计和准则值比较，耗费大量时间，而且这些准则中的惩罚形式过于简单，通常难于获得正确的模型选择。 本项目首先运用数学理论和方法对于有限混合模型的EM算法的收敛性进行了深入的理论分析，引入了实际数据中分量分布的平均重叠度，并从理论上证明了对于高斯混合模型和指数型分布混合模型，其EM算法都随着实际数据中分量分布的重叠度趋于零，收敛速度趋于超线性。另外，进一步从理论上证明了高斯混合模型的EM算法随着实际数据中分量分布的重叠度趋于零，参数的收敛值趋向于实际数据的真实参数值。 本项目进一步运用数学和统计学习理论和方法研究有限混合模型的自动模型选择问题，建立了合理的模型和有效的学习算法，并将它应用到自动图像分割和纹理分类等方面。（1）将有限混合模型的自动模型选择问题转化一种贝叶斯阴阳学习系统的和谐学习问题，通过优和谐函数建立了高斯过程混合模型的自动模型选择算法，并进一步建立了模拟退火型自动模型选择算法来提高模型选择的效率。（2）采用同样的方式建立了泊松混合模型的自动模型选择算法，并将其成功地应用于纹理分类。（3）对于对手惩罚竞争学习(RPCL）算法，建立了一种价值函数理论，解决了该算法的正确收敛性，并建立了一类更广的RPCL算法。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 马尽文 教授 北京大学 北京大学 本人在香港中文大学计算机科学和工程学系访问期间与徐雷教授合作对于EM算法和RPCL算法的收敛性进行了探索，随后对这些问题进行了深入的分析，认识到EM算法收敛速度和正确收敛问题的重要性，并通过RPCL算法的研究认识到有限混合模型在参数学习中进行自动模型选择的重要性，便形成了本项目的研究内容和目标。随后就积极投身到本项目的研究，采用计算机模拟实验和理论分析相结合的方法，并带领自己的团队开展了长期不间断研究工作。通过引入有限混合模型中分量的平均重叠度，突破了有限混合模型的EM算法收敛速度和正确收敛性的研究；创造性地提出了RPCL算法的价值函数理论，并通过贝叶斯阴阳学习系统的模型和方法有效地解决自动模型选择问题。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Asymptotic convergence rate of the EM algorithm for Gaussian mixtures/Neural Computation/Jinwen Ma, Lei Xu, Michael I. Jordan 2 Asymptotic convergence properties of the EM algorithm with respect to the overlap in the mixture/Neurocompting/Jinwen Ma, Lei Xu 3 On the correct convergence of the EM algorithm for Gaussian mixtures/Pattern Recognition/Jinwen Ma，Shuqun Fu 4 A gradient BYY harmony learning rule on Gaussian mixture with automated model selection/Neurocomputiing/Jinwen Ma, Taijun Wang, Lei Xu 5 The BYY annealing learning algorithm for Gaussian mixture with automated model selection/PatternRecognition/Jinwen Ma, Jianfeng Liu 6 Parameter estimation of Poisson mixture with automated model selection through BYY harmony learning/Pattern Recognition/Jinwen Ma, Jianfeng Liu, Zhijie Ren 7 Bayesian Texture Classification Based on Contourlet Transform and BYY Harmony Learning of Poisson Mixtures/IEEE Transactions on Image Processing/Yongsheng Dong, Jinwen Ma 8 A cost-function approach to rival penalized competitive learning (RPCL)/IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Part B-Cybernetics/Jinwen Ma, Taijun Wang	自然奖	马尽文	北京大学	北京大学
5	0001-110	我国大气气溶胶的来源反演解析及物化特性研究 项目名称 我国大气气溶胶的来源反演解析及物化特性研究 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学 项目简介 近年来，我国经历了近地面高浓度细颗粒气溶胶（PM2.5）造成的严重区域灰霾污染。气溶胶除与空气质量和人体健康关系密切外，对能见度乃至区域和全球气候变化都有重要的影响。大气气溶胶可以来自一次直接排放与二次生成演化，按照化学组分又可分为无机气溶胶和有机气溶胶。对不同成分气溶胶来源、分布及辐射效应进行研究具有十分重要的科学意义，可对当下我国大气污染的治理工作提供科技支撑。课题组以基金委优秀青年科学基金和面上项目为依托，使用地面观测、卫星观测和先进三维化学传输模式等技术手段，系统研究了我国气溶胶的排放、化学特性、二次生成机制、迁移传输及吸湿增长、直接辐射强迫等问题，为我国空气质量管理提供了重要的科学支撑。课题组近年来主要取得了以下成果：1、基于观测和模拟，对我国含碳气溶胶的一次性来源和二次生成机理与贡献进行定量评估：首次采用“自上而下”方法，定量估计我国元素碳和有机碳气溶胶排放分别为每年3.05和6.67 Tg C，并发现地面有机气溶胶年平均20%以上来自二次生成，夏季华东二次生成占比可能在62%以上；其中约30%二次有机气溶胶来自人为活动排放有机前体物。发现二羰基化合物液相反应对我国二次有机气溶胶生成有重要贡献，并且指出二元羧酸可能与锌反应生成大量二次有机气溶胶。相关研究发表在行业顶级期刊Atmospheric Chemistry and Physics、Atmospheric Environment上。2、基于数值模型及其伴随法定量解析我国细颗粒物污染来源：扩展并应用GEOS-Chem数值模式及其伴随方法，发现北京冬季高PM2.5事件中，本地源的贡献超过一半，且居民源贡献占北京人为源近一半。另外分析多种卫星观测数据，得出东南亚春季露天生物质燃烧的烟羽注入高度的概率分布，并利用模式模拟烟羽注入高度对我国近地面气溶胶浓度贡献。发现烟羽注入高度对传输至华南的黑碳气溶胶影响较大。相关研究发表在行业顶级期刊Atmospheric Chemistry and Physics、Environmental Research Letters和Environmental Science and Technology上。3、基于观测和模拟，阐明相对湿度对华北气溶胶吸湿增长及直接辐射效应的影响：课题组使用加湿浊度计系统，首次观测到我国华北平原气溶胶在吸湿增长过程中的潮解现象；发现该现象普遍存在，并与气溶胶中的铵盐、硫酸盐和硝酸盐含量紧密相关。此外，通过分析华北平原相对湿度的垂直分布，结合气溶胶的地表观测数据及垂直分布模型，说明了相对湿度的垂直分布对于气溶胶直接辐射效应的计算是不可忽视的。相关研究发表在行业重要期刊Atmospheric Environment和Geophysical Research Letters上。本项目发表了一系列学术论文，其中8篇代表性论文被SCI-E他引170次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 傅宗玫 教授 南方科技大学 北京大学 本人是该项目的负责人与主要完成人之一，是第1、3和8篇论文的通讯作者，第2篇论文的共同通讯作者，以及第5篇论文的合作者。本人负责项目的统筹与协调工作，并主要完成了以下研究：首次采用“自上而下”的方法对我国含碳气溶胶的排放进行约束；首次系统研究了我国城市气溶胶中OM/OC质量比的季节与空间变化，并首次发现夏季我国城市气溶胶中锌和草酸的高度相关关系；发现在城市环境下二羰基化合物液相反应对SOA生成的重要贡献；阐明了东南亚地区春季生物质燃烧烟羽注入高度的特征及其对长距离输送的影响。 2 张霖 研究员 北京大学 北京大学 本人是项目主要完成人之一，是第4和5篇论文的通讯作者，主要学术贡献是改进、扩展GEOS-Chem模式及其伴随模式，建立中国大气气溶胶的完整伴随模拟，并用该创新方法“由上而下”解析了我国华北冬季重污染事件中的细颗粒物PM2.5污染来源。研究发现北京冬季重污染事件期间，居民源排放对北京细颗粒气溶胶污染的贡献接近一半，北京本地源的贡献超过一半。华北冬季气溶胶硫酸盐的非均相反应产生贡献很大。进一步分析2014年APEC期间北京细颗粒气溶胶污染来源，发现秋季北京气溶胶主要受二次无机硝酸盐及铵盐影响，APEC期间北京及周边人为活动排放控制约使北京PM2.5浓度下降19 ug/m3。研究发表在行业顶级期刊Environmental Science and Technology上。 3 赵春生 教授 北京大学 北京大学 本人是项目主要完成人之一，是第6和7篇论文的通讯作者。主要贡献为观测分析我国气溶胶的吸湿性质、增长过程，及其对区域辐射的影响。针对华北平原环境大气中的气溶胶进行化学组分分析和气溶胶吸湿特性测量，建立气溶胶吸湿性与二次无机盐组分的关系，并首次在我国华北平原环境大气气溶胶中观测到在吸湿增长过程中的潮解现象。进一步分析了华北平原大气相对湿度的垂直分布特征，并结合气溶胶的地表观测数据及其垂直分布模型，说明了气溶胶的吸湿性垂直分布对于气溶胶辐射效应的计算是不可忽视的。以上研究该研究发表在行业重要期刊Atmospheric Environment和Geophysical Research Letters上。 4 旷烨 讲师 暨南大学 北京大学 本人是项目的主要完成人之一，是第6和7篇论文的第一作者。本人主要贡献为利用加湿浊度计系统观测到环境气溶胶能够频繁表现出潮解行为，且有明显的日变化特征。结果表明，环境气溶胶潮解现象的发生与硫酸盐、硝酸盐和铵盐的日变化紧密相关。针对观测到的环境气溶胶潮解现象，提出了可能的解释机制。研究了气溶胶吸湿增长对气溶胶光学特性垂直变化和日变化以及气溶胶直接辐射效应评估的影响。发现边界层内最高环境相对湿度大于80%的情况在华北平原频繁发生，对于边界层内最大相对湿度大于90%的情形，气溶胶吸湿增长能够使得气溶胶光学厚度增加60%以上，气溶胶吸湿增长对大气层顶气溶胶直接辐射效应的贡献能够达到60%以上。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Impact of aerosol hygroscopic growth on the direct aerosol radiative effect in summer on North China Plain/Atmospheric Environment/Kuang, Y., Zhao, C. S., Tao, J. C., Bian, Y. X., and Ma, N. 2 Deliquescent phenomena of ambient aerosols on the North China Plain/Geophysical Research Letters/Kuang, Y., Zhao, C. S., Ma, N., Liu H. J., Bian, Y. X., Tao, J. C., and Min, H. 3 Injection heights of springtime biomass burning plumes over the Peninsular Southeast Asia and their impacts on pollutant long-range transport/Atmos. Chem. Phys./Y. Jian and T.-M. Fu 4 Source Attribution of Particulate Matter Pollution over North China with the Adjoint Method/Environmental Research Letters/Lin Zhang, Licheng Liu, Yuanhong Zhao, Sunling Gong, Xiaoye Zhang, Daven K. Henze, Shannon L. Capps, Tzung-May Fu, Qiang Zhang 5 Sources and processes affecting fine particulate matter pollution over North China: an adjoint analysis of the Beijing APEC period/Sci. Technol./Lin Zhang, Jingyuan Shao, Xiao Lu, Yuanhong Zhao, Yongyun Hu, Daven K. Henze, Hong Liao, Sunling Gong, Qiang Zhang 6 Carbonaceous aerosols in China: top-down constraints on primary sources and estimation of secondary contribution/Atmos. Chem. Phys./Fu, T.-M., J.J. Cao, X.Y. Zhang, S.C. Lee, Q. Zhang, Y.M. Han, W.J. Qu, Z. Han, R. Zhang, Y.X. Wang, D. Chen, and D.K. Henze 7 Seasonal and spatial variability of the OM/OC mass ratios and high regional correlation between oxalic acid and zinc in Chinese urban organic aerosols/Atmos. Chem. Phys./L. Xing, T.-M. Fu, J. J. Cao, S. C. Lee, G. H. Wang, K. F. Ho, M.-C. Cheng, C.-F. You, and T. J. Wang 8 Sources of secondary organic aerosols in the Pearl River Delta region in fall: contributions from the aqueous reactive uptake of dicarbonyls/Atmos. Environ./Nan Li, Tzung-May Fu, Junji Cao, Shuncheng Lee, Xiao-Feng Huang, Ling-Yan He, Kin-Fai Ho, Joshua S. Fu , Yun-Fat Lam	自然奖	傅宗玫,张霖,赵春生,旷烨	北京大学	北京大学
6	0001-112	原子尺度下水的复杂形态与全量子化效应研究 项目名称 原子尺度下水的复杂形态与全量子化效应研究 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学,中科院物理所 项目简介 由于分子间的弱相互作用以及氢原子显著的核量子效应，水构成了所有凝聚相中最为复杂的体系之一，其基础科学问题研究对现有实验技术与理论方法都提出了极大挑战。本项目针对自然界中常见且在物理、化学、生命科学等领域占据核心地位的体系--受限环境下的水，依靠自主研发的超高分辨成像与谱学实验技术和超越玻恩-奥本海默近似的全量子化第一性原理模拟方法，从原子尺度对其复杂形态及与核量子效应相关的基本物理现象展开了深入系统研究。主要科学发现如下：1.发展了国际领先的超高分辨成像与谱学实验技术和超越玻恩-奥本海默近似的全量子化第一性原理模拟方法。实验上自主研发了qPlus-STM/AFM技术，刷新了扫描探针显微镜空间分辨率的世界纪录，第一次实现了氢原子的直接成像和定位，获得世界首张亚分子级分辨的单个水分子图像，为核量子效应的实验研究提供了必要手段。该技术在国际上得到广泛认可，被国内外数十个实验室跟踪学习采用，开辟了扫描探针显微镜学的一个新领域。理论上，针对核量子效应和非绝热效应，发展了将电子和原子核同时量子化的全量子化计算方法，为超越玻恩-奥本海默近似的物理过程研究提供了强有力的第一性原理解决方案。2.首次测量了核量子效应对单根氢键强度影响，并结合全量子化模拟提出了一个普适的物理图像。氢键是凝聚态体系中决定物质结构与性质的五种基本相互作用（金属键、共价键、离子键、氢键、范德华力）之一。核量子效应如何影响氢键的强弱是科学界长期亟待回答的问题。利用自主研发的针尖增强非弹性电子隧穿谱技术，首次在单键水平对氢键的核量子效应进行了定量表征，测得了氢键的量子成分，并通过全量子化模拟方法阐明了氢原子核零点运动对氢键强度影响的物理机制。此工作入选2016年中国科学十大进展和中国十大科技进展新闻。3.首次证明氢原子核的协同量子隧穿，并预言了水在固体表面的多种新结构。基于水团簇的超高分辨图像与实时探测技术，首次在实验上观测到氢原子核的协同量子隧穿，澄清了过去几十年学术界对水中量子隧穿这一基本问题的争论，这对从全量子化角度理解冰的零点熵以及冰的相变提供了依据。预言了镶嵌冰等多种表面新结构，并在受限水和甲烷系统中被实验证实。上述科学发现在原子层面回答了水基础科学领域若干长期争论的关键问题，从全量子化的角度为理解受限水的反常物性提供了全新的思路。该项目创新性发展的超高分辨成像与谱学实验技术和全量子化模拟方法，是凝聚态物理研究中针对超越玻恩-奥本海默近似问题的前瞻性探索，产生了重要的学术影响。项目共发表论文50余篇（SCI总引3800余次）、完成中英文专业教材2部，8篇代表作目前被SCI他引794次。这项研究为寻找全量子化的新奇物态奠定了坚实的基础，同时也为发展颠覆性量子材料和技术的开辟了新途径。项目培养学生32名（含8杰青、4优青、9青千），为我国在凝聚态物理关键实验技术与理论计算方法发展人才队伍建设做出了重大贡献。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王恩哥 教授 北京大学 北京大学 该项目的负责人和主要完成人。提出本项目的关键学术思想，在物理概念、实验、理论计算方法的建立和结果分析等方面进行了系统的工作，亲自参与完成并做出了创造性的贡献，是代表性论文1-8的通讯作者。本人在该项目研究中的工作量占本人工作量的80%。 2 江颖 教授 北京大学 北京大学 该项目主要完成人。负责本项目的实验研究，提出实验方案并完成了实验设备的研制、实验技术的发展、实验数据的采集与分析，为本项目做出了创造性的贡献，是代表性论文1-3的通讯作者。本人在该项目研究中的工作量占本人工作量的80%。 3 李新征 副教授 北京大学 北京大学 项目主要参与人，负责核量子效应理论方法的发展及模拟，数据分析及与实验结果的比较讨论。参与代表性论文1-3，是代表性论文2的通讯作者。本人在该项目研究中的工作量占本人工作量的70%。 4 孟胜 研究员 中国科学院物理所 中科院物理所 项目主要参与人，负责固体表面水结构模型预测、第一性原理计算、以及相关计算方法的发展研究。代表性论文4和5的第一作者，代表性论文7和8的主要贡献者之一。本人在项目研究中的工作量占本人工作量的70%。 5 徐莉梅 教授 北京大学 北京大学 项目主要参与人，负责实验测量高分辨图像的理论分析，是代表性论文1的重要贡献人。本人在项目研究中的工作量占本人工作量的60%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Direct visualization of concerted proton tunnelling in a water nanocluster/Nature Physics/Xiangzhi Meng, Jing Guo, Jinbo Peng, Ji Chen, Zhichang Wang, Jun-Ren Shi, Xin-Zheng Li, En-Ge Wang, Ying Jiang 2 Water adsorption on metal surfaces: A general picture from density functional theory studies/Physical Review B/Sheng Meng, Enge Wang, Shiwu Gao 3 Vibrational recognition of hydrogen-bonded water networks on a metal surface/Physical Review Letters/Sheng Meng, Lifang Xu, Enge Wang, Shiwu Gao 4 Water adsorption on hydroxylated alpha-quartz(0001) surfaces: from monomer to flat bilayer/Physical Review B/Jianjun Yang, Enge Wang 5 Ice tessellation on a hydroxylated silica surface/Physical Review Letters/Jianjun Yang, Sheng Meng, Lifang Xu, En-Ge Wang 6 Water adsorption on hydroxylated silica surfaces studied using the density functional theory/Physical Review B/Jianjun Yang, Sheng Meng, Lifang Xu, En-Ge Wang 7 Real-space imaging of interfacial water with submolecular resolution/Nature Materials/Jing Guo, Xiangzhi Meng, Ji Chen, Jinbo Peng, Jiming Shen, Xin-Zheng Li, Limei Xu, Jun-Ren Shi, Enge Wang, Ying Jiang 8 Nuclear quantum effects of hydrogen bonds probed by tip-enhanced inelastic electron tunneling/Science/Jing Guo, Jing-Tao Lu, Yexin Feng, Ji Chen, Jinbo Peng, Zeren Lin, Xiangzhi Meng, Zhichang Wang, Xin-Zheng Li, En-Ge Wang, Ying Jiang	自然奖	王恩哥,江颖,李新征,孟胜,徐莉梅	北京大学,中科院物理所	北京大学
7	0001-113	群体智能方法及其应用研究 项目名称 群体智能方法及其应用研究 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学 项目简介 群体智能源于对以蚂蚁、鸟群等为代表的社会性昆虫的群体行为的研究。最早被用在细胞机器人系统的描述中。群体智能的特点在于分布式并行控制，不存在控制中心，群体存在自组织性。本项目围绕项目组提出的典型群体智能算法——烟花算法进行重点研究，并基于此对群体机器人、群智生成等领域进行了广泛的研究，并在文本生成，文本分类、物流路径规划等问题上进行算法性能的验证，取得了一系列的成果。本项目的主要贡献包括以下几个部分：1.群智优化在自然界中，一些简单的昆虫或群居动物同样能利用最基本的个体能力以及个体间的相互合作，而发挥出出人意料的威力。烟花算法是2010年后提出的新型群体智能优化算法。不同于传统的群体优化方法，烟花算法中，多个烟花在自身周围分布新个体（称为火花），来进行局部邻域的搜索；各烟花根据自身的搜索状态，相互交换信息，调整自身爆炸范围和火花分配，从而实现整体搜索的协调，能够有效处理各种复杂优化目标。2.群体机器人群体机器人是一个相对新兴的领域，启发自社会性生物群体的自组织行为，主要关注如何设计大量简单的实物智能体，通过智能体之间、智能体与环境之间的局部交互涌现出复杂的智能行为。在此背景下，我们主要就大空间下群体机器人多目标搜索的任务进行了深入的研究，主要侧重搜索效率与环境限制处理两个方面。3.群智文本分类文本分类是自然语言处理领域的一个基本任务。大量的基于深度学习的监督学习算法，然而有标签的文本数据是非常稀缺的。文本数据的标注成本较高，难以获得大量标注数据。这要求我们能从大量的无标注数据中挖掘信息，生成知识，提高模型性能。4.应用验证我们与传化物流公司合作，利用群体智能算法，特别是烟花算法，解决实际物流场景中的各类调度问题。烟花算法给出的调度方案能够优化10%以上，相对实际应用的调度方案优化达到60%到70%。此外我们还研究了基于群体智能的知识生成任务，并取得了较好的结果。相比于传统条件生成模型，该算法能够在效率合理的前提下生成更加多样化的文本。本项目共发表学术论文200余篇，总他引超过2000次，8篇代表作SCI他引265次，Google Scholar引用1525次，包括发表于神经网络、进化计算、数据挖掘、信息安全领域国际顶级期刊 IEEE TRANSACTIONS ON CYBERNETICS (TCYB, IF=8.803)、IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL NETWORKS AND LEARNING SYSTERM（TNNLS, IF=7.982）、 IEEE TRANSACTIONS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION(TEC，IF=8.124)、IEEE TRANSACTIONS ON KNOWLEDGE AND DATA ENGINEERING（TKDE，IF=2.775）、 IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION FORENSICS AND SECURITY（TIFS，IF=5.824）等论文10余篇；此外，出版学术专著8部、译著2 部，获国家发明专利授权4项、软件著作权1项。 该项目的研究成果促进了群体智能领域的发展，为以烟花算法为代表的群体智能方法在实际问题中的应用提供了有效路径，具有广阔的应用前景和重要的科学意义。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 谭营 教授 北京大学 北京大学 1.作为项目负责人，负责项目立项申请、组织实施、检查评估、验收鉴定、成果申报、科技推广、 档案入卷全程管理； 2.提出运用径向基函数网络和运用高阶统计遗传算法有效提取特征的方法； 3.提出新型群体智能算法——烟花算法及其改进算法，以及粒子群优化算法的变种算法； 4.深入研究基于GPU并行的群体智能算法，有效解决了群体智能算法在实际应用中效率低的问题。5.深入研究群体机器人多目标搜索和多智能体协同框架，提出多种有效算法；6.提出基于群智计算的文本生成方法，指导完成基于变分自编码的文本分类算法，首次将变分推断用于半监督文本分类；7.指导利用群体智能算法为物流运输规划路径，显著提升物流运输效率且降低成本。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Fireworks algorithm for optimization/Lecture Notes in Computer Science/Tan, Y; Zhu, YC 2 GPU-based parallel particle swarm optimization/IEEE Congress on Evolutionary Computation/Zhou, Y; Tan, Y 3 Nonlinear blind source separation using a radial basis function network/IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL NETWORKS/Tan, Y; Wang, J; Zurada, JM 4 Nonlinear blind source separation using higher order statistics and a genetic algorithm/IEEE TRANSACTIONS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION/Tan, Y; Wang, J 5 Research Advance in Swarm Robotics/Defence Technology/Tan Y;Zheng ZY 6 Enhanced Fireworks Algorithm/IEEE CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION/Zheng, SQ; Janecek A; Tan, Y 7 A Survey on GPU-Based Implementation of Swarm Intelligence Algorithms/IEEE TRANSACTIONS ON CYBERNETICS/Tan, Y;Ding, K 8 Prototype Generation Using Multiobjective Particle Swarm Optimization for Nearest Neighbor Classification/IEEE Transactions on Cybernetics/Hu, WW;Tan, Y	自然奖	谭营	北京大学	北京大学
8	0001-114	低功耗小型化硅基光电子器件机理与关键技术 项目名称 低功耗小型化硅基光电子器件机理与关键技术 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学 项目简介 硅基光电子集成芯片技术，就是研究和开发以光子和电子为信息载体的硅基大规模集成芯片。即利用硅或与硅兼容的材料，应用CMOS工艺，在同一硅衬底上制作光子和光电子功能器件，形成一个具有完整综合功能的新型混合大规模集成芯片，能充分发挥微电子先进成熟的工艺技术、大规模集成带来的低廉价格，以及光子器件与系统所特有的极高带宽、超快传输速率、高抗干扰性等优势。在硅基光电子集成芯片技术高速发展的过程中有三大关键科学问题和技术：首先是高效硅基发光，迫切需要提供硅基片上光源给整个集成芯片提供大脑；其次是硅基光电子器件的小型化集成技术，是硅基光电子器件降低成本和产业化的关键；第三个是硅基光电子器件的低功耗作用机理，降低器件功耗成为硅基光电子器件未来高速发展的关键。该项目在国家自然科学基金委重点国际合作项目和863重点项目等计划的支持下，紧紧围绕上述三大关键科学问题和技术开展工作，主要科学发现如下：1、揭示了制约硅基片上激光器发展的关键因素，提出一种新型高增益铒镱/钇硅酸盐化合物光源材料：美国科学院和工程院两院院士斯坦福大学Harris教授、美国工程院院士加州大学圣塔芭芭拉分校Bowers教授、欧洲材料学会主席Priolo教授等国际知名学者在Nature Photonics等期刊多次正面引用我们的工作，代表性论文1入选ESI高被引论文，他引109次。2、突破衍射极限构建超小型硅基光电子器件：利用表面等离子体突破衍射极限的特性，设计最小尺寸滤波器和解复用器；研制出基于表面等离子体混合波导与条形硅波导非对称定向耦合原理的最小尺寸偏振分束器和偏振旋转器，代表性论文2入选ESI高被引论文，他引142次，代表性论文6入选“中国光学重要进展”。3、提出了低功耗热稳定片上光互连系统：突破了自镜像原理对传统多模干涉结构输出光功率分束比的限制，实现了任意比的光功率分束器；实现了兼具热稳定特性和平顶滤波特性的波分复用器；提出了二维插指结概念、建立了集总调制器电光响应及能耗理论，降低电光调制器的能耗。总之，针对低功耗小型化硅基光电子器件机理与关键技术展开了深入系统的研究，在硅基发光、硅基调制器、硅基探测器、滤波器、功分器、光栅耦合器、偏振分束/合束器、偏振旋转器、硅基表面等离子激元器件等方面取得了多项成果，其中包括填补了国内空白的100Gb/s硅基光调制和相干接收集成芯片，编写了国内第一本该领域学术专著《硅基光电子学》，研究成果获中国光学工程学会创新技术奖，两次入选“中国光学重要进展”，8 篇发表在国际期刊上的代表性论文被SCI他引420次，其中2篇入选ESI高被引论文，国际会议邀请报告40多次，其中大会报告5篇。第一完成人是教育部长江特聘教授，OSA Fellow, SPIE Fellow, IET Fellow，Photonics Research创刊主编，全职回国15年，推动了硅基光电子学在国内的普及和发展；第二完成人入选首届青年长江学者，受聘军委科技委主题专家组专家。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 周治平 教授 北京大学 北京大学 对本项目科学发现点1，2，3做出了贡献，是代表性论文1和8的第一作者，以及1，2，3，4，5，6，7，8的通信作者，作为项目的主要负责者,负责整个项目的具体执行。在科学发现1：揭示了制约硅基片上激光器发展的关键因素，代表性论文1入选ESI高被引论文。在科学发现2：突破衍射极限构建超小型硅基光电子器件，代表性论文2入选ESI高被引论文，代表性论文6入选“中国光学重要进展”。在科学发现3：提出了低功耗热稳定片上光互连系统，国内首次实现低功耗100Gb/s硅基光调制和相干接收集成芯片。 2 王兴军 教授 北京大学 北京大学 对本项目科学发现点1做出了贡献，是代表性论文4的第一作者，代表性论文5的主要作者。作为项目主要参与者,负责项目的具体执行。在科学发现1：提出一种新型高增益铒镱/钇硅酸盐化合物光源材料，可以获得2个数量级发光强度的提高，提出稀土铒镱、铒钇之间共振作用机理模型，理论证明铒硅酸盐化合物光波导放大器的高增益特性。 3 胡飞飞 高级工程师 中国南方电网有限责任公司 北京大学 对本项目科学发现点2做出了贡献，是代表性论文2和3的第一作者。 在科学发现2：突破衍射极限构建超小型硅基表面等离子体滤波器和波分复用器，代表性论文2入选ESI高被引论文。 4 高琳斐 其他 科磊半导体设备有限公司 北京大学 对本项目科学发现点2做出了贡献，是代表性论文5和6的第一作者。在科学发现2：突破衍射极限构建超小型硅基光电子器件，提出基于SPP混合波导与条形硅波导非对称定向耦合原理的最小尺寸偏振分束器和偏振旋转器，代表性论文6入选“中国光学重要进展”。 5 邓清中 其他 imec 北京大学 对本项目科学发现点3做出了贡献，是代表性论文7的第一作者。在科学发现3：提出了低功耗热稳定片上光互连系统：突破了自镜像原理对传统多模干涉结构输出光功率分束比的限制，实现了任意比例的光功率分束器；实现了兼具热稳定特性和平顶滤波特性的波分复用器。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Extraordinary infrared photoluminescence efficiency of Er0.1Yb1.9SiO5 films on SiO2/Si substrates/APPLIED PHYSICS LETTERS/Wang, Xingjun;？Wang, Bing;？Wang, Lei; Guo, Ruimin; H. Isshiki; Tadamasa, Kimura; Zhou, Zhiping 2 Active metal strip hybrid plasmonic waveguide with low critical material gain/OPTICS EXPRESS/Gao,？Linfei; Tang, Liangxiao; Hu, Feifei; Wang, Xingjun; Zhou, Zhiping 3 Ultra-Compact and Low-Loss Polarization Rotator Based on Asymmetric Hybrid Plasmonic Waveguide/IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS/Gao, Linfei;？Huo, Yijie;？Harris, James S.？Zhou, Zhiping 4 Arbitrary-ratio 1 x 2 power splitter based on asymmetric multimode interference/OPTICS LETTERS/Deng,？Qingzhong; Liu, Lu; Li, Xinbai; Zhou, Zhiping 5 Lowering the energy consumption in silicon photonic devices and systems/PHOTONICS RESEARCH/Zhou, Zhiping;？Yin, Bing;？Deng, Qingzhong, Li, Xinbai, Cui, Jishi 6 Band-pass plasmonic slot filter with band selection and spectrally splitting capabilities/OPTICS EXPRESS/Hu, Feifei;？Yi, Huaxiang;？Zhou, Zhiping 7 On-chip light sources for silicon photonics/Light: Science & Applications/Zhou, Zhiping;？Yin, Bing;？Michel, Jurgen 8 Wavelength demultiplexing structure based on arrayed plasmonic slot cavities/OPTICS LETTERS/Hu, Feifei;？Yi, Huaxiang;？Zhou, Zhiping	自然奖	周治平,王兴军,胡飞飞,高琳斐,邓清中	北京大学	北京大学
9	0001-115	金属氧化物阻变机理与器件设计 项目名称 金属氧化物阻变机理与器件设计 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学 项目简介 阻变器件兼具存储与计算融合特性，在新一代信息技术领域有广泛应用前景，但由于所涉及的材料繁杂、特性与机制多样性等因素，在机制、器件性能调制与系统应用等方面存在一系列关键科学问题有待解决。在国家973等项目支持下，本项目立足于金属氧化物阻变器件（简称阻变器件）电学特性与氧空位微观行为间的关联性，揭示了电场和热诱导的氧空位与氧离子产生/复合及其分布衍变规律是决定器件阻变特性的关键因素，建立了单/双极阻变统一物理模型；提出了通过调控氧空位分布实现器件性能优化设计的新思路，建立了关于器件材料、结构和操作模式优化设计新方法；发展了基于阻变特性的存内计算新方法。重要科学发现如下：一、提出了关于氧空位导电通道型阻变器件特性的统一物理机理与模型。在国际上首先提出电场和热效应辅助的氧空位产生与复合机制是控制氧空位导电通道型阻变器件（OxRAM）阻变行为的关键因素，统一了单/双极阻变特性的物理起源；发展了完整地表征OxRRAM特性的物理模型，包括：单/双极阻变、类金属/类半导体导电、性能波动性与可靠性退化等特性。该机制与模型作为描述OxRAM特性的两种代表性机制与模型之一，被莱布尼兹奖获得者德国亚琛大学教授Rainer Waser、斯坦福大学教授Philip Wong等课题组以及台积电、IMEC等众多研究机构引用与应用。二、提出了通过调控氧空位/氧离子分布实现器件性能优化设计的新思路，发展了在HfO2等阻变层材料中通过适配价键离子掺杂调控氧空位形成能、引入界面层与操作模式优化调控电场电势分布，控制阻变器件中氧空位/氧离子分布与衍变过程，实现器件特性调控与性能优化的新方法，大幅度改善了阻变器件电学特性一致性与可靠性，使得阻变器件的耐久性提高了2个数量级。相关理论与方法被美国、欧洲、中国、韩国等学者撰写的研究与综述论文引用评述，并被借鉴应用于多种材料体系器件性能优化中。三、提出了基于阻变器件实现高精度、高效率存算融合计算系统的新方法，发展了基于阻变器件阵列实现非易失逻辑计算新途径，解决了阻变型非易失逻辑运算级联困难、时序复杂的瓶颈问题；提出了一种基于多维度器件结构实现抑制噪声、提高能效的突触单元设计新方法，解决了阻变器件电阻波动导致的系统计算精度损失问题；相关理论与方法为实现高能效、高精度存内计算系统开辟了新途径，被包括忆阻型状态逻辑计算方法提出者Stanly Williams等国内外著名学者发表的研究与综述论文音乐，并作为该领域代表性成果评述。自2006年起，发表SCI论文70篇，在微电子领域旗舰会议IEDM和VLSI上发表论文22篇，在业内产生重要影响。8篇代表性论著被SCI他引714次，2篇入选ESI高被引论文，最高单篇他引227次，被写入到Waser教授等主编的13本学术专著中。获得中国授权发明专利28项，美国授权专利6项。受邀为Simon Sze等主编的学术专著撰写章节，在IEDM等国际学术会议与科研机构做特邀报告30余次。培养学生中2人获IEEE EDS Ph.D Fellowship。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 康晋锋 教授 北京大学 北京大学 本项目总负责人，是重要科学发现一、二、三主要学术思想，包括阻变器件物理机制、器件材料与操作模式优化设计方法、新型计算方法的提出者和项目总体研究方案的制定者。为代表性论著 1，2，3，5，7，8 的通讯作者，代表性论著4和6的主要作者，28 项中国发明专利与6 项美国专利的主要发明人，30个邀请报告的主要报告人。 2 高滨 副教授 清华大学 北京大学 本项目的主要参与者，对重要科学发现一、二、三，包括：单/双极阻变的统一物理机制、微观表征 及电学实验验证、阻变器件性能优化设计方法、新型计算器件设计与实现等做出了重要贡献，是代表性 论著 2，3，7 的第一作者，是代表性论著4，5，6，7，8 的合作作者，10余项中国发明专利与 6 项美国 专利的主要发明人之一。 3 黄鹏 助理研究员 北京大学 北京大学 本项目主要参与者之一，对重要科学发现一、三，包括：单/双极阻变统一物理机制与器件模型、阻变型状态逻辑计算新方法的建立做出了重要贡献，是代表性论著4和8的第一作者，是代表性论著7 的合作作者。 4 刘力锋 教授 北京大学 北京大学 本项目主要参与者，对重要科学发现点一、二、三做出重要贡献，其中包括：金属氧化物阻变材料、电极材料和器件结构等对阻变器件性能的影响研究，影响金属氧化物阻变器件中氧空位与氧离子分布与衍变的关键因素研究，通过离子掺杂调控氧空位与氧离子衍变位置方法研究，是代表性论著 6和7的通讯作者，是代表性论著 1，2，3，4，5，8的合作作者，20余 项中国发明专利与 6 项美国专利的主要发明人。 5 刘晓彦 教授 北京大学 北京大学 本项目的主要参与者，对重要科学发现一、二、三，包括：单/双极阻变的统一物理机制与模型、阻变器件性能优化设计方法、新型计算方法的建立做出了重要贡献，是代表性论著4和8的通讯作者，是代表性论著 1，2，3，5，6，7的合作作者，20余项中国发明专利与 6 项美国专利的主要发明人。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Ultra-Low-Energy Three-Dimensional Oxide-Based Electronic Synapses for Implementation of Robust HighAccuracy Neuromorphic Computation Systems/ACS NANO/Bin Gao,Yingjie Bi,Hong-Yu Chen,Rui Liu, Peng Huang,Bing Chen,Lifeng Liu,Xiaoyan Liu, Shimeng Yu,H.-S. Philip Wong,and Jinfeng Kang 2 Gd-doping effect on performance of HfO2 based resistive switching memory devices using implantation approach/APPLIED PHYSICS LETTERS/Zhang Haowei, Liu Lifeng, Gao Bin, Qiu Yuanjun, Liu Xiaoyan, Lu Jing, Han Ruqi, Kang Jinfeng, Yu Bin 3 Reconfigurable Nonvolatile Logic Operations in Resistance Switching Crossbar Array for Large-Scale Circuits/Advanced Materials/Peng Huang, Jinfeng Kang, Yudi Zhao, Sijie Chen, Runze Han, Zheng Zhou, Zhe Chen, Wenjia Ma, Mu Li, Lifeng Liu, and Xiaoyan Liu 4 Oxide-Based RRAM Switching Mechanism: A New Ion-Transport-Recombination Model/IEEE INTERNATIONAL ELECTRON DEVICES MEETING/Gao B., Yu S., Xu N., Liu L. F., Sun B., Liu X. Y., Han R. Q., Kang J. F.*, Yu B., Wang Y. Y. 5 Unified Physical Model of Bipolar Oxide-Based Resistive Switching Memory/IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS/Gao Bin, Sun Bing, Zhang Haowei, Liu Lifeng, Liu Xiaoyan, Han, Han Ruqi, Kang Jinfeng, Yu Bin 6 A Physics-Based Compact Model of Metal-Oxide-Based RRAM DC and AC Operations/IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES/Huang Peng, Liu Xiao Yan, Chen Bing, Li Hai Tong, Wang Yi Jiao, Deng Ye Xin, Wei Kang Liang, Zeng Lang, Gao Bin, Du Gang, Zhang Xing, Kang Jin Feng 7 Characteristics and mechanism of conduction/set process in TiN/ZnO/Pt resistance switching random-access memories/APPLIED PHYSICS LETTERS/Xu Nuo, Liu Lifeng, Sun Xiao, Liu Xiaoyan, Han Dedong, Wang Yi, Han Ruqi, Kang Jinfeng, Yu Bin 8 Ionic doping effect in ZrO2 resistive switching memory/APPLIED PHYSICS LETTERS/Zhang Haowei, Gao Bin, Sun Bing, Chen Guopeng, Zeng Lang, Liu Lifeng, Liu Xiaoyan, Lu Jing, Han Ruqi, Kang Jinfeng	自然奖	康晋锋,高滨,黄鹏,刘力锋,刘晓彦	北京大学	北京大学
10	0001-116	肿瘤线粒体和耐药屏障与拟态血管靶向性给药系统的研究 项目名称 肿瘤线粒体和耐药屏障与拟态血管靶向性给药系统的研究 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学 项目简介 肿瘤线粒体和耐药屏障与拟态血管靶向性给药系统的研究研究领域：194-医药卫生-药学与中医学-药剂学肿瘤线粒体、耐药屏障和拟态血管导致的内源性耐药是限制肿瘤化疗效果、治疗预后的关键因素，如何解决肿瘤内源性耐药、防止肿瘤治疗后复发，是待解决的重要科学问题。研究目标：旨在构建肿瘤线粒体和耐药屏障与拟态血管靶向性给药系统，清除内源性耐药肿瘤和肿瘤干细胞、破坏肿瘤生长和再生时所需营养供给渠道，并揭示其相关作用机制。 研究内容：（1）肿瘤线粒体靶向性给药系统与作用机制研究：构建肿瘤线粒体靶向性载药脂质体，阐明其线粒体靶向作用机制。（2）肿瘤耐药屏障靶向性给药系统与作用机制研究：构建肿瘤耐药屏障靶向性给药系统，揭示其跨越胃肠道屏障、血脑屏障和细胞屏障等耐药屏障的作用机制。（3）肿瘤拟态血管靶向性给药系统与作用机制研究：构建肿瘤拟态血管靶向性载药脂质体，阐明其清除拟态血管的靶向作用机制。主要发现点：（1）建立了全新的肿瘤线粒体靶向性载药脂质体，阐明了靶向作用于线粒体、清除内源性耐药肿瘤和肿瘤干细胞的作用机制，未见他人文献报道。（2）建立了新型肿瘤耐药屏障靶向性给药系统，揭示了其突破胃肠道屏障、血脑屏障、细胞屏障，有效杀伤耐药性肿瘤和肿瘤干细胞的作用机制，未见他人文献报道。（3）建立了全新的肿瘤拟态血管靶向性载药脂质体，阐明了其破坏拟态血管的作用机制，并揭示肿瘤拟态血管的7种潜在标志物，未见他人文献报道。科学价值：在理论创建方面，提出了肿瘤线粒体靶向治疗的学术思想，阐明了肿瘤线粒体靶向性给药系统的作用机制；揭示了肿瘤耐药屏障靶向性给药系统跨越耐药屏障的作用机制；提出肿瘤拟态血管靶向治疗的学术思想，阐明了拟态血管靶向性给药系统作用机制。在方法创建方面，构建了全新的肿瘤线粒体靶向性给药系统、新型肿瘤耐药屏障靶向性给药系统、全新的肿瘤拟态血管靶向性给药系统、揭示了7种肿瘤拟态血管潜在标志物。三个方面的研究，从分子/基因、细胞、器官/组织、整体动物水平，阐述了该给药系统的体内外靶向性、杀伤性、分子机制、体内动态规律等。为解决恶性肿瘤内源性耐药问题、建立肿瘤的早期诊断治疗方法、防止治疗后复发提供了理论依据和实验基础，不仅具有重要的科学意义和学术价值，还具有潜在的临床应用价值。同行引用及评价：8篇代表性论文，分别发表于药剂学科顶尖国际期刊Biomaterials IF=8.806和J Control Release IF=7.877，总他引679次（84次/篇）， SCI他引621次（77次/篇）。论文受到国内外专家以及顶尖学术期刊高度评价和肯定 (如Seminar Cancer Biol 2017 IF=10.198，Chem Rev 2017 IF=52.613等) ，认为该研究具有全新的学术思路、重要的学术价值和临床价值。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 吕万良 教授 北京大学 北京大学 该项目的第1完成人。对“第一主要发现点”所做的贡献：在国际上首先提出肿瘤线粒体靶向治疗学术思想、针对肿瘤难治性和内源性耐药，构建肿瘤线粒体靶向性给药系统，揭示其线粒体相关作用机制；代表论文号1、5 通讯作者及第一责任人。对“第二主要发现点”所做的贡献：创建能够突破胃肠道屏障、可口服吸收的新型肿瘤耐药屏障靶向性给药系统，揭示其作用机制；代表论文号4 通讯作者、第一责任人。对“第三主要发现点”所做的贡献：在国际上首先提出肿瘤拟态血管靶向治疗学术思想，创建肿瘤拟态血管靶向性给药系统，揭示其破坏肿瘤拟态血管的作用机制，揭示肿瘤拟态血管7种潜在标志物；代表论文号7、8 通讯作者及第一责任人。 2 张强 教授 北京大学 北京大学 该项目第2完成人。对“第二主要发现点”所做的贡献：提出、创建能够突破乳腺癌细胞屏障的新型肿瘤耐药屏障靶向性给药系统，揭示其靶向生长抑素受体、实现跨越乳腺癌/乳腺癌干细胞膜屏障的相关作用机制；代表论文号2 通讯作者、第一责任人。对“第二主要发现点”所做的贡献：提出、创建能够突破脑胶质瘤细胞屏障的新型肿瘤耐药屏障靶向性给药系统，揭示其靶向氯离子通道，实现跨越脑胶质瘤耐药屏障的相关作用机制；代表论文号6 通讯作者、第一责任人。 3 齐宪荣 教授 北京大学 北京大学 本项目第3完成人。对"第二主要发现点"所做的贡献：提出、创建能够突破血脑屏障的新型肿瘤耐药屏障靶向性给药系统，揭示其相关作用机制；代表论文号3 通讯作者、第一责任人。 4 王学清 副教授 北京大学 北京大学 本项目第4完成人。对“第二主要发现点”所做的贡献：创建能够突破乳腺癌细胞屏障的新型肿瘤耐药屏障靶向性给药系统，揭示其靶向生长抑素受体、实现跨越乳腺癌/乳腺癌干细胞膜屏障的相关作用机制。代表论文号2、6 合作作者（第三、二作者，研究生论文副导师）。 5 居瑞军 副教授 北京石油化工学院 北京大学 对“第三主要发现点”所做的贡献：代表论文号8第一作者；代表论文号7合作作者（第五作者）。对“第一主要发现点”所做的贡献：代表论文号1、5合作作者（第四、四作者）。对“第二主要发现点”所做的贡献：代表论文号4合作作者（第二作者）。 6 姚红娟 副研究员 中国医学科学院医学生物技术研究所 北京大学 对“第二主要发现点”所做的贡献：代表论文号4第一作者。对“第一主要发现点”所做的贡献：代表论文号1合作作者（第三作者）。 7 仰浈臻 其他 北京大学 北京大学 对“第二主要发现点”所做的贡献：代表论文号3第一作者。 8 李秀英 讲师 山西中医药大学 北京大学 对“第三主要发现点”所做的贡献：代表论文号7第一作者; 代表论文号8 合作作者（第四作者）。对“第一主要发现点”所做的贡献：代表论文号5合作作者（第五作者）。 9 张杨 其他 首都医科大学附属北京友谊医院 北京大学 对“第二主要发现点” 所做的贡献：代表论文号2第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The use of mitochondrial targeting resveratrol liposomes modified with a dequalinium polyethylene glycol-distearoylphosphatidyl ethanolamine conjugate to induce apoptosis in resistant lung cancer cells. Biomaterials. Wang XX, Li YB, Yao HJ, Ju RJ, Zhang Y, Li RJ, Yu Y, Zhang L, Lu WL. 2 The eradication of breast cancer and cancer stem cells using octreotide modified paclitaxel active targeting micelles and salinomycin passive targeting micelles. Biomaterials. Zhang Y, Zhang H, Wang XQ, Wang JC, Zhang X, Zhang Q. 3 Tumor-targeting dual peptides-modified cationic liposomes for delivery of siRNA and docetaxel to gliomas. Biomaterials. Yang ZZ, Li JQ, Wang ZZ, Dong DW, Qi XR. 4 The antitumor efficacy of functional paclitaxel nanomicelles in treating resistant breast cancers by oral delivery. Biomaterials. Yao HJ, Ju RJ, Wang XX, Zhang Y, Li RJ, Yu Y, Zhang L, Lu WL. 5 The anticancer efficacy of paclitaxel liposomes modified with mitochondrial targeting conjugate in resistant lung cancer. Biomaterials. Zhou J, Zhao WY, Ma X, Ju RJ, Li XY, Li N, Sun MG, Shi JF, Zhang CX, Lu WL. 6 Chloride channel-mediated brain glioma targeting of chlorotoxin-modified doxorubicine-loaded liposomes. Journal of Controlled Release. Xiang Y, Wang XQ, Wang JC, Zhang X, Zhang Q. 7 Multifunctional liposomes loaded with paclitaxel and artemether for treatment of invasive brain glioma. Biomaterials. Li XY, Zhao Y, Sun MG, Shi JF, Ju RJ, Zhang CX, Li XT, Zhao WY, Mu LM, Zeng F, Lou JN, Lu WL. 8 Liposomes, modified with PTDHIV-1 peptide, containing epirubicin and celecoxib, to target vasculogenic mimicry channels in invasive breast cancer. Biomaterials. Ju RJ, Li XT, Shi JF, Li XY, Sun MG, Zeng F, Zhou J, Liu L, Zhang CX, Zhao WY, Lu WL.	自然奖	吕万良,张强,齐宪荣,王学清,居瑞军,姚红娟,仰浈臻,李秀英,张杨	北京大学	北京大学
11	0001-117	大气污染致气道炎症和肺功能快速下降的机制及相关因素研究 项目名称 大气污染致气道炎症和肺功能快速下降的机制及相关因素研究 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学 项目简介 随着我国经济发展，大气污染问题日益凸显，大气污染对居民健康的危害不容忽视。已有研究表明，大气污染暴露与慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘等慢性肺病密切相关，同时还会对血液、心血管、神经等系统产生不良影响。相对于发达国家，我国大气污染更重，但大气污染健康效应的研究数据还相对缺乏，为此，我们进行了大气污染对国人呼吸系统、血液系统和心血管系统影响的研究，提供了宝贵的研究数据。大气污染物由呼吸系统进入体内，气道炎症是大气污染引起健康损害的始动环节，因此也是研究的热点，为了探讨大气污染引起气道炎症的机制，我们进行了一系列探索。 本课题组前期研究建立了肺功能快速下降的社区人群队列，我们观察了社区居民慢性阻塞性肺疾病的患病及目前诊断情况，综合分析了吸烟、被动吸烟、职业暴露等多种因素对成人肺功能的影响，也为后续的大气污染研究奠定了基础。通过分析社区居民的居住地与城市主干道的距离和居民的肺功能、EBC pH和慢性咳嗽症状之间的关系，我们发现，距离主干道较近的居民，由于长期高水平暴露于交通相关大气污染，他们的肺功能水平偏低、更容易出现慢性咳嗽，并且气道酸化水平更高。为了探讨大气污染物浓度短期波动对健康人肺功能的影响，我们通过对每天大气PM2.5浓度的监测和每日肺功能检测，观察到了PM2.5对健康成年人FEV1、FVC、脉冲震荡气道阻力指标的短期负效应和滞后效应。通过对急诊医疗数据库的分析，我们发现大气中PM2.5和NO2浓度增高增加了院外心跳骤停事件风险。为了观察大气污染对气道炎症、氧化应激指标的影响，我们在2008年北京奥运期间随访了125名健康成人，除了证实短期大气污染的波动可引起气道炎症和氧化应激指标的相应波动之外，我们还发现，短期大气污染水平的改变即会对健康成人血清炎症指标产生影响，而凝血指标、血压、心率等指标同样受到显著影响。这为大气污染引起气道炎症，进而引起全身炎症及多系统损害的假说提供了理论依据。 气道炎症是大气污染引起人体多系统损害的启动步骤，而目前其机制尚未完全阐明，要有效阻断大气污染对健康的损害，就要研究大气污染引起气道炎症反应的机制。我们建立了PM2.5气道滴注的小鼠模型，在国内首先建立了适用于动物的喉镜装置及气管插管装置，并申请了专利。通过对PM2.5染毒的小鼠进行研究，我们首先发现了肺组织中TLR2和TLR4阳性细胞在PM2.5暴露后的改变，证实了Th1/Th2失衡在PM2.5诱发气道炎症中的作用。通过对PM2.5暴露后小鼠肺组织miRNA的分析，我们进一步从分子水平证实了Th1/Th2失衡在气道炎症中的作用。另外，我们在国内外首先发现了木犀草素在保护肺泡巨噬细胞功能、抑制气道炎症中的作用，为研制阻断大气污染引起气道炎症的药物奠定了基础。 上述研究发表论文15篇，其中SCI 8篇，他引238次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王广发 教授 北京大学 北京大学 全面负责本项目的设计和实施。包括气道炎症的检测方法的设计，PM2.5暴露实验动物模型等。为发表论文2的并列第一作者，论文3-5的责任作者。 2 朱彤 教授 北京大学 北京大学 负责研究中大气污染物的分析和检测，论文1的责任作者。 3 胡展维 中级 北京大学 北京大学 为代表性论文4、5的第一作者，对研究居民居住地距离主干道距离与肺功能、呼吸道症状、EBC pH影响的研究有重要贡献。 4 廖纪萍 副高级 北京大学 北京大学 参余HEART研究，大气污染短期剧烈改变对健康青年人群肺功能和气道阻力的可逆性影响，参余PM2.5对于Th1/Th2漂移的影响相关研究 5 胡艳 副高级 北京大学 北京大学 参余大气污染对肺功能短期影响的研究，对研究有重要贡献 6 程渊 副高级 北京大学 北京大学 参与社区居民肺功能及慢性阻塞性肺疾病的流行病学调查 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Association Between Changes in Air Pollution Levels During the Beijing Olympics and Biomarkers of Inflammation and Thrombosis in Healthy Young Adults. JAMA 2 Inflammatory and Oxidative Stress Responses of Healthy Young Adults to Changes in Air Quality during？the Beijing Olympics. Am J Respir Crit Care Med 3 Involvement of TLR2 and TLR4 and Th1/ 2 shift in inflammatory responses induced by fine ambient particulate matter in mice. Inhalation Toxicology 4 Living near a major road in Beijing: association with lower lung function, airway acidification, and chonic cough. Chinese Medical Journal 5 长期被动吸烟对北京社区居民呼吸系统的影响. 国际呼吸杂志	自然奖	王广发,朱彤,胡展维,廖纪萍,胡艳,程渊	北京大学	北京大学
12	0001-119	中国肌萎缩侧索硬化患者的分子流行病学及发病机制研究 项目名称 中国肌萎缩侧索硬化患者的分子流行病学及发病机制研究 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学 项目简介 肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种罕见累及上下运动神经元的神经退行性疾病。据国外数据，年发病率约2-3/10万人，发病多在50-60岁，发病3-5年后常因呼吸衰竭去世。ALS给患者及家庭带来了难以承受的疾病和精神负担。ALS已于2018年纳入我国《第一批罕见病目录》。长期以来，由于其发病率极低、生存期短、临床异质性大、多数医师经验不足，中国ALS患者致病基因、流行病学、发病特征等多环节信息缺失或仅有小规模人群调查结果，需借鉴高加索ALS人群相关数据；中国ALS患者疾病分类、进展、预后的自然史特征，亦需参考国外数据，无中国大样本患病人群的相关统计分析。本项目团队廿余年以来，在16项国家自然科学基金（包括1项重点项目）、多项北京市自然科学基金、教育部博士点基金和国家科技计划亚课题等资助下完成了以下主要科学发现成果：1) 建立了国际上最大规模单中心ALS患者登记队列（超过3000例），在此基础上完成了对ALS患者致病基因/风险位点SOD1、C9orf72、OPTN、ATXN2、SQSTM1、ARHGEF28、TUBA4A、MATR3、FGGY、VAPB、ANG等在中国大陆ALS突变频率分析，揭示了中国ALS患者不同于高加索人群患者的分子流行病学特征，这将深远影响到针对不同种族ALS患者的发病机制研究和治疗策略的制定。2) 发表了至今最大规模（超过1600例）中国ALS患者流行病学研究结果，首次在一项研究中完整描述中国ALS患者性别比例、起病年龄、诊断延迟时间、生存期、疾病表型分布、用药情况、生活方式危险因素等，被国际临床神经病学顶尖杂志之一JNNP配发编者评论予以推荐，认为该项关于中国ALS患者最大规模的流行病学及自然史研究，极大丰富了人们对ALS发病机制中基因、环境和生活方式相互作用的认识。3) 国际上首次发现SIRT1蛋白作为能量代谢感受分子，其激活能力下降参与了低能量环境下SOD1突变ALS细胞模型重要发病环节，使用白藜芦醇在一定程度上通过增加线粒体生成促进了突变细胞存活；随后亦首次发现ALS另一种突变蛋白TDP-43通过形成TDP-43/FMRP/STAU1功能复合体形式也可调控神经元SIRT1表达，从而影响神经元存活。这些结果是国际上较早一批能量代谢SIRT1通路在ALS发病机制的研究，为ALS领域能量代谢机制研究奠定了基础。4）建立了具有代表性的中国罕见病研究诊疗中心、模式以及研究人员培训体系，作为牵头单位发起组织亚太国家ALS国际研究项目，最早建立了国内ALS注册研究平台和系统，努力探索罕见病在患者登记筛查、医师研究、遗传咨询等多方面管理模式，受到了来自国家领导人和的肯定和鼓励。本项目发表论文155篇，其中SCI论文30篇。8篇代表性论文SCI他引140次，被Trends in Cell Biology, Acta Neuropathologica, Neuron, JNNP等著名期刊引用；国际会议作专题发言7次，承办全国性学术学习班11次；主编出版专著3部；培养博士研究生38名。第一完成人曾获教育部科技进步一等奖、北京市科技成果三等奖及中华医学科技三等奖，2017年获得“国家卫生与计划生育委员突出贡献中青年专家”称号。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 樊东升 教授 北京大学 北京大学 作为项目第一完成人，是本项目的总负责人，负责项目总体研究方案的设计和项目的实施。带领团队完成大量ALS病例入组、流行病学分析、基因筛查策略和发病机制研究工作，特别是在ALS患者流行病学及分子流行病学研究方面进行了一系列的创新性工作，是重要科学发现一、二、三和四的主要贡献者；是全部8篇代表性论文的通讯作者（或共同通讯作者）。参与本项目的工作量占个人总工作量的70%。 2 陈璐 中级 北京大学 北京大学 参与本项目的设计、规划和实施，为本项目主要科学发现点二、四做出了主要贡献。负责ALS患者入组、以及临床资料和流行病学信息登记、随访、数据核查、统计分析和质量控制。是代表性论文1的第一作者，代表性论文8的共同作者。参与本项目的工作量占个人总工作量的80%。 3 唐璐 助理研究员 北京大学 北京大学 参与本项目的设计、规划和实施，为本项目主要科学发现点一、二、三和四做出了重要贡献。主要负责ALS患者生物样本库的建立、登记和质量控制，规范实验室操作流程及监督机制，参与了临床信息库的建立和随访规划，完善了分子流行病学研究的质量控制。是代表性论文2的共同第一作者，代表性论文1，5-8的共同作者。参与本项目的工作量占个人总工作量的90%。 4 刘晓鲁 中级 北京大学 北京大学 参与完成ALS患者临床入组、分子流行病学基因研究及方案优化，为本项目主要科学发现点一、四做出主要贡献。完成多个ALS致病基因/风险位点的中国患者的突变分析和评估。是代表性论文7的第一作者，代表性论文1，2，6和8的共同作者。参与本项目的工作量占个人总工作量的70%。 5 郑梅 副高级 北京大学 北京大学 参与完成TDP-43参与ALS发病机制研究，确定了关键通路致病分子PTEN和NR2A；同时负责了大量ALS患者的临床诊断入组，为本项目主要科学发现点二和三做出了主要贡献。是代表性论文4的第一作者。参与本项目的工作量占个人总工作量的60%。 6 何及 中级 北京大学 北京大学 参与完成ALS患者分子流行病学基因研究及方案优化，为本项目主要科学发现点一和四做出了主要贡献。主要负责了基因筛查研究方案整体策略的设计、实施以及质量评估。是代表性论文2的共同第一作者，代表性论文6的共同作者。参与本项目的工作量占个人总工作量的70%。 7 马妍 中级 北京大学 北京大学 参与完成ALS患者临床入组、分子流行病学基因研究及方案优化，为本项目主要科学发现点一和四做出主要贡献。完成多个ALS致病基因/风险位点的中国患者评估。是代表性论文8的第一作者，代表性论文2的共同作者。参与本项目的工作量占个人总工作量的70%。 8 叶珊 中级 北京大学 北京大学 参与完成ALS患者临床诊断、评估入组、功能评价以及分子流行病学基因研究，为本项目主要科学发现点一和四做出了主要贡献。是代表性论文1，2，6和8的共同作者。参与本项目的工作量占个人总工作量的60%。 9 张楠 中级 北京大学 北京大学 参与本项目全部ALS患者的入组、流行病学/临床资料登记和随访工作，为本项目主要科学发现点二做出了主要贡献。是代表性论文5，6和7的共同作者。参与本项目的工作量占个人总工作量的90%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Natural history and clinical features of sporadic amyotrophic lateral sclerosis in China. / J Neurol Neurosurg Psychiatry./ Chen L, Zhang B, Chen R, Tang L, Liu R, Yang Y, Yang Y, Liu X, Ye S, Zhan S, Fan D. 2 C9orf72 hexanucleotide repeat expansions in Chinese sporadic amyotrophic lateral sclerosis. / Neurobiol Aging. / He J, Tang L, Benyamin B, Shah S, Hemani G, Liu R, Ye S, Liu X, Ma Y, Zhang H, Cremin K, Leo P, Wray NR, Visscher PM, Xu H, Brown MA, Bartlett PF, Mangelsdorf M, Fan D. 3 Neurodegeneration-associated TDP-43 interacts with fragile X mental retardation protein (FMRP)/Staufen (STAU1) and regulates SIRT1 expression in neuronal cells. / J Biol Chem. / Yu Z, Fan D, Gui B, Shi L, Xuan C, Shan L, Wang Q, Shang Y, Wang Y. 4 Regulation of nuclear TDP-43 by NR2A-containing NMDA receptors and PTEN. / J Cell Sci. / Zheng M, Liao M, Cui T, Tian H, Fan DS, Wan Q. 5 Protective effects of resveratrol through the up-regulation of SIRT1 expression in the mutant hSOD1-G93A-bearing motor neuron-like cell culture model of amyotrophic lateral sclerosis. / Neurosci Lett. / Wang J, Zhang Y, Tang L, Zhang N, Fan D. 6 Optineurin mutations in patients with sporadic amyotrophic lateral sclerosis in China./ Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener./ Li C, Ji Y, Tang L, Zhang N, He J, Ye S, Liu X, Fan D. 7 ATXN2 CAG repeat expansions increase the risk for Chinese patients with amyotrophic lateral sclerosis./ Neurobiol Aging./ Liu X, Lu M, Tang L, Zhang N, Chui D, Fan D. 8 ARHGEF28 gene exon 6/intron 6 junction mutations in Chinese amyotrophic lateral sclerosis cohort. / Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener. / Ma Y, Tang L, Chen L, Zhang B, Deng P, Wang J, Yang Y, Liu R, Yang Y, Ye S, Liu X, Zhang H, Fan D.	自然奖	樊东升,陈璐,唐璐,刘晓鲁,郑梅,何及,马妍,叶珊,张楠	北京大学	北京大学
13	0001-120	稠油生物转化及其应用于采油清洁生产的基础研究 项目名称 稠油生物转化及其应用于采油清洁生产的基础研究 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学,清华大学 项目简介 本项目属于环境生物学学科研究领域。当前，我国石油对外依存度超过70%。但我国陆上主力油田大多进入开发中后期，高含水、稠油油藏比例逐年上升。目前广泛应用的化学、热力采油等三次采油技术都属于高碳技术：污染严重、能耗大、成本高，且受我国陆相沉积地层严重不均质的制约：效率低、应用受限制。同时，世界石油储量约70%为稠油（8150亿吨），利用当前技术采出程度低于10%。微生物采油技术可利用微生物作用乳化原油、降低油水流度比，是突破高含水、稠油油藏开发制约的清洁与环境友好型颠覆性开采技术。对油藏微生物（群落）降解和转化原油重质组分的准确了解和精准调控，是其有效应用与清洁生产的关键。油藏也是深地环境和陆地主要碳库之一，其中微生物对原油的转化对深地乃至全球碳循环起着重要作用。因此，深入研究油藏微生物群落组成及其对原油的转化机制，将为高含水、稠油油藏开发颠覆性清洁采油技术提供帮助，也增加人类对深部生物圈生物地球化学过程的理解。本项目经过十几年系统研究，在微生物降解重质烷烃、油藏微生物群落构建与调控、油藏微生物资源开发利用等方面取得了以下重要创新：1）微生物代谢原油分子机制方面。发现了一种新型烷烃羟化酶/红素氧还蛋白融合方式，其可显著提高微生物降解重质烷烃的能力，阐明了其催化长链烷烃羟化功能与转录调控的分子机制；发现了同一细菌存在多个烷烃代谢途径、且分别对不同长度烷烃进行作用，修正了"微生物优先降解短链烷烃"的传统认识。2）油藏微生物群落构建与调控方面。通过系统研究我国陆上主力油田中微生物群落组成，率先发现了油田微生物群落存在着共有的“核心微生物组”，推测了热力学过程决定油藏古菌、进而选择细菌组成的群落构建机制。通过对来自不同环境的近1000个宏基因组数据进行比较研究，提出了微生物群落形成的“功能过滤器（shape-sorter）模型”，即环境因子确定特征反应、选择与之匹配的功能基因，能够“认领”这些功能基因的微生物构建本地微生物群落。因此通过调整“功能过滤器”可以达到对微生物群落定向调控的目的。3）油藏微生物资源开发利用方面。通过开发和利用新型培养条件和培养装置，大幅提高石油环境细菌可培养性，生效发表微生物新物种19个；从中发现了微生物依据烷烃种类产生不同表面活性物质，以及可协同降解不同原油组分的新能力。项目执行期间，发表SCI论文79篇，被SCI论文他引1100次，获得国家发明专利7项。其中8篇代表性论文被PNAS，ISME J等高水平杂志他引322次。项目第一完成人被聘为Applied & Environmental Microbiology杂志编委，获得了国家杰出青年科学基金支持、以及教育部长江学者特聘教授、环境微生物专业委员会副主任等荣誉称号。以本项目成果指导开发的新型微生物采油技术，在大庆采油十厂（高含水油藏）、新疆重油公司九6区块（高含水超稠油油藏）、加拿大PetroSun油田（高含水稠油油藏）等进行了现场应用，展示了可靠应用性和良好的社会经济和环境效益。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 吴晓磊 教授 北京大学 北京大学 项目总体负责,完成总体实验设计。设计实验改进提高环境中微生物的可培养性，指导并参与石油环境相关微生物种质资源库建设（代表论文3）；参与石油环境微生物菌株代谢原油成分的分子机制研究，揭示了细菌代谢直链烷烃的分子机制（代表论文1、2、7、8），菌株在不同环境条件下代谢芳烃的特性及机制（代表论文5、6），开展油田相关环境的微生物群落调查及微生物群落的定向调控研究（代表论文4）。实施了稠油油藏微生物采油的现场试验。对重要科学发现1、2、3 均有重要贡献。投入本研究的时间约占其工作量的90%。 2 聂勇 助理研究员 北京大学 北京大学 协助项目开展，负责稠油生物转化分子机制的研究（代表性论文2，7，8），对科学发现1,3有重要贡献，投入本研究的时间约占其工作量的80%。 3 汤岳琴 教授 四川大学 北京大学 负责油藏内源微生物群落和构建机制的研究（代表性论文4），对科学发现3有重要贡献，投入本研究的时间约占其工作量的80%。 4 孙纪全 研究员 内蒙古大学 北京大学 负责稠油生物转化分子机制的研究（代表性论文5,6），对科学发现1,2有重要贡献，投入本研究的时间约占其工作量的80%。 5 王兴彪 助理研究员 中国科学院天津工业生物技术研究所 北京大学 负责稠油转化微生物的生理研究，协助生物转化分子机制的研究（代表性论文1），对科学发现1,2有重要贡献，投入本研究的时间约占其工作量的70%。 6 李彦 副研究员 江苏大学 北京大学 协助油藏内源微生物群落和构建机制的研究（代表性论文4），对科学发现3有重要贡献，投入本研究的时间约占其工作量的60%。 7 赵洁玉 工程师 物资节能中心 北京大学 负责油藏内源微生物群落和构建机制的研究（代表性论文4），对科学发现3有重要贡献，投入本研究的时间约占其工作量的60%。 8 王亚南 副研究员 北京润世能源技术有限共色 清华大学 负责稠油生物转化微生物资源的收集（代表性论文3)，对科学发现2有重要贡献，投入本研究的时间约占其工作量的80%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Degradation of petroleum hydrocarbons (C6-C40) and crude oil by a novel Dietzia strain/BIORESOURCE TECHNOLOGY/Wang XB, Chi CQ, Nie Y, Tang YQ, Tan Y, Wu G, Wu XL 2 Diverse alkane hydroxylase genes in microorganisms and environments/SCIENTIFIC REPORTS/Nie Y, Chi CQ, Fang H, Liang JL, Lu SL, Lai GL, Tang YQ, Wu XL 3 Halomonas shengliensis sp nov., a moderately halophilic, denitrifying, crude-oil-utilizing bacterium /INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMATIC AND EVOLUTIONARY MICROBIOLOGY/Wang YN, Cai H, Chi CQ, Lu AH, Lin XG, Jiang ZF, Wu XL 4 Microbial Communities in Long-Term, Water-Flooded Petroleum Reservoirs with Different in situ Temperatures in the Huabei Oilfield, China/ PLOS ONE/Tang YQ, Li Y, Zhao JY, Chi CQ, Huang LX, Dong HP, Wu XL 5 Degradation of pyridine by one Rhodococcus strain in the presence of chromium (VI) or phenol/JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS/Sun JQ, Xu L, Tang YQ, Chen FM, Liu WQ, Wu XL 6 Simultaneous degradation of phenol and n-hexadecane by Acinetobacter strains/BIORESOURCE TECHNOLOGY/Sun JQ, Xu L, Tang YQ, Chen FM, Wu XL 7 7 The Genome Sequence of Polymorphum gilvum SL003B-26A1(T) Reveals Its Genetic Basis for Crude Oil Degradation and Adaptation to the Saline Soil/PLOS ONE/Nie Y, Tang YQ, Li Y, Chi CQ, Cai M, Wu XL 8 Two Novel Alkane Hydroxylase-Rubredoxin Fusion Genes Isolated from a Dietzia Bacterium and the Functions of Fused Rubredoxin Domains in Long-Chain n-Alkane Degradation/APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY/Nie Y, Liang JL, Fang H, Tang YQ, Wu XL	自然奖	吴晓磊,聂勇,汤岳琴,孙纪全,王兴彪,李彦,赵洁玉,王亚南	北京大学,清华大学	北京大学
14	0001-121	解析与重塑软骨组织修复再生微环境的基础研究 项目名称 解析与重塑软骨组织修复再生微环境的基础研究 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学 项目简介 关节软骨是人体重要组成部分，对关节运动功能至关重要。关节软骨损伤是运动医学临床多发、常见的难治性疾患，其患病率高达20％。由于关节软骨生物学特性，损伤后难以自身修复，直接影响患者运动功能并可导致严重骨关节炎和关节病废，运动员甚至因此丧失运动生涯。因此，关节软骨损伤修复与再生治疗是国内外运动医学与骨关节外科领域的重点难点课题。目前国内外针对关节软骨损伤治疗方法已有较多研究，但仍未达到很好的修复效果，主要原因是未能提供与正常软骨相似或相近的特异性微环境。我国2016年至2019年连续四年在国家重点专项指南中明确提出支持软骨组织修复再生机制研究，并要求尽快进行临床转化。因此，深入解析与构建关节软骨组织特异性微环境，促进软骨组织修复再生是世界范围内运动医学领域的重大需求。课题组在国家“863”计划、“十一五”支撑计划、国家自然科学基金重点项目等资助下，围绕关节软骨组织修复再生这一国际前沿课题与国家战略需求开展了深入、前沿、系统性研究，提出解析与构建软骨组织修复微环境创新理论，在细胞学水平、生物学水平与组织结构水平多维度、多层次构建与软骨组织结构与功能相似的整体微环境、促进软骨组织修复再生以及临床转化等方面取得重要成果。主要技术内容及创新如下：1.研究软骨退变进程中细胞微观力学与生物学微环境变化规律，阐明关键分子调控机制，构建细胞生物学微环境促进软骨组织修复再生；2.国际首次筛选出可体内特异性募集骨髓间充质干细胞亲和多肽E7，改善自体干细胞生物学微环境，研发新型稀土元素标记物，监测软骨损伤修复过程中干细胞示踪与转归；3.深入开展脱细胞骨基质生物材料修复软骨损伤系列研究，制备结构与功能优化的脱细胞骨基质支架，提出自主创新的自体、原位、一次性软骨组织修复再生理论。课题组所在单位作为国家运动医学重点学科、国家运动员伤病防治中心，全国关节镜诊疗技术培训基地与中心，教育部创新团队，国家临床重点专科建设项目（运动医学）、运动医学关节伤病北京市重点实验室，中国医师协会关节镜医师培训学院，是北京大学“211 工程”和“985 计划”重点建设单位。研究所长期从事软骨损伤与修复重建研究，70年代初开展生物材料修复关节软骨损伤的基础与临床研究。随着研究的深入，近五年来提出并证实软骨损伤后局部微环境的重要性，提出多维度、多层次构建与软骨组织功能与结构相似的整体微环境，可有效促进软骨组织修复再生，获得国际突破性成果，为软骨损伤的临床诊断与治疗提供了新的理论及实践依据。本课题发表在Biomaterials、Molecular therapy等国际期刊上的8篇代表性论文SCI他引共计203次。研究工作得到了国内外同行的广泛关注。2011年团队发起创建了亚洲关节软骨损伤修复学会，2016年创建成立了国际关节软骨修复学会中国分部。多次举办关节软骨损伤修复专题研讨会，2018年团队直接承办第十四届国际关节软骨修复大会。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 敖英芳 教授 北京大学第三医院 北京大学 负责本项目的设计和总体实施规划，为本项目主要科技创新点1、2、3做出主要贡献。是所有8篇代表性论文的通讯作者。参与项目工作量占本人工作量的80%。 2 胡晓青 副研究员 北京大学第三医院 北京大学 参与本项目的设计和实施规划，为本项目主要科技创新点1、2、3做出主要贡献。是第7篇代表性论文的第一作者。参与项目工作量占本人工作量的80%。 3 程锦 助理研究员 北京大学第三医院 北京大学 参与本项目的实施规划，为本项目主要科技创新点1做出主要贡献。是第4篇代表性论文的第一作者。参与项目工作量占本人工作量的80%。 4 陈海峰 研究员 北京大学 北京大学 参与本项目的设计和实施规划，为本项目主要科技创新点2、3做出主要贡献。是第7篇代表性论文的通讯作者。参与项目工作量占本人工作量的70%。 5 周春燕 教授 北京大学 北京大学 参与本项目的设计和实施规划，为本项目主要科技创新点1、2、3做出主要贡献。是第1、6、8篇代表性论文的通讯作者。参与项目工作量占本人工作量的70%。 6 张辛 副高级 北京大学第三医院 北京大学 参与本项目的实施规划，为本项目主要科技创新点2、3做出主要贡献。是第1篇代表性论文的第一作者。参与项目工作量占本人工作量的80%。 7 代岭辉 中级 北京大学第三医院 北京大学 参与本项目的实施规划，为本项目主要科技创新点1做出主要贡献。是第1篇代表性论文的第一作者。参与项目工作量占本人工作量的80%。 8 皮彦斌 中级 北京大学第三医院 北京大学 参与本项目的实施规划，为本项目主要科技创新点1、2做出主要贡献。是第5篇代表性论文的第一作者。参与项目工作量占本人工作量的80%。 9 邵振兴 中级 北京大学第三医院 北京大学 参与本项目的实施规划，为本项目主要科技创新点1、2做出主要贡献。在第5、6篇代表性论文中做出了贡献。参与项目工作量占本人工作量的80%。 10 黄洪杰 中级 北京大学第三医院 北京大学 参与本项目的实施规划，为本项目主要科技创新点2、3做出主要贡献。是第6篇代表性论文的第一作者。参与项目工作量占本人工作量的80%。 11 刘振龙 助理研究员 北京大学第三医院 北京大学 参与本项目的实施规划，为本项目主要科技创新点3做出主要贡献。在第8篇代表性论文中做出了贡献。参与项目工作量占本人工作量的60%。 12 刘强 初级 北京大学第三医院 北京大学 参与本项目的实施规划，为本项目主要科技创新点1做出主要贡献。是第2、3篇代表性论文的第一作者。参与项目工作量占本人工作量的60%。 13 朱敬先 中级 北京大学第三医院 北京大学 参与本项目的实施规划，为本项目主要科技创新点2做出主要贡献。是第7篇代表性论文的第一作者。参与项目工作量占本人工作量的60%。 14 孟庆阳 初级 北京大学第三医院 北京大学 参与本项目的实施规划，为本项目主要科技创新点3做出主要贡献。在第7、8篇代表性论文中做出了贡献。参与项目工作量占本人工作量的60%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Silencing of miR-101 Prevents Cartilage Degradation by Regulating Extracellular Matrix-related Genes in a Rat Model of Osteoarthritis/MOLECULAR THERAPY/Dai Linghui, Zhang Xin, Hu Xiaoqing, Liu Qiang, Man Zhentao, Huang Hongjie, Meng Qingyang, Zhou Chunyan, Ao Yingfang. 2 The TMSB4 Pseudogene LncRNA Functions as a Competing Endogenous RNA to Promote Cartilage Degradation in Human Osteoarthritis/MOLECULAR THERAPY/ Liu Qiang, Hu Xiaoqing, Zhang Xin, Dai Linghui, Duan Xiaoning, Zhou Chunyan, Ao Yingfang. 3 Circular RNA Related to the Chondrocyte ECM Regulates MMP13 Expression by Functioning as a MiR-136 'Sponge' in Human Cartilage Degradation/SCIENTIFIC REPORTS/Liu Qiang, Zhang Xin, Hu Xiaoqing, Dai Linghui, Fu Xin, Zhang Jiying, Ao Yingfang. 4 Inhibition of transforming growth factor beta-activated kinase 1 prevents inflammation-related cartilage degradation in osteoarthritis/SCIENTIFIC REPORTS/Cheng Jin, Hu Xiaoqing, Dai Linghui, Zhang Xin, Ren Bo, Shi Weili, Liu Zhenlong, Duan Xiaoning, Zhang Jiying, Fu Xin, Chen Wenqing, Ao Yingfang. 5 Intra-articular delivery of anti-Hif-2 alpha siRNA by chondrocyte-homing nanoparticles to prevent cartilage degeneration in arthritic mice/GENE THERAPY/Pi Y, Zhang Xin, Shao Zhenxing, Zhao Fengyuan, Hu Xiaoqing, Ao Yingfang. 6 A functional biphasic biomaterial homing mesenchymal stem cells for in vivo cartilage regeneration/BIOMATERIALS/Huang Hongjie, Zhang Xin, Hu Xiaoqing, Shao Zhenxing, Zhu Jingxian, Dai Linghui, Man Zhentao, Yuan Lan, Chen Haifeng, Zhou Chunyan, Ao Yingfang. 7 Dextran-coated fluorapatite crystals doped with Yb3+/Ho3+ for labeling and tracking chondrogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells in vitro and in vivo/Biomaterials/Hu Xiaoqing, Zhu Jingxian, Li Xiyu, Zhang Xin, Meng Qingyang, Yuan Lan, Zhang Jiying, Fu Xin, Duan Xiaoning, Chen Haifeng, Ao Yingfang. 8 Transplantation of allogenic chondrocytes with chitosan hydrogel-demineralized bone matrix hybrid scaffold to repair rabbit cartilage injury/BIOMATERIALS/ Man Zhentao, Hu Xiaoqing, Liu Zhenlong, Huang Hongjie, Meng Qingyang, Zhang Xin, Dai Linghui, Zhang Jiying, Fu Xin, Duan Xiaoning, Zhou Chunyan, Ao Yingfang.	自然奖	敖英芳,胡晓青,程锦,陈海峰,周春燕,张辛,代岭辉,皮彦斌,邵振兴,黄洪杰,刘振龙,刘强,朱敬先,孟庆阳	北京大学	北京大学
15	0001-122	强相互作用系统的对称性及其破缺的理论研究 项目名称 强相互作用系统的对称性及其破缺的理论研究 推荐/提名单位/人 北京大学 主要完成单位 北京大学,北京应用物理与计算物理研究所 项目简介 项目主要完成人刘玉鑫一直在北京大学进行强相互作用系统的对称性及其破缺的理论研究。该项目主要完成人常雷、秦思学、付伟杰和张宇都是从北京大学刘玉鑫课题组毕业的博士，并在各自所在单位建立了自己的课题组开展研究工作。因此，这一项目组是自然形成的研究组，该申请奖励的学术成果都是刘玉鑫与这些成员及其他成员（博士生：袁玮、辛现银、王昆仑、侯占峰、姜丽佳、丁明慧、高飞、等，本科生：赵悦、柯伟尧、等）共同研究取得的。项目成果主要有：(1) 提出分析量子场的时空对称性和内禀对称性导致的Ward-Takahashi恒等式的方法，建立包含纵向和横向效应（从而真正反映了强相互作用的非阿贝尔规范作用性质）的夸克-胶子相互作用顶角模型，提出胶子的着衣函数在深红外能区趋于常量的胶子模型，为在非微扰QCD框架下开展具体研究提供了支撑。(2) 建立在通常的有效热力学势判据失效情况下确定QCD相变（可见物质由之获得绝大部分可见质量，并由非禁闭的夸克和胶子转化为强子）的相边界曲线和临界终点的手征磁化率方案，给出相边界曲线和临界终点位置，并说明温度和密度（化学势）影响临界终点位置的物理机制，还提出易于计算的标志夸克退禁闭相变的判据；提出清楚表征手征对称性动力学破缺使可见物质获得几乎所有质量的过程的直观图像，给出以流质量和相互作用强度为坐标轴的QCD相图；建立描述三味夸克系统的QCD相变的Polyakov—Nambu—Jona-Lasinio模型，提出一个包含夸克化学势效应的Polyakov圈有效势模型，给出QCD相变的相图。(3) 率先在QCD层次上说明QCD赝相变临界温度之上不太高的温区内的夸克胶子物质处于强关联夸克胶子等离子体状态，提出在QCD的连续场论（非微扰）方法–Dyson-Schwinger 方程框架下确定物质的熵及状态方程等性质的方案，解决了长期困扰该领域的强子化过程的熵变与熵增加原理不一致的疑难；率先在QCD层次上给出夸克数密度涨落的高阶矩随温度和化学势变化的行为，由之确定了QCD相图和临界终点位置；提出核心塌缩型超新星爆发过程中的引力模式振荡频率可以作为强子-夸克相变的观测信号的概念，预言的振荡频率与现在观测到的引力波的频率范围相同。(4) 提出转动驱动原子核集体运动模式演化（例如由振动到定轴转动、等）的机制，给出原子核内核子间的几种重要的相互作用模式（例如，对作用、四极对作用、四极—四极作用、等）影响集体运动模式及其相变的具体行为；建立统一描述各种相变的临界点性质的动力学对称性模型、揭示原子核形状相图三相点欧几里德动力学对称性、找到一些具有临界点对称性的代表核，提出区分一级相变和二级相变的判据。 这些成果不仅深化了我们对强相互作用的基本规律、早期宇宙强相互作用物质演化的行为（可见质量产生等）等的认识，还为实验工作提供了建议和参考。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘玉鑫 教授 北京大学 北京大学 第一完成人刘玉鑫作为其他完成人的博士生导师和博士后合作导师以及后续工作的合作者，组织协调了该项目研究的开展和实施。在具体研究中，刘玉鑫从本项目的关键学术思想和物理概念的提出，到理论计算方法和数值结果分析及论文成文等方面都进行了系统的工作，为本项目的完成做出创造性的贡献。 2 常雷 教授 南开大学 南开大学 1）与第一、第三完成人一起，提出分析量子场的对称性导致的Ward-Takahashi恒等式的方法，建立包含纵向和横向效应的夸克-胶子顶角模型；2）与第一、第三完成人一起，提出胶子的着衣函数在深红外能区趋于常量的胶子模型；3）与第一、第三完成人一起，建立基于手征磁化率的QCD相变判据，说明温度和密度影响临界终点位置的物理机制；4）与第一完成人一起，提出QCD真空会随着耦合强度和流夸克质量的变化发生相变的概念及区分DCSB效应和ECSB效应的方案；等等。此外，还在强子质量谱、结构函数及电磁性质等方面取得原创性成果，预言的一些结果被2015年美国核科学长远规划总结为核物理理论方面重要进展之一，并指导未来的JLab12实验方向。 3 秦思学 教授 重庆大学 重庆大学 对本项目的主要贡献包括：1）与第一、第二完成人一起，提出分析量子场的对称性导致的Ward-Takahashi恒等式的方法，建立包含纵向和横向效应的夸克-胶子顶角模型；2）与第一、第二完成人一起，提出胶子的着衣函数在深红外能区趋于常量的胶子模型；3）与第一完成人一起，建立基于手征磁化率的QCD相变判据，说明温度和密度影响临界终点位置的物理机制；4）与第一完成人一起，通过分析夸克谱说明在Tc之上附近温区的夸克胶子物质处于强关联夸克胶子等离子体状态。参与完成的内容包括：1）提出表征手征对称性动力学破缺的直观图像，给出内禀空间中QCD相变的相图；2）给出夸克数密度涨落的高阶矩随温度和化学势变化的行为，并确定QCD相图和临界终点位 4 付伟杰 教授 大连理工大学 大连理工大学 与项目第一完成人一起，在国际上率先建立了对于包含u、d、s三味夸克的系统的PNJL模型，给出这类物质的相图，说明三味夸克系统的手征相变存在临界终点，给出临界终点随奇异夸克质量及手征道UA(1)反常作用强度变化的行为；通过计算和分析新生奇异夸克星和新生中子星引力模式振动的本征频率，发现新生奇异夸克星的引力模式振动的本征频率小于新生中子星的引力模式振动的本征频率，其间的差异几乎达到一个数量级。从而在国际上首次提出引力波可以提供致密强相互作用物质发生强子-夸克相变的观测信号的观点；等等。 5 张宇 教授 辽宁师范大学 辽宁师范大学 与第一完成人一起，提出有限核系统形状相变有效序参量的标度准则，给出可以鉴别并区分不同级次原子核形状相变的标志量；提出统一描述原子核形状相变临界点状态的欧几里德对称性模型，揭示其动力学代数结构，澄清了建立在集体模型框架下的临界点对称性概念的对称性物理内涵；还系统分析了U(4)模型的中的形状相及其相变；’提出解析描述长椭到扁椭形状相变代数方案；提出描述不同形变奇A核的临界点对称性系列，建立系统分析奇A核系统一级形状相变的集体模型框架；揭示奇Sm同位素中的相共存特征；等等。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Dressed-Quark Anomalous Magnetic Moments，Physical Review Letters,Lei Chang（常雷）, Yu-Xin Liu（刘玉鑫）, and Craig D. Roberts 2 Practical corollaries of transverse Ward–Green–Takahashi identities，Physics Letters B,Si-xue Qin（秦思学）, Lei Chang（常雷）, Yu-xin Liu（刘玉鑫）, C. D. Roberts, S. M. Schmidt 3 2+1 ？avor Polyakov–Nambu–Jona-Lasinio model at ？nite temperature and nonzero chemical potential,Physical Review D,Wei-jie Fu（付伟杰）, Zhao Zhang（张昭）, and Yu-xin Liu（刘玉鑫） 4 Interaction model for the gap equation，Physical Review C, Rapid communications,Si-xue Qin（秦思学）, Lei Chang,（常雷） Yu-xin Liu（刘玉鑫）, C. D. Roberts, and D. J. Wilson 5 Phase Diagram and Critical End Point for Strongly Interacting Quarks,Physical Review Letters,Si-xue Qin（秦思学）, Lei Chang（常雷）, Huan Chen（陈欢）, Yu-xin Liu（刘玉鑫）, and Craig D. Roberts 6 Dynamical chiral symmetry breaking and a critical mass,Physical Review C,Lei Chang（常雷），Yu-Xin Liu（刘玉鑫），M. S. Bhagwat, C. D. Roberts, and S. V. Wright 7 Distinguishing a ？rst order from a second order nuclear shape phase transition in the interacting boson model，Physical Review C, Rapid CommunicationsYu Zhang（张宇）, Zhan-feng Hou（侯占峰）, and Yu-xin Liu（刘玉鑫） 8 Quark spectral density and strongly-coupled quark-gluon plasma,Physical Review D,Si-xue Qin（秦思学）, Lei Chang（常雷）, Yu-xin Liu（刘玉鑫）, C. D. Roberts, and D. J. Wilson	自然奖	刘玉鑫,常雷,秦思学,付伟杰,张宇	北京大学,北京应用物理与计算物理研究所	北京大学
16	0002-101	随机模型与统计模型的推断及应用 项目名称 随机模型与统计模型的推断及应用 推荐/提名单位/人 中国人民大学 主要完成单位 中国人民大学,香港科技大学 项目简介 研究领域：本项目属于随机金融、高频数据分析、方差分析、线性回归以及统计模型参数估计等学科交叉领域的前沿理论与应用研究。主要研究内容：（1）在金融市场背景下，本项目主要讨论了三点：将随机利率引入最优红利政策、资产收益序列相关性研究以及将在G框架下的Ito公式推广到更一般的函数类。（2）针对方差分析，我们提出了一种全新的基于一阶矩关于LAD的方差分析方法。（3）针对线性回归这一统计学最基本的模型提出了基于相对误差的全新的方法和分析体系，包括估计，推断和假设检验等，并对它的渐进性质和有效性进行了严格的理论证明。科学价值：本项目在随机金融、高频数据分析、方差分析、线性回归以及参数估计等方面都取得了一系列重要的成果。随机金融方面的创新点和研究贡献主要有以下三点：第一，首次将随机利率引入最优红利政策，得到最优红利边界策略的理论结果；第二，巧妙利用了方差比率检验讨论深圳成分指数收益率序列相关性；第三，将彭实戈院士在G框架下的Ito公式推广到更一般的函数类，证明了我们的Ito公式在G-expectation下对于G-Brownian motion是有效的，本研究使Ito公式在金融应用更方便。统计模型及其推断方面创新点和研究贡献主要有以下三点：第一，利用resampling的技巧建立了一套关于LAD的方差分析方法，而已有文献中的方差分析是针对二阶矩（最小二乘），不适用于一阶矩（LAD），该成果填补了学术界的一项空白；第二，对线性回归这一统计学最基本的模型提出了基于相对误差的全新的方法和分析体系，包括估计，推断和假设检验等，并对它的渐进性质和有效性进行了严格的理论证明。这一方法为线性回归分析提供了一个重要而且实用的选择；第三，已有的文献中关于参数的置信区间在参数接近0或者1的时候会遇到“downward spikes”问题, 我们通过调整得分区间的中点，提出了一种新的二项式比例置信区间，能够有效的克服这一问题，之后有些文献讨论了我们提出的方法, 其中, 两名统计学者Martin Andres和Alvarez Hernandez专门发表了一篇论文“Comment on ‘An improved score interval with a modified midpoint for a binomial proportion’”,专门对我们提出的方法做了评论. 论文的摘要部分指出我们提出的置信区间是a novel confidence interval (CI),并且和各种常见的置信区间方法相比, 我们所提出的方法都是competitive的。同行引用评价：项目组8篇代表论文被SCI引用119次，他引104次，单篇最高他引31次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张波 教授 中国人民大学 中国人民大学 1.张波与合作者在代表性论文[1]中首次将随机利率建模思想引入到保险风险分析的最优红利策略研究中。进一步完善保险风险研究的理论体系，拓宽随机模型的应用领域；实践上为保险风险决策提供更为合理的分析方法。2.张波与合作者在代表性论文[2]中采用方差比检验方法研究了深成指收益率序列的日内序列相关性。为刻画序列相关性与波动性之间的关系，构建了VR-HAR-RV模型和VR-HAR-RV-CJ模型，并证实VR-HAR-RV- CJ模型更优, 证实了我国股票市场存在显著的正序列相关。3.张波与合作者在代表性作[3]中将彭实戈院士在G框架下的Ito公式推广到更一般的函数类。本研究使Ito公式在金融应用更方便。 2 陈卡你 教授 香港科技大学 香港科技大学 1.陈卡你与合作者在代表性论文[4]中利用resampling的技巧建立了一套关于LAD的方差分析方法。已有文献中的方差分析是针对二阶矩，不适用于一阶（LAD）。基于文献中的方差分析方法的局限性，该成果填补了学术界的一项空白。2. 陈卡你与合作者在代表性论文[5]中对线性回归这一统计学最基本的模型提出了基于相对误差的全新的方法和分析体系，包括估计，推断和假设检验等，并对它的渐进性质和有效性进行了严格的理论证明。这一方法为分析线性回归提供了一个重要而且实用的选择。3.陈卡你与合作者在代表性论文[6]和[7]中提出了基于计数鞅过程的一步有效估计方法及变系数模型变系数模型具有样条光滑的极大似然估计法并论证了方法的优越性。 3 许王莉 教授 中国人民大学 中国人民大学 统计推断中最基本和最重要的问题之一是置信区间的构造。二项分布参数的置信区间构造是统计中最基本的问题之一, 已有的文献中关于参数的置信区间在参数接近0或者1的时候会遇到“downward spikes”问题, 许王莉与合作这在代表性论文[8]中通过调整区间的中点，提出了一种新的二项比例置信区间。两名统计学者Martin Andres和Alvarez Hernandez专门在统计计算SCI期Journal of Statistical Computation and Simulation发表了一篇论文“Comment on ‘An improved score interval with a modified midpoint for a binomial proportion’”,专门对该方法做了评论，和各种常见的置信区间方法相比, 该方法都是competitive的。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Optimal dividend payment strategy under stochastic interest force/Quality & Quantity/Zhao X., Zhang B., Mao Z. 2 Dynamics of intraday serial correlation in china's stock market/Communications in Statistics -Simulation and Computation/Bi T.,Zhang B., Xu R. 3 Extension and application of It？'s formula under G -framework/Stochastic Analysis and Applications / Zhang B., Xu J., and Kannan. D. 4 Analysis of least absolute deviation/Biometrika/Chen, Kani, et al. 5 Least absolute relative error estimation/Journal of the American Statistical Association/Chen, Kani, et al. 6 Varying coefficient transformation models with censored data/Biometrika/Chen, Kani, and Xingwei Tong. 7 Partial linear regression models for clustered data/Journal of the American Statistical Association/Chen K., Jin Z. 8 An improved score interval with a modified midpoint for a binomial proportion/Journal of Statistical Computation and Simulation/Wei Yu.,Xu Guo and Wangli Xu.	自然奖	张波,陈卡你,许王莉	中国人民大学,香港科技大学	中国人民大学
17	0003-102	建筑环境人体热舒适与热健康基础理论研究 项目名称 建筑环境人体热舒适与热健康基础理论研究 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学,同济大学 项目简介 适宜的热环境是人类生存的根本需要。目前，建筑运行能耗已占全社会总能耗的20～30%，其中用于营造舒适热环境的暖通空调能耗约占50～70%，成为很大的社会负担。与此同时，越来越多的“病态建筑综合症”、“建筑关联病”等病症，都是由不健康的室内环境参数造成的。营造什么样的热环境能够满足人类长期的健康和舒适需求，使得投入的能源、环境与资源代价物有所值，是当前建筑领域的重要基础科学问题之一，也是关系到国计民生的大问题。针对这一问题，项目组在国家自然科学基金重点项目等国家级课题的支持下，开展历时近20年的基础研究，取得了一系列科学发现。1. 发现了自然风和机械风对人体热舒适的影响差异，首次系统性地对自然风与机械风的气流特征开展研究，提炼出关键性区分与描述参数，以此为基础发展了两种人工仿自然风的生成方法，证明了具有自然风特征的动态人工气流能有效地改善人体在偏热环境下的热舒适性并减少吹风感；从理论的角度提出了人体感知范畴的动态与稳态气流的界定方法，以及自然风与机械风气流特征之间的迁移转换关系，提出了平均速度、湍流度、波动频率、功率谱斜率等一系列对人体热感觉影响的量化评价指标。2. 揭示了人体热适应生理习服规律，筛选了以热应激蛋白为代表的一系列能够反映人体热生理习服的关键指标，用实验数据指出长期逗留在不冷不热的稳定热中性环境中不利于健康；明确了人体热生理适应的短期生理调节与长期生理习服两种机制的时间尺度，并分别使用代谢产热和基于皮温、皮表血流量的权重系数与适应因子对两种机制进行了量化描述；建立了基于生理习服的人体热舒适评价模型。3. 指出现有适应性热舒适模型仅关注气候变化的局限性，揭示了室内长期热经历、感知环境控制力和热环境动态化是生理、心理、物理热适应的直接体现；定量研究了地域性与季节性导致的室内外热经历形成的热适应差异，发现并分离了感知环境控制力对主观热舒适的定量化影响，解析了集中空调与分散空调对人员热舒适影响的差异；明确了热环境动态化更有利于热舒适营造。该项目发表SCI期刊文章51篇，他引952次。项目成果在国际学术机构与学术会议上作大会主旨报告或邀请报告10余次，获得建筑技术领域顶级SCI期刊Indoor Air 2014-2016年最佳论文奖。项目共培养10名博士、6名硕士，现有7名博士生继续在该方向进行深入研究。项目第一完成人于2010年当选国际室内空气质量与气候科学院（ISIAQ Academy）的Fellow，2014年当选ISIAQ热舒适分会主席，2015年发起国际能源署-建筑与社区节能多国合作项目IEA-EBC Annex 69“适应性热舒适在低能耗建筑中的应用策略与实践”并担任负责人（目前IEA-EBC唯一由中国学者担任负责人的在研项目），担任SCI期刊Indoor Air副主编，获得“井上宇市亚洲国际贡献奖”，表彰其为亚洲和世界暖通空调环境工学领域做出的突出贡献。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 朱颖心 教授 清华大学 清华大学 项目总负责人。在实践中发现人对动态的自然风与机械风的反应显著不同，对此现象发生了极大兴趣，发起人体动态热舒适与热适应研究，对科学发现点1-3均有重要贡献。提出了区分和描述气流动态特征的关键指标性参数，提出了风源变频控制为手段的仿自然风生成方法，揭示了人体热适应生理习服规律，揭示了不同的室外、室内条件对人体热舒适的差异性影响。是代表性论文1-8的作者。 2 曹彬 讲师 清华大学 清华大学 对科学发现点2、3有重要贡献。基于大量现场实测数据样本，分析提炼了室内、室外条件对人体热舒适的影响规律，提出了反映季节性热适应的人体热舒适模型，揭示了个体调控能力对热舒适评价的积极影响，量化描述了不同气候区居民的热适应特征差异。是代表性论文3、6、8的作者。 3 周翔 副教授 同济大学 同济大学 对科学发现点1、3有重要贡献。发现并量化了环境控制能力对改善室内人员热感觉和热舒适的作用，提出了非空调偏热环境人体适应性的影响因素及热感觉预测修正模型，证明具有自然风动态特征的人工气流能改善人体对高风速的接受度并有助于提高夏季的舒适温度。是代表性论文1、3、5、6、8的作者。 4 罗茂辉 其他 美国加州大学伯克利分校 清华大学 对科学发现点2、3有重要贡献。研究了建筑环境人体热适应动态规律，揭示了生理习服和心理适应的基本规律及其作用效果，提出以时间尺度为基准将生理适应分为长期生理习服和短期生理调节。是代表性论文8的作者。 5 王者 其他 美国劳伦斯伯克利国家实验室 清华大学 对科学发现点3有重要贡献。提出了热舒适主观投票异常值自动识别算法，提出了基于主元分析的热舒适评价指标选取方法，量化了热舒适主观投票的不确定度，建立了基于异方差稳定统计分析方法的居民采暖热需求预测模型。是代表性论文7的作者。 6 欧阳沁 副教授 清华大学 清华大学 对科学发现点1有重要贡献。提出了区分和描述气流动态特征的关键指标性参数，阐明了不同类型气流的动态特征及其产生与迁移规律，发现了气流在空间的充分扩散来耗散机械气流中固有的高频能量的现象。是代表性论文1-8的作者。 7 林波荣 教授 清华大学 清华大学 对科学发现点3有重要贡献。提出基于收入状况、家庭结构和过往热经历的住户采暖热需求预测模型。针对不同气候区的典型公共建筑，提出了提升室内热环境和用户满意度的方法。是代表性论文7的作者。 8 余娟 高级工程师 北京清华同衡规划设计研究院有限公司 清华大学 对科学发现点1、2有重要贡献。筛选了能够反映人体热生理习服的关键指标，指出室内热经历是影响生理习服的关键因素，证明了在偏热环境下具有自然风动态特征的空调气流的舒适效果。是代表性论文3、4的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Can personal control influence human thermal comfort? A field study in residential buildings in China in winter/ Building and Environment/M. Luo, B. Cao, X. Zhou, M. Li, J. Zhang, Q. Ouyang, Y. Zhu 2 Investigation of winter indoor thermal environment and heating demand of urban residential buildings in China's hot-summer-cold-winter climate region/Building and Environment/B. Lin, Z. Wang, Y. Liu, Y. Zhu, Q. Ouyang 3 Impact of dynamic airflow on human thermal response/Indoor Air/X. Zhou, Q. Ouyang, G. Lin, Y. Zhu 4 Study on dynamic characteristics of natural and mechanical wind in built environment using spectral analysis/ Building and Environment /Q. Ouyang, W. Dai, H. Li, Y. Zhu 5 Dynamic thermal environment and thermal comfort/ Indoor Air/Y. Zhu, Q. Ouyang, B. Cao, X. Zhou, J. Yu 6 A comparison of the thermal adaptability of people accustomed to air-conditioned environments and naturally ventilated environments / Indoor Air/J. Yu, Q. Ouyang, Y. Zhu, H. Shen, G. Cao, W. Cui 7 Experimental study of the influence of anticipated control on human thermal sensation and thermal comfort/ Indoor Air/X. Zhou, Q. Ouyang, Y. Zhu, C. Feng, X. Zhang 8 Field study of human thermal comfort and thermal adaptability during the summer and winter in Beijing/ Energy and Buildings/B. Cao, Y. Zhu, Q. Ouyang, X. Zhou, L. Huang	自然奖	朱颖心,曹彬,周翔,罗茂辉,王者,欧阳沁,林波荣,余娟	清华大学,同济大学	清华大学
18	0003-104	水动力学空化的非定常流动演化机理 项目名称 水动力学空化的非定常流动演化机理 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学,武汉大学,中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 项目简介 空化是一种特殊的水动力学现象，广泛存在于航天器发射、水中及跨介质兵器、船舶螺旋桨、巨型水电机组等工程应用中，是国家自然科学基金“十三五”发展战略确定的前沿科学方向之一。空化既能引发升力骤降、压力脉动、材料剥蚀、噪声与振动等有害现象，但合理应用空化又能带来非常引人瞩目的特殊效果。长期以来水动力学空化的非定常演化机理是制约相关学科发展与技术研发的严重障碍，是事关我国国家安全与重要经济利益的科学难题。针对空化非定常流动演化涉及的模拟模型与分析方法、流动不稳定性以及空化诱导压力脉动激增等问题，项目历经十余年研究，基于大量的试验与计算，突破了如下关键科学“难关”：（1）三维空化非定常演化机理。基于空泡动力学原理，创建了多组分两相空化模型，充分体现流体可压缩性、液体粘性、表面张力对空化发展的影响；考虑局部流场的网格尺度与湍流特征参数，发展了新的动态PANS（partially averaged Navier-Stokes）模型。集成多组分两相空化模型与动态PANS模型，构建了一套适合于空化湍流分析的精细化数值模拟方法。与常规模型相比，该方法在适应性、鲁棒性、计算效率、数值精度等方面均有显著提升。采用新的分析方法深入研究了绕三维扭曲水翼的各种典型空化现象。如首次从数值模拟与试验两种途径全面揭示了实际工程中常见的“马蹄涡”空化的本质，即该空化由水翼中心区域脱落的主“U”形云空泡和水翼两侧发生的“U”形云空泡二次脱落构成，而径向辐射状回射流直接引发了三维扭曲水翼表面附着型空化的脱落，导致了“U”形云空泡的生成。（2）空化与漩涡的相互作用机制。基于气相质量输运方程与涡输运方程，建立了空化演化与漩涡生成的映射关系，为分析非定常空化流动演化过程中漩涡的运动特性确立了理论工具。项目研究发现了涡拉伸项与涡膨胀项是促使水翼空化从二维向三维转化的关键因素，且涡膨胀项与斜压扭转项伴随空化发展迅速增强。（3）空化诱导压力脉动激增的量化关系。基于一维空化不稳定方法，推导了空化诱导压力脉动的表达式，发现了空泡体积变化加速度与空化诱导压力脉动的正比关系，从而揭示了空化状态下压力脉动同步激增的机理：以船舶螺旋桨为例，在非空化状态下螺旋桨不同位置监测的压力脉动具有不同的相位；而在空化状态下压力脉动对应着空泡体积变化的加速度，且不同位置监测的压力脉动的相位完全一致，使得船舶表面受到的压力脉动激增1-2个量级。项目组发表论文200余篇，其中SCI检索83篇；在 Web of Science 核心合集中，总被引用1029次，其中8篇代表性论文他引577次，在科学引文索引（SCI-Expanded）中他引509次；5篇论文入选ESI高被引论文，其中1篇同时入选“2015年度中国最具影响国际学术论文”。项目第二完成人季斌获2018年国家自然科学基金优秀青年基金资助。成果获得英国皇家工程院院士、美国物理学会和机械工程师学会会士等国际知名学者高度评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 罗先武 教授 清华大学 清华大学 代表性论文1~7的通讯作者，对重要科学发现1-3项做出贡献：1）创建了基于PANS方法与三组分空化模型的空化流动精细化分析方法，为项目研究奠定了理论基础；2）提出了高速摄像技术与数值分析有机结合的技术路线，成功捕捉了三维水翼空化流动的非定常演化过程，从而从两种途径揭示了三维空化非定常演化机理；3）基于大量的实例分析，揭示了空化条件下空泡的形成及演化与漩涡发展之间的关系，并提出了工程实际中抑制空化漩涡的策略；4）提出了基于空泡体积变化曲线分析空化演化中空化诱导压力脉动激增的思路，为最终发现相应的量化关系指明了研究方向。 2 季斌 教授 武汉大学 清华大学 代表性论文1-4、6-7的第一作者，代表性论文5的第二作者，代表性论文8的通讯作者。对重要科学发现1-3做出贡献，提出了三组分空化模型，解决了自然空化与通气空化并存时模拟精度差的问题；将涡的输运方程应用于空化流动分析，揭示了空化促进湍流发展的机理与规律；基于一维理论提出了不稳定空化流动分析方法，发现了空化体积二阶导数是空化诱导低频水压脉动激增的根源。 3 彭晓星 研究员 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 代表性论文8的第一作者，代表性论文1、2、4、6、7的共同作者。对重要科学发现2-3做出贡献，开展了空化湍流的高精度试验观测与分析，揭示了复杂“马蹄涡”空化的发展过程与演化机理，验证了空化促进湍流的关系作用机制。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Combined experimental observation and numerical simulation of the cloud cavitation with U-type flow structures on hydrofoils / International Journal of Multiphase Flow / Peng XX, Ji B, Cao, YT, Xu LH, Zhang GP, Luo XW, Long XP 2 Three-dimensional large eddy simulation and vorticity analysis of unsteady cavitating flow around a twisted hydrofoil / Journal of Hydrodynamics / Ji Bin,Luo Xian-wu,Peng Xiao-xing,Wu Yu-lin 3 Partially-Averaged Navier-Stokes method with modified k-epsilon model for cavitating flow around a marine propeller in a non-uniform wake / International Journal of Heat and Mass Transfer / Ji, Bin,Luo, Xianwu,Wu, Yulin,Peng, Xiaoxing,Xu, Hongyuan 4 Numerical simulation of three dimensional cavitation shedding dynamics with special emphasis on cavitation-vortex interaction / Ocean Engineering / Ji, Bin,Luo, Xianwu,Arndt, Roger E. A.,Wu, Yulin 5 Numerical analysis of cavitation evolution and excited pressure fluctuation around a propeller in non-uniform wake / International Journal of Multiphase Flow / Ji, Bin,Luo,Xianwu,Peng,Xiaoxing,Wu,Yulin,Xu,Hongyuan 6 Numerical analysis of unsteady cavitating turbulent flow and shedding horse-shoe vortex structure around a twisted hydrofoil / International Journal of Multiphase Flow / Bin Ji, Xianwu Luo, Yulin Wu, Xiaoxing Peng, Yunling Duan 7 Large eddy simulation and theoretical investigations of the transient cavitating vortical flow structure around a naca66 hydrofoil / International Journal of Multiphase Flow / Ji B., Luo X. W., Arndt Roger E. A., Peng Xiaoxing, Wu Yulin 8 A review of cavitation in hydraulic machinery / Journal of Hydrodynamics / Luo, XW, Ji, B, Tsujimoto, Y	自然奖	罗先武,季斌,彭晓星	清华大学,武汉大学,中国船舶重工集团公司第七〇二研究所	清华大学
19	0003-105	变热物性建筑非线性热过程理论与方法 项目名称 变热物性建筑非线性热过程理论与方法 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学 项目简介 建筑能耗占社会总商品能耗的1/3，建筑节能对人类节能减排、环境保护和低碳经济意义重大。常规建筑为常热物性系统，建筑围护结构(被动系统)热性能不能随气候的季节和日周期变化自动调节，无法充分利用气候资源；采暖空调系统(主动系统)采用常热物性流体，热输运和传热能力差。变热物性建筑是解决上述问题的新途径，但其建筑热过程具有很强的非线性，尚无理论支撑。如何突破现有理论局限、建立非线性建筑热过程理论成为近年来国际建筑节能领域的难题。项目组历时10余年，在国家自然科学基金和科技部项目支持下，采用反问题-泛函分析学术思路，创建了建筑热过程新分支理论-建筑非线性热过程理论，为未来变热物性建筑的技术突破提供了理论基础，成功指导了变热物性建筑材料和构件的研制、生产、热性能检测、标准制定及工程建设。研究成果为本科生和研究生课程教学与教材建设提供了新理论和新素材。科学发现点如下：1. 建立了建筑被动系统的非线性热过程理论和热性能调控方法。提出了建筑围护结构材料“理想热物性”概念；建立了反问题-变分求解法，发现了理想比热容、理想导热系数和温度的关系；揭示了变热物性被动系统气候响应和节能的“火积耗散极值原理”，建立了变热物性材料比热容和导热系数调控方法；破解了变热物性被动系统研制和热性能调控无理论指导的难题。英国剑桥大学工程研究中心主任Overend教授评价：“不同于正问题方法，可根据能耗最小求得最佳变热物性”。2. 建立了建筑主动系统的非线性热过程理论和热性能调控方法。揭示了变热物性流体－潜热型功能热流体的节能和强化传热机理：目标温度段的非线性潜热过程显著增强了流体的表观比热以及温度场和速度场的协同度；定义了描述变热物性流体传热能力和影响因素的新无量纲数Nux*，揭示了该类流体的非常规传热规律；破解了变热物性主动系统研制和热性能调控无理论指导的难题。被MIT机械系主任及国际能源署的研究工作采用和证实，提出的无量纲参数被评价为“最重要参数”。3. 建立了变热物性建筑热设计理论和方法。提出了系列变热物性建筑构件形式，建立了分析其热性能的通用模型及求解方法；求得了不同气候条件下变热物性建筑的极限热性能，确定了变热物性建筑的适用地区；解决了该类建筑热设计缺乏理论指导的难题。被国际顶级期刊Prog. Mater.Sci.等评价为“经济收益显著”。8篇代表论文SCI他引838次(境外逾60%)，单篇最高他引261次。他引作者中包括6位美国、欧洲、中国院士和59个国家千余名学者。项目负责人获国家杰出青年基金并为国家基金委创新群体学术带头人，10次在该领域重要国际学术会议上做大会特邀报告，担任每3年举办1次的该领域权威系列学术会议13th ICES学术委员会主席(首次华人主席)，连续5年(2014-2018)入选Elsevier土木工程领域中国高被引作者榜单(3年榜首、1年第2)。现任建筑和土木工程领域国际顶级期刊Energy Build.副主编、Indoor Air编委和Build. Environ.顾问编委。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张寅平 教授 清华大学 清华大学 项目负责人，对发现点1、2、3做出主要贡献，建立了建筑被动系统和主动系统的非线性热过程理论和热性能调控方法，建立了变热物性建筑热设计理论和方法。是该项目代表论文[1、2、3、4、7、8]的通讯作者、代表论文[2、4、8]的第一作者、代表论文[5、6]的共同作者。 2 王馨 副研究员 清华大学 清华大学 项目研究骨干，对发现点1、2做出重要贡献，建立了建筑围护结构材料“理想热物性”的反问题-变分求解法，揭示了潜热型功能热流体非常规传热规律。是该项目代表论文[5、6]的通讯作者和代表论文[1、2、3]的共同作者。 3 杨睿 副研究员 清华大学 清华大学 项目研究骨干，对发现点1、3做出重要贡献，揭示了定形相变材料、潜热型功能热流体的热性能调控机理并建立了调控方法，提出了部分变热物性建筑构件形式，是该项目代表论文[2、7、8]的共同作者。 4 林坤平 教授级高工 北京建筑设计研究院有限公司第二设计院 清华大学 项目研究骨干，博士生期间对发现点1、3做出重要贡献，揭示了“理想热物性”建筑围护结构的气候响应和节能机理和定形相变材料热性能调控机理，建立了变热物性建筑热性能分析的模型及求解方法，是该项目代表论文[7]的第一作者和代表论文[2、4、8]的共同作者。 5 曾若浪 高级工程师 北京建筑设计研究院有限公司第六设计院 清华大学 项目研究骨干，博士生期间对发现点1、2做出重要贡献，建立了变热物性材料“理想热物性”的数值变分N-segment法，建立了非线性过余焓法模型和求解方法，揭示了潜热型功能热流体非常规传热规律。是该项目代表论文[1、6]的第一作者和代表论文[5]的共同作者。 6 张宇 工程师 中国建筑科学研究院有限公司建筑设计院 清华大学 项目研究骨干，博士生期间对发现点1做出重要贡献，建立理想导热系数和温度的关系，揭示了变热物性被动系统节能的“火积耗散极值原理”。是该项目代表论文[3]的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 New concepts and approach for developing energy efficient buildings: Ideal specific heat for building internal thermal mass / Energy and Buildings / Ruolang Zeng, Xin Wang, Hongfa Di, Feng Jiang, Yinping Zhang 2 Influence of additives on thermal conductivity of shape-stabilized phase change material / Solar Energy Materials and Solar Cells / Yinping Zhang, Jianhong Ding, Xin Wang, Rui Yang, Kunping Lin 3 Ideal thermal conductivity of a passive building wall: Ideal thermal conductivity of a passive building wall: Determination method and understanding/ Applied Energy/ Yu Zhang, Yinping Zhang, Xin Wang, Qun Chen 4 Application of latent heat thermal energy storage in buildings: State-of-the-art and outlook/ Building and Environment / Yinping Zhang, Guobing Zhou, Kunping Lin, Qunli Zhang, Hongfa Di 5 An experimental study of convective heat transfer with microencapsulated phase change material suspension: laminar flow in a circular tube under constant heat flux/ Experimental Thermal and Fluid Science/ Chen BJ, Wang X, Zeng RL, Zhang YP, Wang XC, Niu JL, Li Y, Di HF. 6 Heat transfer characteristics of microencapsulated phase change material slurry in laminar flow under constant heat flux/Applied Energy,/ Zeng RL, Wang X, Chen BJ, Zhang YP, Niu JL, Di HF. 7 Experimental study of under-floor electric heating system with shape-stabilized PCM plates / Energy and Buildings / Kunping Lin, Yinping Zhang, Xu Xu, Hongfa Di, Rui Yang, Penghua Qin 8 Preparation, thermal performance and application of shape-stabilized PCM in energy efficient buildings / Energy and Buildings / Y.P. Zhang, K.P. Lin, R. Yang, H.F. Di, Y. Jiang	自然奖	张寅平,王馨,杨睿,林坤平,曾若浪,张宇	清华大学	清华大学
20	0003-108	纳米连接的尺寸效应及界面调控 项目名称 纳米连接的尺寸效应及界面调控 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学 项目简介 项目属于机械工程-焊接工艺与设备技术领域。 纳米连接即纳米尺度的材料连接，是新兴战略性领域特别是芯片制造和封装中的共性关键技术，也是焊接与连接学科中最具发展潜力的新方向之一。纳米连接包括纳米材料自身的连接、利用纳米材料连接其它宏/微/纳尺度材料。材料尺度和维度的降低在纳米连接中产生了显著的能量尺寸效应和表面尺寸效应；同时纳米连接与宏/微尺度连接相比，其界面冶金存在明显区别，这些现象及其机理研究的不足严重影响了纳米连接的发展和应用。 本项目围绕纳米连接的尺寸效应及界面调控开展了系统深入研究，创新性成果如下： 1. 一方面揭示了激光纳米自聚焦的能量尺寸效应对纳米连接的作用机理。通过建模仿真指导光参量与被连接结构的匹配设计，突破衍射极限将激光能量恰好汇聚到纳米接头处，阐明了飞秒激光在纳米材料内部产生极高温度梯度的机理，发现了飞秒激光辐照产生的极高电磁场会引起纳米材料形变，实现了间隙50nm以下自填充连接。另一方面揭示了纳米颗粒烧结连接的颗粒表面尺寸效应及其对低温连接的作用机理。提出了纳米金属颗粒低温烧结连接的球-球模型，揭示了连接强度与颗粒烧结颈尺寸特征值的关系，利用表面尺寸效应，实现了低温连接、高温服役，且有普适性，对高温器件如功率器件封装意义重大。 2. 揭示了纳米尺度的界面冶金连接机理并实现了调控。同质材料纳米连接接头呈非典型界面冶金即接头连接界面由有限晶粒组成，熔化焊接的微观组织区域界定不再是“熔化区-热影响区-母材”而呈现出多种变化；基于飞秒激光辐照可在TiO2纳米线表面制造大量缺陷（空位、脱氧等），提高了表面活性，突破了宏观尺度不润湿材料之间的纳米尺度高可靠界面连接，探明了飞秒激光纳米连接对界面能带结构与电性能的协同调控机理，实现了对纳电子器件性能的精确调控，并获得了稳定、可编码的5级记忆电阻器单元。 项目成果为跨尺度、多材料的纳米连接和新型微纳器件制造奠定了重要的理论基础，也为电动汽车、高铁、航空航天等领域核心功率芯片的耐高温高可靠封装提供了共性关键技术，得到国内外同行高度认可。发表论文SCI收录28篇、EI收录35篇，SCI他引356次（8篇代表性论文SCI他引215次），大会/邀请报告5次。发表在App Phys Lett2016的论文成为Editor’s Pick网站头条宣传；发表在行业顶级期刊Advanced Functional Materials的论文被选为封面论文；发表在App Phys Lett2013的论文多次被高水平杂志如Nat Commun、Small、Phys Rev B、App Phys Lett等的论文引用。第一完成人是国际焊接学会微纳连接委员会副主席，其团队承办了首届国际微纳连接会议（NMJ2012），并是之后3次NMJ会议的共同主席/组委会核心成员。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 邹贵生 教授 清华大学 清华大学 本项目依托基金项目负责人，本项目负责人，提出项目的总体研究方案和主要学术思想，对发现点1和2做了系统贡献，参见代表性论文1-8。是本项目代表性论文3的第一作者及通讯作者，代表性论文3、4、5中第一作者的导师。揭示了纳米连接中激光纳米自聚焦的能量尺寸效应，阐明了纳米连接中表面尺寸效应及其对连接的影响机制，利用尺寸效应实现了纳米低温连接、高温服役，揭示了纳米同质材料连接接头非典型界面冶金机理，发现了宏观尺度不润湿材料之间的纳米连接界面冶金现象，提出了纳米连接对界面能带结构及电性能协同调控机理。 2 刘磊 副教授 清华大学 清华大学 对发现点1和2做出了贡献，是本项目代表性论文1、2、7、8的第一作者或通讯作者，通过实验研究及数值模拟揭示了激光纳米自聚焦的机理，发现了纳米同质材料连接接头中有限晶粒和“热-机械影响区”等非典型界面冶金，发现了表面能和表面原子尺度缺陷可使宏观尺度不润湿的材料之间实现纳米连接，提出了纳米连接对界面能带结构及电性能协同调控机理。 3 闫剑锋 讲师 清华大学 清华大学 所作贡献在清华大学攻读博士研究生学位期间完成。对发现点1做出了贡献，是本项目代表性论文4、5、6的第一作者，代表性论文3的共同作者，揭示了纳米连接中表面尺寸效应及其对连接的影响机制，提出了基于金属颗粒烧结“球-球模型”的纳米银膏烧结连接接头强度模型，提出了多元醇法合成纳米银膏和纳米铜膏新工艺，利用表面尺寸效应实现了纳米低温连接、高温服役。 4 林路禅 其他 瑞士联邦国家材料实验室（Empa） 清华大学 所作贡献在清华大学攻读博士研究生学位期间完成。对发现点2做出了贡献，是本项目代表性论文2、8的第一作者，完成了超快激光异质材料纳米连接的研究，实现了宏观尺度上不润湿的异种材料纳米之间的冶金结合，利用纳米连接调控了冶金界面结构，实现了电子器件电特性的纳米连接调控。 5 吴爱萍 教授 清华大学 清华大学 对发现点1和2做出了贡献，是本项目代表性论文3、4、6的共同作者，指导了基于金属颗粒烧结“球-球模型”的纳米银膏烧结连接接头强度模型的建立，分析了多元醇法纳米银膏在涂覆过程中产生的“马兰戈尼”流可有效抑制“咖啡圈”现象，获得涂覆平整的纳米银膏层。 6 沈道智 其他 加拿大滑铁卢大学 清华大学 对发现点2做出了贡献，是本项目代表性论文7的共同作者，该工作是其在清华大学攻读博士期间完成的。开展了纳米连接的分子动力学模拟，分析了纳米连接中的界面尺寸效应，揭示了纳米连接非典型界面冶金结合接头的形成机制。 7 母凤文 讲师 日本早稻田大学 清华大学 对发现点1做出了贡献，是本项目代表性论文3的共同作者，该工作是其在清华大学攻读硕士期间完成的。研究了纳米焊膏低温连接中工艺参数对接头性能的影响规律，对比了纳米焊膏与纳米粉末低温烧结连接的接头性能差别，分析了接头断裂机制。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Highly localized heat generation by femtosecond laser induced plasmon excitation in Ag nanowires/Applied Physics Letters/Lei Liu, Peng, Peng, Anming Hu, Guisheng Zou, Walter W Duley, Yunhong Zhou 2 Plasmonic engineering of metal-oxide nanowire heterojunctions in integrated nanowire rectification units/ Applied Physics Letters/Luchan Lin, Guisheng Zou, Lei Liu, Walter W Duley, Yunhong Zhou 3 Low temperature bonding of Cu metal through sintering of Ag nanoparticles for high temperature electronic application/ The Open Surface Science Journal/Guisheng Zou, Jianfeng Yan, Fengwen Mu, Aiping Wu, Jialie Ren, Anming Hu, and Yunhong Zhou 4 Pressureless bonding process using Ag nanoparticle paste for flexible electronics packaging/Scripta Materialia/Jianfeng Yan, Guisheng Zou, Aiping Wu, Jialie Ren, Jiuchun Yan, Anming Hu, Yunhong Zhou 5 Preparation of PVP coated Cu NPs and the application for low-temperature bonding/Journal of Materials Chemistry/ Jianfeng Yan, Guisheng Zou, Anming Hu, Yunhong Zhou 6 Polymer-Protected Cu-Ag mixed NPs for Low-Temperature Bonding application/Journal of Electronic Materials/Jianfeng Yan, Guisheng Zou, Aiping Wu, Jialie Ren, Anming Hu, Yunhong Zhou 7 Cold welding of Ag nanowires by large plastic deformation/Scripta Materialia/Lei Liu, Daozhi Shen, Guisheng Zou,Peng Peng,Y. Zhou 8 Plasmonic-Radiation-Enhanced Metal Oxide Nanowire Heterojunctions for Controllable Multilevel Memory/Advanced Functional Materials/ Luchan Lin, Lei Liu, Kevin Musselman, Guisheng Zou, Walt W. Duley, and Yunhong Zhou	自然奖	邹贵生,刘磊,闫剑锋,林路禅,吴爱萍,沈道智,母凤文	清华大学	清华大学
21	0003-109	新能源电力系统工程博弈论 项目名称 新能源电力系统工程博弈论 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学 项目简介 聚纳高比例风光发电的电力系统，简称新能源电力系统，其规划、调度和控制中的优化决策问题不仅面临高度不确定性，且需兼顾多种目标，不同决策主体间还存在复杂的竞争/合作关系。此类问题在一般工程系统中具有代表性，传统优化方法难以适用。项目受维纳控制论反馈理念和钱学森工程控制论启发，创立了“以博弈均衡协调冲突目标”为核心思想的新能源电力系统工程博弈论，开辟了复杂大系统优化决策的一条新途径。主要科学发现如下：1. 兼顾多主体、不确定性和多目标综合优化的非合作/合作工程博弈建模原理与均衡分析方法非合作工程博弈方面，提出了考虑决策顺序的多主体主从博弈模型，克服了Nash博弈中对局者必须同时决策的局限；通过逆推法构造了Stackelberg-Nash均衡条件，提出了精炼Nash均衡的求解方法。建立了不确定优化问题的二人零和博弈模型，基于对偶理论提出策略耦合下的鞍点Nash均衡条件，突破了Von Neumann方法难以处理不确定约束的瓶颈。合作工程博弈方面，构建了多目标优化的Nash协商博弈模型，构造了协商Nash均衡条件，提出了相互冲突目标的博弈协调方法，克服了传统多目标优化方法依赖主观参数的局限。2. 主从博弈与Nash协商博弈相结合的新能源电力系统规划方法建立了综合考虑资源禀赋的风-光-储-网容量规划主从博弈模型，揭示了电网建设主导风光电力消纳的机理；提出了收益再分配的协商Nash均衡模型，实现了不同决策主体的互动协调。为适应风光出力分布的不精确性，构建了备用容量配置的二人零和博弈模型；通过求解鞍点Nash均衡给出最优备用配置，实现源网荷储合作互利。3. 二人零和博弈与Nash协商博弈相结合的新能源电力系统鲁棒调度方法基于二人零和博弈与Nash协商博弈，提出了新能源电力系统鲁棒调度模型及鞍点Nash均衡求解算法，构建了不同灵活性机组的启停、旋转备用和自动发电控制策略，实现了新能源波动性的逐级平抑。构建了描述波动电源可调度域的二人零和博弈模型，提出了求解可调度域边界解析表达式的二人零和博弈割平面算法，实现了系统安全评估的快速计算与可视化。4. 基于二人零和博弈的新能源电力系统鲁棒学习控制方法构建了鲁棒学习控制的二人零和微分博弈模型，提出基于近似动态规划（ADP）的反馈Nash均衡求解方法，攻克了维数灾难题；提出了鲁棒学习控制器的在线设计方法并证明了学习算法的收敛性、最优性和稳定性，实现了反馈Nash均衡的在线求解，赋予了控制器自优化、自适应和自协调能力，解决了新能源发电设备控制器设计难题。出版的1部专著和7篇代表性论文SCI他引182次，总他引420次，32位院士和IEEE Fellow正面引用。其他论文获中国百篇最具影响论文、吴復立论文创新一等奖、《系统科学与数学》最佳论文奖以及Elsevier全球热点论文奖。项目研究对新能源电力系统乃至一般工程系统优化决策具有重要的理论意义和工程价值，相关成果在新疆、青海、宁夏、冀北等电网应用。梅生伟当选IEEE Fellow。项目团队入选基金委创新群体。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 梅生伟 教授 清华大学 清华大学 项目负责人。对发现点 1、2、3、4均有创造性贡献，主要包括：1. 构建了不确定优化问题的二人零和博弈模型与求解算法。2. 提出了新电力系统静态备用容量配置方法。3. 提出了鲁棒调度的博弈建模整体框架与思路。4. 提出了鲁棒学习控制的二人零和微分博弈模型。代表性论著【1】、【6】、【8】的第一作者，其余代表性论著的通信作者或主要作者。 2 刘锋 副教授 清华大学 清华大学 项目骨干。对发现点3、4做出了创造性贡献，主要包括：1. 提出了鲁棒旋转备用调度方法。2. 提出了鲁棒学习控制的二人零和微分博弈反馈Nash均衡求解算法，证明了该算法的收敛性。3. 提出了基于ADP的鲁棒学习控制器在线设计和求解方法。代表性论著【4】的第一作者，代表性论著【7】的通讯作者，其余代表性论著的主要作者。 3 魏韡 副教授 清华大学 清华大学 项目骨干。对发现点1、3做出了创造性贡献，主要包括：1. 提出了主从博弈和Nash协商博弈模型及其均衡的求解算法。2. 提出了鲁棒自动发电控制方法以及可调度域几何描述方法。代表性论著【2】、【3】、【5】的第一作者，代表性论著【8】的通讯作者，代表性论著【1】、【7】的主要作者。 4 张雪敏 副教授 清华大学 清华大学 项目骨干。对发现点2有突出贡献：建立了风-光-储-网容量协调规划的博弈模型，提出了基于Nash协商均衡的收益再分配方案；提出了新能源电力系统中长期演化模拟分析方法，构建了电网发展升级策略。代表性论著【6】的主要作者。 5 王程 讲师 华北电力大学 清华大学 项目骨干。对发现点3有突出贡献：提出了计及风险约束的新能源电力系统鲁棒机组组合方法。代表性论著【7】的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Energy pricing and dispatch for smart grid retailers under demand response and market price uncertainty / IEEE Transactions on Smart Grid / Wei Wei, Feng Liu, Shengwei Mei 2 工程博弈论及电力系统应用/科学出版社/梅生伟，刘锋，魏韡 3 Robust energy and reserve dispatch under variable renewable generation / IEEE Transactions on Smart Grid / Wei Wei, Feng Liu, Shengwei Mei, Yunhe Hou 4 A boundedness result for the direct heuristic dynamic programming / Neural Networks/ Feng Liu, Jian Sun, Jennie Si, Wentao Guo, Shengwei Mei 5 Distributionally robust co-optimization of energy and reserve dispatch / IEEE Transactions on Sustainable Energy / Wei Wei, Feng Liu, Shengwei Mei 6 Game approaches for hybrid power system planning / IEEE Transactions on Sustainable Energy / Shengwei Mei, Yingying Wang, Feng Liu, Xuemin Zhang, Zhenquan Sun 7 Robust risk-constrained unit commitment with large-scale wind generation: An adjustable uncertainty set approach / IEEE Transactions on Power Systems / Cheng Wang, Feng Liu, Jianhui Wang, Feng Qiu, Wei Wei, Shengwei Mei, Shunbo Lei 8 Robust optimization of static reserve planning with large-scale integration of wind power: A game theoretic approach / IEEE Transactions on Sustainable Energy / Shengwei Mei, De Zhang, Yingying Wang, Feng Liu, Wei Wei	自然奖	梅生伟,刘锋,魏韡,张雪敏,王程	清华大学	清华大学
22	0003-111	锂硫电池中电化学反应的调控原理与方法 项目名称 锂硫电池中电化学反应的调控原理与方法 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学 项目简介 该项目属于化学工程、电化学、纳米技术交叉学科领域。现代社会的发展以能源消耗的不断增加为其本质特征。锂硫电池因具有远高于传统锂离子电池能量密度的显著优势被认为是最具潜力的下一代新型电化学储能电池技术之一。理解锂硫电池电化学转化过程，掌握电子/离子的输运调控规律，揭示电池容量衰减机制是突破锂硫电池发展瓶颈的关键科学难题。针对上述科学难题，面向新能源及高效储能的重大需求，本项目提出了锂硫电池中电化学反应的调控原理与方法，解决了绝缘硫材料在锂硫电池中难以高效稳定利用的难题，为拓展锂硫电池的宏观器件制备和应用提供了化学原理和关键能源材料保障。本项目主要科学发现如下：1. 提出了“锂键”强耦合界面相互作用理论：针对多硫化锂中间产物与导电界面结合作用弱带来活性材料易流失的难题，提出分子间相互作用力“锂键”的概念；以“锂键”为抓手，提出杂原子掺杂碳与活性多硫化物之间强耦合界面思路，利用杂原子电负性与吸附能之间的差异，得到极性掺杂碳界面构筑设计原则，获得了调控硫催化转化动力学过程新方法，实现器件中活性材料的稳定电化学转化。研究成果受到中国科学院院士、JACS副主编万立骏教授、韩国碳素学会主席、Carbon编辑Chong Rae Park教授、国际电化学能源科学院副主席陈忠伟教授的高度评价和正面引用。2. 提出了基于自分散三维导电碳骨架的构筑策略和设计原则：针对硫材料电荷输运差而导致的低转化率的瓶颈，提出采用具有自分散特性的石墨烯/碳纳米管三维多级结构复合策略，有效构筑电子高效传导、离子快速输运的双连通纳米复合正极，实现硫材料的高效利用。研究成果获得了美国斯坦福大学崔屹教授、中国科学院院士成会明教授、中国科学院院士刘忠范教授等研究团队的高度认可和广泛引用。3. 提出了离子选择性透过调控离子扩散传递原理：针对锂硫电池器件中高载硫条件下多硫化物产生量大，中间产物扩散到负极带来电池效率低的难题，提出工作电池器件中引入离子选择性输运的新观念，利用基团荷电排斥特性及二维材料尺寸筛分原理，构建锂离子选择性通过的隔膜并用于锂硫电池器件中，有效提升了锂硫电池器件的库伦效率。研究成果受到了美国工程院院士Lynden A. Archer教授、澳大利亚工程院院士窦士学教授等国内外同行的高度评价。德州大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授指出此工作为“提升锂硫电池性能的重要进展”。本项目共发表研究论文98篇，其中8篇代表性论文发表在Energy Environ Sci、Nat Commun、Adv Mater、Angew Chem Int Ed、ACS Nano、Adv Funct Mater、Small等本领域国际著名期刊上，被包括美国工程院院士、澳大利亚工程院院士、加拿大皇家科学院院士、中国科学院院士等国内外著名学者在本领域SCI顶级期刊他引1779次，Web of Science核心合集他引1901次，单篇最高他引356次，8篇代表作全部入选ESI前1%高被引论文。本项目培养国家杰出青年基金获得者1名，“万人计划”青年拔尖人才获得者2名。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张强 教授 清华大学 清华大学 对项目总体规划与设计。发现并提出了“锂键”强耦合界面相互作用原则，以“锂键”为抓手，提出杂原子掺杂碳与活性多硫化物之间的强耦合界面思路；提出了电子有效传导、离子快速输运的双联通纳米复合正极研究思路；提出了离子选择性透过调控离子扩散传递原理，为电池隔膜调控离子输运控制提供有效指导。对本项目所列的三个发现点均作出重要贡献，是全部代表作的通讯作者。 2 黄佳琦 研究员 北京理工大学 清华大学 对本项目科学发现点1和发现点3做出重要贡献。利用杂原子电负性与吸附能之间的差异，得到极性掺杂碳界面的构筑设计原则；利用基团荷电排斥特性及二维材料尺寸筛分原理，构建锂离子选择性通过的隔膜并用于锂硫电池器件中，有效提升了锂硫电池器件的效率。是代表性论文3，7的共同通讯作者，代表性论文8的第一作者，代表性论文1，2，4，5，6的共同作者。 3 彭翃杰 助理研究员 斯坦福大学 清华大学 对本项目科学发现点2和发现点3做出重要贡献。设计和制备三维一体导电多级结构碳网络以及分层独立超长碳纳米管、碳纳米管-石墨烯多级结构，有效改善硫正极电子/离子传输限制；发现反应界面极性与导电性与锂硫电池电化学性能之间的构效关系，提出反应界面调控改善硫反应动力学，并组装锂硫电池器件，验证这些策略的有效性。是代表性论文2，3，5，7的第一/共同第一作者，代表性论文1，4，8的共同作者。 4 陈翔 其他 清华大学 清华大学 对本项目科学发现点1和发现点2做出重要贡献。主要负责本项目中理论计算与分析工作。通过第一性原理计算，发现界面化学相互作用机制，以及界面反应动力学改善原理。是代表性论文1，2，3的共同作者。 5 元喆 其他 麻省理工学院 清华大学 对本项目发现点3做出重要贡献。本项目的主要贡献者。合成了构建锂离子选择性通过的隔膜设计，构筑了具有高硫载量和高硫利用的硫正极，评测了安时级别锂硫电池性能。是代表性论文7的第一作者。 6 魏飞 教授 清华大学 清华大学 对本项目发现点2做出重要贡献。提出碳纳米管化学气相沉积制备技术，实现了石墨烯和碳纳米管杂化物的批量制备，开发石墨烯和碳纳米管材料在电化学储能中的应用。是代表性论文4，5，6，8的共同通讯作者。 7 侯廷政 其他 加州大学伯克利分校 清华大学 对本项目发现点1做出重要贡献。负责第一性原理计算研究。设计和制制备不同杂原子掺碳石墨烯材料，针对不同电负性原子对活性硫配体结合能的不同，绘制了电负性与结合能相关的“火山”曲线图。是代表性论文1的第一作者。 8 赵梦强 其他 宾夕法尼亚大学 清华大学 对本项目发现点2做出重要贡献。通过化学气相沉积，制备了自分散特性柱撑石墨烯，以及石墨烯/碳纳米管杂化物碳材料，实现低维碳材料三维自组装，提升锂硫电池离子/电子输运过程。是代表性论文4，6的第一作者，代表性论文5的共同作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A Cooperative Interface for Highly Efficient Lithium–Sulfur Batteries/Advanced Materials/Peng Hong-Jie, Zhang Ze-Wen, Huang Jia-Qi, Zhang Ge, Xie Jin, Xu Wen-Tao, Shi Jia-Le, Chen Xiang, Cheng Xin-Bing, Zhang Qiang 2 Unstacked Double-Layer Templated Graphene for High-Rate Lithium-Sulphur Batteries/Nature Communications/Zhao Meng-Qiang, Zhang Qiang, Huang Jia-Qi, Tian Gui-Li, Nie Jing-Qi, Peng Hong-Jie, Wei Fei 3 Nanoarchitectured Graphene/CNT@Porous Carbon with Extraordinary Electrical Conductivity and Interconnected Micro/Mesopores for Lithium- Sulfur Batteries/Advanced Functional Materials/Peng Hong-Jie, Huang Jia-Qi, Zhao Meng-Qiang, Zhang Qiang, Cheng Xin-Bing, Liu Xin-Yan, Qian Wei-Zhong, Wei Fei 4 Graphene/Single-Walled Carbon Nanotube Hybrids: One-Step Catalytic Growth and Applications for High-Rate Li-S Batteries/ACS Nano/Zhao Meng-Qiang, Liu Xiao-Fei, Zhang Qiang, Tian Gui-Li, Huang Jia-Qi, Zhu Wan-Cheng, Wei Fei 5 Hierarchical Free-Standing Carbon-Nanotube Paper Electrodes with Ultrahigh Sulfur-Loading for Lithium-Sulfur Batteries/Advanced Functional Materials/Yuan Zhe, Peng Hong-Jie, Huang Jia-Qi, Liu Xin-Yan, Wang Dai-Wei, Cheng Xin-Bing, Zhang Qiang 6 Ionic Shield for Polysulfides Towards Highly-Stable Lithium-Sulfur Batteries/Energy Environmental Science/Huang Jia-Qi, Zhang Qiang, Peng Hong-Jie, Liu Xin-Yan, Qian Wei-Zhong, Wei Fei 7 Design Principles for Heteroatom-Doped Nanocarbon To Achieve Strong Anchoring of Polysulfides For Lithium-Sulfur Batteries/Small/Hou Ting-Zheng, Chen Xiang, Peng Hong-Jie, Huang Jia-Qi, Li Bo-Quan, Zhang Qiang, Li Bo 8 Enhanced Electrochemical Kinetics on Conductive Polar Mediators for Lithium-Sulfur Batteries/Angewandte Chemie International Edition/Peng Hong-Jie, Zhang Ge, Chen Xiang, Zhang Ze-Wen, Xu Wen-Tao, Huang Jia-Qi, Zhang Qiang	自然奖	张强,黄佳琦,彭翃杰,陈翔,元喆,魏飞,侯廷政,赵梦强	清华大学	清华大学
23	0003-112	绿色高效的大规模MIMO通信理论与方法 项目名称 绿色高效的大规模MIMO通信理论与方法 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学,中国移动通信集团有限公司 项目简介 该项目属信息通信技术领域。5G是信息通信领域的国际学术前沿，也是我国重大战略发展方向之一。大规模MIMO技术在理论上可成倍提高无线通信系统的频谱效率和能量效率，是业界公认的最具代表性的5G核心技术之一。然而，该技术在5G系统中的实际应用面临着高维信道信息获取开销过大、复杂射频电路功耗过高等瓶颈问题。 该项目深入挖掘和利用大规模MIMO系统在角度域、空间域、功率域的信道特征，提出一套完整的高维MIMO信道信息精确获取与高效利用的理论与方法，大幅提高实际通信系统的频谱效率和能量效率。主要发现点包括： （1）建立高谱效的大规模MIMO高维信道信息获取方法：利用大规模MIMO信道的角度域稀疏性，突破传统MIMO系统中的“正交导频”设计思想，提出“重叠导频”设计方法，并建立“角度相干时间”概念，揭示角度相干时间内信道矢量的分布特征，提出基于信道子空间的反馈码本设计方法，有效解决了高维MIMO信道信息获取开销过大这一瓶颈问题。获2016年Electronics Letters年度唯一最佳论文奖，是该奖项2012年设立以来我国首次独立获奖。加拿大工程院院士Robert Schober教授等人评价提出的方法是“巧妙的”。 （2）设计高能效的大规模MIMO模数混合预编码方法：挖掘大规模MIMO信道的空间域自由度，提出基于子连接的模数混合预编码结构，揭示了能效与谱效关系中的“绿色通信点”，证明了其唯一可达条件，并进一步提出基于串行干扰消除的准最优预编码设计方法，有效解决了大规模MIMO谱效与能效的联合优化难题，有力推动了绿色通信的实现。获2018年IEEE通信学会年度唯一最佳期刊论文奖，是该奖项1994年设立以来我国首次独立获奖。（3）优化高谱效高能效的大规模MIMO功率域复用方法：基于大规模MIMO-NOMA信道的功率域差异化特性，推导大规模MIMO-NOMA系统的谱效和能效解析表达式，提出最优的功率分配方法；进一步，突破MIMO-NOMA系统中用户信道条件差异较大的严格假设，提出增大用户等效信道差异的方法，从而实现绿色高效的无线通信。获2018年IEEE通信学会亚太杰出论文奖。美国科学院院士Vincent Poor教授等人评价提出的方法“提高了遍历容量”。 该项目已出版5G相关英文著作3本，发表SCI论文30余篇。8篇代表性论文影响因子总计51.225，SCI严格他引1165次，单篇最高SCI他引394次，引用者包括英美等国院士16人，IEEE期刊主编17人，IEEE Fellow 92人。第一完成人获2017年国家优秀青年科学基金、2017年IEEE通信学会亚太杰出青年学者奖；第二完成人2011年入选国家“千人计划”，2015年获IEEE通信学会产业创新奖（每年1人）。 该项目向3GPP国际标准组织提交技术提案10篇，已授权或申请国家发明专利20余项，其中1项已写入5G标准（专利申请号：201711168723.2，5G标准规范及对应章节：3GPP TS 38.214，v15.0.0，Section 5.1.5）。该项目提出的子连接模数混合预编码架构已广泛应用于主流厂商的256天线5G样机，外场实测峰值速率达11 Gbps，是当前4G系统的11倍。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 戴凌龙 副教授 清华大学 清华大学 项目主要负责人，全面组织和协调项目的研究工作，确定总体研究方向和研究方案，参与了项目全过程，是项目主要学术思想的提出者，对项目三个发现点均有实质性贡献，项目代表性论文1、7的第一作者，以及代表性论文2、3、6的通讯作者。主要贡献为：1）提出了基于结构化压缩感知理论的重叠导频设计方法，解决了大规模MIMO系统中高维信道信息难以获取这一公认难题（发现点1）；2）提出了模数混合预编码的优化设计方法，提高实际大规模MIMO系统的能量效率30%（发现点2）；3）提出MIMO-NOMA系统最优的功率分配方法，实现能量效率最大化（发现点3）。 2 易芝玲 其他 中国移动通信集团有限公司 中国移动通信集团有限公司 项目核心研究骨干，组织和协调本项目中国移动方面的研究工作。对项目发现点2、3有实质性贡献，是项目代表性论文4的第一作者和通讯作者，以及代表性论文5、6、7、8的共同作者。主要贡献为：1）提出频谱效率和能量效率并重的“绿色设计”理念，建立系统能效和谱效联合优化的理论框架并探索优化方案（发现点2）；2）提出最大化能量效率的最优功率分配方法和等效信道差异化方法，使得大规模MIMO-NOMA在用户信道条件比较相似时仍能获得接近信道容量的性能（发现点3）。 3 王昭诚 教授 清华大学 清华大学 项目核心研究骨干，对项目发现点1、2有实质性贡献，是项目代表性论文1的通讯作者，以及代表性论文2、3、7的共同作者。主要贡献为：1）利用角度域大规模MIMO信道的时频二维结构化稀疏特性，提出了基于结构化压缩感知的具有逼近性能极限的高精度信道估计方法，以较低的导频开销精确估计高维MIMO信道信息（发现点1）；2）证明了子连接结构下非凸的模数混合预编码和速率优化问题可以等价转化为每个子阵列上凸的子速率优化问题之和，基于此提出了串行干扰消除的准最优预编码设计方法（发现点2）。 4 韩双锋 高级工程师 中国移动通信集团有限公司 中国移动通信集团有限公司 项目核心研究骨干，担任中国IMT-2020（5G）大规模MIMO技术专题组副组长，推动了相关技术的5G标准化。对项目发现点2、3有实质性贡献，是项目代表性论文5的第一作者和通讯作者，以及代表性论文6、7、8的共同作者。主要贡献为：1）提出了基于子连接结构的模数混合预编码技术，成倍降低了系统所需的高分辨率移相器数量（发现点2）；2）从理论上推导出大规模MIMO-NOMA系统中最优的信道输入协方差矩阵，提出最优的功率分配方法，并进一步通过求解目标函数的下界提出一种子最优的功率分配方法（发现点3）。 5 王碧钗 其他 清华大学 清华大学 项目主要研究骨干（项目第一完成人指导的博士生），对项目发现点3有实质性贡献，是代表性论文7的共同作者。主要贡献为：在大规模MIMO-NOMA系统总功率约束以及各个用户最小传输速率的约束下，推导系统的频谱效率，进一步提出子最优算法求解非凸优化问题，以最大化系统频谱效率（发现点3）。 6 高昕宇 其他 清华大学 清华大学 项目主要研究骨干（项目第一完成人指导的博士生），对项目发现点2有实质性贡献，是代表性论文6的第一作者。主要贡献为：证明了子连接结构下模数混合预编码系统非凸的整体和速率（Sum Rate）优化问题可以等价转化为若干个凸的子速率优化问题之和，其中每一个子速率优化问题对应该结构中的一个子天线阵列，并揭示了各个子天线阵列优化顺序与系统可达和速率无关这一客观规律，从而简化了后续的优化算法设计（发现点2）。 7 高镇 副研究员 北京理工大学 清华大学 项目主要研究骨干（本项目第三完成人指导的博士生，第一完成人协助指导），在清华大学攻读博士学位期间，对项目发现点1有实质性贡献，是代表性论文2、3的第一作者。主要贡献为：基于压缩感知理论框架下的有限等距性理论设计了准最优的导频图案，揭示了重叠导频的开销仅与信道角度扩展成正比，提出了基于分布式压缩感知的高精度信道估计方法（发现点1）。 8 孙奇 高级工程师 中国移动通信集团有限公司 中国移动通信集团有限公司 项目主要研究骨干，本项目完成单位清华大学和中国移动通信集团有限公司的合作研究项目《5G 总体设计、关键技术研究及标准化》的核心技术骨干，对项目发现点3有实质性贡献，是代表性论文8的第一作者。主要贡献为：基于大规模MIMO-NOMA 信道的功率域差异化，推导功率约束条件下系统的系统容量和能量效率，提出最优的功率分配方法和等效信道差异化方法，实现能量效率最大化（发现点3）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Non-orthogonal multiple access for 5G: Solutions, challenges, opportunities, and future research trends / IEEE Communications Magazine / Linglong Dai, Bichai Wang, Yifei Yuan, Shuangfeng Han, Chil-Lin I, and Zhaocheng Wang 2 On the ergodic capacity of MIMO NOMA systems / IEEE Wireless Communications Letters / Qi Sun, Shuangfeng Han, Chin-Lin I, and Zhengang Pan 3 Spectrally efficient time-frequency training OFDM for mobile large-scale MIMO systems / IEEE Journal of Selected Areas in Communications / Linglong Dai, Zhaocheng Wang, and Zhixing Yang 4 Spatially common sparsity based adaptive channel estimation and feedback for FDD massive MIMO / IEEE Transactions on Signal Processing / Zhen Gao, Linglong Dai, Zhaocheng Wang, and Sheng Chen 5 Structured compressive sensing based superimposed pilot design in downlink large-scale MIMO systems / Electronics Letters / Zhen Gao, Linglong Dai, and Zhaocheng Wang 6 Toward green and soft: A 5G perspective / IEEE Communications Magazine / Chih-Lin I, Corbett Rowell, Shuangfeng Han, Zhikun Xu, Gang Li, and Zhengang Pan 7 Large-scale antenna systems with hybrid analog and digital beamforming for millimeter wave 5G / IEEE Communications Magazine / Shuangfeng Han, Chih-Lin I, Zhikun Xu, and Corbett Rowell 8 Energy-efficient hybrid analog and digital precoding for mmWave MIMO systems with large antenna arrays / IEEE Journal on Selected Areas in Communications / Xinyu Gao, Linglong Dai, Shuangfeng Han, Chih-Lin I, and Robert W. Heath Jr.	自然奖	戴凌龙,易芝玲,王昭诚,韩双锋,王碧钗,高昕宇,高镇,孙奇	清华大学,中国移动通信集团有限公司	清华大学
24	0003-115	大规模网络化系统基本特性分析与状态估计 项目名称 大规模网络化系统基本特性分析与状态估计 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学 项目简介 随着对系统性能要求的提高和通信、计算等领域的技术发展，系统结构日趋复杂、规模日趋庞大。另外，网络安全、复杂疾病形成机理解读和治疗方案探索等对大规模网络化系统特性分析和综合提出了新需求。在国家自然科学基金委等部门资助下，经过 10 余年探索，本项目在大规模网络化系统稳定性分析、可控/可观性判断、分布式状态估计等基本问题上得到了系统性结论。主要科学发现点如下。1.建立了计算复杂度随子系统个数线性增长的、可控/可观的充分必要条件。该条件给出了系统可控/可观性与子系统传输零点、子系统连接矩阵间的显式关系，明确了子系统间信息传递与系统整体性能间的关系。证明了可以构造可控/可观网络化系统的充分必要条件是每个子系统可控/可观，以及保障系统可控/可观的最小输入/输出个数等于其状态转移阵特征根的最大几何重复度，并给出了系统输入/输出矩阵的参数化形式。2.提出了基于新息过程灵敏度惩罚的鲁棒状态估计方法，给出了其估计误差收敛到有限值的充分条件和必要条件。该方法可以在估计精度和鲁棒性之间实现良好折衷，可以递推实现，且与卡尔曼滤波具有基本相同的计算复杂度。推广该估计方法到具有随机数据丢失的系统和大规模网络化系统。在数据丢失概率小于1且系统可控可观时，证明了估计误差的拟协方差阵以指数速度收敛到一个平稳分布，给出了该平稳分布迄今为止精度最好的近似。在基因调控网络结构辨识、精密机械系统跟踪控制等问题上，该估计算法具有比扩展/无迹卡尔曼滤波器等更好的精度。3.建立了网络化系统稳定性和稳定裕量与矩阵结构化奇异值间的关系，得到了二维FM模型稳定的充分必要条件和计算上可行且保守性更低的稳定裕量估计方法。研究了具有二次型约束参数误差的矩阵奇异性判断问题，得到了基于线性矩阵不等式的充分必要条件。建立了整体系统稳定性/鲁棒稳定性与子系统连接矩阵间的显式关系，以及仅依赖于子系统出度和动态特性、计算复杂度随子系统个数线性增长的充分条件。4.推导出最大奇异值有界下三角Toeplitz矩阵的随机均匀样本产生方法，给出一种复杂度指定的强镇定控制器设计方法。完整解决了基于随机样本的控制系统分析与设计的一个基本问题。5.研究了以互质因子扰动形式表示的控制对象模型辨识问题，建立了基于闭环实验数据的非参数辨识和参数辨识方法，证明了其收敛性。将其应用于高温超导磁悬浮实验系统，取得良好效果。发表研究论文30余篇，其中IEEE TAC和Automatica论文15篇(长文6篇)，IEEE TSP论文(长文)2篇，Bioinformatics论文(长文)1篇。出版英文学术专著一部。8篇主要论文他引次数66，单篇他引最高次数20。引用作者包括Automatica最佳论文奖等的获得者、中国科学院程代展研究员，Automatica 前主编、意大利R. Tempo教授，IFAC Quazza Medal等的获得者、澳大利亚 G.C. Goodwin教授等。部分研究结果为综述性论文和学术专著引用。经IEEE控制系统协会推荐，被推荐人2018年当选为 IEEE Fellow。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 周彤 教授 清华大学 清华大学 组织、指导和实施本项目的选题和研究，负责项目的总体思路设计、项目总体研究方案构建，并负责所有的具体数学推导、仿真实验设计和实物实验设计。是全部 8 篇代表性论文的第一作者和通讯作者，是其中 7 篇论文的唯一作者。代表性论文 [5] 的第二作者冯超 (Chao Feng) 在完成该论文工作时，是被推荐人指导的在校硕士研究生，主要负责最大奇异值有界下三角 Toeplitz 矩阵随机均匀样本生成算法的数值实现和仿真计算。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 On the controllability and observability of networked dynamic systems/Automatica (regular paper)/周彤 (Tong Zhou) 2 Sensitivity penalization based robust state estimation for uncertain linear systems/IEEE Transactions on Automatic Control/周彤 (Tong Zhou) 3 Stability and stability margin for a two-dimensional system/IEEE Transactions on Signal Processing (regular paper)/周彤 (Tong Zhou) 4 Robust recursive state estimation with random measurement droppings/IEEE Transactions on Automatic Control (regular paper)/周彤 (Tong Zhou) 5 Uniform sample generations from contractive block Toeplitz matrices/IEEE Transactions on Automatic Control/周彤，冯超 (Tong Zhou, Chao Feng) 6 Coordinated one-step optimal distributed state prediction for a networked dynamical system/IEEE Transactions on Automatic Control (regular paper)/周彤 (Tong Zhou) 7 Asymptotic behavior of recursive state estimations with intermittent measurements/IEEE Transactions on Automatic Control (regular paper)/周彤 (Tong Zhou) 8 Frequency response estimation for NCFs of an MIMO plant from closed-loop time-domain experimental data/IEEE Transactions on Automatic Control (regular paper)/周彤 (Tong Zhou)	自然奖	周彤	清华大学	清华大学
25	0003-117	面向复杂特征识别与异常状态感知的数据解析方法研究 项目名称 面向复杂特征识别与异常状态感知的数据解析方法研究 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学 项目简介 该项目属于自动控制应用理论学科。基于传感器数据感知复杂被控对象的运行状态是实现数据驱动智能控制的基础和前提，在理论和方法上存在许多尚未解决的难题，成为当前国内外自动控制应用理论领域的前沿研究课题。间歇生产过程和移动机器人分别是过程控制与运动控制领域典型的复杂被控对象，针对其开展面向复杂特征识别与异常状态感知的数据解析方法研究直接面向工业生产与国防建设的重大需求，具有重要理论意义和应用价值。项目组针对基于数据感知间歇过程和移动机器人运行状态面临的三个关键科学问题：1）新颖异常检测，2）高阶张量数据特征提取，3）复杂环境下鲁棒感知与定位，在国家自然科学基金、国家973计划、国家863计划等多项国家级课题支持下，开展了多年基础研究，取得主要的科学发现如下：（1）发现了单类样本分类器的样本内部聚集性与样本边缘松弛度是影响分类器参数选择合理性的重要因素。从几何的角度出发，提出了有效的单类样本分类器参数选择方法，以及可以抑制训练数据中离群点影响的鲁棒单类样本支持向量机（One-Class Support Vector Machine, OCSVM）算法，显著提高了OCSVM方法在复杂被控对象异常运行状态检测应用中的实际性能。（2）发现了间歇生产数据与目标跟踪视频数据用高阶张量表示时，基于主元分析等常用多元统计分析算法提取和识别复杂特征的有效途径。提出了可以有效监控间歇生产过程异常工况的多元函数型核主元分析方法。提出了广义可加性核函数的概念和适用于间歇过程在线监控的广义可加性核主元分析方法，以及适于目标跟踪的偏最小二乘外观建模方法。这些基于高阶张量数据的多元统计方法均具有对数据噪声和离群点的鲁棒性。（3）针对移动机器人在未知环境定位中的复杂特征提取与异常感知问题，提出了用于同步定位和地图构建（Simultaneous Localization And Mapping, SLAM）的迭代运动重构方法，并通过融合多种传感器数据来解决离群点问题，提高算法鲁棒性。提出了一种基于虚拟匹配检验的在线特征选择方法，可自动适应SLAM状态估计的时变不确定性。项目相关研究成果为复杂数据特征提取与异常检测研究提供了重要的理论与技术基础，得到了英国皇家工程院院士Chris J. Harris教授，IEEE Life Fellow、IEEE计算智能学会主席James C. Bezdek教授，以及Fatih Porikli教授、Rama Chellappa教授、Sheng Chen教授等多位IEEE Fellow的充分肯定与高度评价。部分成果已经在集成电路制造过程监控和智能移动机器人控制等领域得到成功应用。项目发表的8篇代表性论文被SCI总引用210次，其中他引202次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王焕钢 副研究员 清华大学 清华大学 项目主要思想的提出者，参与了项目全过程，提出了用于OCSVM的核函数参数选择方法和鲁棒OCSVM算法，提出了可以有效监控间歇生产过程异常工况的多元函数型核主元分析方法，提出了广义可加性核函数的概念和适用于间歇过程在线监控的广义可加性核主元分析方法。是科学发现1、2的主要学术思想提出者，并做出了创造性贡献，代表性论文1、2、3、4、5的通讯作者，代表性论文4的第一作者。 2 张涛 教授 清华大学 清华大学 提出了在复杂环境下用于移动机器人SLAM的融合多种传感器数据的迭代重构方法，对科学发现3做出了创造性贡献，是代表性论文7第一作者周昊胤的博士导师，代表性论文7的通讯作者。 3 陈峰 教授 清华大学 清华大学 提出了基于偏最小二乘的视觉目标跟踪算法，对科学发现2做出了创造性贡献，是代表性论文6的合作者。 4 石宗英 副教授 清华大学 清华大学 提出了用于移动机器人SLAM的特征选择方法，对科学发现3做出了创造性贡献，是代表性论文8的第一作者和通讯作者。 5 徐文立 教授 清华大学 清华大学 对科学发现1做出了创造性贡献，是项目完成人王焕钢、陈峰、石宗英的博士导师，代表性论文1、2、3第一作者肖英超的博士导师，代表性论文6第一作者王庆的博士导师，代表性论文1、2、3、6、8的合作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Parameter selection of Gaussian kernel for one-class SVM/IEEE Transactions on Cybernetics/Yingchao Xiao, Huangang Wang, Wenli Xu 2 Two methods of selecting Gaussian kernel parameters for one-class SVM and their application to fault detection/Knowledge-Based Systems/Yingchao Xiao, Huangang Wang, Wenli Xu 3 Robust one-class SVM for fault detection/ Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems/ Yingchao Xiao, Huangang Wang, Wenli Xu, Junwu Zhou 4 Fault detection of batch processes based on multivariate functional kernel principal component analysis/ Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems/ Huangang Wang, Ma Yao 5 On-line monitoring of batch processes using generalized additive kernel principal component analysis/Journal of Process Control/Ma Yao, Huangang Wang 6 Object tracking via partial least squares analysis/IEEE Transactions on Image Processing/Qing Wang, Feng Chen, Wenli Xu, Ming-Hsuan Yang 7 An SfM algorithm with good convergence that addresses outliers for realizing mono-SLAM/IEEE Transactions on Industrial Informatics/Haoyin Zhou, Kai Ni, Qian Zhou, Tao Zhang 8 Feature selection for reliable data association in visual SLAM/Machine Vision and Applications/Zongying Shi, Zhibin Liu, Xianliang Wu, Wenli X	自然奖	王焕钢,张涛,陈峰,石宗英,徐文立	清华大学	清华大学
26	0003-118	微纳超结构碳的设计、构建和储能研究 项目名称 微纳超结构碳的设计、构建和储能研究 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学,中山大学,天津大学,中国科学院金属研究所 项目简介 碳材料是一类用于能量转换和存储的关键功能材料，在锂电池、超级电容器和燃料电池等能源器件中发挥着不可替代的重要作用。因此，设计多功能碳材料以显著提升能量转换和存储性能具有重大的科学意义与应用价值。然而，碳材料大多存在结构无序、缺陷偏多、功能单一等问题，已成为高性能能源器件发展的瓶颈，也难以满足基于新原理的能源器件的设计要求。为解决上述重大科学难题，该团队在国家973计划和基金委重点项目等资助下，在国际上率先提出了“微纳超结构碳材料”的新思路，引领了碳材料研究的新方向。主要科学发现包括：通过结构纳米化、复合化、有序化设计和功能导向组装，实现了碳材料跨越“纳-微-宏”的多组分界面、多尺度网络、多层次孔道的可调可控，构建了系列多功能精确耦合的微纳超结构碳材料，提出高效率、高容量、高通量碳电极材料和功能组分的解决方案，大幅提升了现有能量转换与存储器件的性能。具体如下：（1）发现了一步构建碳/碳共生界面和层次化结构以获得先进石墨烯/碳纳米管杂化碳载体的新思路，提出了表面掺杂锚定金属催化剂以高效形成碳/非碳耦合界面的新策略，实现了高效的电子输运和电荷分离，解决了电催化应用中碳与催化剂间电子转移阻抗大、利用率低的关键难题，并进一步通过缺陷设计显著改善了催化性能。（2）提出了利用碳/非碳与柔性纤维基体原位复合实现超级电容器高柔性化的普适方法，开创了高透气性“打孔”柔性电极的新方向，突破了活性物质在反复弯折中易脱落、脆性碳网络柔性差和不透气的难题，从而率先构建了具有高能量密度、高柔性和高透气性的柔性超级电容器。（3）发现了微孔、中孔和大孔的精确构筑新方法及其多层次组装新策略，制备出具有超小尺寸和高孔隙利用率的层次孔碳纳米球，揭示了孔形貌、孔尺寸以及层次孔协同组装等因素在电化学充放电过程中的作用机制，构建了超高硫面载量和利用率的多尺度高导电碳网络，大幅提升了超级电容器和锂硫电池等储能器件的能量密度、功率密度和循环稳定性。项目8篇代表性论文分别发表在Nature Commun.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Carbon等材料和能源领域国际著名刊物上，6篇为ESI高被引论文，被相关领域国际权威学者和同行在Nature Energy、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Nature Commun.、Adv. Mater.等期刊正面评价，他引1574次。项目主要完成人在国际碳材料会议、国际电化学会议等重要国际学术会议做大会报告和主题报告30余次；项目第一完成人进入ESI全球材料科学、工程学领域前1%科学家行列，并连续举办六届国际石墨烯高峰论坛、两届储能材料国际研讨会以及十六届中日韩碳材料会议；4位项目完成人分获国家杰出青年科学基金、优秀青年科学基金资助；包括第一完成人在内的5位项目完成人入选科睿唯安高被引科学家。该项目相关理论研究成果有力地指导了先进碳材料与能源器件的快速转化与产业化，产生了显著的经济和社会效益。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 康飞宇 教授 清华大学 清华大学 提出了微纳超结构碳的主要学术思想，建立了微纳超结构碳的模型，组织和领导了研究团队完成了本项目，系统提出了柔性超级电容器、三维碳网络及碳/非碳耦合界面的构筑方法。对第一和第二发现点作出了主要贡献，是代表性论文1、3、4、5的通讯作者及代表性论文2的合作作者。 2 吴丁财 教授 中山大学 中山大学 提出一种反应性模板诱导自组装实现均孔化的新思路，发现简单调控共轭聚合物的碳化历程可有效构建超高孔隙率多孔碳结构的新原理，并证实孔结构的均孔化和富孔化可显著改善电化学储能特性，对第三发现点作出了主要贡献，是代表性论文6的通讯作者。 3 杨全红 教授 天津大学 天津大学 提出了引入碳缺陷调控提高催化剂活性的策略，将碳掺杂杂化界面的暴露显著增强了催化剂的光谱响应特性和电子-空穴分离效率，对第一和第二发现点做出了主要贡献，是代表性论文2的通讯作者和代表性论文4、5的合作作者。 4 李峰 研究员 中国科学院金属研究所 中国科学院金属研究所 提出了三维结构碳载体的设计思路，制备了具有强的硫/碳复合界面和三维石墨烯网络的电极结构，实现了锂硫电池中硫活性物质的高面密度负载。对第三发现点做出了主要贡献，是代表性论文7、8的通讯作者。 5 吕瑞涛 研究员 清华大学 清华大学 发展了水蒸气辅助化学气相沉积法一步生长石墨烯/碳纳米管杂化结构，构筑出共生碳/碳杂化界面，制备出具有高催化活性碳/PtRu催化剂。对第一发现点做出了主要贡献，是代表性论文1的第一作者。 6 成会明 研究员 中国科学院金属研究所 中国科学院金属研究所 研究了碳-硫之间强的相互作用及三维结构的石墨烯网络的组装方法，发展了高性能的锂硫电池正极结构。对第三发现点做出了重要贡献，是代表性论文7的通讯作者及代表性论文8的合作作者。 7 黄正宏 研究员 清华大学 清华大学 研究了碳与MnO2的复合方法以及引入碳缺陷调控提高掺杂碳杂化界面的方法，提高了氮化碳的光谱响应特性。对第一和第二发现点做出了重要贡献，是代表性论文2的通讯作者和代表性论文3的合作作者。 8 徐成俊 副研究员 清华大学 清华大学 提出了以碳纤维和无尘纸作为基体构建柔性电极的方法，对电极结构和透气性进行了优化，对第二发现点做出了重要贡献，是代表性论文4、5的通讯作者。 9 符若文 教授 中山大学 中山大学 利用反应性模板诱导自组装法制备了一类新型有序碳材料，制备了一类超高比表面积的氮掺杂层次孔碳材料。对第三发现点做出了贡献，是代表性论文6的共同作者。 10 董留兵 其他 悉尼科技大学 清华大学 攻读博士学位期间参与了本项目研究工作，优化了纳米碳纤维复合碳纳米管和MnO2构建高容量柔性电极的方法，发展了电极“打孔”方法，解决了柔性电极透气性差的问题。对第二发现点做出了贡献，是代表性论文4、5的第一作者。 11 梁庆华 其他 南洋理工大学 清华大学 攻读博士期间参与了本项目研究工作，发展出氨气刻蚀工艺在表面产生碳缺陷的方法，在纳米层次上调控C-N杂化界面的暴露。对第一发现点做出了贡献，是代表性论文2的第一作者。 12 周光敏 助理研究员 中国科学院金属研究所 中国科学院金属研究所 攻读博士期间参与了本项目研究工作，研究了碳-硫之间强的相互作用和三维结构的石墨烯网络集流体及其应用方法，制备出了高性能的锂硫电池正极结构。对第三发现点做出了贡献，是代表性论文7的第一作者。 13 王建淦 副教授 西北工业大学 清华大学 攻读博士期间参与了本项目研究工作，研究了基于层次结构纳米碳纤维的水系非对称电容器，拓宽了单体器件的工作电压，大大提高了超级电容器的能量密度和功率功率。对第二发现点做出了贡献，是代表性论文3的第一作者。 14 徐飞 副教授 西北工业大学 中山大学 攻读博士期间参与了本项目研究工作，研究了碳化条件调控共轭结构的碳化历程，制备了具有发达层次孔结构和超高比表面积的中空碳纳米球。对第三发现点做出了贡献，是代表性论文6的第一作者。 15 刘畅 研究员 中国科学院金属研究所 中国科学院金属研究所 研究了三维层次化结构电极设计和高硫负载电极的制备方法。对第三发现点做出了贡献，是代表性论文8的共同通讯作者。 16 方若翩 其他 新南威尔士大学 中国科学院金属研究所 攻读博士期间参与了本项目的研究工作。制备了高硫负载的三维层次化结构电极，并优化了硫的负载量和电化学性能。对第三发现点做出了贡献，是代表性论文8的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Fibrous Hybrid of Graphene and Sulfur Nanocrystals for High-Performance Lithium-Sulfur Batteries/ACS Nano/Guangmin Zhou, Li-Chang Yin, Da-Wei Wang, Lu Li, Songfeng Pei, Ian Ross Gentle, Feng Li*, Hui-Ming Cheng* 2 3D Interconnected Electrode Materials with Ultrahigh Areal Sulfur Loading for Li-S Batteries/Advanced Materials/Ruopian Fang, Shiyong Zhao, PengxiangHou, Shaogang Wang, Hui-Ming Cheng, Chang Liu*, Feng Li* 3 Open-Ended, N-Doped Carbon Nanotube-Graphene Hybrid Nanostructures as High-Performance Catalyst Support/Advanced Functional Materials/Rutao Lv, Tongxiang Cui, Mun-Suk Jun, Qiang Zhang, Anyuan Cao*, Dangsheng Su, Zhengjun Zhang, Seong-Ho Yoon, JinMiyawaki, Isao Mochida, Feiyu Kang* 4 Holey Graphitic Carbon Nitride Nanosheets with Carbon Vacancies for Highly Improved Photocatalytic Hydrogen Production/Advanced Functional Materials/Qinghua Liang, Zhi Li, Zhenghong Huang*, Feiyu Kang, Quanhong Yang* 5 A High-Performance Asymmetric Supercapacitor Based on Carbon and Carbon-MnO2 Nanofiber Electrodes/Carbon/Jiangan Wang, Ying Yang, Zhenghong Huang, Feiyu Kang* 6 Simultaneous Production of High-Performance Flexible Textile Electrodes and Fiber Electrodes for Wearable Energy Storage/Advanced Materials/Liubing Dong, Chengjun Xu*, Yang Li, Changle Wu, Baozheng Jiang, Qian Yang, Enlou Zhou, Feiyu Kang*, Quan-Hong Yang 7 Breathable and Wearable Energy Storage Based on Highly Flexible Paper Electrodes/Advanced Materials/Liubing Dong, Chengjun Xu*, Yang Li, Zhengze Pan, Gemeng Liang, Enlou Zhou, Feiyu Kang*, Quan-Hong Yang 8 Facile Synthesis of Ultrahigh-Surface-Area Hollow Carbon Nanospheres for Enhanced Adsorption and Energy Storage/Nature Communications/Fei Xu, Zhiwei Tang, Siqi Huang, Luyi Chen, Yeru Liang, Weicong Mai, Hui Zhong, Ruowen Fu, Dingcai Wu*	自然奖	康飞宇,吴丁财,杨全红,李峰,吕瑞涛,成会明,黄正宏,徐成俊,符若文,董留兵,梁庆华,周光敏,王建淦,徐飞,刘畅,方若翩	清华大学,中山大学,天津大学,中国科学院金属研究所	清华大学
27	0003-121	再生水水质生物风险识别、产生机制与控制原理 项目名称 再生水水质生物风险识别、产生机制与控制原理 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学,清华大学深圳研究生院 项目简介 再生水利用是解决水资源短缺和水环境污染问题的双赢途径，代表了发展方向，成为国家迫切需求。再生水利用的关键是水质保障，其中生物风险控制是世界性难题。再生水原水组分复杂，风险产生环节多，面临生物风险因子不清、产生机制不明等突出问题。本项目围绕再生水生物风险及其控制，开展了15年持续研究，识别出内毒素等新兴风险因子，发现混凝导致细菌生长潜势升高、氯胺消毒可控制常规副产物却导致遗传毒性升高等颠覆现有认知的新现象，发展了生物风险协同控制理论，开拓了再生水研究新领域。基于上述成果，主持制定了首个ISO再生水安全评价标准，得到美国、德国、法国、以色列等ISO成员国的一致认可。1．拓宽了再生水生物风险新内涵。针对再生水原水中污染物的原生风险控制，识别出抗生素抗性基因、内毒素等新兴风险因子，阐明了其风险特征及产生机制，拓宽了生物风险内涵。建立了生物风险评价指标和方法体系，成为ISO再生水安全评价标准制定的基础。2．发现混凝增加细菌生长潜势新现象。开发出再生水细菌生长潜势测定新方法，首次发现混凝反而导致细菌生长潜势显著升高的风险伴生新现象，颠覆了现有认知；识别出具有细菌生长抑制效应的大分子有机组分（>10k Da），揭示了混凝解除其抑制效应、提高细菌生长潜势机制，指出了再生水风险控制研究新方向。3．阐明了消毒诱发伴生风险新机制。发现氯胺消毒可降低常规有毒副产物生成，但却导致抗生素抗性菌丰度显著升高、遗传毒性显著增强等风险伴生新现象，打破了氯胺消毒比氯消毒更安全的常规认知；识别出新型高毒性消毒副产物及其生成途径，并提出阻断原理。在全球1.6万余名研究者的5032篇污水消毒论文中，第一申请人成果位列第一，被引排名前0.06%（Web of Science）；成果被《J. Hazard. Mater.》主编Puma教授评价为“驱动消毒向生态友好工艺转型”的新发现。4．发现再生水水华微藻生长新特征。针对水华次生风险控制，发现在溶解性磷耗尽条件下，微藻仍可利用细胞“内源磷”快速生长，颠覆了控制氮磷浓度即可抑制微藻生长的传统认知，为水质标准制定提供了新依据。发现新型植物抑藻化感物质甲基乙酰乙酸乙酯，其抑藻活性是市售抑藻剂的70倍以上，被德国洪堡大学Steinberg教授称赞为“高效的抑藻剂”；揭示了化感物质诱导微藻程序性死亡机理，为抑藻技术研发提供了基础。综上，形成了原生风险削减、伴生风险阻断和次生风险防控的“三风险”协同控制新理论，发表SCI论文133篇（高被引3篇，Nature Index 30篇）；7篇代表论文被68个国家研究者总他引1106次，SCI他引862次（单篇最高360次）。出版专著《水质研究方法》和教材《水处理生物学》（4-6版）、《环境工程原理》，累计发行17.6万余册；获发明专利6项。获国家杰出青年基金和国家教学名师奖，入选“万人计划”领军人才；任IWA Fellow、《Water Res.》Associate editor、ISO城镇水回用技术委员会首任主席，提升了我国再生水领域的国际影响力，引领了再生水研究发展。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 胡洪营 教授 清华大学 清华大学 项目负责人，全面主持研究工作，对发现点1、2、3、4均作出了突出贡献。提出了本项目的总体研究思路与实施方案，建立了水质生物风险评价指标和方法体系。主持开展混凝对细菌生长潜势影响特性、消毒风险产生机制和水华微藻生长特征研究，发展了生物风险协同控制理论；主持制定了ISO再生水安全评价标准。是7篇代表性论文的通讯作者，是专著《水质研究方法》的第一作者，获发明专利6项。（代表作1-8，附件1.1-附件1.8；ISO标准，附件7.4；专利，附件7.5、附件7.6） 2 吴乾元 副教授 清华大学深圳研究生院 清华大学 对发现点1和发现点3做出了贡献。研究了氯消毒对内分泌干扰性和遗传毒性的影响特性，发现氯消毒导致抗雌激素活性升高现象，识别出新型高毒性消毒副产物及其生成途径，并提出阻断原理。参与建立了生物风险评价指标和方法体系，编写了ISO再生水安全评价标准。是代表作1的合作者，代表作8的第一作者。（代表作1、代表作8，附件1.1、附件1.8；标准，附件7.4） 3 李锋民 教授 中国海洋大学 清华大学 对发现点4做出了贡献。开展水华微藻生长特性与植物化感物质筛选研究，从芦苇提取物中识别出抑藻化感物质，并掌握其对水华微藻的抑制特征，发现该抑藻化感物质是生态安全的高效抑藻剂，参与抑藻化感物质对水华微藻的抑制机理研究。是代表作4的第一作者。（代表作4，附件1.4；专利，附件7.6） 4 李鑫 工程师 火箭军工程设计研究院 清华大学 对发现点4做出了贡献。开展再生水水华微藻生长特性研究，阐明了微藻在再生水中的生长动力学特征及其营养盐利用特性。建立了微藻生长动力学模型，为再生水水质控制目标确定提供了依据。是代表作2和代表作3的第一作者。（代表作2、代表作3，附件1.2、附件1.3） 5 陆韻 研究员 清华大学 清华大学 对发现点1和3做出了贡献。开展了抗生素抗性菌、抗生素抗性基因和内毒素活性研究，揭示了抗生素抗性基因、内毒素等风险因子的浓度水平、风险特征与风险产生机制，为生物风险评价指标确定提供了支撑。参与了消毒过程中抗生素抗性菌丰度变化研究。是代表作6的共同作者。（代表作6，附件1.6） 6 洪喻 教授 北京林业大学 清华大学 对发现点4做出了贡献。参与再生水水华微藻生长特性研究，研究了化感抑藻物质对水华微藻细胞的影响机理，发现化感物质诱导藻细胞内活性氧生成，导致藻细胞氧化损伤，启动能量依赖程序性死亡是主要抑藻机理。是代表作5的第一作者。（代表作5，附件1.5） 7 赵欣 讲师 天津大学 清华大学 对发现点2做出了贡献。分离优选出可准确测定再生水细菌生长潜势的原生菌群，建立了再生水细菌生长潜势测定方法。发现混凝处理导致细菌生长潜势显著升高的现象。识别出再生水中具有细菌生长抑制效应的大分子有机组分，揭示了混凝沉淀升高细菌生长潜势的机制。是代表作1和代表作8的合作者。（代表作1、代表作8，附件1.1、附件1.8；专利，附件7.5） 8 黄晶晶 高级工程师 中国能源建设集团规划设计有限公司 清华大学 对发现点1和3做出了贡献。识别出抗生素抗性菌及抗性基因等新兴风险因子，掌握了其浓度水平和风险特征。发现氯胺消毒后抗生素抗性菌丰度显著升高的现象并阐明其机制。是代表作1的合作者和代表作6的第一作者。（代表作1、代表作6，附件1.1、附件1.6） 9 王丽莎 工程师 清华大学 清华大学 对发现点3做出了贡献。研究了氯胺消毒过程中消毒副产物和遗传毒性的变化规律，发现氯胺消毒可降低常规有毒副产物生成，但却导致遗传毒性显著增强，识别出影响氯胺消毒过程中遗传毒性增强的关键前体物组分及典型物质。是代表作7的第一作者。（代表作7，附件1.7） 10 黄璜 副教授 中山大学 清华大学 对发现点1和3做出了贡献。参与研究内毒素等风险因子特征与产生机制，掌握了内毒素浓度水平及其在消毒过程中的变化规律，识别出影响消毒过程中内毒素活性变化的关键组分。是代表作1的合作者（著第14、15、20、26章）。（代表作1，附件1.1） 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 《水质研究方法》 / 科学出版社 / 胡洪营; 黄晶晶; 孙艳; 吴乾元等 2 Effects of different nitrogen and phosphorus concentrations on the growth, nutrient uptake, and lipid accumulation of a freshwater microalga Scenedesmus sp. / Bioresource Technology / Li, Xin; Hu, Hong-Ying; Gan, Ke; Sun, Ying-Xue 3 Growth and lipid accumulation properties of a freshwater microalga Scenedesmus sp under different cultivation temperature / Bioresource Technology / Li, Xin; Hu, Hong-Ying; Zhang, Yu-Ping 4 Isolation and characterization of a novel antialgal allelochemical from Phragmites communis / Applied and Environmental Microbiology / Li, Feng-Min; Hu Hong-Ying 5 Inactivation and reactivation of antibiotic-resistant bacteria by chlorination in secondary effluents of a municipal wastewater treatment plant / Water Research / Huang, Jing-Jing; Hu, Hong-Ying; Tang, Fang; Li, Yi; Lu, Sun-Qin; Lu, Yun 6 Effect of ammonia nitrogen and dissolved organic matter fractions on the genotoxicity of wastewater effluent during chlorine disinfection / Environmental Science & Technology / Wang, Li-Sha; Hu, Hong-Ying; Wang, Chao 7 Effect of chlorination on the estrogenic/antiestrogenic activities of biologically treated wastewater / Environmental Science & Technology / Wu, Qian-Yuan; Hu, Hong-Ying; Zhao, Xin; Sun, Ying-Xue 8 Gramine-induced growth inhibition, oxidative damage and antioxidant responses in freshwater cyanobacterium Microcystis aeruginosa / Aquatic Toxicology / Hong, Yu; Hu, Hong-Ying; Xie, Xing; Sakoda, Akiyoshi; Sagehashi, Masaki; Li, Feng-Min	自然奖	胡洪营,吴乾元,李锋民,李鑫,陆韻,洪喻,赵欣,黄晶晶,王丽莎,黄璜	清华大学,清华大学深圳研究生院	清华大学
28	0003-122	水环境中典型药物的存在规律和去除机理 项目名称 水环境中典型药物的存在规律和去除机理 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学 项目简介 近十多年来，抗生素耐药性导致的环境与健康风险引起全球科学家和政府组织的高度重视。2017年3月，联合国秘书长古特雷斯宣布成立抗击抗生素耐药性跨机构协调组，欧美等西方发达国家正致力于防控抗生素等药物的环境和健康风险。我国人用和兽用药物的生产量和使用量均在全球名列前茅，但对水环境中药物排放特征不明、污染现状不清、防控技术缺乏。项目以“揭示排放特征-评估环境风险-筛选优控名录-建立吸附方法-阐明降解原理”为主线开展深入系统的应用基础研究，在水环境中典型药物的存在规律和去除机理等方面获得了一系列重要科学发现。 1. 揭示了污水处理厂对典型药物的去除性能和排放特征。率先报道了我国城市污水处理厂中典型药物的季节排放特征，发现温度是影响去除效果的重要因素，揭示了膜生物反应器工艺去除药物的相对优势。首次评价了我国污水深度处理工艺去除药物的性能，发现臭氧和反渗透工艺对药物去除有一定作用。 2. 基于筛选水平风险评估提出我国应优先控制的药物名录。首次全面分析了我国地表水中药物污染特征，采用筛选水平风险评估（SLERA）提出了我国应优先重点控制的六种药物名录（即：红霉素、罗红霉素、双氯芬酸、布洛芬、水杨酸和磺胺甲恶唑）及高风险地区。首次发现了我国典型淡水湖泊洞庭湖中药物的手性对映体特征，揭示目标手性药物呈现外消旋或弱手性选择性。 3. 建立了能高效快速吸附去除水环境中药物的新方法。应用自行研制的多级孔碳纳米管-氧化铝复合颗粒材料以及磁性超细炭材料，实现了对水中多种药物的高效快速吸附，吸附性能显著优于常用的活性炭吸附，且速度更快，分离和再生更容易，解决了水环境中低浓度药物高效吸附-富集再生降解的关键问题。 4. 提出并阐明水环境中药物电催化臭氧氧化降解原理。提出了全新的“Electro-peroxone”（EP）电催化臭氧工艺，并率先应用于水环境中典型药物的去除，使药物去除率提高40%以上、缩短时间50-75%、降低能耗10-50%，并且有效控制溴酸盐和氯代有机副产物的产生量，解决了传统臭氧和电化学氧化工艺的瓶颈问题。 项目成果丰富和深化了对我国水环境中药物的源排放特征和存在规律的科学认识，建立了有效去除水环境中药物的新方法和新原理，对我国水环境中药物的环境健康风险防控具有重要的理论意义和应用前景。 8篇代表性论文（包括4篇Water Res.和1篇Environ. Sci. Technol.）被全球63个国家的3000余名学者广泛应用，共被SCI他引841次，单篇最高SCI他引282次，其中：2篇入选ESI高被引论文，另外2篇曾入选ESI高被引论文。第一完成人为国家杰出青年基金获得者和教育部长江学者特聘教授、新兴有机污染物控制北京市重点实验室主任，多次受邀在国际学术会议做主旨报告；第一和第二完成人连续五年（2014~2018年）入选Elsevier中国高被引学者榜单，项目团队入选教育部创新团队发展计划。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 余刚 教授 清华大学 清华大学 项目总负责人，主持国家863重大项目课题“环境中高关注有机化学品的污染控制技术（2013AA06A305）”、国家杰出青年基金项目“环境内分泌干扰物在污水处理过程中的污染特征（50625823）”等研究，提出了项目的主要学术思想、实施方案，并为组织实施提供学术指导。为所有四个发现点都作出了重要贡献，是代表性论文1、2、3、7的通讯作者，是代表性论文4、5、6、8的共同作者。 2 邓述波 教授 清华大学 清华大学 主持国家自然科学基金“可再生的纳米碳基复合材料吸附降解水中PPCPs的研究”（51378282），为新型吸附材料提出了设计思路，性能测试及优化方案。为发现点三作出了重要贡献，是代表性论文5、6的通讯作者，是代表性论文1、2、3、4、7、8的共同作者。 3 黄俊 副教授 清华大学 清华大学 除2010.9-2011.8期间赴美访学外，全程参与了项目研究工作。负责建立了污水、地表水、地下水等各种水样中药物污染物的固相萃取、液相色谱串联质谱分析方法，并确保了项目各部分研究内容中涉及分析检测部分的顺利完成。为发现点一、发现点二作出了基础性贡献，是所有8篇代表性论文的共同作者。 4 王斌 副研究员 清华大学 清华大学 开发了手性药物环境分析方法，对我国典型区域PPCPs污染进行了系统分析和风险评估，基于多种源解析方法解析了主要污染源。为发现点二作出了重要贡献，是代表性论文4的通讯作者，是代表性论文3、5、6、7、8的共同作者。 5 王玉珏 副教授 清华大学 清华大学 发明了electro-peroxone（EP）电催化臭氧技术，并率先将该技术应用于水环境中典型药品的降解研究，揭示了布洛芬、文拉法辛、双氯芬酸、吉非罗齐、氯钡酸等多种药品的降解机理，完成了世界上第一个E-peroxone技术降解水环境中典型药品的中试研究。为主要发现点四作出了重要贡献，是代表性论文8的通讯作者，是代表性论文4、6、7的共同作者。 6 隋倩 副教授 华东理工大学 清华大学 揭示了我国城市污水处理厂中非抗生素类药物污染物的排放特征；通过对长期运行过程中实际污水处理厂不同生物处理工艺去除性能的考察；首次开展了对我国污水深度处理工艺去除药物类污染物的性能评价。为主要发现点一作出了重要贡献，是代表性论文1、2的第一作者。 7 卜庆伟 副教授 中国矿业大学（北京） 清华大学 基于风险提出了我国应优先关注的六种药物名单，识别了污染热点地区。对主要发现点二有创造性贡献，是代表性论文3的第一作者。 8 魏浩然 其他 耶鲁大学 清华大学 通过溶胶-凝胶法将碳纳米管分散于多孔氧化铝基底中，得到了机械强度高、热稳定性好、颗粒化的碳纳米管吸附材料。该材料可以高效的去除水中的药物，并可以在空气中加热至400度再生并重复使用。对主要发现点三有创造性贡献，是代表性论文5的第一作者。 9 李响 副研究员 北京理工大学 清华大学 揭示了典型药物布洛芬在新型EP电催化臭氧处理过程中的动力学、中间产物及反应机理。对主要发现点四有创造性贡献，是代表性论文7的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Seasonal Variation in the Occurrence and Removal of Pharmaceuticals and Personal Care Products in Different Biological Wastewater Treatment Processes / Environmental Science & Technology / Sui, Qian; Huang, Jun; Deng, Shubo; Chen, Weiwei; Yu, Gang 2 Occurrence and removal of pharmaceuticals, caffeine and DEET in wastewater treatment plants of Beijing, China / Water Research / Sui Qian; Huang, Jun; Deng, Shubo; Yu, Gang; Fan, Qing 3 Pharmaceuticals and personal care products in the aquatic environment in China: A review / Journal of Hazardous Materials / Bu, Qingwei ; Wang, Bin; Huang, Jun; Deng, Shubo; Yu, Gang 4 Characterization of pharmaceutically active compounds in Dongting Lake, China: Occurrence, chiral profiling and environmental risk / Science of The Total Environment / Ma, Ruixue; Wang, Bin; Lu, Shaoyong; Zhang, Yizhe; Yin, Lina; Huang, Jun; Deng, Shubo; Wang, Yujue; Yu, Gang 5 Regenerable granular carbon nanotubes/alumina hybrid adsorbents for diclofenac sodium and carbamazepine removal from aqueous solution / Water Research / Wei, Haoran; Deng, Shubo; Huang, Qian; Nie, Yao; Wang, Bin; Huang, Jun; Yu, Gang 6 Preparation of ultrafine magnetic biochar and activated carbon for pharmaceutical adsorption and subsequent degradation by ball milling / Journal of Hazardous Materials / Shan, Danna; Deng, Shubo; Zhao, Tianning; Wang, Bin; Wang, Yujue; Huang, Jun; Yu, Gang; Winglee, Judy; Wiesner, Mark R 7 Degradation of the anti-inflammatory drug ibuprofen by electro-peroxone process / Water Research / Li, Xiang; Wang, Yujue; Yuan, Shi; Li, Zhaoxin; Wang, Bin; Huang, Jun; Deng, Shubo; Yu, Gang 8 Removal of pharmaceuticals from secondary effluents by an electroperoxone process / Water Research / Yao, Weikun; Wang, Xiaofeng; Yang, Hongwei; Yu, Gang; Deng, Shubo; Huang, Jun; Wang, Bin; Wang, Yujue	自然奖	余刚,邓述波,黄俊,王斌,王玉珏,隋倩,卜庆伟,魏浩然,李响	清华大学	清华大学
29	0003-123	抗体亲和力成熟机制研究 项目名称 抗体亲和力成熟机制研究 推荐/提名单位/人 清华大学 主要完成单位 清华大学 项目简介 该项目属于细胞免疫学领域。 抗体免疫是机体抵御病原侵染重要机制。抗体由浆细胞产生，浆细胞由B细胞激活、分化而来。激活过程中，B细胞通过在被称为“生发中心（GC）”的反应中进行亲和力成熟，从而能最终分化、产生能分泌高亲和力抗体的浆细胞。理解GC反应里的亲和力成熟机制，是制造长效抗感染抗体疫苗的重要理论基础。已知B细胞抗体亲和力成熟依赖于滤泡性辅助T细胞（ TFH）的辅助功能。TFH是专一于促进B细胞应答和生发中心反应的新型T细胞亚群。然而，TFH细胞在体内应答中辅助抗体亲和力成熟的生物学机制还不清楚。本项目在国家自然科学基金支持下，紧紧围绕TFH细胞必须与B细胞共定位且通过突触传递辅助信号这一决定性功能特点，深入分析TFH相关分子ICOS、SAP、CXCR5、Bcl6等分子调控T、B细胞共定位及突触性黏附作用的机制，系统探究T-B突触黏附在TFH发育中的选择作用及TFH向B细胞传递的关键辅助信号，进而对抗体亲和力成熟机制做出重要阐释，深化对体液免疫应答调控机制的理解，为诱导高效抗体疫苗奠定理论新基础。 主要发现点如下：(1) 发现ICOS-ICOSL 分子介导的TFH细胞的滤泡区迁移重要机制。在早期TFH细胞滤泡区迁移过程中， TFH上高表达的共刺激分子ICOS通过响应旁观B细胞上ICOSL信号，以共刺激非依赖方式获得持续运动能力迁移至滤泡区。首次阐释旁观B细胞在辅助TFH发育过程中的关键作用，揭示T细胞定位复杂和精密的时空动态调控。(2) 发现ICOS-ICOSL 分子介导的Tfh细胞辅助GC细胞高频突变及亲和力筛选的重要分子机制。通过双光子活体成像技术，发现生发中心中独特的T-B细胞纠缠模式，及ICOSL-CD40L介导的GC B细胞与TFH细胞间的正反馈循环，是促进生发中心亲合力成熟、筛选生发中心高亲合力B细胞的关键机制。(3) 发现SAP相关通路调控T-B淋巴细胞黏附的分子机制。揭示Ly108和SAP作为相互拮抗的分子，调控 TCR 通路核心区的信号强度，影响T 细胞与抗原递呈B 细胞和 DC 细胞的黏附进而影响生发中心反应。(4) 发现TFH细胞早期发育过程中CXCR5及Bcl6关键分子表达调控新机制。IL-6发挥上调CXCR5及Bcl6表达的重要调控作用。 项目发现TFH相关分子ICOS, SAP、CXCR5等调控T、B细胞共定位及突触黏附的作用，勾画出一幅TFH细胞早期发育、迁移定位的路径图，阐明了TFH细胞与GC B细胞相互作用，正反馈催化GC B细胞亲和力筛选成熟的机制。这些发现为解释高亲合力抗体产生机制提供了新理论，为通过操控关键分子改造体液免疫应答、制造长效高亲和力抗体疫苗研究奠定基础。 项目发表8篇代表性论文，包括两篇Nature，多篇高水平研究性论文及综述文章。代表性论文在科学引文索引（SCI-Expanded）中，他引406次，单篇最高他引157次。主要完成人祁海教授曾获国家杰出青年科学基金，国家自然科学基金委重点项目支持，入选科技部973首席科学家、长江学者、霍华德休斯医学研究所国际学者。获美国免疫学会研究者奖等重大奖项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 祁海 教授 清华大学 清华大学 在体液免疫应答调控研究中，发现了T-B黏附对TFH细胞发育、迁移及辅助生发中心反应、抗体亲和力成熟过程中的多种重要分子机制。其中包括ICOS-ICOSL 分子介导的TFH细胞的滤泡区迁移重要机制，及TFH细胞辅助GC细胞高频突变及亲和力筛选的重要分子机制，SAP相关通路调控T-B淋巴细胞黏附的分子机制。结合多项TFH向B细胞传递的关键辅助信号研究，对抗体亲和力成熟机制做出重要阐释，具有开创性理论意义和应用价值。本人为项目的主要负责人，对1,2,3,4四篇研究性论文进行理论指导、概念总结及文章撰写，作出主要贡献。对5,6,7,8综述性文章进行撰写，为所有代表性论文的通讯作者。 2 徐和平 研究员 西湖大学 清华大学 在ICOS-ICOSL分子介导的TFH细胞滤泡区迁移及调控抗体亲和力选择重要机制研究中，作为项目的主要执行者，设计与完成了主要的实验部分；分析和解读了实验数据；参与了文章的撰写与发表过程。作为第一作者和共同第一作者发表1,2两篇Nature研究性论文。 3 刘丹 助理研究员 美国加州大学旧金山分校 清华大学 在ICOS-ICOSL参与TFH调控生发中心抗体高亲和力选择的研究中，作为项目的主要执行者，设计完成主要实验，完成数据分析。参与文章撰写及发表过程，作为共同第一作者发表代表性论文2。 4 朱可可 助理研究员 美国康奈尔大学医学院 清华大学 在体液免疫应答中，发现SAP相关通路调控T-B淋巴细胞黏附的分子机制。在此子课题中承担了大部分实验设计、实验操作、数据整理以及文章发表工作，作为第一作者发表研究性论文3。 5 陈欣 助理研究员 百济神州-清华大学 清华大学 研究滤泡辅助性T细胞早期发育调控，鉴定滤泡辅助性T细胞早期发育依赖IL-6作用。承担了子课题中中大部分的实验操作、数据处理、数据整理及文章撰写工作及部分实验设计工作。作为共同第一作者及通讯作者发表研究性论文4。 6 马伟伟 助理研究员 帝国理工学院 清华大学 研究滤泡辅助性T细胞早期发育调控，鉴定滤泡辅助性T细胞早期发育依赖IL-6作用。承担了子课题中中部分的实验操作、数据处理、数据整理及文章撰写工作及部分实验设计工作。作为共同第一作者发表研究性论文4。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Follicular T-helper cell recruitment governed by bystander B cells and ICOS-driven motility. /Nature/ Heping Xu, et.al., Hai Qi 2 T-B-cell entanglement and ICOSL-driven feed-forward regulation of germinal centre reaction. /Nature/ Dan Liu, et.al., Hai Qi 3 SAP-regulated T cell-APC adhesion and ligation-dependent and -independent Ly108-CD3？ interactions./ Journal of Immunology/Coco Chu, et.al., Hai Qi 4 Phenotypic Tfh development promoted by CXCR5-controlled re-localization and IL-6 from radiation-resistant cells./Protein & Cell/Xin Chen, et.al., Hai Qi 5 T follicular helper cells in space-time /Nature Reviews Immunology/ Hai Qi 6 Spatiotemporal basis of innate and adaptive immunity in secondary lymphoid tissue./ Annual Review of Cell and Developmental Biology/ Hai Qi, et.al. 7 Bcl-6 controlled TFH polarization and memory: the known unknowns./ Current Opinion in Immunology/ Hai Qi, et.al. 8 Follicular T-helper cells: controlled localization and cellular interactions/Immunol Cell Biol. /Hai Qi et.al.	自然奖	祁海,徐和平,刘丹,朱可可,陈欣,马伟伟	清华大学	清华大学
30	0004-102	功能复合微结构的多场耦合行为 项目名称 功能复合微结构的多场耦合行为 推荐/提名单位/人 北京交通大学 主要完成单位 北京交通大学 项目简介 土木工程结构正在向智能化快速发展，功能梯度材料、特别是功能梯度压电材料的出现，为结构实现自感知、自监测功能并提高监测系统耐久性提供了一条新途径。在此过程中，以功能材料为基础的各种功能复合微结构（如传感器、驱动器和俘能器）应运而生，并形成了一系列基础科学问题，如功能复合微结构在一些典型荷载作用下的解析求解问题。本项目围绕功能复合微结构在多场耦合下的静力学解答、动力分析方法以及车致环境振动下的能量俘获机制等基础科学问题开展研究，取得如下重要发现： 1.较早开展功能梯度压电材料微结构多场耦合静力学行为研究，并给出系列解析解；建立了层状功能复合微结构在典型荷载作用下简便的递推解。功能梯度压电材料消除了界面应力失配，可大大提高器件耐久性，应用不断增加，但由于材料参数不是常数，它的表征、设计和分析求解极其困难。本项目给出了功能梯度压电微结构在一些典型荷载作用下的系列解析解。美国工程院院士、加拿大和印度工程院外籍院士Reddy JN以及Composite Structures主编Ferreira AJM均认为本项目对功能梯度压电材料梁的研究是系列性的；Adv. Aircr. Spacecr. Sci.杂志主编Carrera E认为本项目成果推广了压电弹性理论；还有学者认为本项目给出了功能微结构分析的通用公式、提供了求解新方法。 2.给出了一种基于状态空间和微分求积的联合求解方法，该方法克服了解析方法的局限性，可以有效求解复杂功能复合微结构多场耦合动力学行为。美国土木工程师协会和航空航天协会会士Eslami MR指出，随着功能梯度压电材料的出现，揭示该类材料和结构的动力行为非常重要，但成果甚少。本项目基于压电弹性动力学理论，在状态空间采用微分求积法，研究了功能梯度压电梁的自由振动，揭示了关键参数对结构动力特性的影响规律。项目成果被许多学者认为拓展了状态空间法的应用范围。 3.建立了俘获车致环境振动能理论分析模型，揭示了车致环境振动下的力电转化机制和影响能量输出的关键因素，为交通结构自供能监测提供新的供电方案。本项目致力于车致环境振动下俘能模型建立、影响能量输出的关键因素分析，以及揭示不同交通环境下的能量俘获机制。法国布莱兹帕斯卡大学Toussaint E认为本项目建立的数学分析模型，是道路变形能量俘获研究的典型成果；意大利巴勒莫大学可持续发展与节能实验室主任Miceli R认为近年来在能量俘获领域涌现了创新的方法与理念，就包括本项目给出的车致道路变形能俘获；美国土木工程师协会会士Papagiannakis T指出，本项目成果揭示了能量俘获的关键影响因素。 本项目共发表SCI收录论文34篇，论文被SCI期刊论文引用1018次，其中严格他引777次。8篇代表作被SCI期刊论文严格他引295次，根据Scopus和Cnki检索平台的统计严格他引总计470次。上述成果已成为众多学者开展相关课题研究的基础和检验正确性的依据。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 石志飞 教授 北京交通大学 北京交通大学 率先开展了功能梯度压电微结构多场耦合问题的研究，分别于2002年和2005年独立给出功能梯度压电直梁和曲梁的解析解答，其后与合作者在多种功能复合微结构静力问题、动力问题以及俘能问题研究中取得成果，成为本项目的基础。（参见代表作1~8） 2 向宏军 教授 北京交通大学 北京交通大学 基于应力函数法，给出了多层压电层合梁、多层圆筒结构、功能梯度压电梁和功能梯度圆筒结构的静力学解，这些解答严格满足边界条件与连续条件，具有非常高的精度。建立了道路能量收集理论模型，并采用复变函数法，给出了上述模型的理论解，在无阻尼的情况下还给出了显式解答。（参见代表作4, 6, 8） 3 陈盈 副教授 北京工业大学 北京交通大学 基于压电弹性理论，得到了不同耦合荷载作用下梯度功能压电弹性悬臂梁的解析解答，揭示了主要参数对解答的影响规律。（参见代表作3） 4 张涛涛 副教授 北京航空航天大学 北京交通大学 基于完全弹性理论，对弹性模量沿径向连续变化的梯度圆筒，给出了应力和位移的解析表达式。（参见代表作6） 5 王建军 讲师 北京科技大学 北京交通大学 建立了移动分布荷载作用下道路俘能的理论分析模型，为设计道路交通用压电俘能器提供了理论基础。（参见代表作8） 6 张之伟 其他 北京交通大学 北京交通大学 全面分析了速度、等效电阻和基床系数等关键参数对道路交通压电俘能器性能的影响，为设计和优化道路交通压电俘能器提供指导。（参见代表作8） 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Static analysis for functionally graded piezoelectric actuators or sensors under a combined electro-thermal load/European Journal of Mechanics – A-Solids/Xiang Hongjun, Shi Zhifei 2 Bending behavior of piezoelectric curved actuator/ Smart Materials and Structures/ Shi Zhifei 3 Exact solutions of heterogeneous elastic hollow cylinders/Composite Structures/Shi Zhifei, Zhang Taotao, Xiang Hongjun 4 Free vibration of a functionally graded piezoelectric beam via state-space based differential quadrature/ Composite Structures/Li Yang, Shi Zhifei 5 Theoretical analysis of piezoelectric energy harvesting from traffic induced deformation of pavements/Smart Materials and Structures/Xiang Hongjun, Wang Jianjun, Shi Zhifei, Zhang Zhiwei 6 General solution of a density functionally gradient piezoelectric cantilever and its applications/Smart Materials and Structures/Shi Zhifei 7 Bending behavior of functionally gradient piezoelectric cantilever/Ferroelectrics/Liu Tingting, Shi Zhifei 8 Functionally graded piezoelectric cantilever beam under load/Archives of Applied Mechanics/Shi Zhifei, Chen Ying	自然奖	石志飞,向宏军,陈盈,张涛涛,王建军,张之伟	北京交通大学	北京交通大学
31	0005-101	机械装备损伤性故障定量诊断与智能识别 项目名称 机械装备损伤性故障定量诊断与智能识别 推荐/提名单位/人 北京市教育委员会 主要完成单位 北京工业大学,北京化工大学 项目简介 故障预测和健康管理作为“中国制造2025”和“智能制造工程实施指南（2016-2020）”关键技术，是国家重大战略需求，而定量诊断是故障预测和智能运维的基础和前提。如何揭示不同损伤程度下的损伤性故障动力学行为，如何阐明行为特征与故障损伤程度间的定量表征规律，如何构建损伤性故障定量智能诊断与识别模型，是实现装备损伤性故障定量及智能诊断亟待解决的关键科学问题。本项目针对上述科学问题，从动力学故障机理正演与信息表征反演双向展开研究，发现了损伤性故障“多冲击”动力学行为特性，提出了故障行为和信息双特征的稀疏定量诊断新方法，构建了逐次模糊智能诊断模型，实现了故障定性到定量诊断的突破。主要发现点如下：1. 从损伤性故障振动机理的内涵出发，构建了故障可扩展非线性动力学模型，发现了损伤性故障“多冲击”动力学行为特性，明晰了故障演化本质规律，建立了故障尺度与振动响应的定量化模型，为故障弱特征提取和定量诊断提供了理论支撑。被国内外知名学者评价为“在特征选择上有很大优势”、“增强了传统方法的稳定性、快速性和可控性”。2. 提出了多冲击共振效应的定量诊断新思路，构造了系列与故障演化机制相对应的多冲击特征字典，建立了“故障动力学行为和信息表征”自适应稀疏诊断新方法，实现了典型机械装备故障定量诊断。被本领域知名学者评价为“提出了自适应匹配追踪新算法”、“准确定量评估了滚动轴承缺陷尺寸”、“很好地评估了轴承定量诊断特征”。3. 构建了多特征参数与故障类型的模糊关系模型，揭示了故障特征与状态类型的不确定性属性，建立了“逐次模糊推理”多层智能识别与诊断模型，突破了诊断网络难以收敛的瓶颈问题，实现了层次化自适应智能诊断，丰富了机械故障智能诊断理论与方法。被国外知名学者评价为“可有效自动识别故障类型”、“特别适合异常检测和故障分类”、“提高了系统诊断精度”。本项目提出的理论与方法发表SCI论文34篇，Google Scholar引用902次，SCI引用512次，ESI高被引论文2篇，1篇入选中国“顶尖学术论文领跑者”，授权国家发明专利9项，获中国振动工程学会青年科技奖和茅以升北京青年科技奖，依托的国家自然科学基金项目获2016年度基金委机械学科“十优结题”。在《Mechanical Systems and Signal Processing》、《Journal of Sound and Vibration》、《Neural Computing & Applications》等本领域高水平期刊发表8篇代表论文，被来自32个国家/地区155家研究机构590多名学者，在67种国际期刊上引用，Google Scholar 被引421次，SCI被引265次、他引221次。被中国、美国、英国、加拿大等国家院士、IEEE/ASME/ INDT/IMechE等国外权威学会多位Fellow在内的国际知名学者正面引用和评价，丰富了机械设备安全服役理论和方法。研究成果应用于航天、交通、石化行业等典型机械装备，取得了良好的工程应用效果和社会效益。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 崔玲丽 教授 北京工业大学 北京工业大学 作为本项目的第一完成人，是本项目的组织、设计及直接参与者，是8篇代表论文中6篇（1-6）论文的第一作者（其中4篇同时为通讯作者）。对发现点1、2做出了创新性贡献：揭示了损伤性故障动力学行为特性，发现了损伤性故障多冲击现象；提出了基于机理共振效应的故障诊断学术思想，构造了基于故障行为特性的新型多冲击特征字典，建立了“故障动力学行为和信息双特征”自适应稀疏理论新方法，实现了机械装备故障定量诊断。对发现点3做出了重要贡献：与第2完成人共同提出微弱故障特征提取方法和人工智能优化算法。 2 王华庆 教授 北京化工大学 北京化工大学 作为本项目的第2完成人，是代表性论文7、8的第一作者和通讯作者、代表论文5的通讯作者，是代表论文1、3的共同作者及其主要学术思想的共同提出者。对发现点2做出了重要贡献：与第1完成人共同构造了新型多冲击特征字典，提出自适应匹配追踪算法。对创新点3做出了创新性贡献：提出逐次推理的诊断思想，建立了层次化自适应智能网络模型，实现了设备故障的智能诊断与识别。 3 邬娜 其他 北京工业大学 北京工业大学 作为本项目的第3完成人，是代表性论文1的主要合作者，对发现点1做出了贡献：与第1、2完成人共同分析了损伤性特征，建立了冲击特征字典，改进了匹配追踪算法。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Fuzzy Diagnosis Method for Rotating Machinery in Variable Rotating Speed/ IEEE SENSORS JOURNAL/ Wang Huaqing, Chen Peng 2 Quantitative fault analysis of roller bearings based on a novel matching pursuit method with a new step-impulse dictionary/ MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING/ Cui Lingli,Wu Na, Ma Chunqing, Wang Huaqing 3 Matching pursuit of an adaptive impulse dictionary for bearing fault diagnosis/ JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION/ Cui Lingli,Wang Jing, Lee Seungchul 4 Double-dictionary matching pursuit for fault extent evaluation of rolling bearing based on the Lempel-Ziv complexity/ JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION/ Cui Lingli, Gong Xiangyang, Zhang Jianyu, Wang Huaqing 5 Vibration response mechanism of faulty outer race rolling element bearings for quantitative analysis/ JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION/ Cui Lingli, Zhang Yu, Zhang Feibin, Zhang Jianyu, Lee Seungchul 6 Application of Composite Dictionary Multi-Atom Matching in Gear Fault Diagnosis/ SENSORS/ Cui Lingli, Kang Chenhui, Wang Huaqing, Chen Peng 7 Research on the meshing stiffness and vibration response of fault gears under an angle-changing crack based on the universal equation of gear profile/ MECHANISM AND MACHINE THEORY/ Cui lingli, Huang Jinfeng, Zhai Hao, Zhang Feibin 8 Intelligent diagnosis method for rolling element bearing faults using possibility theory and neural network/ COMPUTERS & INDUSTRIAL ENGINEERING/ Wang Huaqing, Chen Peng	自然奖	崔玲丽,王华庆,邬娜	北京工业大学,北京化工大学	北京市教育委员会
32	0006-101	飞行器结构非概率集合可靠性分析与优化设计 项目名称 飞行器结构非概率集合可靠性分析与优化设计 推荐/提名单位/人 北京航空航天大学 主要完成单位 北京航空航天大学 项目简介 飞行器结构分析与设计中，涉及的材料性能、结构尺寸及载荷工况的不确定性广泛存在，严重影响其安全性和服役周期。基于概率可靠性的设计理论需准确给出不确定性参数的概率分布，并高度依赖大样本统计数据。实际工程中不确定性信息极为有限，经典概率论难以适用，亟待发展一种贫信息少数据下飞行器结构的高可靠/强鲁棒设计理论。该项目针对飞行器结构完整性评估与强度优化问题，建立了综合评价不确定性影响的非概率集合可靠性理论和优化方法。自2007年起，完成人在国家自然科学基金等项目支持下历经近十年研究，取得如下发现：一、有限试验数据下飞行器结构力学特性的集合界限规律。提出了表征航空材料及飞行载荷分散性的集合量化模型，建立了大型结构静动力特征边界预示的集合演化方程，发现了严酷服役环境下飞行器结构力学行为不确定性传播的界限规律，突破了贫信息条件下不确定性源无法完备认知及其累积效应难以准确界定的瓶颈。美国ASME高级会员Muscolino教授和英国布莱顿大学环境与技术学院主任Cacciola教授评价该成果具有卓越的精度优势和应用前景。二、飞行器结构安全态势感知的非概率可靠性评定理论。在指出凸模型理论创始人Ben-Haim教授失效判据错误的基础上，创建了基于结构应力-强度集合干涉模型的非概率可靠性评价体系，阐明了飞行器结构全生命周期安全态势感知与集合可靠性度量间的关联机制，克服了概率可靠性模型对大试验样本的依赖及安全系数设定对不确定性一体估计的弊端。美国ASCE和ASME Fellow Adali教授将该理论评价为与凸模型可靠性理论奠基人Ben-Haim教授及欧洲科学院院士Elishakoff教授经典理论齐名的重要成果。三、集合可靠性约束下的飞行器结构强度综合优化设计方法。提出了飞行器结构安全精细设计的可靠性优化方法，发展了面向大变量、多学科、跨尺度等复杂力学系统的不确定性强度综合优化策略，阐明了可靠性设计优于安全系数设计的数学原理，揭示了安全系数设计的保守性根源。美国ASME和AIAA Fellow Hui教授指出：完成人将区间优化策略成功用于复合材料分散性及几何边界未确知性的合理表征中，在轻质点阵结构不确定性优化方面作出了卓越贡献。基于上述科学发现，完成人出版教材2部，授权发明专利2项。8篇代表性论著SCI总引392次，他引274次。欧美及国内多位院士、ASCE/ASME/RSSA等10余位Fellow给予了高度评价，指出完成人是国际最早在结构非概率集合可靠性方面开展系统和有效研究的杰出代表。基于上述理论成果，完成人还开发了飞行器结构不确定性分析与优化软件平台，在满足安全可靠性要求的条件下，实现了先进战斗机、高超声速飞行器等型号的有效减重。第一完成人系国家杰出青年基金获得者、洪堡学者、教育部创新团队负责人、国防基础科研先进设计技术组核心专家，多次在国际学术会议作特邀报告，具有重要国际影响力。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 邱志平 教授 北京航空航天大学 北京航空航天大学 1.本项目的提出者和总负责人；2.提出了重要科学发现1-3的核心构想、完成了关键的理论推导，指导学生完成了具体计算和分析工作；3.是代表性论著1-4、6-8的作者；4.揭示了有限试验数据下飞行器结构力学特征的集合界限规律，发展了飞行器结构安全态势感知的非概率可靠性评定理论，提出了集合可靠性约束下的飞行器结构强度综合优化设计方法。 2 王晓军 教授 北京航空航天大学 北京航空航天大学 1.对重要科学发现1和2有重要贡献；2.是代表性论著3、5、8的作者；3.对结构不确定性静/动力特征的非概率传播影响规律的揭示以及基于应力-强度集合干涉模型的非概率可靠性评价理论的发展具有重要贡献。 3 王磊 讲师 北京航空航天大学 北京航空航天大学 1.对重要科学发现2有重要贡献；2.是代表性论著5、8的作者；3.对考虑材料性能退化及飞行载荷交变的动力可靠度演化机制的阐释以及多性态可靠性牵引下的结构强度优化建模逻辑的提出具有重要贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Hybrid reliability analysis of structures with multi-source uncertainties/Acta Mechanica/Lei Wang, Xiaojun Wang, Yong Xia 2 The reliability analysis of probabilistic and interval hybrid structural system/Applied Mathematical Modelling/Jun Wang, Zhiping Qiu 3 Free vibration analysis and optimization of composite lattice truss core sandwich beams with interval parameters/ Composite Structures/Menghui Xu, Zhiping Qiu 4 Probability and convexity concepts are not antagonistic / Acta Mechanica / Xiaojun Wang, Lei Wang, Isaac Elishakoff, Zhiping Qiu 5 The interval estimation of reliability for probabilistic and non-probabilistic hybrid structural system/Engineering Failure Analysis/Zhiping Qiu, Jun Wang 6 Probabilistic interval reliability of structural systems/ International Journal of Solids and Structures/Zhiping Qiu, Di Yang, Isaac Elishakoff 7 The static displacement and the stress analysis of structures with bounded uncertainties using the vertex solution theorem/Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering/Zhiping Qiu, Yuying Xia, Jialing Yang 8 Non-probabilistic interval analysis method for dynamic response analysis of nonlinear systems with uncertainty/ Journal of Sound and Vibration/Zhiping Qiu, Lihong Ma, Xiaojun Wang	自然奖	邱志平,王晓军,王磊	北京航空航天大学	北京航空航天大学
33	0006-102	网络环境下的制造服务协作理论与优化配置方法 项目名称 网络环境下的制造服务协作理论与优化配置方法 推荐/提名单位/人 北京航空航天大学 主要完成单位 北京航空航天大学 项目简介 以“互联网+制造/服务”形式开展网络协同智能制造是德国工业4.0、美国工业互联网、中国制造强国等国家战略共同发展目标，基于网络平台（如工业互联网）以服务的形式开展制造协作已成为必然发展趋势。在网络环境下开展制造服务协作时，因面临“协作关系与协作规律不明、协作过程数据及模型不充分、协作配置时效性差/执行率低/稳定性低”等难题，企业“不知与谁协作”也“不敢协作”，导致网络平台始终难以落地应用。针对上述科学难题，在国家自然科学基金等项目支持下，经过10余年系统探索，主要科学发现和贡献如下：1. 发现了制造服务基本协作关系，揭示了服务协作过程中遵循的“幂次定律”，建立了基于服务协作网络的协作可靠性分析理论与方法，拓展了制造服务协作研究领域。发现了9种制造服务基本协作关系，构建了基于协作关系的服务协作网络动态演化模型；证明了服务协作网络存在无标度特性，揭示了服务协作遵循“幂次定律”；提出了基于服务协作网络的协作可靠性分析理论与方法，为制造服务协作提供了落地应用急需的协作及其可靠性分析理论依据。被英国制造2050国家发展战略顾问/剑桥大学制造研究所所长Steve Evens教授等评价“开辟了一个新研究领域”。2. 发现了底层多源异构制造数据与服务功能描述信息、非功能服务质量对服务协作可靠性的影响机理，创建了一整套数据驱动的支持多阶段/多层次/多维度协作需求的服务元模型，包括服务协作多阶段急需的制造服务多维能力建模、服务化封装、搜索/匹配、QoS综合评估、故障检测/消解等多层次多维度通用基础元模型，为制造服务协作分析提供了充分有效的数据及模型支撑。被剑桥大学、牛津大学、德国弗劳恩霍夫研究所（工业4.0发起单位）、密歇根大学、普渡大学、佐治亚理工等国内外著名机构跟踪并拓展到能源、供应链等领域应用研究。3. 发现了算法并行拓扑结构、反射镜像和自适应机制对制造服务协作优化配置时效性/执行率/稳定性的影响规律和调控机理；提出了面向复杂任务的制造服务协作并行优化配置理论与方法，使配置时间缩短至毫秒级、任务执行率和稳定性显著提升。被应用于航空航天、医疗器械、能源等6个行业10多家企业，有效提高了相关企业的资源配置效率及利用率。8篇代表性论文SCI他引933次，5篇入选ESI高被引论文、1篇入选IEEE Most Cited TII 2008 Papers，最高影响因子9.256，被加拿大国家科学院、英国皇家工程院、波兰科学院、中国科学院和工程院等32位院士和IEEE/CIRP/ASME Fellow、47个国家239所院校/科研机构的研究学者正面他引1532次。依托该项目，完成人分别入选国际建模仿真学会主席、CIRP通讯会员、中国青年科技奖、科技部中青年科技创新领军人才、教育部青年长江学者、国家万人计划青年拔尖人才；担任国际期刊RCIM副主编、国际学术会议workshop chair 8次，作国际学术会议大会/特邀报告18次；出版十三五新工科智能制造专业规划教材1部、专著4部，获2018年北京市高等教育教学成果二等奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陶飞 教授 北京航空航天大学 北京航空航天大学 为3个重要科学发现的主要完成人，是代表性论文1-3、5-8的第一且唯一通讯作者，代表性论文4的唯一通讯作者。发现了服务基本协作关系，提出了服务协作网络概念，揭示了服务网络协作遵循“幂次定律”，建立了基于服务协作网络的协作可靠性分析理论；创建了一套数据驱动的支持多阶段/层次/维度协作需求的服务元模型；提出了面向复杂任务的制造服务协作并行优化配置理论与方法，揭示了算法并行拓扑、反射镜像和自适应机制对配置效果的影响规律和调控机理。 2 张霖 教授 北京航空航天大学 北京航空航天大学 是代表性论文 1-3、6、8 的合作作者。与第一完成人共同提出了制造服务协作网络的概念，并建立了服务协作网络动态演化模型（科学发现 1）；共同提出了异构制造资源感知与接入机制及其实现方法（科学发现 2）；共同提出了面向复杂任务的制造服务协作并行优化配置理论与方法（科学发现 3）。 3 程颖 副研究员 北京航空航天大学 北京航空航天大学 为第一完成人指导的博士生，是代表性论文2的第二作者、代表性论文4的第三作者、代表性论文1的第四作者。与第一完成人共同提出了基于服务协作网络及其网络统计特性的协作可靠性分析方法（科学发现1）；并围绕制造服务全生命周期管理中的服务协作、调度和效用评估等环节，构建了数据驱动的服务模型及其协作需求模型（科学发现2）。 4 左颖 其他 北京航空航天大学 北京航空航天大学 为第一完成人指导的博士生，是代表性论文3的第二作者。与第一完成人共同提出了基于物联网的异构制造资源智能感知机制，并围绕异构制造资源的智能感知、接入和应用等环节，发明了相应的智能感知与接入装置（科学发现 2）。 5 赖李媛君 讲师 北京航空航天大学 北京航空航天大学 为第一完成人和第二完成人共同指导的博士生，是代表性论文8的第二作者。与第一完成人共同揭示了算法并行拓扑结构、 反射镜像和自适应机制对制造服务协作配置效果的影响规律，验证了基于上述算法特性的协作配置时效性/执行率/稳定性调控机理（科学发现 3）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 FC-PACO-RM:A Parallel Method for Service Composition Optimal-Selection in Cloud Manufacturing System/IEEE Transactions on Industrial Informatics/F Tao, Y J Laili, L Xu, L Zhang 2 Research on manufacturing grid resource service optimal-selection and composition framework/Enterprise Information Systems/F Tao, L Zhang, K Lu, D Zhao 3 Study on manufacturing grid & its resource service optimal-selection system/International Journal of Advanced Manufacturing Technology/ F Tao, Y Hu, Z Zhou 4 CCIoT-CMfg: Cloud Computing and Internet of Things based Cloud Manufacturing Service System/IEEE Transactions on Industrial Informatics/F Tao, Y Cheng, L Xu, L Zhang, B Li 5 IoT-based intelligent perception and access of manufacturing resource toward cloud manufacturing/IEEE Transactions on Industrial Informatics/F Tao, Y Zuo, L Xu, L Zhang 6 Modelling of combinable relationship-based composition service network and theoretical proof of its scale-free characteristics/Enterprise Information Systems/F Tao, H Guo, L Zhang, Y Cheng 7 Big data in product lifecycle management/International Journal of Advanced Manufacturing Technology/J Li, F Tao, Y Cheng, L Zhao 8 Resource service composition and its optimal-selection based on particle swarm optimization in manufacturing grid system/IEEE Transactions on Industrial Informatics/F Tao, D Zhao, Y Hu, Z Zhou	自然奖	陶飞,张霖,程颖,左颖,赖李媛君	北京航空航天大学	北京航空航天大学
34	0006-104	先进半导体材料的奇异结构相变和新奇量子特性 项目名称 先进半导体材料的奇异结构相变和新奇量子特性 推荐/提名单位/人 北京航空航天大学 主要完成单位 北京航空航天大学,厦门大学 项目简介 该成果属于计算材料学与半导体材料交叉学科。纳米结构半导体材料尺寸小、比表面大、工作响应时间在皮纳秒级，且性能受应力和温度等外场影响，因此，原位表征工作中的结构演化、探究奇异的量子效应、实现表/界面电子结构的有效调控等是公认具有挑战性的关键科学问题和技术难题。在国家杰青等项目支持下，项目基于第一原理计算和分子动力学模拟，克服实验困难，发展了原位分析结构相变的方法，预测了半导体材料的奇异结构相变与若干新奇量子特性，提出表/界面电子-空穴对的有效分离方法，为发展高性能电子器件奠定基础。重要发现点如下：1、创立了半导体非晶结构的理论描述新方法，揭示了硫族相变材料(GST)的奇异非晶结构，提出非晶与晶相间快速可逆相变的空位/孔洞新理论，为研发高性能存算一体化的通用存储器奠定基础。该成果被霍普金斯大学马恩教授PRL和PNAS文章评价为“非晶GST的重要特征”；“这种高密度非晶GST被孙等预测”“与岩盐结构的非晶GST不同…，高压下非晶GST…，与常压下稳定的三角晶相类似”；被耶鲁大学Adv Mater实验证实“我们观察到相变存储器循环擦写中形成了纳米孔洞”；美国科学院院士杨培东Nano Lett工作用该成果“空位降低结构重排的能量势垒”解释其实验中晶体结构的稳定性。2、揭示了低维半导体材料的奇异量子效应，首次预测了超晶格拓扑绝缘体、一类新型大带隙量子自旋霍尔相和二维本征铁磁半金属，为发展超低功耗、高效率自旋电子器件提供基础。加州州立大学PRB工作强调其模型和结论与该成果完全一致；AFM综述评价“…GST超晶格在电子工程学将有广阔的前景”；宾州大学ACS Nano工作指出其“预测的局域磁矩和输运性质与司等的完全一致”；2018引文桂冠奖得主Gogotsi教授Adv Mater和Nature Rev Mater综述将该成果的大带隙量子自旋霍尔相和二维本征铁磁半金属作为先驱工作大篇幅介绍。3、发展了纳米半导体材料表/界面电子-空穴对的有效分离和能带结构的调控方法，包括构筑II型范德华异质结、表面修饰和应变工程，为设计高效率光电子器件奠定基础。王中林团队制备出该成果的II型范德华异质结“用作压电场效应晶体管门电极…”；欧洲科学院院士Astruc教授、德国催化协会主席Muhler教授的综述分别高度评价该成果“指导了MXene在光催化领域的研究”、“在CO2光转换领域具有重要意义”；Energy Environ Sci综述长篇幅介绍并强调该成果是本领域的首创工作。项目提出的理论预测和设计方案被实验证实和实现，理论模型和物理机制被用于解释实验现象和计算结果。多个创新成果处于国际领先水平，推动了先进半导体材料及器件的实验研究和理论探索。8篇代表论文含2篇PRL、1篇PNAS、1篇Nano Lett、2篇ESI高被引论文，被Nature Rev Mater, Chem Rev等82篇综述大篇幅介绍（多次引用原图），被SCI他引534，总他引644次；培养长江学者、国家杰青、国家万人领军、国家百千万人才各1人次。第一完成人为国家重点研发计划“材料基因工程”专项项目首席科学家。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 孙志梅 教授 北京航空航天大学 北京航空航天大学 该项目负责人，提出了项目整体学术思想和科学问题，设计了项目的总体技术路线，指导研究工作和共同撰写研究论文。是代表性论文1、2的第一作者兼通讯作者，代表性论文3、4、5、6、7的通讯作者，代表性论文8的共同作者，是完成人3和5的导师。对该项目的所有重要科学发现都做出了创新性贡献。 2 周健 副教授 北京航空航天大学 北京航空航天大学 该项目的重要参与人，参与了项目整体规划和技术路线设计，参与指导研究工作和共同撰写研究论文，是代表性论文6的通讯作者，代表性论文1、2、3、4、5、7的共同作者，对重要科学发现点1、2、3均做出重要贡献。 3 萨百晟 副教授 福州大学 厦门大学 该项目的主要参与人，是第一完成人在厦门大学的硕博研究生（2008.9-2014.6），具体开展了超晶格拓扑绝缘体和应变工程调制半导体能带结构的研究。是代表性论文3、8的第一作者，代表性论文7的共同作者，对重要科学发现点2、3做出了贡献。 4 司晨 副教授 北京航空航天大学 北京航空航天大学 该项目的主要参与人，是第一完成人在北航的课题组成员（2014.7-至今），具体开展了二维半导体材料的磁性和量子特性研究。是代表性论文4和5的第一作者，对重要科学发现点2做出了重要贡献。 5 郭忠路 讲师 河北工业大学 北京航空航天大学 该项目的主要参与人，是第一完成人在厦门大学的硕博研究生（2010.9-2015.6）和北航的博士后（2015.7-2018.12），具体开展了二维材料表面电子-空穴对的有效分离和表面修饰调控能带结构的研究。是代表性论文6的第一作者，对重要科学发现点3做出了重要贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Formation of large voids in the amorphous phase-change memory Ge2Sb2Te5 alloy/ Phys. Rev. Lett./ Zhimei Sun*, Jian Zhou, Andreas Blomqvist, Borje Johansson, Rajeev Ahuja 2 Pressure-induced reversible amorphization and an amorphous-amorphous transition in Ge2Sb2Te5 phase-change memory material/ PNAS/ Zhimei Sun*, Jian Zhou, Yuanchun Pan, Zhitang Song, Ho-Kwang Mao*, Rajeev Ahuja 3 Topological insulating in GeTe/Sb2Te3 phase-change superlattice/Phys. Rev. Lett./ Baisheng Sa,Jian Zhou,Zhimei Sun*,Junji Tominaga,Rajeev Ahuja 4 Large-gap quantum spin Hall state in MXenes: d-band topological order in a triangular lattice/ Nano Lett./Chen Si, Kyung-Hwan Jin, Jian Zhou, Zhimei Sun*, Feng Liu 5 Half-metallic ferromagnetism and surface functionalization-induced metal-insulator transition in Graphene-like two-dimensional Cr2C Crystals/ACS Appl. Mater. Interfaces/ Chen Si, Jian Zhou, Zhimei Sun* 6 MXene: a promising photocatalyst for water splitting/ J. Mater. Chem. A/ Zhonglu Guo, Jian Zhou*, Linggang Zhu, Zhimei Sun* 7 Design of high-efficiency visible-light photocatalysts for water splitting: MoS2/AlN(GaN) heterostructures/ J. Phys. Chem. C/ Jiamin Liao, Baisheng Sa, Jian Zhou, Rajeev Ahuja, Zhimei Sun* 8 Strain engineering for phosphorene: the potential application as a photocatalyst/ J. Phys. Chem. C/ Baisheng Sa, Yan-Ling Li*, Jingshan Qi, Rajeev Ahuja, Zhimei Sun	自然奖	孙志梅,周健,萨百晟,司晨,郭忠路	北京航空航天大学,厦门大学	北京航空航天大学
35	0007-101	复杂动态系统网络化控制理论与应用 项目名称 复杂动态系统网络化控制理论与应用 推荐/提名单位/人 北京理工大学 主要完成单位 北京理工大学,北京化工大学 项目简介 在现代控制系统中，被控对象越来越复杂，控制系统规模也越来越大。随着计算机和网络通信技术的不断发展，信息和数据通过通信网络进行传输和交换，实现了资源共享、远程操作和控制，网络化控制系统应运而生。上世纪九十年代末，美国马里兰大学 Walsh G. C.教授在其论著“Asymptotic behavior of networked control systems”中，最早提出了网络化控制系统的概念。网络化控制系统是自动控制技术、计算机技术和通信技术互相渗透和结合的产物，通过网络实现分布在不同空间位置上控制元件（如执行器、传感器和控制器）之间的通信。但是，由于信号传输网络带宽资源有限，各网络节点需要竞争通信资源，不可避免地产生通信时滞、数据丢包、时序错乱等通信不确定性，导致动态系统的整体性能下降甚至失稳，对复杂动态系统的网络化控制问题的研究具有重要的理论意义和应用价值。本项目属于控制理论与应用领域。在国家自然科学基金等项目的资助下，项目组通过对网络化控制系统的深入研究，在网络通信不确定性抑制、网络化分布式状态估计、通信受限下遥操作系统的控制等方面取得的主要创新性成果如下：(1) 针对网络信息传输过程中所产生的通信不确定性问题，提出了基于“按需分配”的事件驱动网络通信策略，在保证系统一定控制性能的前提下，降低网络传输次数，提高了网络通信与计算效率；提出了基于通信协议的量化控制方法，实现了网络资源调度和信号量化的联合设计，减小了数据包占用的网络带宽；提出了基于状态的预测补偿控制方法，充分利用网络通信数据包传输的特点，解决了带宽受限条件下的网络化系统控制问题。(2) 针对网络化分布式状态估计与控制问题，提出了一种融合通信性能参量的无迹卡尔曼滤波方法，揭示了随机非线性系统滤波稳定性、收敛性与通信能力之间的定量关系，提高了系统状态估计精度；设计了多传感器随机噪声耦合下的最优序贯式、分布式融合方法，减小了滤波均方根误差，克服了传统滤波方法对噪声无关性的依赖；提出了基于输出反馈的分布式随机模型预测控制方法，将随机优化问题转化为便于计算机优化的二次规划问题，降低了控制器的在线计算量，提高了计算实时性。(3) 针对遥操作系统的控制应用问题，设计了辅助切换滤波自适应模糊协调控制器，解决了复杂环境下多边遥操作系统控制难题；提出了增广辅助切换滤波饱和自适应控制方法，克服了饱和控制设计时执行器输出能力使用不足的缺陷，提高了输入饱和约束下机器人操控性能。本项目得到了国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才计划等项目的支持，第一完成人入选第四批国家“万人计划”青年拔尖人才，第二完成人是教育部长江学者特聘教授。 8 篇代表作中： 4 篇代表作发表在国际控制领域顶级期刊 Automatica 上，其余 4 篇均发表在 IEEE 汇刊上。 8 篇代表作 SCI 他人引用 286 次，单篇最高 SCI 他引 83 次。研究成果得到了国内外同行专家和学者的高度评价，在该领域产生了较大影响。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张金会 研究员 北京理工大学 北京化工大学 代表作[1,2]的第一作者。针对网络化控制系统中带宽资源受限的问题，提出了基于事件驱动的测量数据发送策略，给出了连续及离散事件驱动采样输出环境下闭环系统最终一致有界的充分必要条件，使得系统在具有满意的控制性能的前提下充分减少了通信次数；提出了主动补偿通信不确定性的网络化控制策略，通过等效关系将通信不确定性统一转化为信号传输时滞，建立了基于状态和输出的预测控制策略，使得系统在具有通信不确定性时较好地补偿系统的控制输入，并基于切换系统的证明方法分析了此系统的稳定性，并给出了切换系统的平均驻留时间。 2 夏元清 教授 北京理工大学 北京理工大学 代表作[5,6,7,8]的通讯作者，代表作[2,4]的主要作者，是完成人1，4和5的博士生导师。针对复杂动态系统中的通信问题，开展了系统、深入的研究并取得了一些具有影响力的研究成果。给出了基于广义系统的稳定性分析与控制器设计方法，较好地补偿了网络条件下的通信不确定性；针对网络化系统中分布式状态估计与融合的问题，提出了分布式随机模型预测控制算法，为网络条件下的状态估计与控制问题提供了新的方案。 3 闫莉萍 副教授 北京理工大学 北京理工大学 代表作[4]的第一作者和通讯作者。针对多传感器随机噪声系统，提出了最优顺序式与最优分布式融合方法，减小了滤波均方根误差，克服了传统滤波方法对噪声无关性的依赖，提高了多传感器随机系统状态估计精度；建立了观测噪声之间，观测噪声与系统噪声之间耦合条件下的最优状态估计方法，拓展了经典卡尔曼滤波理论。 4 翟弟华 副研究员 北京理工大学 北京理工大学 代表作[7,8]的第一作者。针对通信受限情况下遥操作系统的控制问题，设计了一种新的切换误差滤波器，将闭环主从系统建模为一个特殊类型的切换系统，进一步提出了输入饱和约束下自适应控制器设计方法，保证了有界的位置跟踪误差和参数估计误差，拓宽了遥操作系统的应用范围。 5 戴荔 副研究员 北京理工大学 北京理工大学 代表作[6]的第一作者。针对复杂随机系统状态不可测的问题，提出了具有更好协调度的基于输出反馈的分布式随机模型预测控制算法，同时考虑了随机扰动、随机量测噪声和状态估计误差的概率信息，并设计了子系统间的协调机制，克服了分布式算法的“贪婪”行为，提高了系统的整体性能。 6 刘坤 研究员 北京理工大学 北京理工大学 代表作[3]的第一作者。针对带有循环调度、通信时滞、动态量化的网络化闭环控制系统，设计了依赖于网络通信时滞和循环调度协议的量化器参数调节算法，并利用 LMI 方法给出了缩放参数的相关条件，使得闭环系统在量化器的量化范围条件下达到指数稳定。 7 李丽 副教授 燕山大学 北京理工大学 代表作[5]的第一作者。提出融入通信性能参量的无迹卡尔曼滤波设计方法，揭示了非线性滤波随机稳定性、收敛性与通信能力极限之间的关系，给出了保证期望误差协方差收敛的通信性能参量下界，突破了信息不完整条件下非线性系统状态估计难题。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Adaptive fuzzy control of multilateral asymmetric teleoperation for coordinated multiple mobile manipulators/IEEE Transactions on Fuzzy Systems/翟弟华，夏元清 2 Adaptive control for teleoperation system with varying time delays and input saturation constraints/IEEE Transactions on Industrial Electronics/翟弟华，夏元清 3 Design and stability analysis of networked predictive control systems/IEEE Transactions on Control Systems Technology/张金会，夏元清，石碰 4 Quantized control under round-robin communication protocol/IEEE Transactions on Industrial Electronics/刘坤，E. Fridman, K. Johansson, 夏元清 5 Optimal sequential and distributed fusion for state estimation in cross-correlated noise/Automatica/闫莉萍，李晓榕，夏元清，付梦印 6 Stochastic stability of the unscented Kalman filter with intermittent observations/Automatica/李丽，夏元清 7 Event-driven observer-based output feedback control for linear systems/Automatica/张金会，冯刚 8 Cooperative distributed stochastic MPC for systems with state estimation and coupled probabilistic constraints/Automatica/戴荔，夏元清，高瑜隆，B.Kouvaritakis, M. Cannon	自然奖	张金会,夏元清,闫莉萍,翟弟华,戴荔,刘坤,李丽	北京理工大学,北京化工大学	北京理工大学
36	0007-103	偏微分系统控制的Riesz基方法 项目名称 偏微分系统控制的Riesz基方法 推荐/提名单位/人 北京理工大学 主要完成单位 北京理工大学,中国科学院数学与系统科学研究院 项目简介 本项目所属领域为控制论。过去三十年来，弹性系统的振动控制由于大型空间结构和高速机械手的推动, 始终为分布参数系统恰当的数学模型并因此成为控制论最为活跃的研究课题之一。工程领域相信：振动问题的一切性质理应由振动频谱唯一决定，可是当系统加入反馈控制后，系统算子不在是反自伴的无穷维算子，在数学上缺乏相应的理论保证闭环系统的性质可由振动频谱唯一决定，由此导致偏微分系统控制中最为困难的问题：谱确定增长条件是否成立。 本项目建立了偏微分系统控制的Riesz基方法，彻底地解决了这一关键性基础科学问题，实现了无穷维系统的有穷维化和数字化，把过去许多同类型研究成果转化为Riesz基方法的推论，开创了分布参数系统研究的新方向。 科学发现一：首次提出在偏微分系统的边界控制中使用不基于无源性原理的非同位控制设计思想，取得了实验成功，并运用算子积分半群理论证明了系统的指数稳定性，用发展的Riesz基方法证明了系统的Riesz基性质。研究表明这一方法对高频谱的抑制更为有效，克服了无穷维振动系统控制中长期困扰的“溢出”问题。这一开创性的工作得到了国际同行的高度赞扬，被国际同行称为“非标准边界控制设计”，成为一个新的具有挑战性的研究课题。 科学发现二：建立了偏微分系统控制分析的Riesz基理论。第一次抛开过去二十年来无穷维振动系统分析中用能量乘子法和频域法仅得出系统指数稳定的方法，运用发展的Riesz基方法，将稳定性的结果推进到系统的Riesz基生成，由此第一次解决了振动系统分析中具有挑战性的理论问题：谱确定增长条件，推论出系统的指数稳定性。使得Riesz基方法成为无穷维振动系统分析的基本方法。 科学发现三：开辟了耦合偏微分系统的动态反馈控制。把以单一结构为基本的研究对象推广到复杂的耦合偏微分系统系统。提出了用最少的控制和测量已达到耦合系统控制目的的边界弱连接控制方案，其中主导的子系统是其它子系统的控制器，而其它的子系统则和主导的子系统通过边界的弱耦合连接。借助于Riesz基理论，彻底地搞清楚了包括系统稳定性和正则性在内的此类反馈控制的工作原理。本项目8篇论文主要发表在《IEEE Transactions on Automatic Control》、《Automatica》、《SIAM Journal on Control and Optimization》、《Systems & Control Letters》。8篇论文SCI他引336次，单篇最高SCI他引70次。项目完成人王军民入选教育部新世纪优秀人才支持计划，郭宝珠获得国家杰出青年科学基金，入选百千万人才工程国家级人选，和获得南非科学院院士称号。2019年3月在国际Springer控制理论主要系列丛书“Communications and Control Engineering”出版学术专著《Control of Wave and Beam PDEs: The Riesz Basis Approach》,共596页。研究成果多次被邀在国际会议和中国控制会议做大会报告，得到众多国际IEEE/IFAC Fellow，科学院院士等控制论学者和在数学家大会做45分钟报告的应用数学家的引用和高度评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王军民 教授 北京理工大学 北京理工大学 对重要科学发现（一）、（二）、（三）做出了创造性贡献：发展了Green函数分析法用于具有非标准边界的非耗散系统的完整性证明，给出了一般二阶无穷维控制系统的Riesz基判定定理，建立了偏微分系统控制的动态反馈设计和分析，并因此解决了一系列偏微分系统控制中带有本质困难的问题，证明这类无穷维系统有Riesz基和谱确定增长性质。 2 郭宝珠 研究员 中国科学院数学与系统科学研究院 中国科学院数学与系统科学研究院 对重要科学发现（一）、（二）、（三）做出了创造性贡献：首次提出了在振动系统边界控制中使用高阶非同位甚至是完全非同位的设计方法；建立了分析振动控制系统动态行为的重要的Riesz基方法并因此解决了一系列振动控制中带本质困难的问题，使这类无穷维系统有穷维化。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 On the C0-semigroup generation and exponential stability resulting from a shear force feedback on a rotating beam/ Systems & Control Letters/郭宝珠,王军民,S.P. Yung 2 Riesz basis approach to the stabilization of a flexible beam with a tip mass/ SIAM Journal on Control and Optimization/郭宝珠 3 Riesz basis property and exponential stability of controlled Euler-Bernoulli beam equations with variable coefficients/ SIAM Journal on Control and Optimization /郭宝珠 4 Sliding mode control to stabilization of cascaded heat PDE-ODE systems subject to boundary control matched disturbance/ Automatica/王军民,J.Liu,B. Ren and J.Chen 5 Stabilization and Gevrey regularity of a Schrodinger equation in boundary feedback with a heat equation/IEEE Transactions on Automatic Control/王军民,B. Ren, M.Krstic 6 Boundary feedback stabilization of a three-layer sandwich beam: Riesz basis approach/ ESAIM: Control Optimisation and Calculus of Variations/王军民, 郭宝珠, B. Chentouf 7 The stabilization of a one-dimensional wave equation by boundary feedback with noncollocated observation/IEEE Transactions on Automatic Control/郭宝珠,C.Z. Xu 8 Wave equation stabilization by delays equal to even multiples of the wave propagation time/SIAM Journal on Control and Optimization/王军民,郭宝珠, M.Krstic	自然奖	王军民,郭宝珠	北京理工大学,中国科学院数学与系统科学研究院	北京理工大学
37	0007-104	格值模糊拟阵理论的研究及其应用 项目名称 格值模糊拟阵理论的研究及其应用 推荐/提名单位/人 北京理工大学 主要完成单位 北京理工大学 项目简介 拟阵在几何、拓扑学、组合优化、网络理论和编码理论上都有很多应用，为组合优化问题和设计多项式算法提高了强有力的工具。而组合优化已应用到诸如航船运输路线的计划、铁路运输的开行方案、货物装箱方案等。对拟阵中一些理论问题的研究已成为组合优化研究的重要课题。应用的主要方案是网络上的最优化问题，如最短路问题、最大(小)支撑树问题、最优边无关集问题、最小截集问题等等。在许多科学与技术研究中，其涉及的问题常常是不确定的和模糊的，如工程中的决策、投资中的收益、列车运行的速度和到达时刻等都有不确定性，处理这种不确定性优化问题在理论上是非常重要的，应用上也是迫切需要的。基于上述背景，团队首次提出了M-模糊化拟阵、(L,M)-模糊拟阵以及(L,M)-模糊凸空间等理论，并部分应用到实际应用中，取得了很好的效果。科学发现点一:首次提出M-模糊化拟阵和(L,M)-模糊拟阵的概念，建立了M-模糊化拟阵和(L,M)-模糊拟阵的基本框架，给出诸多刻画公理，讨论了空间性质以及M-模糊化拟阵的关系。作为模糊化拟阵的应用，证明了模糊贪心算法工作的充要条件是模糊集恰好是一个模糊化拟阵，从而解决了一类重要的模糊优化问题。受此问题启发，又研究了人工蜂群和数据包络分析及其模糊化等相关算法。科学发现点二：基于凸优化背景，原创地提出M-模糊化凸空间与(L,M)-凸空间的概念，引入M-模糊化凸包算子、M-模糊化限制凸包算子和M-模糊化区间算子等理论工具。从几何角度，研究了L-凸空间的JHC性质和计数性质。用公理化的方法，给出了L-凸空间的若干等价刻画。以范畴为工具，建立了L-凸空间范畴的子范畴理论，将范畴论方法应用到了模糊凸结构的理论中。科学发现点三：建立了模糊拓扑学中的点试度量理论与收敛理论。1977年，刘应明院士提出了一种理想的模糊点的邻近构造。为了反映模糊点的这种邻近构造，史福贵引入了模糊点式度量、模糊点式一致结构和模糊点式邻近结构的概念，建立了它们之间以及它们与L-拓扑之间的关系，研究了L-拓扑空间的点式度量化问题和点式一致化问题，推广了Alexandroff–Urysohn度量化定理。通过拟阵和凸结构的模糊化研究发现，在理论上它们可以应用于模糊图、模糊向量空间、模糊拓扑、模糊泛代数、模糊偏序集、模糊格论等其他数学和计算机科学分支的研究中，为这些分支的研究提供了新思路和新方法。在实际应用上，团队也尝试用几种模糊算法解决诸如高速铁路列车的开行方案等问题，其模拟结果也很理想。本项目 8 篇代表性论文主要发表在《Fuzzy Sets and Systems》、《Iranian Journal of Fuzzy Systems》、《Journal of Intelligent and Fuzzy Systems》。 8 篇论文SCI他引133次，单篇最高他引32次，1篇 ESI高被引论文。本团队的工作引起国内外同行的广泛关注，已有越来越多的国内外学者投入到这些领域的研究中，使得其成为模糊数学的一些重要的研究方向。引文中均指出史福贵是首次提出模糊化拟阵和模糊凸空间工作的学者。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 史福贵 教授 北京理工大学 北京理工大学 在2009年首次引入M-模糊化拟阵和(L,M)-模糊化拟阵的概念(代表性论文1，2《A New Approach to the Fuzzification of Matroids》，《(L,M)-fuzzy matroids》)。这是模糊拟阵领域的开创性和原创性工作。与候选人修振宇又开创性的引入M-模糊化凸结构的概念 (代表性论文3《A New Approach to the Fuzzification of Convex Structures》)，开辟了M-模糊化凸结构（M-模糊化凸空间）的一个新领域。 2 庞斌 副研究员 北京理工大学 北京理工大学 引入了（强化的）(L,M)-fuzzy收敛结构，从范畴的角度研究了其笛卡尔闭性，并建立了（强化的）(L,M)-fuzzy 收敛结构与（满层的）(L,M)-fuzzy 拓扑之间的范畴关系；研究了(L,M)-fuzzy收敛结构的紧度理论，成功刻画了(L,M)-fuzzy伪度量空间，(L,M)-fuzzy 拟一致空间和(L,M)-fuzzy 拓扑空间的紧度（代表性论文6，7）；从拓扑学的角度，给出了L-凸结构的多种等价刻画，为模糊凸结构的研究提供了一个全新的视角(代表性论文8)。这些研究内容都极大地丰富和完善了(L,M)-fuzzy拓扑学和模糊凸空间理论。 3 修振宇 副教授 成都信息工程大学 北京理工大学 从一个全新的角度提出了一种对凸空间模糊处理方法，即，引入了M-模糊化凸空间的概念，建立了M-模糊化凸空间的基本理论框架，尤其是建立了M-模糊化凸空间的凸包算子公理体系，这一公理体系是M-模糊化凸空间理论研究的重要工具，为M-模糊化凸空间理论的后续研究奠定了理论基础(代表性论文4？《A new approach to the fuzzification of convex structures》)。该论文评审专家对我们的工作给予了高度评价，“这一工作首次将一种新的模糊化方法应用到凸性理论中，为模糊凸空间理论的研究提出了一种新的思路”。 4 李二强 讲师 河南科技大学 北京理工大学 基于M-模糊化凸包算子，进一步给出了M-模糊化限制凸包算子的概念及其等价刻画。证明了M-模糊化凸结构与M-模糊化限制凸包算子之间存在一一对应关系。作为应用，用它刻画了M-模糊化凸保持映射、凸到凸映射、M-模糊化凸结构的截集等。另外，可借助M-模糊化限制凸包算子由M-模糊拟序自然诱导出一类M-模糊化凸结构。(代表性论文5《The Restricted Hull Operator of M-fuzzifying Convex Structures》)。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A New Approach to the Fuzzification of Matroids/Fuzzy Sets and Systems/ Fu-Gui Shi 2 (L, M)-fuzzy Matroids/ Fuzzy Sets and Systems/Fu-Gui Shi 3 Characterizations and Applications of M-fuzzifying Matroids/Journal of Intelligent and Fuzzy Systems/Fu-Gui Shi, Lang Wang 4 A New Approach to the Fuzzification of Convex Structures/Journal of applied Mathematics/Fu-Gui Shi，Zhen-Yu Xiu 5 The Restricted Hull Operator of M-fuzzifying Convex Structures/Journal of Intelligent and Fuzzy Systems/Fu-Gui Shi, Er-Qiang Li 6 Degrees of compactness in (L, M)-fuzzy Convergence Spaces and Its Applications/ Fuzzy Sets and Systems/Bin Pang 7 On (L, M)-fuzzy Convergence Spaces/ Fuzzy Sets and Systems/Bin Pang 8 Characterizations of L-convex spaces /Iranian Journal of Fuzzy Systems /Bin Pang, Yi Zhao	自然奖	史福贵,庞斌,修振宇,李二强	北京理工大学	北京理工大学
38	0008-101	固体氧化物燃料电池全陶瓷阳极的结构调控与性能改进 项目名称 固体氧化物燃料电池全陶瓷阳极的结构调控与性能改进 推荐/提名单位/人 北京科技大学 主要完成单位 北京科技大学 项目简介 固体氧化物燃料电池（SOFCs）是一种高效清洁的发电方式。它在大型发电站、分布式发电站、家庭热-电系统、军用供电系统以及电动汽车等领域具有广阔的应用前景。SOFC电堆结构复杂，在高温和复杂气氛下长期运行时，Ni/YSZ（氧化钇稳定氧化锆）阳极材料中Ni颗粒易烧结团聚、三相界长度减少，使用碳氢燃料时，Ni金属颗粒还存在碳沉积、硫中毒等问题，严重影响SOFC的工作稳定性。使用全陶瓷阳极是解决上述问题的重要途径之一。但陶瓷阳极普遍存在催化活性差、离子电子电导率低等问题，限制了SOFCs的输出功率。该项目面向国家清洁能源发展的重大战略需求，在国家自然科学基金的资助下，针对单钙钛矿SrTiO3及双钙钛矿Sr2MgMoO6两类代表性全陶瓷阳极材料体系，从电极材料综合性能表现中提炼出科学问题，系统研究了材料本征特性与电极电学以及电化学性能的关联性，在材料缺陷形成机制、离子/电子传输机理、催化活性调控等方面取得重要成果和科学发现，为新型陶瓷阳极材料的突破性发展奠定了理论基础。主要科学发现包括：1，揭示了影响钙钛矿陶瓷阳极材料离子电导率的关键因素，提出改善其氧离子电导率的有效措施，并通过实验予以验证。2，发展了调控钙钛矿陶瓷阳极催化活性的新方法，揭示了钙钛矿陶瓷阳极晶格缺陷及表面纳米颗粒原位析出对材料催化活性改善的协同作用机制。3，揭示了钙钛矿陶瓷阳极材料中电子传输的机理，发展了陶瓷阳极电子电导率高效调控技术。该项目发表SCI论文28篇，授权发明专利9项，受邀在国内外学术会议上做大会/邀请报告20余次。其中8篇代表性论文他引总数465次，被SCI期刊论文正面他引334次，他引论文源自Chem. Soc. Rev.，Energy Environ. Sci.，Prog. Mater. Sci.，Adv. Energy Mater.等著名权威期刊。相关研究成果获得本领域同行的认可，并在多篇综述类文章中被重点评述和引用。加拿大工程院院士Jing-Li Luo教授、爱丁堡皇家学会会士John T. S. Irvine教授、英国英国皇家化学会会士Shanwen Tao教授、美国工程院院士R. J. Gorte教授、美国西北大学材料学著名Scott A. Barnett教授、加拿大工程院院士Jiujun Zhang教授、欧盟科学院院士Meilin Liu教授、欧盟科学院院士Zongping Shao教授、英国燃料电池公司Ceres Power创始人、国际固态离子学会欧洲理事、英国帝国理工学院John Kilner教授等著名学者，对项目组研究成果进行了广泛引用和正面评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 赵海雷 教授 北京科技大学 北京科技大学 项目负责人，总体设计者。提出学术思想，指导和设计理论研究框架，主持分析和总结研究结果。对科学发现点1-3做出了创造性贡献，是第1-8篇代表性论文的通讯作者。 2 李雪 副高级 深圳光启集团 北京科技大学 项目执行人。是科学发现点1、3的主要研究者，是第1、2、3、4、8篇代表性论文的第一作者。主要学术贡献：结合第一性原理计算，通过A或B位不同元素掺杂改善SrTiO3材料的电子电导率、离子电导率和催化性能，揭示掺杂元素的作用机制。建立离子电导率的测试方法。 3 杜志鸿 讲师 北京科技大学 北京科技大学 项目执行人。是科学发现点2、3的主要研究者，是第5篇代表性论文的第一作者，第6、7篇代表性论文的共同作者。主要学术贡献：1.通过A、B位掺杂调控双钙钛矿阳极电子电导率、离子电导率以及电化学催化活性。2.通过双钙钛矿陶瓷阳极表面纳米金属颗粒的原位析出改善陶瓷阳极催化活性并解析其作用机理。 4 谢志翔 副教授 景德镇陶瓷大学 北京科技大学 项目执行人。是科学发现点2、3的主要研究者，是第5、6篇代表性论文的第一作者。主要学术贡献：通过A、B位掺杂调控双钙钛矿阳极电子电导率、离子电导率以及电化学催化活性，建立材料结构与性能的关系。 5 高峰 其他 国防专利审查中心 北京科技大学 项目执行人。是科学发现点1、3的主要研究者，是第1、3、8篇代表性论文的共同作者。主要学术贡献：通过A或B位不同元素掺杂改善SrTiO3阳极材料的电子电导率、离子电导率和催化性能，揭示掺杂元素的作用机制。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Synthesis and electrical properties of Al-doped Sr2MgMoO6-δ as an anode material for solid oxide fuel cells / International Journal of Hydrogen Energy / Zhixiang Xie, Hailei Zhao, Ting Chen, Xiong Zhou and Zhihong Du 2 Synthesis and properties of Y-doped SrTiO3 as an anode material for SOFCs / Journal of Power Sources / Xue Li, Hailei Zhao, Wei Shen, Feng Gao, Xianliang Huang, Yue Li and Zhiming Zhu 3 High-Performance Anode Material Sr2FeMo0.65Ni0.35O6-δ with In Situ Exsolved Nanoparticle Catalyst / ACS Nano / Zhihong Du, Hailei Zhao, Sha Yi, Qing Xia, Yue Gong, Yang Zhang, Xing Cheng, Yan Li, Lin Gu and Konrad ？wierczek 4 Electrical conduction behavior of La, Co co-doped SrTiO3 perovskite as anode material for solid oxide fuel cells / International Journal of Hydrogen Energy / Xue Li, Hailei Zhao, Nansheng Xu, Xiong Zhou, Cuijuan Zhang and Ning Chen 5 Synthesis and electrical properties of Co-doped Y0.08Sr0.92TiO3-δ as a potential SOFC anode / Solid State Ionics / Xue Li, Hailei Zhao, Feng Gao, Zhiming Zhu, Ning Chen and Wei Shen 6 Electrical conductivity and structural stability of La-doped SrTiO3 with A-site deficiency as anode materials for solid oxide fuel cells / International Journal of Hydrogen Energy / Xue Li, Hailei Zhao, Xiong Zhou, Nansheng Xu, Zhixiang Xie and Ning Chen 7 La and Sc co-doped SrTiO3 as novel anode materials for solid oxide fuel cells / Electrochemistry Communications / Xue Li, Hailei Zhao, Feng Gao, Ning Chen and Nansheng Xu 8 Effects of Co Doping on the Electrochemical Performance of Double Perovskite Oxide Sr2MgMoO6-δ as an Anode Material for Solid Oxide Fuel Cells / The Journal of Physical Chemistry C / Zhixiang Xie, Hailei Zhao, Zhihong Du, Ting Chen, Ning Chen, Xiaotong Liu and Stephen J. Skinner	自然奖	赵海雷,李雪,杜志鸿,谢志翔,高峰	北京科技大学	北京科技大学
39	0008-103	交换子研究 项目名称 交换子研究 推荐/提名单位/人 北京科技大学 主要完成单位 北京科技大学,北京师范大学 项目简介 本项目属于基础数学调和分析研究领域。从二十世纪五十年代初，A. P. Calder？n（Wolf奖得主、美国科学院院士）和A. Zygmund（美国国家科学奖章获得者）建立奇异积分算子理论以来，以C-Z奇异积分算子为核心的各类积分算子的研究一直是现代调和分析领域中最为活跃的课题。自2001年起，在国家自然科学基金重点项目、面上项目、教育部博士点基金以及教育部新世纪优秀人才支持计划等多个项目的资助下，本项目以奇异积分算子交换子为主要研究对象，围绕有界性刻画、紧性刻画、粗糙核、变量核等方面进行了一系列原创性研究。主要科学发现如下：1. 得到了分数阶微分交换子特征刻画以及交换子在Morrey空间的特征刻画。创新点在于：将80年代M. Murray提出的一维分数阶微分交换子突破到高维，彻底刻画了分数阶微分交换子的有界性；建立了在Lp空间和Morrey空间背景下的一套线性算子交换子及次线性算子交换子的有界性和紧性的特征刻画理论，这填补了多年来次线性算子交换子有界性特征刻画所遗留的空白，也开启了Morrey空间背景下交换子紧性特征刻画新的研究方向。2. 研究了一类粗糙变量核积分算子交换子的有界性并证明了其最佳核函数尺度指标结果。创新点在于：首次建立了高维粗糙变量核积分算子交换子有界性并获得了最优结果，本质推广了Calder？n（Wolf奖得主）和Zygmund的工作；并建立了一套处理粗糙变量核交换子有界性的理论，该理论还进一步应用于包括变量核极大奇异积分交换子在内的多种粗糙变量核积分算子交换子的有界性研究。3. 研究了粗糙核积分算子交换子。创新点在于：在研究方法上创新性的将Bony分解和Littlewood-Paley分解的优点加以推广，从而最大程度降低了核函数的尺度指标，系统地发展了一套粗糙核线性交换子理论，实质性地改进了美国著名数学家R. Coifman（美国国家科学院院士），R.Rocherberg和G.Weiss的工作；这些结果的建立所获得的一些证明技巧和方法可应用于相应的偏微分方程解的正则性研究。本项目从2001年至今，共发表SCI论文42篇， 总SCI他引172次， 8篇代表论文SCI他引 50次，单篇最高SCI他引 19 次。研究成果得到了多位国际著名专家的高度评价，如美国Kentucky大学教授D.R. Adams、美国佐治亚理工学院教授M. T. Lacey（美国数学会会士，Salem奖获得者）、美国Kansas大学杰出教授R. H. Torres（美国数学会会士）教授、美国乔治城大学Der-Chen Chang教授等。项目组成员在该项目完成期间共主持并完成国家自然科学基金重点项目1项， 面上项目3项，青年基金1项，教育部新世纪优秀人才支持计划1项和教育部博士点基金1项。本项目完成人中有1人入选教育部新世纪优秀人才支持计划并获2009年全国优秀博士学位论文提名论文奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈艳萍 教授 北京科技大学 北京科技大学 项目负责人，提出本项目的关键学术思想、技术路线的研究，在奇异积分算子交换子的有界性和紧性刻画以及变量核积分交换子方面取得了创新性成果，对发现点1-3做出了创造性贡献。代表性论文1，2的第一作者、通讯作者，代表性论文3-6，8的第一作者。在该项研究中的工作量占本人工作量的80%。 2 丁勇 教授 北京师范大学 北京师范大学 项目主要参加者，参与本项目的关键学术思想、技术路线的研究，在变量核积分交换子以及奇异积分算子交换子的有界性和紧性刻画方面取出了创新性成果，对发现点1-3做出了创造性贡献。代表性论文3-8的通讯作者，代表性论文7的第一作者。在该项研究中的工作量占本人工作量的70%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Compactness of commutators of Riesz Potential on Morrey Spaces/ Potential Anal./Chen, Y.P.; Ding, Y.; Wang, X.X. 2 Commutators with fractional differentiation and new characterizations of BMO-Sobolev spaces/Anal. PDE/Chen,Y.P.; Ding,Y.; Hong,G.X. 3 L-p bounds for the commutators of singular integrals and maximal singular integrals with rough kernels/Trans.Amer.Math.Soc./ Chen, Y.P.; Ding, Y. 4 L-2 boundedness for commutator of rough singular integral with variable kernel/ Rev.Mat.Iberoam./Chen, Y.P.; Ding, Y. 5 L-2 boundedness for maximal commutators with rough variable kernels/Rev.Mat.Iberoam./Chen, Y.P.; Ding, Y.; Li, R. 6 Compactness of commutators for singular integrals on Morrey spaces/Canad. J. Math./Chen, Y.P.; Ding, Y.; Wang, X.X. 7 Weak estimates for commutators of fractional integral operators/Sci. China Ser. A/Ding, Y.;Lu, S.Z.; Zhang, P. 8 Commutators of Littlewood-Paley operators/ Sci. China Ser.A/Chen, Y.P.;Ding, Y.	自然奖	陈艳萍,丁勇	北京科技大学,北京师范大学	北京科技大学
40	0008-104	特殊介质内传热传质与热特性研究 项目名称 特殊介质内传热传质与热特性研究 推荐/提名单位/人 北京科技大学 主要完成单位 北京科技大学,华北电力大学,华侨大学 项目简介 对于特殊介质内复杂传热传质现象的认识存在诸多挑战，一是，针对非牛顿流体，对其热质输运本征关系尚缺乏统一的认识和理论，导致热质输运行为上的差异等诸多基本科学问题无法从根本上解决。二是，针对具有纳米特征的固体介质，其纳米尺度的热质传输的数学描述已经超出宏观理论范围，其微观传热机理与材料设计和制备的关联，一直是此类材料发展的软肋。本项目在此领域经过十几年的研究，取得了如下主要成果：（一）发现了非牛顿流体热质输运的流变协同机制。基于粘弹性流体的时空延迟特性以及热量输运的波粒二象性，重构了具有延迟特性的傅立叶本构方程，以及传热、传质和渗流的分数阶本构方程；基于幂律流体剪切流变特性，重构了广义扩散梯度幂律本构方程；基于纳米颗粒流变协同，构建了表观热导率表达式。据此，建立了相应的流动、传热/传质方程，不仅为正确理解此类非牛顿流体的流动与传热传质特性奠定了基础，而且还为进一步研究类似流动与传热传质现象提供了方法。本领域国际著名专家、挪威“阿格德尔科学与文学院”院士Ioan Pop对本项目的工作（代表性论文4等）给予高度评价，认为本项目的研究取得了引人瞩目的成就（Remarkably）。（二）提出纳米孔结构空载——获得超级绝热材料和纳米孔结构负载——获得超级导热材料的研发思路，构建了骨架材料纳米孔结构及其负载填充复合材料的热输运模型，揭示了纳米孔结构空载/负载热效应机理，不仅为超级绝热材料和超级导热材料的研发奠定了理论基础，而且为新型能源材料（例如储能/储热材料）的研发提供了较为普适的方法。国际高分子物理领域享有盛誉的北美热分析学会（NATAS）、美国物理学会（APS）、流变学学会（SOR）委员, 美国塑料工程师协会国际奖获得者（该协会最高荣誉奖）S.L. Simon教授，称赞本项目的工作“利用纳米多孔材料提升储能效率有贡献”。（三）研发了准稳态超低热导率测试方法等三种测试方法，厘清了纳米流体颗粒在重力沉降和布朗运动加持下的传质规律，揭示了纤维绝热材料的各向异性特性，特别是实现了高温低气压超低热导率测试，不仅验证了理论模型的正确性，同时为超级绝热材料积累了大量热物性数据。香港理工大学教授、《Journal Energy and Buildings》杂志编委Jian-lei Niu在他们研究中认同和肯定了本项目的温度在300-970 K和压力在0.045 Pa-1atm的硅气凝胶及复合绝热材料的热导率以及红外光谱特性和辐射热导率数据。本项目代表性论文8篇，SCI他引644次，总他引711次，单篇SCI他引最高158次。共发表SCI论文165篇，SCI他引2416次，10篇论文入ESI高被引论文，其中5篇入选热点论文；获得发明专利4项；出版专著3部（科学出版社 2013，2019；Elesivier 出版社2017）；在国际学术会议做邀请报告9次。项目的部分工作在军委科技委973的资助下，为国防XXX项目奠定了理论基础，并提供了大量的基础数据。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张欣欣 教授 北京科技大学 北京科技大学 项目总负责人，负责整个项目的研究思路、研究内容、方案的制订与实施，对本项目的3项重要科学发现均做出了重要贡献。 是代表性论文1-8的合作完成者。针对非牛顿流体的本征数学描述和纳米材料的热质传递机制两个关键科学问题，以分析现象-探索机制-建立模型为研究主线，进行了系统全面和自主创新的研究。包括：建立粘弹性流体、幂律流体、纳米流体的本构方程，提出了纳米超级绝热材料、超级导热材料、相变复合材料的设计思路与热输运模型，研发了纳米流体激光散斑实验和材料热物性测试的方法。是本项目3部出版专著的合作者，4项发明专利中3项专利的合作者。近五年在国内外重要学术会议上做大会（特邀）报告3次，并担任国际、国内学术会议主席4次。 2 郑连存 教授 北京科技大学 北京科技大学 项目第二完成人，对本项目的第1、3项科学发现均做出了重要贡献，主要从事非牛顿流体和纳米流体的研究，是代表性论文1-4和代表性论文7的第一作者或通讯作者。主持各类复杂流体传递问题的建模与分析讨论，建立并研究了一系列粘弹性流体、幂律流体和纳米流体的本构方程，对非牛顿流体的本征机理和传热传质特性进行了深入探索和全面研究，自主设计了纳米流体激光散斑实验的设计方案，是专著《非线性偏微分方程近代分析方法》和《Modeling and Analysis of Modern Fluid Problems》的第一作者。 共发表与本项目有关的SCI论文一百余篇，他引1900余次，9篇论文如ESI高被引论文，其中5篇曾进入热点论文。 3 冯妍卉 教授 北京科技大学 北京科技大学 项目第三完成人，为重要科学发现2和3做出突出贡献。完成了纳米碳管超级导热结构与有序介孔复合相变材料的热设计、计算与制备，是代表性论文5的通讯作者。发表相关SCI论文46篇。获发明专利2项。专著《介孔复合材料的相变及热输运特性》的第一作者。本项目成果的支撑下获国家自然科学基金优秀青年基金、教育部新世纪优秀人才，亚洲热物性会议青年学者奖等。近五年受邀国际、国内学术会议特邀报告6次。 4 于帆 教授 北京科技大学 北京科技大学 项目第四完成人，对本项目的第2和第3项科学发现做出了重要贡献，主要从事多孔复合隔热材料微观传热单元体结构与等效热导率模型的理论分析以及热物性非稳态测试方法的实验设计，负责高温低气压超低热导率测试系统原理样机的研制工作，是代表性论文6的合作完成者。 5 李博通 副教授 北京科技大学 北京科技大学 项目第五完成人，对本项目的第3项科学发现做出了重要贡献，主要从事非牛顿流体和纳米流体的研究，特别负责了非牛顿流体和纳米流体的实验建模与分析讨论, 是代表性论文7的第二作者，完成了激光散斑法的实验测量与数值模拟过程。以第一作者或通讯作者身份发表SCI收录论文25篇。 6 魏高升 教授 华北电力大学 华北电力大学 项目第六完成人，对本项目的第2和第3项科学发现做出了重要贡献，主要从事微纳尺度传热机理及热物性测量方法研究，发表SCI收录论文32篇，授权发明专利10项。是代表性论文6和8的第一作者和通讯作者，完成了纳米孔超级绝热材料的传热模型构建及高温低气压超低热导率测量方法的研究。 7 刘亚轻 讲师 北京信息科技大学 北京科技大学 项目第七完成人，对本项目的第1项科学发现做出了重要贡献，主要从事分数阶非牛顿流体的研究，参与各类复杂流体传递问题的建模与分析讨论, 是代表性论文2的第二作者。对达西定律成功进行了改进，研究工作得到了俄罗斯两位院士的高度认可。目前发表SCI收录论文14篇。 8 刘育松 研究员 北京科技大学 北京科技大学 项目的第八完成人，对本项目的第2和第3项重要科学发现做出了贡献，研究了纳米孔超级绝热材料的热导率理论模型，并通过二氧化硅气凝胶超级绝热材料制备和实验检测，提出纳米孔超级绝热材料热设计的理论和方法，是代表性论文6、8的重要合作者。 9 林炎海 副教授 华侨大学 华侨大学 项目第九完成人，对本项目的第1项科学发现做出了重要贡献，主要从事非牛顿流体和纳米流体的研究，参与非牛顿流体和纳米流体的建模与分析讨论, 是代表性论文3 的第一作者，深入揭示了热传输对拟塑性基纳米流体非稳态绕流拉伸薄膜的影响。发表SCI论文18篇。 10 冯黛丽 讲师 北京科技大学 北京科技大学 项目的第十完成人，为第2项科学发现做出重要贡献。从事纳米碳管缺陷结构与有序介孔复合相变材料的研究。参与了纳米碳管缺陷结构与有序介孔复合相变材料的设计、计算与制备，是代表性论文 5的第一作者。发表论文 17 篇。专著《介孔复合材料的相变及热输运特性》的第二作者。受邀国际、国内会议报告3次。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Coupled flow and heat transfer in viscoelastic fluid with Cattaneo-Christov heat flux model / Applied Mathematics Letters / Shihao Han, Liancun Zheng, Chunrui Li, Xinxin Zhang 2 Slip effects on MHD flow of a generalized Oldroyd-B fluid with fractional derivative / Nonlinear Analysis. RWA / Liancun Zheng, Yaqing Liu, Xinxin Zhang 3 MHD pseudo-plastic nanofluid unsteady flow and heat transfer in a finite thin film over stretching surface with internal heat generation / International Journal of Heat and Mass Transfer / Yanhai Lin, Liancun Zheng, Xinxin Zhang, Lianxi Ma, Goong Chen 4 MHD flow and radiation heat transfer of nanofluids in porous media with variable surface heat flux and chemical reaction / Applied Mathematical Modelling / Chaoli Zhang, Liancun Zheng, Xinxin Zhang, Goong Chen 5 Effects of doping, Stone-Wales and vacancy defects on thermal conductivity of single-wall carbon nanotubes / Chinese Physics B / Daili Feng, Yanhui Feng, Yang Chen, Wei Li, Xinxin Zhang 6 Thermal conductivities study on silica aerogel and its composite insulation materials / International Journal of Heat and Mass Transfer / Gaosheng Wei, Yusong Liu, Xinxin Zhang, Fan Yu, Xiaoze Du 7 Sedimentation and precipitation of nanoparticles in power-law fluids / Microfluidics and nanofluidics / Liancun Zheng, Botong Li, Ping Lin, Xinxin Zhang, Chaoli Zhang, Bin Zhao, Tongtong Wang 8 Radiative heat transfer study on silica aerogel and its composite insulation materials / Journal of Non-Crystalline Solids / Gaosheng Wei, Yusong Liu, Xinxin Zhang, Xiaoze Du	自然奖	张欣欣,郑连存,冯妍卉,于帆,李博通,魏高升,刘亚轻,刘育松,林炎海,冯黛丽	北京科技大学,华北电力大学,华侨大学	北京科技大学
41	0008-106	蓝藻肝毒素生物降解途径与分子机理研究 项目名称 蓝藻肝毒素生物降解途径与分子机理研究 推荐/提名单位/人 北京科技大学 主要完成单位 北京科技大学 项目简介 本申报奖属于环境化学和水污染防治工程领域，主要集中于肝毒素的生物降解途径与分子机理的研究。随着全球气候变暖和水体富营养化加重，蓝藻水华污染呈现迅猛的增加趋势，其最重要危害是产生并释放由微囊藻毒素(Microcystins, MCs)和节球藻毒素(Nodularins, NODs)组成的肝毒素(Hepatotoxin)，因此对人们的用水安全构成了威胁，如何高效去除肝毒素是人们亟待解决的科研难题。经过近20年的持续努力与探索，特别在近10年来成功筛选出高效生物降解肝毒素的鞘氨醇单胞菌USTB-05株基础上，对其降解基因和酶催化肝毒素的途径与分子机理进行了系统深入的研究，取得了如下研究成果：1.在国内率先成功筛选出了具备高效生物降解肝毒素的微生物菌种，通过16S rDNA分子鉴定为鞘氨醇单胞菌USTB-05株，其生物降解肝毒素的速率远高于国内外其它任何微生物菌种生物降解肝毒素的速率，是目前发现的最高效生物降解去除肝毒素的微生物菌株，授权了一项国家发明专利。2.采用现代分子生物学手段，分别成功克隆和表达出了具备连续酶催化降解肝毒素活性的重组酶。第1个降解基因大小1008 bp，表达约36 kDa的蛋白，其功能是首先切断环肽肝毒素连接精氨酸和Adda的肽键，将环状多肽转化为线性多肽。第2个降解基因大小1626 bp，表达约60 kDa的蛋白，其功能是进一步切断线性MCs中连接精氨酸或亮氨酸与丙氨酸的肽键，将线性7肽降解为线性4肽。第3个降解基因大小1587 bp，表达约59 kDa的蛋白，其功能是进一步切断线性肝毒素中连接Adda与谷氨酸的肽键，生成Adda作为产物。3.深入研究了鞘氨醇单胞菌USTB-05粗酶催化降解NOD的途径，识别出2个代谢产物，证明鞘氨醇单胞菌USTB-05对微囊藻毒素MCs和节球藻毒素NODs均具有很强的生物降解能力。4.在采用鞘氨醇单胞菌USTB-05粗酶催化降解MC-YR降解产物过程中，首次发现有酪氨酸的产生，使MCs生物降解途径的研究又向前推进了一步。本申报奖已经发表研究论文10多篇，从中遴选出的8篇代表性论文，发表在Chemosphere、Toxins、 PloS One 和中国环境科学等国内外知名期刊，被引总次数171次，其中SCI他引93次,总他引149次。2016年该项目负责人闫海教授获中关村高端领军人才。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 闫海 教授 北京科技大学 北京科技大学 项目负责人，负责项目工作的设计、实施、指导、数据分析、成果总结及论文撰写。对项目所有的重要科学发现均做出了创造性贡献，是代表性论文1-8的通讯作者及本项目授权发明专利的发明人（第1位）。支撑材料为附件1-8，21。 2 张海洋 副教授 北京科技大学 北京科技大学 负责节微囊藻毒素MCs和球藻毒素NODs降解途径的分子机理推测、实验指导和论文撰写，对重要科学发现3有创造性贡献，是代表性论文3的第6作者。支撑材料为附件3。 3 许倩倩 工程师 北京科技大学 北京科技大学 负责鞘氨醇单胞菌USTB-05的培养、粗酶提取和毒素降解的高效液相色谱测定。对重要科学发现2和3有创造性贡献，是代表性论文2的第三作者，代表性论文3和6的第七作者，代表性论文7的第六作者。支撑材料为附件2，3，6，7。 4 尹春华 副教授 北京科技大学 北京科技大学 负责微囊藻毒素MCs和节球藻毒素NODs降解动力学的高校液相色谱测定。对重要科学发现2有创造性贡献，是代表性论文2，6，8的第五作者，代表性论文3和7的第四作者。支撑材料为附件2-3，6-8。 5 刘晓璐 副教授 北京科技大学 北京科技大学 负责鞘氨醇单胞菌USTB-05的培养和蓝藻肝毒素的提取提纯。对重要科学发现2有创造性贡献，是代表性论文2，5，8的第六作者，代表性论文3的第五作者，代表性论文6的第四作者，代表性论文7的第三作者。支撑材料为附件2-3，5-8。 6 王华生 副教授 江西理工大学 北京科技大学 负责基因工程菌的构建和重组酶对微囊藻毒素的降解。对重要科学发现1和2有创造性贡献，是代表性论文1的第五作者，代表性论文2和5的第二作者，代表性论文3的第9作者，代表性论文6和7的第一作者，代表性论文8的第四作者。支撑材料见为附件1-3，5-8。 7 王俊峰 副教授 江西理工大学 北京科技大学 负责鞘氨醇单胞菌USTB-05的筛选、鉴定和第一步毒素降解基因的克隆和表达。对重要科学发现1和2有创造性贡献，是代表性论文1的第二作者，代表性论文4的第一作者，代表性论文5的第三作者，本项目授权发明专利的发明人（第3位）。支撑材料见附件1，4，5，21。 8 冯楠 其他 北京优乐复生科技有限责任公司 北京科技大学 负责节球藻毒素NOD-R降解动力学的高效液相色测定和降解产物的质谱定性分析。对重要科学发现3有创造性贡献，是代表性论文3的共同第一作者（第1位），支撑材料为附件3。 9 徐慧敏 其他 北京大北农科技集团股份有限公司 北京科技大学 负责鞘氨醇单胞菌USTB-05在细胞水平和酶水平对微囊藻毒素MC-YR的降解及产物识别，发现有酪氨酸产生。对重要科学发现2和4有创造性贡献，是代表性论文2和8的第一作者。支撑材料为附件2和8。 10 杨凡 其他 中国农业科学院饲料研究所 北京科技大学 负责节球藻毒素NOD-R菌降解和酶降解的特性研究及降解途径的推测。对重要科学发现3有创造性贡献，是代表性论文3的共同第一作者（第2位），支撑材料为附件3。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Characterization of the Second and Third Steps in the Enzymatic Pathway for Microcystin-RR Biodegradation by Sphingopyxis sp. USTB-05/Annals of Microbiology/Wang, HS; Yan, H; Ma, S; Liu, XL; Yin, CH; Wang, H; Xu, QQ; Lv, L 2 First Step in the Biodegradation of Microcystins by Sphingopyxis sp. USTB-05/Advanced Materials Research/Wang, HS; Yan, H; Liu, XL; Yin, CH; Lv, L; Xu, QQ 3 Biodegradation of Microcystins by Sphingopyxis sp. USTB-05/China Environmental Science/Xu, HM; Yan, H; Ma, S; Wang, HS; Yin, CH; Liu XL 4 Characterization of the First Step Involved in Enzymatic Pathway for Microcystin-RR Biodegraded by Sphingopyxis sp. USTB-05/Chemosphere/Yan, H; Wang, JF; Chen, J; Wei, W; Wang, HS; Wang, H 5 Pathway for Biodegrading Microcystin-YR by Sphingopyxis sp. USTB-05/PloS One/Xu, HM; Wang, HS; Xu, QQ; Lv, L; Yin, CH；Liu, XL; Du, HW; Yan, H 6 Pathway for Biodegrading Nodularin (NOD) by Sphingopyxis sp. USTB-05/Toxins/Feng, N; Yang, F ; Yan, H; Yin, CH; Liu, XL; Zhang, HY; Xu, QQ; Lv, L; Wang, HS 7 Biodegradation of Microcystin-RR by a New Isolated Sphingopyxis sp. USTB-05/Chinese Journal of Chemical Engineering/Wang, JF; Wu, PF; Chen, J; Yan, H 8 Cloning and Expression of the First Gene for Biodegrading Microcystin LR by Sphingopyxis sp. USTB-05/Journal of Environmental Sciences/Yan, H; Wang, HS; Wang, JF; Yin, CH; Ma, S; Liu, XL; Yin, XY	自然奖	闫海,张海洋,许倩倩,尹春华,刘晓璐,王华生,王俊峰,冯楠,徐慧敏,杨凡	北京科技大学	北京科技大学
42	0008-110	电极化储能复合电介质材料结构性能联调的基础理论与方法 项目名称 电极化储能复合电介质材料结构性能联调的基础理论与方法 推荐/提名单位/人 北京科技大学 主要完成单位 北京科技大学,北京化工大学,清华大学 项目简介 本项目属于材料学功能复合材料应用基础研究领域。高储能薄膜电容器是支撑重大科学研究计划和脉冲功率武器的关键，成为“卡脖子”技术。发展高储能薄膜电容器的核心是高性能电介质材料，制约储能密度提高关键问题是介电常数和击穿场强解耦调控以及薄膜精细结构控制，已成为国际研究热点和挑战性难题。本项目经过十余年研究，发展了具有解耦提升介电常数和击穿场强的典型储能电介质材料，建立了电极化储能复合电介质结构与性能联调的理论与方法, 项目对储能复合电介质领域做出了开拓性贡献。主要发现点如下：1.建立了纳尺度碳系填料构建高介电常数复合电介质普适体系的理论框架。国际上率先发展了纳尺度碳系填料构建高介电常数复合电介质体系，发现了通过诱导游弋电子在界面区有效聚集是获得巨介电效应物理本质；揭示了应力作用下复合电介质介电特性演变规律，提出了构建纳尺度碳填料复合电介质体系高介电效应理论框架及三相复合电介质新方法，实现了介电参数协同调控。成果被《Materials Today》以“Nanotubes help boost polymer dielectrics”为题进行“Research News”专题报道：“发明了一种显著提高聚合物介电常数的新策略”。2.提出了界面区极化交换耦合作用调控复合电介质介电性能的理论与方法。通过多层级结构调控无机填料与聚合物界面效应，基于多尺度设计制备了具有特征结构的介电特性可调储能复合电介质，揭示了界面区极化交换耦合作用有效调控储能复合电介质介电性能的理论与方法，对复合电介质研究具有重要参考价值。发表在《Adv. Mater.》论文被美国南卡罗来纳大学H. C. Loye教授的综述论文“图文结合”重点评述。3.建立了全有机储能复合电介质材料介电性能解耦协同调控的理论与策略。揭示了橡胶介电相调控高储能全有机复合电介质物理机制，建立了三明治叠层结构解耦调控介电常数与击穿场强的理论与方法，提出了改善导电聚合物与介电聚合物交互区相互作用提高储能密度的策略，有力推动了全有机复合电介质的研究。发表在《Science China Materials》综述论文评价：“提供了一种有效制备高储能电容器有机薄膜的方法”。本项目具有原创性强、难度大等特点，成果在国内外产生重要影响，薄膜已被厦门法拉电子用于储能电容器研制。在Elsevier出版了该领域首部专著《Dielectric Polymer Materials for High-Density Energy Storage》，在《Prog. Mater. Sci.》、《Adv. Mater.》、《Appl. Phys. Lett.》(33篇)等发表SCI论文130余篇，ESI高被引论文5篇/H指数52。8篇代表作在SCI刊物他引1775次，授权专利15项，成果被《Materials Today》、美国西北大学T.J. Marks教授(美国三院院士)等在著名刊物进行专题报道或重点评述。期间1人获中科院院士、1人获国家杰青、1人获国家优青、1人获北京高校青年英才。发起并担任国际期刊《IET Nanodielectrics》主编，担任中国复合材料学会介电高分子复合材料及应用专委会主任等，连续5年入选Elsevier数据库材料领域中国高被引学者。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 党智敏 教授 清华大学 北京科技大学 是本项目负责人和主要完成人，自2002年起系统开展了储能复合电介质应用基础研究，是全部8篇代表作的通讯作者，代表作1、4、5、6第一作者，本项目全部学术思想的主要提出者。其贡献主要包括：(1)建立纳尺度碳系填料/聚合物复合电介质介电性能调控理论与策略；(2)建立界面区极化交换耦合作用调控复合电介质介电性能理论与方法；(3)提出全有机储能复合电介质材料介电性能解耦协同调控理论；(4)在储能复合电介质结构性能调控方面发表SCI论文130篇，英文专著1部，研究生查俊伟获国家优青资助。国际期刊《IET Nanodielectrics》发起者兼主编，连续5年入选Elsevier数据库材料领域“中国高被引学者”。 2 查俊伟 教授 北京科技大学 北京科技大学 自2005年在北京化工大学硕博连读开始本项目的研究，是代表作2、3、4、6、7、8的主要完成人，是代表作7的共同通讯作者，对发现点1、2、3做出了主要贡献，包括: (1)建立了三相复合电介质材料结构与性能的调控理论；(2)提出了基于边界层电容结构填料显著改善聚合物复合电介质介电特性的方法；(3)建立了利用橡胶相调控全有机复合电介质击穿场强的理论与方法。2016年获国家优青基金资助。 3 王东瑞 教授 北京科技大学 北京科技大学 自2011年清华大学博士后出站后参加本项目的研究。是代表作2和3的主要学术思想提出者与完成人。对发现点1做出了主要贡献，包括：(1)发展了基于逾渗效应利用二维石墨烯调控复合电介质介电性能的理论；(2)揭示了(钛酸钡-石墨烯)/聚合物三相复合电介质材料结构与性能的依赖关系。 4 郑明胜 讲师 清华大学 北京科技大学 自2014年在北京科技大学攻读博士学位论文起参加本项目的研究。是代表作7的主要学术思想提出者与完成人。对发现点3做出了主要贡献，包括：(1)建立了利用橡胶相调控全有机复合电介质击穿场强的理论与方法；(2)开展了全有机储能复合电介质薄膜规模化制备精细结构的控制研究。 5 杨万泰 教授 北京化工大学 北京化工大学 自2007年起部分参加本项目的研究，给本项目的材料设计与制备方法提出有益的建议。是代表作6的主要学术思想提出者。对发现点2做出了主要贡献，包括：(1)建立了利用原位聚合工艺制备耐高温储能复合电介质薄膜的理论与方法；(2) 建立了基于边界层电容结构填料调控聚合物复合电介质介电特性的理论方法。项目完成期间于2017年入选中国科学院院士。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Giant dielectric permittivities in functionalized carbon-nanotube/electroactive-polymer nanocomposites/ Advanced Materials/Zhi-Min Dang, Lan Wang, Yi Yin, Qing Zhang, Qing-Quan Lei 2 Improved dielectric properties of nanocomposites based on poly(vinylidene fluoride) and poly(vinyl alcohol)-functionalized graphene/ACS Applied Materials & Interfaces/Dongrui Wang, Yaru Bao, Jun-Wei Zha, Jun Zhao, Zhi-Min Dang, Guo-Hua Hu 3 Functionalized Graphene-BaTiO3/Ferroelectric Polymer Nanodielectric Composites with Excellent Dielectric Properties for Power Energy Storage in High-performance Capacitors/Journal of Materials Chemistry A/Dongrui Wang, Tao Zhou, Jun-Wei Zha, Jun Zhao, Chang-Yong Shi, Zhi-Min Dang 4 Fundamentals, processes and applications of high-permittivity polymer-matrix composites/Progress in Materials Science/Zhi-Min Dang, Jin-Kai Yuan, Jun-Wei Zha, Tao Zhou, Sheng-Tao Li, Guo-Hua Hu 5 Fabrication and Dielectric Characterization of Advanced BaTiO3/polyimide nanocomposite films/Advanced Functional Materials/Zhi-Min Dang*, You-Qin Lin, Hai-Ping Xu, Chang-Yong Shi, Sheng-Tao Li, Jinbo Bai 6 Advanced Calcium Copper Titanate/Polyimide hybrid films with high dielectric permittivity/Advanced Materials/Zhi-Min Dang*, Tao Zhou, Sheng-Hong Yao, Jin-Kai Yuan, Jun-Wei Zha, Hong-Tao Song, Jian-Ying Li, Qiang Chen, Wan-Tai Yang, Jinbo Bai 7 Enhanced breakdown strength of poly(vinylidene fluoride) utilizing rubber nanoparticles for energy storage application/Applied Physics Letters/Ming-Sheng Zheng, Jun-Wei Zha*, Yu Yang, Peng Han, Chao-He Hu, Zhi-Min Dang* 8 Fabrication and dielectric properties of advanced high permittivity polyaniline/poly(vinylidene fluoride) nanohybrid films with high energy storage density/Journal of Materials Chemistry/Jin-Kai Yuan, Zhi-Min Dang*, Sheng-Hong Yao, Jun-Wei Zha, Tao Zhou, Sheng-Tao Li, Jinbo Bai	自然奖	党智敏,查俊伟,王东瑞,郑明胜,杨万泰	北京科技大学,北京化工大学,清华大学	北京科技大学
43	0008-112	功能复合材料的微观“尺度-结构”耦合及其性能极限提升 项目名称 功能复合材料的微观“尺度-结构”耦合及其性能极限提升 推荐/提名单位/人 北京科技大学 主要完成单位 北京科技大学,清华大学,华北电力大学,浙江理工大学 项目简介 本项目属于无机非金属基复合材料领域。多尺度、多层次结构设计和功能协同是实现高性能新材料创制的重要途径。但是，如何在微观尺度内调控“成分-界面-结构”三者相互作用优化关键性能仍是一个重大挑战。本项目以发展微观“尺度-结构”耦合新方法提升材料性能极限为目标，在国家自然科学基金、863计划等项目支持下，历经十余年的研究，建立了微观体系下跨尺度、多维度构筑复合材料的新思路，发展了从原子到微纳米尺度设计材料结构与表/界面的新方法，获得了系列战略必争领域的高性能材料。主要发现点和科学价值如下：（1）构筑原子尺度主-助催化基元点阵，提升活性位点的本征活性建立了限域锚定活性中心及定向落位功能基元构筑原子尺度主-助催化基元点阵的新方法，实现了金属主催化活性中心和功能助催化结构基元的原子级交错式分布，提升了对分子氧的活化能力、底物的去质子化效率及电荷转移速率，解决了醇类氧化反应需要外加碱等长期困扰工业界绿色生产的瓶颈问题，达到了相关报道的最优催化水平，为系列大宗化工原料和中间体的安全环保型生产提供了有效方案。（2）构筑纳米尺度异质界面，调控载流子迁移及能量传递过程建立了自发氧化还原法、基元自驱动诱导法等原位构筑纳米尺度异质界面的新思路，阐明了异质结构基元间的识别机制与组装规律，获得了结构致密、排列均匀的纳米异质界面，强化了界面间载流子迁移和能量传输能力，解决了界面上电子还原与空穴氧化难以优势兼顾的关键问题，在环境净化领域比常规材料性能提高3个数量级。（3）构筑微米尺度的交互式网络空间结构，提升电子/离子的传输速率提出了跨维度组装微米尺度交互式多级网络空间结构的新思路，发展了高性能三维互穿电荷传输网络的构筑新方法，揭示了储能-导电耦合功能网络结构中电荷的传输机制，提升了储能材料的电子/离子传输速率和首圈库伦效率，获得了系列具有快充特征的无粘结剂储能材料。最先实现了单电极快充90%容量仅需6分钟，电极寿命相比同期国内外报道提升了2-3倍，现已率先开发出秒级、毫秒级快充储能技术。8篇代表性论文总他引766次，SCI他引593次，单篇最高SCI他引132次，获国家发明专利授权22项。研究成果得到了美国、英国、日本和中国等20余名院士的积极评价。全球顶尖化学家Prof. O. M. Yaghi，Janssen-Cilag奖获得者Prof. H. Garcia等专家在Chem. Soc. Rev., J. Am. Chem. Soc.等国际顶级期刊上正面引用或评述：如“创新性构筑了无机材料的跨维度三维互穿结构”、“相比已报道催化材料具有最优催化性能”、“这是一项对未来产生广泛影响的研究”。Nanotechweb等科技平台对复合材料的设计理念及构筑方法做了专题报道。项目完成人多次担任ICSS，ATPC等国际会议的联合主席或组委会副主席。科学通报、Top. Curr. Chem.等期刊邀请项目完成人撰写复合材料研究的综述。培养教育部长江学者1名，国家百千万人才1名，新世纪优秀人才2名。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王戈 教授 北京科技大学 北京科技大学 项目总负责人。提出了本项目的核心思路，制定了项目的研究内容和方案，全面指导了相关研究工作。对本项目的重要科学发现1和2均做出了重要贡献，主要贡献包括：提出了构筑原子尺度主-助催化基元点阵提升催化材料本征活性的新思路，建立了多孔催化材料活性中心限域锚定功能基元定向落位的新方法，开发了系列活性中心和功能基元交错式分布的新型催化材料，突破了以分子氧为氧源的醇类氧化体系催化效率低及需要外加碱性添加剂的限制，部分催化材料已完成中试，为推进系列大宗化工原料和中间体的安全环保型生产模式提供了有效方案。是代表性论文1、2、3、6的通讯作者。 2 贾希来 副教授 北京科技大学 清华大学 对本项目的重要科学发现3作出了重要贡献，主要贡献包括：提出了跨维度组装微米尺度交互式多级网络空间结构的新思路，发展了高性能三维互穿电荷传输网络的构筑新方法，揭示了储能-导电双功能网络结构中电荷的传输机制，提升了储能材料的电子/离子传输效率，获得了系列具有快充特征的无粘结剂储能材料。是代表性论文7和8的共同第一作者。 3 赵桂霞 教授 华北电力大学 华北电力大学 对本项目的重要科学发现2作出了重要贡献，主要贡献包括：基于氧化石墨烯和金属氧化物构建了储能材料，研究了储能材料的电化学性能及其构效关系，阐明了异质结构中基元界面识别与组装作用规律。是代表性论文4和5的第一作者。 4 董文钧 教授 北京科技大学 浙江理工大学 对本项目的重要科学发现2作出了重要贡献，主要贡献包括：基于金属-氧化物复合材料的组装制备及催化性能研究，提出了高能强制成核、低温诱导生长制备高稳定性异质结构的新思路，实现了高稳定性金属-氧化物异质结构的绿色合成及金属纳米粒子基元的可控分布，解决了高温热解法存在的异相单独成核、表面活性剂辅助法存在的高污染等典型问题。是代表性论文6的共同通讯作者。 5 黄秀兵 讲师 北京科技大学 华北电力大学 对本项目的重要科学发现2作出了重要贡献，主要贡献包括：基于氧化石墨烯和金属氧化物构建了储能材料，研究了储能材料的电化学性能及其构效关系，阐明了异质结构中基元界面识别与组装作用规律。是代表性论文5的合作作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A general post-synthetic modification approach of amino-tagged metal-organic frameworks to access efficient catalysts for the Knoevenagel condensation reaction/J. Mater. Chem. A./Yi Luan, Yue Qi, Hongyi Gao, Radoelizo S. Andriamitantsoa, Nannan Zheng, Ge Wang* 2 Nanoscaled copper metal-organic framework (MOF) based on carboxylate ligands as an efficient heterogeneous catalyst for aerobic epoxidation of olefins and oxidation of benzylic and allylic alcohols/Chem. Eur. J./Yue Qi, Yi Luan, Jie Yu, Xiong Peng, Ge Wang* 3 Synthesis of an amino-functionalized metal-organic framework at a nanoscale level for gold nanoparticle deposition and catalysis/ J. Mater. Chem. A/Yi Luan, Yue Qi, Hongyi Gao, Nannan Zheng, Ge Wang* 4 Synthesizing MnO2 nanosheets from graphene oxide templates for high performance pseudosupercapacitors/Chem. Sci./Guixia Zhao, Jiaxing Li, Lang Jiang, Huanli Dong, Xiangke Wang*, Wenping Hu* 5 Synthesis and lithium-storage properties of MnO/reduced graphene oxide composites derived from graphene oxide plus the transformation of Mn(VI) to Mn(II) by the reducing power of graphene oxide/J. Mater. Chem. A/Guixia Zhao,Xiubing Huang,Xiangke Wang*,Paul Connor,Jiaxing Li,Shouwei Zhang, John T. S. Irvine* 6 Heteronanostructure of Ag particle on titanate nanowire membrane with enhanced photocatalytic properties and bactericidal activities/J. Hazard. Mater./Lu Shang, Bingjie Li, Wenjun Dong*, Benyong Chen, Chaorong Li, Weihua Tang, Ge Wang*,, Jian Wu, Yibin Ying* 7 High-performance flexible lithiumion electrodes based on robust network architecture/Energy Environ. Sci./Xilai Jia？, Zheng Chen？, Arnold Suwarnasarn, Lynn Rice, Xiaolei Wang, Hiesang Sohn, Qiang Zhang, Benjamin M. Wu, Fei Wei*, Yunfeng Lu* 8 Direct growth of flexible LiMn2O4/CNT lithium-ion cathodes/Chem. Commun./ Xilai Jia？, Chunzhu Yan？, Zheng Chen, Ranran Wang, Qiang Zhang, Lin Guo*, Fei Wei*, Yunfeng Lu*	自然奖	王戈,贾希来,赵桂霞,董文钧,黄秀兵	北京科技大学,清华大学,华北电力大学,浙江理工大学	北京科技大学
44	0013-101	面向5G移动通信的极化码理论 项目名称 面向5G移动通信的极化码理论 推荐/提名单位/人 北京邮电大学 主要完成单位 北京邮电大学 项目简介 极化码是第一种达到信道容量的纠错编码，但其原始编码方案并不适用第五代(5G)移动通信系统需求。本项目主要面向5G移动通信系统，建立了高性能的极化码编译码算法理论以及极化码有限码长构造理论，推动了5G极化码标准化工作。取得主要科学发现如下：发现点1：提出高性能极化码编译码算法理论体系，超越4G Turbo/LDPC码性能。针对5G高可靠信道编码需求，项目完成人先后提出了串行抵消列表译码(SCL)算法、串行抵消堆栈译码(SCS)算法、串行抵消混合译码(SCH)算法、低复杂度球译码(SD)算法。特别是本项目提出了CRC-Polar级联编码结构，进一步设计了高性能的CRC辅助的SCS/SCL译码(CA-SCS/SCL)算法，这一原创性编译码方案的性能一举超越了4G Turbo/LDPC码，被3GPP标准提案广泛引用，推动极化码成为5G差错控制编码标准。发现点2：提出极化码有限码长构造理论，促进其在5G移动通信中的应用。为了满足5G移动通信码长码率灵活变化的需求，本项目提出了极化码等均匀(QUP)凿孔的速率适配方案，可以针对任意码长进行编码，进一步提出高效率的极化编码HARQ机制，使得极化码可以应用于链路自适应传输。这些实用化构造的系统方法，弥补了极化码原始设计的局限，扩展了极化码的适用范围，成为5G信道编码标准的基本方案。本项目在包括IEEE Transactions on Communications、IEEE Communications Magazine等顶级IEEE期刊在内的主流SCI检索期刊上发表学术论文24篇，在IEEE ICC、WCNC等旗舰学术会议发表EI检索论文44篇，SCI核心数据库的他引总数为265次，Web of Science数据库的他引总数为516次，Google Scholar数据库中总引用次数1046次。其中，八篇代表性论文，SCI核心数据库收录的他引总数为220次，Web of Science数据库收录的他引总数为435次，单篇论文他引最高114次，Google Scholar数据库中总引用次数833次。本项目成果得到美国普林斯顿大学Vincent Poor教授(美国科学院与工程院院士、IEEE Fellow)、明尼苏达大学Keshab Parhi教授(IEEE Fellow)、加州大学圣地亚哥分校Alexander Vardy教授(IEEE Fellow)、加州大学戴维斯分校丁峙教授(IEEE Fellow)、加州理工学院喷气动力实验室Dariush Divsalar教授(IEEE Life Fellow)、加拿大McGill大学Warren J. Gross教授等国际著名学者的赞誉，被评价为“提出的SCL与SCS译码算法，相比原始的SC与BP译码算法，能够显著提升极化码译码性能”，“提出的SCH算法，是创新的混合译码方案，能够得到复杂度与性能的较好折中”，“提出的QUP凿孔算法，能够反映凿孔极化码的最小汉明距离优势”，“提出的IR-HARQ机制可以逼近仙农信道容量极限”等。项目第一完成人曾于2016年应邀在IEEE VTC国际学术会议做专题报告。本项目获得授权发明专利11项，在5G移动通信标准制定中，超过50%的提案应用了这些成果，成为5G极化码标准的主要方案。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 牛凯 教授 北京邮电大学 北京邮电大学 负责高性能译码算法以及极化码有限码长构造方案研究，对两个科学发现均做出创造性贡献，具体表现在：提出了极化码SCL、SCS等高性能译码算法，以及CRC-Polar级联编码与CA-SCS/SCL译码算法，这些工作增强了极化码有限码长译码性能，构成了极化码在5G系统中应用的关键一环；设计了等均匀(QUP)凿孔的速率适配方案，突破了极化码编码的码长限制，并进一步应用于增量冗余的混合重传(IR-HARQ)机制，成为目前主流的5G链路自适应传输方案。是代表性论文1～8的作者。 2 陈凯 高级工程师 高通无线通信技术（中国）有限公司 北京邮电大学 负责极化码关键算法的设计与实现，对两个科学发现均有贡献，具体表现在：提出了极化码CA-SCS/SCL、SCH高性能译码算法，设计了增量冗余混合重传(IR-HARQ)机制。是代表性论文1～8的作者。 3 林家儒 教授 北京邮电大学 北京邮电大学 负责极化码关键算法的理论设计，对两个科学发现均有贡献，具体表现在：提出了极化码SCH高性能译码算法，设计了增量冗余混合重传(IR-HARQ)机制。是代表性论文2～4、6～8的作者。 4 张启图 教授 香港城市大学（退休） 北京邮电大学 负责高性能极化码译码算法的理论设计，对第一个科学发现有创新性贡献，具体表现在：提出了SCL高性能译码算法，对极化码高性能译码算法体系进行理论分析与概括总结。是代表性论文3的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 “CRC-Aided Decoding of Polar Codes”/IEEE Communications Letters/牛凯、陈凯 2 “List successive cancellation decoding of polar codes”/Electronics Letters/陈凯、牛凯、林家儒 3 “Polar codes: Primary concepts and practical decoding algorithms”/IEEE Communications Magazine/牛凯、陈凯、林家儒、张启图 4 “Improved Successive Cancellation Decoding of Polar Codes”/IEEE Transactions on Communications/陈凯、牛凯、林家儒 5 “Stack decoding of polar codes”/Electronics Letters/牛凯、陈凯 6 “Low-Complexity Sphere Decoding of Polar Codes Based on Optimum Path Metric”/IEEE Communications Letters/牛凯、陈凯、林家儒 7 “A Hybrid ARQ Scheme Based on Polar Codes”/IEEE Communications Letters/陈凯、牛凯、林家儒 8 “Beyond turbo codes: Rate-compatible punctured polar codes”/IEEE International Conference on Communications (ICC)/牛凯、陈凯、林家儒	自然奖	牛凯,陈凯,林家儒,张启图	北京邮电大学	北京邮电大学
45	0015-101	microRNA结构与功能的智能预测方法 项目名称 microRNA结构与功能的智能预测方法 推荐/提名单位/人 北京市教育委员会 主要完成单位 北京建筑大学,哈尔滨工业大学 项目简介 本项目属于计算机应用的交叉学科——计算生物学与生物信息学研究领域。miRNA 是一类可以调控基因表达的重要生物分子，它与多种癌症相关，有望成为癌症制药新靶点。而miRNA的计算分析有助于指导分子实验、节省生物实验成本。相关研究是具有挑战性的研究难题，也具有重要理论意义和实用价值。本项目在miRNA 结构与功能的生物信息学预测方法方面做了一系列基础性的重要工作，包括miRNA 基因识别、结构分析及功能预测，突破了多项计算预测瓶颈，所取得的主要成果如下：（1）研发了以树存储结构代替字符串存储的快速多序列比对算法。序列比对是结构与功能预测的基础，通过新型并行化平台加速，突破了多序列比对的计算瓶颈，为miRNA以及其它基因的序列分析提供支持。（2）提出了基于结构特征和样本学习的miRNA计算识别方法。揭示了miRNA识别问题中高质量反例集的重要性，研发了miRNA挖掘系统mirnaDetect，在家蚕、甲藻、穇子等多物种中发现了全新的miRNA基因，且被权威数据库miRBase承认和收录。依据植物miRNA的结构特性，提出了植物miRNA的识别和结构分析方法。并应用于大豆的分子标志物识别和分子育种方面。相关成果得到了国家自然科学基金重点项目验收专家组的高度认可。（3）提出miRNA功能相似性定量计算方法。依据miRNA和靶标的结合程度、靶标之间的相互作用和功能语义标注重合程度，定义了全新的miRNA功能相似性计算公式，并应用于大豆的miRNA和基因互作网络中。该工作为miRNA的精准功能预测提供了探索并奠定了基础。 本项目8篇代表作发表在生物信息学领域重要期刊Bioinformatics（5篇），IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics和Briefings in Bioinformatics各1篇、以及中国计算机学会CCF A类列表重要期刊IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering。被Nature Communications (IF=12.353)、Nucleic Acids Research (IF=11.561)等国际重要SCI收录学术期刊他引377次，3篇代表作入选ESI高被引论文。项目第一完成人是国家自然科学基金重点项目负责人，2006年入选黑龙江省杰出青年科学基金获得者，2015年获得宝钢优秀教师奖，2017年任北京市重点实验室主任；项目团队入选2018年北京市属高校高水平教师队伍建设支持计划创新团队。该项目培养的博士生中有4位获“国家奖学金”。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 郭茂祖 教授 北京建筑大学 北京建筑大学 作为项目第一完成人，是本项目总负责人，提出了miRNA的功能相似度定量计算方法,提出了针对植物的miRNA结构和功能预测算法,对多序列比对工作提出了指导意见，是代表作3,4,6,7的通讯作者，是代表作5的主要作者。 2 邹权 教授 电子科技大学 哈尔滨工业大学 作为项目的第二完成人，对microRNA的数据收集、生物解释做出了贡献。提出了优化反例集降低miRNA挖掘假阳性的策略；提出了树存储加并行化解决多序列比对的方法。是代表作1,2,5的通讯作者。 3 周小平 副教授 北京建筑大学 北京建筑大学 作为项目的第三完成人，参与了本项目的数据分析，为本项目的大数据和人工智能算法做出贡献，提出了生物序列大规模数据处理的解决方案，是代表作8的第一作者。 4 王春宇 副教授 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学 作为项目的第四完成人，对本项目的系统实现和开发做出了贡献。对miRNA的网络构建和miRNA相似性计算做出了贡献。是代表作6和7的作者。 5 刘扬 副教授 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学 作为项目的第五完成人，对本项目中提出的机器学习和智能算法做出了贡献，参与了设计miRNA功能相似性的计算方法。是代表作7的作者。 6 汪国华 教授 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学 作为项目的第六完成人，对本项目中microRNA的功能解析提供了建议，指导了miRNA多序列比对算法的设计和实现。是代表作5的通讯作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Improved and Promising Identification of Human MicroRNAs by Incorporating a High-quality Negative Set.IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics.Leyi Wei, Minghong Liao, Yue Gao, Rongrong Ji, Zengyou He, Quan Zou 2 Survey of MapReduce Frame Operation in Bioinformatics.Briefings in Bioinformatics.Quan Zou, Xubin Li, Wenrui Jiang, Ziyu Lin, Guilin Li, Ke Chen 3 Simple sequence-based kernels do not predict protein-protein interactions.Bioinformatics. Jiantao Yu, Maozu Guo,Needham, C. J., Yangchao Huang, Lu Cai,Westhead, D. R. 4 PlantMiRNAPred: efficient classification of real and pseudo plant pre-miRNAs. Bioinformatics.Ping Xuan,Maozu Guo,Xiaoyan Liu,Yangchao Huang,Wenbin Li, Yufei Huang 5 HAlign: Fast multiple similar DNA/RNA sequence alignment based on the centre star strategy.Bioinformatics. Quan Zou, Qinghua Hu, Maozu Guo, Guohua Wang. 6 Measuring gene functional similarity based on group-wise comparison of GO terms. Bioinformatics. Zhixia Teng, Maozu Guo, Xiaoyan Liu, Qiguo Dai, Chunyun Wang, Ping Xuan 7 Inferring the soybean (Glycine max) microRNA functional network based on target gene network.Bioinformatics.Yungang Xu, Maozu Guo,Xiaoyan Liu, Chunyu Wang, Yang Liu 8 Cross-Platform Identification of Anonymous Identical Users in Multiple Social Media Networks. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering.Xiaoping Zhou, Xun Liang, Haiyan Zhang, Yuefeng Ma	自然奖	郭茂祖,邹权,周小平,王春宇,刘扬,汪国华	北京建筑大学,哈尔滨工业大学	北京市教育委员会
46	0018-102	旱区灌溉水转化过程定量表征与优化调配方法 项目名称 旱区灌溉水转化过程定量表征与优化调配方法 推荐/提名单位/人 中国农业大学 主要完成单位 中国农业大学,扬州大学 项目简介 灌溉水转化过程定量表征与优化调控方法是灌区水资源高效利用的基础。然而，目前对灌溉水转化过程认识主要集中于农田尺度，灌溉水调配多基于确定性静态调配理论与方法而开展,无法满足变化环境下灌区水资源高效利用调配的需要。在国家自然科学基金重大研究计划项目、优秀青年基金等项目的资助下，经历十余年,以认识旱区多尺度灌溉水转化过程为主线，以揭示灌溉蒸发频繁交替条件下灌溉水转化机制、量化灌区尺度灌溉水转化过程、发展基于水转化过程的灌溉水不确定性优化调配理论与方法为目标，对旱区灌溉水转化过程定量与优化调配开展了系统研究,取得了如下创新成果：（1）针对旱区农田灌溉-蒸发频繁交替的特点，发展了层状土壤考虑禁锢气体影响的灌溉水入渗模型，提出了农田作物生长条件下潜水非稳态蒸发计算方法，解决了旱区灌溉水转化过程定量表征的关键问题，揭示了节水条件下灌溉水-土壤水-地下水转化机制，为农田灌溉水利用效率提升提供了理论基础。（2）将灌溉水转化模拟由农田扩展到灌区尺度，建立了考虑作物气孔对土壤水分响应的灌溉水生产力过程模型，提出了复杂种植区土壤水与地下水时空高效耦合模拟技术，发展了灌区基于供耗排多过程的水转化与农业水生产力模型，实现了复杂种植条件下灌区水转化与农业水生产力的精细量化表达。（3）针对灌溉水调配不确定性及受水转化过程影响突出的特点，提出了变化环境下旱区耗水及来水预测与评估方法，发展了考虑水转化过程的灌溉水不确定性调配理论与方法，实现了多源多汇不确定性灌区用水的科学调配，为旱区农业水资源高效利用提供了依据。有关灌溉入渗模拟的研究成果被美国土木工程学会会刊《Journal of Hydrologic Engineering》评为年度最佳论文，国际著名土壤学家Ravindra V. Kale认为该成果是近年灌溉水转化所取得的代表性成果。成果得到了国际著名地下水专家、美国工程院院士Anderson M.P. 教授、国际灌排委员会前副主席，葡萄牙里斯本大学Luis S. Pereira教授、中国科学院傅伯杰院士等正面引用评价。研究成果被国际著名水文学家，澳大利亚Amin Zarch教授用于评估全球干旱演变规律研究中。研究成果应用于华北地区、西北内陆河流域、引黄灌区，阐明了灌溉水转化规律，优化获得了农田-灌区-流域尺度灌溉水资源调配方案，目前正应用于全国农业用水动态评价中。项目第一完成人被国际学术期刊《Sustainability》评选为全球12位研究农业可持续用水的代表性学者之一。该项目共发表论文102篇，其中SCI收录85篇。8篇代表性论文均发表于该领域国际重要期刊，其中1篇论文为ESI前1%高被引论文。8篇代表性论文被引用621次，其中SCI严格他引321次。项目培养国家杰出青年科学基金获得者1人、国家优秀青年基金获得者1人；教育部长江学者奖励计划特聘教授1人、青年学者1人；教育部新世纪优秀人才4人。项目组成员分别担任国际农业工程学会水土专业委员会名誉主席、中国农业工程学会农业水土专委会主任、秘书长。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 霍再林 教授 中国农业大学 中国农业大学 本人是项目具体组织及技术负责人,（1）提出了农田作物生长条件下潜水非稳态蒸发计算方法，揭示了节水条件下灌溉水-土壤水-地下水转化机制；（2）发展了灌区基于供耗排多过程的水转化与农业水生产力模型；（3）提出了变化环境下旱区耗水及来水预测与评估方法。本人对主要发现点1、2、3做出了主要贡献。代表性论文1、2、6、7。 2 徐旭 副教授 中国农业大学 中国农业大学 本人作为项目主要完成了,（1）提出了复杂种植区土壤水与地下水时空高效耦合模拟技术；（2）发展了灌区基于供耗排多过程的水转化与农业水生产力模型。本人对主要发现点2做出了主要贡献。代表性论文3、4、5。 3 冯绍元 教授 扬州大学 扬州大学 本人作为项目主要完成人,（1）发展了层状土壤考虑禁锢气体影响的灌溉水入渗模型；（2）提出了农田作物生长条件下潜水非稳态蒸发计算方法；（3）提出了变化环境下旱区耗水及来水预测与评估方法。本人对主要发现点1、3做出了主要贡献，代表性论文1、2、6、7。 4 黄冠华 教授 中国农业大学 中国农业大学 本人作为项目主要完成人,（1）提出了复杂种植区土壤水与地下水时空高效耦合模拟技术；（2）发展了灌区基于供耗排多过程的水转化与农业水生产力模型；（3）提出了变化环境下旱区耗水及来水预测与评估方法。本人对主要发现点1、2、3做出了主要贡献，代表性论文2、3、4、5、6。 5 郭萍 教授 中国农业大学 中国农业大学 本人作为项目主要完成人,(1)发展了考虑水转化过程的灌溉水不确定性调配理论与方法，实现了多源多汇不确定性灌区用水的科学调配；(2)提出了农田作物生长条件下潜水非稳态蒸发计算方法；本人对主要发现点1和3做出了主要贡献，代表性论文8。 6 黄权中 教授 中国农业大学 中国农业大学 本人作为项目主要完成人,合作提出了复杂种植区土壤水与地下水时空高效耦合模拟技术。本人对主要发现点2做出了主要贡献，代表性论文4。 7 毛晓敏 教授 中国农业大学 中国农业大学 本人作为项目主要完成人,合作发展了层状土壤入渗模型，建立了考虑作物气孔对土壤水分响应的灌溉水生产力过程模型。本人对主要发现点2做出了主要贡献，代表性论文2。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Uncertainty and sensitivity assessments of an agricultural-hydrological model (RZWQM2) using the GLUE method /Journal of Hydrology/Mei Sun、Xiaolin Zhang、Zailin Huo、Shaoyuan Feng、Guanhua Huang、Xiaomin Mao 2 Using MODFLOW and GIS to assess changes in groundwater dynamics in response to water saving measures in irrigation districts of the upper Yellow River basin/Water Resources Management/Xu Xu、Guanhua Huang、Zhongyi Qu、Luis S. Pereira 3 Integration of SWAP and MODFLOW-2000 for modeling groundwater dynamics in shallow water table areas/Journal of Hydrology/ Xu Xu、Guanhua Huang、Hongbin Zhan、Zhongyi Qu、Quanzhong Huang 4 Effect of climate change on reference evapotranspiration and aridity index in arid region of China/Journal of Hydrology/Zailin Huo、Xiaoqin Dai、Shaoyuan Feng、Shaozhong Kang、Guanhua Huang 5 Assessing the groundwater dynamics and impacts of water saving in the Hetao Irrigation District, Yellow River basin/Agricultural Water Management/ Xu Xu、Guanhua Huang、Zhongyi Qu、Luis S. Pereira 6 Effect of climate changes and water-related human activities on annual stream flows of the Shiyang river basin in arid northwest China/Hydrological Processes/Zailin Huo、Shaoyuan Feng、Shaozhong Kang、Wangcheng Li、Shaojun Chen 7 A coupled fuzy random two-stage programming model for crop area optimization-a case study of the middle Heihe River Basin, China/Agricultural Water Management/Mo Li、Ping Guo 8 Modeling water infiltration in a large layered soil column with a modified Green–Ampt model and HYDRUS-1D/Computers and Electronics in Agriculture/Ying Ma、Shaoyuan Feng、Dongyuan Su、Guangyao Gao、Zailin Huo	自然奖	霍再林,徐旭,冯绍元,黄冠华,郭萍,黄权中,毛晓敏	中国农业大学,扬州大学	中国农业大学
47	0018-103	植物病害流行学理论创新与实践 项目名称 植物病害流行学理论创新与实践 推荐/提名单位/人 中国农业大学 主要完成单位 中国农业大学 项目简介 本项目属农业领域“有害生物监测预警”的基础研究内容。在国家自然科学基金等支持下，在曾士迈院士创立的植物病害流行学理论基础上，围绕我国主要作物病害小麦条锈病发生流行和监测预警开展了深入探索，取得了一批原创性成果，有力地推动了植物病害流行学学科理论向国际前沿和国家重大需求双向发展，提升了我国植物病害流行学的国际影响力，主要科学发现有：1、创立了植物病害分子流行学新学科。将现代分子生物学技术引入植物病害流行学，提出了植物病害分子流行学新概念、研发了新技术。提出了分子病情指数、分子寄生适合度、优势小种抑制学说，揭示了小麦条锈病在区域间远程传播流行的分子机制。研发了远程传播中菌源基地“亲子鉴定”新技术和病害早期分子检测新方法，汇集出版了《Introduction to Molecular Epidemiology of Plant Diseases》专著，在国内率先开设了植物病害分子流行学研究生课程，并带动浙江大学等30多所高校陆续开设了相关课程。2、首次实现了小麦条锈病气候区划和遥感监测。将3S技术（全球定位系统GPS、遥感技术RS和地理信息系统GIS）引入植物病害流行学，运用GPS和GIS，首次对我国小麦条锈病越冬、越夏和流行危害区进行了科学区划，发现北京大兴-河北徐水-山西阳泉-山西介休-陕西延长-甘肃庆阳-甘肃平凉-甘肃甘谷-四川松潘-四川马尔康一线以东和以南冬麦区为条锈病菌越冬区，西藏、青海、甘肃、四川、陕西、云南和贵州部分地区组成主要越夏区，为小麦条锈病的分区治理提供了重要科学依据；发现了蓝边460～510nm和红边650～695nm、925～1075nm三个波长范围为小麦条锈病遥感监测特征光谱区，由此构建了近地（2米）、高空（50米）和卫星（350～1500千米）遥感监测模型，成功实现了小麦条锈病的遥感监测，为保障我国粮食安全提供了重要科技支撑。3、开发了植物病害远程诊断、监测预警及手机拍照自动识别病虫系统。将物联网、人工智能（AI）等现代信息技术引入植物病害流行学，率先开发了设施病害远程诊断和监测预警系统，实现了设施病虫发生实况的远程实时、同步传输和专家远程诊断，使农户“足不出户”即可获得植保专家远程诊断和防治指导，应用实践证明效益显著。采用人工智能（AI）技术，开发了“植保家”手机APP，手机拍照自动识别病虫种类并掌握防治方法，解决了长期困扰广大农民“求医问药难”问题，上线1年用户近10万。发表研究论文123篇（其中SCI论文31篇），累计他引1593次。8篇代表性论（著）文他引1123次（其中被SCI论著他引105次）；出版中英文教材、专著2部，主编的《植病流行学》被评为北京市精品教材，印刷6次，发行量32000册；授权发明专利4项，转让1项；制订行业标准1项；软件著作权4项；开发手机APP平台1个；获中国植物保护学会科技奖一等奖1项。项目完成人担任第11届国际植物病害流行学大会主席。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 马占鸿 教授 中国农业大学 中国农业大学 项目主持人。负责项目总体设计与组织实施。对创新点1、2、3有实质性贡献。本项目占本人工作量的90%。主编了《植病流行学》和《Introduction to Molecular Epidemiology of Plant Diseases>》教材(附件1、2），提出了植物病害分子流行学新概念，研发了分子病情指数和分子寄生适合度田间测定方法；开展了我国小麦条锈病菌源越冬越夏区划，对小麦条锈病早期分子检测和遥感监测技术体系及植物病害流行学理论和方法的创新做出了突出贡献。获发明专利4项（附件21、22、23、24），实用新型专利1项；主持制定行业标准1项（附件25）；软件著作权4项（附件26、27、28，1项教学软著未附）发表论文116篇，其中SCI 31篇（附件17）。培养硕士、博士研究生56名。 2 王海光 副教授 中国农业大学 中国农业大学 项目第二完成人。参与项目总体设计和组织实施，对创新点1、2、3有实质性贡献。本项目占本人工作量的90%。研究了小麦条锈病远程传播规律（附件3），开展了遥感监测技术研究，构建了植物病害远程诊断和监测预警技术体系（附件26），对小麦条锈病遥感监测以及小麦条锈菌群体遗传结构、分子检测方法做出了创新性工作。获授权发明专利3项（附件21、23、24）、发表论文38篇，其中SCI/EI 21篇（附件17），主译著作1部，副主编著作1部（附件1），参编著作1部。 3 吴波明 教授 中国农业大学 中国农业大学 项目第三完成人，参与项目总体设计和组织实施。对创新点1、2、3有实质性贡献。本项目占本人工作量的80%。指导研发了小麦条锈病病原菌基因组DNA多重置换扩增 (MDA)新方法（见附件6），协助完成了植物病虫害自动拍照识别系统，对植物病害分子流行学的创立和小麦条锈病遗传多样性研究做出了创新性工作。获发明专利1项（附件23），发表研究论文23篇，其中SCI/EI 17篇（见附件17）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 植病流行学，科学出版社，马占鸿 2 Introduction to Molecular Epidemiology of Plant Diseases，中国农业大学出版社，Luo yong, Ma Zhonghua,Ma Zhanhong. 3 Long-distance spore transport of wheat stripe rust pathogen from Sichuan, Yunnan, and Guizhou in southwestern China. Plant Dis. Wang, HG, Yang, XB, and Ma, ZH. 4 Analysis of population structure of Puccinia striiformis in Yunnan Province of China by using AFLP. Eur J Plant Pathol. Liu XF，Huang C，Sun ZY，Liang JM，Luo Y，Ma ZH。 5 Field Distribution of Wheat Stripe Rust Latent Infection Using Real-Time PCR. Plant Dis. Yan, JH, Luo, Y, Chen, TT, Huang, C, and Ma, ZH. 6 Multiple displacement amplification of whole genomic DNA from urediospores of Puccinia striiformis f. sp. tritici. Curr Genet. Zhang R，Ma ZH，Wu BM. 7 Population Genetic Structure and the Migration of Puccinia striiformis f. sp. tritici Between the Gansu and Sichuan Basin Populations of China. Phytopathology. Junmin Liang, Xiufeng Liu, Yong Li, Qiong Wan, Zhanhong Ma, and Yong Luo. 8 Canopy Spectral Characterization of Wheat Stripe Rust in Latent Period. Journal of Spectroscopy. Qi Liu, Yilin Gu, Shuhe Wang, Cuicui Wang, and Zhanhong Ma.	自然奖	马占鸿,王海光,吴波明	中国农业大学	中国农业大学
48	0018-105	气候变化对我国粮食作物生产的影响与适应机制 项目名称 气候变化对我国粮食作物生产的影响与适应机制 推荐/提名单位/人 中国农业大学 主要完成单位 中国农业大学,中国科学院大气物理研究所,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 项目简介 科学认识和正确理解气候变化对农业生产影响，提出针对性适应及减缓对策，是我国农业可持续发展道路中需要重点加以解决的科学问题之一。国内外很多学者围绕气候变化和粮食作物生产开展了大量研究，取得了显著进展，但在科学机理机制解析、系统综合分析等方面还存在不足。项目研究团队在国家973计划、国家自然科学基金和公益性行业（农业）科研专项等项目资助下，围绕气候变化与我国粮食作物生产之间关系，以“农学机理-影响评估-适应途径”为主线，经过近10年攻关，科学阐明了气候-作物-管理交互作用机理，定量揭示了气候变化对我国粮食作物生产的影响机制，系统提出了我国粮食作物生产应对气候变化的适应机制，取得了以下主要科学发现。 1、科学阐明了气候-作物-管理交互作用的机理，为准确开展气候变化影响评估和适应途径分析提供了科学基础。研究发现，农业气候要素在不同区域、不同粮食作物、同一作物不同生长阶段存在显著的不对称性变化。作物品种、播期和灌溉等对减缓气候变化负效应具有显著作用，实证了品种、播期和灌溉对气候变化影响负效应减缓程度，补充了我国粮食作物对气候变化适应的新认识，为粮食作物生产应对未来气候变化和极端气候事件的有效途径提供了科学依据。 2、科学揭示了气候变化对粮食作物生产的影响程度和过程，为区域作物生产适应气候变化提供了方向参考。基于气候、地理、遥感多源数据集，运用农业气候学理论、作物机理模型、遥感和GIS等方法，构建了气候变化背景下我国多熟种植制度区划方法，完成了气候变化背景下最新多熟种植界限区划图。发现气候变暖导致粮食作物种植北界北移西扩，温度升高作物花前和花后生育阶段同步缩短，且花后阶段缩短明显；气候变化造成不同区域小麦、玉米和水稻产量总体降低。 3、科学量化了粮食作物产量提升潜力，明确了我国粮食作物生产应对气候变化的适应机制。气候变化背景下，水稻、小麦和玉米三大粮食作物产量潜力存在时空差异，除气候影响外，技术因素是作物产量提升关键影响因素，为未来适应气候变化与促进粮食作物高产稳产提供了主攻方向。品种改良和技术措施优化是粮食作物适应气候变化的关键途径，未来品种选育重点是高光效、抗旱抗热性强小麦、玉米和水稻品种，尤其是生殖生长期长，花后干物质积累多的品种选育。 本项目在《Global Change Biology》等国际重要期刊发表研究论文46篇，其中SCI收录论文24篇，总被引1636次（Google Scholar统计），并被《Science》、《Nature Climatic Change》等国际顶级期刊文章引用；8篇代表性论文总他引546次，SCI他引406次，单篇最高SCI他引138次。项目有关气候变化对种植制度影响研究是对上个世纪80年代《中国种植制度气候区划》的最新拓展和发展；成果论文先后被IPCC第五次评估报告、中国第三次气候变化评估报告等引用，并纳入联合国粮食及农业组织（FAO）“气候变化与全球粮食安全”评估报告，显著提升了我国气候变化农业影响领域的学术水平和国际地位。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 杨晓光 教授 中国农业大学 中国农业大学 主持本项目的研究，提出本项目研究的总体思路和方案，组织本项目实施、数据的整理和论文的撰写，对本项目的完成起到了关键作用；揭示了气候-作物-管理互作机制，发现了气候变化对小麦、玉米和水稻影响机理差异性，以及适应性机制，对本项目发现1、2和3均做出创造性贡献；是代表性论文1、2、3、6、8的通讯作者，代表性论文的4和7合作作者。 2 刘志娟 副教授 中国农业大学 中国农业大学 对本项目发现点1、2和3均做出创造性贡献，科学揭示了气候变化对粮食作物生产的影响程度和过程，为区域作物生产适应气候变化提供了方向参考。运用农业气候学理论、作物模型和GIS等方法，构建了气候变化背景下我国多熟种植制度区划方法，完成了气候变化背景下最新多熟种植界限区划图。科学揭示气候变暖温度升高，东北玉米生育阶段缩短和产量降低程度；科学定量了玉米实际产量实现光温潜在产量的空间差异。是代表性论文2和8的主要合作者。 3 张天一 副研究员 中国科学院大气物理研究所 中国科学院大气物理研究所 对本项目发现点1、2和3均做出创造性贡献，科学阐明了气候-作物-管理交互作用机理，研究发现作物品种、播期和灌溉等对减缓气候变化负效应具有显著作用，提出气候-水稻-互作响应机制；科学揭示气候变暖温度升高，水稻生育阶段缩短和产量降低程度；科学定量了水稻实际产量实现光温潜在产量的空间差异，以及各区域的影响因素。是代表性论文4、5和7的通讯作者，代表性论文3的第一作者。 4 杨鹏 研究员 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 对本项目发现点2做出创造性贡献，科学揭示了气候变化对粮食作物生产的影响程度和过程，为区域作物生产适应气候变化提供了方向参考。基于气候、地理、遥感多源数据集，运用农业气候学理论、作物模型、遥感和GIS技术等方法，构建了气候变化背景下我国多熟种植制度区划方法，完成了气候变化背景下最新多熟种植界限区划图。是代表性论文2的主要合作作者。 5 陈阜 教授 中国农业大学 中国农业大学 对本项目发现2做出了创造性贡献，科学揭示了气候变化对粮食作物生产的影响程度和过程，为区域作物生产适应气候变化提供了方向参考。基于气候、地理、遥感多源数据集，运用农业气候学理论、作物模型、遥感和GIS技术等方法，构建了气候变化背景下我国多熟种植制度区划方法，完成了气候变化背景下最新多熟种植界限区划图。是代表性论文2的共同第一作者。 6 吴文斌 研究员 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 对本项目发现点2做出创造性贡献，科学揭示了气候变化对粮食作物生产的影响程度和过程，为区域作物生产适应气候变化提供了方向参考。基于气候、地理、遥感多源数据集，运用农业气候学理论、作物模型、遥感和GIS技术等方法，构建了气候变化背景下我国多熟种植制度区划方法，完成了气候变化背景下最新多熟种植界限区划图。是代表性论文2的主要合作作者。 7 王靖 副教授 中国农业大学 中国农业大学 对本项目发现3做出了创造性贡献，科学揭示了“两晚”栽培技术对冬小麦－夏玉米种植体系增产效应。是代表性论文6的第一作者和共同通讯作者。 8 刘园 副研究员 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 中国农业大学 对本项目发现2做出了创造性贡献，揭示了品种更替对华北地区冬小麦-夏玉米产量提升的贡献。是代表性论文1的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Contributions of climatic and crop varietal changes to crop production in the North China Plain, since 1980s/Global Change Biology/Liu Y, Wang EL, Yang XG, Wang J 2 Potential benefits of climate change for crop productivity in China/Agricultural and Forest Meteorology/Yang XG, Chen F, Lin XM, Liu ZJ, Zhang HL, Zhao J, Li KN, Ye Q, Li Y, Lv S, Yang P, Wu WB, Li ZG, Lal R, Tang HJ 3 Climatic and technological ceilings for Chinese rice stagnation based on yield gaps and yield trend pattern analysis/Global Change Biology/Zhang TY, Yang XG, Wang HS, Li Y, Ye Q 4 Climate warming over the past three decades has shortened rice growth duration in China and cultivar shifts have further accelerated the process for late rice/Global Change Biology/Zhang TY, Huang Y, Yang XG 5 Responses of rice yields to recent climate change in China: An empirical assessment based on long-term observations at different spatial scales (1981-2005)/Agricultural and Forest Meteorology/Zhang TY, Zhu J, Wassmann R 6 Correlation changes between rice yields in North and Northwest China and ENSO from 1960 to 2004/Agricultural and Forest Meteorology/Zhang TY, Zhu J, Yang XG, Zhang XY 7 Yield gap simulations using ten maize cultivars commonly planted in Northeast China during the past five decades/Agricultural and Forest Meteorology/Lv S, Yang XG, Lin XM, Liu ZJ, Zhao J, Li KN, Mu CY, Chen XC, Chen FJ, Mi GH 8 Increased yield potential of wheat-maize cropping system in the North China Plain by climate change adaptation/Climatic Change/Wang J, Wang EL, Yang XG, Zhang FS, Yin H	自然奖	杨晓光,刘志娟,张天一,杨鹏,陈阜,吴文斌,王靖,刘园	中国农业大学,中国科学院大气物理研究所,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所	中国农业大学
49	0020-101	木聚糖类半纤维素分离纯化及高值化利用研究 项目名称 木聚糖类半纤维素分离纯化及高值化利用研究 推荐/提名单位/人 北京林业大学 主要完成单位 北京林业大学,西北农林科技大学 项目简介 本项目属于轻工技术与工程领域，以国家对资源可持续利用的重大需求为导向，围绕木质纤维原料中木聚糖类半纤维素高效分离纯化及高值化转化过程中的关键科学问题开展系统研究。本项目在研究细胞壁中木聚糖类半纤维素的分布规律与变化趋势以及组分键合机制的基础上，深入阐明木聚糖类半纤维素的解离、纯化与解聚机理，系统开展高效低成本木聚糖分离纯化研究，开辟了水热、生物酶等绿色生物炼制技术制备低聚木糖新途径；根据其构效关系，引领性地构建了一系列性能良好的木聚糖基功能性薄膜和水凝胶新型材料。该项目的研究为我国轻工领域木聚糖类半纤维素的转化与利用提供了理论依据和技术支撑。主要发现点如下：1. 解译了木质纤维细胞壁中木聚糖类半纤维素分布与变化规律；创立了梯度水热/有机弱碱、水热-稀碱耦合的非破坏性木聚糖分离方法，开辟了经济可行的生物炼制-制浆新途径；率先建立了非溶剂沉淀分级纯化木聚糖体系，发现了木聚糖类半纤维素在该体系下的结构、性质分级规律，揭示其纯化机理，为工业化大规模制备结构与性质均一的半纤维素提供了理论支撑。2. 揭示了木聚糖类半纤维素水热和生物解聚机理。采用新型原位分析法揭示了水热处理过程中木聚糖的溶出规律，率先阐明了该处理过程中乙酰基的脱落规律及保留乙酰基的分布点；率先提出了木聚糖类半纤维素的四种水热降解反应机理，即裂解、副反应（氧化、降解、异构/重排、自内酯）、糖大分子片段的脱氧/氧化自内酯化、少量的重聚，并在该机理的指导下，提出了温和条件下微波辅助加热制备低聚木糖新方法。同时，发现了毕赤酵母菌产木聚糖酶酶解制备不同聚合度低聚木糖的组分含量变化规律。该系列木聚糖解聚机理的揭示与低聚木糖制备技术的建立，为轻工领域中木聚糖水热转化为能源和化学品提供了理论依据。3. 实现了木聚糖类半纤维素功能材料的高值化利用。在以上木聚糖类半纤维素高效提取分离纯化研究基础上，根据木聚糖分子构效关系，针对生物质基薄膜制备过程中普遍使用塑化剂的问题，率先合成了羧甲基木聚糖接枝聚环氧丙烷，开创了无塑化剂添加的木聚糖膜材料制备新技术。引领性地将木聚糖类半纤维素与纳米技术相结合，制备出高抗菌性、高强度与高韧性的木聚糖/蒙脱土、木聚糖/蒙脱土/壳聚糖和木聚糖/蒙脱土/（还原）氧化石墨烯薄膜；开创性地通过冷冻/解冻、接枝共聚、交联聚合和互穿网络等方法合成一系列木聚糖类智能水凝胶材料，并揭示了其制备机理。该系列材料的制备为绿色高值化利用木聚糖类半纤维素提供了理论依据与技术支撑。项目共发表SCI收录论文51篇，其中SCI一区论文20篇，SCI论文被他人引用1535次。获授权中国发明专利3件，受邀参编英文专著3部。研究工作受到国内外相关领域学者的广泛关注，带动了国内外20余个团队跟进研究。项目完成人中1人获青年长江学者，1人获中组部青年拔尖人才，1人入选北京市科技新星，2人入选教育部新世纪优秀人才，2人入选北京市青年英才，2人获林业青年科技奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 彭锋 教授 北京林业大学 北京林业大学 项目总体负责及总体实验设计完成。对重要科学发现第一点作出了以下贡献：首次阐明了不同年龄慈竹、杨木主要组分在细胞壁中的分布规律，揭示了半纤维素随着植物年龄增加其结构的变化趋势；构建了基于水热-稀碱耦合的分离体系；建立了非溶剂沉淀分级纯化木聚糖的方法体系。对重要科学发现第三点作出了以下贡献：揭示了木聚糖结构与性质、功能间的构效关系，制备出了一系列木聚糖衍生物；制备出木聚糖基膜和凝胶材料。从事该项研究占本人同期工作量的80%。（主要代表性论文是第1、2、3、4、7、8篇）。 2 马明国 教授 北京林业大学 北京林业大学 基于水热预处理的半纤维素分离与结构表征。对重要科学发现第一点做出了以下贡献：将水热预处理及有机弱碱处理相结合，创新性提出了半纤维素提取分离的新思路，通过利用有机弱碱缓释与水热预处理的协同作用，制备了具有多支链结构、高分子量、高Uro/Xyl比的水溶性半纤维素，揭示了在水热环境下有机弱碱缓释过程与协同作用机理，丰富了半纤维素提取分离新途径。从事该项研究占本人同期工作量的80%。（主要代表性论文是第1篇）。 3 李明飞 教授 北京林业大学 北京林业大学 木聚糖快速降解脱除研究。对重要科学发现第二点做出了以下贡献：以挥发性无机酸为催化剂，采用微波辅助快速加热，实现了竹材中半纤维素组分的有效分离，揭示了酸溶液在半纤维素与纤维素分离中的加速降解作用。成果为木质纤维素中半纤维素的快速分离提供了方法，同时为木质纤维素热解降解研究提供了理论依据。从事该项研究占本人同期工作量的80%。（主要代表性论文是第5篇）。 4 边静 副教授 北京林业大学 北京林业大学 木质纤维细胞壁中木聚糖类半纤维素分布与变化规律及木聚糖类半纤维素的降解研究。对重要科学发现第一点作出了以下贡献：利用共聚焦拉曼显微光谱技术首次阐明了杨木在生长过程中多糖组分在细胞壁中的分布规律。对重要科学发现第二点做出了以下贡献：采用新型原位分析法揭示了水热处理过程中木聚糖的溶出规律，率先阐明了该处理过程中乙酰基的脱落规律及保留乙酰基的分布位点。提出了温和条件下微波辅助加热制备低聚木糖新方法。从事该项研究占本人同期工作量的80%。（主要代表性论文是第2、4、5、8篇）。 5 彭湃 副教授 西北农林科技大学 西北农林科技大学 木聚糖的纯化、降解及膜材料的制备研究对重要科学发现第一点作出了以下贡献：提出了乙醇分级纯化方法，对重要科学发现第二点作出了以下贡献：揭示了木聚糖水热降解机理；第一次合成了羧甲基木聚糖接枝聚环氧丙烷，开创了无塑化剂添加的木聚糖膜材料制备新技术。对重要科学发现第三点作出了以下贡献：第一次合成了羧甲基木聚糖接枝聚环氧丙烷，开创了无塑化剂添加的木聚糖膜材料制备新技术。（主要代表性论文是第2、3、4、6篇）。 6 陈阁谷 其他 北京林业大学 北京林业大学 木聚糖基膜材料的制备及性能研究。采用有机无机插层法制备出力学性能、抗菌性、阻燃性、阻氧性和阻湿性良好的木聚糖基膜材料，并阐明其机理。从事该项研究占本人同期工作量的80%。（主要代表性论文是第7篇）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Studies on the starch and hemicelluloses fractionated by graded ethanol precipitation from bamboo Phyllostachys bambusoides f. shouzhu Yi/Journal of Agricultural and Food Chemistry/Peng P, Peng F, Bian J, Xu F, Sun RC 2 Fractional purification and bioconversion of hemicelluloses/Biotechnology Advances/Peng F, Peng P, Xu F, Sun RC 3 Structural features and antioxidant activity of xylooligosaccharides enzymatically produced from sugarcane bagasse/Bioresource Technology/Bian J, Peng F, Peng XP, Peng P, Xu F, Sun RC 4 Wet torrefaction of bamboo in hydrochloric acid solution by microwave heating/ACS Sustainable Chemistry & Engineering/Li MF, Shen Y, Sun JK, Bian J, Chen CZ, Sun RC 5 Isolation and characterization of hemicelluloses extracted by hydrothermal pretreatment/Bioresource Technology/Ma MG, Jia N, Zhu JF, Li SM, Peng F, Sun RC 6 Synthesis and characterization of carboxymethyl xylan-g-poly(propylene oxide) and its application in films/Carbohydrate Polymers/Peng P, Zhai MZ, She D, Gao YF 7 High strength hemicellulose-based nanocomposite film for food packaging applications/ACS Sustainable Chemistry & Engineering/Chen GG, Qi XM, Guan Y, Peng F, Yao CL, Sun RC 8 Nanoreinforced hemicellulose-based hydrogels prepared by freeze-thaw treatment/Cellulose/Guan Y, Zhang B, Bian J, Peng F, Sun RC	自然奖	彭锋,马明国,李明飞,边静,彭湃,陈阁谷	北京林业大学,西北农林科技大学	北京林业大学
50	0020-102	草坪草生物特征及抗逆分子机制的研究 项目名称 草坪草生物特征及抗逆分子机制的研究 推荐/提名单位/人 北京林业大学 主要完成单位 北京林业大学,中国科学院武汉植物园 项目简介 在国家高技术研究发展计划（863 计划）、国家自然科学基金委面上项目、十一五科技支撑计划、国家林业局？948项目等项目支持下，项目组成员以‘草坪草生物特征与抗逆分子机制’为核心研究目标，多方法、多层次研究草坪草在非生物胁迫下的调控机制以及抗逆相关的基因功能，利用转录组测序与反向遗传学相结合的方法，对结缕草、黑麦草、狗牙根、匍匐翦股颖等草坪草在盐胁迫、温度胁迫等外源胁迫条件下的分子响应机制及关键调控基因功能进行了较为系统和深入的研究，取得了如下重要发现：(1) 通过反向遗传学的方法研究草坪草抗逆相关基因的功能。以结缕草（Zoysia japonica）中基因ZjSGR匍匐翦股颖基因AsHSP17为例。在拟南芥中过表达ZjSGR导致快速黄化表型；AsHSP17可能作为一种分子伴侣，通过调控光合作用和ABA信号途径降低了植物对环境胁迫的响应能力。(2) 通过转录组学和生理学方法研究草坪草在盐胁迫条件下的调节机制。通过研究结缕草在正常生理及盐胁迫下的基因的表达情况，结合生物信息学的办法，研究结缕草在盐胁迫下的分子调控网络，目前成功得到了ERF1、SOD、CCS 这三个基因的序列全长及转基因株系；对两个草地早熟禾品种施加了外源SPD后进行氯化钠处理，以此研究盐胁迫条件下亚精胺（SPD）对它们抗氧化代谢和基因表达量的影响。(3) 首次验证了外源性褪黑素在草坪草对非生物胁迫响应中的保护作用。实验通过施加外源褪黑素提高了狗牙根的盐、干旱和冷胁迫的抗性。此外，外源性褪黑素通过激活多种抗氧化剂，缓解了活性氧（ROS）积累和非生物胁迫诱导的细胞损伤。(4) 通过代谢组学和生理学方法研究草坪草抵御干旱和涝害的分子机制，并提出应对策略。发现不同的狗牙根材料对干旱胁迫的抗性存在明显的差异。比较分析了多个与抗旱性相关的生理指标，发现电导率和丙二醛的含量可以作为评判狗牙根抗旱性的指标。在此基础上鉴定了在敏感品种Yukon和抗性品种Tifgreen中差异表达的蛋白，发现这些蛋白的主要功能涉及到光合作用、糖酵解、氮代谢和活性氧代谢。比较分析了狗牙根对不同胁迫采取的应答措施。该项目始自2006年，历时10余年。经过项目组成员长期的努力，取得丰硕的实验成果：收集草坪草种质资源5 000余份，建立了结缕草和黑麦草的高效再生、转化体系，构建出一些草坪草在干旱、低温、盐胁迫下的调控网络。研究成果详细阐释了部分草坪草生物特征及其抗逆分子调控机制，具有重大意义。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 韩烈保 教授 北京林业大学 北京林业大学 该项目的设计者、领导者和研究工作的具体指导者，负责本项目研究方向和主要研究内容的整体把握与调整。对该项目《重要科学发现》中所列的第1、2和第3项发现均做出了创造性贡献，是代表性论文1、2、3和4的通讯作者。该项研究中的工作量占本人工作量的80%。曾获奖项：2005年度国家科技进步二等奖，排名第一；2005年度四川省科技进步一等奖，排名第一；2004年度北京市科技进步一等奖，排名第一；2009年度天津市科技进步二等奖，排名第一；2006年第九届“中国青年科技奖”；2005年第八届“中国林业青年科技奖”。 2 产祝龙 教授 华中农业大学 中国科学院武汉植物研究院 参与了本项目部分研究，主要学术贡献：发现了外源多胺和褪黑素处理可以显著提高狗牙根对干旱和盐胁迫的抗性，解析了多胺及褪黑素参与植物非生物胁迫抗性的分子机理。通过组学分析鉴定了受干旱和盐胁迫的基因及代谢产物，构建了狗牙根应答不同非生物胁迫环境的转录组和蛋白质组数据库。开展此项目的工作量占本人工作量的50%，第6、7代表论文通讯作者。 3 晁跃辉 讲师 北京林业大学 北京林业大学 项目主要参与人。从结缕草（Zoysia japonica）中分离出滞绿基因ZjSGR。通过分析得出ZjSGR可以由黑暗，ABA和MeJA诱导。其表达水平在自然衰老叶片中上调，但SA处理会抑制其表达。分析转基因植株表型得出ZjSGR的过表达加速了拟南芥叶绿素的降解。 第2代表论文通讯作者。第5代表论文参与作者。 4 施海涛 教授 海南大学 中国科学院武汉植物园 参与了本项目部分研究，主要学术贡献：通过多组学分析鉴定了一系列受干旱和温度胁迫的基因及代谢产物，构建了狗牙根应答不同非生物胁迫环境的转录组和蛋白质组数据库。开展此项目的工作量占本人工作量的50%，是第6、7篇代表性论文的第一作者和第8篇代表性论文的参与作者。 第6、7代表论文的第一作者。第8代表论文参与作者。 5 许立新 副教授 北京林业大学 北京林业大学 项目主要完成人，研究C3植物的耐旱机理，通过研究干旱胁迫对草地早熟禾主要光合作用元件和光合关键酶的影响，探讨草地早熟禾的耐旱机理。通过对干旱胁迫下草地早熟禾不同耐旱品种光合速率、光合酶关键酶活性和基因表达的检测，发现能够保持较高的光合速率是草地早熟禾耐旱性的重要表型，和这一表型相关的关键酶是GAPDH酶，尤其是在极度干旱情况下，GAPDH酶活性尤为重要。Rubisco, GAPDH 和Rubisco 活化酶在草地早熟禾干旱后的复水恢复过程中，发挥重要作用。 第2、3代表论文参与作者。 6 梁小红 其他 北京林业大学 浙江大学 项目主要参与人，结合前期转录组测序数据，筛选了11个盐胁迫关键基因，包括AP2/ERF家族的8个成员、SOD合成酶基因和CCS分子伴侣基因及NAC家族的1个基因；在ZjSGR基因过表达得到转基因植株的基础上，对RNA测序分析表明，ZjSGR可以通过调节激素信号转导和大量衰老和环境胁迫相关基因的表达，在衰老和叶绿素降解中起多重作用。 7 尹淑霞 教授 北京林业大学 北京林业大学 项目主要参与人，通过转录组测序的方法，研究结缕草在正常生理及盐胁迫下的基因的表达情况。共获得了32 848个日本结缕草的基因序列。结合生物信息学的办法，研究结缕草在盐胁迫下的分子调控网络，并预测了1 455个盐胁迫相关基因。筛选了11个关键基因，包括AP2/ERF家族的8个成员、SOD合成酶基因和CCS分子伴侣基因及NAC家族的1个基因。目前成功得到了ERF1、SOD、CCS这三个基因的序列全长及转基因的株系。对第2项科学发现有重要贡献。 第3、5代表论文通讯作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 AsHSP17, a creeping bentgrass small heat shock protein modulates plant photosynthesis and ABA-dependent and independent signalling to attenuate plant response to abiotic stress/PLANT CELL AND ENVIRONMENT/ Sun, Xinbo ; Sun, Chunyu; Li, ZG Li, Zhigang ; Hu, Qian ; Han, Liebao; Luo, Hong 2 Functional and RNA-Sequencing Analysis Revealed Expression of a Novel Stay-Green Gene from Zoysia japonica (ZjSGR) Caused Chlorophyll Degradation and Accelerated Senescence in Arabidopsis/FRONTIERS IN PLANT SCIENCE/Teng, Ke; Chang, Zhihui; Li, Xiao; Sun, Xinbo; Liang, Xiaohong; Xu, Lixin; Chao, Yuehui; Han, Liebao 3 De novo assembly of the Japanese lawngrass (Zoysia japonica Steud.) root transcriptome and identificationof candidate unigenes related to early responses undersalt stress/ Frontiers in Plant Science/ Qi Xie, Jun Niu,Xilin Xu, Lixin Xu, Yinbing Zhang, Bo Fan, Xiaohong Liang, Lijuan Zhang, Shuxia Yin ＆ Liebao Han 4 Protective effect of spermidine on salt stress induced oxidative damage in two Kentucky bluegrass (Poa pratensis L.) cultivars/ECOTOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL SAFETY/ Puyang Xuehua， An Mengying， Han Liebao， Zhang Xunzhong 5 De Novo Transcriptome Analysis for Kentucky Bluegrass Dwarf Mutants Induced by Space Mutation/PLOS ONE/Lu Gan; Rong Di; Yuehui Chao; Liebao Han; Xingwu Chen; Chao Wu; Shuxia Yin 6 Comparative physiological and proteomic analyses reveal the actions of melatonin in the reduction ofoxidative stress in Bermuda grass (Cynodon dactylon(L). Pers.)/JOURNAL OF PINEAL RESEARCH/Shi,Haitao;Wang Xin;Tan Dun-Xian;Reiter RusselJ.;Chan, Zhulong 7 Comparative physiological, metabolomic, and transcriptomic analyses reveal mechanisms of improvedabiotic stress resistance in bermudagrass [Cynodon dactylon (L). Pers.] by exogenous melatonin/JOURNAL OF EXPERIMENT AL BOTANY/Shi, Haitao;Jiang, Chuan;Ye, Tiantian;Tan, Dun-Xian;Reiter, Russel J.;Zhang, Heng;Liu,Renyi;Chan, Zhulong 8 Contrasting Changes Caused by Drought and Submergence Stresses in Bermudagrass (Cynodon dactylon) /FRONTIERS IN PLANT SCIENCE/Ye Tiantian; Shi Haitao; Wang Yanping; Chan Zhulong	自然奖	韩烈保,产祝龙,晁跃辉,施海涛,许立新,梁小红,尹淑霞	北京林业大学,中国科学院武汉植物园	北京林业大学
51	0020-103	中国多孔菌科真菌的多样性、系统学与资源研究 项目名称 中国多孔菌科真菌的多样性、系统学与资源研究 推荐/提名单位/人 北京林业大学 主要完成单位 北京林业大学 项目简介 该项目所属领域：真菌学。真菌是地球上多样性最为丰富的生物类群之一，还有大量物种有待发现；多孔菌科是大型真菌的重要类群，引起木材白色腐朽，在森林生态系统的物质循环中起着关键的分解还原作用；该科真菌是重要的生物资源，很多种类是药用或工业用真菌，还有些是林木病原菌，引起森林病害，具有重要的经济价值。项目组对中国森林生态系统中多孔菌科真菌的多样性、系统学与资源挖掘开展了深入研究，取得的创新性成果如下：明确了中国多孔菌科真菌的多样性与地理分布：系统开展了中国不同森林生态系统中多孔菌科真菌的多样性与资源调查，明确了中国多孔菌科真菌的物种多样性，揭示了该科真菌的生态习性和分布规律，发现中国多孔菌科真菌41属218种，使我国多孔菌科真菌物种资源位居世界第一；收集保藏了多孔菌科真菌的标本、菌种和基因资源，建立了多孔菌科真菌资源信息库，为森林生态系统中大型真菌的资源保护与开发利用提供了科学数据。建立了中国多孔菌科真菌新的分类系统：首次利用多基因片段开展了多孔菌科的系统发育研究，发表多孔菌科真菌新属7个、新种54个、新组合种20个、以及大量的中国新记录属和新记录种，并对多孔菌科的多个重要类群如多年卧孔菌属、大孔菌属、异薄孔菌属等进行了专属研究，提出了新的分类标准，解决了多孔菌科分类中存在的问题，确定了适合的形态分类特征和分子标记，建立了多孔菌科新的分类系统，使我国对多孔菌科真菌的系统学研究跃居世界领先水平。分析了多孔菌科真菌资源的产酶活性与降解功能：对多孔菌科真菌的产酶活性进行了系统研究，筛选出了多株高效稳定且对多种染料有脱色能力的菌株，分离纯化到了耐碱抗金属和抗热耐贮存的高效漆酶，提出了提高真菌漆酶稳定性及使用效率的新方法，揭示了白腐真菌对染料脱色的生物降解及吸附机制，为染料的生物降解处理提供了新的菌种来源和技术方法；筛选出了能够高效降解木质纤维素的菌株，提出了真菌协同水热或FeCl3的两步预处理木质纤维素方法，可显著提升酶水解效率，降低预处理成本并减少环境污染，发现了真菌协同碱预处理比协同酸预处理能发挥更大效应，为白腐真菌预处理木质纤维素制备生物乙醇的应用提供了一定的理论依据和技术支撑。本项目发表论文68篇，其中SCI论文46篇；8篇代表性论文SCI他引212次，得到了国内外同行的广泛关注和高度评价。第一完成人获国家优秀青年基金、中国青年科技奖、亚洲菌物学会亚洲青年菌物学家奖、中国菌物学会戴芳澜优秀青年奖、教育部新世纪优秀人才支持计划等，担任3个SCI期刊《Frontiers in Microbiology》Associate Editor、《MycoKeys》Editor、《Forest Ecosystems》Editor，以及《菌物学报》等4个中文期刊的编委，同时担任多个国内外学术组织的理事或委员，推动了我国多孔菌科真菌多样性与资源的研究。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 崔宝凯 教授 北京林业大学 北京林业大学 项目总负责人，投入工作量占本人工作量的80%。是代表性论文1、2、3、4、5、6、7、8的作者；参与了多孔菌科真菌的野外资源调查与标本采集；对多孔菌科以及该科中多年卧孔菌属、异薄孔菌属、大孔菌属、多孔菌属、多孢孔菌属、全缘孔菌属和栓孔菌属等重要类群的多样性、分类学与系统亲缘关系进行了深入研究，发现并描述多孔菌科真菌新属新种多个；并开展了多孔菌科白腐真菌的产酶活性与利用研究。 2 司静 讲师 北京林业大学 北京林业大学 项目完成人，投入工作量占本人工作量的80%。是代表性论文3、5的作者；参与了多孔菌科真菌的野外资源调查与标本采集；筛选出3株产酶高效菌株并开展了多孔菌科白腐真菌的产酶活性与染料脱色利用研究；以第一完成人申请发明专利5件。 3 戴玉成 教授 北京林业大学 北京林业大学 项目完成人，投入工作量占本人工作量的50%。是代表性论文1、2、4的作者；参与了多孔菌科真菌的野外资源调查与标本采集；对多孔菌科中多年卧孔菌属、异薄孔菌属和栓孔菌属等重要类群的多样性、分类学与系统亲缘关系进行了深入研究，发现并描述多孔菌科真菌新属新种多个；并开展了多孔菌科白腐真菌的产酶活性与利用研究。 4 李海蛟 副研究员 中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所 北京林业大学 项目完成人，投入工作量占本人工作量的80%。是代表性论文2、6的作者；参与了多孔菌科真菌的野外资源调查与标本采集；对多孔菌科中异薄孔菌属、大孔菌属和栓孔菌属等重要类群的多样性、分类学与系统亲缘关系进行了深入研究，发现并描述多孔菌科真菌新属新种多个。 5 赵长林 副教授 西南林业大学 北京林业大学 项目完成人，投入工作量占本人工作量的60%。是代表性论文1、7的作者；参与了多孔菌科真菌的野外资源调查与标本采集；对多孔菌科中多年卧孔菌属、多孢孔菌属等重要类群的多样性、分类学与系统亲缘关系进行了深入研究，发现并描述多孔菌科真菌新属新种多个。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Taxonomy and multi-gene phylogeny of Datronia (Polyporales, Basidiomycota) / Persoonia / 李海蛟；崔宝凯；戴玉成 2 Purification, biochemical characterization and dye decolorization capacity of an alkali-resistant and metal-tolerant laccase from Trametes pubescens / Bioresource Technology / 司静；彭锋；崔宝凯 3 Combination of biological pretreatment with liquid hot water pretreatment to enhance enzymatic hydrolysis of Populus tomentosa / Bioresource Technology / 王伟；袁同琦；王堃；崔宝凯；戴玉成 4 Immobilization of laccase onto chitosan beads to enhance its capability to degrade synthetic dyes / International Biodeterioration & Biodegradation / 郑飞；崔宝凯；吴雪君；孟歌；刘红霞；司静 5 Taxonomy and phylogeny of the genus Megasporoporia and its related genera / Mycologia / 李海蛟；崔宝凯 6 Morphological and molecular identification of four new resupinate species of Perenniporia (Polyporales) from southern China / Mycologia / 赵长林；崔宝凯 7 Fungal treatment followed by FeCl3 treatment to enhance enzymatic hydrolysis of poplar wood for high sugar yields / Biotechnology Letters / 王伟；袁同琦；崔宝凯 8 New species and phylogeny of Perenniporia based on morphological and molecular characters / Fungal Diversity / 赵长林；崔宝凯；戴玉成	自然奖	崔宝凯,司静,戴玉成,李海蛟,赵长林	北京林业大学	北京林业大学
52	0021-101	整体整合生理学医学新理论体系 项目名称 整体整合生理学医学新理论体系 推荐/提名单位/人 北京协和医学院 主要完成单位 北京协和医学院 项目简介 整体整合理论体系的基本概念是在整体论指导下，将医学各领域最先进的理论知识和临床各专科最有效的实践经验及科学技术分别加以有机整理与整合，并根据社会？环境？心理的现实进行调整，使之成为更加符合人体健康和疾病防治所需的新的医学体系；并更加适宜于为人们的健康管理？疾病预防？诊断治疗和功能康复提供更好的服务。与传统系统生理学中单独讨论各个生理学系统调控机制的静态和线性相关分析不同，整体整合生理学医学理论体系同时考虑了时间、空间、非线性和动态变化与平衡等方面的因素对呼吸调控机制、血液循环调控机制的影响，血液循环在呼吸调控中的决定性作用、神经在呼吸和循环调控中的调控模式及呼吸循环代谢等所有系统联合一体化自主调控机制进行革命性的重新解释。生命活动以呼吸为表征，以血液循环为基础，以组织细胞代谢为前提，以细胞线粒体内能量物质代谢为各种生命活动提供能量供应为代谢之核心。呼吸循环代谢主轴在神经体液系统调控下，在消化、吸收、泌尿、排泄、皮肤等各系统配合协助之下，通过与外环境不断进行物质交换共同完成整体功能活动状态并使之趋向于平衡，而永远未能达到真正平衡的功能状态。它首次一次性解释了生理学生命科学领域一直无法解释机制的诸多核心科学问题：1. 胎儿为什么不呼吸？2. 新生儿为何呼吸？3. 出生后呼吸如何吸-呼相互切换机制？4. 呼吸调控环路的血液循环解剖结构？5. 左心室功能如何调控呼吸？6. 呼吸频率、强弱和稳态维持机制？7. 心衰发生陈施呼吸异常机制？8. 出生后心脏血管结构如何改变？9.呼吸对血液循环的影响？10. 循环指标变异性原始原因？11. 运动血流再分布机制？…是以人为本的整合医学和慢病防治康养一体化健康有效管理的理论基础。新理论对心脑血管代谢肿瘤等慢性疾病发生机制新解：我国慢病爆发和慢病不能治愈，而西医治疗指南的对症治疗为核心的本质是治标不治本，令其缺陷尽显。以新理论解释慢病多高症及慢性肿瘤发生的核心机制是人体整体对某个、些局部、相对或者绝对的该物质“需供不平衡”的代偿所致；其本质核心还是人体某个/些器官组织细胞（各个细胞之间的不平衡-整体分配不均）的血液、氧气和各种能量与营养物质需供关系长期处于“缺”为特征的需供不平衡所致。治疗对指标异常不宜单独过度抑制，而应顺势时空诱导人体功能的自然转归；亲自初试数十例疗效惊人。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 孙兴国 正高级 北京协和医学院 北京协和医学院 独创《整体整合生理学》新理论体系：它是综合了时间和空间因素，对正常人体系统生理学的所有系统功能进行统一分析，探讨其整体一体化调控的机制，探索生命、疾病和健康的基础学科。在对正常人体生理学所有功能系统的整体一体化调控机制进行时空探索基础之上，对各种疾病，特别是慢病，发生的多系统整体整合病理生理学机制进行探讨，分析探讨慢病引起血糖脂压尿酸及体重等指标异常的整体机制。新理论指导下安全有效心肺运动试验全面而广泛的临床应用。因创立整体整合生理学医学新理论体系、心肺运动试验在中国的推广及国际上的贡献和用于个体化精准心脏康复、慢病有效诊疗及健康有效管理的实施而被推荐为2019年中国工程院院士候选人。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 整体整合生理学医学新理论体系概论Ⅰ:呼吸调控新视野/中国应用生理学杂志/孙兴国 2 整体整合生理学医学新理论体系概论Ⅱ:循环调控新视野/中国应用生理学杂志/孙兴国 3 整体整合生理学医学新理论体系概论Ⅲ:呼吸循环代谢一体化调控环路中神经体液作用模式/中国应用生理学杂志/孙兴国 4 服务于人的生命科学和医学工作者必须坚持整体观/中国应用生理学杂志/孙兴国 5 建立正常人肺血管容量的无创精确测量方法的初步报告/中国应用生理学杂志/孙兴国,Songshou Mao,Matthew J.Budoff,William W.Stringer,程显声 6 生命整体调控新理论体系与心肺运动试验/医学与哲学(A)/孙兴国 7 心衰患者动脉血气波浪式变化及其幅度降低的初步实验证据/中国应用生理学杂志/姚优修,孙兴国等 8 从心肺运动的应用价值看医学整体整合的需求/医学与哲学(A)/谭晓越，孙兴国.	自然奖	孙兴国	北京协和医学院	北京协和医学院
53	0021-102	右心室起源恶性心律失常治疗策略的创新与突破 项目名称 右心室起源恶性心律失常治疗策略的创新与突破 推荐/提名单位/人 北京协和医学院 主要完成单位 北京协和医学院 项目简介 本项目属于临床医学内科学（心血管病学）领域，受到科技部国家科技攻关计划和国家科技支撑计划基金的资助，主要成果：1.完成了目前世界最大系列的致心律失常性右室心肌病室速消融的病例，在国际上率先提出致心律失常性右室心肌病室速的“片状消融”策略，显著提高了致心律失常性右室心肌病室速导管消融的成功率。相关研究成果被国际权威专家共识所引用（2009年EHRA/HRS室性心律失常导管消融专家共识）。2.国际首创对Brugada综合征室速/室颤实施导管消融手术，为Brugada综合征患者的猝死防治开辟了新的途径，相关研究成果被国际权威指南所引用（2017年AHA/ACC/HRS室性心律失常猝死预防和管理指南）。3.在国际上首次对肺动脉瓣狭窄外科术后室速的机制和导管消融策略进行了系列报道。4.系统鉴定了国人致心律失常性右室心肌病的致病基因和特异性遗传标记，建立了我国致心律失常性右室心肌病的遗传学资料库，目前为国内最大系列。相关研究成果被国际权威专家共识所引用（2019年HRS致心律失常性心肌病专家共识）。5.在国际上较早地系统总结了致心律失常性右室心肌病中心房病变、合并心内血栓的发生率和特征，为致心律失常性右室心肌病的优化管理和进一步研究奠定了基础。在心血管病领域发表通讯作者和第一作者SCI论文8篇，总影响因子24.4，总他引次数165次，其中SCI他引近80次。研究成果写入国际权威专家共识/指南（2009年EHRA/HRS室性心律失常导管消融专家共识、2017年AHA/ACC/HRS室性心律失常猝死预防和管理指南和2019年HRS致心律失常性心肌病专家共识），为室性心律失常和猝死的防治提供了新的策略和思路。部分研究成果如Brugada综合征室速/室颤的消融、致心律失常性右室心肌病室速的消融已在世界范围内推广应用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 姚焰 教授 北京协和医学院 北京协和医学院 参与本项目的整体设计，为本项目中所有学术思想的创建者，提出了该研究的总体设计方案，负责本系列研究的总体实施、数据收集与整理、论文撰写、理论创新等，为本题呈报的所有论文的通讯作者，对上述5项成果均做出了突出贡献。 2 郑黎晖 副高级 北京协和医学院 北京协和医学院 参与该项目的整体设计，协助研究思想的构建及理论创新，参与并协调研究实施，在致心律失常性右室心肌病（ARVC）病例入选、室性心律失常标测极消融、术后随访工作中承担了相当的工作，特别是ARVC室速的术中标测以及术后患者的随访、术后处理工作中做出较多工作，为增加室速消融成功率，改善远期预后做出一定贡献。其中对第1、3、4、5项成果做出了突出贡献。 3 吴灵敏 中级 北京协和医学院 北京协和医学院 协助研究思想构建，参与研究具体实施，数据收集和整理，为本题呈报代表性论文5、6、7的第一作者，论文8的署名作者，对第3、5项成果做出了突出贡献。 4 丁立刚 副高级 北京协和医学院 北京协和医学院 项目学术思想提出者之一，负责研究人群的入选及血液样本的采集与检测，参数ARVC消融策略的具体实施及后续随访工作，为本题呈报代表性论文5、7、8的署名作者，对第1、5创新点做出了突出贡献。 5 陈刚 副高级 北京协和医学院 北京协和医学院 项目学术思想提出者之一，参与“肺动脉狭窄外科术后室速消融”及“ARVC心房病变特征相关研究”的实施，并负责研究数据的收集和整理，为本题呈报代表性论文5、7、8的署名作者，对本研究第5项成果做出了突出贡献 6 牛国栋 正高级 北京协和医学院 北京协和医学院 项目学术思想提出者之一，参与“肺动脉狭窄外科术后室速消融”的具体实施，并负责研究数据的收集和整理，为本题呈报代表性论文8的署名作者，对本研究第5项成果做出了突出贡献 7 樊晓寒 教授 北京协和医学院 北京协和医学院 参与研究具体实施，完成研究数据收集和整理，协助基因数据的分析，为本题呈报代表性论文3、4、5的署名作者，对本研究第4、5项成果做出了突出贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Intracardiac thrombosis in patients with arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy/J Cardiovasc Electrophysiol/Wu L, Yao Y, Chen G, Fan X, Zheng L, Ding L, Zhang S. 2 Fast rate (≥ 250 beats/min) right ventricular burst stimulation is useful for ventricular tachycardia induction in arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy/J Geriatr Cardiol/Wu LM, Bao JR, Yao Y, Hou BB, Zheng LH, Zhang S 3 Atrial Remodeling and Atrial Tachyarrhythmias in Arrhythmogenic Right Ventricular Cardiomyopathy/Am J Cardiol/Wu L, Guo J, Zheng L, Chen G, Ding L, Qiao Y, Sun W, Yao Y, Zhang S 4 Catheter ablation for ventricular tachycardia following surgical treatment of pulmonary stenosis with intact ventricular septum/Europace/Hou B, Zheng L, Niu G, Wu L, Qiao Y, Sun W, Ding L, Chen G, Zhang S, Liew R, Yao Y. 5 Radiofrequency Ablation of the Ventricular Tachycardia with Arrhythmogenic Right Ventricular Cardiomyopathy Using Non‐contact Mapping/Pacing Clin Electrophysiol/Yao Y, Zhang S, He DS, Zhang K, Hua W, Chu J, Pu J, Chen K, Wang F, Chen X. 6 Endocardial mapping and catheter ablation for ventricular fibrillation prevention in Brugada syndrome/J Cardiovasc Electrophysiol/Sunsaneewitayakul B, Yao Y, Thamaree S, Zhang S. 7 Correlation of ventricular arrhythmias with genotype in arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy/Circ Cardiovasc Genet/Bao J, Wang J, Yao Y, Wang Y, Fan X, Sun K, He DS, Marcus FI, Zhang S, Hui R, Song L. 8 Screening of pathogenic genes in Chinese patients with arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy/Chin Med J (Engl)/Bao JR, Wang JZ, Yao Y, Wang YL, Fan XH, Sun K, Zhang S, Hui RT, Song L	自然奖	姚焰,郑黎晖,吴灵敏,丁立刚,陈刚,牛国栋,樊晓寒	北京协和医学院	北京协和医学院
54	0022-101	磷酸鞘胺醇信号轴参与肝脏损伤及肝纤维化的分子机制研究 项目名称 磷酸鞘胺醇信号轴参与肝脏损伤及肝纤维化的分子机制研究 推荐/提名单位/人 北京市教育委员会 主要完成单位 首都医科大学 项目简介 肝脏是维持机体生命活动最重要脏器之一，肝脏的血液来自肝动脉和门静脉，后者占其血液供应的75%。这一解剖学特点是保证肝脏消除经消化道进入体内的有害物质所必需的，同时也使肝脏成为最易受到来自消化道毒物攻击的器官。据WHO统计，肝脏损伤-纤维化-硬化-衰竭是消化系统疾病(除癌症外)最常见的死亡原因。目前尚无有效的抗肝纤维化药物，因此，深入研究肝损伤及纤维化的发生机制、寻找新的治疗靶点是国家重大需求。研究发现，来自消化道不同的致损伤因素导致肝脏受损最明显的生物学特点是，无论致损伤因素为何，只要肝脏受损达一定程度，就会引起肝纤维化，最终可发展为肝硬化、肝衰竭。这一特点强烈提示，在肝损伤及纤维化这一病理过程中，一定存在着一个共同机制。肝纤维化主要与肌成纤维细胞，以及其来源细胞-肝星状细胞和骨髓间充质细胞(BMSC)的功能密切相关。磷酸鞘胺醇(S1P)是一具有生物活性的鞘脂，在肿瘤发生和免疫调节等方面起重要作用。本项目组长期关注肝损伤及纤维化时，S1P信号轴对上述靶细胞的作用机制，取得了一系列原创性的重要科学发现：1.S1P与肝损伤及纤维化密切相关首次发现不同致肝损伤因素导致的肝损伤均会出现受损肝组织S1P表达上调，且无种属特异性。而抑制S1P表达则阻断肝纤维化。提示S1P有望成为新的诊断肝纤维化的生物标志物。2.S1P上调的分子机制首次证实受损肝组织中S1P升高的原因是其合成限速酶-鞘胺醇激酶1的表达上调、活性增强。同时阐述了此过程的分子机理和转录后调控机制，为后续研究奠定了基础。3.S1P参与肝损伤及纤维化的生物学基础(1)首次报道S1P信号轴参与肝脏病人或小鼠模型的与肝纤维化伴行的血管新生。阻断S1P信号轴，可抑制与肝纤维化伴行的血管新生，同时抑制肝纤维化生成。为防治肝损伤及纤维化提供了新策略。(2)首次发现受损肝组织中升高的S1P具有招募BMSC的功能，BMSC迁移至受损肝脏后参与肝纤维化。该过程具有普遍性。同时阐述了该过程的分子机理和转录后调控机制。更值得注意的是，我们首次证实肌成纤维细胞有BMSC这一重要来源，提示在BMSC应用于治疗肝硬化等疾病时应考虑其促进纤维化发生的潜能，具有重要的临床意义。(3)围绕BMSC转化为肌成纤维细胞过程，首次阐述了S1P信号轴的作用机制，并甄别出该机制在病人和小鼠模型中的差异。即S1P通过inside-out方式参与小鼠BMSC转化；而人BMSC转化则通过胞内新生成的S1P直接在胞内发挥作用。提示应慎重并合理使用从动物模型获得的数据。(4)首次证实S1P促进肝星状细胞迁移和活化。同时发现S1P信号轴在该过程中的自反馈调控机制，丰富了S1P信号轴在肝纤维化中的作用机理。本项目8篇代表性论文均为同一课题组在国内完成,包括J Hepatol等国际著名期刊，Google Scholar 总他引291次，SCI他引204次，被Nat Med,Nat Rev Drug Discov等顶级期刊或权威书籍引用，获得多位国际著名专家的高度评价。本研究兼具创新性、系统性等特色，为学科发展和人才培养做出了重要贡献。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李丽英 教授 首都医科大学 首都医科大学 是本项目的负责人，负责项目的总体设计，指导所有实验以及实验结果的总结和分析，负责论文的撰写和修改；对本项目所有重要科学发现均做出主要贡献，在8篇代表性论文中，均是唯一通讯作者；是支撑本项目的基金的负责人。 2 杨乐 副教授 首都医科大学 首都医科大学 参加实验，参与结果的分析和总结以及文章的撰写。是代表性论文1和4的第一或共同第一作者，对本项目重要科学发现1、2和3做出主要贡献。 3 常娜 副教授 首都医科大学 首都医科大学 参加实验，参与结果的分析和总结以及文章的撰写。是代表性论文5、6和7的第一或共同第一作者，对本项目重要科学发现2和3做出主要贡献，是支撑本项目的国家自然科学基金青年基金的负责人。 4 李长勇 副教授 武汉大学 首都医科大学 参加实验，参与结果的分析和总结以及文章的撰写。是代表性论文2和3的第一或共同第一作者，对本项目重要科学发现1、2和3做出主要贡献。 5 修磊 讲师 首都医科大学 首都医科大学 参加实验，参与结果的分析和总结以及文章的撰写。是代表性论文5的共同第一作者，对本项目重要科学发现3做出主要贡献。 6 杨琳 副高级 首都医科大学 首都医科大学 参加实验，参与结果的分析和总结。是代表性论文1-8的作者，对本项目所有重要科学发现均做出贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Sphingosine Kinase/Sphingosine 1-Phosphate (S1P)/S1P Receptor Axis is Involved in Liver Fibrosis-Associated Angiogenesis. / J Hepatol / Yang L, Yue S, Yang L, Liu X, Han Z, Zhang Y, Li L 2 Sphingosine 1-phosphate (S1P)/S1P receptors are involved in human liver fibrosis by action on hepatic myofibroblasts motility (Erratum in: J Hepatol. 2012 Mar;56(3):749.). / J Hepatol / Li C, Zheng S, You H, Liu X, Lin M, Yang L, Li L 3 Involvement of Sphingosine 1-Phosphate (S1P)/S1P3 Signaling in Cholestasis-Induced Liver Fibrosis. / Am J Pathol / Li C, Jiang X, Yang L,Liu X, Yue S, Li L 4 Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells Differentiate to Hepatic Myofibroblasts by Transforming Growth Factor-β1 via Sphingosine Kinase/Sphingosine 1-Phosphate (S1P)/S1P Receptors Axis. / Am J Pathol / Yang L, Chang N, Liu X, Han Z, Zhu T, Li C, Yang L, Li L 5 Intracellular Sphingosine 1-Phosphate Contributes to Collagen Expression of Hepatic Myofibroblasts in Human Liver Fibrosis Independent of Its Receptors. / Am J Pathol / Xiu L, Chang N, Yang L, Liu X, Yang L, Ge J, Li L 6 HuR mediates motility of human bone marrow-derived mesenchymal stem cells triggered by sphingosine 1-phosphate in liver fibrosis. / J Mol Med (Berl) / Chang N, Ge J, Xiu L, Zhao Z, Duan X, Tian L, Xie J, Yang L, Li L 7 Essential Roles of RNA-binding Protein HuR in Activation of Hepatic Stellate Cells Induced by Transforming Growth Factor-β1. / Sci Rep / Ge J, Chang N, Zhao Z, Tian L, Duan X, Yang L, Li L 8 Essential roles of sphingosine 1-phosphate receptor type 1 and 3 in human hepatic stellate cells motility and activation. / J Cell Physiol / Liu X, Yue S, Li C, Yang L, You H, Li L	自然奖	李丽英,杨乐,常娜,李长勇,修磊,杨琳	首都医科大学	北京市教育委员会
55	0024-101	光/电功能传感界面的构筑、性能研究与检测应用 项目名称 光/电功能传感界面的构筑、性能研究与检测应用 推荐/提名单位/人 北京师范大学 主要完成单位 北京师范大学 项目简介 构建能进行有效识别的功能性传感界面，揭示传感机制，实现对生物或环境体系目标物的准确检测，是涉及多学科的交叉热点和研究前沿。其中，基于界面（包括纳米探针界面）分子的简单作用机制并直接快速的响应方式是新型传感界面发展的关键，也是挑战。为此，该项目以构建作用机制简单，可控且易于功能化的光电传感界面（包括纳米探针传感界面）为核心，探索传感界面与分子/离子的弱相互作用，借助于理性设计与精准控制，获得了性能独特，且具有重要应用前景的传感界面。取得的重要科学发现包括：（一）依据发卡型DNA（Hairpin DNA）的结构特征，首次利用Hairpin DNA在电极上有序组装膜密度可控的DNA分子膜，解决了DNA有序组装和膜密度可控不能同时兼顾的难题。通过与目标DNA链在位杂化并与金属离子或蛋白质的有效键合，实现了对所有可能单碱基错配的电化学检测，解决了单一错配碱基检测的局限；通过调整DNA的碱基组成和碱基序列，利用DNA构型转化引起电化学信号的改变，对目标物的检测由单碱基错配过渡到重金属离子，拓宽了构建多功能电化学传感界面的方法，为DNA传感界面的纵深发展奠定了理论和实验基础。（二）针对常规生物传感器结构复杂且依赖设备检出的局限，本项目以开发构造简单的阵列式比色传感界面为突破口，借助催化显影反应，构造了几种结构简单、使用便捷的塑料基可视化DNA及抗体芯片。将适配体功能单元、探针构型变化及基片位阻效应融合于传感界面，首次创建了具有一步响应特征的“发夹式”可视化DNA芯片，实现了对不同靶标（DNA、蛋白质以及重金属离子）的高灵敏可视化检测。进一步创造性地开发出“多通道”比色生物芯片，实现了依据信号颜色及色泽深浅来判断靶标的种类及其含量的特别效果，为传感界面的功能化设计及实用化开辟了新的思路。（三）在上述传感界面的基础上，本项目尝试开发纳米探针传感界面。基于此，设计合成了高量子产率，生物兼容，光热稳定的荧光石墨烯量子点，通过调控石墨烯量子点本征碳骨架结构和表面官能团活性，选择性地识别细胞（包括肿瘤干细胞）中的离子, 细胞pH微环境和温度效应，开创了石墨烯量子点纳米传感界面用于干细胞成像，癌症诊断以及载药治疗领域的新局面。 本项目在国内外权威期刊总计发表SCI论文 99 篇，研究成果赢得了国内外同行的高度关注。根据科技部查新工作站 L18 检索（Web of Science TM）结果，所遴选 8 篇代表性论文总他引559 次，SCI 他引529次，单篇代表性论文SCI他引170次。授权发明专利6项，其中1项已转让。基于该项目基础性，系统性和原创性的研究工作，引起了化学/环境/生物领域国内外同行的广泛关注，受邀在Accounts of Chemical Research和Analytical Methods期刊上分别攥写题目为“Reading Disc-Based Bioassays with Standard Computer Drives”和“Graphene Quantum Dots as Smart Probes for Biosensing”的综述文章。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李晓宏 教授 北京师范大学 北京师范大学 项目负责人,是代表作1，2，3和4的通讯联系人,代表作5，6，7和8的合作作者，负责项目的总体设计和实施.在本项目中,利用发卡型DNA构建有序组装和密度可控的DNA单分子膜,解决了DNA有序组装和膜密度可控不能同时兼顾的问题，借力于DNA碱基组成和碱基序列的变化，拓宽了构建多功能电化学传感界面的方法，为DNA传感界面的纵深发展奠定了理论基础和实验依据。参与研制塑料基阵列芯片和光盘检测读出系统，实现了对不同靶标物的单色和双色可视化检测，为传感界面的功能化设计及实用化开辟了新思路；参与开发了基于石墨烯量子点的纳米传感界面，选择性地识别肿瘤干细胞中的离子，pH微环境和温度效应，开创了该纳米传感界面在细胞成像领域应用的新局面。 2 范楼珍 教授 北京师范大学 北京师范大学 作为项目主要完成人，是代表作6，7和8的通讯作者，旨在发展多功能纳米传感界面，用于细胞或活体体系中目标物的检测和跟踪。基于此，合成了高量子产率、生物兼容、光热稳定的荧光石墨烯量子点。通过调控量子点本征碳骨架结构和表面官能团活性（纳米界面功能化）,选择性地识别干细胞(包括肿瘤干细胞)中的离子，pH微环境和温度效应，开创了石墨烯量子点多功能传感界面应用于干细胞成像，癌症诊断和载药治疗领域的新局面。 3 李运超 教授 北京师范大学 北京师范大学 项目主要完成人,是代表作5的通讯作者。在本项目中，以开发构造简单的阵列式比色传感界面为突破口，借助催化显影反应，构造了传感结构简单，使用便捷的塑料基可视化DNA芯片及抗体芯片；特别是将适配体功能单元，探针构型变化及基片位阻效应融合于传感界面，首次创建了具有一步响应特征的，多通道的“发夹式”单色和双色可视化芯片，解决了常规传感器结构复杂且依赖检出设备的局限，为传感界面的功能化设计及实用化开辟了新思路。 4 方德彩 教授 北京师范大学 北京师范大学 作为主要完成人,是代表作6和7的完成人。在本项目中，结合实验结果，通过理论计算,解析荧光石墨烯量子点本征结构功能化和表面功能化的特征结构，以及与目标物的作用机制,为构建表面功能化的石墨烯量子点(功能纳米界面)提供理论指导，为合理设计和精准合成高性能的石墨烯量子点提供技术支撑，也是荧光石墨烯量子点在生物和环境检测领域深入应用的关键技术。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Multicolor fluorescent graphene quantum dots colorimetrically responsive to all-pH and a wide temperature range/NANOSCALE/Yuan, Fanglong; Ding, Ling; Li, Yunchao; et al 2 Unlabeled hairpin-DNA probe for the detection of single-nucleotide mismatches by electrochemical impedance spectroscopy/ANALYTICAL CHEMISTRY/Wang, Ying; Li, Congjuan; Li, Xiaohong; et al 3 Unlabeled Hairpin DNA probe for Electrochemical Detection of Single-Nucleotide Mismatches Based on MutS-DNA Interactions/ANALYTICAL CHEMISTRY/Gong, He; Zhong, Tianying; Gao, Lan; et al 4 Pb2+ induced DNA conformational switch from hairpin to G-quadruplex:electrochemical detection of Pb2+/ANALYTICAL CHEMISTRY/Lin, Zhenzhen; Li, Xiaohong; Kraatz, Heinz-Bernhard 5 Impedimetric Immobilized DNA-Based Sensor for Simultaneous Detection of Pb2+,Ag+,and Hg2+/ANALYST/Lin, Zhenzhen; Chen, Yue; Li, Xiaohong; et al 6 DNA Molecular Beacon-Based Plastic Biochip: A Versatile and Sensitive Scanometric Detection Platform/ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES/Shi, Xiaoli; Wen, Jing; Li, Yunchao; et al 7 Surrounding media sensitive photoluminescence of boron-doped graphene quantum dots for highly fluorescent dyed crystals,chemical sensing and bioimaging/CARBON/Fan, Zetan; Li, Yunchao; Li, Xiaohong; et al 8 Rhodamine-Functionalized Graphene Quantum Dots for detection of Fe3+ in Cancer Stem Cells/ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES/Guo, Ruihua; Zhou, Shixin; Li, Yunchao; et al	自然奖	李晓宏,范楼珍,李运超,方德彩	北京师范大学	北京师范大学
56	0024-102	关于带移民分枝过程的研究 项目名称 关于带移民分枝过程的研究 推荐/提名单位/人 北京师范大学 主要完成单位 北京师范大学,南开大学,中国人民大学 项目简介 连续状态分枝过程是大规模复杂系统随机演化的数学模型，测度值分枝过程是其无穷维形式，带移民分枝过程描述开放群体的演化，考虑了外部作用的影响，有更广泛的适用性。本项目在理论、工具和应用层面上研究了带移民分枝过程领域的关键性问题，项目的重要科学发现分为三个方面：(1) 发现了斜卷积方程，提出了“斜卷积半群”的概念，给出了随机移民结构的数学表达，证明了斜卷积半群与无穷可分概率进入率的1-1对应，并通过一个Levy-Khintchine型公式给出了后者的完整表示，在此基础上发展了测度值移民过程的系统理论，揭示了很多前所未知的移民结构和现象。将斜卷积半群方法应用于OU型过程和仿射马氏过程等相关领域的研究，导致了关键性问题的解决。被国际同行认为发展了基于斜卷积半群的“一套理论”(a theory)，代表性专著被称为测度值分枝过程领域今后发展的“极好的平台和参考”(serve excellently as a platform and reference)，基于斜卷积半群的理论被认为是专著的“独有特色”(peculiar feature)和“创新”(novelty)。(2)建立了多个连续状态带移民分枝过程的随机方程，给出了过程轨道的直接构造方法，并构造了相应的随机测度流。研究了由无穷维时空噪声驱动的非负随机过程的随机积分方程，证明了其强解的存在唯一性和比较性质。建立了由测度值轨道空间上的普瓦松噪声驱动的随机积分方程，构造了具有相依移民的测度值分枝过程。这些方程被认为是相关研究的“有力的工具”(strong tool, powerful tools)，国际知名学者在专著中将项目建立的一个方程命名为“Dawson-Li随机微分方程”(Dawson-Li SDE)，用整章篇幅进行了讨论。(3) 通过随机微分方程的强解构造了稳定CIR模型，证明了模型的强Feller性、强混合性和指数遍历性。证明了其参数估计量的中心极限定理，得到了估计量到准确值的收敛速度，为模型的应用奠定了理论基础。关于强Feller性的证明方法被国际同行称为“优美的耦合方法”(elegant coupling argument)。第1完成人2012年当选为数理统计学会会士(IMS Fellow, 美国)，该学会给出的当选理由是“对测度值分枝马氏过程理论突出的和原创性的贡献；在中国卓越的职业服务”(outstanding and original contributions; excellence in service to the profession)。应邀在国际学术会议上作报告90余次，其中包括国际Bernoulli学会主办的系列国际会议“Conference on Stochastic Processes and Their Applications”第31届会议(法国巴黎, 2006年7月)上的1小时大会邀请报告。现任专著丛书《De Gruyter Studies in Mathematics》等编委、研究刊物《Stochastic Processes and Their Applications》等编委。本项目8篇部代表性论著被他人引用264次，其中SCI他引229次，单篇最高SCI他引99次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李增沪 教授 北京师范大学 北京师范大学 李增沪为项目研究的设计者和实施的组织者，对所有代表性论著均做出了实质性贡献，对三方面重要科学发现的具体实质性贡献如下：(1)斜卷积方程的发现和“斜卷积半群”概念的提出；斜卷积半群在移民过程、广义Mehler 半群和OU型过程中的应用；非正则OU型过程轨道的构造；斜卷积半群在仿射过程中的应用和一阶矩条件下正则性问题的解决。(2)连续状态分枝过程的随机方程的建立；非负随机过程的随机方程及其强解的存在唯一性和比较性质的证明；鞅问题方法和随机测度流的构造；由Levy噪声驱动的随机方程的非负解的存在唯一性。(3)稳定CIR模型的构造、参数的统计估计、强Feller性、强混合性和指数遍历性的证明。 2 马春华 副教授 南开大学 南开大学 马春华为代表性论文[8]的通讯作者，该论文是项目重要科学发现(3)的主要载体。论文利用马氏耦合证明了稳定CIR模型的强Feller性、强混合性和指数遍历性，在此基础上给出了稳定CIR模型主要参数的统计估计，并证明了估计量的的极限定理，从而得到了其渐进收敛速度。在该项研究中，马春华对稳定CIR模型参数的最小二乘估计量的确立、估计量的极限定理的证明、若干相关随机点过程的极限性质的证明做出了实质性贡献。 3 傅宗飞 副教授 中国人民大学 中国人民大学 傅宗飞为代表性论文[7]的第1作者。该论文是项目重要科学发现(2)的载体之一，也是重要科学发现(3)的主要基础。论文研究了Levy噪声过程驱动的随机微分方程的非负解与一类鞅问题的等价关系，得到了强解的存在唯一性，利用强解给出了包括稳定CIR模型在内的非负随机过程的构造。在该项研究中，傅宗飞在解的矩估计、存在唯一性的证明和非负随机过程的构造中做出了实质性贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Measure-Valued Branching Markov Processes / Springer / Z.Li 2 Immigration structures associated with Dawson-Watanabe superprocesses / Stochastic Processes and their Applications / Z.Li 3 Path-valued branching processes and nonlocal branching superprocesses / The Annals of Probability / Z.Li 4 Skew convolution semigroups and affine Markov processes / The Annals of Probability / D.Dawson; Z.Li 5 Stochastic equations, flows and measure-valued processes / The Annals of Probability / D.Dawson; Z.Li 6 Construction of immigration superprocesses with dependent spatial motion from one-dimensional excursions / Probability Theory and Related Fields / D.Dawson; Z.Li 7 Stochastic equations of non-negative processes with jumps / Stochastic Processes and their Applications / Z.Fu; Z.Li 8 Asymptotic properties of estimators in a stable Cox-Ingersoll-Ross model / Stochastic Processes and their Applications / Z.Li; C.Ma	自然奖	李增沪,马春华,傅宗飞	北京师范大学,南开大学,中国人民大学	北京师范大学
57	0024-104	发展和应用先进数值方法与有限尺寸标度理论研究晶格模型的相变 项目名称 发展和应用先进数值方法与有限尺寸标度理论研究晶格模型的相变 推荐/提名单位/人 北京师范大学 主要完成单位 北京师范大学 项目简介 相变与临界现象在自然界普遍存在，也是人们发现和制备新型材料的重要渠道。对相变的研究已从热相变拓展到量子相变。晶格模型从微观角度出发，按照统计物理基本原理描述相变，对其研究是认识相变的重要方式。解析求解是获得相变性质的重要途径，然而能够严格求解的模型不多；场论方法虽然离开具体的模型，但可以从低能角度解析地提供模型相变的特征。数值方法可以直接获得模型的相变性质，验证解析计算的结论，与严格解和场论方法等解析方法相互促进，弥补彼此的不足，在晶格模型相变的研究中占据了重要地位。然而数值方法面临诸如临界慢化、指数墙之类的困难，因此发展并应用先进的数值方法非常重要。另外，将有限尺寸的数值结果外推到热力学极限，需要有限尺寸标度理论，其在新奇量子相变问题中也面临新的挑战。本项目通过发展和应用先进的数值方法与有限尺寸标度理论，对多种晶格模型的相变进行了深入研究，取得了一批具有国际领先水平的成果，主要内容如下：（一）发展新的数值方法，提出新的有限尺寸标度理论，研究新奇量子相变与发现新奇量子相（1）超越传统的朗道范式的解禁闭相变机制是近年来研究热点，其核心是具有分数量子数的准粒子的禁闭与解禁闭。然而，大量的研究发现实现该机制的晶格模型都存在“标度违背”困难，这引发了很大的学术争议。我们的论文【代表作1】采用先进的基于价键基矢的量子投影蒙特卡洛模拟直接观察到分数激发粒子的解禁闭行为，这是对解禁闭理论的直接支持。更为重要的是，我们发展了一个新的两尺度有限尺寸标度理论，并在数值上证实这一理论，从而彻底解决了“标度违背”问题。（2）我们利用先进的量子蒙特卡洛方法，模拟了二维无序玻色-哈巴德模型，发现了反常的不可压缩量子玻璃态这一新奇量子态【代表作3】。（二）发展键传播方法并成功应用于开放边界伊辛模型和浸润相变的研究（1）我们用有边界场的伊辛模型研究浸润相变。当提高边界上自旋耦合时，过去的数值模拟与相变标度理论的预期矛盾。我们通过严格解析解表明标度理论是对的，并发现了通常的数值模拟无法到达的临界温区【代表作2】。（2）利用键传播算法，我们在国际上第一个解决了完全开放边界的二维伊辛模型的计算，高精度地计算了大尺寸开边界条件的二维伊辛模型的自由能。利用有限尺寸标度，我们证实了共形场理论给出的完全开放边界效应，并发现理论中没有的发散项【代表作6】。（三）发展先进的数值转移矩阵方法探索新的相变以及精确确定相变的性质 在精确数值结果的支撑下，我们得到了三临界O(n)模型普适性质的解析表达【代表作4】。我们还发现了蜂巢晶格上O(n)模型在分量数大于2时会发生相变，并确定了该相变的普适类，这是对过去理论的突破【代表作5】。我们还以国际上最高精度确定了硬核格气的相变点【代表作7】以及一系列复杂晶格上Potts模型的相变性质【代表作8】。代表作包括1篇Science, 4篇Phys.Rev.Lett.，3篇Phys.Rev.E.，已被SCI他引114次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 郭文安 教授 北京师范大学 北京师范大学 项目负责人。代表性论文1、3的共同通讯作者，代表性论文4、5、7的第一作者，代表性论文6、8的通讯作者。郭文安提出（或共同提出）相关论文的研究设想，完成（或参与完成）了相关算法与理论的发展、实际计算与论文写作。 2 邵慧 讲师 北京师范大学 北京师范大学 本项目中“发展新的数值方法，提出新的有限尺寸标度理论研究新奇量子相变及发现新奇量子相”部分主要完成人之一，代表性论文1的第一作者。在该项工作中，邵慧发展了新的模拟算法，完成了实际模拟工作，发现了奇异的标度性质。其发展的畴壁标度行为模拟方法对研究工作的完成至关重要。 3 吴新天 副教授 北京师范大学 北京师范大学 本项目中“发展键传播方法并成功应用于开放边界Ising模型和浸润相变的研究”部分的主要完成人。代表性论文2，6的第一作者。吴新天实现并发展了开放边界上Ising模型的键传播算法，提出相关的研究设想，并首次将该算法应用到问题的研究中，完成了主要的数值计算、理论分析和论文写作。 4 丁成祥 副教授 安徽工业大学 北京师范大学 本项目中“发展先进的数值转移矩阵方法探索新的相变以及精确确定相变的性质”部分的主要完成人，代表性论文8的第一作者。在该项工作中，丁成祥创造了高效而巧妙的转移矩阵构建方法，使得复杂晶格上的高精度转移矩阵计算得以完成。 5 王艳成 讲师 中国矿业大学 北京师范大学 本项目中“发展新的数值方法，提出新的有限尺寸标度理论研究新奇量子相变与发现新奇量子相”部分主要完成人之一，代表性论文3的第一作者。在该项工作中，王艳成发展了非常精致的模拟算法和创新的数据分析方法，完成了实际模拟工作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Phase Transition in the n>2 Honeycomb O(n) Model/Physics Review Letters/郭文安，H.W.J.Blote,伍法岳 2 Finite-size behavior of the critical Ising model on a rectangle with free boundaries/Physics Review E/吴新天，N.Izmailian,郭文安 3 Finite-size analysis of the hard-square lattice gas/Physics Review E/郭文安，H.W.J.Blote 4 Critical frontier of the Potts and percolation models on triangular-type and kagome-type lattices. II. Numerical analysis/Physics Review E/丁成祥，付喆，郭文安，伍法岳 5 Quantum criticality with two length scales/Science/邵慧，郭文安，A.W.Sandvik 6 Apparent First-Order Wetting and Anomalous Scaling in the Two-Dimensional Ising Model/Physics Review Letters/吴新天，D.Abraham, J.Indekeu 7 Anomalous Quantum Glass of Bosons in a Random Potential in Two Dimensions/Physics Review Letters/王艳成，郭文安，A.W.Sandvik 8 Exact Characterization of O(n) Tricriticality in Two Dimensions/Physics Review Letters/郭文安，B.Nienhuis, H.W.J.Blote	自然奖	郭文安,邵慧,吴新天,丁成祥,王艳成	北京师范大学	北京师范大学
58	0024-107	复杂系统重构、预测和调控理论与方法 项目名称 复杂系统重构、预测和调控理论与方法 推荐/提名单位/人 北京师范大学 主要完成单位 北京师范大学 项目简介 自然和人类社会由各种远离平衡态的开放复杂系统构成，其整体大于部分之和等特性超越了还原论的适用范围，对各领域学者提出了艰巨的挑战。该项目充分发挥学科交叉优势，融合了统计物理、系统科学、信息科学、神经科学和行为经济学中的前沿理论方法，建立了同时解决复杂系统反问题和正问题的重构、预测和调控的一般性理论框架，克服了还原论的局限，解决了认知神经和行为科学领域中与记忆相关的若干复杂系统前沿问题，推动了物理与其它学科的交叉，揭示了复杂系统的本质特征和动力学机理。主要科学发现如下：（1）在复杂系统重构方面，提出了基于压缩感知理论，通过少量数据重构复杂系统的一般性方法，其数据量需求远低于奈奎斯特频率的采样方式，克服了传统方法的大量数据需求和极高的求解复杂度，实现了对系统动力学和结构的准确重构，为从数据出发解决复杂系统的反问题提供了方法和理论基础。KPZ 方程和争当少数者博弈的提出者Y C Zhang教授评价：“建立了复杂系统重构的普适框架”、“是理解和管理群体动力学的基础”，“解决了艰巨的挑战”；IEEE Fellow X F Wang教授评价：“建立了基于压缩感知理论的新颖框架”，“解决了基本问题”，“开辟了新的途径”。（2）将复杂系统重构方法应用于认知神经科学和行为领域，研究了视觉工作记忆的神经机制，提出了调和长期争论的“插槽假设”和“资源分配假设”的神经网络模型；提出了有限记忆容量促进亲社会行为的群体演化模型；揭示了有限记忆驱动社会空间网络演化的内在机理。该系列研究自下而上解决了从神经基础到群体行为建模和预测的正问题，得到J Neurosci期刊专文评述：“模型令人印象深刻”，“推动了领域的进步”；欧洲科学院院士M Perc教授评价：课题组发现了“引人注目的多策略非单调共存显现”，“非常有价值”，“对于公共合作非常重要”。（3）在预测的基础上，提出了基于相互作用结构和强度的复杂网络系统严格调控定理，克服了结构控制理论的缺陷，拓展了经典控制理论；提出最小结构微扰法，实现了任意复杂网络系统的最优控制。无标度网络的发现者，玻尔兹曼奖获得者A-L Barabasi教授在其发表于Rev Mod Phys文章中用4页、3张图和1张表格详细介绍了课题组提出的严格调控理论；在其发表于Nat Phys等文章中采用了课题组的特征值几何重数定理，作为其研究的基础。8篇代表性论文发表于物理权威期刊Phys Rev Lett、Phys Rev X，综合类权威期刊Nature Commun和神经科学权威期刊J Neurosci等，SCI他引631次，总他引792次；得到美国、欧洲、德国科学院院士等学者的广泛引用和正面评价。第一完成人连续五年入选Elsevier物理与天文领域中国高被引科学家、主持国家自然科学基金重点项目、获得教育部自然科学一等奖、入选青年千人计划；一位完成人为国务院学位委员会系统科学学科评议组召集人。以项目完成人为骨干的系统科学学科为全国唯一的系统科学重点学科，并入选教育部“双一流”建设学科。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王文旭 教授 北京师范大学 北京师范大学 5篇代表作的通讯作者，2篇代表作的第一作者，对三个科学发现点均做出了重要贡献，主要负责复杂系统重构、建模和控制。内容包括：提出基于压缩感知理论重构复杂系统相互作用结构和动力学方程的一般方法；提出了有限记忆容量建模群体亲社会行为的动力学演化模型；提出了调控复杂网络系统动力学的严格调控理论和基于最小结构微扰实现全局最优控制的优化方法。出版专著1部。[见附件：代表性论文1、2、3、5、7、8，专著证明] 2 狄增如 教授 北京师范大学 北京师范大学 代表作6的通讯作者，代表作1、3、7的作者之一，是本项目团队的核心组织者之一，对三个科学发现点均有贡献，负责项目中的复杂网络重构和结构演化研究。[见附件：代表性论文1、3、6、7] 3 王大辉 教授 北京师范大学 北京师范大学 代表作4的通讯作者，对第二个科学发现点做出了重要贡献。内容包括：建立了刻画视觉工作记忆的神经网络模型，揭示了工作记忆神经编码机制，调和了心理学和认知神经科学领域中的关于工作记忆的两种矛盾的假说。[见附件：代表性论文4] 4 樊瑛 教授 北京师范大学 北京师范大学 代表作1的作者之一，并且参与其他2篇代表作的研究，是本项目团队的核心组织者之一，对第一个科学发现点做出贡献。主要负责项目中的复杂系统建模和重构。[见附件：代表性论文1] 5 胡延庆 副教授 中山大学 北京师范大学 代表作6的第一作者，对第二个科学发现点做出重要贡献。内容包括：提出有限记忆资源下，社交多样性驱动的社会结构优化模型，揭示了社会网络上的信息可导航性和空间网络标度率的内在机理。[见附件：代表性论文6] 6 袁正中 副教授 闽南师范大学 北京师范大学 代表作7的第一作者，对第三个科学发现点做出贡献。主要负责复杂网络严格调控定理的证明和关键节点鉴别算法等。[见附件：代表性论文7] 7 沈哲思 助理研究员 中国科学院文献情报中心 北京师范大学 代表作1的第一作者，代表作3的第二作者，对第一个科学发现点做出贡献。主要负责通过二元数据重构传播网络、传播动力学和溯源。[见附件：代表性论文1、3] 8 韩晓 中级 University of California 北京师范大学 代表作3的第一作者，对第一个科学发现点做出重要贡献；主要负责复杂系统的重构理论与方法，提出了基于压缩感知理论重构复杂系统的一般方法。[见附件：代表性论文3] 9 魏子强 中级 Janlie Research Campus, HHMI 北京师范大学 代表作4的第一作者，对第二个科学发现点做出重要贡献。内容包括：研究了刻画视觉工作记忆的神经网络模型，通过计算机仿真揭示了工作记忆神经编码机制。[见附件：代表性论文4] 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Reconstructing propagation networks with natural diversity and identifying hidden sources/ Nature Communications/ Shen Z., Wang W.-X., Fan Y., Di Z., Lai Y.-C. 2 Network reconstruction based on evolutionary-game data via compressive sensing/ Physical Review X/ Wang W.-X., Lai Y.-C., Grebogi C., Ye J. 3 Robust reconstruction of complex networks from sparse data/ Physical Review Letters/ Han X., Shen Z., Wang W.-X., Di Z. 4 From distributed resources to limited slots in multiple-item working memory: a spiking network model with normalization/ Journal of Neuroscience/ Wei Z., Wang X.-J., Wang D.-H. 5 Memory-based snowdrift game on networks/ Physical Review E/ Wang W.-X., Ren J., Chen G., Wang B.-H. 6 Possible origin of efficient navigation in small worlds/ Physical Review Letters/ Hu Y., Wang Y., Li D., Havlin S., Di Z. 7 Exact controllability of complex networks/ Nature Communications/ Yuan Z., Zhao C., Di Z., Wang W.-X., Lai Y.-C. 8 Optimizing controllability of complex networks by minimum structural perturbations/ Physical Review E/ Wang W.-X., Ni X., Lai Y.-C, Grebogi C.	自然奖	王文旭,狄增如,王大辉,樊瑛,胡延庆,袁正中,沈哲思,韩晓,魏子强	北京师范大学	北京师范大学
59	0024-110	有效学习的认知神经机制 项目名称 有效学习的认知神经机制 推荐/提名单位/人 北京师范大学 主要完成单位 北京师范大学,北京大学 项目简介 大脑具有各种各样的学习能力，使得个体能够不断获取新的知识和技能，这一能力关系到个体的生存和发展。什么样的学习方式最有效？有效学习对应什么样的大脑活动规律和加工机制？不同类型的学习是否共享底层的规律和机制？如何才能使学习的效果发生迁移（即举一反三）？阐明这些认知神经科学的前沿问题不仅有助于我们深入理解大脑这一高度智能化的复杂系统，而且对于提高人的学习能力至关重要。本系列研究成果正是以此为切入点，在科技部973项目（2014CB846100）、国家自然科学基金重点项目（31130025、31230030）和杰出青年科学基金（31125014）等项目的支持下，通过团队成员之间的互补合作，结合人的心理物理测量、功能磁共振成像、脑电事件相关电位、经颅磁直流电刺激以及清醒猴电生理记录等多种研究手段，从有效学习的神经激活模式、高级和低级脑区在学习中的协同作用、学习的特异性和迁移性机理等方面，深入系统地揭示了有效学习的规律和机制，取得了3个方面的重要发现。（1）在全脑和脑区层面发现，额顶叶皮层介导的神经激活模式一致性是有效学习的关键机制。以正常人为受试者，通过描记与输入信息编码和存储相关的脑区活动，我们发现神经活动模式在多次重复学习记忆中的一致性程度高低与学习效果的好坏直接相关。这种神经激活模式的一致性同时表现在时间和空间上，并且受到额顶高级脑区的调控。干预前额叶的活动可以提高相关脑区活动的一致性并提高记忆的效果。（2）在神经元层面发现，神经元集群激活模式的优化是有效学习编码的底层机制。以猕猴为动物模型，我们发现在对输入信息进行编码的过程中，反复训练可以改变神经元集群的时空反应模式，导致任务相关的信号逐渐增强、无关的信号被去除。这种神经元集群反应模式的优化程度与学习效果密切相关，并且低级皮层激活模式的优化依赖于高级皮层的反馈调控。（3）在学习的迁移性方面发现，学习效果的迁移依赖于高级和低级脑区的协同加工。通过创新性的心理物理实验范式，我们发现简单的视觉学习与高级的认知概念学习具有共享的规律和机制，而且通过特定的训练范式来促进自上而下的认知调控信号与自下而上的输入信号之间的相互作用，可以使学习的效果迁移到没有训练过的条件。这些从不同角度和层面开展的系列研究工作取得了高度一致的结果，表明不同类型的有效学习都是通过促进相关脑区之间的交互作用来优化神经激活模式，从而优化大脑对任务相关信息的抽提、编码、存储和读取等过程，而且通过行为或神经活动的干预可以促进有利于学习产生和迁移的神经活动模式。本项目的8篇代表性论文发表在Nature Neuroscience、Neuron、Current Biology、eLife、Cerebral Cortex、Journal of Neuroscience、NeuroImage等期刊上，其中一些成果得到了国际同行的专文评价，项目完成人还受Trends in Cognitive Sciences和Annual Review of Vision Science等综述期刊的邀请，就这些重要发现撰写了综述。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李武 教授 北京师范大学 北京师范大学 以清醒猕猴为动物模型，采用微电极阵列记录，本人领导的研究组发现，在视觉学习过程中视皮层神经元集群会产生特定的激活模式：编码任务相关信息的神经元其激活强度随训练而增强，而对无关信号反应的神经元逐渐被抑制。这种神经元集群编码的优化程度与学习效果密切相关（重要科学发现2，代表性论文3，通讯作者）。此外，低级皮层激活模式的优化依赖于高级皮层的反馈调控；前馈和反馈的协同作用使得输入信号中携带更多与任务相关的信息（重要科学发现2，代表性论文4，通讯作者）。这些研究从神经元层面上揭示了有效学习的机制。本人还与余聪和宋艳课题组合作，揭示了学习迁移性的规律（重要科学发现3，代表性论文5，7）。 2 薛贵 教授 北京师范大学 北京师范大学 基于人类被试，通过结合功能磁共振成像（fMRI）和脑电事件相关电位（ERP），本人领导的课题组发现，在陈述性学习任务中，记忆效果的好坏取决于相关脑区在重复学习过程中激活模式的时空一致性高低，并且这种激活模式一致性程度受到额顶皮层的调控（重要科学发现1，代表性论文1，第一及通讯作者）。我们还发现，利用经颅直流电刺激（tDCS）的方法对额顶皮层进行干预可以提高其它相关脑区激活模式的一致性，并同时提高学习记忆的效果（重要科学发现1，代表性论文2，通讯作者）。这些研究给出了有效学习的普适机制，可以为发展无损干预的方法来提高学习记忆的效果提供理论指导。 3 余聪 教授 北京大学 北京大学 通过创新性的研究理念和心理物理实验范式，本人对知觉学习的一些基本理论问题和重要现象进行了一系列的研究。在本项目中，和李武教授合作的研究证明知觉学习可以在不同物理刺激之间完全迁移，其机理不仅仅是发生在人类认知加工的低级感觉阶段，而是涉及一个非常高级的概念学习过程（重要科学发现3，代表性论文5，并列通讯作者）。本人的课题组还证明知觉学习的特异性不是学习（训练）导致的，而是未训练条件的刺激不足，这样高级的规则学习和未训练条件的感觉输入之间缺少功能连接，导致学习产生特异性（重要科学发现3，代表性论文6，通讯作者）。 这些研究结果挑战了知觉学习的主流理论并在相当程度上影响了整个知觉学习领域的发展态势。 4 宋艳 教授 北京师范大学 北京师范大学 本人领导的课题组通过在受试者进行视觉任务学习过程中，记录脑电事件相关电位，发现学习的效果与参与反馈调控以及执行功能控制的前额叶电活动强度（anterior P160–350成分）高度相关。这一结果证明了前额叶的反馈调控即使在简单的感知觉任务学习中也是至关重要的，而且高级认知脑区的调控功能在学习过程中也发生变化（重要科学发现3，代表性论文7，通讯作者）。 5 阎崟 讲师 北京师范大学 北京师范大学 本人参与了李武课题组的研究，发表了成果Perceptual training continuously refines neuronal population codes in primary visual cortex（重要科学发现2，代表性论文3，并列第一作者）和Incremental integration of global contours through interplay between visual cortical areas（重要科学发现2，代表性论文4，并列第一作者）；此外，作为第三作者还参与了成果Modulation of neuronal responses by exogenous attention in macaque primary visual cortex的工作（重要科学发现3，代表性论文8，第三作者）。 6 张俊云 副教授 北京大学 北京大学 本人作为共同第一作者参与了成果Perceptual learning at a conceptual level的工作（重要科学发现3，代表性论文5），作为第二作者参与了成果Bottom-up and top-down influences at untrained conditions determine perceptual learning specificity and transfer的工作（重要科学发现3，代表性论文6）。 7 王蕊 助理研究员 中国科学院心理研究所 北京师范大学 本人作为第一作者参与了成果Perceptual learning at a conceptual level的工作（重要科学发现3，代表性论文5）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Complementary Role of Frontoparietal Activity and Cortical Pattern Similarity in Successful Episodic Memory Encoding/Cerebral Cortex/Xue, G., Q. Dong, C. S. Chen, Z. L. Lu, J. A. Mumford and R. A. Poldrack 2 Spatiotemporal Neural Pattern Similarity Supports Episodic Memory/Current Biology/ Lu, Y., C. M. Wang, C. S. Chen and G. Xue 3 Perceptual training continuously refines neuronal population codes in primary visual cortex/Nature Neuroscience/ Yan, Y., M. J. Rasch, M. Chen, X. Xiang, M. Huang, S. Wu and W. Li 4 Incremental integration of global contours through interplay between visual cortical areas/Neuron/ Chen, M., Y. Yan, X. Gong, C. D. Gilbert, H. Liang and W. Li 5 Perceptual Learning at a Conceptual Level/Journal of Neuroscience/ Wang, R., J. Wang, J.-Y. Zhang, X.-Y. Xie, Y.-X. Yang, S.-H. Luo, C. Yu and W. Li 6 Bottom-up and top-down influences at untrained conditions determine perceptual learning specificity and transfer/eLife/ Xiong, Y.-Z., J.-Y. Zhang and C. Yu 7 Predicting perceptual learning from higher-order cortical processing/Neuroimage/Wang, F., J. Huang, Y. Lv, X. Ma, B. Yang, E. Wang, B. Du, W. Li and Y. Song 8 Modulation of neuronal responses by exogenous attention in macaque primary visual cortex/Journal of Neuroscience/ Wang, F., M. Chen, Y. Yan, L. Zhaoping and W. Li	自然奖	李武,薛贵,余聪,宋艳,阎崟,张俊云,王蕊	北京师范大学,北京大学	北京师范大学
60	0024-112	具有独特微观结构和优异力学性能水凝胶的制备新方法 项目名称 具有独特微观结构和优异力学性能水凝胶的制备新方法 推荐/提名单位/人 北京师范大学 主要完成单位 北京师范大学 项目简介 该项目属于化学科学中高分子化学与物理的功能高分子研究领域。水凝胶是一类典型的软、湿材料。但是，普通的合成高分子凝胶的力学性能通常极差，这极大地限制了其在人工肌肉、软机械、致动器、组织工程和柔性电子器件等方面的应用。近年来关于高机械强度水凝胶的研究已成为一个热点。制备具有优异力学性能水凝胶的核心和重要挑战是如何设计、制备独特的微观（交联）结构并赋予其有效的能量分散机制。为此，该项目开发了多种创新性强、简便、通用的制备具有新颖微观结构凝胶的方法，所得凝胶的多项力学性能指标处于领先水平。研究成果为高机械强度水凝胶的设计、制备和应用提供了理论与技术基础。主要科学发现点包括：1） 开发了基于多官能度引发和交联中心(PFICC)制备高机械强度凝胶的方法。以过氧化的大分子微球和氧化石墨烯等作为PFICC，制备了大分子微球复合(MMC)凝胶和氧化石墨烯(GO)纳米复合凝胶等具有非常优异力学性能的水凝胶。美国科学院院士哈佛大学锁志刚教授等在Nature发表的文章以及日本北海道大学龚剑萍教授在其发表在Nat. Mater.的文章中引用的几种典型高强度凝胶中就包括了MMC凝胶，龚剑萍教授还说“MMC凝胶受到了更多的关注”，法国Creton教授说“这一策略已被应用和广泛地研究”。美国国家工程院和医学科学院院士Nicolas A. Peppas等对GO复合凝胶的制备方法、性能等作了详细介绍。2） 开发了完全依赖聚合物之间强的、类似化学交联的协同氢键作用制备高强度水凝胶的方法。所得水凝胶表现出高的拉伸强度（1.20 MPa）和极高的伸长率（高达4200％）。还制备了一种基于强、弱氢键物理交联的形状记忆凝胶。Sastry等在Chem. Rev.的文章和刘文广教授等在Prog. Polym. Sci.的综述文章都对这些工作进行了详细介绍。3） 对海蜇中胶层的微观结构和性能进行了研究，在海蜇中引入合成凝胶，得到了具有优异力学性能的复合凝胶。Schmidt等评价说“这一概念及其结果可能产生关于微观结构对高强水凝胶设计的影响方面的新知识。”采用定向冷冻-解冻法和自己开发的定向冷冻辐射聚合（交联）法和定向冷冻氧化还原引发聚合法，制备了多种在微观结构和力学性能、溶胀性能等方面均表现出显著的各向异性的仿生高强度水凝胶。4） 开发了离子转移印花（ITP）技术制备了具有复杂和可控变形的水凝胶及多种制备具有环境响应性和其他功能性的高强度凝胶的方法。该项目在Adv. Mater.，Adv. Funct. Mater.，ACS Nano，ACS Appl. Mater. Interfaces, Macromolecules等期刊上发表SCI论文32篇。8篇代表性论文SCI他引784次，被Nature，Nat. Mater.，Prog. Polym. Sci., Chem. Soc. Rev.等权威期刊重点评述并高度评价。为“Handbook of Biomimetics and Bioinspiration”一书撰写“Jellyfish Inspired Hybrid Hydrogels”一章。授权专利5项。多次应邀在国际、国内学术会议上做大会报告和邀请报告。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 汪辉亮 教授 北京师范大学 北京师范大学 项目负责人，提出本项目所涉及的所有研究成果的关键学术思想和主要实验方案，负责组织和指导研究，参与了部分实验，撰写或修改定稿了所有的论文和专利文书，对所有发现点1到4都做出了创造性贡献，是8篇代表性论文的通讯作者。 2 贺昌城 副教授 北京师范大学 北京师范大学 项目重要参与人，参与水凝胶材料的结构设计与合成制备的配方与工艺设计，指导部分研究生进行凝胶材料制备及结构表征与性能测试，参与研究论文的撰写与修改等。对代表性论文2、3、4、7有重要贡献。 3 黄庭 高级工程师 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院 北京师范大学 制备了具有均匀微观结构和优异力学性能的大分子微球复合(MMC)凝胶。对发现点1做出了实质性贡献。代表性论文1的第一作者。 4 刘佳奇 讲师 首都师范大学 北京师范大学 通过辐射化学方法实现了石墨烯(GO)的过氧化，并利用过氧化石墨烯为引发和交联中心，制备了高机械强度的GO纳米复合水凝胶，并发现了这种凝胶的自愈性能。对发现点1做出了实质性贡献。代表性论文2、3的第一作者。 5 张林 其他 营口理工学院 北京师范大学 采用自制定向冷冻装置通过定向冷冻-解冻方法制备了具有规则取向孔洞结构的聚乙烯醇(PVA)水凝胶。对发现点3做出了实质性贡献。代表性论文7的第一作者。 6 陈亚男 其他 北京师范大学 北京师范大学 利用强弱两种氢键作用，用聚乙烯醇（PVA）和单宁酸（TA）制备了一种具有优异力学性能和形状记忆行为的高强度凝胶。还以海蜇凝胶作为基底制备具有催化活性的金属或者金属氧化物纳米粒子复合凝胶。对发现点2、3有重要贡献。代表性论文5的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A novel hydrogel with high mechanical strength: A macromolecular microsphere composite hydrogel. Advanced Materials. Huang, T.; Xu, H.; Jiao, K.; Zhu, L.; Brown, H. R.; Wang, H. 2 Synthesis of Graphene Peroxide and Its Application in Fabricating Super Extensible and Highly Resilient Nanocomposite Hydrogels. Acs Nano. Liu, J.; Chen, C.; He, C.; Zhao, L.; Yang, X.; Wang, H. 3 Self-Healing in Tough Graphene Oxide Composite Hydrogels. Macromolecular Rapid Communications. Liu, J.; Song, G.; He, C.; Wang, H. 4 Facile Fabrication of Tough Hydrogels Physically Cross-Linked by Strong Cooperative Hydrogen Bonding. Macromolecules. Song, G.; Zhang, L.; He, C.; Fang, D.-C.; Whitten, P. G.; Wang, H. 5 Poly(vinyl alcohol)-Tannic Acid Hydrogels with Excellent Mechanical Properties and Shape Memory Behaviors. Acs Applied Materials & Interfaces, Chen, Y.-N.; Peng, L.; Liu, T.; Wang, Y.; Shi, S.; Wang, H. 6 Jellyfish gel and its hybrid hydrogels with high mechanical strength. Soft Matter. Wang, X.; Wang, H.; Brown, H. R. 7 Anisotropic tough poly(vinyl alcohol) hydrogels. Soft Matter, Zhang, L.; Zhao, J.; Zhu, J.; He, C.; Wang, H. 8 Tough Hydrogels with Programmable and Complex Shape Deformations by Ion Dip-Dyeing and Transfer Printing. Advanced Functional Materials, Peng, X.; Li, Y.; Zhang, Q.; Shang, C.; Bai, Q.-W.; Wang, H.	自然奖	汪辉亮,贺昌城,黄庭,刘佳奇,张林,陈亚男	北京师范大学	北京师范大学
61	0025-101	齐性空间的整点 项目名称 齐性空间的整点 推荐/提名单位/人 北京市教育委员会 主要完成单位 首都师范大学 项目简介 丢番图方程问题伴随着数论漫长历史的发展，成为推动现代数学研究的动力之一。从著名的希尔伯特23个问题中的第10和11个问题，Wiles解决著名的Fermat猜想，到千禧年七大问题中的BSD猜想都说明了该领域在数学中的核心地位。本项目研究由代数群的齐性空间定义的丢番图方程。主要的研究工具为代数数论（特别是类域论），代数群算术性质，etale上同调以及代数几何等内容。以下是本项目取得的主要科学成就：将Brauer-Manin障碍引入研究代数簇的整点问题。并证明对于非紧的单连通，半单代数群的齐性空间的整点存在性完全由Brauer-Manin障碍确定。这一结论将许多关于整点存在的零散结论统一起来。作为一项应用，彻底解决了虚二次域的三平方和问题。该项成果引发了一系列关于Brauer-Manin障碍下强逼近理论的研究。例如，Kresch教授（瑞士苏黎士大学）与 Tschinkel教授（美国纽约大学科朗研究院，ICM invited speaker）给出整点的Brauer-Manin障碍进一步的例子，Poonen教授（美国麻省理工学院，美国艺术与科学研究院会员，ICM invited speaker）关于丢番图集的工作，Borovoi教授（以色列特拉维夫大学，ICM invited speaker）与Demarche（法国巴黎6大学）对于一般齐性空间的Brauer-Manin障碍的强逼近理论的推广。Akhtari（美国俄勒冈大学）与Bhargava教授（美国普林斯顿大学，Fields奖获得者，美国国家科学院院士）在他们的论文中指出了这项工作。美国数学会评论写到：这项技术首次应用于整点的局部-整体原则的研究(this technique is applied to the study of local-global principles for integral points for the first time)。Wittenberg（法国巴黎11大学）为美国数学会出版的Proceedings of Symposia in Pure Mathematics撰写的综述文章中指出：这是整点方向基础性工作（a foundational work）。这项工作也被诸多国际重要学术杂志，如Ann. Sci. éc. Norm. Super.; J. Reine Angew. Math.;Amer.J.Math.; Proc. Lond. Math. Soc.; Compos. Math.; Comment. Math. Helv.; Forum Math.; J. Lond. Math. Soc.; Ann. Inst. Fourier; Israel J. Math.; Math. Proc. Cambridge Philos. Soc.; Math. Res. Lett.; J. Algebraic Geom.; Algebra Number Theory等多次引用。更进一步，将纤维化方法应用于证明代数簇关于Brauer-Manin障碍的强逼近理论。对于纤维为正交群的齐性空间（二次型）的情形做了更深入的研究。特别对于每一个有理点的纤维都不满足强逼近这种全新的现象，通过加入算术迷向和约化理论这些新工具建立Brauer-Manin障碍的强逼近理论。这项工作被数学顶级刊物Annals of Mathematics所引用。给定的丢番图方程，如何明确的决定出Brauer-Manin障碍，给出方程有解的可以简单验证的初等条件？我们对由数域扩张的范数定义出的丢番图方程做了系统的研究，给出了决定Brauer-Manin障碍的方法，并应用于数域的二平方和问题。这项工作被Proc. Lond. Math. Soc.等国际重要学术杂志引用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 徐飞 教授 首都师范大学 首都师范大学 将Brauer-Manin障碍的想法应用到研究整数解的问题，并证明对于非紧的单连通，半单代数群并具有联通稳定子的齐性空间，它的整点存在性完全由Brauer-Manin障碍确定。将许多关于整点存在的零散结果都统一这个理论中。彻底解决的虚二次域的三平方和问题。建立了含二次特征标的权公式，并由此得出spinor genus的权公式。证明了某些二次纤维化空间Brauer-Manin障碍下的强逼近定理。给出秩大于2的整二次型由spinor genus表示的有效判别法。建立了特征2的二次型的spinor genus理论。对由数域扩张的范数定义出的丢番图方程，构造出了有限多个能够判定这种丢番图方程是否有整数解的Brauer群中的元素。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Brauer-Manin obstruction for integral points of homogeneous spaces and reprensentation by integral quadratic forms/ Compositio Mathematica/ Colliot-Thelene，徐飞 2 Representation masses of spinor genera/ Duke Mathematical Journal/ 徐飞 3 Strong approximation for certain quadratic fibrations with compact fibers/ Advances in Mathematics/ 徐飞 4 On reprensentations of spinor genera II/ Mathematische Annalen/ 徐飞 5 Spinor genera in characteristic 2/ Memoirs of the American Mathematical Society/ 王源华，徐飞 6 Integral points for multi-norm tori/ Proceedings of the London Mathematical Society/ 魏达盛，徐飞 7 On representations of spinor genera/Compositio Mathematica/ 陈伟侨，徐飞 8 Strong approximation for the total space of certain quadratic fibrations/ Acta Arithmetica/ Colliot-Thelene, 徐飞	自然奖	徐飞	首都师范大学	北京市教育委员会
62	0048-102	配用电“信息-能量”协同调控理论与方法 项目名称 配用电“信息-能量”协同调控理论与方法 推荐/提名单位/人 华北电力大学 主要完成单位 华北电力大学,上海交通大学,南方电网科学研究院有限责任公司 项目简介 配用电系统的优化调控是近年来电力系统研究的热点方向，针对含分布式电源、电动汽车、可控负荷、储能等对象的配用电单元，研究优化调控的基础理论与方法，对促进可再生能源消纳、提升用电效用具有重要的作用。国内外学者已针对各类配用电单元的调控问题开展了广泛研究，在能量优化调控上产生了丰富的理论成果。但从信息物理系统的视角，配用电系统可分解为两套并行且交互耦合的信息、能量子系统，二者内部都存在调控问题，二者之间又相互影响。因此，本项目针对配用电“信息-能量”协同调控理论和方法开展研究，并取得了一系列的原创性成果，重要科学发现有： 1.建立了配用电“信息-能量”协同调控的交互影响分析框架。 引入数据驱动的思路，建立了“信息-能量”协同调控的交互影响分析框架，提出了信息可用性对配用电单元能量调控的影响分析方法，提出了能量可用性对配用电信息传输调控的影响分析方法，揭示了配用电系统多个运行环节的“信息-能量”交互影响规律，为协同调控方法与信息安全机制研究奠定理论基础。 2.提出了配用电“信息-能量”协同调控的在线优化方法 从在线优化的视角，将“信息-能量”交互影响规律融入到建模过程中，提出了计及信息可用性和计算资源约束的在线能量优化方法，提出了计及能量可用性和计算资源约束的信息调控优化方法，解决了计算资源约束瓶颈下不确定性优化建模求解的难点问题，在有限的时间和计算资源下获得相对最优的折衷解。 3．构建了配用电“信息-能量”协同调控的信息安全机制 引入软件定义网络的思路，构建了适用于配用电“信息-能量”协同调控的信息安全机制，提出了适用于大规模嵌入式终端设备的密钥管理方法，提出了适用于配用电物联网的可定义安全互联方法，掌握了多主体、异构信息通信网络下的基础密钥管理和可定义安全互联关键技术，为智能配用电系统的应用提供了安全保障。 研究成果丰富并发展了智能配用电系统的运行控制理论与方法。共发表SCI论文42篇，授权发明专利12项，8篇发表在国际期刊/会议上的代表性论文被SCI他引430次，其中6篇论文入选ESI或SCOPUS前1%高被引论文，1篇论文入选 Renewable Energy Global Innovations网站评出的Key Scientific Article亮点报道（全球相关领域0.1%论文入选）。基于上述理论成果，项目第一完成人刘念当选IEEE 电力与能源学会影响因子最高的2本国际期刊编委（IEEE Transactions on Smart Grid和IEEE Transactions on Sustainable Energy）；主要完成人周振宇获IET Premium Award（是英国工程技术协会IET对过去两年内在相关领域作出突出贡献的最高奖励）；主要完成人伍军牵头成立了物联网安全控制领域IEEE P21451-1-5标准工作组，是我国主导的物联网领域首个IEEE国际标准；主要完成人张建华牵头编制了微电网控制运行领域的首个国际标准IEC TS 62898-2 Microgrids-Part 2: Guidelines for Operation。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘念 教授 华北电力大学 华北电力大学 项目负责人。对科学发现 1、2、3均有突出贡献，主要包括：1.建立了“信息-能量”协同调控的交互影响分析框架，提出了信息可用性对配用电单元能量调控的影响分析方法；2.从在线优化的视角，将“信息-能量”交互影响规律融入到建模过程中，提出了计及信息可用性和计算资源约束的在线能量优化方法；3.提出了适用于大规模嵌入式终端设备的密钥管理方法。代表性论文1、4、5、7的第一作者及通信作者。 2 周振宇 教授 华北电力大学 华北电力大学 对项目的科学发现点1、2做出了创造性贡献，主要包括：1.建立了“信息-能量”协同调控的交互影响分析框架，提出了能量可用性对配用电信息传输调控的影响分析方法；2.将“信息-能量”交互影响规律融入到建模过程中，提出了计及能量可用性和计算资源约束的信息调控优化方法。是代表性论文2、3、6的第一作者。 3 伍军 副研究员 上海交通大学 上海交通大学 对项目的主要发现点2、3做出了创造性贡献，主要包括：1.提出了适用于配用电物联网的可定义安全互联方法。2.共同提出了计及能量可用性和计算资源约束的信息调控优化方法。代表性论文3、8的通信作者，代表性论文2的主要作者。 4 张建华 教授 华北电力大学 华北电力大学 对科学发现1、2有突出贡献，主要包括：1.共同提出了信息可用性对配用电单元能量调控的影响分析方法；2.共同提出了计及信息可用性和计算资源约束的在线能量优化方法。代表性论文1、4、5、7的主要作者。 5 李鹏 教授级高工 南方电网科学研究院有限责任公司 南方电网科学研究院有限责任公司 对科学发现2有突出贡献，共同提出了计及信息可用性和计算资源约束的在线能量优化方法。代表性论文4的主要作者。 6 陈奇芳 讲师 北京交通大学 华北电力大学 对科学发现2有突出贡献，共同提出了计及信息可用性和计算资源约束的在线能量优化方法。代表性论文4、5的主要作者。 7 雷金勇 教授级高工 南方电网科学研究院有限责任公司 南方电网科学研究院有限责任公司 对科学发现2有突出贡献，共同提出了计及信息可用性和计算资源约束的在线能量优化方法。代表性论文4的主要作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Energy-Efficient Resource Allocation for D2D Communications Underlaying Cloud-RAN-Based LTE-A Networks/ IEEE Internet of Things Journal/ Zhenyu Zhou, Mianxiong Dong, Kaoru Ota, Guojun Wang, and Laurence T. Yang 2 A Key Management Scheme for Secure Communications of Advanced Metering Infrastructure in Smart Grid/ IEEE Transactions on Industrial Electronics/ Nian Liu, Jinshan Chen, Lin Zhu, Jianhua Zhang and Yan He 3 Proposed Security Mechanism for XMPP-Based Communicationsof ISO/IEC/IEEE 21451 Sensor Networks/ IEEE Sensors Journal/ Longhua Guo, Jun Wu, Zhengmin Xia, Jianhua Li 4 Distributed Interference-Aware Energy-Efficient Resource Allocation for Device-to-Device Communications Underlaying Cellular Networks/ IEEE Global Communications Conference/ Zhenyu Zhou, Mianxiong Dong, Kaoru Ota, Jun Wu, and Takuro Sato 5 A Heuristic Operation Strategy for Commercial Building Microgrids Containing EVs and PV System/ IEEE Transactions on Industrial Electronics/ Nian Liu, Qifang Chen, Jie Liu, Xinyi Lu, Peng Li, Jinyong Lei and Jianhua Zhang 6 A Charging Strategy for PV-Based Battery Switch Stations Considering Service Availability and Self-Consumption of PV Energy/ IEEE Transactions on Industrial Electronics/ Nian Liu, Qifang Chen, Xinyi Lu, Jie Liu, Jianhua Zhang 7 A Hybrid Forecasting Model with Parameter Optimization for Short-Term Load Forecasting of Micro-Grids/ Applied Energy/ Nian Liu, Qingfeng Tang, Jianhua Zhang, Wei Fan and Jie Liu 8 Energy Efficiency and Spectral Efficiency Tradeoff in Device-to-Device (D2D) Communications/ IEEE Wireless Communications Letters/ Zhenyu Zhou, Mianxiong Dong, Kaoru Ota, Jun Wu, and Takuro Sato	自然奖	刘念,周振宇,伍军,张建华,李鹏,陈奇芳,雷金勇	华北电力大学,上海交通大学,南方电网科学研究院有限责任公司	华北电力大学
63	0051-101	大型风机叶片新型复合材料力学性能研究 项目名称 大型风机叶片新型复合材料力学性能研究 推荐/提名单位/人 中国矿业大学（北京） 主要完成单位 中国矿业大学（北京）,天津商业大学 项目简介 本项目属于可再生能源科学、材料科学与固体力学的交叉领域。风能作为一种洁净的可再生能源越来越受到人们的重视，风力发电机大型化是下一代风机的发展方向。风机叶片是大型风机最关键的部件之一，叶片结构和材料决定风机的性能。本项目开展了大型风机叶片新型复合材料的力学行为研究，发展了相应的分析研究手段。在科技部国际合作项目、国家自然科学基金委等的支持下，经过近10年的攻关，取得了一系列原创性成果。 研究手段及主要研究内容：在该项目的执行中，综合利用了SEM下的原位实验研究、有限元数值模拟方法和理论分析等技术。(1)实验研究方面：在SEM下原位进行了不同类型复合材料（碳纳米管二次增强的碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料）在不同类型（压缩、拉伸和三点弯曲）载荷下的损伤演化过程，分析了其损伤机理。(2)数值模拟方面：发展了多种损伤模型，模拟了纤维增强复合材料从微细观损伤累积到宏观破坏的全过程，对影响纳米颗粒增强复合材料和单向纤维增强复合材料弹性性能的影响因素进行了研究。(3)理论分析方面：开发了一种可用于评价GFRP复合材料弹性刚度矩阵的函数分析方法，提出了纤维增强复合材料分数阶蠕变模型。 研究结果和主要发现点：(1)碳纳米管（CNT）作为碳纤维增强复合材料的二次增强相，可提高复合材料强度与韧性。施胶剂中CNT含量越高，增强效果越好。基体中少量CNT与施胶剂中CNT交互作用，复合材料力学性能最优。分层裂纹是碳纤维复合材料层间剪切强度的主要控制因素，分层裂纹源于碳纤维脱粘，沿纤维界面扩展。(2)纳米颗粒增强复合材料的界面性能、颗粒大小、颗粒形状、颗粒取向、颗粒体积百分比等因素对复合材料的弹性力学性能均具有影响。颗粒的团聚将减小纳米颗粒对复合材料刚度的增强作用。(3)纤维增强复合材料的弹性模量依赖于纤维的方向角，随纤维方位角的减小呈先急剧减小后略有增加的U型趋势，在40°-60°时达到最低值。(4)当纤维方向与加载方向之间的角度从0°到45°之后，复合材料的抗压强度急剧下降，然后略微增加。在纤维和加载方向之间的角度比较小时，纤维的屈曲和扭结是玻璃纤维失效的主要机制。随着纤维与施加载荷之间的角度增加，玻璃纤维的破坏主要受剪切裂纹控制。(5)复合材料中不同损伤部位之间的损伤竞争结果显示：纤维首先断裂，然后界面层失效，进而引起基体的破坏。纤维断裂之后，界面层中的损伤会迅速发展。(6)如果自修复复合材料内部出现了裂纹，靠近胶囊的裂纹往往易于扩展,更容易使胶囊中的修复物质流出对材料中的损伤进行修复。 同行引用及评价：8篇代表性论著被SCI收录8篇，被SCI他引238次。在国际会议作特邀报告3次，主办了2012“风能应用材料国际学术研讨会”。形成了大型风机叶片新型复合材料力学行为，尤其不同类型载荷作用下的损伤演化机理和演化过程的深入而系统的研究成果，可为我国下一代超大风机叶片复合材料设计及评价提供重要支持。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 周宏伟 教授 中国矿业大学（北京） 中国矿业大学（北京） 主要负责本项目的总体规划及实验研究、理论分析，主要学术贡献包括：(1)提出了本项目研究思路，并全面负责研究计划实施；(2)系统总结了该领域国内外研究进展；(3)完成了碳纳米管（CNT）二次增强的碳纤维增强复合材料损伤演化过程和损伤机理的实验研究；(4)完成了SEM原位离轴加载下玻璃纤维增强复合材料的损伤形成和演变的微观机理研究；(5)完成了单向纤维增强复合材料在三点弯曲载荷下损伤演化过程的原位SEM实验研究。 2 王怀文 教授 天津商业大学 天津商业大学 主要负责本项目的数值模拟部分研究，主要学术贡献包括：(1)开发了可用于自动化生成纳米颗粒增强复合材料三维单胞模型的软件，研究了多种因素对纳米颗粒增强复合材料弹性性能的影响；(2)通过理论分析、有限元数值模拟，系统研究了纤维取向对单向GFRP杨氏模量的影响；(3)完成了单向纤维增强复合材料在拉伸载荷下损伤演化全过程的数值模拟；(4)进行了微胶囊自修复复合材料损伤演化过程的数值模拟。 3 彭瑞东 教授 中国矿业大学（北京） 中国矿业大学（北京） 参与了本项目的数值模拟部分工作，主要学术贡献包括：开发了自动化生成纳米颗粒增强复合材料二维单胞模型的软件包。利用生成的模型，采用有效界面理论对纳米颗粒增强复合材料的界面性能、颗粒大小、颗粒形状、颗粒体积百分比、颗粒分布等因素对材料弹性力学性能的影响进行了定量研究。 4 计宏伟 教授 天津商业大学 天津商业大学 参与了本项目的数值模拟部分研究，主要学术贡献包括：(1)参与了微胶囊自修复复合材料的损伤演化过程数值模拟；(2)参与了纤维增强复合材料损伤数值模拟的有限元建模工作。 5 易海洋 讲师 中国矿业大学（北京） 中国矿业大学（北京） 参与了本项目的实验研究部分工作，主要学术贡献包括：(1)参与完成了项目中纤维展布方向角、碳纳米管分布位置与含量对纤维增强复合材料层间剪切性能影响的实验设计与分析；(2)分析了纤维展布方向角对复合材料抗压强度的影响规律和细观破坏机理。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Nanoreinforced polymer composites: 3D FEM modeling with effective interface concept. / Composites Science and Technology. / Wang H.W., Zhou H.W., Peng R.D, et al. 2 Modeling of nano-reinforced polymer composites: Microstructure effect on Young's modulus. / Computational Materials Science. / Peng R.D., Zhou H.W., Wang H.W.,et al 3 Analysis of effect of fiber orientation on Young's modulus for unidirectional fiber reinforced composites./ Composites Part B-Engineering. / Wang H.W.，Zhou H.W., Gui L.L.,et al 4 Compressive damage mechanism of GFRP composites under off-axis loading: Experimental and numerical investigations. / Composites Part B-Engineering. / Zhou H.W.，Yi H.Y., Gui L.L., et al. 5 Application of extended finite element method in damage progress simulation of fiber reinforced composites. / Materials and Design. / Wang H.W., Zhou H.W., Ji H.W., et al. 6 SEM in situ laboratory investigations on damage growth in GFRP composite under three-point bending tests. / Chinese Science Bulletin / Zhou H.W., Mishnaevsky Jr L, Brondsted P, et al. 7 Carbon fiber/carbon nanotube reinforced hierarchical composites: Effect of CNT distribution on shearing strength / Composites Part B-Engineering / Zhou H.W., Leon Mishnaevsky Jr., Yi H.Y., et al 8 Damage Properties Simulations of Self-Healing Composites. / Journal of Nanoscience and Nanotechnology. / Chen C., Ji H.W., Wang H.W.	自然奖	周宏伟,王怀文,彭瑞东,计宏伟,易海洋	中国矿业大学（北京）,天津商业大学	中国矿业大学（北京）
64	0051-103	西部典型褐煤提质转化共性关键基础理论研究 项目名称 西部典型褐煤提质转化共性关键基础理论研究 推荐/提名单位/人 中国矿业大学（北京） 主要完成单位 中国矿业大学（北京） 项目简介 本成果属于能源化学科学技术领域，是国家科技支撑计划、国家自然科学基金等课题资助的研究内容。 褐煤约占我国煤炭资源储量的75％，并且主要分布在西部地区。褐煤通常水分高、灰分高，长途运输性差，利用效率较低。针对我国褐煤利用的重大需求，研究褐煤水分脱除和转化机理，阐明分子结构和反应性特征，解决提质过程的共性关键问题，对我国西部褐煤的高效洁净利用和地区的社会经济发展具有战略意义。 目前，褐煤提质研究多集中在工艺方面，而对脱水过程中涉及的含氧官能团的作用以及煤炭表面结构的基础研究明显不足。褐煤的反应性主要取决于有机质官能团结构的解离，从分子水平认识褐煤中弱键合结构的特征以及解离规律是关键。由于褐煤结构的复杂性、多样性和不均一性，精细的全结构分析一直是本领域的难点。现有认识仅局限于宏观和静态层面，难以支撑对转化过程的全面理解。西部褐煤普遍富含碱和碱土金属等活性矿物质，在热转化过程中碱金属催化自由基反应一直是研究热点；另一方面，碱金属在高温下析出极易形成灰污结渣。因此，亟待对高活性碱性矿物质的赋存形态、催化反应机理，尤其是对灰污结渣评判方法和理论进行研究和完善。 针对上述问题，本项目系统研究了我国西部典型褐煤的官能团特点、表面性质、矿物质组成、以及分子结构和转化过程的键合解离机制。揭示了褐煤有机组分含氧官能团特征，建立了褐煤含氧官能团与含水量的关系模型，为褐煤的大规模利用奠定了理论基础。解析了典型褐煤组分的化学结构及在不同转化过程中的演化规律。阐明了褐煤分子键合结构在温度场中解离的交互作用及中间产物演化的“动态”历程和挥发物反应规律。构建了以官能团分布和键合结构为特征表达的褐煤热转化模型，为开发先进的褐煤转化技术以及产物定向调控等提供了理论依据。获得了碱及碱土金属在典型褐煤中的形态变化及对煤热解-气化转化特性的影响。深化了褐煤中活性矿物质特性认知，分阶段地考察了碱金属和碱土金属在热转化过程中迁移扩散及沉积机理，获得了低温共熔物对煤灰熔融性和结渣性的影响规律，优化了褐煤结渣特性预测模型。构建了高活性提质褐煤/半焦温和转化理论框架，揭示了褐煤具有高反应活性的化学本质，优化了反应动力学模型。建立了原料预处理过程中性质变化与反应之间的联系。研究成果被广泛应用指导褐煤热解-气化转化新工艺的开发和优化。 项目执行期间，在能源燃料领域主流学术期刊发表SCI论文43篇，EI论文56篇，总被引频次2303次。8篇代表性论文在SCI、CSCD等数据库中被引用208次(他引182次)。授权发明专利8项，国际发明专利1项，实用新型专利6项。做国际会议特邀报告3次；作为会议执行主席，主办了2017年度国际煤科学与技术会议（ICCS&T）。培养毕业博士/硕士生60余名。成果得到了国内外同行的关注和认可，并应用于褐煤提质转化工程实践。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王永刚 教授 中国矿业大学（北京） 中国矿业大学（北京） 项目负责人，负责本项目的总体设计、理论建模、数值模拟和实验室试验研究。主要贡献包括：①系统研究了褐煤高水含量的化学本质，获得了褐煤中孔隙结构和含氧官能团特性；②阐明了褐煤分子键合结构在温度场中解离的交互作用及中间物演化的“动态”历程和挥发物反应规律；③系统研究了低温共熔物对煤灰熔融性和结渣特性的影响规律，优化了褐煤矿物质结渣特性模型；④揭示了褐煤具有高反应活性的化学本质，优化了反应动力学模型。获得了原料矿物质、水分、粒度等对转化效果的影响规律，建立了原料预处理过程中性质变化与反应之间的联系。对发现点（一）、（二）、（三）和（四）做出贡献。 2 林雄超 副教授 中国矿业大学（北京） 中国矿业大学（北京） 项目骨干，负责本项目的具体实施和实验研究。主要贡献包括：①揭示了褐煤有机组分含氧官能团特征，建立并优化了褐煤含氧官能团与含水量的关系模型和褐煤脱水模型；②提出了以官能团分布和键合结构为特征表达的褐煤热转化模型，建立了显微结构和分子结构相结合的表征方法；③系统获得了碱及碱土金属在褐煤中的赋存形态；阐明了不同密度分选组分中碱及碱土金属的分布及对煤热解及气化转化特性的影响；分阶段地考察了碱金属和碱土金属在热解、气化和灰化过程中易挥发性物质迁移扩散及含碱矿物质沉积机理；④对“热”焦的原位气化和冷焦的非原位气化进行了对比研究。对发现点（一）、（二）、（三）和（四）做出贡献。 3 许德平 教授 中国矿业大学（北京） 中国矿业大学（北京） 项目骨干，负责本项目的具体实施和实验研究。主要贡献包括：①研究了我国西部典型褐煤的官能团特点、表面性质、矿物质组成、以及分子结构和转化过程的键合解离机制；②解析了典型杂原子组分的化学结构、结合形式和相关结构在不同转化过程中的演化规律；③揭示了褐煤具有高反应活性的化学本质，优化了反应动力学模型。对发现点（一）和（四）做出贡献。 4 张海永 讲师 中国矿业大学（北京） 中国矿业大学（北京） 项目骨干，负责本项目的实验研究。主要贡献包括：①以热解半焦作为催化剂载体，对煤热解/气化产生的焦油进行原位重整；②对典型褐煤受热过程中的宏观结构、分子官能团和产物分布特征进行了系统分析；③考察了半焦对褐煤热转化过程中焦油重整的作用，建立了原料预处理过程中性质变化与气化反应之间的联系。对发现点（二）和（四）做出贡献。 5 王彩红 工程师 中国矿业大学（北京） 中国矿业大学（北京） 项目骨干，负责本项目的分析方法的建立和实验室试验研究。主要贡献包括：①建立了化学和仪器分析相结合的方法，解决了非活性氧测定的难题，实现了对低阶煤中含氧官能团的赋存状态的再认识；②对典型褐煤受热过程中的宏观结构、分子官能团和产物分布特征进行了系统分析，结合对褐煤显微组分中弱键合结构的化学模型模拟计算，建立了显微结构和分子结构相结合的表征方法；③建立了准确、实用、简便的煤灰结渣性判据模型，研究了低温共熔物与煤灰结渣性的关系，获得了硅铝和/铁钙对煤灰结渣难易的影响，提出了新的煤灰结渣判据。对发现点（一）、（二）和（三）做出贡献。 6 王芳 助理研究员 中国矿业大学（北京） 中国矿业大学（北京） 项目骨干，负责本项目的具体实施和实验研究。主要贡献包括：①研究了我国西部典型褐煤的官能团特点、表面性质、矿物质组成以及分子结构和转化过程的键合解离机制；②揭示了褐煤具有高反应活性的化学本质，优化了反应动力学模型。对发现点（一）和（四）做出贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Tar reforming using char as catalyst during pyrolysis and gasification of Shengli brown coal/Journal of Analytical and Applied Pyrolysis/Wang Fangjie; Zhang Shu; Chen Zongding; Liu Chen; Wang Yonggang 2 Insights into the functional group transformation of a Chinese brown coal during slow pyrolysis by combining various experiments/Fuel/Lin Xiongchao; Wang Caihong; Ideta Keiko; Miyawaki Jin; Nishiyama Yusuke; Wang Yonggang; Yoon Seongho; Mochida Isao 3 Impacts of Inherent O-Containing Functional Groups on the Surface Properties of Shengli Lignite/ Energy&Fuels/Wang Yonggang; Zhou Jianlin; Bai Lei; Chen Yanju; Zhang Shu; Lin Xiongchao 4 Characterization of coal char gasification with steam in a micro-fluidized bed reaction analyzer/Fuel Processing Technology/Wang Fang; Zeng Xi; Wang Yonggang; Yu Jian; Xu Guangwen 5 In Situ Catalyzing Gas Conversion Using Char as a Catalyst/Support during Brown Coal Gasification/ Energy&Fuels/Wang Yonggang; Sun Jialiang; Zhang Haiyong; Chen Zongding; Lin Xiongchao; Zhang Shu; Gong Weibo; Fan Maohong 6 Variations in char structure and reactivity due to the pyrolysis and in-situ gasification using Shengli brown coal/Journal of Analytical and Applied Pyrolysis/Xu Xiuqiang; Wang Yonggang; Chen Zongding; Chen Xujun; Zhang Haiyong; Bai Lei; Shu Zhang 7 Effect of steam concentration on char reactivity and structure in the presence/absence of oxygen using Shengli brown coal/Fuel Processing Technology/WangYonggang; Chen Xujun; Yang Sasha; He Xin; Chen Zongding; Zhang Shu 8 升温速率对胜利褐煤热解过程中N迁移转化的影响/燃料化学学报/张书; 白艳萍; 米亮; 郑盼盼; 陈绪军; 许德平; 王永刚	自然奖	王永刚,林雄超,许德平,张海永,王彩红,王芳	中国矿业大学（北京）	中国矿业大学（北京）
65	0053-101	干旱-半干旱盆地高砷地下水的分布和形成机理 项目名称 干旱-半干旱盆地高砷地下水的分布和形成机理 推荐/提名单位/人 中国地质大学（北京） 主要完成单位 中国地质大学（北京）,中国地质大学（武汉） 项目简介 砷是一种致癌物。近年来，世界许多国家和地区发现地质成因高砷地下水。长期饮用高砷地下水可导致慢性砷中毒，甚至引发肺癌、膀胱癌等内脏癌症，数亿人深受其害。要解决高砷地下水的危害，首先必须对其成因进行研究。高砷地下水的成因研究，自上世纪90年代以来，已经成为水文地质学领域内最重要与最活跃的研究方向之一。 前人主要围绕地下水富砷的地下水化学特征、地下水动力学条件、水文地球化学过程、有机碳来源等方面开展了大量的研究工作，对高砷地下水的形成机理进行了广泛而深入的探讨，有人认为高砷地下水是由天然过程所导致的（铁氧化物矿物的还原、竞争吸附等），也有人认为高砷地下水的形成是由人为活动激发的（农业活动污染物的输入、过量抽水、含砷硫化物矿物氧化等）。产生这些争议的关键科学问题在于，对控制砷分布的关键水文生物地球化学过程、含水层中砷释放的机制等并不清楚，直接限制了全面理解地下水系统砷富集的成因。本项目以揭示高砷地下水成因模式和控制机制为最终科学目标，采用水文地质学、水文地球化学、同位素地球化学、微生物分子生物学等多学科交叉结合的研究方法，通过十多年的努力，取得了以下创新性成果： （1）揭示了典型水文地质单元高砷地下水的分布演化规律，提出了地表水文和地下水胶体效应叠加于水文地质条件之上，是地下水砷分布的重要控制因素，发现了铁氧化物矿物的还原、硫酸根的还原、Fe(II)/As再吸附、黄铁矿-菱铁矿沉淀是控制地下水砷分布的重要过程。 （2）从水文地球化学和微生物学相结合的角度，系统探究了指示铁氧化物矿物微生物还原的高砷地下水系统铁同位素分馏特征，揭示了地下水系统砷释放的生物地球化学过程，阐释了含水系统中铁氧化物和吸附态砷的微生物还原机制。 （3）定量描述了含铁矿物形成和转变对砷的吸附机理，发现内层络合的砷‐铁配位方式是关键吸附模式，揭示了与砷配位的铁原子数越多砷吸附量越大的微观机理，为认识地下水系统砷的迁移转化和归宿提供了关键性的微观证据。 上述成果共在国内外期刊上发表论文115篇，其中在Environ Sci Technol、Geochim Cosmochim Acta、Chem Geol等期刊发表SCI论文66篇，SCI他引1317次；8篇代表性论文被SCI总引660次，他引480次，1篇入选ESI最近十年地球科学领域高被引（Top 1%）。1人担任国际SCI期刊Journal of Hydrology主编和Applied Geochemistry副主编。在后续的研究过程中，1人获国家杰出青年科学基金和国家"万人计划"科技创新领军人才。上述成果为提升中国科学家在高砷地下水的生物地球化学过程、形成模式和控制机制等研究领域的国际影响和地位做出了实质性贡献。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 郭华明 教授 中国地质大学（北京） 中国地质大学（北京） 成果依托项目的负责人与成果主要完成人，成果形成过程中的研究方法与技术路线设计人，负责统筹协调研究当中的各项工作。完成人揭示了典型水文地质单元高砷地下水的分布演化规律，提出了水文地质条件、地表水文和地下水胶体是地下水砷分布的重要控制因素，发现控制地下水砷分布的重要过程；揭示了地下水系统砷释放的生物地球化学过程，阐释了含水系统中铁氧化物和吸附态砷的微生物还原机制；定量描述了含铁矿物形成和转变对砷的吸附机理，发现内层络合砷‐铁配位方式是关键吸附模式，揭示了与砷配位的铁原子数越多砷吸附量越大的微观机理。完成人对本成果技术创造性贡献对应“三、重要科学发现”所列第1、2、3项科技创新，由代表性论文1-8支持。 2 王焰新 教授 中国地质大学（武汉） 中国地质大学（武汉） 成果依托项目的主要完成人，参与成果形成过程中研究方法设计人，参与协调研究中的室内实验、测试等工作。完成人研究了典型水文地质单元高砷地下水的分布演化规律，提出了地表水文和地下水胶体效应叠加于水文地质条件之上，是地下水砷分布的重要控制因素。完成人对本成果技术创造性贡献对应“三、重要科学发现”所列第1项科技创新,由代表性论文6支持。 3 王广才 教授 中国地质大学（北京） 中国地质大学（北京） 成果依托项目的主要完成人，参与成果形成过程中技术路线设计人，参与协调研究当中的野外调查、样品采集等工作。完成人揭示了典型水文地质单元高砷地下水的分布演化规律，发现控制地下水砷分布的重要过程；完成人对本成果技术创造性贡献对应“三、重要科学发现”所列第1项科技创新,由代表性论文8支持。 4 沈照理 教授 中国地质大学（北京） 中国地质大学（北京） 成果依托项目的主要完成人，参与成果形成过程中技术路线设计人。完成人参与研究了典型水文地质单元高砷地下水的分布演化规律，揭示了地下水系统砷释放的生物地球化学过程。完成人对本成果技术创造性贡献对应“三、重要科学发现”所列第1项科技创新,由代表性论文3、8所支持。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Pathways of coupled arsenic and iron cycling in high arsenic groundwater of the Hetao basin, Inner Mongolia, China: An iron isotope approach/ Geochimica et Cosmochimica Acta/ Guo Huaming; Liu Chen; Lu Hai; Wanty R.B.; Wang Jun; Zhou Yinzhu 2 Enhancement of arsenic adsorption during mineral transformation from siderite to goethite: Mechanism and application/ Environmental Science & Technology/ Guo Huaming; Ren Yan; Liu Qiong; Zhao Kai; Li Yuan 3 Groundwater geochemistry and its implications for arsenic mobilization in shallow aquifers of the Hetao Basin, Inner Mongolia/Science of the Total Environment/ Guo Huaming; Yang Suzhen; Tang Xiaohui; Li Yuan; Shen Zhaoli 4 Removal of arsenic from aqueous solution by natural siderite and hematite/ Applied Geochemistry/ Guo Huaming; Stuben D.; Berner Z. 5 Adsorption of arsenic(III) and arsenic(V) from groundwater using natural siderite as the adsorbent/ Journal of Colloid and Interface Science/ Guo Huaming; Stuben D.; Berner Z. 6 Geochemical characteristics of shallow groundwater in Datong Basin, northwestern China/ Journal of Geochemical Exploration/ Guo Huaming; Wang Yanxin 7 A review of high arsenic groundwater in Mainland and Taiwan, China: Distribution, characteristics and geochemical processes/ Applied Geochemistry/ Guo Huaming; Wen Dongguang; Liu Zeyun; Jia Yongfeng; Guo Qi 8 Geochemical controls on arsenic and rare earth elements approximately along agroundwater flow path in the shallow aquifer of the Hetao Basin, Inner Mongolia/ Chemical Geology/ Guo Huaming; Zhang Bo; Wang Guangcai; Shen Zhaoli	自然奖	郭华明,王焰新,王广才,沈照理	中国地质大学（北京）,中国地质大学（武汉）	中国地质大学（北京）
66	0053-102	含油气细粒沉积岩形成机理及应用 项目名称 含油气细粒沉积岩形成机理及应用 推荐/提名单位/人 中国地质大学（北京） 主要完成单位 中国地质大学（北京）,中国石油大学（华东）,山东科技大学 项目简介 细粒沉积岩分布广泛，约占沉积岩的2/3，但由于粒度小、观察难度大以及受超微观实验条件的限制，细粒物质的沉积、成岩作用是沉积学界，乃至于地质学界研究薄弱领域。随着全球范围内页岩油气勘探开发如火如荼地展开，细粒沉积岩的成因受到前所未有的高度关注。尤其是，我国页岩气可采资源量超过22万亿方，居世界第一（自然资源部，2018），页岩油可采资源量43亿吨，居世界第三（美国能源署，2015），是我国重要的油气接替资源和保障国家能源安全的重要组成部分。与此同时，国外海相含油气细粒沉积岩的成因模式既不适用于我国海相高生物硅含油气细粒沉积岩，也不能解释我国东部陆相高钙含油气细粒沉积岩的成因机理，因此全面建立含油气细粒沉积岩形成理论，进而服务于页岩油气勘探开发就显得尤为重要。在国家科技重大专项十一五、十二五课题、国家自然科学基金的持续支持下，研究团队进行了十余年的室内实验、沉积观测、油田生产实践，系统建立了含油气细粒沉积岩形成理论，为我国页岩油气勘探突破提供了重要理论支撑。主要科学发现包括：① 首次提出了含油气细粒沉积岩概念和分类方案，突破了国外仅限于细粒陆源碎屑岩的局限；② 发现了微生物控制含油气细粒沉积岩形成与演化，揭示了含油气细粒沉积动力学的多样性；③ 建立了海相高硅细粒沉积岩上升洋流成因机制与模式，发现了海相含油气细粒沉积岩新类型；④ 建立了湖相富碳酸盐含油气细粒沉积岩“陆源—内源”耦合作用成因模式，揭示了湖相页岩油生储分布规律。本成果共发表论文63 篇，其中SCI 论文28 篇、EI 论文19篇，授权/申请发明专利15项，软件著作权4项，出版专著3 部。4篇论文累计6次入选领跑者 F5000—中国精品科技期刊顶尖学术论文，2 篇获得中国石油学会优秀论文奖。论文他引总次数1806次，8篇代表作他引519次，其中SCI他引185次。细粒沉积学是新兴分支学科，8篇代表性论著集中发表于2012-2016年，引用次数在国内外同行居于前列。在研究过程中，1人受聘为国家能源专家咨询委员会委员、入选教育部油气沉积地质创新团队首席科学家、入选新世纪百千万人才工程国家级人选，1人入选泰山学者青年专家计划。项目第一完成人受邀为客座主编出版5期相关中英文专刊（Interpretation, 2018；Journal of Earth Science, 2017；石油学报，2015；地学前缘，2012；石油与天然气地质，2010），组织并召集国际层序地层学研讨会1次，召集并主持国际沉积学大会分会场等国内外学术会议5次。该成果建立了含油气细粒沉积学的理论和方法体系，成为沉积学研究热点和前沿，引领了沉积学的发展，拓展了页岩油气勘探开发领域。上述成果为四川盆地、渤海湾盆地等海陆相页岩油气的勘探重大突破提供了重要理论指导。包括中国科学院院士贾承造和邹才能教授、沙特阿美石油公司首席科学家Hayton Shaun、前英国地调局局长Gluyas Jon教授、前国际湖泊地质协会主席Elizabeth Gierlowski教授等在内的国内外知名学者广泛引用和高度评价了本成果。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 姜在兴 教授 中国地质大学（北京） 中国地质大学（北京） 姜在兴是本项目的总负责人，8篇代表性论文中2篇论文的第一作者和其他6篇论文的第二作者，提出了本项目的总体学术思想和研究方案，是重要科学现象、特性、规律、理论的主要发现者与阐明者，系统研究了中国主要盆地含油气细粒沉积岩成因机制与演化，建立了含油气细粒沉积岩形成理论。培训油田页岩油气勘探人才2000余人/次，负责推动了细粒沉积岩形成理论指导我国页岩油气勘探实践。 2 张建国 讲师 中国地质大学（北京） 中国地质大学（北京） 张建国对“重要科学发现”栏中所列第二、四科学发现做出了创造性贡献。对于第二重要科学发现“发现了微生物控制含油气细粒沉积岩形成与演化”，揭示了微生物是驱动方解石沉淀关键要素，提出有机质的热成熟生油气作用控制亮晶方解石形成（代表性论文7）。在第四重要科学发现“湖相富碳酸盐含油气细粒沉积岩“陆源—内源”耦合作用成因模式”中，建立了陆源作用、内源作用共同作用下的湖相富碳酸盐细粒沉积岩混合沉积模式（代表性论文8）。 3 梁超 讲师 中国石油大学（华东） 中国石油大学（华东） 梁超对重要科学发现一、二、三有贡献：对重要科学发现一的贡献是界定了含油气细粒沉积岩相关术语和使用规范（代表性论文1）；对重要科学发现二的贡献是发现了微生物控制了海相高硅细粒沉积岩的形成（代表性论文4）；对重要科学发现三的贡献是提出了海相高硅细粒沉积岩上升洋流成因机制与模式，揭示了多种过程控制下的海相页岩沉积模式，为页岩油气勘探寻找有利储层提供了新思路（代表性论文2、4、6）。 4 韩超 讲师 山东科技大学 山东科技大学 韩超将“重要科学发现”栏中所列第一、三运用到四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气储层评价中，发现岩相对页岩气储层含气性、物性及脆性特征具有重要控制作用，受上升流影响的富有机质硅质页岩为页岩气储层“甜点”（代表性论文5）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The lithofacies and reservoir characteristics of the Upper Ordovician and Lower Silurian black shale in the Southern Sichuan Basin and its periphery, China/Marine and Petroleum Geology/Chao Han, Zaixing Jiang, Mei Han, et al. 2 The shale characteristics and shale gas exploration prospects of the Lower Silurian Longmaxi shale, Sichuan Basin, South China/Journal of Natural Gas Science and Engineering/Chao Liang, Zaixing Jiang, Chunming Zhang, et al. 3 Oil generation induces sparry calcite formation in the lacustrine mudrock, Eocene of east China/Marine and Petroleum Geology/Jianguo Zhang, Zaixing Jiang, Xiaolong Jiang, et al. 4 Lacustrine massive mudrock in the Eocene Jiyang Depression, Bohai Bay Basin, China: Nature, origin and significance/Marine and Petroleum Geology/Jianguo Zhang, Zaixing Jiang, Chao Liang, et al. 5 含油气细粒沉积岩研究的几个问题/石油学报/姜在兴，梁超，吴靖，等 6 四川盆地五峰组—龙马溪组页岩岩相及储集空间特征/石油勘探与开发/梁超，姜在兴，杨镱婷，等 7 Source-controlled carbonates in a small Eocene half-graben lake basin (Shulu Sag) in central Hebei Province, North China/Sedimentology/Zaixing Jiang, Daizhao Chen, Longwei Qiu, et al. 8 Deep-water depositional mechanisms and significance for unconventional hydrocarbon exploration: A case study from the lower Silurian Longmaxi shale in the southeastern Sichuan Basin/AAPG Bulletin/Chao Liang, Zaixing Jiang, Yingchang Cao, et al.	自然奖	姜在兴,张建国,梁超,韩超	中国地质大学（北京）,中国石油大学（华东）,山东科技大学	中国地质大学（北京）
67	0053-103	海水-地下水相互作用及其环境效应 项目名称 海水-地下水相互作用及其环境效应 推荐/提名单位/人 中国地质大学（北京） 主要完成单位 中国地质大学（北京）,长江水利委员会长江科学院 项目简介 滨海含水层处于水陆交界带的中心，是海水、地下水、各种海源物质和陆源物质汇集并相互作用的场所。海水-地下水相互作用不但复杂而且及其重要，其复杂性表现在众多非线性因素共同作用，其重要性表现在海滩漏油污染的治理修复、湿地植被生长空间分布和地下水排泄携带的陆源物质输运。本项目针对海水-地下水相互作用及其环境效应这一重大科学问题，从机理到应用进行了多学科交叉、多技术手段融合研究，取得了一系列重要成果，概括如下：1．克服众多非线性复杂因素影响，成功模拟了阿拉斯加威廉王子湾砾石型海滩海水与地下水的相互作用过程，发现并解释了海滩漏油滞留地段地下水的低溶解氧现象，揭示了地下水动态水化学变化规律和漏油在砾石型海滩长期滞留的机理，解决了一个长期未解之谜。该成果发表在Nat Geosci上，同时作为封底整版介绍，并被Nature新闻和英国New Scientist杂志报道，得到Nature和Environ Sci Technol等广泛正面引用。2．在海水-地下水水量与物质交换的评估研究中，提出了一种以镭氡盐等为示踪剂定量评估大尺度海底地下水和地下淡水排泄量的新方法，且成功应用到我国莱州湾，发现莱州湾地下淡水排泄量与黄河年均入海通量相当，改变了对地下淡水排泄量的传统认识，对莱州湾及其他类似海湾的水资源与环境管理具有重要意义。该成果受到J Geophys Res和Limnol Oceanogr等广泛正面引用。3．论证了潮间带湿地的沉积物结构特征和适量淡水供给是海滩红树生长的重要因素，揭示了滨海地下水动力过程对于近岸地区生态和生物多样性的重要性。在含水层地下水动态机理研究中，通过解析方法量化了潜水荷载作用下承压含水层中水头变化，同时利用数值模型模拟了渗透系数、各向异性比和海底坡度等对地下水盐度分布和排泄量的影响。该成果受到Sci Total Environ和Water Resour Res等广泛正面引用。4．发明设计了一种原位测定海潮环境下潮间带沉积物垂向渗透系数的装置，提出了可以在野外实验现场直接计算该参数值的简单可靠的方法-有限微元法，并以莱州湾一泥质潮滩为例，在获取沉积物渗透系数的基础上，提出了一种考虑渗出面和咸淡水密度差异影响下海水-地下水交换量的评估方法。该成果在滨海沉积物渗透系数测量上取得重大技术进步，具有重要理论与现实意义，被国际同行在野外工作中所采用，受到Int Biodeter Biodegr和ASCE等广泛正面引用。本项目共发表论文54篇，其中SCI论文 34 篇，大部分发表在本领域的Top期刊，其中8篇代表作发表在Nat Geosci、Water Resour Res、Hydrol Earth Syst Sci等水文地质学领域的顶级期刊上，累计他引159次，最高单篇他引89次。在研究过程中，1 人获国家杰出青年科学基金。上述成果为提升我国在海岸带地下水领域的国际影响和地位做出了实质性贡献。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李海龙 教授 中国地质大学（北京） 中国地质大学（北京） 本人为第一篇文章的第一作者，第一篇文章总共有两位作者，第二作者为通讯作者。正如在文章的“作者贡献”（Author Contributions）中所申明的那样，本人和通讯作者对文章所做的工作的贡献一样多(All authors contributed equally to this work)。具体包括项目申报、野外和室内外实验工作方案的设计和实施，相关数据的数值模拟和分析以及文章的构思和写作。本人为其他7篇（第二到第八篇）文章的通讯作者，是每篇文章中的创新性构思的提出者，在这些文章所涉及的具体工作中负责项目申报、野外和室内外实验工作方案的设计，指导第一作者开展相关数据的数值模拟和数据分析、文章的构思、写作、修改等。 2 王学静 副研究员 南方科技大学 中国地质大学（北京） 提出了以海水盐度为淡水示踪剂，结合镭同位素对海底地下水和地下淡水排泄量进行定量评估的一种实用新方法，并成功应用在具有6000多平方公里的莱州湾，是海岸带水文地质学研究领域中取得的一个重要进展。发明设计了一种原位测定海潮环境下潮间带沉积物垂向渗透系数的 “变径竖管” 装置，并提出了用有限微元法来计算这一参数值的简易数据分析算法，为潮间带水文地质工作者的野外调查工作提供了简单可靠的方法。解析研究了潜水荷载作用下下覆承压含水层中水头波动变化，模拟了海水密度对水头的影响。对重要科学发现2、3和4做出了实质性贡献，是代表性论文2、6、8的第一作者，代表性论文4的共同通讯作者，代表性论文7的主要参与者之一。 3 夏玉强 高级工程师 湖北省洪湖市人民政府 长江水利委员会长江科学院 是代表性论文3的第一作者，对推荐书《重要科学发现》中所列第1项发现做出了实质性贡献。通过剖面对比、现场监测和数值模拟综合研究论证了淡水补给是影响潮间带红树生存的水文地质学关键因素之一，定量发现了表层低渗透性淤泥层和底层高渗透性砂质层的海滩含水层结构对海水-地下水循环过程及SGD的影响，为解决滨海地区生态和生物多样性问题提供了理论支撑和实证案例。 4 马倩 中级 天津大学 中国地质大学（北京） 是代表性论文7的第一作者，代表性论文2的主要参与者之一，对推荐书《重要科学发现》中所列第2、4项发现做出了实质性贡献。基于野外观测的地下水水头、温度和盐度数据，提出了一种考虑渗出面和咸淡水密度差异影响下潮滩海水-地下水交换量的评估方法，并在中国莱州湾某潮滩进行应用研究，为定量研究平缓海滩海水-地下水相互作用提供了快速简便的评估方法与实证案例。 5 曲文静 讲师 河北地质大学 中国地质大学（北京） 利用数值模拟程序MARUN研究了渗透系数、各向异性比、纵横向弥散度之比和海底坡度对滨海潜水含水层中盐度分布和海底地下水排泄量的影响。是代表性论文5的第一作者，代表性论文2的主要参与者之一，对推荐书《重要科学发现》中所列第2、3项发现做出了实质性贡献。 6 肖凯 助理研究员 南方科技大学 中国地质大学（北京） 是代表性论文4的主要参与者之一，对推荐书《重要科学发现》中所列第2项发现做出了一定贡献。 7 张艳 其他 中国地质大学（北京） 中国地质大学（北京） 利用天然氡同位素（Rn-222）作为示踪剂，建立质量平衡模型，评估了莱州湾SGD的在海潮周期内的连续变化。论证了SGD携带化学物质入海的重要性，为海岸带生态环境治理提供有益借鉴，由代表性论文4支持。是代表性论文4的第一作者，对推荐书《重要科学发现》中所列第2项发现做出了实质性贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Long-term persistence of oil from the Exxon Valdez spill in two-layer beaches/Nature Geoscience/Hailong Li and Michel C. Boufadel 2 Submarine fresh groundwater discharge into Laizhou Bay comparable to the Yellow River flux/Science Report/Xuejing Wang, Hailong Li, Jiu Jimmy Jiao, D. A. Barry, Ling Li, Xin Luo, Chaoyue Wang, Li Wan, Xusheng Wang, Xiaowei Jiang, Qian Ma, Wenjing Qu 3 A combined field and modeling study of groundwater flow in a tidal marsh/Hydrology and Earth System Sciences/Yuqiang Xia and Hailong Li 4 Estimation of submarine groundwater discharge and associated nutrient fluxes in eastern Laizhou Bay, China using Rn-222/Journal of Hydrology/Yan Zhang, Hailong Li, Xuejing Wang, Chunmiao Zheng, Chaoyue Wang, Kai Xiao, Li Wan, Xusheng Wang, Xiaowei Jiang, Huaming Guo 5 Numerical simulations of steady-state salinity distribution and submarine groundwater discharges in homogeneous anisotropic coastal aquifers/Advances in Water Resources/Wenjing Qu, Hailong Li, Li Wan, Xusheng Wang, Xiaowei Jiang 6 Loading effect of water table variation and density effect on tidal head fluctuations in a coastal aquifer system/Water Resources Research/Xuejing Wang, Hailong Li, Li Wan, Futian Liu, Xiaowei Jiang 7 Estimation of seawater–groundwater exchange rate: case study in a tidal flat with a large-scale seepage face (Laizhou Bay, China)/Hydrogeology Journal/Qian Ma, Hailong Li, Xuejing Wang, Chaoyue Wang, Li Wan, Xusheng Wang, Xiaowei Jiang 8 Measuring in-situ vertical hydraulic conductivity in tidal environments/Advances in Water Resources/Xuejing Wang, Hailong Li, Jinzhi Yang, Li Wan, Xusheng Wang, Xiaowei Jiang, Huaming Guo	自然奖	李海龙,王学静,夏玉强,马倩,曲文静,肖凯,张艳	中国地质大学（北京）,长江水利委员会长江科学院	中国地质大学（北京）
68	0093-101	复杂试验设计的理论与构造 项目名称 复杂试验设计的理论与构造 推荐/提名单位/人 南开大学 主要完成单位 南开大学,东北师范大学 项目简介 向社会公开、接受社会监督的主要内容，应包含项目主要研究内容、发现点、科学价值、同行引用及评价等内容。要求不超过1200个汉字。1. 研究内容统计试验设计是有效获取数据的重要手段之一。本项目的主要研究内容为统计学中复杂试验设计的理论、构造与分析。本项目依托教育部新世纪优秀人才支持计划、教育部博士点基金和多项国家自然科学基金项目，在复杂传统试验的最优理论与设计构造、现代计算机试验的设计构造与分析、多精度及定性定量因子试验的设计与建模三方面开展了系统性研究。2. 主要发现点(1). 复杂传统试验的最优理论与设计构造。复杂传统试验设计由于受试验的随机性、时效性、材料差异性、因子多样性等诸多因素的影响和限制，如何合理安排这类试验一直是国际试验设计领域的重要研究课题。我们发展了多种复杂情形因子筛选设计的一系列最优性理论、构造方法及数据分析技术，特别是给出了多种最优准则之间的紧密联系，并提出了最优设计的多种结构性构造方法。(2). 现代计算机试验的设计构造与分析。近三十多年来，现代计算机试验由于其能够节省研究费用和加快研究进程的优点而倍受关注，国际上常采用拉丁超立方体设计来进行计算机试验。我们系统给出了计算机试验中具有正交性、均匀性等优良性质的各类拉丁超立方体设计的构造和分析方法，特别是有效解决了二阶正交拉丁超立方体设计的构造问题。(3). 多精度及定性定量因子试验的设计与建模。在某些科学试验，特别是现代计算机试验中，多精度试验可以有效权衡模型精度与费用之间的关系，且常存在定性定量因子共存的情形。我们提出了适用于多精度试验的嵌套设计及适用于定性定量因子试验的分片设计的多种灵活的构造方法，并给出了定性定量因子计算机试验的一种自适应建模技术。3. 科学价值建立了一套完整的适用于复杂试验设计的最优性理论、构造和分析方法，为最终利用这些成果来指导我国相关产业进行合理的试验设计与数据分析，以使得试验安排最科学、实施试验最经济、效率最高、精度最好，并由分析得出的决策最优、新产品更加完美等将起到一定的推动作用及理论和方法保证。 4. 同行引用与评价2004-2016年间，共发表SCI论文82篇（其中通讯作者/第一作者70篇），包括：2篇Ann. Statist., 2篇Biometrika, 11篇Statist. Sinica, 1篇Technometrics, 1篇J. Qual. Technol., 6篇 J. Complexity, 7篇中国科学（数学）英文版。SCI论文他引336次，其中八篇代表性论文SCI他引96次，单篇最高他引32次。八篇代表性论文得到了包括D.C. Montgomary教授(Shewhart Medal奖得主)、D. Steinberg教授(Box Medal奖得主，Technometrics前主编)、C. Koukouvinos教授(Hall Medal奖得主)、C.-S. Cheng教授(美国统计学会Fellow，台湾中研院院士，Statist. Sinica前主编)、M. Morris教授(美国统计学会Fellow，Technometrics前主编)、B. Tang教授(国际数理统计学会Fellow，Ann. Statist. 副主编)等著名学者的引用或评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘民千 教授 南开大学 南开大学 本项目负责人和主要完成人之一，主要学术思想和总体方案的提出者。在研究方案构思、具体技术方法的确定等方面做了系统的研究工作。对《重要科学发现》中的第1、2、3均做出了突出贡献。代表性论文1、2、4、5、6、7的通讯作者。 2 孙法省 教授 东北师范大学 东北师范大学 本项目的主要完成人之一，在研究方法、技术理论和结果分析等方面做了全面和深入的工作。对《重要科学发现》中的第1、2、3均做出了突出贡献，代表性论文2、3、5、6、7的第一作者。 3 杨建峰 副教授 南开大学 南开大学 本项目的主要完成人之一，在研究方法、技术理论和结果分析等方面做了全面和深入工作，对《重要科学发现》中的第1、3做出了突出贡献，代表性论文8的第一作者。 4 杨金语 副教授 南开大学 南开大学 本项目的主要完成人之一，在研究方法、技术理论和结果分析等方面做了全面和深入的工作,对《重要科学发现》中的第2、3做出了突出贡献，代表性论文4的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Construction of orthogonal Latin hypercube designs/ Biometrika/Sun, Fasheng; Liu, Min-Qian; Lin, Dennis K. J. 2 Construction of orthogonal and nearly orthogonal Latin hypercube designs from orthogonal designs/Statistica Sinica/Yang, Jinyu; Liu, Min-Qian 3 Construction of orthogonal Latin hypercube designs with flexible run sizes/Journal of Statistical Planning and Inference/Sun, Fasheng; Liu, Min-Qian; Lin, Dennis K. J. 4 Construction of column-orthogonal designs for computer experiments/Science China-Mathematics/Sun FaSheng; Pang Fang; Liu MinQian 5 On the construction of nested space-filling designs/Annals of Statistics/Sun, Fasheng; Liu, Min-Qian; Qian, Peter Z. G. 6 Construction of sliced orthogonal Latin hypercube designs/Statistica Sinica/Yang, Jian-Feng; Lin, C. Devon; Qian, Peter Z. G., Lin, Dennis K. J. 7 On construction of optimal mixed-level supersaturated designs/Annals of Statistics/Sun, Fasheng; Lin, Dennis K. J.; Liu, Min-Qian 8 Connections among different criteria for asymmetrical fractional factorial designs/Statistica Sinica/Liu, Min-Qian; Fang, Kai-Tai; Hickernell, Fred J.	自然奖	刘民千,孙法省,杨建峰,杨金语	南开大学,东北师范大学	南开大学
69	0094-104	面向复杂决策的协同进化计算与数据挖掘理论及方法研究 项目名称 面向复杂决策的协同进化计算与数据挖掘理论及方法研究 推荐/提名单位/人 天津大学 主要完成单位 天津大学 项目简介 随着互联网、大数据、云计算等新一代信息技术的普遍应用，企业管理决策面临着更大的不确定性和潜在风险。如何更好地利用数据资源和智能技术提升企业管理组织效能、防控重大市场风险，已成为新时代企业管理创新的焦点问题，也是传统管理决策理论与方法面临的重大挑战。本项目围绕管理科学与电子商务、进化计算与商务智能、信息管理与决策支持等交叉学科领域，针对复杂管理决策中协同进化机理分析与数据挖掘高效算法设计等热点难点问题，提出了新理论新方法。主要发现点有：① 协同进化计算理论与保持群体多样性的协同算法设计。提出了群体多样性准则和基于群体迭代策略保持群体多样性的算法框架。设计了基于粒子群算法的协同进化小生境算法，解决了求解多模态函数优化问题时不能同时获得多个极值解的遗传漂移问题。提出了多种群协同进化集成算法，在处理大规模数据复杂分类问题时性能优越。② 协同进化神经网络学习模型及算法。设计了基于神经元的子空间学习模型，实现了样本空间分布复杂情形下不同特征子集选择。提出了带有特征选择的双种群神经网络算法，有效降低特征维数并简化网络结构，改善由数据分布不均导致的分类精度下降等问题。③ 面向复杂商务数据的协同学习与挖掘方法。提出了基于多目标协同进化的特征选择算法，提高了所选特征子集的质量，获得较好的分类性能。提出了基于混合进化算法的模糊分类器学习算法，实现了局部调整和全局优化的有效结合，提高了算法效率和分类器性能。④ 信息系统协同进化情境下的不确定决策。构建了能适应多重不确定环境的安全风险评估模型，解决了与环境协同进化情景下的信息系统风险评估问题。提出了动态环境下的信息系统安全风险分析模型，为安全风险传播管理中的风险评估准确性偏低和最优控制问题提供了有效的解决方案。本项目共发表期刊论文32篇，国际会议论文47篇，8篇代表性论文均为SCI/SSCI Q1期刊论文。8篇代表性论文SCI/SSCI他引175次，Google Scholar他引375次，包括相关领域中外科学院/工程院院士、IEEE/ACM顶级期刊主编等引用。在科学出版社出版著作2部。上述工作开拓和补充了进化计算与数据挖掘理论体系，已应用于电子商务、信息管理、决策支持等领域的复杂优化问题求解。例如本项目理论成果已用于研发金融机构借贷行为预测算法，在试点企业运营系统中正式应用，显著改进了原有贷款批准预测系统的综合效能（准确率提高了30%），为企业运营收入连续增长起到了关键作用。IEEE院士Roberto Battiti在计算机领域顶级期刊IEEE T Neur Net Lear的论文将代表性论文1列为优化算法训练神经网络的代表成果之一。计算机领域顶级期刊IEEE T EVOLUT COMPUT副主编Carlos A. Coello Coello将代表性论文2列为利用优化算法进行特征选择的代表成果之一。加拿大工程院院士、首席科学家奖获得者Zhang Dan在自动控制领域顶级期刊IEEE T Ind Electron的论文认为代表性论文7的成果有效证明了协同进化算法和神经网络结合的可信性和有效性。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李敏强 教授 天津大学 天津大学 系本项目总负责人，项目四个发现点的主要贡献者。主要学术贡献：1）研究了协同进化算法的协同进化过程的动力学行为和性质，提出并论证了协同进化算法设计的群体多样性准则及实现协同进化过程的三个目标，从本质上深刻揭示了协同进化过程的原理和行为特征，建立了协同进化算法有效性的理论基础，补充和丰富了进化算法理论体系。2）设计了协同进化过程中的群体迭代策略，可以更好地控制进化过程的遗传漂移现象，并提出了保持多层次群体多样性的协同进化算法框架。系8篇代表性论文的通讯作者，及论文4、8的第一作者，占本人工作量85%。 2 田津 副教授 天津大学 天津大学 系本项目主要完成人，项目第一和第二发现点的主要贡献者。重点研究了基于协同进化的神经网络学习算法及应用研究，提出了带有特征选择的双种群径向基函数神经网络算法、多种群协同进化神经网络集成算法、基于子空间的神经网络分类模型等。系8篇代表性论文中的论文1、5、7的第一作者，占本人工作量90%。 3 冯楠 教授 天津大学 天津大学 系本项目主要完成人，第二和第四发现点的主要贡献者。重点研究了信息系统的进化过程和安全不确定性决策，重新定义证据理论中的基本概率赋值函数，构建了能够适应多重不确定环境的NIS安全风险评估模型。为解决准确度量安全风险传播路径及其发生概率，提出了一个信息系统安全风险分析模型。系8篇代表性论文中的论文3、6的第一作者，论文1的共同作者，占本人工作量80%。 4 陈富赞 教授 天津大学 天津大学 系本项目主要完成人，第三和第四发现点的主要贡献者。主要研究了复杂高维数据的数据挖掘和属性约减问题，参与提出了带有特征选择的双种群径向基函数神经网络算法，及面向有效降低特征空间的维数并简化网络结构的协同进化算法。提出了面向大规模文本数据聚类和挖掘的特征选择和模型构建方法。系8篇代表性论文中的论文1、5、7的共同作者，占本人工作量70%。 5 王志春 副教授 北京师范大学 天津大学 系本项目主要完成人，第三个发现点的主要贡献者。定义了特征相关度与特征冗余度，提出了基于互信息的特征冗余度计算方法，并设计了相应的多目标协同进化求解算法。采用全新的小生境技术，提出了基于混合进化算法的模糊分类器学习算法，通过单次运行进化算法获得模糊分类器所需的全部规则。系8篇代表性论文中的论文2的第一作者，论文8的共同作者和主要贡献者，占本人工作量90%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A multi-objective evolutionary algorithm for feature selection based on mutual information with a new redundancy measure/Information Sciences/Zhichun Wang, Minqiang Li, and Juanzi Li 2 Learning subspace-based RBFNN using coevolutionary algorithm for complex classification tasks/IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems/Jin Tian, Minqiang Li, Fuzan Chen, Nan Feng 3 A security risk analysis model for information systems: Causal relationships of risk factors and vulnerability propagation analysis/Information Sciences/ Nan Feng, Harry Jiannan Wang, Minqiang Li 4 A hybrid niching PSO enhanced with recombination-replacement crowding strategy for multimodal function optimization/Applied Soft Computing/ Minqiang Li, Dan Lin, Jisong Kou 5 Coevolutionary learning of neural network ensemble for complex classification tasks/Pattern Recognition/Jin Tian, Minqiang Li, Fuzan Chen, Jisong Kou 6 An information systems security risk assessment model under uncertain environment/Applied Soft Computing/ Nan Feng, Minqiang Li 7 Dual-population based coevolutionary algorithm for designing RBFNN with feature selection/Expert Systems with Applications/Jin Tian, Minqiang Li, Fuzan Chen 8 A hybrid coevolutionary algorithm for designing fuzzy classifiers/Information Sciences/Minqiang Li, Zhichun Wang	自然奖	李敏强,田津,冯楠,陈富赞,王志春	天津大学	天津大学
70	0094-106	基于混合气活性与浓度分层的内燃机燃烧理论和方法研究 项目名称 基于混合气活性与浓度分层的内燃机燃烧理论和方法研究 推荐/提名单位/人 天津大学 主要完成单位 天津大学 项目简介 内燃机广泛应用于国民经济建设和国防安全各个领域，消耗我国石油总量的60%，贡献城市大气50%以上污染物排放，提高热效率和降低排放是内燃机发展的方向。近年来以均质压燃为代表的新一代内燃机燃烧理论可实现更高热效率、超低 NOx 和碳烟排放，被认为是可替代传统燃烧过程的新型燃烧方式。但其发展面临两个瓶颈：燃烧反应速率控制困难和运行工况范围狭窄，如何实现全工况范围可控的高效清洁燃烧是内燃机燃烧研究的科学难题。在国家基金项目持续支持下，历时 10年，创新提出了基于混合气活性与浓度分层的高效清洁燃烧控制理论和方法，主要发现点如下：1. 揭示了分层低温燃烧化学反应机理，构建了分层燃烧动力学及柴油－丁醇PAH动力学机理，突破了分层燃烧动力学模型无法预测缸内扩散火焰的难题，发现浓度分层控制是低温燃烧过程控制的有效途径。新加坡国立大学 Maghbouli认为提出的分层燃烧动力学模型预测精度优于国际其他模型并很好适用于分层条件下的模拟；国际燃烧顶级期刊Proc. Combust. Inst.前主编 Dryer认为提出了国际首个可用于实际内燃机喷雾燃烧多维数值模拟的正丁醇简化动力学模型。2. 阐明了燃料活性对分层燃烧过程的作用机理，发现低活性燃料较长的滞燃期有利于降低碳烟排放，低活性燃料更适合低温燃烧。德国科学院院士Kohse-Hoeinghaus认为阐明了2,5 二甲基呋喃降低碳烟的机理是更低十六烷值（低活性）的作用；SAE会士美国伊利诺伊大学Lee认为发现通过燃料特性控制提高了发动机热效率。3. 提出了基于混合气活性与浓度分层控制实现内燃机高效清洁燃烧运行的新方法，揭示活性和浓度分层对低温燃烧耦合作用机理，发现通过混合气活性和浓度分层控制可以有效拓展发动机高效清洁运行工况范围。完成了多缸机样机开发，NOx和颗粒排放满足欧VI法规条件下，燃油经济性提高了 5%。芬兰阿尔托大学 Sarjovaara认为提出的燃烧控制新方法非常好，获得了高效超低碳烟和 NOx 排放，只需采用适当氧化催化器即可满足欧 VI 排放限值；新加坡国立大学Yang多次引用本项目研究认为在燃烧控制中，柴油早喷时混合气的活性起主要作用，晚喷时浓度分层起主要作用，第二次晚喷策略是向高负荷拓展的有效途径。 本项目在能源、燃烧领域顶级刊物发表的8篇代表作，被来自 49 个国家的1353名国内外同行SCI他引544次，单篇最高他引151次，ESI高被引论文4篇，他引作者中包括美国、德国、中国、爱尔兰院士7人，国际知名期刊主编、副主编以及国际重要学会会士40人。与企业合作完成了基于该创新原理的工程样机开发，实现了新型燃烧原理创新向先进燃烧技术实施的有效转化。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 尧命发 教授 天津大学 天津大学 本项目第一完成人，对发现点1,2,3作出了创造性贡献。创新提出了基于混合气活性与浓度分层控制实现内燃机高效清洁燃烧燃烧模式设计的学术思想，提出了分层动力学模型，发现分层对燃烧控制的作用；揭示燃料活性对分层燃烧作用机理，发现低活性燃料可将分层燃烧向大负荷工况拓展；提出了基于混合气活性与浓度分层控制实现内燃机高效清洁燃烧运行的新方法，发现混合气活性与分层对燃烧的作用机理。是 8 篇代表性论文作者之一，其中代表性论文 1、3、6、7、8 的第一作者或通讯作者。 2 王浒 副教授 天津大学 天津大学 本项目第二完成人，对发现点1,2作出了创造性贡献。揭示了分层燃烧化学反应机理，构建了基础燃料简化动力学模型和正庚烷-正丁醇-PAH 简化动力学机理，探明了正丁醇含氧燃料对混合、燃烧和 PAH/碳烟的影响规律；阐明了燃料活性对分层燃烧过程的作用机理。是 2 篇代表性论文作者之一，其中代表性论文 2 的第一作者和通讯作者。 3 刘海峰 副教授 天津大学 天津大学 本项目第三完成人，对发现点2,3作出了创造性贡献。发现分层燃烧方式下的自燃着火与燃油喷射策略密切相关；发现低活性燃料较长的滞燃期有利于降低碳烟排放，更适合大负荷工况；创新提出了柴油加入低活性含氧燃料降低大负荷分层燃烧碳烟的新方法。是 3 篇代表性论文作者之一，其中代表性论文 5 的第一作者。 4 郑尊清 副研究员 天津大学 天津大学 本项目第四完成人，对发现点2,3作出了创造性贡献。发现喷射两种不同活性燃料可以有效拓展高效清洁运行工况范围；高活性燃料喷射策略实现缸内混合气活性和浓度分层，早喷提高混合气活性，晚喷实现浓度分层触发燃烧，并完成了多缸机样机开发。是 6 篇代表性论文作者之一，其中代表性论文 4、5 的通讯作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Study on the controlling strategies of homogeneous charge compression ignition combustion with fuel of dimethyl ether and methanol / FUEL / Yao, Mingfa; Chen, Zheng; Zheng, Zunqing; Zhang, Bo; Xing Yuan 2 Charge stratification to control HCCI: Experiments and CFD modeling with n-heptane as fuel / FUEL / Zheng, Zhaolei; Yao, Mingfa 3 Development of an n-heptane-n-butanol-PAH mechanism and its application for combustion and soot prediction / COMBUSTION AND FLAME / Wang, Hu; Reitz, Rolf Deneys; Yao, Mingfa; Yang, Binbin; Jiao, Qi; Qiu, Lu 4 Experimental study of n-butanol additive and multi-injection on HD diesel engine performance and emissions / FUEL / Yao, Mingfa; Wang, Hu; Zheng, Zunqing; Yue, Yan 5 Experimental study on combustion and emission characteristics of a diesel engine fueled with 2,5-dimethylfuran-diesel, n-butanol-diesel and gasoline-diesel blends / ENERGY / Chen, Guisheng; Shen, Yinggang; Zhang, Quanchang; Yao, Mingfa; Zheng, Zunqing; Liu, Haifeng 6 Effects of n-butanol, 2-butanol, and methyl octynoate addition to diesel fuel on combustion and emissions over a wide range of exhaust gas recirculation (EGR) rates / APPLIED ENERGY / Liu, Haifeng; Li, Shanju; Zheng, Zunqing; Xu, Jia; Yao, Mingfa 7 Experimental investigation of the effects of diesel injection strategy on gasoline/diesel dual-fuel combustion / APPLIED ENERGY / Ma, Shuaiying; Zheng, Zunqing; Liu, Haifeng; Zhang, Quanchang; Yao, Mingfa 8 Experimental and numerical study on different dual-fuel combustion modes fuelled with gasoline and diesel / APPLIED ENERGY / Yang, Binbin; Yao, Mingfa; Cheng, Wai K. Li, Yu; Zheng, Zunqing; Li, Shanju	自然奖	尧命发,王浒,刘海峰,郑尊清	天津大学	天津大学
71	0155-101	表体相缺陷材料调控合成及其诱导光催化活性增强机制 项目名称 表体相缺陷材料调控合成及其诱导光催化活性增强机制 推荐/提名单位/人 河北省教育厅 主要完成单位 河北科技大学 项目简介 本项目属于无机非金属材料与光催化学科的交叉领域。 光催化技术可在温和条件下实现环境净化和清洁能源生产，低成本光催化材料的合成与规模化生产技术的开发是其工业化应用的前提。溶液燃烧合成是一种简便快捷的材料合成技术，但燃烧过程中加入的水分不断蒸发降低了材料组成与形貌结构的稳定性。针对以上问题，本项目围绕地壳储量丰富的镁、铝等元素氧化物的设计与合成、结构调控与光催化活性增强开展了系统的研究，形成了本项目的研究特色。主要发现点如下： 1.发现了绝缘体材料体相中无定形态可诱导其半导体化的现象，赋予了传统绝缘体如MgAl2O4、Al2O3等以光催化活性，明确了无定形材料键长变长是导致其禁带宽度变窄的原因，提出了催化剂自身兼具晶体与无定形结构的混晶的概念；基于此开发了系列高比表面、富体相缺陷的铝基光催化材料，为绝缘体材料的改性和其在光催化领域中的应用开拓了新途径。 2.基于无定形材料无晶格常数的特点提出了其在异质结构建中的晶格匹配作用，合成了多种无定形Al2O3基异质结材料，拓宽了无定形材料在光催化领域中的应用，为设计更加高效的异质结材料提供了思路；确定了无定形Al2O3的能带位置，为Al2O3基异质结材料的构建合成和光生载流子迁移过程的研究提供了理论基础。 3.在燃烧法合成体相缺陷材料的基础上创建了离子液体自燃烧法合成表相缺陷的方法，提出了在燃烧过程中设计还原气氛一步构建表面氧空位的思想，明确了表面氧空位对于阴、阳离子染料的吸附机制。并利用离子液体前驱体液相均匀混合的特点原位构建了系列异质结材料，改善了传统异质结合成过程繁琐、组分间接触面积小的问题，实现了高效异质结的一步构筑。 本项目设计合成了MgAl2O4、Al2O3等镁铝基光催化材料，实现了其结构调控，阐明了基于表相及体相不同位置缺陷诱导增强光催化活性的机制，并提出了原位构建表面缺陷及一步合成异质结材料的离子液体自燃烧合成思路，为高效光催化剂的合成提供了可工业化的途径。8篇代表性论文中1篇入选2015年度中国百篇最具影响国际学术论文，3篇入选ESI 1%高被引论文，1篇论文入选“‘Editor’s Choice’ online collection celebrating the fantastic research on nanomaterials for catalysis published in Nanoscale.”。8篇论文共被SCI他引459次，被Chem. Rev., J. Am. Chem. Soc., Chem. Soc. Rev.，Nano Lett.等期刊正面评述与引用。项目第一完成人入选国务院政府特殊津贴专家、教育部新世纪优秀人才、河北省省管优秀专家、河北省三三三人才工程一层次人选、河北省杰青等；授权发明专利4项；指导4名学生获得河北省优秀硕士论文。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李发堂 教授 河北科技大学 河北科技大学 作为项目负责人提出了项目学术思想，组织了项目实施，指导了实验研究，主持或参与撰写了全部代表性论文,对发现点1-3均做出了创造性贡献，是8篇代表性论文的通讯作者或共同通讯作者。 2 王晓静 教授 河北科技大学 河北科技大学 验证了无定形TiO2晶格匹配的学术思想，发现了Bi系材料表面氧空位形成的新思路，参与研究了无定形Al2O3及铋系光催化剂的实验工作，对发现点1-3均有重要贡献，是代表性论文4、7的第一作者、代表性论文1-3、6、8的共同作者。 3 郝影娟 副教授 河北科技大学 河北科技大学 参与了实验研究及论文撰写，讨论了离子液体自燃烧合成的机理与影响因素，对发现点1-3均有贡献，是代表性论文1-3、5-8的共同作者。 4 赵地顺 教授 河北科技大学 河北科技大学 指导提出了配位离子液体的概念，参与讨论了离子液体自燃烧的学术思想，对发现点1-3均有贡献，是代表性论文1-3、5、6的共同作者。 5 赵君 副教授 河北科技大学 河北科技大学 参与了实验研究及论文撰写，讨论了影响光催化剂活性的因素及机制，对发现点1-3均有贡献，是代表性论文4、6、7的共同作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Enhanced visible-light photocatalytic activity of active Al2O3/g-C3N4 heterojunctions synthesized via surface hydroxyl ModificationEnhanced visible-light photocatalytic activity of active Al2O3/g-C3N4 heterojunctions synthesized via surface hydroxyl Modification/JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS/Li, Fa-tang; Zhao, Ye; Wang, Qing; Wang, Xiao-jing; Hao, Ying-juan; Liu, Rui-hong; Zhao, Dishun 2 Ionic liquid self-combustion synthesis of BiOBr/Bi24O31Br10 heterojunctions with exceptional visible-light photocatalytic performances/NANOSCALE/Li, Fa-tang; Wang, Qing; Ran, Jingrun; Hao, Ying-juan; Wang, Xiao-jing; Zhao, Dishun; Qiao, Shi Zhang 3 In-situ one-step synthesis of novel BiOCl/Bi24O31Cl10 heterojunctions via self-combustion of ionic liquid with enhanced visible-light photocatalytic activities/APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL/Li, Fa-tang; Wang, Qing; Wang, Xiao-jing; Li, Bo; Hao, Ying-juan; Liu, Rui-hong; Zhao, Di-shun 4 Construction of amorphous TiO2/BiOBr heterojunctions via facets coupling for enhanced photocatalytic activity/JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS/Wang, Xiao-jing; Yang, Wen-yan; Li, Fa-tang; Zhao, Jun; Liu, Rui-hong; Liu, Shuang-jun; Li, Bo 5 Solution combustion synthesis and visible light-induced photocatalytic activity of mixed amorphous and crystalline MgAl2O4 nanopowders/CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL/Li, Fa-tang; Zhao, Ye; Liu, Ying; Hao, Ying-juan; Liu, Rui-hong; Zhao, Di-shun 6 Structure modification function of g-C3N4 for Al2O3 in the in situ hydrothermal process for enhanced photocatalytic activity/CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL/Li, Fa-tang; Liu, Shao-jia; Xue, Ya-bin; Wang, Xiao-jing; Hao, Ying-juan; Zhao, Jun; Liu, Rui-hong; Zhao, Dishun 7 A chelation strategy for in-situ constructing surface oxygen vacancy on {001} facets exposed BiOBr nanosheets/SCIENTIFIC REPORTS/Wang, Xiao-jing; Zhao, Ying; Li, Fa-tang; Dou, Li-jun; Li, Yu-pei; Zhao, Jun; Hao, Ying-juan 8 One-step construction of {001} facet-exposed BiOCl hybridized with Al2O3 for enhanced molecular oxygen activation/CATALYSIS SCIENCE & TECHNOLOGY/Li, Fa-tang; Li, Yi-lei; Chai, Mei-juan; Li, Bo; Hao, Ying-juan; Wang, Xiao-jing;Liu, Rui-hong	自然奖	李发堂,王晓静,郝影娟,赵地顺,赵君	河北科技大学	河北省教育厅
72	0274-103	水-热耦合作用的煤层气开采基础研究 项目名称 水-热耦合作用的煤层气开采基础研究 推荐/提名单位/人 山西省教育厅 主要完成单位 太原理工大学 项目简介 煤矿瓦斯灾害是威胁煤矿安全生产的重大煤矿灾害之一。在煤矿开采过程中，瓦斯抽采是防治瓦斯灾害最为有效的方法。但大量的瓦斯事故表明，以瓦斯抽采预防瓦斯灾害是极其有限的。通常认为压力是影响煤吸附甲烷的重要条件，只要降低吸附压力，甚至采用负压进行抽采，就可以达到有效抽采煤层中瓦斯的作用。但实践表明：煤从地下几百米的工作面运输到地面的煤仓的过程中，一直伴随着瓦斯的溢出。显然，降低压力并不能使瓦斯迅速释放。自进入工业化社会，开始大规模煤矿开采以来，控制煤矿巷道中的瓦斯浓度，保障煤矿安全生产一直是煤矿科技工作者重要的研究课题。1916年美国物理化学家欧文朗格缪尔提出了著名的朗格缪尔等温吸附方程，奠定了煤吸附甲烷理论研究的基础。人们从煤的组分及其孔隙结构、煤分子与甲烷分子相互作用、煤体骨架与甲烷气体孔隙压力的相互作用等方面展开研究，但仍然无法破解低渗透煤层的瓦斯抽采难题。本课题组经过多年的研究发现，温度是影响煤吸附甲烷的重要条件。煤吸附甲烷是放热过程，反之解吸是吸热过程。因此，煤中的甲烷解吸时是需要热量的。当煤体温度升高时，煤的吸附能力下降，瓦斯解吸量增加。自2009年，太原理工大学课题组在“国家自然科学基金”、“山西省基础研究计划”的持续资助下，展开了详细的理论研究，提出注热强化煤层气开采的方法。本项目依托国家自然基金、山西省自然科学基金，采用理论分析和试验验证的研究方法，基于煤与瓦斯吸附的能量守恒原理，形成了高温及含水条件下煤层气吸附解吸理论，主要创新成果如下：（1）研制了常温-300℃的高温高压等温吸附试验装置，通过实验揭示了常温至270℃条件下煤吸附/解吸甲烷的规律；研制了大煤样的绝热吸附试验装置，利用φ100mm×150mm的大煤样试验，揭示了煤吸附/解吸甲烷过程中煤体温度的变化规律，测定了煤吸附/解吸甲烷过程中变形能与热能；研制了在线CT扫描的煤吸附/解吸甲烷试验装置，分析了煤吸附/解吸甲烷过程中的细观结构变化及孔隙率变化规律。（2）创建了CT扫描与SEM相结合的煤表面细观结构研究方法，发现了吸附甲烷后煤体内部结构同时存在膨胀与挤压两种变形的物理现象，揭示了煤吸附甲烷的细观结构变形机理。（3）基于统计热力学的相关理论和能量守恒定律，得到煤与甲烷两能态吸附模型和吸附势方程。（4）通过大煤样的高温吸附/解吸试验，揭示了水制约煤中瓦斯解吸的规律，发现了注水压力与水进入煤体孔隙的临界孔隙尺度；获得了高温加速含水煤层瓦斯解吸的数学关系式。（5）基于理论与实验的研究发现，发明了注热强化煤层气开采的成套技术与装备。本项目出版专著1部，发表学术论文30篇，被SCI收录15篇，EI收录10篇，研究成果被国内外学者广泛引用，共计他引600余次。其中8篇代表性论文被SCI他引42次，他引合计219次。以本项目发现的物理规律和理论为基础，授权注热开采煤层气的发明专利10项，项目整体处于国际领先水平。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 冯增朝 教授 太原理工大学 太原理工大学 项目总负责人。确定了煤吸附甲烷的能量变化理论研究的总体研究思路，设计实验方案和技术路线，组织项目实施，设计了项目研究所需要的大型实验装置。 代表性论著4、5的第一作者，代表性论著2、3、4、5、6、7、8的通讯作者。 2 赵东 副教授 太原理工大学 太原理工大学 通过大煤样的高温吸附、注水、定压解吸、定容解吸，揭示了水制约煤中瓦斯解吸的规律，发现了注水压力与水进入煤体孔隙的临界孔隙尺度；获得了高温加速含水煤层瓦斯解吸的数学关系式，试验得到了封闭的吸附体系中吸附压力与温度之间的关系。 代表性论著1、2、7、8的第一作者，代表性论著1的通讯作者。 3 周动 讲师 太原理工大学 太原理工大学 提出了CT扫描与SEM相结合的煤表面细观结构研究方法，发现了吸附甲烷后煤体内部结构同时存在膨胀与挤压两种变形的物理现象，揭示了煤吸附甲烷孔隙结构变化规律，煤吸附/解吸甲烷的细观变形机理及黏土矿物质对煤吸附/解吸甲烷变形的影响。 代表性论著6的第一作者。 4 刘志祥 讲师 太原理工大学 太原理工大学 基于统计热力学的相关理论，开展了煤体对瓦斯吸附热的理论研究，系统地阐述了吸附热产生的微观机理。 代表性论著3的第一作者。 5 蔡婷婷 讲师 太原理工大学 太原理工大学 进行了项目研究的相关细观特征研究及表征。 代表作4的第二作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Laboratory Experiment on Coalbed-Methane Desorption Influenced by Water Injection and Temperature/ Journal of Canadian Petroleum Technology/ Zhao, D.et al 2 Experiments of Methane Adsorption on Raw Coal at 30-270 degrees C/Energy Sources Part A/Zhao D.et al 3 Heat and deformation effects of coal during adsorption and desorption of carbon dioxide/ Journal of Natural Gas Science and Engineering/Liu Z.X.et al 4 Temperature and deformation changes in anthracite coal after methane adsorption /Fuel/Feng Z.C.et al 5 Study on microstructural changes of coal after methane adsorption/ Journal of Natural Gas Science and Engineering/Feng Z.C.et al 6 Uniformity of temperature variation in coal during methane adsorption/Journal of Natural Gas Science and Engineering/Zhou D.et al 7 高压注水对煤体瓦斯解吸特性影响的试验研究/岩石力学与工程学报/赵东，冯增朝，赵阳升 8 结合孔隙结构分析注水对煤体瓦斯解吸的影响/岩石力学与工程学报/赵东，赵阳升，冯增朝	自然奖	冯增朝,赵东,周动,刘志祥,蔡婷婷	太原理工大学	山西省教育厅
73	0275-101	城市绿地结构与环境调节功能研究 项目名称 城市绿地结构与环境调节功能研究 推荐/提名单位/人 山西省教育厅 主要完成单位 山西农业大学 项目简介 绿地是城市最重要的生态基础设施。面对我国不断攀高的城市人口和绿地规模增长潜力有限的现实，深入研究城市生态系统的格局、过程和功能，对宜居健康城市建设具有重要价值。城市绿地的结构、组成、位置以及空间形态显著影响绿地的生态过程。在景观密度一定的条件下，通过合理布置景观单元的结构 (如比例和组合) ，可以实现生态服务价值的最大化。基于这一认识，学科带头人蔺银鼎教授以科学的认知和独特的视野确定了围绕与城市居民生活和健康关系密切且影响深远的城市绿地降温增湿功能和滞尘减污功能进行科研攻关。在2项国家自然科学基金项目和3项省级项目等的支持下，项目组自2002年起围绕既定方向，持续开展城市绿地结构与格局优化、城市绿地与物种多样性、生态服务价值的定量化评价等领域的研究。主要研究结论：（1）植物的生命活动产生空间综合生态效应场，以绿地为中心向非绿地空间系统梯度渗透。城市绿地与周围非绿地之间存在一定强度的热力环流，上午和午后距离绿地越近气温越低，并随高度的增加绿地的冷源效应减弱。在水平和垂直方向上，绿地面积、绿量与绿地降温增湿效应均显著正相关，与绿地周长面积比显著负相关。（2）道路绿化带纵向布置上的间隔宽度会影响道路的微气候条件，进而对机动车道的污染物水平扩散产生影响，即存在“微峡谷”效应。道路绿地对污染物的净化效果随气象条件的变化发生改变。SO2主要受风速和气温的影响，而 NOx主要受地表面温度的影响，NH3主要受气温的影响，TSP主要受空气湿度的影响，PM10主要受气温和气压的影响。道路绿化隔离带植物配置模式的设计必须首先确定目标污染物，对于氮氧化物、碳氢化合物等气态污染物，应以低矮植物为主；而颗粒污染物的净化则应以复层结构为宜。对于减少道路颗粒性污染物向非机动车道的扩散而言，疏透度和高度是最重要的结构因子，最佳组合水平分别是：疏透度20%、高度350cm、宽度250 cm。（3）城市绿地植物群落结构和绿地面积对土壤碳固持功能具有显著影响，通过人为控制林分结构、改变管理措施、优化调整绿地面积及形状指数等，可以实现土壤碳排放的降低，从而提高绿地的固碳潜力。（4）以城市绿地的滞尘、固碳释氧、消减噪音、涵养水源、调节小气候、保育土壤6项生态系统服务为研究对象,明确不同的植物功能性状与生态系统服务之间的关系，构建基于生态系统服务功能理论的树种选择决策模型，实现城市绿地生态系统服务的多样化和生态系统服务的定向优化。项目取得了丰富的研究成果，发表论文23篇，其中SCI 2篇，国家级13篇，专著1部，教材2部，培养博士生2名，硕士生15名。研究论文受到同行持续关注，引用率高，最高它引146次；引文影响力高，SCI论文均被2区论文引用。研究成果为国内同类研究提供了良好的范例、积累了丰富而翔实的基础数据、丰富了相关领域的科学认知，带动了国内风景园林和城市生态学科绿地服务功能与生态过程研究的发展。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 武小钢 教授 山西农业大学 山西农业大学 在项目组织实施中负责编制技术路线，制定试验实施方案，组织项目实施。对不同类型城市绿地的平面几何形态与降温增湿效应、道路绿地的植物配置模式与大气污染物减滞 效益等提出了有意义的结论；揭示了城市绿地植物群落结构和绿地形态对土壤碳固持功能的影响。 2 杨秀云 教授 山西农业大学 山西农业大学 在项目组织实施中负责园林植物群落特征、配置模式的基础数据收集，实验室相关指标测试与分析、数据。提出了城市绿地树种选择的功能多样性原则，构建基于生态系统服务功能理论的树种选择决策模型。 3 蔺银鼎 教授 山西农业大学 山西农业大学 在项目总体实施中负责项目科学问题的凝练和总体研究框架的确定。提出了“生态场”的概念和理论模型，对城市典型植物群落的温湿度生态场特征进行了刻画，对影响城市绿地降温增湿效应和大气颗粒物扩散的绿地植物配置结构进行了分析。 4 郝兴宇 教授 山西农业大学 山西农业大学 从气象学角度，考察城市绿地温湿度三维空间分布规律、城市街道微气象条件对大气污染物扩散的影响及机理等。探讨了气象条件对城市道路绿化带空气净化效果的影响，首次对城市道路绿化带的“微峡谷效应”进行了观测研究。 5 乔琼 讲师 山西农业大学 山西农业大学 负责城市绿地空间数据挖掘、实验室相关指标测试与分析。通过收集整理，筛选出26种在植物景观设计中与生态系统服务相关的包括植物形态特征、生理特征以及美学特征的数据集，基于Gower指数计算物种之间功能差异度。 6 王娟 讲师 山西农业大学 山西农业大学 城市绿地降温增湿实验项目的现场组织、试验数据整理与分析。研究了不同类型城市绿地生态场的水平和垂直结构特征，得出了绿地降温增湿效益与绿地面积和几何形态间的关系。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Elevated soil CO2 efflux at the boundaries between impervious surfaces and urban greenspaces./Atmospheric Environment./Xiaogang Wu, Dan Hu, Shengli Ma, Xia Zhang, Zhen Guo, Kevin Gaston. 2 Seasonal spatial pattern of soil respiration in a temperate urban forest in Beijing./Urban Forestry & Urban Greening./Wu Xiaogang,Yuan Jiajia, Ma Shengli, Feng Shuxiang, Zhang Xia, Hu Dan. 3 城市道路隔离带绿化模式对人行道空气质量的影响评价./环境科学学报./武小钢，蔺银鼎 4 长治城市湿地公园滨岸区植物群落特征及其与土壤环境的关系./生态学报./武小钢，杨秀云，边俊，朱烨，曹晔 5 城市机动车道颗粒污染物扩散对绿化隔离带空间结构的响应./ 生态学报./蔺银鼎，武小钢，郝兴宇，韩翀 6 城市绿地降温增湿效应与其结构特征相关性研究./中国生态农业学报./武小钢; 蔺银鼎; 闫海冰; 郝兴宇 7 城市不同绿地垂直热力效应比较./生态学报/郝兴宇，蔺银鼎，武小钢，王娟，梁峰，梁娟 8 城市绿地空间结构对绿地生态场的的影响./生态学报./蔺银鼎，韩学孟，武小钢，郝兴宇，王娟，梁锋，梁娟，王志红	自然奖	武小钢,杨秀云,蔺银鼎,郝兴宇,乔琼,王娟	山西农业大学	山西省教育厅
74	0276-101	喉鳞癌转录组差异网络构建与关键生物学功能调控机制研究 项目名称 喉鳞癌转录组差异网络构建与关键生物学功能调控机制研究 推荐/提名单位/人 山西省教育厅 主要完成单位 山西医科大学 项目简介 喉鳞癌居上呼吸道恶性肿瘤第二位，在包括山西省在内的我国北方地区高发。罹患喉鳞癌可致患者呼吸、发音、吞咽等生理功能严重受损。外科手术及放化疗是目前喉鳞癌主要治疗手段，但近30年来生存率并未明显提升。易侵袭转移及放化疗抵抗是喉鳞癌术后复发及预后不良的主要原因，更是进一步提升患者生存率与生存质量的关键瓶颈问题。 本项目在喉鳞癌转录组差异网络构建与关键生物学功能与调控机制研究方面取得了原创性成果，对喉鳞癌侵袭转移及放化疗抵抗多耐药机制作出重要理论贡献，对该病临床防治有重大意义。本项目主要原创性贡献如下： 1.国际上率先建立转移及非转移喉鳞癌差异性转录调控网络（miRNA-mRNA-lncRNA）。发现转移喉鳞癌中差异表达基因网络显著不同于非转移喉鳞癌，其差异性转录调控网络功能主要富集于细胞有丝分裂、DNA复制、细胞周期调控及上皮恶性间质转化（EMT）等信号通路；而非转移喉鳞癌主要富集于细胞黏附、ECM-受体相互作用等信号通路。提出转录网络功能失衡是喉鳞癌侵袭转移的重要分子生物学基础。 2.首次从转录组角度研究差异基因调控网络中关键节点基因对喉鳞癌侵袭转移、多耐药等恶性生物学行为分子调控机制。发现以miRNA为调控核心，与靶向编码基因组成重要“信号轴”，通过细胞骨架形成调控、上皮恶性间质转化、自噬调节、肿瘤干细胞干性维持等重要分子生物学功能，广泛参与喉鳞癌细胞恶性表型调控，同时发现多个miRNA及靶基因是喉鳞癌靶向治疗与预后评价的重要分子标记。 3.发现影响喉鳞癌肿瘤免疫耐受的关键分子MMP-9。喉癌组织中高水平的MMP9促进免疫效应细胞Treg数量增加，进而抑制肿瘤特异性CD8+ T细胞，导致机体抗癌能力下降。揭示抗肿瘤细胞的免疫效应细胞发生功能障碍是肿瘤的另一病理特征，表明降低肿瘤特异性免疫耐受或重塑免疫效应细胞肿瘤抑制功能有望抑制肿瘤生长。 依托项目共计发表SCI论文10篇，其中8篇代表性学术论文，他引总频次94次。8篇代表性SCI论文受到来自15个国家公开出版的SCI期刊引用与评价，特别是受到自然出版集团下国际著名免疫学期刊Cell Mol Immunol的引用。原创性成果获国家授权专利5项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王斌全 教授 山西医科大学 山西医科大学 是本项目研究思路的提出者、实验设计以及结果统计分析的主要指导者。主要学术贡献包括标本收集、标本分组、标本质控以及患者的病理资料收集与术后随访，差异基因生物信息学分析后的典型重要分子通路的筛选指导、差异基因细胞分子生物学功能的检测指导，喉癌体内裸鼠移植瘤的技术指导等。是代表性论文1-8的通讯作者，专利主要撰写及发明人。 2 高伟 副教授 山西医科大学 山西医科大学 主要技术贡献包括样本RNA提取、芯片检测、芯片数据的生物信息学分析、功能聚类以及GO与KEGG分析，双荧光报告载体构建以及互作检测、差异基因体外细胞功能检测、分子生物学检测以及数据的统计学分析。是代表论文2和7第一作者、代表论文1和3并列第一作者、代表论文4和8第三作者、代表论文5第四作者，专利主要撰写及发明人。 3 吴勇延 副教授 山西医科大学 山西医科大学 负责高通量表达谱芯片数据分析，构建喉鳞癌中miRNA、lncRNA和mRNA表达差异网络。在喉鳞癌转录组特征性图谱建立中分析差异表达基因参与的生物过程及信号通路，为筛选关键结点基因提供重要数据支撑。是代表性论文1第四作者、代表性论文2第七作者。 4 皇甫辉 正高级 山西医科大学 山西医科大学 负责临床喉鳞癌冰冻组织样品分离及石蜡样品制备，样品RNA和蛋白提取，患者随访数据收集整理，为项目提供样品和临床病理参数信息保障。是代表性论文3和4第五作者、代表性论文5和7第六作者。 5 温树信 教授 山西医科大学 山西医科大学 为喉鳞癌进展与预后关键分子的临床相关性分析提供技术指导。为喉鳞癌临床样本收集与保存提供技术指导，负责喉鳞癌患者术后随访及数据录入、整理与分析。是代表性论文1第三作者、代表性论文2和3第四作者、代表性论文4第六作者、代表性论文5和7第五作者，专利主要撰写及发明人。 6 张春明 副教授 山西医科大学 山西医科大学 负责喉鳞癌样品RNA提取条件优化、转录组芯片样品制备。参与芯片数据分析、转录组差异调控网络构建、关键差异基因功能及机制研究。是代表性论文1第一作者、代表性论文2和7并列第一作者、代表性论文3和5第三作者、代表性论文4第四作者、代表性论文8第二作者，专利主要撰写及发明人。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Potential key molecular correlations in laryngeal squamous cell carcinoma revealed by integrated analysis of mRNA, miRNA and lncRNA microarray profiles/Neoplasma/Zhang C, Gao W, Wen S, Wu Y, Fu R, Zhao D, Chen X, Wang B 2 Potential biomarkers and their regulatory relationships in laryngeal squamous cell carcinoma with lymph node metastasis revealed by integrating mRNA, microRNA and long non-coding RNA profiles/Int J Clin Exp Pathol/Wei Gao, Chunming Zhang, Teng Ma, Shuxin Wen, Rong Fu, Dan Zhao, Yongyan Wu, Binquan Wang 3 Hsa-miR-301a-3p Acts as an Oncogene in Laryngeal Squamous Cell Carcinoma via Target Regulation of Smad4/Journal Of Cancer/Yan Lu, Wei Gao, Chunming Zhang, Shuxin Wen, Hui Huangfu, Jian Kang, Binquan Wang 4 MicroRNA-106b regulates the tumor suppressor RUNX3 in laryngeal carcinoma cells/FEBS Letters/Xu Y, Wang K, Gao W, Zhang C, Huang F, Wen S, Wang B 5 Primary Laryngeal Cancer-derived miR-193b Induces Interleukin-10-expression Monocytes/Cancer Investigation/Zhang Sen, Guo Yuntong, Zhang Chunming, Gao Wei, Wen Shuxin, Huangfu Hui, Wang Binquan 6 Overexpression of MicroRNA-30b Improves Adenovirus-Mediated p53 Cancer Gene Therapy for Laryngeal Carcinoma/Int J Mol Sci/Liang Li, Bingquan Wang 7 Fascin-1, Ezrin and Paxillin Contribute to the Malignant Progression and Are Predictors of Clinical Prognosis in Laryngeal Squamous Cell Carcinoma/Plos One/Wei Gao, Chunming Zhang, Yan Feng, Ganggang Chen, Shuxin Wen, Hui Huangfu, Binquan Wang 8 Cancer-derived matrix metalloproteinase-9 contributesto tumor tolerance/J Cancer Res Clin Oncol/Bin-Quan Wang, Chun-Ming Zhang, Wei Gao, Xu-Feng Wang, Hai-Li Zhang, Ping-Chang Yang	自然奖	王斌全,高伟,吴勇延,皇甫辉,温树信,张春明	山西医科大学	山西省教育厅
75	0278-101	分子识别和荧光信号放大策略研究 项目名称 分子识别和荧光信号放大策略研究 推荐/提名单位/人 山西省教育厅 主要完成单位 山西师范大学 项目简介 该项目属于分析化学中的分子光谱学研究领域，本项目采用超分子包合作用及包合竞争机制、温度辅助的离子液体分散液相微萃取技术等策略实现了对某些无荧光或弱荧光药物或其它类似物的分子光谱的增敏与改善，为临床上药物检测和药代动力学研究或环境监测等领域的研究提供了更加灵敏的分析新方法。该项目发表SCI收录论文30篇，他人引用300多次，主要研究内容为：1、以葫芦[7]脲（CB[7]）和三种异喹啉类生物碱分子黄连碱(COP)、小檗碱(BER)、巴马汀(PAL)形成的包合物（CB[7]-COP, CB[7]-BER和 CB[7]-PAL）为荧光探针，实现无荧光或弱荧光药物分子或其它类似物的灵敏的荧光分析方法检测。盐酸拉贝洛尔，盐酸地布卡因，金刚烷胺，金刚烷乙胺、替丁类药物、苯丙氨酸等这类药物分子和其它类似物质例如百草枯、杀螟丹等本身没有荧光或荧光较弱，加入葫芦[7]脲主体分子溶液中，荧光强度也没有明显的改善，但是将这类物质分子分别加入强荧光的CB[7]-COP, CB[7]-BER和 CB[7]-PAL包合物体系中，发现荧光强度减小，且荧光强度的变化值随着药物分子浓度的增加而增大，据此建立了一系列的无荧光或弱荧光药物分子及类似物分子的灵敏的荧光分光光度法。进一步通过紫外可见吸收光谱、核磁共振光谱、等温量热滴定、理论计算等手段深入研究了其作用机理，发现导致荧光强度显著变化的原因归结于上述药物分子和CB[7]存在更强的包合作用，和异喹啉类生物碱分子发生了竞争包合。研究成果先后在《Talanta》、《Analyst》、《Spectrochim. Acta A》等国际权威杂志上发表。该研究为无荧光或弱荧光药物分子或类似性质物质通过荧光探针实现高灵敏荧光检测提出了一个新的思路，同时为传感器的研制奠定基础。 2、以室温离子液体为萃取剂和溶剂，实现四种异喹啉类生物碱（盐酸黄连碱(COP)，盐酸血根碱(SA)，盐酸小檗碱(BER)，药根碱（Jatrorrhizine））的高灵敏的荧光分光光度法检测。本项目采用温度辅助的离子液体分散液相微萃取技术研究了六种离子液体分别对每种异喹啉类生物碱的萃取条件，结果表明在离子液体[C8MIM][PF6]作用下，盐酸黄连碱(COP)、盐酸血根碱(SA)、盐酸小檗碱(BER)、药根碱（JAT）萃取率最高，荧光增敏程度最大，检测限达到 0.089 ng.ml-1, 高于目前的任何一种分析方法。该研究成果提供了一种环境友好、选择性好、灵敏度高的荧光分析方法的新策略，在临床上具有重要的现实意义。3、本课题组常银霞老师对课题组近年来的研究工作做了系统总结基础上，由原子能出版社出版了《葫芦脲在分析化学中的应用》一书，全面论述了葫芦脲在分析化学中的应用，内容包括葫芦脲在药物分析、色谱分析、食品和环境样品分析、电化学分析、分子开关、生物传感等方面的应用，作者在参考国内外最新文献资料的基础上，将自身和课题组研究成果有机地融入书中，形成了一个内容丰富、层次分明、逻辑性强并具有自己特色的完整体系。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李常风 教授 长治医学院 山西师范大学 全面负责本项目的组织实施工作。在前期研究工作基础上，提出以葫芦[7]脲和三种异喹啉类生物碱形成的包合物为荧光探针，对另外一些和葫芦脲有强相互作用但荧光信号没有明显变化的无荧光或弱荧光药物进行作用，结合荧光光谱信号检测，实现了高灵敏荧光分析方法检测，并对作用机理进行深入研究，完成实验方案设计，实验实施，论文撰写等工作。出版了《天然药物的化学成分及其研究开发新探》一书。 2 常银霞 教授 山西中医药大学 山西师范大学 建立了葫芦脲均相传感器测定H2组胺受体西咪替丁、尼扎替丁、雷尼替丁的方法，首次建立了无荧光西咪替丁、尼扎替丁、雷尼替丁药物的荧光测定法。此法可以用于这三种药物的生物样品测定，灵敏度比一般的光谱法高两个数量级。在均相荧光传感器的基础上，申请了国家自然科学基金青年科学基金项目（批准号81402895），项目名称：葫芦脲薄膜荧光传感器的研究及在药物分析中的应用。成功研制了葫芦脲薄膜传感器用于多种异喹啉生物碱的测定。独自完成了《葫芦脲在分析化学中的应用》一书,（中国原子能出版社）。 3 吴昊 副教授 山西师范大学 山西师范大学 采用温度辅助的离子液体分散液相微萃取技术，研究了六种室温离子液体分别对四种异喹啉类生物碱溶液的萃取率，发现萃取率都在98.0%-99.0%之间，对萃取液进行荧光测定，发现在离子液体[C8MIM][PF6]存在下，小檗碱、巴马汀、药根碱、黄连碱四种异喹啉类药物的荧光增敏程度最大，其检测限为0.089-0.124 ng.mL-1，与测定这类药物的已发表的文献方法相比，灵敏度有显著的提高（见灵敏度比较表）。进一步对血样和尿样中药物含量进行加标回收测定，结果令人满意。 4 杜黎明 教授 山西师范大学 山西师范大学 负责该项目的执行，提出了基于葫芦脲为主体的异喹啉类生物碱的包合物的荧光光谱性质研究的设想，发现了异喹啉类药物包合物的荧光新体系，承担该项目相关研究工作的组织实施，提出实验方案设计，完成论文撰写和修改工作。 5 王广泉 副教授 内蒙古大学 山西师范大学 实施了以葫芦[7]脲和异喹啉类生物碱为荧光探针，对金刚烷胺类药物的作用实验，并在作用机理研究上进行了深入研究，承担了该论文的实验方案设计，实验操作，论文撰写等工作。 6 要飞虎 中级 太原师范学院附属中学 山西师范大学 首次使用荧光探针CB[7]/COP对百草枯进行荧光分析方法研究，并通过核磁共振谱/密度泛函理论对其作用机理进行研究。 7 靳旭 讲师 山西农业大学 山西师范大学 通过荧光分光光度法研究了无荧光杀虫剂杀螟丹对葫芦脲[7]-巴马汀包合物的荧光猝灭作用。葫芦[7]脲-盐酸巴马汀为荧光探针，测得在0.009–2.4μg mL-1浓度范围内农药杀螟丹存在较好的线性相关关系，最低检测限为0.0029 μg mL-1。这种方法可成功应用于粮食和蔬菜中杀螟丹残留的定量分析，回收率为87.4-103％。并探讨了作用机理。从实验和理论上研究了葫芦脲与农药客体分子的相互作用，从而建立了不能用传统荧光方法测定的无荧光农药的荧光测定新方法。 8 李燕 其他 无 山西师范大学 以葫芦【7】脲和三种异喹啉生物碱形成包合物为荧光探针，实现了盐酸地布卡因的灵敏的荧光分析检测。对临床上药代动力学研究具有重要的指导意义。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Determination of L-phenylalanine by cucurbit[7]uril sensitized fluorescence quenching method/Chinese Chemical Letters/ Chang Feng Li , Li Ming Du *, Hao Wu , Ying Xia Chang 2 Determination of ranitidine, nizatidine, and cimetidine by a sensitive fluorescent probe/Analyst/ Ying Xia Chang , Yue Qin Qiu, Li Ming Du*, Chang Feng Li, Min Guo. 3 Determination of amantadine and rimantadine using a sensitive fluorescent probe / Spectrochimica Acta Part A / Guang-Quan Wang, Yan-Fang Qin , Li-Ming Du *, Jun-Fei Li , Xu Jing , Yin-Xia Chang , Hao Wu 4 Ionic liquid sensitized fluorescence determination of four isoquinoline alkaloids /Talanta/ Hao Wu, Li-bing Zhang, Li-ming Du* 5 Determination of paraquat in water samples using a sensitive fluorescent probe titration method/Journal of Environmental Sciences /Feihu Yao, Hailong Liu, Guangquan Wang, Liming Du？, Xiaofen Yin, Yunlong Fu 6 Determination of Pesticide Residue Cartap Using a Sensitive Fluorescent Probe/ Journal of Integrative Agriculture/JING Xu, DU Li-ming*, WU Hao, WU Wen-ying and CHANG Yin-xia 7 Supramolecular interaction of labetalol withcucurbit[7]uril for its sensitive fluorescencedetection/Analyst /Changfeng Li, Jianxia Feng and Huangxian Ju* 8 A competitive strategy based on cucurbit[7]uril supramolecular interaction for simple and sensitive detection of dibucaine/ Talanta/ Yan Li, Chang-Feng Li*, Li-Ming Du*, Jian-Xia Feng, Hai-LongLiu, Yun-Long Fu	自然奖	李常风,常银霞,吴昊,杜黎明,王广泉,要飞虎,靳旭,李燕	山西师范大学	山西省教育厅
76	0279-101	非线性极大极小问题的算法设计与理论分析 项目名称 非线性极大极小问题的算法设计与理论分析 推荐/提名单位/人 山西省教育厅 主要完成单位 太原师范学院,玉林师范学院 项目简介 非线性极大极小（简称minimax）问题是一类非常重要的优化问题。它与近年来发展迅速的最优化分支--鲁棒优化、随机规划等具有密切的联系，其最优解是很多决策问题寻求最优决策方案的基础。本项目属于数学领域运筹与控制论分支的最优化（数学规划）研究方向，具有重要的科学意义和广泛的应用背景。 Minimax问题本质上一类特殊的非光滑优化问题。这种特性决定了求解光滑优化问题的算法不再适用。若直接求解其转化的等价光滑优化问题，则会失去原问题的很多已有特性。信頼域方法和序列二次规划(SQP)方法基于其优良的理论特性与数值效果，成为研究和设计约束优化算法的经典而重要的技术，是运筹与控制论领域的前沿应用基础研究课题。本项目以1 个国家自然科学基金和 1个山西省自然科学基金项目为依托，针对Minimax问题，发现和设计了一系列高效稳定的信頼域类算法、SQP算法和序列二次约束二次规划(SQCQP)算法(统称SQP 类算法)，分析了算法的重要理论特征，进行了大量数值试验，验证了算法的有效性。 发现与创新一：发现和建立了Minimax问题新型的光滑逼近子问题模型及其求解器。 构建适当的光滑逼近子问题模型以及子问题的快速求解器是设计光滑和非光滑优化问题高效稳定算法的关键技术和难点，具有基础性地位和主导作用。本项目基于Minimax问题本身的特殊结构，发现和建立了恰当的光滑逼近模型，构造了新型的信赖域、模松弛、二次约束二次规划（QCQP）等子问题及其算法，产生理论性质好且计算量小的试探步或主搜索方向；并利用二次校正等技术产生克服Maratos效应的高阶修正步或修正方向。 发现与创新二： 发现和设计了求解Minimax问题的一系列高效稳定的新型算法 本项目以创新点一为基础，克服因具有多目标函数而引起的非光滑性的难点，发现和设计了若干新型效益函数和线搜索技术；融合信頼域方法、线搜索方法、强次可行方向法、模松弛技术、积极集识别技术、SQP技术、SQCQP技术等，克服了单一算法构造技术的缺陷，设计了一系列高效、稳定的新型算法，以保证算法优越的理论特质与良好的数值效果。 发现与创新三：论证了新算法的全局收敛性和收敛速度等重要理论特性。 论证算法收敛性和收敛速度是数学视角下不可或缺的重要工作，既具挑战性也是研究的难点。本项目基于精湛数学理论分析技巧，在温和或弱条件下，论证所有成果良好的理论特征。 科学价值：一是为Minimax 问题的算法研究贡献了一系列新的设计思想和方法，弱化或克服了传统的困难条件；二是丰富和扩展了信頼域和SQP类算法的设计思想，推动学科方向发展；三是为实际应用提供了丰富有效的数学方法。 论文发表与引评：项目8 篇代表性论文发表在AOR、JOTA、NA等国际权威刊物，二区4 篇，三区4 篇。被国内外重要高校或国家重点实验室的著名专家，包括中美德法新加坡等近20 个国家的200 余人次正面引评65 次，SCI 他引40 次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王福胜 教授 太原师范学院 太原师范学院 王福胜是本项目的策划、组织和实施者，负责大部分核心思想的提出、算法的创建及理论分析。参与了全部8 篇代表性论文的核心工作，是其中7 篇的第一作者。对提名书“重要科学发现”中3 项科学发现均做出了创造性贡献。 2 简金宝 教授 广西民族大学 玉林师范学院 简金宝是代表性论文 5 的第一作者及通讯作者，以及代表性论文 6 和 8的第二作者。 对发现与创新点一、二和三都做出重要贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Nonmonotone algorithm for minimax optimization problems, Applied Mathematics and Computation,Fusheng Wang, Yanping Wang 2 A hybrid algorithm for linearly constrained minimax Problems, Annals of Operations Research，Fusheng Wang 3 An adaptive nonmonotone trust-region method with curvilinear search for minimax problem, Applied Mathematics and Computation, Fusheng Wang, Chuanlong Wang 4 Simple sequential quadratically constrained quadratic programming feasible algorithm with active identification sets for constrained minimax problems, Journal of Optimization Theory and Applications，Jinbao Jian, Xingde Mo, Lijuan Qiu, Suming Yang, Fusheng Wang 5 A model-hybrid approach for unconstrained optimization problems, Numerical Algorithms，Fusheng Wang,, Jinbao Jian, Chuanlong Wang 6 A new trust-region algorithm for finite minimax problem, Journal of Computational Mathematics,Fusheng Wang,, Chuanlong Wang, Li Wang 7 A new nonmonotone line-search SQP algorithm for unconstrained minimax problem, Numerical Functional Analysis and Optimization，Fusheng Wang, Jinbao Jian 8 A hybrid algorithm for nonlinear minimax problems, Annals of Operations Research, Fusheng Wang, Kecun Zhang	自然奖	王福胜,简金宝	太原师范学院,玉林师范学院	山西省教育厅
77	0285-101	温带山地型景区旅游开发对植被影响的生态过程研究 项目名称 温带山地型景区旅游开发对植被影响的生态过程研究 推荐/提名单位/人 山西省教育厅 主要完成单位 山西财经大学 项目简介 （一）主要研究内容：本项目以芦芽山自然保护区和五台山风景名胜区为例，研究旅游开发对植被影响的生态过程。主要内容有：第一，基于多学科集成的理论与方法，构建了一套衡量旅游对植被影响的评价体系，筛选了最佳的计量方法，为计量旅游对植被的影响提供了一个理论标准。第二，利用数量生态学方法，研究了旅游干扰下不同植被景观的类型特征及其空间格局，实现了植被景观与地理因子之间生态过程的数量表达。第三，从多角度研究了旅游作用下种群和群落的生态特征，揭示了它们对旅游干扰响应的生态机制。第四，构建了一种衡量种群对旅游干扰生态响应的测算方法。第五，建立了旅游开发对植被影响的生态过程的模式。（二）发现点：1、构建了一套由4个层次、27项具体指标构成的、衡量旅游对植被影响的评价指标体系。2、运用双向指示种分析法、除趋势对应分析法、典范对应分析法、除趋势典范对应分析法，实现了植被景观与旅游因子、地理因子相互间的空间格局和生态过程的数量表达。3、建立了旅游开发干扰下植被景观生态特征值及其生态过程的预测模型，为预测植被景观特征和生态过程提供了理论依据。4、基于生态位理论，创造性提出生态响应速率测算方法，揭示了典型植被类型区对旅游开发的生态响应机制。5、揭示了旅游干扰作用下植物群落的演替规律和物种多样性的变化趋势。（三）科学价值：1、在理论上，基于多学科集成的理论与方法，构建了一套衡量旅游对植被影响的评价体系（包括其指标的涵义和计量），为计量旅游对植被的影响提供了一个理论标准和数学模型；基于生态位宽度和重叠的相关理论，构建了一种衡量种群对旅游干扰生态响应的测算方法，为定量刻画不同种群生态响应的速率提供了一种理论标准；建立了旅游开发对植被影响的生态过程的模式，为定量地预测旅游影响下植被景观特征和生态过程提供了理论模式。2、在方法上，创新性地构建了双向指示种分析和除趋势对应分析方法，为快速识别和预警植被生态风险提供了有效的方法，有效地实现了植被景观与各种地理因子之间生态过程的数量表达；利用数量生态学方法，从多层面、多角度详细刻画和研究了旅游活动作用下种群和群落的生态特征，有效地揭示了它们对旅游干扰响应的生态机制。3、在技术应用上，结合多种理论和实际研究，提出了生态旅游的调控对策，对于指导景区的环境管理具有重要的应用价值。（四）同行引用及评价据国家图书馆检索报告显示，截止2019年5月，8篇代表性论著在CNKI-CCD数据库中共被引用91次，其中他引次数为84次。本研究成果获得同行和景区的积极评价，山西大学王孟本教授、解静芳教授认为该研究将在推动学科发展、指导景区生态恢复和生态管理等方面发挥积极作用。五台山风景名胜区和芦芽山自然保护区也充分肯定了本研究的学术价值和应用价值，并已将本研究成果应用于景区的生态管理实践中。综上，本研究在学术界和业界获得了一定的认可。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 程占红 教授 山西财经大学 山西财经大学 作为项目的负责人,全面统筹负责研究项目的开展,对项目的6项重要科学发现都做出了突出贡献。在支持项目重要发现的8篇代表性论著中,是第一、第二篇著作的作者,是第三到第五篇代表性论文的第二作者,是第六到第八篇代表性论文的第一作者。 2 牛莉芹 副教授 山西财经大学 山西财经大学 是项目主要参与者，对项目六项重要发现做出了重要贡献，在支持重要发现的八篇代表性论著中，是第三到第五篇论文的第一作者、第六到第八篇的第二作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 生态旅游的生态效应及其管理研究/中国财政经济出版社/程占红 2 生态旅游与植被：芦芽山自然保护区/中国环境科学出版社/程占红 3 五台山森林群落中物种多样性对旅游干扰的生态响应/水土保持研究/牛莉芹，程占红 4 五台山旅游对植被影响测量方法的比较/水土保持研究/牛莉芹，程占红 5 五台山旅游活动对山地草甸β多样性的影响/干旱区研究/牛莉芹，程占红 6 芦芽山旅游干扰下不同植被景观区物种多样性的比较/干旱区资源与环境/程占红，牛莉芹 7 五台山南台旅游活动对山地草甸优势种群格局的影响/生态学报/程占红，牛莉芹 8 五台山南台山地草甸种群对旅游干扰响应的识别/应用与环境生物学报/程占红，牛莉芹	自然奖	程占红,牛莉芹	山西财经大学	山西省教育厅
78	0356-101	基于核酸适配体的生物纳米传感器研究 项目名称 基于核酸适配体的生物纳米传感器研究 推荐/提名单位/人 内蒙古自治区教育厅 主要完成单位 内蒙古师范大学 项目简介 作为一种功能化核酸(FNAs)，核酸适配体常常能够弥补抗体的不足或与抗体互补，被广泛应用于新型生物成像的研制中。微纳米材料具有生物相容性好、化学稳定性强等许多优良的特性，使其在生物分析领域展现了新的应用潜力。在本论文中，我们致力于利用微纳米材料的放大和增强功能，将适配体用作靶向探针或用作修饰基底，围绕新型高灵敏的癌细胞生物成像的开发，开展了一系列系统的研究工作。具体包括以下几个部分：1.利用AS1411来设计对癌细胞的原位免标记荧光成像方法。我们用多功能抗癌适配体(AS1411)和它的荧光配体(PPIX)结合的同时也能特异性结合癌细胞表面的核仁素。2. 利用新型四极子保护的银纳米簇来设计癌细胞荧光成像平台。我们设计了水相中合成四极子保护的银纳米簇的方法并且应用到生物成像中。AS1411保护的银纳米簇的量子产率是6.79%。3. 我们设计了FITC标记的四极子探针检测汞离子。该方法比较于以前报道的汞离子检测方法，有简单、高灵敏性和选择性的优点。在钾离子存在下，FITC-AS1411双聚折叠成四极子结构。再加入汞离子时，跟四极子上的T碱基结合形成T-Hg2+-T复合物。这复合物不但不破坏四极子构象，而且使FITC和“GGG”之间的距离拉近，引起PIET现象，导致荧光淬灭。在生理条件的pH下，该传感器可以检测湖水中的汞离子浓度。该方法的检测线可以达到0.2nM。该方法简单，灵敏度高，检测限低，选择性高，适合现场环境水评估，如湖泊污染的有毒汞的检测等等。4. 利用NAANPs作为纳米药物设计癌细胞的成像和PDT治疗。我们将NMM作为光灵敏剂，首次报道了利用AS1411作为保护剂合成的NAANPs纳米粒子的新方法。首先，通过混合柠檬酸保护的金纳米粒子和SH-AS1411得到AS1411保护的金纳米粒子。接着在K+存在下，AS1411保护金纳米粒子表面的AS1411形成四极子结合NMM,得到NAANPs纳米粒子。5. 以DNA保护的水溶性近红外 (NIR) 荧光银纳米簇的设计和制备,可用于同时靶向癌症成像、增强光照疗法(PTT)和光动力疗法(PDT)。由于光敏剂之间的协同效应和NIR银纳米簇的制备。AS1411是携带银纳米簇，与DNA支架制备并保留其有效负载光敏剂的二级结构。AS1411核酸适配体能跟核仁素蛋白高亲和力的结合，使荧光银纳米簇的制备提供机会给他们的应用在细胞成像和核染色。与此同时,原卟啉(PPIX)也可以被AS1411负载的多功能纳米复合物(MF-NACs),可用于光照射下，癌症治疗。更有趣的、增强的光动力效率对结肠癌细胞协同作用的基础上实现了PDT， PPIX和光照疗法的近红外荧光探针。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 爱军 副教授 内蒙古师范大学 内蒙古师范大学 在本项目中，我致力于利用微纳米材料的放大和增强功能，将适配体用作靶向探针或用作修饰基底，围绕新型高灵敏的癌细胞生物成像的开发，开展了一系列系统的研究工作。得到结果例如：以DNA保护的水溶性近红外 (NIR) 荧光银纳米簇的设计和制备,可用于同时靶向癌症成像、增强光照疗法(PTT)和光动力疗法(PDT)。由于光敏剂之间的协同效应和NIR银纳米簇的制备。AS1411是携带银纳米簇，与DNA支架制备并保留其有效负载光敏剂的二级结构。AS1411核酸适配体能跟核仁素蛋白高亲和力的结合，使荧光银纳米簇的制备提供机会给他们的应用在细胞成像和核染色。与此同时,原卟啉(PPIX)也可以被AS1411负载的多功能纳米复合物(MF-NACs),可用于光照射下，癌症治疗。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 基于核酸适配体的生物传感器研究/专著/爱军，嘎鲁 2 Multifunctional near-infrared fluorescent nanoclusters for simultaneous targeted cancer imaging and photodynamic therapy，Sensors and Actuators B: Chemical;Jun Ai, Jing Li, Lu Ga, Guohong Yun, Li Xu, Erkang Wang* 3 Multifunctional AS1411-functionalized fluorescent gold nanoparticles for targeted cancer cell imaging and efficient photodynamic therapy. Talanta ;13. Jun Ai, Yuanhong Xu, Baohua Lou, Dan Li, Erkang Wang* 4 DNA G-quadruplex-templated formation of the fluorescent silver nanocluster and its application to bioimaging. Talanta ;14. Jun Ai, Weiwei Guo, Bingling Li, Tao Li, Dan Li, Erkang Wang* 5 In situ labeling and imaging of cellular protein via a bi-functional anticancer aptamer and its fluorescent ligand. Analytica Chimica Acta;15. Jun Ai, Tao Li, Bingling Li, Yuanhong Xu, Dan Li, Zuojia Liu, Erkang Wang* 6 Folic Acid as Delivery Vehicles: Targeting Folate Conjugated Fluorescent Nanoparticles to Tumors Imaging. Talanta;16. Jun Ai, Yuanhong Xu, Dan Li, Zuojia Liu, Erkang Wang* 7 G-quadruplex/protoporphyrin IX-functionalized silver nanoconjugates for targeted cancer cell photodynamic therapy, RSC Adv.,11. Jun Ai, Jing Li, Lu Ga, Guohong Yun, Li Xu, Erkang Wang* 8 Highly selective detection of mercury (II) using a G？rich oligonucleotide？based fluorescence quenching method, J. IRAN. CHEM. SOC.12. Jun Ai*, Lu Ga, Guohong Yun*	自然奖	爱军	内蒙古师范大学	内蒙古自治区教育厅
79	0404-101	微纳功能材料的导向设计及其在环境领域中的应用研究 项目名称 微纳功能材料的导向设计及其在环境领域中的应用研究 推荐/提名单位/人 辽宁省教育厅 主要完成单位 辽宁大学 项目简介 本项目属于环境科学与技术领域，与分离化学、能源环境化学学科密切相关。项目涉及的关键问题包括：1.如何开发构筑新型、高效、可循环利用、高催化活性的环境友好功能材料，实现对环境污染物绿色催化降解，明晰降解机理。2.如何设计构建对环境目标物有超强锁定作用的绿色功能材料，实现在复杂环境介质对污染物/稀贵金属的快速浓缩、提取、去除及高灵敏的检测，探究吸附机制，建立快速高灵敏的检测和去除新方法。3.如何构建新能源环境友好材料及设计开发新型绿色电解液等科学问题开展研究工作。我们以绿色合成和清洁应用为理念，以材料的功能化为导向，设计出新型环境功能化材料，解决污染物降解难、去除难、灵敏检测难、化石燃料枯竭等瓶颈问题。主要科学发现如下： (1) 以高催化活性、高效吸收微波能/高效利用可见光为功能导向，围绕微纳结构形态多功能化开展调控合成研究，成功构筑了3D分级多孔过渡金属基、3D多孔碳基微波吸波剂/Z型异制结光催化剂，微波诱导/可见光驱动催化降解有机污染物，提出微波/可见光降解污染物的新机制、新观点、新证据，为开发高效绿色降解环境污染物提供创新性技术途径和理论依据。 (2) 通过对材料功能基元的结构优化、调控和裁剪，构建多种新型的维度、尺寸和形貌可调控的三维分级多孔双混合金属基和新型碳基功能材料，在电催化传感、微固相萃取-HPLC高灵敏检测、污染物去出等方面具展现出特殊的性能。建立了在复杂环境介质中快速浓缩、提取、分离污染物固相萃取新技术及快速检测环境残余物高效液相色谱/电化学新方法，探明功能材料吸附/电催化活性机制，为及时了解污染情况、预报污染趋势、评价治理效果提供技术支撑。 (3) 以环境中重金属离子、稀贵金属、相关放射性元素有效去除和提取为导向，构筑微纳结构生物质吸附材料/氧化物吸附材料，赋予高度选择性识别能力，实现对它们选择性去除、分离回收，及反应堆中铀裂变产物的放射性元素锝的治理。揭示材料表面/界面吸附机制，微纳结构生物质材料的创制为分离稀贵金属的应用提供理论依据，为生物质废弃物资源的有效利用提供新的途径。 (4) 通过结构纳米化、高导电相修饰、构筑多相界面等途径，成功开发了系列基于Li4Ti5O12的高性能新型负极材料。构筑的新型纳米结构大幅提升了Li4Ti5O12的可逆容量及高倍率性能，用于新能源汽车用锂离子动力电池负极材料，均展示出独特的表面储锂能力和优异的动力性能；开发环境友好型硼酸钠盐作为新型电池电解液，实现能源与环境的协调发展。 本项目获得国家自然科学基金15项，省部级科学基金18项。获辽宁省科学技术奖励(自然科学奖)二等奖1项，辽宁省技术发明奖二等奖1项，辽宁省自然科学学术成果奖38项，发表高水平SCI论文230余篇，申报专利63项，授权26项。论文被国内外同行在Chem. Rev., Adv. Energy Mater., Appl. Catal. B-Environ., Small等国际著名期刊正面引用，8篇代表论文被SCI他引288次，1篇为ESI高被引论文。研究成果彰显出重要的国际影响力。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张蕾 教授 辽宁大学 辽宁大学 课题负责人，总览技术方案。对本项目第一、二项、三项重要科学发现做出创新性贡献。以材料的功能化为导向，设计出一批结构、维数、尺寸、形貌等可调的具有高催化活性、高富集功能的新型环境功能材料，实现对环境污染物绿色的催化降解/去除及稀散金属的富集，明晰降解/吸附机理。提出环境污染物降解/吸附的新观点、新理念、新证据，从微观层面诠释催化剂降解污染物的路径和机理/揭示新型吸附材料与目标物界面键合机制；残留污染物痕量分析技术难度高，构筑电化学活性探针/3D新型固相萃取剂，建立了在复杂环境介质中快速检测环境残余物的电化学/高效液相色谱新方法。代表性论文[1，3，4，5]的通讯作者。 2 熊英 教授 辽宁大学 辽宁大学 对本项目第三项重要科学发现做出了创造性的贡献：以环境中低含量稀贵金属高效提取及相关放射性元素有效去除为导向，构筑微纳结构的生物质吸附材料，充分利用生物质废弃物中的不同有效成分和空间结构，将生物质资源与化学合成方法有机结合，赋予生物质吸附剂高度选择性识别能力，通过揭示其组分、结构与其稀有金属吸附机制的内在规律性，实现稀贵金属的选择性提取与分离回收，及反应堆中铀裂变产物的放射性元素锝Tc的治理。是代表性论文[7]的主要作者。 3 宋溪明 教授 辽宁大学 辽宁大学 对本项目第四项重要科学发现做出创新性贡献。负责新型材料的合成及形成机制研究。对本项目第四项重要科学发现做出创造性贡献：创建具有独特的表面储锂能力和优异反应动力学特征的新型介孔纳米片结构的无模板合成方法，阐明了导向剂在材料纳米结构形成过程中的作用机制。代表性论文[2，6]的通讯作者。 4 葛春华 教授 辽宁大学 辽宁大学 对本项目第四项重要科学发现做出创新性贡献通。过一种简便易行的固态反应策略，合成了系列新型的有机配体掺杂双(草酸)硼酸钠复合物，简称：钠硼盐。所得到的新型钠硼盐在不同的有机溶剂中均具有良好的溶解性，便于提高钠离子电池的热稳定性和离子导电性。由于上述钠硼盐具有环保性、廉价、高热稳定性和离子导电性等优点，符合市售电池对电解质的要求，因此这些钠硼盐具有作为钠离子电池的新型电解质的巨大潜力，为新型储能装置的应用开辟了新的机遇。代表性论文[8]的主要作者。 5 葛昊 副教授 辽宁大学 辽宁大学 对本项目第四项重要科学发现做出创新性贡献。负责研究材料的电化学行为及改性机制。对本项目第四项重要科学发现做出创造性贡献：通过结构纳米化、引入高导电相、构建多相界面等途径，揭示了电极材料表面储锂能力的增强机制，探索了提高电极材料功率密度和能量密度的新方法。代表性论文[2，6]的主要作者。 6 刘雪岩 讲师 辽宁大学 辽宁大学 对本项目中第一、二项重要科学发现做出了重要贡献。围绕材料催化活性为导向，可控合成尖晶石型过渡金属氧化物及石墨碳封装的过渡金属纳米粒子作为吸波材料，构筑了微波增强的催化降解有机污染物体系，探究了材料的形貌、尺寸及组成对催化活性的影响，揭示了微波诱导催化降解有机污染物的路径和可能的机理；以构建功能化磁性吸附剂为目标，可控合成了磁性铁氧体及其碳基复合材料，用于环境水体中农残、药残等有机污染物的高效去除及快速检测。是代表性论文[1]的第一作者，[3, 5]的主要作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Unique mesoporous spinel Li4Ti5O12 nanosheets as anode materials for lithium-ion batteries，Journal of Power Sources，Hao Ge, Li Chen, Wei Yuan, Yu Zhang, Qingzhen Fan, Hannah Osgood, Daniel Matera, Ximing Song*, Gang Wu 2 Synthesis of novel organic-ligand-doped sodium bis(oxalate)-borate complexes with tailored thermal stability and enhanced ion conductivity for sodium ion batteries, Journal of Power Sources, Chunhua Ge, Lixia Wang, Lili Xue, Zhongshuai Wu, Hehe Li, Zailin Gong, Xiangdong Zhang* 3 Superior performance of 3D Co-Ni bimetallic oxides for catalytic degradation of organic dye: Investigation on the effect of catalyst morphology and catalytic mechanism, Applied Catalysis B: Environmental, Xueyan Liu, Dan Xu, Danfeng Zhang, Guozhen Zhang, Lei Zhang* 4 Advanced mesoporous spinel Li4Ti5O12/rGO composites with increased surface lithium storage capability for high-power lithium-ion batteries, ACS Applied Materials and Interfaces, Hao Ge, Tingting Hao, Hannah Osgood, Bing Zhang, Li Chen, Luxia Cui, Ximing Song* 5 The investigation of synergistic and competitive interaction between dye congo red and methyl blue on magnetic MnFe2O4, Chemical Engineering Journal, Lijun Yang, Yunyu Zhang, Xueyan Liu, Xiaoqing Jiang, Zhenzhen Zhang, Tingting Zhang, Lei Zhang* 6 Studies on the capability and behavior of adsorption of thallium on nano-Al2O3, Journal of Hazardous Materials, Lei Zhang*, Ting Huang, Min Zhang, Xingjia Guo, Zhu Yuan 7 Investigation on the degradation of brilliant green induced oxidation by NiFe2O4 under microwave irradiation, Chemical Engineering Journal, Lei Zhang*, Xueyan Liu, Xingjia Guo, Mingming Su, Tianci Xu, Xiaoyan Song 8 A new approach for rhenium(VII) recovery by using modified brown algae Laminaria japonica adsorbent, Bioresource Technology, Ying Xiong*, Jia Xu, Weijun Shan, Zhenning Lou, Dawei Fang, Shuliang Zang, Guangxi Han	自然奖	张蕾,熊英,宋溪明,葛春华,葛昊,刘雪岩	辽宁大学	辽宁省教育厅
80	0405-101	高维复杂数据的几何计算理论与方法 项目名称 高维复杂数据的几何计算理论与方法 推荐/提名单位/人 大连理工大学 主要完成单位 大连理工大学 项目简介 随着数据采集与传输技术的飞速发展，高清图像、视频等媒体数据及高精度点云等图形数据大量涌现，已有理论与方法难以对具有高维、非结构化和海量等特点的媒体与图形数据进行有效分析、处理与认知。如何发现高维海量数据在复杂变化下保持不变的内蕴几何结构和有效表示、挖掘内嵌于高维数据的低维本质结构、并实现高效计算，是长期困扰计算数学及信息科学领域的核心难题。针对以上核心难题，项目组在多项国家自然科学基金重点/面上项目支持下，从几何的视角出发并结合数据驱动的思想，利用代数/微分几何、偏微分方程等工具，异于传统思路提出了刻画复杂数据内蕴性质与本质结构的系列理论，并设计了一系列突破传统优化计算瓶颈的几何驱动高效计算方法，为建立和发展高维媒体与图形数据智能处理的基础理论与计算方法做出创造性贡献。主要发现点为：1.发现并证明了经典代数几何中全新射影不变量—特征数，为几何不变量“家族”增添新成员，建立了刻画高维复杂数据的内蕴几何表示基本理论，突破传统不变量难以描述复杂数据几何特性的局限。揭示了特定客观对象的本质几何约束，提出了一系列针对复杂几何形变的特征数构造方法，解决了多视角目标检测、匹配和处理的关键难题。以高文、樊邦奎院士等组成的专家鉴定组评价“所提出的射影不变量理论达到国际领先水平”。该发现在图像处理、生物医学等领域的应用成果得到加拿大工程院院士Konstantinos N. Plataniotis 教授、美国国家医学院院士Kerry J. Ressler教授等多位知名专家的正面评价与引用。2.阐明了利用几何偏微分方程(PDE)刻画高维复杂数据本质结构的有效性。发现了基于蒙日-安培方程的高维几何数据结构化表示，首次建立最优传输体参数化模型，为解决“神圣网格”问题奠定理论基础；提出了可学习几何PDE框架，实现数据驱动的PDE全自动设计，突破传统PDE设计困难、可扩展性差、难以刻画复杂任务等核心难题。SIAM JIS期刊编委Thomas Pock教授在CVPR 2015论文中指出本项目提出的可学习几何PDE是“the sole (唯一) previous work in this direction”。3.发现了内蕴几何结构在优化计算中的本质作用，构建高维复杂数据的固定秩低维几何表示模型，提出一系列几何驱动的高效优化算法，实现低秩矩阵计算复杂度从经典算法O(n^6)降为理论最低O(n)的突破。在典型高维视觉优化任务中比当前最快算法快30-100倍。该发现被瑞典皇家科学院院士Michael J. Black教授等多位国际知名专家正面评价并应用于解决多种图像处理任务中计算复杂度过高的瓶颈问题。鉴定专家组认定“高维低秩矩阵高效优化算法达到国际领先水平”。本项目8篇代表性论文SCI他引165次，总SCI他引747次，WOS他引1030次。连续获得多媒体领域旗舰会议ICME 2014、ICME 2015最佳学生论文奖，入选图像处理领域重要会议ICIP 2013 TOP 4.5%和ICIP 2015 TOP 10%。项目成果被数十位发达国家院士和我国两院院士、IEEE/ACM Fellow等知名学者大篇幅正面引用和采用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 罗钟铉 教授 大连理工大学 大连理工大学 （1）发现并证明了经典代数几何中全新射影不变量—特征数及一系列针对复杂几何形变的特征数构造方法，解决了多视角目标检测和匹配的关键难题。发现点1，代表性论著1，4，5。（2）提出几何偏微分方程边界条件学习方法，发现点2。 2 樊鑫 教授 大连理工大学 大连理工大学 利用新的射影不变量——特征数，首次发现了特定对象（人脸）关键点更丰富的共有内在几何属性，发现了特定对象(人脸)高/低分辨率图像共有的特征结构。发现点1，代表性论著4，5，8。 3 刘日升 副教授 大连理工大学 大连理工大学 （1）提出可学习几何偏微分方程框架，发现点2，代表性论著2。（2）提出几何驱动高效低秩矩阵优化算法，发现点3，代表性论著3,7。 4 雷娜 教授 大连理工大学 大连理工大学 提出Monge-Ampere方程的几何解法，给出了曲面、体的目标测度可控的参数化方法，发现点2，代表性论著6。 5 苏志勋 教授 大连理工大学 大连理工大学 （1）可学习偏微分方程，发现点2，代表性论著2。（2）提出结构化约束低秩优化模型，发现点3，代表性论著3，7。 6 贾棋 副教授 大连理工大学 大连理工大学 提出并证明基于空间任意几何形状的特征数构造方法，发现点1，代表性论著4。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Super-resolution of human face image using canonical correlation analysis / Pattern Recognition / Hua Huang, Huiting He, Xin Fan, Junping Zhang 2 计算几何——曲面表示理论及其应用/科学出版社/ 罗钟铉，孟兆良，刘成明 3 Learning PDEs for image restoration via optimal control/ECCV/ Risheng Liu, Zhochen Lin, Wei Zhang, Zhixun Su 4 Structure-constrained low-rank representation/ IEEE Transaction on Neural Networks and Learning Systems/ Kewei Tang, Risheng Liu, Zhixun Su, Jie Zhang 5 Hierarchical projective invariant contexts for shape recognition/ Pattern Recognition/ Qi Jia, Xin Fan, Yu Liu, Haojie Li, Zhongxuan Luo, He Guo 6 Fiducial facial point extraction using a novel projective invariant/ IEEE Transaction on Image Processing/ Xin Fan, Hao Wang, Zhongxuan Luo, Yuntao Li, Wenyu Hu, Daiyun Luo 7 Measure controllable volumetric mesh parameterization / Computer-Aided Design/ Kehua Su, Wei Chen, Na Lei, Li Cui, Jian Jiang, Xianfeng David Gu 8 Fixed-rank representation for unsupervised visual learning/ CVPR/ Risheng Liu, Zhouchen Lin, De La Torre, Fernando, Zhixun Su	自然奖	罗钟铉,樊鑫,刘日升,雷娜,苏志勋,贾棋	大连理工大学	大连理工大学
81	0405-103	镁合金及其与异质材料焊接接头强韧化机理与方法 项目名称 镁合金及其与异质材料焊接接头强韧化机理与方法 推荐/提名单位/人 大连理工大学 主要完成单位 大连理工大学 项目简介 镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，以其密度低、比强度高、导热性好、减振性好、可回收等完全符合《中国制造2025》绿色制造的特点，被誉为工业绿色材料、国家战略新兴材料。但镁合金焊接的低动载性能、高污染(低熔沸点、高蒸汽压、大焊接烟尘)及镁/铝、镁/钢等异质材料低焊接性能成为制约镁合金结构绿色制造的关键技术瓶颈之一，其核心科学问题是镁合金焊接接头组织、焊接材料成分及镁合金与异质材料焊接界面的调控机制。针对上述问题，大连理工大学作为国内最早布局开展相关研究的单位之一，在7项国家自然科学基金及国家863计划、国家科技支撑计划、国家科技重大专项等项目支持下，本项目团队在镁合金及其与异质材料焊接接头强韧化机理研究方面获得了重要成果，发展了拥有我国自主知识产权和原创性的一系列焊接新方法，有力推动了焊接学科的发展，取得的主要发现点如下：1）镁合金焊接热源与性能方面：国际上首次提出基于高能量密度电弧热源调控的镁合金强韧化焊接机理和技术，被评价为“一项重要原创性焊接技术”；结合团簇结构模型提出了高沸点镁合金成分设计思想，攻克了镁合金焊接高污染难题；镁合金焊接疲劳性能优于母材，焊接烟尘降低70%。2）镁/铝焊接界面设计与性能方面：揭示了基于软质固溶体调控的界面结构弥散强化机理，阐明了基于中间层抑制反应、界面结构协同增强的镁/铝异质金属激光胶焊复合强韧化机制，镁/铝焊接性能达到镁合金母材的90%以上。3）镁/钢焊接界面形成与性能方面：首次建立了无反应难固溶镁/钢焊接界面“纳米Fe基固溶体+纳米金属化合物基固溶体”连接模型，揭示了“双纳米固溶体”晶格畸变实现由半共格向共格跨越的镁/钢连接接头强韧化机理，镁/钢焊接接头拉伸性能提升到镁合金的90%以上(国内外报道最高)。发表SCI论文122篇，SCI他引1732次。8篇代表性论文被SCI他引262次，在Web of science、Scopus和CNKI数据库中被他人总引用715次。研究成果得到加拿大工程院院士D.L.Chen教授、美国工程院院士S.J.Hu教授、美国焊接学会会士DebRoy教授、日本激光加工学会理事长Katayama教授、美国机械工程师学会会士Kovacevic教授、美国材料信息学会会士Y.Zhou教授、先进焊接与连接国家重点实验室主任冯吉才教授等著名学者的引用和积极评价。发表国际第一篇镁合金激光电弧复合焊接论文，刘黎明发表的关于“镁、焊接”的文献数量国际上排名第一(Scopus数据库统计)，并作为主编撰写了国际首部镁合金焊接专著《Welding and Joining of Magnesium Alloys》，被评价为“在镁合金焊接技术上具有不可替代的权威性”，显著提升了我国镁合金焊接的国际影响力。项目3项成果通过技术鉴定，其中2项国际首创。培养全国百篇优博提名1名、上银优秀机械博士论文2篇。项目组入选焊接领域唯一教育部创新团队并获滚动支持。相关成果获授权发明专利21项(美国发明专利1项)，其核心技术显示出重要实际应用价值，为实现节能环保的镁合金绿色制造提供了新的解决思路及途径。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘黎明 教授 大连理工大学 哈尔滨工业大学 为本项目科学发现1-3做出重要贡献。提出了基于高能量密度电弧热源调控的镁合金强韧化焊接机理和技术，提出了高沸点低飞溅镁合金焊接材料成分设计思想，提出了基于软质第二相调控的界面结构弥散强化机理，提出了高界面反应温度与合金化元素相结合的无反应难固溶镁/钢异质材料界面设计新思路，实现镁/钢焊接对接焊接头拉伸强度提升到镁合金90%以上。旁证材料见代表性专著及论文：1、2、3、4、5、6、7、8。 2 宋刚 副教授 大连理工大学 大连理工大学 为本项目科学发现1做出重要贡献，阐明了基于电弧热源调控的高能量密度缓变能量梯度热源调控机制，揭示了新型激光诱导电弧热源作用下镁合金高速焊接焊缝晶粒细化热影响区减小的顺应性焊接机理，镁合金焊接接头拉伸性能及疲劳性能均达到与母材90%以上。旁证材料见代表性论文3。 3 张兆栋 副教授 大连理工大学 大连理工大学 为本项目科学发现1做出重要贡献，阐明了基于团簇结构的镁合金焊接材料沸点提高机理，揭示了高沸点镁合金焊接材料对同质及异质镁合金焊接组织和性能的影响规律，实现了镁合金宽参数窗口下的低烧损低飞溅高性能焊接。旁证材料见代表性论文8。 4 王红阳 副教授 大连理工大学 大连理工大学 为本项目科学发现2做出重要贡献，阐明了基于高能束胶焊技术的镁合金与铝合金焊接熔池流动与热量精确控制机制，揭示了胶层逸出控制镁合金与铝合金焊接界面多元反应过程的机理，将中间层抑制镁/铝元素反应机制、界面结构协同增强机理及连接结构设计方法有机融合，提出了镁/铝异种金属高能束胶复合连接技术，使镁/铝异种金属连接接头性能达到镁合金拉伸性能的90%以上。旁证材料见代表性论文7。 5 任大鑫 讲师 大连理工大学 大连理工大学 为本项目科学发现2做出重要贡献，阐明了阐明了镁合金与铝合金焊接界面软质固溶体颗粒弥散于金属间化合物基体上的复相结构及其强韧化效应，揭示了过渡层成分设计及瞬间液相强制冷却调控连接界面复相组织结构的机制，提出了镁合金与铝合金过渡层瞬间液相强制冷却接头高性能连接理论和方法，搭接接头强度达到镁合金剪切强度的90%以上。旁证材料见代表性论文2。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Welding and Joining of Magnesium Alloys/ Woodhead Published /Liu, Liming 2 A Review of Dissimilar Welding Techniques for Magnesium Alloys to Aluminum Alloys/ MATERIALS/ Liu, Liming; Ren, Daxin; Liu, Fei 3 Infrared temperature measurement and interference analysis of magnesium alloys in hybrid laser-TIG welding process/MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A/ Huang, Ruisheng; Liu, Liming; Song, Gang 4 Strengthening effect of nickel and copper interlayers on hybrid laser-TIG welded joints between magnesium alloy and mild steel/MATERIALS & DESIGN/ Liu, Liming; Qi, Xiaodong 5 Effect of interlayer composition on the microstructure and strength of diffusion bonded Mg/Al joint/ MATERIALS & DESIGN/ Liu, Liming; Zhao, Limin; Xu, Rongzheng 6 Interactions between laser and arc plasma during laser-arc hybrid welding of magnesium alloy/ OPTICS AND LASERS IN ENGINEERING/ Liu, Liming; Chen, Minghua 7 The characterization investigation of laser-arc-adhesive hybrid welding of Mg to Al joint using Ni interlayer/ MATERIALS & DESIGN/Wang, Hongyang; Liu, Liming; Liu, Fei 8 Gas tungsten arc welding of magnesium alloy using activated flux-coated wire/ SCRIPTA MATERIALIA/ Liu, Liming; Cai, Donghong; Zhang, Zhaodong	自然奖	刘黎明,宋刚,张兆栋,王红阳,任大鑫	大连理工大学	大连理工大学
82	0405-104	海岸和近海环境中溢油输运的理论及模拟方法 项目名称 海岸和近海环境中溢油输运的理论及模拟方法 推荐/提名单位/人 大连理工大学 主要完成单位 大连理工大学,大连大学 项目简介 该项目属水利工程学科。油污染已成为最大并最具威胁的海洋污染，正威胁着海洋生态环境和人类生存质量，已引起极大关注。国家高度重视油污染防治，迫切需要寻求科学的理论和方法来指导。科学地预报海岸和近海环境中溢油输运过程及归宿是油污染治理的理论基础，直接影响到治理效果。而已有溢油输运预报理论，主要以水流为环境动力要素，与海岸和近海溢油输运的真实波、流环境不符；且波、流影响下溢油迁移转化的机制尚不清晰，直接影响到溢油输运预报的精度与可靠性。针对海岸和近海溢油输运预报的这一前沿问题，该项目在国家杰出青年科学基金项目（批准号：50125924）、国家自然科学基金重点项目（批准号：50839001）等项目资助下，深入系统的研究了海岸和近海溢油输运的水流、波浪等复杂环境动力要素及波流环境中溢油输移、扩展、蒸发、溶解、乳化、生物降解、光氧化等输运过程。阐明了海岸和近海波流环境中溢油迁移转化的重要机制，提出了海岸和近海环境中溢油输运的理论及模拟方法，显著提高了溢油输运预报的精度与可靠性。项目研究取得的重要科学发现如下：（1）建立了海岸和近海溢油输运环境中水流运动理论及模拟方法。提出了比经典模型更先进的两相湍流双流体模型；综合考虑风、浪、潮、温盐、径流等影响，提出了双向耦合高效水流模拟模型，解决了以往模型耦合计算效率低的缺陷。（2）建立了海岸和近海溢油输运环境中波浪运动理论及模拟方法。阐明了水深、地形、岸界、水流对不同尺度波浪传播变形的影响机制，提出了不同水域波浪传播的高效模拟模型，解决了已有模型对复杂水域适应差、计算效率低的缺陷。（3）建立了海岸和近海环境中溢油迁移转化理论及模拟方法。阐释了海岸和近海环境中波流作用下溢油的输运机理，提出了考虑因素全面、功能先进的海岸和近海溢油迁移转化的精细模拟模型，显著提高了溢油输运预报的精度与可靠性。项目研究成果形成了系统的海岸和近海环境中溢油输运理论及模拟方法，不仅可用于海岸和近海油污染预报，也可推广用于波、流环境中其它物质输运的模拟分析。已成功用于渤海溢油、大连湾溢油输运的模拟分析。提高了油污染预报的精度和效率，揭示了海岸和近海环境污染的内在机理，促进和推动了相关学科的发展，显示了良好的社会环境效益和科学价值。项目研究成果被SCI正面他引1126次。其中8篇代表性论文均发表在该领域主流期刊上，被SCI正面他引312次，被Web of Science核心合集（WOS）和中国科学引文数据库（CSCD）正面他引393次（见附件：检索报告）。受到包括美国科学院院士B.T. Draine、美国工程院院士C.C. Mei、美国工程院院士Philip L-F. Liu、中国科学院院士王光谦、中国工程院院士王超、中国工程院院士杨志峰等在内的同行专家公认。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 沈永明 教授 大连理工大学 大连理工大学 对本推荐书“三、重要科学发现”中的重要科学发现1、2、3做出了贡献。建立了比经典模型更先进的两相湍流双流体模型，模拟阐释了溢油分层运动机制；建立了海岸和近海不同水域波浪运动模拟模型；提出了考虑因素全面、功能先进的海岸和近海溢油迁移转化模拟模型。代表性论文1、2、3、4、5、6、8的作者。 2 李长平 教授 东莞理工学院 大连大学 对本推荐书“三、重要科学发现”中的重要科学发现3做出了贡献。针对海上溢油行为状态和物理化学变化过程复杂，以及海岸和近海环境多变、溢油状态对其流动性影响较大等关键问题，提出并构建了实验室模拟与现场勘察取样分析相结合的研究方法，为项目溢油不同组分迁移转化研究提供了有力的实验支持和基础资料。代表性论文7的作者。 3 汪守东 高级工程师 交通运输部规划研究院 大连理工大学 对本推荐书“三、重要科学发现”中的重要科学发现3做出了贡献。模拟分析了海岸和近海环境中风、潮流、波浪和油浓度等对溢油油团运动的影响过程；模拟分析了油的重力、表面张力、惯性阻力和粘性力等对溢油扩展运动的影响过程；阐释了波流作用下表层油膜和水中悬浮油珠的输运机制。代表性论文1、2的作者。 4 王金华 高级工程师 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 大连理工大学 对本推荐书“三、重要科学发现”中的重要科学发现1、2、3做出了贡献。提出了海岸和近海风、波浪、径流、潮流、温盐、降雨蒸发等因素影响下水流运动的模拟方法；提出了近海水深、地形、岸界、水流等因素影响下波浪运动的模拟方法；阐释了波、流对溢油输运的影响机制。代表性论文3、4、5、6、8的作者。 5 唐军 副教授 大连理工大学 大连理工大学 对本推荐书“三、重要科学发现”中的重要科学发现2、3做出了贡献。提出了海岸和近海波浪运动的高效数值模拟方法，模拟分析了海岸和近海水深、地形、岸界等影响下波浪要素的分布特性，为分析海岸和近海溢油输运的波浪动力场提供了基础数据；分析了波浪要素对溢油输运的影响特性。代表性论文1的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Modeling oil spills transportation in seas based on unstructured grid, finite-volume, wave-ocean model/《Ocean Modelling》/ Jinhua Wang, Yongming Shen 2 Seasonal circulation and influence factors of the Bohai Sea: a numerical study based on Lagrangian particle tracking method/《Ocean Dynamics》/ Jinhua Wang, Yongming Shen, Yakun Guo 3 Development of an integrated model system to simulate transport and fate of oil spills in seas /《Science China- Technological Sciences》/ Jinhua Wang, Yongming Shen 4 Development and validation of a three-dimensional, wave-current coupled model on unstructured meshes/《Science China-Physics Mechanics & Astronomy》/Jinhua Wang, Yongming Shen 5 Extraction desulfurization process of fuels with ammonium-based deep eutectic solvents/《Green Chemistry》/ Changping Li, Dan Li, Shuangshuang Zou, Zhuo Zou, Jingmei Yin, Ailing Wang, Yingna Cui, Zhilong Yao, Qi Zhao 6 On the development and verification of a parametric parallel unstructured-grid finite-volume wind wave model for coupling with ocean circulation models/《Environmental Modelling & Software》/ Jinhua Wang, Yongming Shen 7 Three-dimensional numerical simulation for transport of oil spills in seas /《Ocean Engineering》/ Shou-Dong Wang, Yong-Ming Shen, Ya-Kun Guo, Jun Tang 8 Two-dimensional numerical simulation for transport and fate of oil spills in seas /《Ocean Engineering》/ S.D. Wang, Y.M. Shen, Y.H. Zheng	自然奖	沈永明,李长平,汪守东,王金华,唐军	大连理工大学,大连大学	大连理工大学
83	0405-105	鲁棒视觉跟踪理论及方法 项目名称 鲁棒视觉跟踪理论及方法 推荐/提名单位/人 大连理工大学 主要完成单位 大连理工大学 项目简介 视觉跟踪是指在无类别先验信息、复杂现实环境条件下对图像序列中的运动目标进行持续跟踪，获得运动目标的运动参数，从而进行智能处理与分析。视觉跟踪是当前计算机视觉及图像视频处理领域研究的难点及热点问题。待跟踪目标中存在的旋转、姿态、形变、模糊等内在变化和光照、遮挡、背景杂乱等外在变化使得视觉跟踪问题极具挑战。如何鲁棒建模待跟踪目标的外观信息以应对上述变化是解决视觉跟踪问题的关键。在国家自然科学基金等项目资助下，项目组历时近六年攻关，从鲁棒目标外观建模角度入手，构建了面向视觉跟踪问题的稀疏表示理论模型及方法、时空结构化描述理论模型及方法和深度神经网络模型及方法。项目主要发现及贡献如下：1.稀疏视觉跟踪：针对如何有效挖掘待跟踪目标在外观表达和时序推理时的稀疏特性，从粒子滤波和稀疏表示理论出发，提出最小软阈值均方回归理论模型、反向稀疏表示框架及协同稀疏表示模型，解决了如何建模视觉跟踪过程中待跟踪目标内在蕴含和不断变化的稀疏结构特征这一实际难题，相关工作发表在计算机视觉顶级会议CVPR和顶级期刊IEEE TIP上，累计SCI他引271次，WOS他引371次，ESI高被引论文1篇。2.结构化视觉跟踪：针对待跟踪目标外观在跟踪过程中不可避免地出现时间和空间上结构性变化这一实际难题，从目标空间信息描述和图结构理论模型角度出发，提出了目标的超像素结构表达、连续异常噪声模型及时空隐变量结构化模型，为有效建模目标外观时空结构化信息指明方向。相关工作发表在计算机视觉顶级会议CVPR和顶级期刊IEEE TIP上，累计SCI他引161次，WOS他引233次，ESI高被引论文1篇。3.深度视觉跟踪：针对目标跟踪中如何有效利用深度特征并减少过拟合这一重要问题，通过对卷积神经网络特征和训练方法进行深入研究与分析，提出了基于全卷积神经网络和基于序列化训练卷积神经网络的视觉跟踪算法，为利用深度学习理论指导设计具体跟踪算法指明方向，解决了如何在跟踪过程中合理利用深度视觉特征及如何有效在线训练深度神经网络的实际难题。相关工作发表在计算机视觉顶级会议ICCV和CVPR上，累计SCI他引183次，WOS他引324次。项目8篇代表性论文均发表在计算机学会推荐A类期刊和会议上，SCI他引615次，WOS他引928次，最高单篇SCI他引135次，2篇ESI高被引论文。项目研究成果获得包含中、美、加、法、英、印、澳等十余位IEEE Fellow、AAAI Fellow、IAPR Fellow在内的国内外诸多知名学者高度关注及评价。第一完成人因在视觉跟踪等领域的突出研究成果，获得国家杰出青年基金资助，获得科技部中青年创新领军人才称号，并受邀担任本领域顶级期刊IEEE Transactions on Cybernetics和IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology编委。综上所述，本项目是一项主要由我国学者完成的系统性研究成果，该研究工作对视觉跟踪问题进行了深入地探索和研究。相关代表性成果达到国际领先水平，对国内外相关领域的发展起到了推动作用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 卢湖川 教授 大连理工大学 大连理工大学 项目主要负责人，负责整个项目的研究方案，研究目标和研究内容的制定与组织实施。完成稀疏视觉跟踪[重要科学发现 1，代表性论文 2，3，7]，结构化视觉跟踪[重要科学发现 2，代表性论文 4，6，8]以及深度视觉跟踪[重要科学发现 3，代表性论文 1，5]。因在视觉目标跟踪等领域的突出研究成果，获得国家杰出青年基金资助，获得科技部中青年创新领军人才称号，并受邀担任本领域顶级期刊IEEE Transactions on Cybernetics和IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology编委。 2 王栋 副教授 大连理工大学 大连理工大学 提出最小软阈阈值均方回归理论，反向稀疏表示过程和概率连续异常噪声模型。对稀疏视觉跟踪[重要科学发现 1，代表性论文3，7]，结构化视觉跟踪[重要科学发现 2，代表性论文6，8]部分模型及算法有贡献。 3 王立君 其他 大连理工大学 大连理工大学 提出了基于全卷积神经网络和基于序列化训练卷积神经网络的视觉跟踪算法，对深度视觉跟踪模型及算法[重要科学发现 3，代表性论文 1，5]有贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Visual Tracking with Fully Convolutional Networks/IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV)/Lijun Wang, Wanli Ouyang, Xiaogang Wang, Huchuan Lu 2 Robust Object Tracking via Sparse Collaborative Appearance Model/IEEE Transactions on Image Processing/Wei Zhong, Huchuan Lu, Ming-Hsuan Yang 3 Least Soft-thresold Squares Tracking/IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)/Dong Wang, Huchuan Lu, Ming-Hsuan Yang 4 Robust Superpixel Tracking/IEEE Transactions on Image Processing/Fan Yang, Huchuan Lu, Ming-Hsuan Yang 5 STCT: Sequentially Training Convolutional Networks for Visual Tracking/IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)/Lijun Wang, Wanli Ouyang, Xiaogang Wang, Huchuan Lu 6 Visual Tracking via Probability Continuous Outlier Model/IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)/Dong Wang, Huchuan Lu 7 Inverse Sparse Tracker with a Locally Weighted Distance Metric/IEEE Transactions on Image Processing/Dong Wang, Huchuan Lu, Ziyang Xiao, Ming-Hsuan Yang 8 Occlusion-Aware Fragment-Based Tracking with Spatial-Temporal Consistency/IEEE Transactions on Image Processing/Chong Sun, Dong Wang, Huchuan Lu	自然奖	卢湖川,王栋,王立君	大连理工大学	大连理工大学
84	0405-106	模拟植物生长优化算法的原创理论与应用 项目名称 模拟植物生长优化算法的原创理论与应用 推荐/提名单位/人 大连理工大学 主要完成单位 大连理工大学 项目简介 智能算法是目前解决优化问题的主流算法，其核心理论是借鉴自然、生物种群或个体对环境的自适应模式，建立随机性、正反馈性、协同性等能够跳出优化问题局部最小点的动力模型。经过半个多世纪的发展，智能算法逐步形成了进化类、群体智能类以及神经类为代表的几大算法体系，解决了大量传统方法所无法解决的优化问题，对科学发展产生了深远的影响。但是，随着理论和应用的不断深入，智能算法的瓶颈问题凸显出来：智能算法对各自参数的确定（如：变异概率、交叉概率、修正系数、种群规模、惯性权值、加速因子、启发因子等）均缺乏理论依据，主要靠使用者的个人经验，这个问题严重影响了智能算法的理论发展和应用效果。为突破这一难题，项目申请人李彤原创性地提出了一种“无参数智能优化算法”——模拟植物生长算法（Plant Growth Simulation Algorithm，PGSA）。由于PGSA特有的“无参数”设计首次回避了其他智能算法普遍存在的参数确定难题，因此被国内外学者在不同学科领域广泛应用，形成智能算法的一个全新发展方向。主要科学发现如下：1. 理论创新：首次将植物向光性机理作为智能算法启发源以植物向光性理论为启发准则，将优化问题的解空间当做植物的生长环境，通过生长信息和分枝模式构造出依赖优化环境不断演化的人工植物生长动力系统，建立跳出局部最优解并迅速求出全局最优解的遍历搜索机制及智能算法体系。2. 方法创新：建立PGSA标准流程和源代码许多启发式算法的具体实现方法都是针对不同类别优化问题相对独立提出的。PGSA作为元启发式算法，其“无参数”设计是采用通用启发式策略，通过建立标准算法流程和源代码，可广泛应用到不同领域的各类优化问题。3. 应用创新：PGSA对经典问题的求解利用PGSA解决经典难题（斯坦纳最小树问题、二层规划问题、整数规划问题、丢番图方程、网络化多方博弈问题等）的结果表明，PGSA具有计算精度高、收敛速度快、解的稳定性好等优势。PGSA原创研究的8篇代表作他引次数527次，中国、美国、俄罗斯、意大利、爱尔兰、印度、土耳其、韩国等十余个国家的学者应用PGSA解决了物流、电力、水利、军事、计算机、金融、核工业、机械、建筑、医疗、工业工程等领域的各类优化问题，PGSA的一些应用研究发表在人工智能顶级会议“AAAI Conference on Artificial Intelligence”以及《IEEE？Transactions on Power Systems》、《Journal of Network and Computer Applications》等Top期刊上；Springer最近出版的两部智能算法学术专著（G. Rozenberg，2015和A.Brabazon，2018）都将植物启发式算法单独列为一章，并明确提出：“植物生长过程可以被认为是一种对环境的探索，通过寻找最优结构，植物能够有效地获取资源。中国学者李彤等根据这种思想提出了PGSA，这个原创工作引发了大批的后续研究和算法应用”。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李彤 教授 大连理工大学 大连理工大学 本人是全部8篇代表性论文的第一作者和通讯作者，主要学术贡献如下：1. 理论创新：建立“无参数智能优化算法”理论新体系——模拟植物生长算法（PGSA）；2. 方法创新：设计模拟植物生长算法标准流程和源代码；3. 应用创新：利用模拟植物生长算法解决经典难题（斯坦纳最小树问题、线性二层规划问题、非线性二层规划问题、整数规划问题、丢番图方程、网络化多方博弈问题等）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 求解整数规划的一种仿生类全局优化算法—模拟植物生长算法[J]/系统工程理论与实践/李彤,王春峰等 2 模拟植物生长算法在设施选址问题中的应用[J]/系统工程理论与实践/李彤,王众托 3 模拟植物生长算法与知识创新的几点思考[J]/管理科学学报/李彤,王众托 4 大型城市地下物流系统优化的模拟植物生长算法[J]/系统工程理论与实践/李彤,王众托 5 求解非线性二层规划问题的模拟植物生长算法[J]/中国管理科学/李彤,陈畴镛 6 求解二层规划问题的模拟植物生长算法[J]/运筹与管理/李彤,陈畴镛,宿伟玲 7 《模拟植物生长算法原理及应用》[M]/北京:科学出版社/李彤著 8 A global optimization bionics algorithm for solving integer programming-plant growth simulation algorithm/International Conference on Management Science & Engineering/T Li, et al.	自然奖	李彤	大连理工大学	大连理工大学
85	0405-107	耐高温杂萘联苯聚合物的设计合成及其功能膜研究 项目名称 耐高温杂萘联苯聚合物的设计合成及其功能膜研究 推荐/提名单位/人 大连理工大学 主要完成单位 大连理工大学 项目简介 本项目属于材料与化学工程交叉领域，膜分离技术由于具有高效、节能、环保等优点，成为解决当代人类所面临的水资源、能源、环境问题和传统产业技术升级的重要手段，得到快速发展。膜材料是膜技术的核心之一，也决定了功能膜的性能，如何设计高性能膜材料，并将膜材料转化为高性能功能膜，是具有挑战性的研究难题，也具有重要理论意义和实用价值。本项目从含氮杂环聚合物的分子结构设计出发，设计新型高分子膜材料，研究膜结构与性能调控机制，所取得的主要成果如下：1、提出了耐高温、化学稳定性优良的杂萘联苯聚合物膜材料的设计及改性方法。基于含氮杂环类双酚单体，设计合成了耐高温、可溶解杂萘联苯型聚合物膜材料；通过共聚后改性方法，解决了定量引入功能基团的难题，实现了含卤甲基杂萘联苯聚芳醚的卤甲基含量调控。2、提出利用阴离子交换膜固定电荷的Donnan排斥效应来阻止钒离子渗透的思路，基于含卤甲基杂萘联苯聚芳醚膜材料，创制了钒电池用季铵化杂萘联苯聚芳醚阴离子交换膜，研究了阴离子交换膜的结构对膜性能影响规律，解决了不能同时提高钒电池用隔膜传导性和阻钒性的难题，提高了隔膜的阻钒性和钒电池库伦效率。3、基于耐高温可溶解杂萘联苯聚芳醚膜材料，研究了杂萘联苯聚芳醚膜材料的成膜机制，构建了耐高温高效分离膜的结构调控方法，研制了耐热温度达到80℃的聚哌嗪酰胺/杂萘联苯聚芳醚复合膜和耐热温度达到90℃的磺化杂萘联苯聚芳醚复合膜，并提高了复合膜的耐氧化性能，解决了传统复合膜不耐高温、不耐氧化的难题。本项目8篇代表性论文发表在Journal of Materials Chemistry A(2篇)、Journal of Membrane Science (2篇)、Desalination(1篇)等材料及化工领域高水平期刊，被Energy Environ. Sci. (IF 30.067)、Prog. Polym. Sci. (IF 24.558)、Angew. Chem. Int. Ed (IF 12.102)、Adv. Func. Mater. (IF 13.325)等国际重要SCI收录学术期刊他引322次。项目第一完成人是“十三五”国家重点研发计划项目负责人，2018年获得中国石油和化学工业联合会青年科技突出贡献奖，入选辽宁省“兴辽英才计划”创新领军人才；项目团队入选2017年首批“全国高校黄大年式教师团队”和2018年科技部“耐高温高性能工程塑料”创新团队。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张守海 教授 大连理工大学 大连理工大学 对本项目发现点1、2、3做出了贡献，是代表性论文1、2、3的第一作者、代表性论文4、5的共同通讯作者及代表性论文6的作者。发现了新型杂萘联苯聚芳醚合成及其膜材料功能化改性方法，提出了利用阴离子交换膜固定电荷的Donnan排斥效应抑制钒离子渗透的思路，创制了钒电池用高性能杂萘联苯聚芳醚离子交换膜，构建了耐高温高效分离膜的结构调控方法。 2 蹇锡高 教授 大连理工大学 大连理工大学 对本项目发现点1、2、3做出了贡献，是代表性论文1、2、3、6、8的通讯作者及代表性论文4、5的共同通讯作者，是代表性论文7的作者。发现了新型耐高温杂萘联苯型聚合物的设计合成及改性方法，构建了耐高温高效分离膜结构与性能调控方法，创制了钒电池用高性能杂萘联苯聚芳醚阴离子交换膜。 3 刘程 副教授 大连理工大学 大连理工大学 对本项目发现点1做出了贡献，是代表性论文7的通讯作者，是代表性论文8的作者。在含氮杂环单体结构设计合成、杂萘联苯型聚合物膜材料设计及合成方法、杂萘联苯型聚合物结构与性能关系研究方面做出了较大贡献。 4 王锦艳 教授 大连理工大学 大连理工大学 对本项目发现点1做出了贡献，是代表性论文7、8的作者。在杂萘联苯型聚合物设计合成、结构与性能关系以及膜材料改性研究方面做出了贡献。 5 韩润林 讲师 大连理工大学 大连理工大学 对本项目发现点3做出了贡献，是代表性论文4、5的作者。在杂萘联苯聚合物耐高温高效分离膜制备、复合膜结构调控方法以及复合膜结构与性能关系的研究方面做出了贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Anion exchange membranes from brominated poly(aryl ether ketone) containing 3,5-dimethyl phthalazinone moieties for vanadium redox flow batteries / JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A / Shouhai Zhang; Bengui Zhang; Guangfang Zhao; Xigao Jian 2 Poly(phthalazinone ether ketone ketone) anion exchange membranes with pyridinium as ion exchange groups for vanadium redox flow battery applications/ JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A / Shouhai Zhang; Bengui Zhang; Dongbo Xing; Xigao Jian 3 Preparation and properties of novel sulfonated copoly (phthalazinone biphenyl ether sulfone) composite nanofiltration membrane / DESALINATION / Shanshan Guan; Shouhai Zhang; Runlin Han; Bengui Zhang; Xigao Jian 4 Preparation and performance of novel thermally stable polyamide/PPENK composite nanofiltration membranes / APPLIED SURFACE SCIENCE / Lijie Hu; Shouhai Zhang; Runlin Han; Xigao Jian 5 Preparation of chloromethylated/quaternized poly(phthalazinone ether ketone) anion exchange membrane materials for vanadium redox flow battery applications / JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE / Shouhai Zhang; Chunxiang Yin; Dongbo Xing; Daling Yang; Xigao Jian 6 Preparation and characterization of polypiperazine amide/PPESK hollow fiber composite nanofiltration membrane / JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE / Fajie Yang; Shouhai Zhang; Daling Yang; Xigao Jian 7 Phthalazinone structure -based covalent triazine frameworks and their gas adsorption and separation properties / RSC ADVANCES / Kuanyu Yuan; Cheng Liu; Jianhua Han; Guipeng Yu; Jinyan Wang; Hongmin Duan; Zhonggang Wang; Xigao Jian 8 Soluble and curable poly(phthalazinone ether amide)s with terminal cyano groups and their crosslinking to heat resistant resin / POLYMER / Guipeng Yu; Jinyan Wang; Cheng Liu; Encheng Lin; Xigao Jian	自然奖	张守海,蹇锡高,刘程,王锦艳,韩润林	大连理工大学	大连理工大学
86	0406-101	镍基单晶合金蠕变行为的取向依赖性及影响因素 项目名称 镍基单晶合金蠕变行为的取向依赖性及影响因素 推荐/提名单位/人 辽宁省教育厅 主要完成单位 沈阳工业大学,中国航发北京航空材料研究院 项目简介 镍基单晶合金是制备先进航空发动机关键部件涡轮叶片的重要结构材料，其发展状况是衡量国家航空工业制造能力与材料科学技术水平的重要标志。 在国家自然科学基金（“镍基单晶合金的强化与变形特征对持久性能的影响”，项目编号：50571070）资助下，设计并制备出一种4.5%Re/3%Ru镍基单晶合金，其在1100℃/137MPa条件下的持久寿命达到321h，在1070℃和1040℃/160MPa下的持久寿命分别达到264h和725h，与国际第四代单晶镍基合金（含6%Re/3%Ru）的持久寿命相当，但成本降低四分之一；同时开展了“镍基单晶合金蠕变行为的取向依赖性及相关理论”的研究工作。主要研究内容如下：1．制备出一种4.5%Re/3%Ru单晶合金，其持久性能达到第四代镍基单晶合金的国际水平；研究了Re/Ru对单晶合金高温蠕变机制及形成K-W锁的影响。2．研究不同取向单晶合金在蠕变期间的组织演化规律、晶体取向对单晶合金蠕变行为及变形机制的影响。3．研究横向预压缩对不同取向镍基单晶合金蠕变行为的影响，研究了预压缩处理大幅度提高[011]取向单晶合金中温/高温蠕变性能的作用机理。4．研究元素Re对单晶合金高温服役及蠕变期间析出TCP相形态演化及蠕变性能的影响；研究了层片状TCP相发生球形化转变的机理及影响因素。在“镍基单晶合金蠕变行为的取向依赖性及相关理论”的研究中，获批国家发明专利3项，实用新型专利1项；先后发表与“研究内容”相关的论文75篇。其中：被《SCI》收录62篇，《EI》收录75篇；被《SCI》数据库引用论文45篇，共引用421次；《CNKI》收录65篇，他引272次，他引总次数693次；8篇代表论文《SCI》数据库共引用275次，他引227篇次，《SCI》单篇最高引用67次。主要研究成果如下：1．确定出：不同取向合金蠕变抗力依次降低的顺序为：[001]？[111]？[011]；首次确定出：蠕变期间[011]取向合金中γ'相分别沿[001]取向和(100)面转变成纤维状筏形组织，仅开动4个滑移系，位错运动阻力小，是该合金具有较弱蠕变抗力的主要原因。2．首次提出：[011]取向合金沿(100)面进行高温压应力处理，使γ'相沿[100]取向形成稳定的纤维状组织，可大幅度提高该合金的中温/高温蠕变性能。3．设计并制备出一种4.5%Re/3%Ru镍基单晶合金，其蠕变性能达到国际第四代单晶合金的水平。4. 首次确定出：含4.5%Re/3%Ru单晶合金在1085oC蠕变期间，超位错可由{111}面交滑移至{100}面形成K-W锁，可抑制位错的滑移和交滑移，是使合金具有良好高温蠕变抗力的原因之一。5．发现：元素Re可使合金析出的TCP相在蠕变期间发生球形化转变，仅较小程度降低含Re合金的高温蠕变性能。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 田素贵 教授 沈阳工业大学 沈阳工业大学 设计并制备出一种4.5%Re/3%Ru单晶镍基合金，其蠕变性能达到第四代单晶合金的国际水平；确定出4.5%Re/3%Ru单晶合金在1085oC蠕变期间，超位错可由{111}面交滑移至{100}面形成K-W锁；确定出[011]取向合金沿(100)进行高温压应力处理，使γ'相形成纤维状组织，可大幅度提高合金的中/高温蠕变性能；确定出含Re单晶合金中的TCP相在高温时效及蠕变期间可发生球化转变，仅较小程度降低合金的蠕变性能。代表论文1、2、3和5的第一作者，本人投入的工作量占个人总工作量的60%。 2 于慧臣 研究员 中国航发北京航空材料研究院 中国航发北京航空材料研究院 对不同取向单晶镍基合金样坯进行三维空间取向的测定，并进行不同取向单晶镍基合金在不同条件下的的蠕变性能测定与分析；确定出不同取向合金蠕变抗力依次降低的顺序为：[001]>[111]>[011]；进行不同取向单晶镍基合金的蠕变损伤机理分析。为代表论文4的第一作者，本人投入的工作量占个人总工作量的50%。 3 刘丽荣 教授 沈阳工业大学 沈阳工业大学 提出单晶镍基合金在高温热暴露期间的组织演化特征及规律；首次提出Ti使Mo、Cr、Re等难熔元素更多地向基体分配；提出析出的M6C和M23C6有利于延长合金蠕变的第二阶段，提高合金的蠕变寿命；提出Ru的加入使Re、W和Mo等难熔元素更多地向γ'相分配，可抑制TCP相析出。为代表论文6、7、8的第一作者，本人投入的工作量占个人总工作量的50%。 4 苏勇 副教授 沈阳化工大学 沈阳工业大学 确定出拉/压蠕变期间，[011]取向合金中γ'相分别沿[001]取向和(100)面转变成纤维和筛网状筏形组织；确定出：[011]取向合金蠕变期间仅激活四个滑移系，形变硬化作用小，是具有较低蠕变性能的主要原因；确定出[011]取向合金沿(100)进行高温预先压应力处理，γ'相沿[100]取向形成稳定的纤维状组织，可大幅度提高合金的中/高温蠕变性能。代表论文1和4的第二作者，本人投入的工作量占个人总工作量的40%。 5 张姝 讲师 沈阳化工大学 沈阳工业大学 确定出不同取向单晶镍基合金在高温蠕变期间的组织演化规律；采用有限元方法计算出不同取向单晶合金在高温蠕变期间的应力分布规律；采用有限元方法计算出不同取向单晶合金中立方γ'相的主应力分量与施加应力的依赖关系；构建出蠕变前/后不同取向单晶合金中γ'相在空间的分布规律，对不同取向单晶合金进行蠕变机理分析。代表论文3的第二作者，本人投入的工作量占个人总工作量的40%。 6 李影 高级工程师 中国航发北京航空材料研究院 中国航发北京航空材料研究院 测试并分析了不同取向单晶镍基合金蠕变性能；测定并分析了不同取向单晶镍基合金样坯三维空间取向；分析并表征了不同取向单晶合金的蠕变损伤机理。代表论文4的第五作者，本人投入的工作量占个人总工作量的40%。 7 田宁 副教授 贵州工程应用技术学院 沈阳工业大学 对不同取向单晶镍基合金进行蠕变性能测试；构建不同取向单晶合金蠕变前后，γ'相在空间的存在方式；对[011]取向合金沿(100)进行高温预先压应力处理，并对有/无预压缩处理[011]取向合金进行蠕变性能测试，研究预压缩处理对合金中/高温蠕变性能的影响；对不同取向单晶合金不同条件蠕变断裂后，进行位错组态的衍衬分析，提出蠕变期间的变形机制。代表论文4的第三作者，本人投入的工作量占个人总工作量的40%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Creep Behavior of A Single Crystal Nickel-Based Superalloy Containing 4.2% Re / Mater. & Design / Tian SG 2 Microstructure evolution and analysis of a [011] orientation single crystal nickel-based superalloy during tensile creep, Metall. Mater. Trans., A./ Tian SG 3 Microstructure evolution and creep behavior of a [111] oriented single crystal Ni-based alloy during tensile creep / Mater. Sci. Eng. A,/ Yu HC 4 Influence of element Re on lattice misfit and stress rupture properties of single crystal nickel-based superalloys / Mater. Sci. Eng.A / Tian SG 5 Formation of carbides and their effects on stress rupture of a Ni-base single crystal superalloy / Mater. Sci. Eng. A,/ Liu LR 6 Effect of carbon addition on the creep properties in a Ni-based single crystal superalloy / Mater. Sci. Eng. A / Liu LR 7 Effect of carbon additions on the microstructure in a Ni-base single crystal superalloy / Mater. Lett., / Liu LR 8 Influence of TCP phase and its morphology on creep properties of single crystal nickel-based superalloys / Mater. Sci. Eng. A./ Tian SG	自然奖	田素贵,于慧臣,刘丽荣,苏勇,张姝,李影,田宁	沈阳工业大学,中国航发北京航空材料研究院	辽宁省教育厅
87	0409-101	层状金属复合材料制备理论与技术研究 项目名称 层状金属复合材料制备理论与技术研究 推荐/提名单位/人 东北大学 主要完成单位 东北大学 项目简介 本项目属于金属基复合材料学科领域。层状金属复合材料可兼具各组元优异的理化特性，在结构功能一体化材料设计研发方面具有突出优势，是航天、汽车、核能等战略领域新材料的重点研发方向，并被国家自然科学基金委列为“十三五”优先发展领域。开发设计多尺度、多层次、高综合性能层状金属复合材料急需解决攻克材料的制备与加工、强韧化机理以及尺度与界面效应等关键科学问题。依托教育部材料先进制备技术工程研究中心，以实现不锈钢、钢、铝、铜、钛等金属及合金材料的复合化及功能化为目标，在3项国家自然科学基金及“863”计划等项目资助下，祖国胤教授与姚广春教授紧密合作，协同创新，经过10余年的系统性研究，在层状金属复合材料先进制备技术、复合界面精细结构表征及复合材料组织—性能控制等方面获得了以下创新性成果：（1）以界面设计为导向的先进复合技术：为促进界面结合，提升界面强度，实现界面设计，提出了瞬间液相轧制复合及高频电流在线加热的复合思想，在非真空复合工况下实现了不锈钢/碳钢、碳钢/铝等双金属在低压力、小变形条件下的良好复合。在学科交叉的探索中将轧制复合与粉末冶金有机结合，开发出了具有界面冶金结合特征的泡沫铝夹心结构材料短流程制备技术。成功实现了600℃以下低温可控发泡，阐明了发泡动力学等关键科学问题。（2）以界面演化为重点的精细结构表征：从再结晶动力学角度阐明了钛/铜爆炸复合界面绝热剪切带内亚晶的形成机制，建立了其与成波行为的联系。明确了具有完整晶格结构与共晶界面的纳米晶是其获得较高复合强度的主要因素。利用同步辐射技术实现了对泡沫金属粉末冶金发泡过程中泡孔结构及面板/芯层界面演化过程的动态描述，揭示了粉末冶金发泡机理及界面结合机制。（3）以界面优化为手段的使役性能调控：明确了异步轧制工艺制备的铜/铝复合薄带界面结合强度与金属间化合物层相组成及厚度间的定量关系，发现异步轧制及短时高热流密度热处理可有效抑制脆性金属间化合物层生长的动力学过程。提出并发展了从变形带的产生与扩展、孔/膜水平孔的变形模式等多尺度研究泡沫金属及其夹心机构缓冲吸能过程的研究方法，阐明了损伤机理。本项目为多种先进层状金属复合材料的工程化制备提供了直接的理论支撑与技术原型。泡沫铝夹心结构材料已完成工程化中试试验，“运输用大尺寸泡沫铝夹心板材料”项目获国际发明类最高奖—世界知识产权组织（WIPO）发明人奖等3项奖励。基于高热流密度的铜/铝复合薄带精细化热处理工艺也已得到工程化应用。项目出版学术专著2部；发表论文被SCI收录68篇，8篇代表性论著的SCI他引篇次为181次，单篇最高他引51次。代表性论著被Acta Materialia、Scripta Materialia等材料科学领域权威期刊发表的论文多篇次引用。谢建新院士、黄庆学院士等复合材料专家对项目成果给予了积极正面的评价。项目培养博士生15人，硕士生28人，获辽宁省优秀硕士学位论文奖2项。获授权国家发明专利18项，实用新型专利6项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 祖国胤 教授 东北大学 东北大学 对本项目的全部科学发现点均做出了创造性贡献。提出了本项目全部科学发现点的主要学术思想，制定了项目总体研究方案，组织了项目实施，完成了研究生培养，撰写了学术论著。是本项目代表性论著1-6，8（附件编号1-6,8）的作者，代表性论著1-6的通讯作者，代表性论著1、6的第一作者，指导博士研究生李小兵（本项目第3完成人）撰写了代表性论著2-5。本项目的工作时间占本人同期工作总量的80%。 2 穆永亮 副教授 东北大学 东北大学 对科学发现点3做出了创造性贡献，参与了科学发现点1、2的部分研究工作。是代表性论著7、8（附件编号7、8）的第一作者和通讯作者，代表性论著2、6（附件编号2、6）的共同作者。系统阐明了闭孔泡沫铝材料在压缩条件下的变形模式和能量耗散机制，研究了各向异性等影响闭孔泡沫铝能量吸收能力的因素，分析了泡沫铝夹心结构的弯曲性能及损伤机理。在铜/铝复合板界面精细组织结构表征与界面设计、泡沫铝夹心结构材料短流程工艺路线等方面也提出了创新性思路。本项目的工作时间占本人同期工作总量的80%。 3 李小兵 讲师 江苏科技大学 东北大学 对科学发现点2、3做出了创造性贡献，参与了科学发现点1的部分研究工作。在第1完成人的指导下，结合博士学位论文工作开展了铜/铝复合材料的界面精细结构表征，分析了界面金属间化合物的生长行为，明确了界面结合强度与金属间化合物层相组成及厚度间的定量关系，探讨了复合材料力学性能与组织、结构间的相关性。是代表性论著2-5（附件编号2-5）的第一作者，代表性论著1、6（附件编号1、6）的共同作者。本项目的工作时间占本人同期工作总量的90%。 4 姚广春 教授 东北大学 东北大学 本项目的学术顾问。对科学发现点1、3做出了创造性贡献。与项目第一完成人共同提出了具有界面冶金结合特征的泡沫铝夹心结构材料短流程制备技术路线，指导开展了以使役条件为导向的泡沫金属及其夹心结构材料的缓冲吸能性能研究。担任代表性论著1（附件编号1）的主审，是代表性论著6、7、8（附件编号6、7、8）的共同作者。本项目的工作时间占本人同期工作总量的50%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Interface strengthening of laminated composite produced by asymmetrical roll bonding/Materials Science and EngineeringA/Xiaobing Li,Guoyin Zu,Ping Wang 2 Effect of strain rate on tensile performance of Al/Cu/Al laminated composites produced by asymmetrical roll bonding/Materials Science and Engineering A/Xiaobing Li,Guoyin Zu,PingWang 3 Microstructural development and its effects on mechanical properties of Al/Cu laminated cmposite/Transactions of Nonferrous Metals Society of China/Xiao-bing LI,Guo-yin ZU,Ping WANG 4 Static three-point bending behavior of aluminum foam sandwich/Journal of Alloys and Compounds/Guoyin Zu,Binna Song,Zhaoyang Zhong,Xiaobing Li,Yongliang Mu,Guangchun Yao 5 Effect of cell shape anisotropy on the compressive behavior of closed-cell aluminum foams/Materials & Design/Mu Yongliang,Yao Guangchun,Luo Hongjie 6 Deformation mechanisms of closed-cell aluminum foam in compression/Scripta Materialia/Yongliang Mu,Guangchun Yao,Lisi Liang,Hongjie Luo,Guoyin Zu 7 层状金属复合材料制备理论与技术/东北大学出版社/祖国胤，李小兵，王虎年 8 Interfacial microstructure and mechanical properties of Cu/Al clad sheet fabricated by asymmetrical roll bonding and annealing/Materials Science and Engineering A/Xiabobing Li,Guoyin Zu,Mingming Ding,Yongliang Mu,Ping Wang	自然奖	祖国胤,穆永亮,李小兵,姚广春	东北大学	东北大学
88	0409-106	人工肌肉型致动器理论与应用 项目名称 人工肌肉型致动器理论与应用 推荐/提名单位/人 东北大学 主要完成单位 东北大学 项目简介 本研究针对机器人领域中紧凑型和轻量化新型致动器的需求，在国家863计划项目(项目编号2015AA042302、2008AA04Z305)、国家自然科学基金面上项目(项目编号60675050和51075066)和沈阳市人才开发专项资金（2010010403）等项目资助下完成，提出了基于离子聚合物金属复合材料(IPMC)、磁致伸缩致动器和压电陶瓷（PZT）等人工肌肉致动器的建模、驱动、控制与制备改性的系统理论和应用。通过针对磁滞和蠕变（又叫后松弛）现象的非线性特性建模、微弱信号处理、刚柔软耦合建模和非线性控制理论的研究，解决了由于智能材料IPMC、磁致伸缩致动器和压电陶瓷（PZT）强非线性带来的难以精确控制的难题，对推动基于智能材料的人工肌肉型致动器在微操作机器人、末端执行器和仿生机器人等领域的应用和发展起到重大作用。该研究成果与国内外相关成果相比，具有在线实时建模、控制精度高、适用环境广的优势，得到了国内外同行专家的认可，该研究成果受到国际同行广泛关注（包括： Automatica期刊副主编、美国密歇根州立大学Xiaobo Tan教授、新加坡南洋理工大学Vahid Hassani教授等）。其中，该项目主要研究内容和科学发现如下。 1．针对人工肌肉型致动器的磁滞和蠕变特性，首次提出了Prandtl-Ishlinskii（PI）磁滞模型与广义蠕变模型相结合的磁滞蠕变特性建模方法，开发了离子聚合物金属复合材料（IPMC）、压电陶瓷和磁致伸缩器等人工肌肉致动器在线实时建模平台，并获批了国家发明专利；针对IPMC人工肌肉型致动器的迟滞蠕变特性，开发了自适应逆控制、离散自适应类滑模位置控制方法，控制精度显著提升。 2、针对IPMC致动器在力操作中的非对称磁滞与蠕变特性，首次提出了基于磁滞与广义蠕变混合模型的自适应力控制方法，无需改变控制系统参数，适用于不同形状和尺寸的IPMC致动器，应用于微操作机器人的夹持器等领域。 3、针对磁致伸缩器、压电陶瓷的非对称迟滞特性，提出了基于逆乘法矩阵的建模与逆补偿控制方法，得到逆补偿误差的解析表达式，保证了位置闭环系统的全局稳定性，通过原子力显微镜（AFM）纳米操作机器人实验验证了上述方法的有效性。 4．开发了IPMC改性与制备的标准化工艺，利用自主开发的在线测试系统建立了IPMC性能数据库，其有效性在基于IPMC致动器的仿生鱼系统得到验证。 以上研究成果已经在IEEE Transactions on Automation Science and Engineering和Smart Materials and Structures等国内外知名期刊及会议上发表论文90余篇，SCI收录40余篇。8篇代表性论文被国内外学者他引165次，SCI他引65次，授权发明专利6项，实用新型专利3项。相关成果已在微型机器人和微纳操作领域受到广泛关注。上述成果将有助于形状记忆合金和气动人工肌肉等其它人工肌肉型智能材料的建模、驱动、控制及其应用的推广。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 郝丽娜 教授 东北大学 东北大学 本项目的主要完成人，是第2-第8篇代表性论文的第一作者或通讯作者。对科学发现点1-4做出了重要贡献，即针对人工肌肉型致动器的磁滞蠕变特性，首次提出采用基于Prandtl-Ishlinskii磁滞模型与广义蠕变模型相结合的建模方法；提出了具有自适应功能的周期性输出反馈控制方法，实现精密运动的位置控制；首次提出了基于时变磁滞与广义蠕变模型混合模型的自适应逆控制器，实现精密运动的力控制；形成IPMC改性与制备工艺和数据库。发表的学术论文成果在微操作机器人及智能机器人控制等领域得到广泛应用。 2 李智 教授 东北大学 东北大学 本项目的主要完成人，是第1-第4篇代表性论文的作者。对科学发现点1-3做出了重要贡献，即针对人工肌肉型致动器的磁滞蠕变特性，首次提出采用基于Prandtl-Ishlinskii磁滞模型与广义蠕变模型相结合的建模方法；提出了具有自适应功能的周期性输出反馈控制方法，实现精密运动的位置控制；首次提出了基于时变磁滞与广义蠕变模型混合模型的自适应逆控制器，实现精密运动的力控制。发表的学术论文成果在人工肌肉型致动器的非线性控制等领域得到应用。 3 陈文林 讲师 东北大学 东北大学 本项目的主要完成人，是第4篇代表性论文的作者，对科学发现点1做出了重要贡献，针对人工肌肉型致动器存在的时变磁滞与蠕变特性，完成了IPMC致动器在精密定位操作中的位置控制。发表的学术论文成果在微操作机器人精密控制方面得到应用。 4 孙智涌 副研究员 东北大学 东北大学 本项目的主要完成人，是第3-第7篇代表性论文的作者。对科学发现点1-3做出了重要贡献，即针对人工肌肉型致动器的磁滞蠕变特性，首次提出了将基于Prandtl-Ishlinskii（PI）磁滞模型与广义蠕变模型相结合的磁滞蠕变特性建模方法；针对人工肌肉型致动器具有的蠕变特性，研究并提出自适应积分周期输出反馈（AIPOF）控制方法。发表的学术论文成果在基于IPMC和压电陶瓷的人工肌肉致动器及AFM等精密微操作领域得到应用。 5 陈洋 其他 东北大学 东北大学 本项目的主要完成人，是第5和第6篇代表性论文的作者。对科学发现点2做出了重要贡献，即针对人工肌肉型致动器具有的蠕变特性，提出具有自适应功能的控制方法。发表的学术论文成果在基于IPMC人工肌肉致动器及机器人控制方面得到应用。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Compensation of hysteresis nonlinearity in magnetostrictive actuators with inverse multiplicative structure for Preisach model/ IEEE Transactions on Automation Science and engineering/ Li, Z., Su, C. Y., & Chai, T 2 Modeling and adaptive inverse control of hysteresis and creep in ionic polymer-metal composite actuators/ Smart Materials and Structures/ Hao, Lina, and Zhi Li 3 A novel adaptive force control method for IPMC manipulation/ Smart materials and structures/ Hao, Lina, Zhiyong Sun, Zhi Li, Yunquan Su, and Jianchao Gao. 4 A novel discrete adaptive sliding-mode-like control method for ionic polymer–metal composite manipulators/ Smart Materials and Structures/ Sun, Zhiyong, Lina Hao, Wenlin Chen, Zhi Li, and Liqun Liu 5 The sliding mode control for different shapes and dimensions of IPMC on resisting its creep characteristics/ Smart Materials and Structures/ Hao, Lina, Yang Chen, and Zhiyong Sun 6 Active disturbance rejection control for output force creep characteristics of ionic polymer metal composites/ Smart materials and structures/ Xiong, Yan, Yang Chen, Zhiyong Sun, Lina Hao, and Jie Dong 7 Compensating asymmetric hysteresis for nanorobot motion control / In Robotics and Automation (ICRA), 2015 IEEE International Conference on / Zhiyong Sun ; Bo Song ; Ning Xi ; Ruiguo Yang ; Lina Hao ; Liangliang Chen 8 基于IPMC驱动器的小型遥控机器鱼的研制/东北大学学报(自然科学版)/ 郝丽娜, 徐夙,刘斌.	自然奖	郝丽娜,李智,陈文林,孙智涌,陈洋	东北大学	东北大学
89	0409-107	矿业安全用气体传感器作用机制基础理论研究 项目名称 矿业安全用气体传感器作用机制基础理论研究 推荐/提名单位/人 东北大学 主要完成单位 东北大学 项目简介 在矿产资源的开发利用过程中，为了有效防治有毒有害气体的产生、泄漏及危害，采用气体传感器对其进行快速、准确、便携的检测非常必要。气体传感器最关键、最核心的部分就是气敏材料的研究与改进，它直接关系到检测效果的好坏，对提高矿山及矿井安全生产，实现我国矿业资源的健康发展具有重要意义。然而，半导体氧化物气敏材料的制备参数和结构特性对其气敏性能的影响规律及作用机制尚不完全清晰，良好灵敏度均要求在200℃以上的工作温度也导致高能耗和集成复杂性。为了解决这些问题，本项目从纳米材料的结构工艺和性能设计等方面入手，利用纳米气敏材料具有较大的比表面积和表面活性等特点，开展了新型低温高选择性气体传感器的开发及作用机理的基础理论研究。通过该项目研究，获得了如下创新成果：1、建立了纳米气敏材料的制备参数与结构特性之间的关系模型。揭示了纳米薄膜的微观结构与制备条件的关联性，提出利用物理吸附等温线法分析纳米薄膜的表面积及孔径分布，并利用膜密度结合孔径分布来分析薄膜的孔隙度，加强和深化了对纳米薄膜多孔化的认识；研究了具有单晶化及贵金属掺杂的纳米气敏材料的微观结构，阐明了所获纳米气敏材料优异的结构性能和物理化学性能，实现了对不同结构和形貌纳米气敏材料的生长机理模拟和过程推演。上述研究工作提出和改善了纳米气敏材料结构和特性的新方式方法，阐明了这些制备方法的原理和优越性，对比同类型矿业安全用气敏材料具有更加优越的性能。2、创建了基于薄膜多孔化、材料单晶化和贵金属掺杂以提高纳米半导体氧化物气体传感器性能的调控机制方法。提出了决定气体灵敏度的主要薄膜结构因素为膜密度，揭示了多孔化薄膜在低工作温度下获得的高灵敏度是肖特基势垒限制传输（Schottky-barrier-limited transport）对温度依存特性的结果；揭示了贵金属掺杂所产生的化学效应和电子效应不仅有效提高气体传感器的灵敏度，还可以明显降低获得灵敏度峰值的工作温度；依据气体响应特性结果及检测手段的分析，进一步阐明了氧化物半导体气体传感器的反应调控机制。研究结果为开发新型具有低工作温度、高灵敏度、低生产成本等优点的矿业安全用气体传感器奠定了理论及实验基础。3、开展了基于目的导向的纳米半导体氧化物气敏特性的机理研究。针对目前矿业安全用气体传感器存在的工作温度高、气体选择性差、便携性差等不足，提出利用多孔化薄膜所产生的“肖特基势垒限制传输效应”对温度的依存特性和单晶化纳米材料所产生的“电子耗尽层”或“空穴积累层”特性，以实现显著降低气体传感器工作温度的目的；通过贵金属掺杂或异质结构建，提出利用贵金属掺杂所产生的“化学效应”和“电子效应”以及异质结构建所产生的“费米能级电荷转移效应”，以实现明显改善气体传感器对待检测目标气体选择性识别的目的；通过基于纳米结构的新型半导体氧化物气敏材料的气敏元件开发，利用纳米材料优越的尺寸效应和性能优势，以实现缩小气体传感器尺寸的目的。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 沈岩柏 教授 东北大学 东北大学 对发现点1-3 做出了突出贡献。提出通过薄膜多孔化、材料单晶化和贵金属掺杂手段制备高灵敏度和选择性气敏材料的方法，克服了目前气体传感器存在的工作温度要求高、气体选择性差和携带不便等局限性；揭示了多孔化薄膜在低工作温度下获得的高灵敏度是肖特基势垒限制传输对温度依存特性的结果；揭示了贵金属掺杂所产生的化学和电子效应不仅可以提高气体传感器的灵敏度，还可以明显降低获得灵敏度峰值的工作温度。是代表性论文1-8 的作者。 2 魏德洲 教授 东北大学 东北大学 对发现点2和3均做出了突出贡献。提出了在薄膜多孔化和材料单晶化过程中，通过控制和优化制备条件，建立有利于获得高孔隙率和高比表面积的氧化物半导体材料的方法；揭示了提高气体传感器综合性能“3S”，即灵敏性（Sensitivity）、选择性（Selectivity）和稳定性（Stability）的电子导电机理，建立了通过电子耗尽层理论解释气敏反应机理的方法。是代表性论文4 、5和7 的作者。 3 韩聪 讲师 东北大学 东北大学 对发现点1和2均做出了突出贡献。揭示了具有单晶化纳米气敏材料的微观结构与气敏特性之间的关联性，结合先进的检测手段对其进行系统分析；提出单晶化纳米气敏材料的高长径比和比表面积可以显著提高气敏材料的灵敏度，并有助于其在低工作温度下获得高气敏特性；提出气体响应机理主要是依靠被检测气体与材料表面的吸附氧离子发生的表面反应，并依靠电阻变化来实现检测目的，同时对气敏反应机理进行了模拟。是代表性论文2、5和6的作者。 4 刘文刚 教授 东北大学 东北大学 对发现点2做出了突出贡献。揭示了通过添加表面活性剂可以制备出具有分级多孔的氧化物半导体气敏材料，且可呈现出n 型或p 型半导体特性，通过分析气敏特性与被检测气体之间的反应机制研究，揭示了n 型半导体的电子密度和p 型半导体的空穴密度是影响气敏特性的关键因素，同时对气敏反应机理进行了模拟。是代表性论文6 和7 的作者。 5 高淑玲 副教授 东北大学 东北大学 对发现点3做出了突出贡献。揭示了电荷耗尽层宽度ds和表面势垒高度ΔΦs与吸附氧离子浓度Qs和半导体材料中掺杂的施主原子的浓度的关联性；提出通过将纳米氧化物半导体薄膜多孔化、材料单晶化来增加纳米材料的比表面积和表面活性，以贵金属掺杂所产生的化学和电子效应改善纳米氧化物半导体在低温条件下对被检测气体的灵敏性和选择性，进一步完善气敏反应机理体系。是代表性论文7和8的作者。 6 崔宝玉 讲师 东北大学 东北大学 对发现点3做出了突出贡献。揭示了电荷耗尽层宽度ds和表面势垒高度ΔΦs与吸附氧离子浓度Qs和半导体材料中掺杂的施主原子的浓度的关联性；提出通过将纳米氧化物半导体薄膜多孔化、材料单晶化来增加纳米材料的比表面积和表面活性，以贵金属掺杂所产生的化学和电子效应改善纳米氧化物半导体在低温条件下对被检测气体的灵敏性和选择性，进一步完善气敏反应机理体系。是代表性论文7和8的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Nitrogen dioxide sensing using tungsten oxide microspheres with hierarchical nanorod-assembled architectures by a complexing surfactant-mediated hydrothermal route/Journal of Materials Chemistry A/Y.B. Shen, W. Wang, X.X. Chen, B.Q. Zhang, D.Z. Wei, S.L. Gao, B.Y.Cui 2 Highly sensitive hydrogen sensors based on SnO2 nanomaterials with different morphologies/International Journal of Hydrogen Energy/Y.B. Shen, W. Wang, A.F. Fan, D.Z. Wei, W.G. Liu, C. Han, Y.S. Shen, D. Meng, X.G. San 3 Complexing surfactants-mediated hydrothermal synthesis of WO3 microspheres for gas sensing applications/Materials Letters/Y.B. Shen, X.X. Chen, W. Wei, Y. Gong, S.H. Chen, J.T. Liu, D.Z. Wei, D. Meng, X.G. San 4 Microstructure and enhanced H2S sensing properties of Pt-loadedWO3 thin films/Sensors and Actuators B:Chemical/Y.B. Shen, B.Q. Zhang, X.M. Cao, D.Z. Wei, J.W. Ma, L.J. Jia, S.L. Gao, B.Y. Cui, Y.C. Jin 5 Ethanol sensing properties of TeO2 thin films prepared by non-hydrolytic sol-gel process/Sensors and Actuators B:Chemical/Y.B. Shen, X.X. Yan, S.K. Zhao, X.X. Chen, D.Z. Wei, S.L. Gao, C. Han, D. Meng 6 Synthesis of SnO2 nanorods and application to H2 sensor/Journal of Alloys and Compounds/Y.B. Shen, X.M. Cao, B.Q. Zhang, D.Z. Wei, J.W. Ma, W.G. Liu, C. Han, Y.T. Shen 7 Highly sensitive and selective room temperature alcohol gas sensors based on TeO2 nanowires/Journal of Alloys and Compounds/Y.B. Shen, S.K. Zhao, J.W. Ma, X.X. Chen, W. Wang, D.Z. Wei, S.L. Gao, W.G. Liu, C. Han, B.Y. Cui 8 A low-temperature n-propanol gas sensor based on TeO2 nanowires as the sensing layer/Royal Society of Chemistry Advances/Y.B. Shen, A.F. Fan, D.W. Wei, S.L. Gao, W.G. Liu, C. Han, B.Y. Cui	自然奖	沈岩柏,魏德洲,韩聪,刘文刚,高淑玲,崔宝玉	东北大学	东北大学
90	0409-108	高性能颗粒及粉体的成形、动力学及机理 项目名称 高性能颗粒及粉体的成形、动力学及机理 推荐/提名单位/人 东北大学 主要完成单位 东北大学 项目简介 在国家自然基金等的资助下，本项目主要面向多尺度颗粒材料及粉体在宏观及微观领域的相互作用机理（如堆积及成形致密化）展开系统深入研究。针对现有颗粒及粉体在外部能量作用下堆积密度低、密度分布不均匀、各向异性结构构建困难、成形致密化动力学及机理方面研究的不足，提出了颗粒及粉体成形致密化过程中各种无定形态及晶态致密堆积结构数值及物理生成的新方法、新工艺及新机理，采用宏观尺度有限元法（FEM）、粒子尺度离散元法（DEM）及多粒子有限元法（MPFEM）解决了颗粒及粉体成形致密化领域高性能堆积结构获得困难及致密化动力学与机理方面的难题，对粉末冶金、颗粒复合材料等领域的研究和发展起到推动作用，所从事项目在计算机数值研究多尺度颗粒行为高性能颗粒及粉体成形致密化方面具有很大优势，受到国内外同行专家的高度评价，研究成果被广泛关注及引用。主要研究内容和科学发现包括：1、振动条件下颗粒堆积由无序向有序转变（结晶）的动力学及机理采用基于分子动力学的DEM方法，结合3D振动数值实现颗粒堆积由无序向有序的转变，即颗粒的结晶，对不同晶态结构的宏观及微观性能进行表征，并对结晶的动力学及机理进行分析，提出颗粒结晶过程中的两种生长机制，研究结果为研究各种晶体的结晶打下坚实的基础，同时为研究未来高性能各向异性颗粒材料制备的理论创造条件。2、振动条件下获得颗粒最密随机堆积结构（无定形态）的工艺优化及致密化机理使用DEM动力学仿真数值实现粒子在1D振动条件下随机松排向密排的转变，获得孔隙分布均匀的颗粒最密随机堆积结构（无定形态），实现了工艺优化及致密化机理的分析。研究结果为研究最密无定形结构的形成及机理提供一个有效切入点，为未来无论是粉末冶金还是各向同性颗粒复合材料的制备提供理论依据。3、振压条件下粉体成形的物理研究采用自主研发的具有自主知识产权的设备物理实现不同粉体在振动及加压条件下的成形致密化，并对致密结构的宏观及微观性能进行表征，形成制备高性能粉末坯的新技术，为未来制备高性能粉末压坯提供参照。项目在Powder Technology, Computer Physics Communications 和 Particuology等高水平期刊发表SCI论文多篇，单篇最高影响因子3.748。附件中给出的8篇代表作论文在Wed of Science核心合集中共被引用134篇次，其中SCI他引57篇次。培养硕士20余名，博士3名，博士后1名。项目完成人安希忠教授2016年获得中国颗粒学会科技进步二等奖。安希忠教授还分别担任全国材料新技术发展研究会常务理事、中国微米纳米技术学会理事、中国颗粒学会青年理事、辽宁颗粒学会理事等职；多个中英文期刊编委。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 安希忠 教授 东北大学 东北大学 充实了粉末冶金工艺优化及致密化理论，揭示了颗粒堆积由无序向有序的转变机理，开发了震动条件下颗粒堆积的物理实验平台并发展了数值模拟方法。1. 采用离散元法结合3D机械振动数值实现颗粒堆积由无序向有序的转变，对不同晶态结构的宏观及微观性能进行表征，并对结晶的动力学及机理进行分析，提出两种晶体生长机制。2. 使用DEM动力学仿真数值实现1D振动条件下粒子堆积由随机松排向密排的转变，获得粒子最密随机堆积结构（无定形态），完成工艺优化及致密化机理的分析。3. 采用自主研发的设备物理实现不同粉体在振动及加压条件下的成形致密化，并对致密结构的宏观及微观性能进行表征，形成制备高性能粉末坯的新技术。支撑材料请见附件论文1-8。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 DEM study of crystallization of monosized spheres under mechanical vibrations/Computer Physics Communications/ Xizhong An, Runyu Yang, Kejun Dong, Aibing Yu 2 Experimental study of the packing of mono-sized spheres subjected to one-dimensional vibration/Powder Technology/Xizhong An, Changxing Li, Runyu Yang, Ruiping Zou, Aibing Yu 3 Experimental study on the packing of uniform spheres under three-dimensional vibration/Powder Technology/Changxing Li, Xizhong An, Runyu Yang, Ruiping Zou, Aibing Yu 4 Experiments on densifying packing of equal spheres by two-dimensional vibration/Particuology/Xizhong An, Changxing Li 5 Cold compaction of copper powders under mechanical vibration and uniaxial compression/Metallurgical and Materials Transactions A/Xizhong An, Zhitao Xing, Chengchang Jia 6 Finite element modeling on the compaction of copper powder under different conditions/ Metallurgical and Materials Transactions A/Xizhong An, Yilei Zhang, Yuxi Zhang, Shuo Yang 7 Multi-particle FEM modeling on microscopic behavior of 2D particle compaction/Applied Physics A/Yuxi Zhang, Xizhong An, Yilei Zhang 8 Evolution of Voronoi/Delaunay characterized micro structure with transition from loose to dense sphere packing/Chinese Physics Letters/Xizhong An	自然奖	安希忠	东北大学	东北大学
91	0409-110	神经动力系统的稳定性及同步控制基础理论 项目名称 神经动力系统的稳定性及同步控制基础理论 推荐/提名单位/人 东北大学 主要完成单位 东北大学,大连交通大学 项目简介 人工智能作为一门新的交叉技术科学，是21世纪科技发展的一大主流方向。借助人工智能新技术实现智能自动化，将为新时代的经济发展提供一种新的能量，缔造一种新的动力。神经网络作为人工智能研究的前沿技术，已在深度学习和宽度学习等求解优化问题策略方面得到深入研究。但作为模拟大脑信息处理过程的神经网络，在包括计算、存储、记忆以及分析和控制等相互作用关系方面，仍存在很多内在机理没有得到阐述，如学习算法的收敛性和稳定性等问题，进而制约了神经智能潜力的挖掘和利用。本项目在多项国家自然科学基金等资助下，针对神经动力系统的稳定性、同步性及其机理展开深入研究，解决了多向时滞和快变时滞等稳定性分析难题，揭示了内在稳定性分析和外在万能逼近性之间的映照关系、发现了稳定性和同步性之间的相对稳定性本质，形成了基于状态空间表示下的神经动力系统的稳定性及同步控制基础理论。主要贡献如下：1、针对用于神经优化计算的一类Hopfield型神经动力系统稳定性问题，提出了二次划分方法，解决了由于传输信道产生的时滞分布特性以及快变时滞特性等难以进行稳定性分析的难题，揭示了神经动力系统的内在稳定性和神经动力系统的万能逼近性之间的映照关系，建立了能够处理多种系统结构和多向传输时滞的稳定性分析系列方法。2、针对用于模式存储的一类Cohen-Grossberg神经动力系统稳定性问题，提出了放大函数依赖的状态转移矩阵分析方法和能量函数构造方法，解决了稳定性分析中放大函数与反应扩散项以及传输时滞项等系统特性之间的耦合问题，开启了设计状态反馈控制实现长短期信息存储的调控研究模式，形成了考虑神经元激励/抑制生物特性的基于状态空间理论的系列稳定性分析和综合方法。3、针对用于感知和记忆的耦合神经动力系统同步性问题，提出了一种模依赖的含有多重积分项的增广能量函数分析方法，解决了不对称耦合连接和异构时滞下难以建立同步性判据的难题，揭示了稳定性和同步性之间的相对稳定性本质，构建了智能自动化的稳定性理论基础。8篇代表性论文分别发表在IEEE Transactions 三个国际学术期刊上，SCI他引430次，其中2篇入选高被引论文。引用者包括5位国际神经网络先驱奖获得者、15位各国科学院院士或工程院院士和25位IEEE Fellow，如神经网络先驱奖 (2000)获得者Leon Ong Chua教授、国际神经网络学会Gabor Award (2008)获得者Frank L. Lewis教授等。第一完成人是2009年全国百篇优秀博士学位论文提名奖获得者，2010年教育部新世纪优秀人才，2018年度中国自动化学会优秀博士论文导师奖。第三完成人是IEEE Fellow, IEEE 自适应动态规划与增强学习技术委员会的创始副主席和主席，汤森路透高被引科学家。第四完成人是2018年中国自动化学会优秀博士论文奖获得者。核心成果用在了新能源发电系统，形成科技发明授权专利3项，项目的研究成果推动了人工智能、智能自动化以及相关学科的发展。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王占山 教授 东北大学 东北大学 对科学发现点1、2和3都做出了突出贡献。具体贡献为，在发现点1中，提出了二次划分方法，解决了多向分布时滞和快变时滞的分析难题，分析了稳定性和网络逼近性之间的关系；在发现点2中，提出了新型的放大函数增长条件和状态转移矩阵分析方法，解决了放大函数与反应扩散效应之间的耦合问题；在发现点3中，发现了稳定性和同步性分析中的相对稳定性原理。证明材料为代表性论文1-8(附件1-附件8)。 2 郑成德 教授 大连交通大学 大连交通大学 对科学发现点1和2都做出了突出贡献。具体贡献为，在发现点1中，提出了一种均匀分割法来划分时滞区间，深入分析了时滞对神经动力系统稳定性的影响，建立了分离形式的稳定判据；在发现点2中，构造了一种含有模依赖混合时滞和放大函数信息的能量函数，提出了一种无记忆状态反馈同步控制器的设计方法。证明材料为代表性论文2和6(附件2和附件6)。 3 张化光 教授 东北大学 东北大学 对科学发现点1、2和3都做出了突出贡献。具体贡献为，在发现点1中，提出了处理多向分布时滞的技术分析方法；在发现点2中，提出了放大函数依赖的能量函数构造方法；在发现点3中，提出了基于克罗内克乘积运算和含模依赖的多重积分项的增广能量函数分析方法。证明材料为代表性论文1-8(附件1-附件8)。 4 刘磊 副教授 辽宁工业大学 东北大学 对科学发现点1做出了主要贡献。具体贡献为，在发现点1中，分析了时滞区间划分方法本质，建立了稳定性内在分析和神经网络外在逼近性之间的映照关系。证明材料为代表性论文3(附件3)。 5 王军义 副教授 东北大学 东北大学 对科学发现点3做出了主要贡献。具体贡献为，在发现点3中，提出了基于克罗内克乘积运算的增广能量函数分析方法。证明材料为代表性论文8(附件8)。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 LMI-based approach for global asymptotic stability analysis of recurrent neural networks with various delays and structures/ IEEE Transactions on Neural Networks/ Zhanshan Wang, Huaguang Zhang, Bin Jiang 2 Improved robust stability criteria for delayed cellular neural networks via the LMI approach/ IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs/ Cheng-De Zheng, Huaguang Zhang, Zhanshan Wang 3 Stability criteria for recurrent neural networks with time-varying delay based on secondary delay partitioning method/ Transactions on Neural Networks and Learning Systems/ Zhanshan Wang, Lei Liu, Qi-He Shan, Huaguang Zhang 4 Robust stability of Cohen–Grossberg neural networks via state transmission matrix/IEEE Transactions on Neural Networks/ Zhanshan Wang, Huaguang Zhang, Wen Yu 5 An LMI approach to stability analysis of reaction–diffusion Cohen–Grossberg neural networks concerning Dirichlet boundary conditions and distributed delays/ IEEE Transactions on Systems Man and Cybernetics Part B-Cybernetics/ Zhanshan Wang, Huaguang Zhang, Ping Li 6 On stabilization of stochastic Cohen-Grossberg neural networks with mode-dependent mixed time-delays and Markovian switching/ IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems/ Cheng-De Zheng, Qi-He Shan, Huaguang Zhang, Zhanshan Wang 7 A comprehensive review of stability analysis of continuous-time recurrent neural networks/ IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems/ Zhang Huaguang, Wang Zhanshan, Liu Derong 8 Mode-dependent stochastic synchronization for Markovian coupled neural networks with time-varying mode-delays/IEEE Transactions on NeuralNetworks and Learning Systems/ Huaguang Zhang, Junyi Wang, Zhanshan Wang, Hongjing Liang	自然奖	王占山,郑成德,张化光,刘磊,王军义	东北大学,大连交通大学	东北大学
92	0415-101	船舶运动简捷鲁棒控制 项目名称 船舶运动简捷鲁棒控制 推荐/提名单位/人 大连海事大学 主要完成单位 大连海事大学 项目简介 随着经济高速发展，全球能源短缺问题日益突出，世界各国越来越关注海洋能源开发。为此，党的十八大报告将“提高海洋资源开发能力，发展海洋经济”纳入我国建设海洋强国的战略目标中。船舶，作为海洋运输的重要运载平台，加强对其研究刻不容缓。而船舶运动控制系统作为智能船舶的重要组成部分之一，开展对其研究也就显得尤为重要。近年来，控制理论全面繁荣为船舶运动控制系统的设计提供了诸多先进控制算法。与之形成鲜明对比，如此多的研究成果并未真正推进船舶控制工程中技术应用创新。其原因主要包括：理论研究缺少工程背景的考虑；工程人员难以掌握高深理论算法；工程实际中执行伺服系统难以与高深理论算法相匹配。最终导致船舶运动控制领域存在极度“信息不对称”问题。围绕上述背景，课题组先后获得国家自然科学基金等重要科研项目资助，开展了船舶运动简捷鲁棒控制研究，并自主研发了智能船舶虚拟现实远程交互与控制测试平台，为面向工程实际的船舶运动控制理论研究奠定了重要基础支撑，推动了绿色船舶智能航行系统理论的发展。该项目取得的重要科学发现主要包括以下3个方面：1. 针对H∞鲁棒控制理论设计过程繁琐、难以应用于工程实际的问题，建立构造闭环传递函数的4个体系参数(最大奇异值、带宽频率、关门斜率、闭环频谱峰值)，提出“闭环增益成形”这一工程性算法，保证不确定海洋环境下闭环控制系统鲁棒性能的同时，简化求解过程，易于工程应用和实现；2. 针对大型油船存在不稳定、大惯性、长时滞等操纵特点，建立了适应不稳定极点配置的均衡Padé逼近模型，在国际上率先提出了基于镜像映射理论的不稳定船舶简捷鲁棒控制器设计方法，成功解决了传统设计方法难以适用于不稳定过程控制器设计这一科学难题；3. 针对船舶运动存在模型不确定、执行机构配置约束、不可积分约束等问题，提出一种面向路径跟踪任务和算法计算负载需求的非线性简捷鲁棒控制方法，并通过构造低频学习增益关联系数以镇定外界干扰和模型摄动的影响。该算法从根源上解决了非线性控制中的复杂度爆炸、维数灾难、计算负载大等问题，具有形式简捷、易于工程应用的优点。目前，研究团队发表以“闭环增益成形算法”为检索词的学术论文70余篇，含SCI期刊论文21篇，单篇SCI最高引用次数为46，研究成果由点到线、由线到面、由面到体，形成一套完整的基础理论体系。根据《中国期刊高被引指数分析》，项目第一完成人在水路运输领域被引次数连续7年排前3名（附件30），所撰写论文“基于Lyapunov稳定性的船舶航向保持非线性控制”成功入选领跑者5000中国精品科技期刊顶尖学术论文（附件30）。论文“基于非线性反馈的水翼艇纵向运动鲁棒控制”获中国航海科技期刊论文一等奖（附件30）。同时出版相关学术著作6部，部分著作已成为船舶运动控制研究领域的经典书籍。研究成果得到国际同行广泛关注和高度评价，对船舶工程行业产生积极的科学效应和社会影响。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张显库 教授 大连海事大学 大连海事大学 张显库是第1-8代表性论文专著的作者，提出闭环增益成形算法并将其应用于SISO系统、不稳定系统、离散系统、大惯性系统、MIMO系统、非方阵系统、非线性系统；围绕控制领域“信息不对称”问题，建立船舶运动简捷鲁棒控制理论体系、张氏模型，研究不稳定系统鲁棒控制器设计的镜像映射方法等重要成果及算法。 2 张国庆 副教授 大连海事大学 大连海事大学 张国庆是第5-8代表性论文的作者，主要攻关船舶运动简捷非线性鲁棒控制研究。以船舶路径跟踪控制任务为背景，在简捷控制的框架下，提出一类适用于控制工程需求的简捷鲁棒神经网络自适应控制算法（对应重要科学发现创新点四，支撑材料为代表性论著成果6、7、8），与张显库教授合作利用Nyquist曲线针对不稳定闭环系统进行频域稳定性分析，为重要科学发现中的创新点三提供重要支撑。 3 关巍 副教授 大连海事大学 大连海事大学 关巍是第8代表性论文的作者，同时参与第1和3代表性著作的编写，主要攻关信息不对称理论下的船舶运动简捷鲁棒控制研究，并进行船舶航向保持、船舶减摇、舵鳍联合控制等船舶实际工程控制问题的方法论研究（对应重要科学发现中的创新点一和创新点二），现主要从事将闭环增益成形理论向智能船舶和无人船舶领域的应用和产业化工作，特别是基于闭环增益成形算法的无人船舵鳍联合系统已取得非常好的应用。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 船舶运动简捷鲁棒控制./北京:科学出版社./ 张显库. 2 船舶运动控制./ 北京：国防工业出版社./ 张显库 3 控制系统建模与数字仿真（第2版）./ 大连:大连海事大学出版./ 张显库. 4 Simplification of H-infinity Mixed Sensitivity Algorithm and its Application. / Automatic Control and Computer Sciences./ Zhang, XK and Jia, XL 5 Adaptive neural path-following control for underactuated ships in fields of marine practice. / Ocean Engineering. / Zhang, GQ and Zhang, XK. 6 Concise Robust Adaptive Path-Following Control of Underactuated ShipsUsing DSC and MLP. / IEEE Journal of Oceanic Engineering. / Zhang, GQ and Zhang, XK 7 Multi-innovation Auto-constructed Least Squares Identification for 4 DOF Ship ManoeuvringModeling with Full-scale Trial Data. / ISA Transactions. / Zhang, GQZhang, XK and Pang, HS. 8 Stability Analysis and Design of Integrating Unstable Delay Processes Using the Mirror-mapping Technique. / Journal of Process Control. / Zhang, GQ, Zhang, XK and Guan, W.	自然奖	张显库,张国庆,关巍	大连海事大学	大连海事大学
93	0418-101	非线性动态系统的智能自适应反步递推控制设计及分析 项目名称 非线性动态系统的智能自适应反步递推控制设计及分析 推荐/提名单位/人 辽宁省教育厅 主要完成单位 辽宁工业大学 项目简介 许多工程领域中的实际系统，如：航空航天系统，机器人以及交通系统，都存在着非线性性、不确定性、多变量性、强耦合性以及随机性等综合特征，很难对其建立精确数学模型，给传统的控制器设计和分析带来了极大挑战，迫切需要发展新的控制理论和方法。由于模糊逻辑系统和神经网络具有对非线性函数或未知动态良好的逼近、学习和信息处理能力，因此，基于模糊逻辑系统和神经网络理论发展的智能自适应控制已成为处理不确定非线性系统控制设计的有效理论和方法。正如国际著名自动控制理论专家Karl J. Astrom 在文[Automatica, 50(1), 3-43, 2014]中指出，智能自适应控制仍是未来理论与应用研究的一个重要分支，已成为解决不确定非线性系统控制设计的有效理论和方法。该成果重点围绕不确定非线性系统的智能自适应控制器设计、稳定性、收敛性和鲁棒性等关键核心理论问题，在国家自然科学基金系列项目的支持下，经过十年的系统研究，分别提出了智能自适应反步递推控制、智能自适应反步递推鲁棒控制和智能自适应反步递推优化控制设计方法，建立了相应闭环系统的稳定性以及收敛性等理论判据，形成了非线性系统的智能自适应反步递推控制理论体系。主要研究内容及创新点如下：1．针对状态不可测的不确定严格反馈非线性系统，建立了状态观测器-智能自适应反步递推输出反馈控制一体化设计体系，提出了具有学习功能的智能状态观测器设计，给出了基于观测器的智能自适应反步递推输出反馈控制设计方法，提出了控制系统稳定性和收敛性等理论判据，在状态观测器和控制器设计不满足“分离原理”的条件下，解决了智能输出反馈控制设计及稳定性等关键科学问题。2．针对具有输入死区、未建模动态、执行器故障的不确定严格反馈非线性系统，分别建立了死区逆分解方法、模糊小增益定理和故障建模方法，提出了智能自适应反步递推鲁棒输出反馈控制设计方法，给出了控制系统稳定性、收敛性和鲁棒性的理论判据。揭示了输入死区、未建模动态、执行器故障与控制系统稳定性之间的内在联系。3. 针对不确定严格反馈非线性系统，建立了执行-评价体系的智能自适应强化学习优化控制设计方法，给出了系统收敛性以及最优化理论判据，揭示了系统中执行-评价网络拓扑结构与系统稳定性的内在联系，解决了不确定非线性系统的哈密顿-雅可比-贝尔曼(HJB)方程无法直接求得解析解的科学难题。8篇代表性论文分别发表在国际控制领域顶级期刊 IEEE 系列汇刊上，全部入选ESI前1%高被引论文，2篇论文分别获得国际智能控制权威期刊 IEEE Trans. Fuzzy Systems和IEEE Trans. Systems, Man and Cybernetics“杰出论文奖”和“最佳论文奖”，3篇论文获得中国百篇最具影响国际学术论文，SCI严格他引1389次，Google他引1770次。得到50余位国内外院士，IEEE Fellow，教育部长江学者、国家杰出青年基金获得者的引用和高度评价。前三位完成人分别入选Clarivate Analytics高被引科学家名录。第二、三完成人获国家优秀青年基金资助。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 佟绍成 教授 辽宁工业大学 辽宁工业大学 是代表性论文[1,2,3,5,6]的第一作者和[4,7,8]的主要作者。投入该项研究的工作量占本人工作量的80%。主要贡献为：1) 在发现点1中，首次提出了不确定非线性系统的状态观测器与智能自适应反步递推控制器设计方法，给出了控制系统稳定性和收敛性的理论判据；2) 在发现点2中，提出了含有未知死区、未建模动态以及执行器故障的不确定非线性系统的鲁棒智能自适应反步递推控制方法，建立了模糊闭环系统稳定性、收敛性和鲁棒性的理论判据；3) 在发现点3中，与刘艳军教授合作提出了基于执行-评价体系的智能自适应强化学习优化控制方法，给出了系统收敛性以及最优化理论判据。 2 刘艳军 教授 辽宁工业大学 辽宁工业大学 是代表性论文[4,7,8]的第一作者。主要贡献为：1) 在发现点2中，与佟绍成教授合作，提出了含有未知死区的不确定非线性系统的鲁棒智能自适应反步递推控制方法，建立了闭环系统稳定性、收敛性和鲁棒性的理论判据；2) 在发现点3中，与佟绍成教授合作提出了基于执行-评价体系的自适应强化学习优化控制方法，给出了系统收敛性以及最优化理论判据。 3 李永明 教授 辽宁工业大学 辽宁工业大学 是代表性论文[1,2,3,5,6,7]的主要作者。主要贡献为：1) 在发现点1中，与佟绍成教授合作，研究了非线性系统的模糊自适应反步递推输出反馈控制设计及模糊闭环系统稳定性的证明问题；与佟绍成教授合作，研究了非线性系统的模糊自适应动态面输出反馈控制设计方法及模糊闭环系统的稳定性证明问题。2) 在发现点2中，与佟绍成教授合作，研究了带有未知死区、未建模动态和执行器故的非线性系统的死区逆补偿的设计方法、未建模动态抑制方法和执行器故障补偿方法以及模糊自适应反步递推输出反馈控制设计方案。 4 隋帅 讲师 辽宁工业大学 辽宁工业大学 是代表性论文[1]的主要作者。主要贡献为：在发现点1中，与佟绍成教授和李永明教授合作，研究了非线性系统的模糊自适应指定性能输出反馈控制设计方法及模糊闭环系统的稳定性证明问题。 5 唐丽 讲师 辽宁工业大学 辽宁工业大学 是代表性论文[8]的主要作者。主要贡献为：在发现点3中，与佟绍成教授和刘艳军教授合作，研究了不确定非线性系统的自适应增强学习设计及闭环系统的最优跟踪问题，提出了减少学习参数的自适应强化学习跟踪控制优化方法。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Fuzzy adaptive output feedback control of MIMO nonlinear systems with partial tracking errors constrained/IEEE Transactions on Fuzzy Systems/Shaocheng Tong, Shuai Sui, Yongming Li 2 Observed-based adaptive fuzzy decentralized tracking control for switched uncertain nonlinear large-scale systems with dead zones/IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems/Shaocheng Tong, Lili Zhang, Yongming Li 3 Observer-based adaptive fuzzy backstepping dynamic surface control for a class of MIMO nonlinear systems/IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Part B/Shaocheng Tong, Yongming Li, Gang Feng and Tieshan Li 4 Adaptive NN tracking control of uncertain nonlinear discrete-time systems with nonaffine dead-zone input/IEEE Transactions on Cybernetics/Yanjun Liu, Shaocheng Tong 5 Fuzzy adaptive actuator failure compensation control of uncertain stochastic nonlinear systems with unmodeled dynamics/IEEE Transactions on Fuzzy Systems/ Shaocheng Tong, Tong Wang, Yongming Li 6 Observer-based adaptive decentralized fuzzy fault-tolerant control of nonlinear large-scale systems with actuator failures/IEEE Transactions on Fuzzy Systems/Shaocheng Tong, Baoyu Huo, Yongming Li 7 Fuzzy approximation-based adaptive backstepping optimal control for a class of nonlinear discrete-time systems with dead-zone/IEEE Transactions on Fuzzy Systems/Yanjun Liu, Ying Gao, Shaocheng Tong, Yongming Li 8 Reinforcement learning design-based adaptive tracking control with less learning parameters for nonlinear discrete-time MIMO systems/IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems/Yanjun Liu, Li Tang, Shaocheng Tong, C. L. P. Chen, Dongjuan Li	自然奖	佟绍成,刘艳军,李永明,隋帅,唐丽	辽宁工业大学	辽宁省教育厅
94	0427-102	语言信息处理及其不确定性推理方法 项目名称 语言信息处理及其不确定性推理方法 推荐/提名单位/人 辽宁省教育厅 主要完成单位 辽宁师范大学,西华大学 项目简介 人工智能是通过模拟人类智能来解决问题的，人类的生活环境中充满了模糊性，人类的思维也具有模糊性。人类在处理模糊信息时具有两个显著特点：用自然语言描述不确定性；在不确定性的环境中进行推理。要想使机器具有智能，就必须使机器具有能够模拟人类思维的能力，而人类在语言信息处理过程中更多地体现在对语言值信息的不确定性推理上。本项目基于语言真值格蕴涵代数与语言真值直觉模糊逻辑系统，同时处理“两个层次”(对象本身和对于对象的处理过程)、“两种类型”（模糊性和不可比较性）的不确定性，尤其是既可处理可比信息又可处理不可比信息，对于信息处理更灵活更全面，使具有语言值的知识表示与推理方式能够更接近于人类智能。借鉴直觉模糊逻辑的思想去处理语言值信息，可同时处理具有正反两方面证据的语言值信息，构造了一种不同于传统模型的能同时处理不同信息的新层次模型。此模型能更有效地减少信息损失，使语言值的处理结果更加合理。重要创新成果如下：（1）构建能够表达模糊性和不可比性的语言真值直觉模糊代数。分析了语言真值直觉模糊格的三角代数结构及特点，得到了语言真值直觉模糊对的特殊性质及其适用于逻辑运算和推理的特性；并进一步得到∨-不可约元集上的蕴涵算子的性质。建立了具有语言值可信度因子的知识表示和知识推理模型。（2）在格值逻辑系统的框架下建立一种既能同时处理可比的和不可比的信息，又能同时处理命题的支持证据和反对证据的自动推理系统。基于语言真值直觉模糊格构建了具有可靠性和完备性的语言真值直觉模糊逻辑系统，提出了语言真值命题逻辑中推理规则集的表示理论与方法，讨论了其可满足问题，在格值逻辑系统中建立有效的、合理的、基于归结的自动推理模型，设计用于处理模糊语言值信息的不确定性推理的有效算法和程序。（3）研究了语言真值直觉模糊犹豫度、相容度、不相容度及其相关性质，分别提出真值限定和基于真值支持度的语言真值直觉模糊推理方法。通过语言值表示不确定性知识的可信度，提出语言真值直觉模糊格的分层推理算法，并建立人因工程分析模型。分析语言值直觉模糊聚合算子，将语言真值直觉模糊推理方法应用于模式识别和决策分析等问题中。本项目在数据处理过程中也考虑了信息缺失和模糊性的问题，更加符合人类的思维习惯，为更能体现人类推理判断的智能系统构建提供了新的理论和方法。所研究的基于语言值直觉模糊格的代数逻辑性质，具有丰富的语言值运算，对语言值智能处理的研究给出了借鉴作用；具有可靠性和完备性的语言值格值逻辑系统为智能信息处理中的语言值知识表示提供了有效的、严密的逻辑基础；基于语言值的灵活而高效的归结自动推理算法，为具有语言值信息的定理机器证明、问题求解、机器学习等热点问题给出了新的思路。其创新成果已得到国内外同行的认可，并被广泛引用。该成果为人工智能领域提供了一种语言值自动推理的理论和方法，具有理论意义和实际应用价值，将带来良好的社会和经济效益。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 邹丽 教授 辽宁师范大学 辽宁师范大学 该项目基于语言真值直觉模糊代数，对语言真值直觉模糊逻辑的归结自动推理和基于语言值的不确定性推理方法进行研究，目前已完成了预定研究计划并取得以下主要成果：(1)分析了语言真值直觉模糊格的代数结构及其与逻辑相关的特殊性质；(2)基于语言真值直觉模糊格构建了语言真值直觉模糊逻辑系统，提出了具有可靠性和完备性的(α, β)-归结原理；(3)建立了具有语言值可信度因子的知识表示和知识推理模型，提出了语言真值直觉模糊推理方法；(4)结合语言值直觉模糊聚合算子，将语言值不确定性推理方法应用于模式识别和决策分析等问题中。 2 刘新 副教授 辽宁师范大学 辽宁师范大学 该项目基于语言真值格蕴涵代数和直觉模糊集，对直觉模糊命题逻辑与具有语言真值的评价问题进行研究，主要成果如下： （1）在直觉模糊命题逻辑系统中，提出 (α, β)-不可满足性，得到具有可靠性和完备性的 (α, β)-有序线性归结。（2）聚合不同标准的语言真值，提出标准语言真值（SLTV）集，并给出四种转换模型：点对点模型，模糊集对点模型，点对模糊集模型和模糊集对模糊集模型。（3）分析语言真值直觉模糊格和其他逻辑代数之间的关系。定义逻辑算子，证实语言真值直觉模糊格是剩余格。 3 裴峥 教授 西华大学 西华大学 该项目基于语言真值直觉模糊格与语言真值逻辑，对不确定环境下的模糊语言值进行分析，目前已完成了预定研究计划并取得以下主要成果： （1）获得了语言真值直觉模糊格的∨-不可约元集及其上的蕴涵算子的性质，更好地解决在信息处理系统中由语言真值表示的正、反两方面证据。（2）构建语言真值格值逻辑系统，提出语言真值推理决策方法。（3）在具有可比和不可比的模糊语言值的环境下，建立了基于格值逻辑的风险分析模型。（4）针对语言值权重和专家权重，提出处理语言权重的新方法-语言值有序加权平均算子，并给出优化模式获得语言值聚合过程中的权重信息。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Linguistic truth-valued intuitionistic fuzzy reasoning with applications in human factors engineering/Information sciences/Li Zou, Xin Wen, Yingxin Wang. 2 Formal concept analysis based on the topology for attributes of a formal context/ Information Sciences/ Zheng Pei, Da Ruan, Dan Meng, Zhicai Liu. 3 A linguistic aggregation operator with three kinds of weights for nuclear safeguards evaluation/Knowledge-Based Systems/Zheng Pei, Da Ruan, Jun Liu, Yang Xu. 4 Implication operators on the set of ∨ -irreducible element in the linguistic truth-valued intuitionistic fuzzy lattice/International journal of machine learning & cybernetics/Li Zou , Xin Liu , Zheng Pei , Degen Huang. 5 A uniform approach of linguistic truth values in sensor evaluation/Fuzzy optimization & decision making/Li Zou ,Xin Liu , Zhengjiang Wu, Yang Xu. 6 Linguistic-valued approximate reasoning with lattice ordered linguistic-valued credibility/International journal of computational intelligence systems/Li Zou, Yunxia Zhang, Xin Liu. 7 Extracting association rules based on intuitionistic fuzzy sets/International journal of innovative computing information & control/ Zheng Pei, Xin Liu, Li Zou 8 On an algebra of linguistic truth-valued intuitionistic lattice-valued logic/Journal of intelligent & Fuzzy systems/Li Zou, Peng Shi, Zheng Pei, Yang Xu.	自然奖	邹丽,刘新,裴峥	辽宁师范大学,西华大学	辽宁省教育厅
95	0444-101	低维材料光电性能调控及应用 项目名称 低维材料光电性能调控及应用 推荐/提名单位/人 大连民族大学 主要完成单位 大连民族大学 项目简介 本项目属于材料科学和凝聚态物理的交叉领域。以实现低维无机纳米材料的功能化为目标，根据材料学和物理学基本理论，设计与构筑具有独特低维纳米结构特性的功能材料，发展了多种低维无机纳米材料制备的新方法。通过对纳米功能材料结构、组分、尺度等优化设计及组装，成功实现了在光学显示、器件传感、检测技术等领域的功能化，在国民经济、发光显示及环境友好工业化生产诸多领域均具有广阔应用前景和重要战略意义。主要创新性科学发现如下：1. 利用氧化物基质材料中高阶非辐射激发态能量传递过程，有效解决了荧光衰减几率大的缺点，将稀土离子的上转换发光增强4个数量级，发光效率达到实际应用水平，并将其应用于荧光成像与温度传感。(Adv. Mater. 24，1987-1993，2012，单篇论文SCI他引369次，连续7年入选ESI高被引论文)。2、提出了“二维异质结光催化材料”的概念，并率先利用简单的超声处理实现了二维半导体异质结构纳米片的可控合成，获得了较大的异质组分界面的接触面积，从而大幅促进了体系内光生载流子的界面转移过程，显著提高了光催化污染物处理性能，为发展新型双二维纳米异质结构光催化剂提供新方法。3、设计并可控合成了系列多元分级异质结构光催化复合材料，实现了对材料“内部能带”和“外部结构”的“内-外”协同敏化，显著提高了光催化污染物降解和太阳能燃料转换性能。同时，揭示了该类复合材料体系载流子生产、分离、转移等动力学过程的基本规律，为新型高性能光催化材料的开发与利用提供了新思路。4.实现了发光材料从纳米尺度到宏观规模的可控组装，获得了系列柔性荧光纤维薄膜光学传感材料。设计并制备了具有表面自清洁功能的柔性超疏水荧光薄膜传感材料，不仅解决了传统荧光传感器在液相生物分子检测中回收再利用问题，同时也开创了一种廉价的单液滴生物分子检测的新技术，为纳米荧光材料在生物医学领的应用提供了新思路。5. 成功将荧光强度比技术应用于稀土掺杂材料，制备出基于稀土元素的光学高温传感器件组元。在大温度区间，低泵浦功率条件下，实现了基于稀土掺杂材料的光学传感器组元，其灵敏度和分辨率的相关参数均为国际领先水平。系列工作发表SCI论文6篇，累计被引用300余次。其中发表在Applied Physics Letters的论文被美国物理协会评选为当月热点文章。项目集中在这一方向获得授权发明专利5件，在相关领域国际顶级刊物Adv. Mater.、Light : Sci & App.、J. Mater. Chem.、App. Phy. Lett.等上发表SCI论文150余篇，其中8篇代表论文共被他引1212次，SCI他引1199次，3篇论文入选高引文章；在国际会议上做大会特邀报告和主题报告20余次；研究工作多次被国际顶级学术期刊Nature Nanotech.、Chem. Soc. Rev.、Chem. Rev.、JACS、Adv. Mater.等正面引用，在国际学术界产生了重要影响。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 董斌 教授 大连民族大学 大连民族大学 项目总负责人，负责项目的技术设计及执行方案，是支撑项目的国家973前期研究专项，国家自然科学基金等项目的主持人。对本项目的第一、第二和第三项科学发现做出了重要贡献，是代表论文[1,6,8]的第一作者，[1,2,3,4,7,8]的通讯作者。 2 张振翼 教授 大连民族大学 大连民族大学 对本项目的第二和第三项重要科学发现做出了重要贡献，是代表论文[2、3、4、5]的主要作者。 3 曹保胜 教授 大连民族大学 大连民族大学 对本项目的第一和第三项重要科学发现做出了重要贡献，是代表论文[1、7]的主要作者。 4 刘奎朝 工程师 大连民族大学 大连民族大学 对本项目的第二和第三项重要科学发现做出了重要贡献，是代表论文[2、4]的主要作者。 5 黄金斗 副教授 大连民族大学 大连民族大学 对本项目的第二和第三项重要科学发现做出了重要贡献，是代表论文[2、3]的主要作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Optical temperature sensing behavior of enhanced green upconversion emissions from Er-Mo:Yb2Ti2O7 nanophosphor/Sensors and Actuators B-Chemical/曹保胜，何洋洋，冯志庆，刘雅苏，董斌 2 Optical thermometry through infrared excited green up-conversion emissions in Er3+-Yb3+ codoped Al2O3/ Applied Physics Letters /董斌，刘东平，王兴军，杨涛，苗收谋，李成仁 3 Temperature sensing and in-vivo-imaging by molybdenum sensitised visible upconversion luminescence of rare-earth oxides /Advanced Materials./董斌，曹保胜，何洋洋，刘庄，李志鹏，冯志庆 4 Au/Pt Nanoparticle-Decorated TiO2 Nanofibers with Plasmon-Enhanced Photocatalytic Activities for Solar-to-Fuel Conversion/ Journal of Physical Chemistry C/张振翼，王峥，曹少文，薛灿 5 Substrate, wavelength and time dependent plasmon assisted surface catalysis reaction of 4-nitrobenzenethiol dimerizing to p,p'-dimercaptoazobenzene on Au, Ag and Cu films/Langmuir/董斌，方蔚瑞，陈小伟，徐红星，孙萌涛 6 Multichannel-improved charge-carrier dynamics in well-designed hetero-nanostructural plasmonic photocatalysts toward highly efficient solar-to-fuels conversion/Advanced Materials./ 张振翼，黄金斗，刘奎朝，董斌 7 Ultrathin hexagonal SnS2 nanosheets coupled with g-C3N4 nanosheets as 2D/2D heterojunction photocatalysts toward high photocatalytic activity/ Applied Catalysis B-Environmental /张振翼，黄金斗，张明义，袁玲，董斌 8 A flexible and superhydrophobic upconversion-luminescence membrane as an ultrasensitive fluorescence sensor for single droplet detection/ Light:Science & Applications/刘奎朝，张振翼，单崇新，冯志庆，李佳苏，宋春蕾，包亚男，齐小辉，董斌	自然奖	董斌,张振翼,曹保胜,刘奎朝,黄金斗	大连民族大学	大连民族大学
96	0444-102	新型阳离子类脂及其基因递送 项目名称 新型阳离子类脂及其基因递送 推荐/提名单位/人 大连民族大学 主要完成单位 大连民族大学 项目简介 基因治疗做为一种最具潜力的治疗方法，对癌症等疾病的治愈显示出了广阔的前景，而获得高效低毒基因转运载体是实现基因治疗的关键环节，阳离子类脂作为最有希望实现癌症基因治疗的转运载体之一，还存在生物降解性差和毒性作用机制不明等关键科学难题，严重阻碍了其临床应用。科学设计阳离子类脂结构，获得具有良好基因转运效率和安全性的阳离子类脂基因载体，阐明其毒性机制将极大促进癌症基因治疗的发展。据此，该项目提出了阳离子类脂基因载体设计的新思路，创建了新型阳离子类脂的合成技术平台，制备了系列氨基甲酸酯型阳离子类脂，其中肽类脂介导双基因抑制肿瘤效果显著，阐明了其基因摄入和释放机制以及毒性作用机制。取得的重要科学发现如下： 1、提出了阳离子类脂基因载体设计的新思路。该项目提出了将有利于电荷离域的头部，通过氨基甲酸酯键等环境响应型连接键与双长碳链尾部连接的阳离子类脂基因载体设计思路。利用该设计思路可使阳离子类脂分子获得合适的柔性与刚性平衡，实现高基因转运效果和低毒性的统一，为新型基因载体的开发奠定了良好基础。美国三院院士Langer等20余个课题组借鉴该思路，设计出了lipidoid等基因载体，实现了低剂量基因治疗肿瘤的效果。2、构建了一种肿瘤微环境响应型氨基甲酸酯阳离子类脂。根据科学发现点1创建了一种新型氨基甲酸酯阳离子类脂的合成技术平台，创新性地将肽通过氨基甲酸酯键结合到类脂结构上，从化学结构上解决了阳离子类脂转运效率和毒性之间不能兼顾的矛盾。四川大学余孝其和美国爱荷华州立大学Rice等10余个课题组认为该类阳离子类脂具有较高的科学价值及应用前景，在此基础上获得了氨基甲酸酯连接的大环多胺类阳离子类脂等基因载体。3、实现了基于类脂介导基因的肿瘤抑制策略。阐明了科学发现2中构建的肿瘤微环境响应型氨基甲酸酯阳离子类脂介导基因转运的构效关系，实现了阳离子肽类脂介导双基因的肿瘤抑制策略，揭示了阳离子肽类脂的毒性作用机制，为治疗死亡率很高的肺腺癌开辟了一条新路。基因治疗领域知名专家Aicart等近10个课题组认为该项目取得了令人满意的基因治疗效果。该项目在Journal of Controlled Release等专业权威杂志上发表的8篇代表性论文，总被他引1528次，SCI他引1507次。有高被引论文2篇，SCI他引分别为1026次和284次。研究成果被Nature Reviews Drug Discovery, Nature, Nature Materials, Chemical Reviews, JACS等权威期刊引用和评述。在国内外学术会议上受邀做报告16次，受邀编写外文专著1部。通过Scifinder和Web of Science等数据库检索，有包括Langer和Lynn等近50个课题组通过参考该项目文献，借鉴该设计思路，获得了多个环境响应型基因载体，现在已经成为阳离子类脂发展的主流之一，为推动肿瘤治疗发展发挥了重要作用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张树彪 教授 大连民族大学 大连民族大学 明确了阳离子类脂基因载体设计的新思路，从头部、连接键和疏水尾部三个结构入手，创建了一种氨基甲酸酯阳离子类脂的新型合成技术平台，以该技术平台合成了一系列新型氨基甲酸酯类阳离子类脂并用于基因转运，实现了基于该阳离子类脂介导基因的肿瘤抑制策略，为进一步构建新型阳离子类脂和转运机制的深入研究提供了理论参考。与罗氏公司合作研究，总经费32.8万美元，体现了本项目的重要科学价值和社会经济意义。为本项目的第1项、第2项和第3项科学发现点提供了主要思想，见代表性论文1-8和附件22，25-30。 2 赵轶男 高级工程师 大连民族大学 大连民族大学 利用重要科学发现2中的合成氨基甲酸酯类化合物的技术平台，制备了一系列以赖氨酸肽或鸟氨酸肽为阳离子类脂头部，双长碳链为疏水尾部，氨基甲酸酯键为连接键的肽型氨基甲酸酯阳离子类脂。肽头部能通过其独特的枝状结构整合压缩基因进入细胞，肿瘤微环境（酸）响应性的氨基甲酸酯键能确保有效释放其所携带的基因，同时肽自身的生物相容性和生物降解性又确保了其具有较低的细胞毒性。构建的阳离子肽类脂介导双基因抑制肿瘤效果显著，研究为本项目第3项科学发现点提供了重要依据，发表代表性论文3篇，见代表性论文6-8，附件21-23。 3 支德福 讲师 大连民族大学 大连民族大学 攻克了氨基甲酸酯类化合物合成的关键技术难点，创建了一种绿色、安全、高效的氨基甲酸酯型阳离子类脂合成技术平台，并通过该技术平台制备出以季铵盐为头部，长碳链为疏水尾链，氨基甲酸酯键为连接键的类脂，为肿瘤微环境响应型氨基甲酸酯阳离子类脂的设计与合成提供了一定的理论依据，为本项目第2项科学发现点提供了重要依据。发表代表性论文1篇，授权中国发明专利1项，美国发明专利1项，见代表性论文3，附件23和24。 4 崔韶晖 副教授 大连民族大学 大连民族大学 建立了体外毒性评价方法，通过培养多种人肿瘤细胞系，准确地评价了本项目制备的一系列氨基甲酸酯阳离子类脂的细胞毒性，建立了常规的、高通量的评价该类材料细胞毒性的快速、准确方法。对阳离子类脂的细胞毒性进行了明确的阐述，指出阳离子类脂的三部分结构都会对毒性产生影响，对阐明阳离子肽类脂体内毒性作用机制做出贡献。其工作为第1和3项科学发现点提供了重要支撑，见代表性论文1和5，附件22，26和28。 5 陈会英 工程师 大连民族大学 大连民族大学 项目完成人为合成技术平台做了大量合成条件改进工作，通过合成新型氨基甲酸酯阳离子类脂验证了该技术平台的成熟性和稳定性，在后续工作中获得了一系列以氨基甲酸酯为连接键的化合物，特点为具有良好的生物相容性和低的细胞毒性。证实了氨基甲酸酯类化合物作为基因载体能够运载基因进入肿瘤细胞并高效表达，研究为本项目第2项科学发现点提供了重要依据，见代表性论文6和8，附件24,25和29。 6 王冰 副教授 大连民族大学 大连民族大学 建立了体外转运的评价方法，准确地评价了本项目提出的一系列类脂的转运效率，建立了常规的评价该类材料转运效率的方法。并对氨基甲酸酯型阳离子类脂的构效关系进行研究，为进一步构建新型阳离子类脂开拓了思路及理论指导。主要学术贡献为本项目第3项科学发现点提供了明确的佐证。在本研究基础上，获得国家发明专利1项，发表论文5篇，见代表性论文2和4，附件27-30。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Toxicity of cationic lipids and cationic polymers in gene delivery/Journal of Controlled Release/Hongtao Lv, Shubiao Zhang, Bing Wang, Shaohui Cui, Jie Yan. 2 Cationic lipids and polymers mediated vectors for delivery of siRNA/Journal of Controlled Release/Shubiao Zhang, Budiao Zhao, Huiming Jiang, Bing Wang, Baichao Ma. 3 Synthesis and biological activity of carbamate-linked cationic lipids for gene delivery in vitro/ Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters/Defu Zhi, Shubiao Zhang, Farooq Qureshi, Yinan Zhao, Shaohui Cui, Bing Wang, Huiying Chen,Yinhuan Wang, Defeng Zhao 4 Carbamate-linked cationic lipids with different hydrocarbon chains for gene delivery./Colloids & Surfaces B Biointerfaces/Jia Shi, Shijun Yu, Jie Zhu, Defu Zhi, Yinan Zhao, Shaohui Cui, Shuabiao Zhang 5 Novel gemini cationic lipids with carbamate groups for gene delivery/Journal of Materials Chemistry B/Yinan Zhao, Faroop Qureshi, Shubiao Zhang, Shaohui Cui, Bing Wang, Huiying Chen, Hongtao Lv, Shufen Zhang, Leaf Huang. 6 Tri-peptide cationic lipids for gene delivery/Journal of Materials Chemistry B/Yinan zhao, Shubiao Zhang, Yuan Zhang, Shaohui Cui, Huiying Chen, Defu Zhi, Yuhong Zhen, Shufen zhang, Leaf Huang. 7 Sucrose ester based cationic liposomes as effective non-viral gene vectors for gene delivery/ Colloids & Surfaces B Biointerfaces/Yinan Zhao, Jie Zhu, Hengjun Zhou, Xin Guo, Tian Tian, Shaohui Cui, Yuhong Zhen, Shubiao Zhang, Yuhong Xu. 8 Cationic compounds used in lipoplexes and polyplexes for gene delivery/ Journal of Controlled Release/Shubiao Zhang, Yingmei Xu, Bing Wang, Weihong Qiao, Dongliang Liu, Zongshi Li	自然奖	张树彪,赵轶男,支德福,崔韶晖,陈会英,王冰	大连民族大学	大连民族大学
97	0519-102	地球物理场仿真、分离、成像与反演中的若干新方法和新技术 项目名称 地球物理场仿真、分离、成像与反演中的若干新方法和新技术 推荐/提名单位/人 吉林大学 主要完成单位 吉林大学 项目简介 地球物理场的仿真、分离、成像与反演等均为地球物理中的经典问题，已有多年的研究历史并取得了长足的进展。尽管如此，目前仍有许多前沿问题没有得到彻底解决，例如复杂山地探区的地震波场和直流电场的高精度快速仿真（模拟）问题、双复杂（复杂地表和复杂介质）条件下的地震波场分解、分离、处理、加工和改造问题、岩石物理驱动下的流体识别问题以及反射地震数据的高保真快速反向外推问题，等等。随着深地和深海探测的快速发展以及油气和固体矿产勘探向复杂山地和深海的延伸，这些问题对相应科学和技术发展的制约日益彰显，已成为必须要加以解决的瓶颈性问题。在2005年到2016年间，项目主要完成人对上述问题进行了系统的研究，提出了：①一套针对复杂山地探区的地球物理场仿真方法，主要是地震波场和直流电场的高精度快速数值仿真方法，包括不等距有限差分法、贴体网格法和射线追踪法，等等；②一种基于SPGL1算法的逆谱分解法；③一种基于P-SV波弹性阻抗的弱各向异性和各向同性介质中的流体识别法；④一种基于脊波的噪声消减方法；⑤一种基于波场外推的反Q滤波法。为了得到上述成果，项目组主要研究了下列问题：①不规则复杂边界（起伏地表和起伏界面统称为不规则复杂边界）附近的高保真有限差分格式；②复杂介质中矢量地震波数值仿真的有限差分法；③复杂山地条件下的快速射线追踪；④时频域反射地震信号与噪声分离技术；⑤基于弹性波阻抗的流体识别问题；⑥复杂地震数据的波谱分解问题，等等。在对上述问题的研究过程中有下列7点科学发现：（1）不等距网格与贴体网格的计算精度不相上下，因此不等距有限差分法是一种解决不规则复杂边界下微分方程数值分析问题的有效方法；（代表性论文1和3）（2）线性插值结合窄带技术是解决带有不规则复杂边界模型中射线追踪问题的有效途径；（代表性论文1和6）（3）先计算走时后计算射线是一种比较切合实际的复杂介质射线追踪方案；（代表性论文1和6）（4）高阶交错网格可以有效地处理单斜介质中的多方位地震波数值仿真问题；（代表性论文8）（5）基于脊波的随机噪声消减问题可以转变成为一个反问题，即L1范数下的线性优化问题；（代表性论文4）（6）在层状介质假设下，利用波场外推技术可以得到稳定的反Q滤波算法；（代表性论文7）（7）各向异性模型下的流体识别精度要远高于各向同性假设下的流体识别精度。（代表性论文5）上述发现的科学价值在于：①丰富和发展了带不规则复杂边界模型中的微分方程数值分析方法，为进一步研究地球物理场理论提供了基础；②丰富和发展了反射地震噪声消减理论，为反射地震资料处理和改造提供了新工具；③丰富和发展了流体识别技术，为油气储层预测提供了新技术；④丰富和发展了裂隙各向异性介质中地震波数值模拟方法，为研究复杂介质中的地震波传播理论提供了新手段。上述成果在国内外产生了很大影响，被广泛引用。部分成果受到了中海油等企业的关注并进行了工业应用试验。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 孙建国 教授 吉林大学 吉林大学 对“重要科学发现”中数值仿真部分的（1）-（3）有重要贡献。是代表性论文“1”、“3”和“6”的通讯作者。具体的学术贡献为：①对国内外研究现状进行综合分析和整理，提出项目的总体思路和技术路线；②引入计算流体力学中的最新进展，提出利用贴体正交网格及不等距有限差分等非常规方法处理起伏地表所带来的问题，为复杂边界条件下基于有限差分的微分方程数值分析提供了新途径；③提出利用插值法计算起伏界面（地表）附近地球物理场的基本思想和技术路线，为导数类地表边界条件的数值实现提供了新途径；④提出将线性插值与窄带技术相结合计算射线路径的计算方案和算法流程,为射线路径快速计算提供了新的技术路线。 2 韩立国 教授 吉林大学 吉林大学 对“重要科学发现”中反射地震信号处理部分的（2）和流体识别部分的（1）有重要贡献。是代表性论文“2”、“5”和“7”的通讯作者。具体的学术贡献为：①提出高分辨率谱分解方法的基本思想和技术路线，为海洋地震数据处理提供了新方法；②提出时频域反Q滤波和稀疏反演方法，该方法已应用于海洋地震数据处理，得到了良好的处理效果；③提出基于P-SV弹性波阻抗的各向异性流体识别方法的基本思想和技术路线，为油气储层反演提供了新途径。 3 王德利 教授 吉林大学 吉林大学 对“重要科学发现”中“数值仿真”部分的（4）和反射地震信号处理部分的（1）有重要贡献。是代表性论文“4”的通讯作者以及代表性论文“8”的第一作者。具体的学术贡献为：①推导了裂隙型单斜各向异性介质弹性系数的计算方法并进行了多方位地面三分量记录模拟，揭示了地震波在裂隙型单斜各向异性介质中的传播的规律；②针对地震数据处理中的信噪分离问题，研究了基于稀疏变换的阈值迭代法高保真去噪技术，在分离掉噪声的同时，得到高保真的有效信息。 4 孙章庆 副教授 吉林大学 吉林大学 对“重要科学发现”中“数值仿真”部分的（1）-（3）有重要贡献。是代表性论文“1”和“6”的第一作者。具体的学术贡献为：① 建立了一套针对复杂山地条件的射线追踪算法；②将线性插值与窄带技术结合在一起，有效地解决带起伏地表和起伏内边界模型中的射线追踪问题；③实现了基于走时的射线射线路径计算方法。 5 韩复兴 副教授 吉林大学 吉林大学 对“重要科学发现”中“数值仿真”部分的（2）和（3）有贡献。是代表性论文“6”的合作者。具体的学术贡献为：①在实现非网格节点导数的计算过程中引入二维三次卷积插值算法提高射线追踪的计算精度；②采用波前构建法射线追踪对线性插值法和窄带技术进行对比验证。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 复杂山地随机介质GMM-ULTI法射线追踪/地球物理学报/孙章庆,孙建国,岳玉波,齐鹏,黄兴国 2 Inverse spectral decomposition with the SPGL1 algorithm/Journal of Geophysics and Engineering/Han, Li (韩利)；Han, Liguo (韩立国)；Li, Zhao (李钊) 3 2维和2.5维起伏地表直流电法有限差分数值模拟/地球物理学报/张东良，孙建国，孙章庆 4 An iterative curvelet thresholding algorithm for seismic random noise attenuation/Applied Geophysics/Wang De-Li(王德利)，Tong Zhong-Fei (仝中飞)，Tang Chen (唐晨)，Zhu Heng (朱恒) 5 P-SV wave elastic impedance and fluid identification factor in weakly an isotropic media/Applied Geophysics/Cui Jie 崔杰)，Han Liguo (韩立国)，Liu Qian-Kun (刘乾坤)，Zhang Xianwen (张显文)， Han Li (韩利) 6 复杂地表条件下基于线性插值和窄带技术的地震波走时计算/地球物理学报/孙章庆，孙建国，韩复兴 7 裂隙型单斜介质中多方位地面三分量记录模拟/地球物理学报/王德利，何樵登，韩立国 8 An inverse Q-filter algorithm based on stable wavefield continuation/Applied Geophysics/Zhang Xianwen (张显文)，Han Liguo (韩立国)，Zhang Fengjiao (张凤蛟)， Shan Gangyi (单刚义)	自然奖	孙建国,韩立国,王德利,孙章庆,韩复兴	吉林大学	吉林大学
98	0519-106	神经营养素在雄性生殖中的调控作用 项目名称 神经营养素在雄性生殖中的调控作用 推荐/提名单位/人 吉林大学 主要完成单位 吉林大学 项目简介 在畜牧业中，雄性动物不育或生殖能力降低的现象非常普遍，如在一个非选择性的育种群体中，20%以上公牛（奶牛或肉牛）的生殖力存在严重问题。因此，探索家畜精子发生机理对预防和治疗公畜不育，充分利用种公畜繁殖潜力，降低养殖成本具有重要的科学意义。以前理论认为成熟的精子是高度分化的终端细胞，它的细胞核严重浓缩，因此精子中不存在基因的转录和翻译活动，即精子中不存在mRNA。随着检测手段的提高，精子中各种 RNAs，如miRNAs、tRNAs等被发现。同时发现这些RNAs与精子质量、受精能力之间具有紧密关系。这些发现为研究精子发生机理和雄性不育开辟了新途径。神经营养素（Neurotrophins）是属于生长因子类中的一个蛋白家族，包括神经生长因子（NGF）、脑源性神经营养因子（BDNF）、神经营养素-3（NT-3）、神经营养素-4（NT-4）。Neurotrophins功能的发挥主要是通过与其特异性受体结合来完成的，主要包括高亲和性的酪蛋白激酶受体（TrkA、TrkB、TrkC）和低亲和性的受体（LNGFR）p75。鉴于Neurotrophins在哺乳动物生殖中的重要作用和精子中mRNA的重要功能，项目以牛和人的成熟精子为研究对象，系统研究了Neurotrophins及其受体在牛精子中的表达和它们对精子生理功能的影响。主要原创性成果包括：1.通过研究 BDNF、NGF、NT-4及其受体在牛成熟精子中的表达，证实了成熟精子中也存在mRNAs,提出了精子中可能存在微弱的基因转录和翻译活动来维持精子功能的理论。2.发现了Neurotrophins不同成员分别位于精子的不同部位，同时发现Neurotrophins对精子分泌胰岛素和瘦素、精子活率、线粒体活性、凋亡、钙离子水平和顶体反应具有显著影响。进而提出，可以开发基于精子蛋白进行精子体外保存的新方法。3.发现了BDNF、NGF、Trk A在不育男性和正常男性精子、精浆中的表达水平具有明显差异，提出精子中mRNAs水平或精子表面蛋白分布状态可以作为判定精液品质的分子标记或治疗雄性动物不育分子靶标的理论。4.通过BDNF 基因 G196A和C270T 位点在不育男性和正常男性群体中的多态性研究。 证实了G196A和C270T两位点突变不是造成BDNF在精子及精浆中异常表达的原因，为从其他角度解析Neurotrophins影响雄性生殖奠定了基础。通过研究提出了成熟精子中也存在基因的转录产物mRNAs,并且这些mRNAs可以作为精液品质分子标记的新理论。同时，发现了Neurotrophins在精子功能调控中的新作用，提出了基于精子蛋白进行精子体外高效保存的新方法，并且研究成果为精液品质检测和治疗雄性动物和人类男性不育提供了分子标记和潜在靶标。相关结果在Biology of Reproduction、Reproduction 等领域重要杂志发表。研究结果被所在领域重要杂志如 PNAS、Human Reproduction Update、Developmental Cell 等引用。部分成果已被写入杨利国等主编的《动物繁殖学》教材。主要完成人受邀在第十一届世界畜产大会和第三届中日韩动物生殖大会中进行本成果汇报。同时，部分成果获得吉林省自然科学学术成果二等奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 周虚 教授 吉林大学 吉林大学 完成人总体规划和开展了“Neurotrophins对精子功能调节”项目，系统探讨了Neurotrophins及其受体在牛精子中的表达和它们对精子生理功能（活力、线粒体活性、顶体反应、获能等）的影响，同时结合临床，探索了Neurotrophins与男性不育之间的关系。提出了 Neurotrophins 调节精子功能的新理论。具体为重要发现内容第1.1和1.2部分（代表性论文1、2、3、4、5、6、7、8）。 2 李纯锦 教授 吉林大学 吉林大学 完成了BDNF、NGF、NT-4在精子中的表达及功能研究。BDNF/TrkB、NGF/TrkA可以显著影响精子胰岛素和瘦素分泌。BDNF/TrkB 能影响精子活率、线粒体活性、凋亡和精子内钙离子浓度。NGF/TrkA 能影响精子活率和凋亡。具体为重要发现内容第1.1和1.2中的（1）部分（代表性论文1、2、3、4、5、7、8）。 3 郑连文 教授 吉林大学 吉林大学 研究了BDNF、NGF与男性精液品质之间的关系。BDNF和TrkA的mRNA在弱精少精男性精子中的含量显著低于正常生育男性精子中的含量;弱精少精男性精浆中 BDNF 浓度显著低于弱精和正常生育男性中的浓度。具体为重要发现内容第1.2中的（1）部分（代表性论文5、6）。 4 陈璐 副教授 吉林大学 吉林大学 研究了BDNF多态性与男性不育之间的关系，发现不育男性和正常男性中BDNF基因的G196A和C270T基因型分布均符合 Hardy–Weinberg 平衡规律。不育男性与正常男性中BDNF基因G196A和C270T基因型频率和等位基因频率差异不显著。具体为重要发现内容第1.2中的（2）部分（代表性论文8）。 5 赵云 高级工程师 吉林大学 吉林大学 完成NT-4/TrkB对精子功能的调控作用，发现NT-4/TrkB能调控精子线粒体活性。具体为重要发现内容第1.1中的（3）部分（代表性论文7、8）。 6 饶家辉 教授 吉林大学 吉林大学 研究了BDNF与男性精液品质之间的关系。发现弱精少精男性精浆中BDNF浓度显著低于弱精和正常生育男性中的浓度。具体为重要发现内容第1.2中的（1）部分（代表性论文7、8）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 MicroRNA-16 Modulates Melatonin-Induced Cell Growth in the Mouse-Derived Spermatogonia Cell Line GC-1 spg Cells by Targeting Ccnd1/Biology of Reproduction/Chunjin Li, Shuxiong chen, Hongjiao Li, Lu Chen,Yun Zhao, Yanwen Jiang, Zhuo Liu, Yating Liu, Shan Gao, Fengge Wang, Jiaxin Yu, Haotian Wang, Jiahui Rao, Xu Zhou 2 Detection of nerve growth factor (NGF) and its specific receptor (TrkA) in ejaculated bovine sperm, and the effects of NGF on sperm function/Theriogenology/Chunjin Li, Yongfeng Sun, Kangle Yi, Yonghe Ma, Yanling Sun, Wei Zhang, Xu Zhou 3 Expression of brain-derived neurotrophic factor in mature spermatozoa from fertile and infertile men/Clin Chim Acta/Lianwen Zheng, Chunjin Li, Yongfeng Sun, Zhuo Liu, Xu Zhou 4 Absence of nerve growth factor and comparison of tyrosine kinase receptor A levels in maturespermatozoa from oligoasthenozoospermic, asthenozoospermic and fertile men/Clin Chim Acta/Chunjin Li, Lianwen Zheng, Chunqiang Wang, Xu Zhou 5 The potential roles of neurotrophins in male reproduction/Reproduction/Chunjin Li, Xu Zhou 6 Sperm proteome and reproductive technologies in mammals/Animal Reproduction Science/Chunjin Li, Dong Wang, Xu Zhou 7 Gene transcripts in spermatozoa: markers of male infertility/Clin Chim Acta/Chunjin Li, Xu Zhou 8 The expression and putative role of brain-derived neurotrophic factor and its receptor in bovine sperm/Theriogenology/Chunjin Li, Chengjiao Li, Xiaoling Zhu, Chunqiang Wang, Zhuo Liu, Wanhong Li, Chen Lu, Xu Zhou	自然奖	周虚,李纯锦,郑连文,陈璐,赵云,饶家辉	吉林大学	吉林大学
99	0519-107	中药成分抗产胆固醇依赖型溶细胞毒素病原菌感染的作用机制及靶点 项目名称 中药成分抗产胆固醇依赖型溶细胞毒素病原菌感染的作用机制及靶点 推荐/提名单位/人 吉林大学 主要完成单位 吉林大学 项目简介 中（兽）药是我国传统文化以及中华文明的重要组成部分，自古以来为保障我国人和动物的健康发挥着重要的作用。随着现代科学技术的发展，现代医学已经起到主导作用，而中（兽）药尚因机制不清楚，作用不精准而面临着重大的挑战。因此，借助现代科学技术手段阐明中（兽）药的作用机制，挖掘有效的天然活性药物，对充分发挥中（兽）药的应用价值意义重大。清热解毒类中药是中（兽）药的重要组成部分。本项目针对中（兽）药抗细菌感染方面开展研究，以肺炎链球菌和单増李斯特菌重要致病因子-胆固醇依赖型溶细胞毒素（CDCs）为靶标，获得了如下重要的科学发现：1.发现多种中药活性成分（漆黄素、β-谷甾醇、叶黄素、毛蕊花糖苷和芹菜素等）可直接结合于CDCs，阻断CDCs在宿主细胞膜上聚集成孔，使其失去裂解细胞的能力；进一步在小鼠细菌感染模型上发现天然化合物对细菌感染和炎性反应具有有效的治疗和缓解作用；从而阐明了中（兽）药活性成分中和细菌毒素是其抗细菌感染的重要作用机制，也为清热类中药作用机制提供了现代医学证据。2.中（兽）药活性成分作用于细菌毒力因子使其失活，调控机体炎性信号通路，使细菌本身对机体免疫系统敏感性提高，有利于吞噬溶酶体等将病原菌裂解清除，揭示了中（兽）药成分抗细菌感染作用是通过药物与机体自身的免疫功能互作完成的。3.中（兽）药成分使细菌失去致病力和在机体内的增殖能力，使得抗生素更容易杀灭细菌，为中西医结合抗细菌感染提供重要依据。4.与传统的以抑菌或杀菌为新药研发考察模式不同，本项目发现中（兽）药以细菌毒力因子为靶标，且呈现良好的抗细菌感染作用，为中（兽）药新药研发提供新的模式。自2009年03月至2016年12月，本项目申请国家发明专利6项，获授权专利3项；发表SCI论文8篇，其中在领域内知名期刊Journal of Infectious Diseases上发表的关于漆黄素抗李斯特杆菌感染机制被杂志选为封面文章，并受到葡萄牙Sandra Sousa教授做了题为“Old War, New Battle, New Fighters!”的同行评价（J Infect Dis. 2015 May 1;211(9):1361-3），认为本项目研究开启了中（兽）药及其活性成分抗病原菌感染的新模式。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 邓旭明 教授 吉林大学 吉林大学 本项目研究思想的提出和总体负责，是本项目8篇代表性论文的通讯作者。申请人长期从事中药成分抗畜禽重要病原菌感染作用机制的研究，针对人畜细菌感染性疾病，申请人开创性地提出了中药成分可通过抗毒力策略而发挥对抗耐药菌感染，筛选到了多个有开发价值的先导化合物和候选药物，对减少畜禽抗生素使用及食品安全具有重要意义。 2 王建锋 副教授 吉林大学 吉林大学 完成天然化合物对单增李斯特菌感染作用及机制研究，筛选出多种通过不同机制抑制李斯特溶血素的天然化合物，并阐明了漆黄素等天然化合物通过抑制单增李斯特菌溶血素寡聚作用抑制其毒性的机制。完成人为代表性论文1和4的第一作者，代表性论文2、3和6的第二作者，代表性论文5的通讯作者，对科学发现1,2和3均有贡献。 3 牛效迪 教授 吉林大学 吉林大学 完成人对单增李斯特菌溶血素和肺炎链球菌溶血素与天然化合物互作的空间构象等进行了系列研究。在分子水平通过分子对接和同源模构建等现代化学生物学技术阐明了天然化合物抑制溶血素的机制，完成人为代表性论文2、3和4的通讯作者。对科学发现1,2和3均有贡献。 4 李洪恩 初级 吉林大学 吉林大学 完成人通过对中药活性成分抗肺炎链球菌感染的研究，筛选出多种通过不同机制抑制肺炎链球菌溶血素活性的天然化合物，阐明了β-谷甾醇通过抑制肺炎链球菌溶血素实现抗感染作用。完成人为代表性论文3的第一作者，代表性论文2的第二作者。对科学发现1,2和3均有贡献。 5 赵小然 讲师 吉林大学 吉林大学 完成人在中药抗肺炎链球菌感染机制方面进行了研究，发现毛蕊花糖苷通过降低肺炎链球菌溶血素的寡聚实现抗感染作用。完成人为代表性论文2的第一作者，代表性论文3的并列第一作者。对科学发现1和3均有贡献。 6 宋盟 助理研究员 吉林大学 吉林大学 完成人研究发现芹菜素通过抑制肺炎链球菌溶血素的溶细胞活性来保护小鼠免受肺炎链球菌的侵袭，并阐明了芹菜素抗肺炎链球菌溶血素的作用机制。完成人为代表性论文5的第一作者，代表性论文3的第四作者。对科学发现1和3均有贡献。 7 柳博文 其他 吉林大学 吉林大学 完成人研究发现叶黄素对单增李斯特菌感染试验动物具有良好的保护效果，通过抑制李斯特菌溶血素寡聚作用实现抑制其毒性作用。完成人为代表性论文6的第一作者，代表性论文2的第五作者。对科学发现1和3均有贡献。 8 李莉 研究员 吉林大学 吉林大学 完成人发现叶黄素通过抑制单增李斯特菌溶血素的作用和芹菜素通过抑制肺炎链球菌溶血素的溶细胞活性来保护小鼠免受李斯特菌和肺炎链球菌的侵袭，完成人为代表性论文6的通讯作者，代表性论文5的并列第一作者。对科学发现1和3均有贡献。 9 冯海华 教授 吉林大学 吉林大学 完成人研究发现中药单体化合物甘草查尔酮A可抑制由脂多糖诱导的炎症反应，为抗细菌感染研究新策略奠定基础，完成人为代表性论文7的并列通讯作者。对科学发现1有贡献。 10 邓彦宏 讲师 吉林大学 吉林大学 完成人研究发现中药单体化合物栀子甙可保护哮喘模型试验动物呼吸系统的炎症反应和过度反应，为抗细菌感染研究新策略奠定了研究基础，完成人为代表性论文8的第一作者。对科学发现1有贡献。 11 初晓 讲师 吉林大学 吉林大学 完成人研究发现中药单体化合物甘草查尔酮A可抑制由脂多糖诱导的炎症反应，为抗细菌感染研究新策略奠定基础，完成人为代表性论文7的第一作者。对科学发现1有贡献。 12 慈鑫鑫 讲师 吉林大学 吉林大学 完成人研究发现中药单体化合物甘草查尔酮A可抑制由脂多糖诱导的炎症反应，为抗细菌感染研究新策略奠定基础，完成人为代表性论文7的并列第一作者。 对科学发现1有贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Fisetin inhibits Listeria monocytogenes virulence by interfering with the oligomerization of listeriolysin O/Journal of Infectious Diseases/Wang J, Qiu J, Tan W, Zhang Y, Wang H, Zhou X, Liu S, Feng H, Li W, Niu X, Deng X 2 Verbascoside Alleviates Pneumococcal Pneumonia by Reducing Pneumolysin Oligomers/ Molecular Pharmacology/Zhao X, Li H, Wang J, Guo Y, Liu B, Deng X, Niu X 3 β-sitosterol interacts with pneumolysin to prevent Streptococcus pneumoniae infection/Scientific Reports/Li H, Zhao X, Wang J, Dong Y, Meng S, Li R, Niu X, Deng X 4 Novel inhibitor discovery and the conformational analysis of inhibitors of listeriolysin O via protein-ligand modeling/Scientific Reports/Wang J, Zhou X, Liu S, Li G, Zhang B, Deng X, Niu X 5 Apigenin protects mice from pneumococcal pneumonia by inhibiting the cytolytic activity of pneumolysin/Fitoterapia/Song M, Li L, Li M, Cha Y, Deng X, Wang J 6 Inhibition of listeriolysin O oligomerization by lutein prevents Listeria monocytogenes infection/Fitoterapia/Liu B, Teng Z, Wang J, Lu G, Deng X, Li L 7 Licochalcone a inhibits lipopolysaccharide-induced inflammatory response in vitro and in vivo/Journal of Agricultural and Food Chemistry/Chu X, Ci X, Wei M, Yang X, Cao Q, Guan M, Li H, Deng Y, Feng H, Deng X 8 Geniposide inhibits airway inflammation and hyperresponsiveness in a mouse model of asthma/International Immunopharmacology/Deng Y, Guan M, Xie X, Yang X, Xiang H, Li H, Zou L, Wei J, Wang D, Deng X	自然奖	邓旭明,王建锋,牛效迪,李洪恩,赵小然,宋盟,柳博文,李莉,冯海华,邓彦宏,初晓,慈鑫鑫	吉林大学	吉林大学
100	0526-103	调节糖脂代紊乱的人参皂苷类成分高效制备分离及其作用机制 项目名称 调节糖脂代紊乱的人参皂苷类成分高效制备分离及其作用机制 推荐/提名单位/人 吉林省教育厅 主要完成单位 吉林农业大学 项目简介 本项目组主要针对人参中皂苷类成分的高效快速制备分离与药理作用评价进行了较为系统和卓有成效的研究工作。主要包括：建立了2种人参皂苷的高效提取制备工艺和1种高效酶转化制备稀有皂苷Compound K（CK）的方法；通过系统植物化学分离，首次发现了3种丙二酰人参皂苷；通过建立肥胖/糖尿病动物模型和细胞模型，较为系统了揭示了人参皂苷具有“糖脂肥”同调的药理学作用，初步解释了《神农本草经》记述人参“久服轻身延年”的现代科学内涵；通过建立2型糖尿病体内和体外动物模型，揭示了稀有皂苷CK主要通过调控AMPK/PEPCK/G-6-Pase糖异生信号通路纠正糖脂代谢紊乱的分子机制。具体研究内容与科学发现如下： 1、创新性的提出以离子液体为负载溶剂，同时结合超声波辅助技术提取人参中的人参皂苷类成分，明确了技术工艺参数；其次，以绿色、节能、高效、环保的高压脉冲电场提取人参皂苷类成分，提取时间大幅度减少，提取效率明显增加，为现代化的人参皂苷的分离制备提供新的理论参考；通过传统植物化学手段，分离鉴定了3种新的丙二酰人参皂苷；以上述制备获得二醇型人参皂苷和单体皂苷，利用蜗牛酶转化制备稀有皂苷CK，并确定了适于工业化生产的工艺参数。 2、首次发现丙二酰人参皂苷的抗糖尿病活性；建立髙脂饮食动物模型，观察人参总皂苷和二醇型人参皂苷的抗肥胖作用，证实其主要通过抑制胰脂肪酶活性而发挥减肥作用；通过建立2型糖尿病动物体内模型和细胞模型，揭示了CK主要通过调控AMPK/PEPCK/G-6-Pase糖异生信号通路纠正糖脂代谢紊乱。通过上述研究，项目组先后发表SCI检索论文17篇，累计IF=48.857，总被引用382次，他引327次。包括被国际著名权威期刊《Chemical Reviews》（IF=52.613）引用3次，《Natural ProductReports》（IF=11.406）引用3次，《Biotechnology Advances》（IF=11.452）引用1次，《NaturalProduct Reports》（IF=11.406）引用4次，《Medicinal Research Reviews》（IF=8.29）引用4次，《Obesity Reviews》（IF=8.483）引用3次、《Green Chemistry》（IF=8.586）引用2次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李伟 教授 吉林农业大学 吉林农业大学 为项目总设计及实施，针对本项目的前期研究以及本项目的具体内容帮助较大，对本项目的第一、三、四项科学发现做出了重要贡献，是代表性论文及核心论文1,2,3,4,6的第一作者或主要作者。 2 刘志 副教授 吉林农业大学 吉林农业大学 负责本项目的实施和实验具体操作、论文撰写修改等工作，对于人参皂苷成分的分离，尤其是丙二酰基人参皂苷转化方面研究较为深入，对皂苷类成分制备分离及其抗糖尿病作用经验丰富，对第一、三项科学发现均有创造性贡献，是第6论文的第一作者 3 刘文丛 教授 吉林农业大学 吉林农业大学 负责本项目药理实验模型的建立及探究实验，对本项目的第二、四项科学发现作出创造性贡献,是代表性论文7的第一作者. 4 郑毅男 教授 吉林农业大学 吉林农业大学 负责本项目人参皂苷类成分的药理学作用，以及本项目前期研究及机能学实验，对第二、三、四项科学发现有创造性贡献，是第1,2,6,7,8论文的通讯作者或主要作者. 5 陈立 教授 吉林大学 吉林大学 负责本项目的糖脂代谢调控机制的研究工作，对于糖脂代谢调控等药理学方法的建立，具有突出贡献，对本项目的第四项科学发现作出了创造性贡献，是代表性专著1,2,3的通讯作者。 6 林红梅 副教授 吉林农业大学 吉林大学 负责本项目人参皂苷类成分的提取分离及工艺优化，对本项目的第一项科学发现作出了创造性贡献，是代表性论文5的第一作者. 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Hypoglycemic effect of protopanaxadiol-type ginsenosides and compound K on Type 2Diabetes mice induced by High-Fat Diet combining with Streptozotocin via suppression ofhepatic gluconeogenesis/Fitoterapia/Li, W; Zhang, M; Gu, J; Meng, ZJ; Zhao, LC; Zheng, YN; Chen, L;Yang, GL 2 Snailase Preparation of Ginsenoside M1 from Protopanaxadiol-Type Ginsenoside and TheirProtective Effects Against CCl4-Induced Chronic Hepatotoxicity in Mice/Molecules/ Li, W;Zhang,M;Zheng,Y N; Li,J; Wang,Y P; Wang,Y J; Gu,J;Jin,Y;Wang,H;Chen,L 3 Ginsenoside Compound K suppresses the hepatic gluconeogenesis via activating adenosine-5'monophosphate kinase:A study in vitro and in vivo/Life sciences/Wei,S N;Li,W;Yu,Y;Yao,F;A,LX;Lan,XX;Guan,FY;Zhang,M;Chen,L 4 Bioconversion of ginsenoside Rd to ginsenoside M1 by snailase hydrolysis and itsenhancement effect on insulin secretion in vitro/ Pharmazie/ Li,W;Wang,Z;Gu,J;Chen,L;Hou,W;Jin,YP;Wang,YP 5 Aqueous ionic liquid based ultrasonic assisted extraction of eight ginsenosides from ginsengroot/ Ultrasonics sonochemistry/ Lin, HM; Zhang, YG; Han,M;Yang,LM 6 Antidiabetic effects of malonyl ginsenosides from Panax ginseng on type 2 diabetic ratsinduced by high-fat diet and streptozotocin/ Journal of ethnopharmacology/ Liu, Z; Li, W;Li, X; Zhang, M; Chen, L; Zheng, YN; Sun, GZ; Ruan, CC 7 Saponins (Ginsenosides) from stems and leaves of Panax quinquefolium prevented high-fatdiet-induced obesity in mice/ Phytomedicine/ Liu, WC; Zheng, Y; Han, L; Wang, H; Saito, M;Ling, M; Kimura, Y; Feng, Y 8 Anti-Obesity effects of protopanaxdiol types of Ginsenosides isolated from the leaves ofAmerican ginseng (Panax quinquefolius L.) in mice fed with a high-fat diet/ Fitoterapia/ Liu,R; Zhang, JZ; Liu, WC; Kimura, Y; Zheng, YN	自然奖	李伟,刘志,刘文丛,郑毅男,陈立,林红梅	吉林农业大学	吉林省教育厅
101	0528-101	偏微分方程支配系统的控制理论 项目名称 偏微分方程支配系统的控制理论 推荐/提名单位/人 东北师范大学 主要完成单位 东北师范大学 项目简介 本项目属数学控制论学科领域。这一学科的许多标志性成果在数学上具有重要意义，如最优控制与偏微分方程的粘性解理论，随机控制与倒向随机微分方程等。偏微分方程的能控性和观测问题是控制结构理论的基本问题。2010年国际数学家大会的一个邀请综述报告(引文1)指出，非线性系统的结构理论“quite difficult”(非常困难)，而随机系统“very little is known”(已知结果很少)。本项目研究非线性偏微分方程和随机偏微分方程结构理论中一些重要但悬而未决的问题。主要科学发现如下：1．建立了强耦合二阶椭圆组的最大值原理。对耦合系数大小、方程个数和空间维数均无限制。前人在该经典问题中，主要讨论二阶导数未耦合或弱耦合情形。普林斯顿大学Benziger教授等在重要物理期刊Phys. Rev. E(引文3)评价：“maximum principles for strongly coupled systems are difficult(困难的)…[15]but which would find an application here(找到应用)”。2．提出了一套在古典解框架下研究拟线性抛物系统能控性的新方法。建立了一类(退化)拟线性抛物系统在控制和状态都具约束时的能控性。国际数学家大会的一个综述报告(引文1)指出带约束的能控性问题“more realizable”(更有意义)，但其研究“unexpectly difficult”(非常困难)。第一完成人在这方面的工作获得了中国控制会议“关肇直奖”(该奖项被誉为中国控制界的最高青年奖)。曾任数学控制论顶级期刊SIAM J. Control Optim.编委的Cannarsa教授等在专著(引文2)评价：“interesting example”(有趣的例子)。现任SIAM J. Control Optim.编委的吕琦教授在引文4评价：“quite useful”(非常有用)。3．发现了随机耦合抛物系统能控性的新现象。与确定性系统不同，能控性关于系数的小扰动不抗干扰；确定性问题常用的加权能量估计法不再适用。提出了建立随机Carleman估计的新方法。这一方法可降低系数的正则性要求，适用于更广泛控制问题的研究，是现有的两种重要方法之一。Math. Rev.(MR3176317)公开评价：“quite interesting and suprising(非常有趣和令人吃惊)…a new phenomenon(新现象)”。Math. Rev.(MR3264225)公开评价：“This extra term restricts the applications…this obstacle is eliminated(去除了障碍)”。4．通过推导新的Carleman估计，解决了几类发展方程的系统辨识问题。该成果被反问题领域领军人物之一Klibanov教授的综述文章(引文6)引用。Math. Rev.(MR2542571)公开评价：“an interesting inverse problem”(有趣的反问题)。反问题顶级期刊Inverse Problems上的文章(引文5)评价：“first introduced”(首次引入)。项目主要成果发表在重要国际数学期刊J. Funct. Anal.、J. Differential Equations、SIAM J. Control Optim.和ESAIM Control Optim. Calc. Var.。第一完成人担任期刊Math. Control Relat. Fields编委，入选国家万人计划青年拔尖人才计划和教育部新世纪优秀人才支持计划。第三完成人入选国家万人计划教学名师。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 柳絮 教授 东北师范大学 东北师范大学 在发现点1中，证明了强耦合二阶线性椭圆组的最大值原理。在发现点2中，提出了古典解框架下研究拟线性抛物方程能控性的方法。证明了拟线性抛物方程不灵敏控制的存在性。建立了退化牛顿渗流方程在控制和状态都具约束时的近似能控性。在发现点3中，建立了耦合随机抛物系统在单个控制下的能控性。给出了能控性关于系数小扰动不抗干扰的反例，发现了与确定性问题不同的现象。提出了建立随机Carleman估计的对偶方法。项目第一完成人是代表性论著[1]，[2]，[3]，[4]，[5]，[6]的第一作者和通讯作者。 2 袁岗华 教授 东北师范大学 东北师范大学 在发现点4中，建立了Schr？dinger方程和抛物方程几类新的Carleman估计，研究了相应分布参数系统的系统辨识问题。项目第二完成人是代表性论著[7]，[8]的第一作者和通讯作者。 3 高夯 教授 东北师范大学 东北师范大学 在发现点2中，研究了退化牛顿渗流方程的近似能控性。证明了当控制施加在局部区域时，系统短时间不能控的结果。项目第三完成人是代表性论著[4]的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Controllability of some coupled stochastic parabolic systems with fractional order spatial differential operators by one control in the drift/SIAM Journal on Control and Optimization/Liu Xu 2 Insensitizing controls for a class of quasilinear parabolic equations/Journal of Differential Equations/Liu Xu 3 Global Carleman estimate for stochastic parabolic equations, and its application/ESAIM: Control Optimisation and Calculus of Variations/Liu Xu 4 Controllability of a class of Newtonian filtration equations with control and state constraints/SIAM Journal on Control and Optimization/Liu Xu and Gao Hang 5 The weak maximum principle for a class of strongly coupled elliptic differential systems/Journal of Functional Analysis/Liu Xu and Zhang Xu 6 On the local controllability of a class of multidimensional quasilinear parabolic equations/ Comptes Rendus Mathematique/Liu Xu and Zhang Xu 7 Lipschitz stability in the determination of the principal part of a parabolic equation/ESAIM: Control Optimisation and Calculus of Variations/Yuan Ganghua and Yamamoto Masahiro 8 Carleman estimates for the Schr？dinger equation and applications to an inverse problem and an observability inequality/Chinese Annals of Mathematics, Series B/ Yuan Ganghua and Yamamoto Masahiro	自然奖	柳絮,袁岗华,高夯	东北师范大学	东北师范大学
102	0528-103	东北地区主要禾本科植物植硅体对环境变化的响应机制 项目名称 东北地区主要禾本科植物植硅体对环境变化的响应机制 推荐/提名单位/人 东北师范大学 主要完成单位 东北师范大学 项目简介 中国东北地区位于亚欧大陆与太平洋板块的过渡区，深受东亚季风的影响，生态环境脆弱而敏感，是全球气候变化研究的理想场所。植硅体作为植物细胞的忠实记录者，目前被广泛的应用到古气候、考古、植物分类等研究领域。由于数量较大的禾本科植物中含有形态多样且丰富的植硅体，因而其成为探讨植硅体对全球变化响应的重点关注对象。本项目利用东北地区广泛分布的、经常作为建群种的禾本科植物，如:羊草、芦苇等，通过引入形态参数、正交实验、模拟实验等方法，在禾本科植物分类、主要禾本科植物对环境因子变化的响应等方面取得了创新性的成果，为中时间尺度的温度演化趋势预测和验证植硅体作为气候研究代用指标的科学性提供了坚实理论依据和一手实验数据。主要科学发现如下： 1、开创性地利用植硅体分析技术将东北地区常见12种禾本科植物区分到了亚科乃至种的水平。选取长白山区12种禾本科植物并提取叶片中的植硅体，通过测量12种禾本科植物共有植硅体类型的6种形态参数，根据非参数检验和判别分析方法，将12种禾本科植物区分至亚科乃至种的水平，为植硅体分析在古环境重建、考古等领域的应用提供了理论参考。（代表性论文4） 2、建立了东北地区温度梯度、湿度梯度与不同生境下芦苇植硅体的响应模式。根据东北地区自然环境特点，选择不同温度梯度、湿度梯度和生境下的样点，研究芦苇植硅体对不同环境因子的响应模式，发现年平均温度和年平均降水是影响芦苇植硅体浓度和大小的主要环境因子，并进一步探讨了不同芦苇植硅体类型的不同参数与气候指标的响应关系。基于此研究，筛选得到对气候敏感的芦苇植硅体类型，为全球气候变化、生态保护和生态修复提供帮助。（代表性论文1、2、3、6、8） 3、探寻东北地区主要的禾本科植物对不同CO2浓度的响应模式。选取松嫩草原两种主要禾本科植物，羊草和芦苇，通过人工模拟CO2浓度倍增条件，发现在CO2浓度倍增处理后，两种禾本科植物在植硅体浓度和大小方面有着明显的分异，即呈现出不同的响应模式，并依据两类植物的生理机制差异作出合理的解释。为全球变化背景下东北地区生态环境演变及修复提供帮助。（代表性论文5） 4、创新性地研究了羊草植硅体对不同土壤PH值的响应模式，提出羊草耐受最大PH值范围。在土地盐碱化严重的松嫩草原设置五个不同土壤PH值梯度样点，提取每个样点中羊草叶片植硅体，通过测量主要植硅体类型的浓度和形态参数，基于统计学原理找出羊草植硅体随土壤PH值变化的响应模式，提出羊草群落对土壤PH值的最大耐受范围，为松嫩草原及同类地区生态修复提供实验基础和理论依据。（代表性论文7） 本项目已在核心期刊发表学术论文24篇，其中SCI检索论文10篇，8篇代表性论文被他引26次（被SCI检索论文引用17次）。基于本项目研究，将“基于植硅体的一种快速湿地健康状况诊断方法”科技成果应用到湿地健康诊断中。（附件26、27） 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 介冬梅 教授 东北师范大学 东北师范大学 本人作为该项目发起人、带头人及执行人，是所有代表性论文的通讯作者。主要的科学发现贡献在于:首先，开创性的利用植硅体分析技术将东北地区常见12种禾本科植物区分到了亚科乃至种的水平。其次，建立了东北地区温度梯度、湿度梯度与不同生境下芦苇植硅体的响应模式。同时，探寻东北地区主要的禾本科植物对不同CO2浓度的响应模式。最后，创新性的研究了羊草植硅体对不同土壤PH值的响应模式，提出羊草耐受最大PH值范围。 2 刘利丹 讲师 湖南师范大学 东北师范大学 本人作为第1、2、3、6、8代表性论文的第一作者，研究了东北地区主要禾本科植物芦苇中主要类型植硅体的含量、浓度、大小等及其对不同环境因子（温度、降水、土壤理化性质等）的响应，并利用正交实验等手段定量分析了不同环境因子对芦苇中主要类型植硅体的含量、大小和形状的影响，找出了影响芦苇主要植硅体类型的主要环境因子，明确了不同植硅体类型的环境指示意义。上述研究不仅有利于正确理解植物中植硅体的形成机制，而且有助于正确解译沉积物中的植硅体组合及提高植硅体-古植被、古气候重建精度。 3 刘洪妍 讲师 安阳师范学院 东北师范大学 本人为第4篇代表性论文的第一作者，做出的创造性贡献在于选取长白山区12种禾本科植物并提取叶片中的植硅体，测量了哑铃型、棒型、尖型、齿型等植硅体的6种形态参数，利用非参数检验和判别分析方法，准确的将12种禾本科植物在亚科乃至种的水平进行区分，为植硅体分析在古环境重建、考古学等领域的应用提供了理论参考。 4 李楠楠 其他 东北师范大学 东北师范大学 本人是第5篇代表作的作者，该文对推荐书《重要科学发现》中所列第3项具有重要的贡献。本人的科学贡献在于深入探讨了芦苇的生理、生活特性对模拟气候变化的响应。该研究以芦苇为研究对象，以植硅体分析为主要研究方法，探讨了模拟CO2浓度升高对芦苇植硅体形态组合以及大小的影响。研究发现，模拟CO2浓度升高减少了鞍型植硅体和硅化气孔的含量，并减小了植硅体的大小。该研究初步评估了CO2浓度升高对植物生理特性的影响，为进一步开展全球气候变化对于植被系统的影响以及植被对未来全球变化的响应研究提供了新的研究思路。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Assessing the importance of environmental factors to phytoliths of Phragmites communis in north-eastern China. Ecological Indicators. Liu Lidan, Jie Dongmei*, Liu Hongyan, Gao Guizai, Gao Zhuo, Li Dehui, Li Nannan, Guo Jixun, Qiao Zhihe. 2 Response of phytoliths in Phragmites australis to environmental factors in northeast China.Ecological Engineering. Liu Lidan, Jie Dongmei*, Liu Hongyan, Gao Guizai, Gao Zhuo, Li Dehui, Li Nannan, Qiao Zhihe, Guo Jixun. 3 An orthogonal experimental study of phytolith size of Phragmites communis in northeast China. Boreas. Liu Lidan, Jie Dongmei*, Liu Hongyan, Gao Zhuo, Gao Guizai, Li Nannan, Guo Jixun,Qiao Zhihe. 4 The shape factors of phytoliths in selected plants from the Changbai Mountains and their implications. Review of Palaeobotany and Palynology. Liu Hongyan, Jie Dongmei*, Liu Lidan, Li Nannan, Wang Ting, Qiao Zhihe. 5 Response of phytoliths in Phragmites communis to elevated CO2 concentration in Songnen Grassland, China. Quaternary International. Li Nannan, Jie Dongmei*, Ge Yong, Guo Jixun, Liu Hongyan, Liu Lidan, Qiao Zhihe. 6 Response of phytoliths in Phragmites communis to humidity in NE China. Quaternary International. Liu Lidan, Jie Dongmei*, Liu Hongyan, Li Nannan, Guo Jixun. 7 Characteristics of phytoliths in Leymus chinensis from different habitats on the Songnen Plain in Northeast China and their environmental implications. Science China: Earth Sciences. Jie DongMei*, Liu Zhaoyang Shi Lianxuan, Liu Hongmei, Ge Yong. 8 Spatial and temporal distribution differences among phytoliths of Phragmites communis in Northeast China. Silicon. Liu Lidan, Jie Dongmei*, Liu Hongyan, Lu Meijiao, Guo Zhuo, Gao Guizai, Li Dehui, Guo Jixun, Qiao Zhihe.	自然奖	介冬梅,刘利丹,刘洪妍,李楠楠	东北师范大学	东北师范大学
103	0582-101	不确定图数据挖掘 项目名称 不确定图数据挖掘 推荐/提名单位/人 哈尔滨工业大学 主要完成单位 哈尔滨工业大学 项目简介 图数据适用于表示数据对象间错综复杂的联系，被广泛用于存储社交网络、生物网络、知识图谱等数据。由于数据采集技术的固有局限性、不及时的数据更新、数据集成、数据隐私保护等原因，图数据中普遍存在不确定性。忽视或不正确地处理不确定性会降低图数据挖掘结果的质量。本项目在国际上率先研究了不确定图数据挖掘的模型、理论与方法，开辟了不确定图数据挖掘研究新领域，引领了该领域的研究，取得了4项重要科学发现:1. 发现了图数据不确定性的存在，提出了基于可能世界的不确定图数据模型及不确定图计算问题的期望语义和概率语义，为不确定图数据挖掘奠定了模型基础。数据挖掘领域奠基人Charu C. Aggarwal博士(ACM/IEEE会士)评价该不确定图数据模型“用统一的方式解决了具体应用领域中图数据不确定性的表示问题，是一种易用的框架”。数据挖掘领域奠基人Philip S. Yu教授(ACM/IEEE会士)用该不确定图模型来表示人脑网络。2. 首次在期望语义和概率语义下提出了不确定图数据频繁子图模式挖掘的计算复杂性理论结果和高效挖掘算法，在国际上最早解决了该问题。德国汉诺威大学L3S研究中心在重要国际会议EDBT上发表论文评价本项目“在国际上最早解决了不确定图频繁子图模式挖掘问题”，所提出的算法是“当时最好的算法”。数据挖掘领域奠基人Jiawei Han教授(ACM/IEEE会士)在他主编的《Frequent Pattern Mining》一书中大篇幅介绍了本项目在不确定图频繁子图模式挖掘领域的研究成果。3. 提出了多种适用于不同应用需求的不确定图稠密子图概念，给出了不确定图稠密子图挖掘问题的计算复杂性理论结果和高效挖掘算法，为提高不确定图上社团发现、功能模块发现的结果质量开辟了新途径。美国加州大学圣芭芭拉分校Ambuj Singh教授在顶级国际会议VLDB上发表论文评价本项目提出的不确定图极大团挖掘算法“能够返回评分最高的小型聚类，有很多实际应用”。4. 提出了不确定图上顶点结构上下文的低阶相似性度量和高阶相似性度量，提出了顶点相似性计算的复杂性理论结果和快速计算算法，并揭示了不确定图上随机游走与确定图上随机游走的差异，为不确定图数据挖掘提供了可靠性更高的数据分析工具。该科学发现启发了国际上后续研究工作：香港大学Reynold Cheng教授在重要国际会议CIKM上发表的论文中采用了本项目提出的期望Jaccard相似性度量和近似计算的理论结果，扩展了本项目提出的算法，并将其作为比较基准。8篇代表性论文他引总数160次，SCI他引总数102次；单篇论文最高他引50次，最高SCI他引34次。数据挖掘领域奠基人Jiawei Han、Philip S. Yu、Charu C. Aggarwal和数十位权威专家引用并正面评价了本项目的研究成果。在本项目引领下，20余所国际知名大学和研究机构相继开展了不确定图数据管理与挖掘研究，采用并发展了本项目的研究成果。本项目第一完成人的博士学位论文《非确定图数据的挖掘算法研究》被评为2012年中国计算机学会优秀博士学位论文、2013年全国优秀博士学位论文提名论文。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 邹兆年 副教授 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学 邹兆年是本项目的负责人，对推荐书“重要科学发现”中所列的全部科学发现做出了创造性贡献，是代表性论文1-8的作者。 2 李建中 教授 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学 李建中是本项目的主要完成人，对推荐书“重要科学发现”中所列的全部科学发现做出了创造性贡献，是代表性论文1-8的作者。 3 朱鎔 其他 阿里巴巴（中国）有限公司余杭分公司 哈尔滨工业大学 朱鎔是本项目的主要完成人，对推荐书“重要科学发现”中所列的科学发现3和4做出了创造性贡献，是代表性论文6和7的作者。 4 高宏 教授 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学 高宏是本项目的主要完成人，对推荐书“重要科学发现”中所列的科学发现1、2、3做出了创造性贡献，是代表性论文1-5的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Mining Frequent Subgraph Patterns from Uncertain Graph Data/IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering/Zhaonian Zou, Jianzhong Li, Hong Gao, Shuo Zhang 2 Mining Frequent Subgraphs over Uncertain Graph Databases under Probabilistic Semantics/VLDB Journal/Jianzhong Li, Zhaonian Zou, Hong Gao 3 Discovering Frequent Subgraphs over Uncertain Graph Databases under Probabilistic Semantics/KDD/Zhaonian Zou, Hong Gao, Jianzhong Li 4 Frequent Subgraph Pattern Mining on Uncertain Graph Data/CIKM/Zhaonian Zou, Jianzhong Li, Hong Gao, Shuo Zhang 5 Finding Top-k Maximal Cliques in an Uncertain Graph/ICDE/Zhaonian Zou, Jianzhong Li, Hong Gao, Shuo Zhang 6 SimRank Computation on Uncertain Graphs/ICDE/Rong Zhu, Zhaonian Zou, Jianzhong Li 7 Top-k Reliability Search on Uncertain Graphs/ICDM/Rong Zhu, Zhaonian Zou, Jianzhong Li 8 Structural-Context Similarities for Uncertain Graphs/ICDM/Zhaonian Zou, Jianzhong Li	自然奖	邹兆年,李建中,朱鎔,高宏	哈尔滨工业大学	哈尔滨工业大学
104	0582-102	大跨桥梁风效应的涡动力学机理与控制 项目名称 大跨桥梁风效应的涡动力学机理与控制 推荐/提名单位/人 哈尔滨工业大学 主要完成单位 哈尔滨工业大学,北京科技大学 项目简介 我国大跨桥梁数量世界第一，缆索承重桥梁是大跨度桥梁最主要的桥型，该类桥梁柔性大、阻尼小，是风敏感与风控制结构，易产生多类复杂风效应，甚至导致桥梁破坏倒塌，严重威胁桥梁安服役全与寿命。桥梁风效应本质上是由钝体绕流产生的流动分离和旋涡运动诱发，因此研究桥梁风效应涡动力学机理具有重要的意义。但大跨度桥梁因气动外形复杂、所处位置风场不均匀和三维流固耦合效应，其风效应涡动力行为和机理极其复杂，是桥梁风工程领域长期面临的难题。针对主梁和拉索两类缆索承重桥梁生命线构件，本项目在国内外率先揭示了主梁和拉索风效应复杂涡动力行为及机理，提出了基于涡动力学的风效应控制方法，形成了桥梁风效应涡动力学及其控制理论。重要科学发现如下：1. 大跨桥梁主梁风效应涡动力学行为与机理。发现了分离式双箱梁绕流场间隙旋涡模式突变、间隙旋涡形变、多场旋涡共存和相互干扰等独特的涡动力行为，得到了箱梁间流态突变的临界间隙比；揭示了分离式双箱梁涡激振动萌生、稳定、消失全过程绕流场旋涡形成、时空演化、相互作用以及旋涡与桥梁振动间的能量传输规律，发现间隙处振动致旋涡是诱发分离式双箱梁大幅涡振的机理。2. 大跨桥梁斜拉索风效应涡动力学行为与机理。针对斜拉索风雨振，发明了斜拉索水线超声检测技术，揭示了水线几何特征和运动规律，发现了风雨激振水线运动与拉索振动低频同频锁定机理；监测到超长斜拉索高阶多模态涡激振动，揭示了剪切流场诱发斜拉索尾流旋涡脱落频率轴向非一致性与梯阶锁定特征，提出了斜拉索多模态涡激振动参与模态预测方法；揭示了风、风雨等长期服役荷载下斜拉索腐蚀和力学性能演化规律，提出斜拉索全寿命承载力评价方法。3. 基于涡动力学的大跨桥梁风效应流动控制原理和方法。提出了分离式双箱梁涡激振动间隙扰动流动控制方法，揭示了扰动消除空隙旋涡的控制原理；提出了斜拉索风效应绕流场的主/被动吸吹气流动控制方法，揭示了其抑制斜拉索尾流旋涡交替脱落的非对称模式、降低斜拉索平均阻力和脉动升力、进而减小斜拉索风效应的原理。上述成果共发表学术论文60余篇，其中SCI论文17篇，8篇代表性论文发表在风工程权威期刊和国内土木工程一级期刊上、SCI他引138次、他引211次，获国家发明专利4项。成果得到了中国工程院院士陈政清教授、国际桥协主席葛耀君教授、国际风工程学会Davenport奖和ASCE Scanlan 奖获得者徐幼麟教授 、ASCE和IABSE会士Hernandez教授、意大利博洛尼亚大学校长Ubertini教授等国内外著名学者的引用和高度评价。中国公路学会评价（聂建国院士为评价委员会主任）斜拉索风雨振水线与旋涡脱落的耦合作用机理、分离式双箱梁涡激振动机理等方面的研究成果达到国际领先水平。项目成果应用于杭州湾大桥、金塘大桥等重大工程。项目成员担任国际结构控制与监测学会理事长、中国振动工程学会结构抗振控制与健康监测专业委员会主任委员，中国公路学会桥梁和结构工程分会副理事长和理事。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李惠 教授 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学 对本项目重要科学发现1-3均作出了重要贡献，且是第二至第五、第八完成人的博士生导师：（1）与第二、第三、第六、第八完成人合作研究了大跨桥梁分离式双箱梁涡激振动涡动力学行为特征与机理，并合作提出了基于间隙扰动的分离式双箱梁涡激振动的控制方法；（2）与第二、第六、第八完成人合作研究了大跨桥梁拉索风雨激振与多模态涡激振动特性与机理，并与第二、第五、第七完成人合作提出了桥梁结构主被动吸吹气流动控制方法，与第四完成人提出了拉索风致疲劳承载力评定方法；（4）是所有代表性论文的作者，且是代表性论文1-5的通讯作者。 2 陈文礼 教授 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学 对本项目重要科学发现1-3均作出了重要贡献：（1）与第一完成人合作研究了间隙间距对分离式双箱梁绕流场的影响规律；（2）与第一、第六完成人合作发明了斜拉索水线超声检测技术、揭示了风雨激振机理；并与第一、第八完成人合作揭示了剪切流下斜拉索多模态涡激振动特征与机理；（3）与第一、第三、第六完成人一起合作提出了基于涡动力学的分离式双箱梁涡激振动的间隙扰动控制方法；并与第一、第五、第七完成人合作提出了桥梁结构主被动吸吹气流动控制方法；（4）是代表性论文1，3-5，7，8的作者，且是代表性论文7，8的通讯作者。 3 赖马树金 副教授 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学 对本项目重要科学发现1，3均作出了重要贡献：（1）与第一、第二、第六、第八完成人合作揭示了大跨桥梁分离式双箱梁绕流场及涡激振动涡动力学行为特征与机理；（2）与第一、第二、第六完成人合作提出了基于涡动力学的分离式双箱梁涡激振动的间隙扰动控制方法，取得了很好的控制效果；（3）是代表性论文1，2的作者。 4 兰成明 副教授 北京科技大学 北京科技大学 对本项目重要科学发现2作出了重要贡献：（1）与第一完成人合作发现了拉索风致疲劳与腐蚀导致其强度降低的两个重要因素，并提出了拉索风致疲劳承载力评定方法；（2）是代表性论文6的通讯作者。 5 高东来 其他 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学 对本项目重要科学发现3作出了重要贡献：（1）与第一、第二完成人合作，提出了被动吸吹气流动控制方法，解决了该项研究中的实验技术难题，准确获取绕流场信息，并以此进行了数据分析，合作研究得到了被动吸吹气流动方法对斜拉索绕流场和气动力的控制规律；（2）是代表作8的作者。 6 李凤臣 教授 中山大学 哈尔滨工业大学 对本项目重要科学发现1，2均作出了重要贡献：（1）与前三、第八完成人一起合作揭示了大跨桥梁分离式双箱梁涡激振动涡动力学行为特征与机理，并提出合作提出了基于涡动力学的分离式双箱梁涡激振动的间隙扰动控制方法；（2）与第一、第二完成人合作发明了斜拉索水线超声检测技术、揭示了风雨激振水线运动与拉索振动同频锁定机理；（3）是代表性论文1，4的作者。 7 辛大波 教授 东北林业大学 哈尔滨工业大学 对本项目重要科学发现2作出了重要贡献：（1）与第一、第二完成人合作提出了桥梁结构主动吹气流动控制方法，解决了该项研究中的实验技术难题，并以此进行了数据分析，合作研究得到了主动吹气流动方法对斜拉索涡激振动及其气动力的控制规律；（2）是代表性论文7的作者。 8 张强强 教授 兰州大学 哈尔滨工业大学 对本项目重要科学发现1，2均作出了重要贡献：（1）与第一、第三完成人一起合作揭示了大跨桥梁分离式双箱梁涡激振动涡动力学行为特征与机理；并与第一、第二完成人合作揭示了剪切流下斜拉索尾流旋涡脱落频率展向的非一致性与台阶式锁定特征，解决了研究中实验技术和现场测量难题，并以此进行了数据分析，合作揭示了多模态涡激振动机理和分离式双箱梁绕流场涡动力学特征；（2）是代表性论文1，5作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Investigation and control of vortex-induced vibration of twin box girders/ Journal of Fluids and Structures/ Shujin Laima, HuiLi, WenliChen, Fengchen Li 2 Field monitoring and validation of vortex-induced vibrations of a long-span suspension bridge/ Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics/ Hui Li, Shujin Laima, Qiangqiang Zhang, NaLi, Zhiqiang Liu 3 An Experimental Study on the Unsteady Vortices and Turbulent Flow Structures around Twin-Box-Girder Bridge Deck Models with Different Gap Ratios, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics/Wen-Li Chen, Hui Li, Hui Hu 4 An ultrasonic transmission thickness measurement system for study of water rivulets characteristics of stay cables suffering from wind-rain-induced vibration/Sensors & Actuators A: Physical/Feng-Chen Li, Wen-Li Chen, Hui Li, Rui Zhang 5 An experimental investigation on vortex induced vibration of a flexible inclined cable under a shear flow/Journal of Fluids and Structures/Wen-Li Chen, Qiang-Qiang Zhang, Hui Li, Hui Hu 6 平行钢丝拉索承载力评定/土 木 工 程 学 报/兰成明，李 惠，鞠 杨 7 Suppression of vortex-induced vibration of a circular cylinder using suction-based flow control, Journal of Fluids and Structures/Wen-Li Chen, Da-Bo Xin, Feng Xu, Hui Li, Jin-Ping Ou, Hui Hu 8 Passive jet control of flow around a circular cylinder/ Experiments in Fluids/ Wen-Li Chen, Dong-Lai Gao, Wen-Yong Yuan, Hui Li, Hui Hu	自然奖	李惠,陈文礼,赖马树金,兰成明,高东来,李凤臣,辛大波,张强强	哈尔滨工业大学,北京科技大学	哈尔滨工业大学
105	0585-101	染料掺杂液晶可调谐激光器的发射特性研究 项目名称 染料掺杂液晶可调谐激光器的发射特性研究 推荐/提名单位/人 黑龙江省教育厅 主要完成单位 黑龙江科技大学 项目简介 1.主要研究内容 1.1 理论与实验分析液晶分子经光控PI取向后可以引起较大的光学各向异性，因此对于染料掺杂液晶填充有PI取向膜毛细管、空心光子晶体光纤等微结构光学器件，可以通过温度、电压、角度的改变进行DFB调谐。 1.2研究染料掺杂液晶填充毛细管激光发射特性，分析在毛细管侧面接收不同角度的激光发射兼具DFB和WGMs，由于DFB和WGMs均垂直于毛细管壁向外，因此提高了激光发射强度。 1.3 探讨向列相液晶中非对称动态相位光栅产生的微观物理机制，揭示向列相液晶中基于取向光折变效应，非对称动态相位光栅的衍射规律以及空间电荷场的动力学演化过程。2.发现点 2.1研究染料掺杂液晶填充液晶盒的可调谐激光DFB发射特性。对随温度、入射角度、电压等外界条件的DFB激光可调谐特性进行实验研究；对掺杂银纳米颗粒以降低激光发射阈值，提高斜率效率。 2.2研究染料掺杂液晶填充毛细管及微滴可调谐激光WGMs和RL模式发光特性。分别对染料掺杂液晶填充PI光控取向毛细管发射阈值，以及随温度、电压以及光照时间等条件的变化规律进行实验及理论分析。 2.3研究染料掺杂液晶分别填充空心光纤和空心光子晶体光纤荧光光源的发光特性。实验及理论分析利用不同浓度染料控制荧光输出功率，研究温度对染料掺杂液晶填充两种光纤的荧光半高宽、光强放大倍数及中心波长的影响，并研究其温度、电压以及光照时间调谐特性。3.第三方评价结论 本项目的发表相关研究论文（著）8篇，其中SCI检索4篇；EI检索3篇。研究结果发表在Acta Physica Sinica、.Chinese physics B，并被Chinese physics B；Acta Photonica Sinica；Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays；Acta Optica Sinica等国内外期刊的论文引用30次，可看出我们的研究成果已被国际上普遍认可。与本项目主要发现点有关的论文（著）共发表8篇，其中SCI收录4篇，EI收录2篇；他引总次数30次，其中SCI收录4篇，EI收录2篇；他引总次数30次，其中SCI他引次数11次，EI他引次数19次。4.授权专利情况 本项目获得授权专利4项，其中发明专利2项，实用新型专利2项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 尹向宝 副教授 黑龙江科技大学 黑龙江科技大学 本项目的项目主持人，负责项目的主要方案设计和技术路线等。是代表作①、②的第一作者；是重要科学发现点1、2的主要贡献者；是染料掺杂胆甾相液晶可调谐激光器的发射特性研究，2018年黑龙江省高等学校科学技术，二等奖的第一主持者。参与本项目工作量占本人总工作量的90%。 2 任常愚 教授 黑龙江科技大学 黑龙江科技大学 本项目创造性贡献：是代表性论文⑤、⑦的第一作者，是本项目性能测试与分析的主要贡献者；是重要科学发现点4的主要贡献者；是向列相液晶光折变全息光栅高衍射效率的基础研究，2013年哈尔滨市科学技术奖，三等奖的第一主持者。参与本项目工作量占本人总工作量的80%。 3 刘永军 副教授 哈尔滨工程大学 黑龙江科技大学 本项目创造性贡献：是代表性论文③、④、⑥的第一作者，是本项目机理分析、计算模型建立的主要贡献者；是重要科学发现点3的主要贡献者。参与本项目工作量占本人总工作量的70%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 染料掺杂液晶可调谐激光器研究与应用/哈尔滨工业大学出版社/尹向宝 2 The effect of incident angle of pumping light to Cholesteric Liquid Crystal/ICOM2013/Xiangbao Yin,Yongjun，gli Zhang 3 向列相液晶染料可调谐激光器的研究/物理学报/刘永军，孙伟民，刘晓颀，姚丽双，鲁兴海，宣丽 4 胆甾相液晶激光器的调谐特性研究/物理学报/刘永军，王斐儒， 孙伟民，刘晓颀，张伶莉 5 Asymmetric dynamic phase holographic grating in nematic liquid crystal/Chin. Phys. B./Chang-Yu Ren, Hong-Xin Shi, Yan-Bao Ai, Xiang-Bao Yin, Hong-Wei Ding 6 液晶器件相位调制特性研究/光子学报/刘永军，连佳胡立发，李大禹， 鲁兴海，宣丽 7 C60掺杂向列相液晶薄膜的激光诱导自衍射现象研究/光学学报/任常愚，孙秀冬，刘正君，裴延波 8 大变焦范围电调谐液晶变焦透镜的研究/物理学报/尹向宝, 刘永军, 张伶莉, 吕月兰, 霍泊帆, 孙伟民	自然奖	尹向宝,任常愚,刘永军	黑龙江科技大学	黑龙江省教育厅
106	0590-101	兴安落叶松林碳汇与功能化学成分提升机理研究 项目名称 兴安落叶松林碳汇与功能化学成分提升机理研究 推荐/提名单位/人 东北林业大学 主要完成单位 东北林业大学 项目简介 兴安落叶松广泛分布于北半球中高纬度地带，是寒温带天然分布最广的树种，也是东北地区最主要的造林树种之一。作为世界最大造林国家，森林碳汇已成为我国国际气候谈判的筹码，而天然林保护工程全面禁伐的实施使得非传统林木资源的高效利用成为林区发展的新动能。本项目以兴安落叶松林为对象，长期定位、野外普查、室内控制与模型模拟相结合，系统研究了碳汇功能评价、功能化学成分分离方法及其功能提升机制机理。包括： 1.阐明了兴安落叶松林生态系统碳汇功能，揭示了土壤固碳重要性与潜力风险 率先多方法揭示了兴安落叶松林生态系统碳交换总量每年114-300g m-2，明确碳汇年、季特征，参数化生态系统水平光合与呼吸模型，量化年呼吸量和年光合量总量变化范围并找出限制因子。长期固定与年代序列样地法揭示了土壤碳增汇功能，相当林分碳汇39%，土壤表层碳累积明显，深层固碳潜力大；从30多个土壤指标系统揭示了落叶松林持续固碳存在的土壤酸化、碳氮比失衡、土壤磷显著消耗等风险。 2.创建了兴安落叶松及林下植物化学成分分离新方法，阐明了功能提升的机制机理 以落叶松为原料，开发出基于离子液体、大孔树脂、超声、超临界萃取及微粉化为核心的阿拉伯半乳聚糖、二氢槲皮素、原花青素、莽草酸的绿色分离新方法。以林下植物资源为原料，创建了五味子精油-木脂素多组分绿色协同分离新方法、偃松匀浆-超声-酶促核仁油绿色清洁分离新方法和笃斯越桔叶精油-绿原酸-金丝桃苷多成分微波促进蒸馏双提新方法。阐明了多种化学成分抗氧化功能的提升机制，发现了Nrf2依赖通路；采用超临界CO2反溶剂制备新方法，揭示了粒度减小-表面积增大-水溶性提高-生物利用度增强的大分子植物化学成分功能提升机理。 3.明确了我国未来气候变化特征，阐明了碳汇响应机制与活性成分定向培育调控途径 明确了东北地区气候变化特征为温度升高冬季高于夏天、夜晚高于白天、昼夜温差减小；辐射减少趋势缓解，降雨量变化不显著。发现了北部地区树木径向生长加速明显，而南部早、晚材趋异响应明显的特征。首次报道了树干呼吸午休现象并阐明水分亏缺调控机制，发现了异养呼吸温度敏感性显著低于自养呼吸，揭示了光合碳固定对光照、水分亏缺影响阈值范围。解析了皆伐、疏伐管理提升碳汇途径与微生物学机制，提出了环境调控-定向培育-增值功能化学产物的定量方法，系统阐明了落叶松林气候响应特征与管理提升潜力。 本成果共出版英文专著1部、发表150篇论文，包括Glob Change Biol、Anal Chim Acta、Forest Ecol Mange等知名期刊SCI论文53篇，SCI总他引1635次，CNKI总引3564次。8篇代表作包括ESI领域被引前3%5篇、前1%1篇，总他引451次。成果得到了国内外知名专家的广泛认可，被Science、PNAS、Chem Revi(IF=52.6,世界第四高)、IPCC第四次和第五次评估报告等正面引用，SCI库检索本团队落叶松碳汇与成分提取发文量居世界首位，为落叶松林生态功能评价与资源高效利用奠定良好理论基础。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王文杰 教授 东北林业大学 东北林业大学 负责整个项目的实施与设计，主要贡献：阐明了落叶松林生态系统碳汇功能，揭示了土壤固碳的潜力与风险；阐明了落叶松林碳汇功能及次生代谢未来气候响应机制与管理提升机理。佐证材料：代表性论文1,2,3和专著（附件1）. 2 杨磊 教授 东北林业大学 东北林业大学 主要学术贡献于创新点二：以落叶松非木资源（针叶、树皮与剩余物）及林下植物资源（五味子、偃松、笃斯越桔、红豆杉等）为原料，创建了基于离子液体、大孔树脂、超声、超临界萃取为核心的有效成分（阿拉伯半乳聚糖、二氢槲皮素、原花青素、精油、核仁油、木脂素等）分离纯化技术体系；并对落叶松及林下植物化学成分的多种生物活性进行了评价，为高效利用奠定了理论基础。佐证材料：代表性论文5、6。 3 刘滨辉 副教授 东北林业大学 东北林业大学 学术贡献于创新点三：发现中国东北地区是我国过去几十年温度上升最快的地区，温度上升呈现出昼夜差异，表现为夜晚温度上升的比白天温度快；阐明温度上升速度的昼夜差异主要由于太阳辐射降低造成的，太阳辐射降低与云量无关；我国降雨量变化呈现降雨频率下降，同时极端降雨增多的特点；揭示了落叶松径向生长规律及受气候影响特征与形成机制。佐证材料：代表性论文8. 4 付玉杰 教授 东北林业大学 东北林业大学 主要学术贡献于创新点二：以落叶松次生代谢产物二氢槲皮素为对象，确认了其抗氧化功能提升的Nr2F依赖途径。佐证材料：代表作4. 5 赵冬梅 讲师 东北林业大学 东北林业大学 主要学术贡献于创新点二：以林下资源植物主要提取物-紫杉醇为实验材料，构建了纳米化功能提升、主动靶向性运输系统，并阐明了相较于对照的功能提升机制机理，为林下植物资源功能化学成分高值化利用奠定了理论基础。佐证材料：代表性论文7. 6 王慧梅 教授 东北林业大学 东北林业大学 主要学术贡献于创新点一和三：与王文杰教授共同揭示了土壤碳截获深层土壤重要性及养分动态特征，发现了树干呼吸午休现象并阐明其形成机制。佐证材料：代表作2、3和专著附件 1. 7 祖元刚 教授 东北林业大学 东北林业大学 主要学术贡献：与王文杰教授共同测定了落叶松人工林碳汇功能的年、季节变化规律，量化了落叶松林碳汇功能；与杨磊教授共同创制了相关的落叶松林相关化学活性成分分离新方法；与赵冬梅博士共同揭示了功能化学成分纳米化-靶向功能提升机制机理。佐证材料：代表作1、5、6、7和专著附件1. 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Study on ionic liquid-based ultrasonic-assisted extraction of biphenyl cyclooctene lignans from the fruit of Schisandra chinensis Baill./Analytica Chimica Acta/Ma, C.H., Liu, T.T., Yang, L., Zu, Y.G., Wang, S.Y., and Zhang, R.R. 2 Extraction and chromatographic determination of shikimic acid in Chinese conifer needles with 1-benzyl-3-methylimidazolium bromide ionic liquid aqueous solutions./ Journal of Analytical Methods in Chemistry/Fengli Chen, Kexin Hou, Shuangyang Li, Yuangang Zu, Lei Yang. 3 Preparation, characterization, and in vitro targeted delivery of folate-decorated paclitaxel-loaded bovine serum albumin nanoparticles/International Journal of Nanomedicine/Zhao, D.M., Zhao, X.H., Zu, Y.G., Li, J.L., Zhang, Y., Jiang, R., and Zhang, Z.H. 4 A spatial analysis of pan evaporation trends in China, 1955-2000/Journal of Geophysical Research-Atmospheres/ Liu, B. H., M. Xu, M. Henderson, and W. G. Gong. 5 Temporal changes in SOM, N, P, K, and their stoichiometric ratios during reforestation in China and interactions with soil depths: Importance of deep-layer soil and management implications/Forest Ecology and Management/ Wang, W.J., Wang, H.M., and Zu, Y.G. 6 Stem respiration of a larch (Larix gmelini) plantation in northeast China/Intergrative J Plant Biology (Acta Botanica Sinica)/Wang, W.J., Yang, F.J., Zu, Y.G., Wang, H.M., Takagi, K., Sasa, K., and Koike, T. 7 Changes in soil organic carbon, nitrogen, pH and bulk density with the development of larch (Larix gmelinii) plantations in China/Global Change Biology/Wang, W.J., Qiu, L., Zu, Y.G., Su, D.X., An, J., Wang, H.Y., Zheng, G.Y., Sun, W., and Chen, X.Q. 8 Dihydroquercetin (DHQ) Induced HO-1 and NQO1 Expression against Oxidative Stress through the Nrf2-Dependent Antioxidant Pathway. / J Agri Food Chemistry/ Liang, L.Gao, C.Luo, M.Wang, W.Zhao, C. J.Zu, Y. G. Efferth, T.Fu, Y. J.	自然奖	王文杰,杨磊,刘滨辉,付玉杰,赵冬梅,王慧梅,祖元刚	东北林业大学	东北林业大学
107	0591-101	癌症风险非编码RNA识别的关键技术及应用 项目名称 癌症风险非编码RNA识别的关键技术及应用 推荐/提名单位/人 黑龙江省教育厅 主要完成单位 哈尔滨医科大学 项目简介 识别恶性肿瘤风险非编码RNA（miRNA/lncRNA）并阐明其调控机制一直是生物医学领域的重大挑战。本项目以开发恶性肿瘤风险非编码RNA识别的关键技术，并解析其在肿瘤进程中的调控机制为研究目标，发表代表性SCI论文8篇，影响因子＞10分的SCI文章3篇，累计影响因子53.969，SCI他引305次，包括2篇ESI高被引论文，在以下三个研究方向获得突破：1、开发了一项关键技术系统识别癌症中具有调控活性的lncRNA-miRNA-mRNA竞争三元组。课题组在国际上首次：①定义并构建了12种癌症的全局竞争活性谱，发现lncRNA的竞争活性具有高度癌症特异性；②构建了9种癌症的特异性竞争子网及风险通路；③发现一个由五个调控子组成的功能性模块（H19、miR-17、miR-20、THBS1、MAP3K12），可以作为乳腺癌诊断风险分子标记物。2、揭示了lncRNA在恶性肿瘤中的DNA甲基化调控模式。课题组在国际上首次：①开发了一种重注释技术将Infinium DNA甲基化芯片的探针重新注释到lncRNA功能位点；②构建了20种癌症、4629个肿瘤样本和705个正常样本的DNA甲基化谱；③识别出癌症状态特异、癌症亚型特异及预后相关甲基化模式的lncRNA，可以作为潜在的癌症治疗靶点。3、系统研究了人类lncRNA上的SNP分布特征。课题组在国际上率先：①发现人类lncRNA具有较低的SNP密度，揭示风险SNP的致病机制与lncRNA功能有关；②发现lncRNA的进化保守区域上存在疾病风险SNP；③发现lncRNA上的SNP对RNA二级结构具有显著影响，疾病风险SNP可以通过改变lncRNA 的二级结构导致疾病。在技术推广和应用方面，课题组开发了多个大数据平台：LincSNP数据库是国际上第一个查询lncRNA疾病风险SNP的数据库；Lnc2Cancer是国际上最大的癌症风险lncRNA数据库；LncACTdb和miRSponge是国际上研究ceRNA的重要数据库，这些大数据平台得到了超过60个国家的10万次访问，研究成果被Nature Reviews Genetics引用5次，来自美国哈佛医学院、梅奥医学中心等国际著名机构的知名科学家高度评价了我们的成果。近十年来，李霞教授团队一直致力于恶性肿瘤风险非编码RNA的研究工作，在973项目、863项目和10余项国家自然科学基金的支持下，发表SCI论文超过200篇，影响因子＞10分的SCI文章30余篇，累计影响因子＞1000，他引总次数约6000次（Google Scholar），h指数42，i10指数136。在学科影响力和人才培养方面，李霞教授目前担任中国细胞生物学学会功能基因组信息学与系统生物学学会会长，该学会目前是国内规模最大、影响力最大的生物信息学专业学会。李霞教授创立的哈尔滨医科大学生物信息学院，是目前国内唯一的学院级别的生物信息学教学与研究单位，十余年来以高质量的教学水平，培养了大批优秀的生物信息学人才。李霞教授主编了国内首部生物信息学规划教材，目前已成为全国多所大学本科生物信息学专业的指定教材，也是众多科研人员必备的参考书，这是国家对高等医学人才培养中开展生物信息学教育的重视，也是对李霞教授团队在生物信息学领域教学和研究成就的肯定。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李霞 教授 哈尔滨医科大学 哈尔滨医科大学 李霞，院长，博士生导师，龙江学者特聘教授，负责项目整体设计和实施。李霞教授课题组长期从事癌症非编码RNA 相关的生物信息学和系统生物学研究，主持多项863 项目、973 项目和国家自然科学基金项目，本项目中发表代表性SCI论文8篇。主要学术贡献包括：1）建立了癌症ceRNA 研究体系；2）建立了癌症非编码RNA 的DNA 甲基化和遗传图谱；3）开发了癌症lncRNA 风险标记物识别方法；4）识别了癌症lncRNA 参与的风险通路。 2 宁尚伟 副教授 哈尔滨医科大学 哈尔滨医科大学 宁尚伟，副教授，博士、临床医学博士后，硕士生导师，担任课题组组长（PI），在本项目中负责具体实施工作，共发表代表性SCI 论文6 篇（论文1, 2, 3, 5, 6, 8）。主要学术贡献包括：1）建立了癌症lncRNA 的分子图谱数据库；2）开发了检测癌症患者风险lncSNPs 数据库；3）开发了基于多组学数据的癌症风险标记物识别算法。 3 张云鹏 副教授 哈尔滨医科大学 哈尔滨医科大学 张云鹏，副教授，担任课题组组长（PI），作为项目主要参加人，进行项目具体实施，发表代表性SCI 论文1和5，对本项目主要学术贡献：1）建立了癌症风险lncRNA 大数据平台和遗传分子图谱数据库；2）开发了检测癌症风险ceRNA 的系列方法；3）挖掘和探索可作为癌症治疗靶点的非编码RNA 调控风险通路。 4 王鹏 副教授 哈尔滨医科大学 哈尔滨医科大学 王鹏，副教授，作为项目参与人，负责项目的方法实施，发表代表性论文1和5。主要学术贡献：1）建立了癌症非编码RNA 注释数据库；2）开发了检测癌症ceRNA 的生物信息学方法；3）开发了基于芯片重注释的癌症风险lncRNA 识别方法。 5 白静 讲师 哈尔滨医科大学 哈尔滨医科大学 白静，讲师，作为项目参与人，负责项目的方法实施，发表代表性论文7。主要学术贡献：1）开发了基于多组学数据的癌症biomarker识别算法；2）挖掘癌症治疗靶点的风险通路。 6 许艳军 讲师 哈尔滨医科大学 哈尔滨医科大学 许艳军，讲师，作为项目参与人，负责项目的方法实施，发表代表性论文4。主要学术贡献：1）开发了基于甲基化数据的癌症诊断标记物识别算法；2）挖掘癌症非编码RNA 调控风险通路。 7 李峰 助理研究员 哈尔滨医科大学 哈尔滨医科大学 李峰，助理研究员，作为项目参与人员，负责项目中数据收集和算法实现，发表代表性论文6。主要学术贡献：1）建立了癌症大数据组学和资源库；2）开发了癌症患者风险lncSNPs 的诊断平台。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Identification of lncRNA-associated competing triplets reveals global patterns and prognostic markers for cancer/Nucleic Acids Research/Wang Peng, Ning Shangwei, Zhang Yunpeng, Li Ronghong, Ye Jingrun, Zhao Zuxianglan, Zhi Hui, Wang Tingting, Guo Zheng, Li Xia 2 Lnc2Cancer: a manually curated database of experimentally supported lncRNAs associated with various human cancers/Nucleic Acids Research/Ning Shangwei, Zhang Jizhou, Wang Peng, Zhi Hui, Wang Jianjian, Liu Yue, Gao Yue, Guo Maoni, Yue Ming, Wang Lihua, Li Xia 3 A novel reannotation strategy for dissecting DNA methylation patterns of human long intergenic non-coding RNAs in cancers/Nucleic Acids Research/Zhi Hui, Ning Shangwei, Li Xiang, Li Yuyun, Wu Wei, Li Xia 4 Co-LncRNA: investigating the lncRNA combinatorial effects in GO annotations and KEGG pathways based on human RNA-Seq data/Database-The Journal of Biological Databases and Curation/Zhao Zheng, Bai Jing, Wu Aiwei, Wang Yuan, Zhang Jinwen, Wang Zishan, Li Yongsheng, Xu Juan, Li Xia 5 Topologically inferring risk-active pathways toward precise cancer classification by directed random walk/Bioinformatics/Liu Wei, Li Chunquan, Xu Yanjun, Yang Haixiu, Yao Qianlan, Han Junwei, Shang Desi, Zhang Chunlong, Su Fei, Li Xiaoxi, Xiao Yun, Zhang Fan, Dai Meng, Li Xia 6 miRSponge: a manually curated database for experimentally supported miRNA sponges and ceRNAs/Database-The Journal of Biological Databases and Curation/Wang Peng, Zhi Hui, Zhang Yunpeng, Liu Yue, Zhang Jizhou, Gao Yue, Guo Maoni, Ning Shangwei, Li Xia 7 A global map for dissecting phenotypic variants in human lincRNAs/European Journal of Human Genetics/Ning Shangwei), Wang Peng, Ye Jingrun, Li Xiang, Li, Ronghong, Zhao Zuxianglan, Huo Xiao, Wang Li, Li Feng, Li Xia 8 LincSNP: a database of linking disease-associated SNPs to human large intergenic non-coding RNAs/BMC Bioinformatics/Ning Shangwei, Zhao Zuxianglan, Ye Jingrun, Wang Peng, Zhi Hui, Li Ronghong, Wang Tingting, Li Xia	自然奖	李霞,宁尚伟,张云鹏,王鹏,白静,许艳军,李峰	哈尔滨医科大学	黑龙江省教育厅
108	0596-101	钛合金表面微弧氧化陶瓷膜层的制备及抗高温性能的研究 项目名称 钛合金表面微弧氧化陶瓷膜层的制备及抗高温性能的研究 推荐/提名单位/人 黑龙江省教育厅 主要完成单位 牡丹江师范学院 项目简介 微弧氧化技术具有原位生长、膜层与基体结合强度高，复杂零件易于加工的特点。通过对钛合金表面进行机械研磨（SMAT）实现了对合金表面的纳米化（SNC）及对膜层后处理封孔，最后在氩气中进行焙烧处理，使膜层进一步细化。通过有效控制火花放电实现了抑弧氧化。建立了全面的抗高温氧化评价体系，在使用温度附近来研究其抗高温氧化性能为重点，针对钛合金在抗高温过程中所存在的表面形貌腐蚀、高温氧化增重及力学性能下降等问题，在TC4表面原位制备出具有优良抗高温性能和结构的陶瓷膜层，同时对其高温氧化机制进行深入而系统的研究。利用制得的优质膜层进行了高温氧化性能测试，研究了增重量、反应速率、界面结合力、膜层厚度和时间的关系，在以往研究的基础上建立更为系统全面的评价体系，并对其高温氧化机制进行了系统全面的研究。 一般的微弧氧化反应只利用一个电极成膜，另外一个电极的电压则较低，不做反应电极。通过对微弧氧化的深入理解，提出了在两个电极上都生成陶瓷膜的新理念，并对电源进行了重新设计。目前利用两个电极进行微弧氧化反应的研究还鲜见报导。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 郝国栋 教授 牡丹江师范学院 牡丹江师范学院 负责项目的总体设计，实验人员的分工，从事高温氧化机理分析等。 2 郑友进 教授 牡丹江师范学院 牡丹江师范学院 项目中材料制备及机理分析。 3 郝春丽 高级工程师 牡丹江师范学院 牡丹江师范学院 负责材料的制备，进行结构与组成表征。 4 尹龙承 讲师 牡丹江师范学院 牡丹江师范学院 材料的制备及性能研究。 5 黄海亮 讲师 牡丹江师范学院 牡丹江师范学院 膜层材料的制备及抗高温氧化测试。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 双电极微弧氧化陶瓷膜层的制备/稀有金属材料与工程/郝国栋, 李春彦, 郝春丽 2 反应时间对硅酸盐体系微弧氧化陶瓷膜的影响/稀有金属材料与工程/郝国栋，张金学，郝春丽，郑友进等 3 微弧氧化陶瓷膜封孔后处理及抗高温氧化性能的研究/人工晶体学报/郝国栋，郭永良，王超宇等 4 Influences of different calcinations ambience on PhaseComposition and Morphologies of Ceramic Coatingson Ti Alloy by Micro-arc Oxidation/AdvancedMaterials Research/Hao GD, Zhang NW, Yun, T 5 Effects of different calcination conditions on phasecomposition, morphology and element contents ofceramic coatings on Ti–6Al–4V alloy by micro-arcoxidation/Rare Metals/Hao GD, Hao XL, Zhu, ZF, etal. 6 Emission behaviors of Yb2O3 nanoparticles pumpedby 980 nm laser at different power densities/Optics andLaser Technology/Zheng, Youjin; Lu, Qiang; Wang,Jialiang 7 Evolution of nitrogen structure in N-doped diamondcrystal after high pressure and high temperatureannealing treatment/Chinese Physics B/. Zheng Y J,Huang G F, Li Z C, et al. 8 Properties of Composite Ceramic Coatings onTi-6Al-4V Alloy by Surface Nano-crystallization /Micro-Arc Oxidation/Advanced Materials Research/Hao GD, Guo YL, Liu G, et al	自然奖	郝国栋,郑友进,郝春丽,尹龙承,黄海亮	牡丹江师范学院	黑龙江省教育厅
109	0603-101	靶向升高的α2,3-唾液酸修饰可能成为三阴乳腺癌治疗新方法 项目名称 靶向升高的α2,3-唾液酸修饰可能成为三阴乳腺癌治疗新方法 推荐/提名单位/人 黑龙江省教育厅 主要完成单位 齐齐哈尔医学院 项目简介 三阴性乳腺癌（Triple-negative breast cancer,TNBC）是乳腺癌的一个主要临床类型，常发生于年轻女性，转移发生迅速，缺少靶向治疗，容易发生耐药，预后较差。目前对三阴乳腺癌抗肿瘤转移治疗不理想，迫使人们不得不重新考虑寻找新的治疗靶点。肿瘤细胞膜表面异常的糖链结构与侵袭转移关系的研究近年来备受关注。但由于糖链不是基因的直接产物，多糖结构复杂及检测技术的限制，此方面研究进展较缓慢。 本项目对α2,3-唾液酸修饰在三阴乳腺癌侵袭转移的恶性行为中所扮演的角色及分子本质进行了系统的研究，在遵循“现象-本质”规律基础上，取得了一系列的开创性成果： 1. 拓宽了糖基化修饰与肿瘤侵袭转移相关理论，创建了α2,3-唾液酸修饰与乳腺癌侵袭转移的相关理论体系。首次提出并验证了α2,3-唾液酸修饰与乳腺癌侵袭转移潜能的相关性，突破现有仅研究α2,6-唾液酸修饰的局限，拓宽了唾液酸修饰与肿瘤侵袭转移理论的知识内涵。 2. 打破了目前尚缺乏对特征性糖链功能的系统实验研究局限性。本课题组首次构建了ST3Gal介导的α2,3-唾液酸过表达和下调表达的三阴乳腺癌细胞模型，可单一调控α2,3-唾液酸水平，为后续实验研究奠定基础，建立单一唾液酸改变的细胞模型被多数专家认为是研究唾液酸修饰与肿瘤侵袭转移关系最为理想的手段之一。以此细胞模型为研究对象，证实了α2,3-唾液酸修饰是三阴乳腺癌发生侵袭转移关键分子。 3. 在众多介导细胞与细胞外基质黏附的重要分子中，有关整合素分子Integrin、E-cadherin的报道最多，但大多数忽略二者被唾液酸化修饰的体内实际情况。事实上，二者功能依赖于这种唾液酸化修饰，本研究首创将侵袭分子功能改变与唾液酸修饰相结合，开创性地研究了α2,3-唾液酸修饰所引起Integrin、E-cadherin表达及功能改变及其相关信号传导通路。我们的研究成果揭示了三阴乳腺癌侵袭转移发生的另一种新机制，具有重大意义。 4. 本课题中以α2,3-唾液酸为靶点筛选出的狼毒大戟活性成分试验，是验证唾液酸对其侵袭转移的调控作用可靠性唯一途径。研究狼毒大戟的靶向治疗，突破其有效剂量与中毒剂量接近所引起毒性反应的局限。证实了狼毒大戟活性成分没食子酸乙酯以α2,3-唾液酸为靶向的治疗，可有效抑制三阴乳腺癌的恶性侵袭行为，为“靶”临床应用提供基础实验研究。研究成果影响力和实用性强。本项目的成果累计被引用60次，其中ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH杂志影响因子20.268。针对三阴乳腺癌抗转移治疗的难点问题，鉴于三阴乳腺癌细胞表面α2,3-唾液酸修饰增高这一事实，开创性的开展糖链系统性功能研究，提出“靶向升高的唾液酸修饰可能成为三阴乳腺癌治疗新方法”这一理论，为三阴乳腺癌抗转移治疗提供新的思路和实验基础，具有极大的现实意义。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 崔红霞 教授 齐齐哈尔医学院 齐齐哈尔医学院 崔红霞教授是该奖项依托的三个项目负责人，是本项目的第一完成人，是总体学术思想和研究方案的提出者，也是支持本项目科研基金的主要负责人，她领导科研小组开展实验和理论研究，并撰写论文。对建立α2,3-唾液酸修饰与肿瘤侵袭转移相关性的有关理论，揭示α2,3-唾液酸水平与三阴乳腺癌侵袭转移之间的变化规律，提出了靶向升高的α2,3-唾液酸修饰可能成为三阴乳腺癌治疗的新方法均做出了创造性贡献。她参与本项目8篇代表性论文的工作，并是7篇文章的第一作者或通讯作者。 2 刘吉成 教授 齐齐哈尔医学院 齐齐哈尔医学院 刘吉成教授是本项目的第二完成人，对崔红霞教授提出的α2,3-唾液酸修饰与肿瘤侵袭转移相关性的有关理论给出一定的指导意见，揭示了狼毒大戟根中活性成分没食子酸乙酯对乳腺癌治疗的分子本质。本项目的8篇代表性论文里，他是5篇文章的通讯作者。 3 王明 助教 齐齐哈尔医学院 齐齐哈尔医学院 王明硕士是本项目的第三完成人，是本项目实验室工作的主要完成人，组织管理课题开展及协调各成员课题实施，辅助负责人进行项目管理，使项目顺利结题。本项目的8篇代表性论文里，她是1篇文章的第一作者，并参与完成另外3篇文章工作。 4 苑家鑫 讲师 齐齐哈尔医学院 齐齐哈尔医学院 苑家鑫硕士是本项目的第四完成人，是本项目实验室工作的次要完成人，参与评价唾液酸靶向的有效性研究，负责相关技术方法的提炼和总结。本项目的8篇代表性论文里，他是1篇文章的第一作者，并参与完成另外2篇文章工作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Differential expression of α2,3-sialic acid structures of breast cancer association with metastatic potential/ ONCOLOGY REPORTS/HONGXIA CUI,YU LIN, LILINGYUE, XUEMEI ZHAO and JICHENGLIU. 2 ST3Gal III modulates breast cancer cell adhesion and invasion by altering the expression of invasion-related molecules/ONCOLOGY REPORTS/HongXia Cui,Honglan Wang,Yuchun Wang,Juan Song,Hua Tian,Chunhui Xia,Yetong Shen. 3 Ethyl gallate suppresses proliferation and invasion in human breast cancer cells via Akt-NF-κB signaling/ ONCOLOGY REPORTS/HONGXIA CUI, JIAXIN YUAN, XIAOHUI DU, MING WANG, LILING YUE and JICHENG LIU. 4 Ethyl Gallate Inhibits Invasive Behavior of Breast Cancer by Changing Cell Surface α2,3-sialic acids/International Conference on Medicine and Biopharmaceuticals/Jia-Xin Yuan, Ming Wang, Xue-Mei Zhao, Qi Zhang, and Hong-Xia Cui 5 没食子酸乙酯对人乳腺癌MDB-MB-231细胞侵袭能力的影响及其机制研究/药学学报/崔红霞, 王明, 苑家鑫, 刘吉成. 6 过表达外源ST3Gal I增加MCF-7细胞与胞外基质粘附和侵袭能力/中国生物化学与分子生物学报/崔红霞, 岳丽玲, 刘吉成. 7 沉默ST3Gal III抑制MDA-MB-231细胞黏附和侵袭能力/中国生物化学与分子生物学报/崔红霞, 王宏兰, 王玉春, 宋娟, 田华, 夏春辉, 沈业彤. 8 荧光素酶基因标记乳腺癌细胞系鉴定/医学研究杂志/王明, 崔红霞荧光素酶基因标记乳腺癌细胞系鉴定/医学研究杂志/王明, 崔红霞, 刘吉成.	自然奖	崔红霞,刘吉成,王明,苑家鑫	齐齐哈尔医学院	黑龙江省教育厅
110	0662-101	高活性纳米二氧化钛光催化材料 项目名称 高活性纳米二氧化钛光催化材料 推荐/提名单位/人 复旦大学 主要完成单位 复旦大学 项目简介 项目研究成果属于新材料、光催化、太阳能利用交叉领域。利用太阳能的光催化技术具有解决能源危机与环境污染的潜力，高活性光催化材料的研制是当前国际能源、环境和材料领域的研究热点和前沿。拓展TiO2的可见光吸收、提高其光催化活性是TiO2光催化领域的难点。项目组深入研究TiO2光催化材料的量子效率低的关键科学问题，在国家863课题以及国家自然科学基金项目的资助下，围绕石墨烯/TiO2复合材料提高光催化制氢活性, C、N元素掺杂以及共掺杂纳米TiO2提高可见光吸收以及光电催化活性，新型氧化物光催化剂的制备方法等方面取得了国际公认的创新性研究成果，形成了自己的研究特色。主要发现点如下：1. 首次提出了利用石墨烯修饰TiO2提高其光催化制氢活性的新策略，揭示了石墨烯提高光催化制氢活性的反应机制，引入适量的石墨烯能够促进光生载流子的分离，提高光催化制氢效率。2. 首创利用TiC、TiN、TiCN可控制备原位C、N元素掺杂以及 C、N共掺杂TiO2的多种新方法，提高了TiO2材料的可见光吸收和光分解水的活性。3. 发明了一种全新的氧化物的制备方法，基于有机物前驱体可以燃烧的特性一步制备微球形氧化物包括TiO2，Nb2O5，Ta2O5以及金属元素掺杂的半导体氧化物例如Fe、Mn掺杂的TiO2以及Pt或其他氧化物如SiO2修饰的TiO2等新材料，2017年获上海市优秀发明选拔赛金奖。4. 提出了利用金属Pt纳米粒子、石墨烯氧化物、碳(硅)量子点等修饰TiO2纳米管电极提高光电化学分解水活性的新思路，拓展了TiO2复合薄膜电极的光吸收以及光生载流子的分离，提高了可见光分解水效率。该研究成果8篇代表性研究论文总被他引1110次，单篇最高他引663次，代表论文中2篇入选ESI高被引论文，项目负责人多次受邀在学术会议作邀请报告，获授权国家发明专利16项。研究成果获得国内外著名科学家的高度评价，如韩国科学院院士、EST副主编、浦项科技大学Wonyong Choi教授，中国科学院院士李灿研究员，中国科学院院士邹志刚教授和中国工程院院士付贤智教授等。新加坡南洋理工太阳能燃料实验室Say Chye Joachim Loo与 Can Xue教授和英国帝国理工大学James Barber教授(Energy Environ. Sci., 2014, 7, 3934-3951)认为本项目报道了石墨烯修饰TiO2的第一个实例并引发了相关的研究工作。国家纳米科学中心宫建茹研究员(Adv. Mater., 2013, 25, 3820-3839)认为本项目发表了国际上石墨烯修饰TiO2提高光催化制氢最早的研究论文(无机化学学报, 2009, 25, 1903-1907)。研究论文受到众多国际著名权威期刊如《Chem. Rev.》、《Chem. Soc. Rev.》、《Energy & Environ. Sci.》、《Adv. Mater.》、《Angew. Chem. Int. Ed.》、《J. Am. Chem. Soc.》等期刊多次大段引用与正面评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 崔晓莉 教授 复旦大学 复旦大学 项目负责人，是第2位主要完成人的博士导师。提出了本项目的研究思路与构想，整体把握研究动态，负责组织、指导课题的研究工作和论文的撰写，是8篇代表论文的单一通讯作者。 2 张晓艳 副研究员 中国科学院上海光学精密机械研究所 复旦大学 通过溶胶-凝胶方法、水热方法合成了石墨烯/TiO2复合材料，研究了火焰辅助热解方法制备嵌碳TiO2微球，并研究了它们的光催化制氢特性与机理，撰写研究论文，是代表论文1， 3 ，6，8的第一作者。 3 江志裕 教授 复旦大学 复旦大学 项目组主要成员，是第一完成人的博士后合作导师，参与材料的设计与研究论文的修改与机理分析，是代表论文3,6的合作作者之一。 4 章壮健 教授 复旦大学 复旦大学 项目组主要成员，是第一完成人的合作导师，参与光催化材料的设计与研究论文的修改与机理分析，是代表论文5的合作作者之一。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Graphene oxide modified TiO2 nanotube arrays：Enhanced visible light photoelectrochemical properties/Nanoscale/Peng Song, Xiaoyan Zhang, Mingxuan Sun, Xiaoli Cui*, and Yuehe Lin. 2 A green and facile synthesis of TiO2/Graphene nanocomposites and their photocatalytic activity for hydrogen evolution, /International Journal of Hydrogen Energy/Xiaoyan Zhang, Yujun Sun, Xiaoli Cui*, Zhiyu Jiang. 3 A nanocomposite of carbon quantum dots and TiO2 nanotube arrays: enhancing photoelectrochemical and photocatalytic properties/RSC Advance/Mingxuan Sun, Xiaoqing Ma, Xi Chen, Yujun Sun, Xiaoli Cui*, Yuehe Lin 4 Nitrogen-Doped TiO2 from TiN and its Visible Light Photoelectrochemical properties/ Electrochemistry Communications/ Xiaoli Cui*, Ming Ma, Wei Zhang, Yanchao Yang, Zhuangjian Zhang 5 Carbon-incorporated TiO2 microspheres: Facile flame assisted hydrolysis of tetrabutyl orthotitanate and photocatalytic hydrogen production/ International Journal of Hydrogen Energy /Xiaoyan Zhang, Yujun Sun, Xiaoli Cui*, Zhiyu Jiang 6 A hydrothermal route for constructing reduced graphene oxide/TiO2 nanocomposites:Enhanced photocatalytic activity for hydrogen evolution/International Journal of Hydrogen Energy/ Hui Li and Xiaoli Cui* 7 石墨烯/纳米TiO2的制备及其光催化制氢活性/无机化学学报/ 张晓艳, 李浩鹏，崔晓莉* 8 Graphene/TiO2 Nanocomposites: Synthesis, Characterization and Application in Hydrogen Evolution from Water Photocatalytic Splitting/Journal of Materials Chemistry/Xiaoyan Zhang, Haopeng Li, Xiaoli Cui* and Yuehe Lin	自然奖	崔晓莉,张晓艳,江志裕,章壮健	复旦大学	复旦大学
111	0662-102	半刚性和刚性高分子体系的成核及相变行为 项目名称 半刚性和刚性高分子体系的成核及相变行为 推荐/提名单位/人 复旦大学 主要完成单位 复旦大学 项目简介 很多实际运用的高分子体系中存在一定程度的链刚性。例如，为了提高材料的力学强度，通常在柔性单元中引入刚性单体与之共聚或共混刚性高分子；应用于光电器件的含共轭结构单元的嵌段高分子；生物大分子；聚电解质及DNA等都是半刚性高分子。这些材料的性能及应用与其凝聚态结构紧密相关。预测分子特征与凝聚态的生成及演化之间的构效关系是高分子理论的首要任务，是人们理解高分子材料物理性能的基础。60年代后期，自S. F. Edwards及P. G. deGennes将量子力学中的路径积分引入高分子构象描述以来，在量子场论基础上发展了高分子自洽场理论(SCFT)。经过半个世纪的发展，在根据分子结构性质预测高分子热力学平衡态相结构及转变行为方面取得了巨大成功。目前主要针对通用高分子，采用易于数学表述的高斯链模型描述柔性长链行为，但不适用于半刚性高分子。 蠕虫状链模型(worm-like chain model)最普适，它能够描述从刚性到柔性的高分子链的统计性质。然而，蠕虫状链模型由于考虑了链段的取向分布，其构象分布满足一个六维扩散方程，难以使用高斯链体系中非常有效的谱方法和实空间方法。目前的文献工作大多简化为忽略空间非均相性或减少取向自由度的情况或是对极限情况的解析分析。迄今，能考虑各种复杂参数影响的数值算法还处于起步和探索阶段。由于理论方法及求解的困难，国际上在SCFT中考虑链刚性方面的研究也只是刚刚开始。 本项目基于蠕虫状链模型发展了含有半刚性特征的各种复杂拓扑结构及特殊相互作用的高分子体系的SCFT，从而完善了高分子凝聚态预测的分子理论。创新性地提出了“用有限体积法在三维实空间求解半刚性链传播子”的解决思路，直接在三维实空间求解出含有链段取向的链传播子的扩散方程，解决了一直以来制约半刚性链自洽场理论研究的难题。由于在三维空间考虑链段的取向，可以十分方便地考虑更加复杂的液晶相结构如链段的取向与层状相的法线有一定夹角的smectic-C，这是目前文献中基于谱方法数值求解难于考虑的相结构。由于在研究方法上取得了突破，我们对半刚性高分子复杂体系的构象统计、液晶行为及相变的物理机制等方面开展了系统、持续的研究工作，研究了各向同性的微相分离相互作用以及刚性链段间的各向异性的取向相互作用之间的竞争，以及对液晶相结构及相变的影响。 这些工作的开展进一步丰富和完善了现有的高分子理论。通过发展这些理论方法及计算机模拟，阐明材料的微观结构与形态生成的关系及机理，为新材料的分子设计、自组装及性能优化提供了理论指导和科学依据。部分研究成果发表在国际重要学术杂志上，见附件的8篇代表性论文，他引共计214次。该领域专家美国工程院院士加州大学的G. H. Fredrickson教授、加拿大滑铁卢大学的陈征宇教授及美国得克萨斯大学Ganesan教授等发表论文介绍了我们的方法。主持并完成了6项国家自然科学基金面上、重大研究计划培育及教育部博士点基金项目。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 唐萍 教授 复旦大学 复旦大学 提出了主要思路，代表性论文3-8的通讯作者，论文2的第1作者，论文1与项目第4完成人杨玉良为共同通讯作者。构思了以复杂链结构的主侧链液晶高分子体系为模型体系，最终目标是建立统一的高分子复杂体系的场论方法。从处理复杂高分子液晶体系的关键出发，发展了处理取向及取向相互作用的数值方案。首次实现了精确、高效的实空间数值解法，通过采用三角网格化离散的单位球面描述链段的取向，直接在3D实空间用有限体积法解出含有链段取向的链传播子的扩散方程，解决了一直以来制约半刚性链自洽场理论研究的难题。这些工作的开展进一步丰富和完善了现有的高分子理论，对于预测从柔性到刚性的高分子体系的凝聚态结构及相变行为具有重要意义。 2 杨玉良 教授 复旦大学 复旦大学 代表论文1与项目第1完成人唐萍为共同通讯作者，论文2-8的合作者。构思了非均相体系的平衡态及非平衡态理论框架，以复杂链结构的为模型体系，目标是建立统一的高分子复杂体系的场论方法。建议了发展非理想链模型以处理实际高分子体系中的链刚性及特殊相互作用，以期预测化学结构更为细致的高分子凝聚态结构，对于预测从柔性到刚性的高分子体系的凝聚态结构及相变行为具有重要意义。 3 邱枫 教授 复旦大学 复旦大学 代表性论文2的通讯作者，论文3和论文5的合作者。构思了在弯曲曲面上求解高分子体系自洽场理论的思路，在将自洽场理论运用于预测各种复杂拓扑链结构高分子体系的自组装形态方面积累了大量经验，在将其应用于更为普适的半刚性和刚性高分子体系中与本项目合作者进行了广泛交流和讨论，在超越高斯链模型，发展非理想链体系的设计和应用方面提供了帮助。 4 张红东 教授 复旦大学 复旦大学 代表性论文1和论文2的合作者。查阅和调研了本项目相关文献工作，参与了用准谱方法求解链传播子所满足扩散方程的数值求解方法方面的工作，参与了基于非理想链模型发展场论方法的相关工作的讨论，提出了如何处理链段取向及高分子液晶体系相关理论的建议。对于直接在3D实空间用有限体积法解出含有链段取向的链传播子的扩散方程提出了建议，使得本项目工作得以顺利开展。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 New numerical implementation of self-consistent field theory for semiflexible polymers/ Macromolecules/ Wendi Song, Ping Tang*, Hongdong Zhang, Yuliang Yang*, Anchang Shi 2 Phase separation patterns for diblock copolymers on spherical surfaces: A finite volume method/ Physical Review E/ Ping Tang, Feng Qiu*, Hongdong Zhang, Yuliang Yang 3 Phase behavior of semiflexible-coil diblock copolymers: a hybrid numerical SCFT approach/Soft Matter/ Wendi Song, Ping Tang*, Feng Qiu, Yuliang Yang, Anchang Shi 4 Self-assembled microstructures of confined rod-coil diblock copolymers by self-consistent field theory/Journal of Physical Chemistry B/ Guang Yang, Ping Tang*, Yuliang Yang, Qiang Wang 5 Phase behavior of rod-coil diblock copolymer and homopolymer blends from self-consistent field theory/Journal of Physical Chemistry B/ Wendi Song, Ping Tang*, Feng Qiu, Yuliang Yang, Anchang Shi 6 Self-assembly of semiflexible block copolymers: 2D numerical implementation of self-consistent field theory/ Soft Matter/ Jie Gao, Wendi Song, Ping Tang, and Yuliang Yang 7 Non lamellae structures of coil-semiflexible diblock copolymers/ Soft Matter/ Jie Gao, Ping Tang, Yuliang Yang 8 Uniaxial-biaxial nematic phase transition in combined main-chain/side-chain liquid crystal polymers using self-consistent field theory/ Macromolecules/ Guang Yang, Ping Tang*, Yuliang Yang	自然奖	唐萍,杨玉良,邱枫,张红东	复旦大学	复旦大学
112	0662-103	面向生物组学数据的计算预测方法 项目名称 面向生物组学数据的计算预测方法 推荐/提名单位/人 复旦大学 主要完成单位 复旦大学,同济大学,常州大学,中南大学 项目简介 高通量生物技术的成熟，促使生命科学由定性叙述科学转向定量预测科学。生物大数据时代的到来和以人工智能为代表的信息技术的发展，为基于计算的生物预测创造了条件。本项目面向基因组、转录组和蛋白质组等组学数据，研发了一系列新的、高效的计算预测方法，提升了现有方法的性能或效率，得到国内外学术界广泛认可。项目主要创新成果如下： 1）面向蛋白质组学数据的预测方法 首次将自协方差变换和交叉协方差变换引入到蛋白质序列表示，提出了一种新的、更有效的蛋白质折叠预测方法（代表作1，SCI他引67）。新方法通过将序列谱进行自协方差变换和交叉协方差变换，可将不同长度的蛋白质序列表示成固定长度的组合特征向量。澳大利亚Griffith大学K. Paliwal教授称该方法取得最有希望的结果。 首次结合欧式邻居特征和Voronoi邻居特征，提出了一种基于结构邻居特征的能量热点集成预测方法（代表作4），取得了当前最好的预测性能。该方法已被英国、比利时和印度等国学者实用。此外，提出了一种有效的相互作用位点预测集成学习方法（代表作5，SCI他引37），能有效发现蛋白质互作界面上的能量热点。同行评价该方法极大地改进了预测性能。 研发了一个可预测700多个HLA-DR类亲和肽的新方法TEPITOPEpan（代表作6，SCI他引35），性能优于当前最高水平的NetMHCIIpan。美国Memorial Sloan Kettering癌症中心Timothy A. Chan博士评价该方法为最常用的方法。 基于异构网络信息传播思想，提出了一种筛选高可靠负样本的有效方法（代表作7），为解决生物计算预测中的一个棘手共性问题提供了新思路。新方法具有很强的普适性，可以推广到生物信息学中很多其它预测问题。 2）面向转录组学数据的预测方法 提出了一种新的miRNA前体预测方法（代表作2，SCI他引46）。通过提取并选择合适的特征，该方法能够识别二级结构包含多茎-环的miRNA前体，并运用组合分类方法，有效解决了miRNA前体预测研究中的样本不均衡问题，准确率达到92.84%；被国际同行评为当前最好的两个非集成方法之一。此外，研发了一种基于有监督学习的方法用于自动划分miRNA家族，效率和准确率更高（代表作3）。 3）面向基因组学数据的预测方法 从新的结构角度分析了两类启动子异同点，发现CpG 岛相关和CpG 岛不相关启动子的结构特征值差异很大，但具有非常相似的结构模式，且这种模式和非启动子序列模式不同。基于这一发现，提出一个能预测CpG 岛相关和CpG 岛不相关启动子的统一方法（代表作8）。新方法提高了整个基因组上启动子预测准确率，得到国内外同行认可。 8篇代表作共计SCI他引258次，引文来自包括Nature Reviews Genetics, Nature Protocols, Nature Communications等著名期刊，表明我们的工作在国内外学术界赢得广泛认可。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 周水庚 教授 复旦大学 复旦大学 作为7篇代表作（代表作1、2、3、4、5、7、8）的通信作者和所有8篇代表作的合作者，对本项目做出了全面的创造性贡献。 2 关佶红 教授 同济大学 同济大学 作为5篇代表作（代表作2、3、4、5、7）和总共8篇代表作中7篇的合作者，在启动子、蛋白质相互作用等挖掘方面作为创造性贡献。 3 董启文 研究员 华东师范大学 华东师范大学 提出了一种基于自协方差变换（Auto-Covariance，AC）的蛋白质折叠识别方法（ACCFold，代表作1）。 4 邓磊 副教授 中南大学 中南大学 1）开发了一种基于结构邻居特征的能量热点集成预测方法（代表作4，JCB 20(11): 878-891, 2013, RECOMB 2013）；2）提出了一种有效的相互作用位点预测集成学习方法（代表作5）。 5 朱山风 副教授 复旦大学 复旦大学 一方面，将已广泛应用的MHC II类亲和肽预测方法TEPITOPE基于Pocket相似度发展为可预测700多个HLA-DR类亲和肽的新方法TEPITOPEpan（代表作6）；另一方面，基于AvgTanh集成学习策略，构建了一个跨亚型集成预测方法MetaMHC（Nucleic Acids Research 38: W474-W479; 2010）。 6 刘辉 副教授 常州大学 常州大学 1）基于机器学习的方法预测药物-蛋白质相互作用往往受制于缺少高质量的负样本。现有的方法都是随机选用负样本，严重影响到预测性能。提出了一种有效的方法来筛选高可靠的负样本，从而显著提高了预测的性能（代表作7）；2）提出了一个新方法SuperMirTar来预测miRNA靶标，它采用监督距离度量学习方法（IJBHI, 17(2):427-435, March 2013）。 7 甘杨兰 副教授 东华大学 东华大学 1）提出了一种基于模式的最近邻搜索算法识别启动子（代表作8）；2）提出了一个特征选择框架用于选择和启动子序列相关的结构特征，并将这些特征用于启动子预测（BMC Bioinformatics, 13:4, 2012）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A new taxonomy-based protein fold recognition approach based on auto-cross covariance transformation./ Bioinformatics/Qiwen Dong, Shuigeng Zhou, and Jihong Guan 2 MiRenSVM: towards better prediction of microRNA precursors using an ensemble SVM classifier with multi-loop features./ BMC Bioinformatics/ Jiandong Ding, Shuiggeng Zhou and Jihong Guan 3 miRFam: an effective automatic miRNA classification method based on n-grams and a multiclass SVM./ BMC Bioinformatics/ Jiandong Ding, Shuigeng Zhou and Jihong Guan 4 PredHS: a web server for predicting protein–protein interaction hot spots by using structural neighborhood properties. /Nucleic Acids Research/ Lei Deng, Qiangfeng Cliff Zhang, Zhigang Chen, Yang Meng, Jihong Guan and Shuigeng Zhou 5 Prediction of protein-protein interaction sites using an ensemble method/ BMC Bioinformatics/ Lei Deng, Jihong Guan, Qiwen Dong, and Shuigeng Zhou 6 TEPITOPEpan: Extending TEPITOPE for peptide binding prediction covering over 700 HLA-DR molecules./ PLOS One/ Lianming Zhang, Yiqing Chen, Hau-San Wong, Shuigeng Zhou, Hiroshi Mamitsuka and Shanfeng Zhu 7 Improving compound-protein interaction prediction by building up highly credible negative samples./ Bioinformatics/ Hui Liu, Jianjiang Sun, Jihong Guan, Jie Zheng and Shuigeng Zhou 8 A pattern-based nearest neighbor search approach for promoter prediction using DNA structural profiles./Bioinformatics/Yanglan Gan, Jihong Guan, and Shuigeng Zhou	自然奖	周水庚,关佶红,董启文,邓磊,朱山风,刘辉,甘杨兰	复旦大学,同济大学,常州大学,中南大学	复旦大学
113	0662-105	约束耦合多单元协作处理系统的智能优化控制 项目名称 约束耦合多单元协作处理系统的智能优化控制 推荐/提名单位/人 复旦大学 主要完成单位 复旦大学 项目简介 约束耦合多单元协作处理系统广泛存在于流程工业、多智能体系统、智能交通、并行处理、电力系统、计算机互联网等工程领域中。实现系统均衡优化控制对发挥系统的整体性能优势具有关键作用，可在现有条件下提高产品质量、增加经济效益，或在相同投入下获取更大的效能，从而有利于提高资源利用率、建设资源节约型社会。本项目以工程问题为背景，首先把诸如流程工业中的多路温度均衡、Web服务簇负载均衡等问题提升为一类具有代数约束系统的均衡优化问题；然后由系统与控制科学的角度，分别在连续变量动态系统（CVDS）和混合动态系统（HDS）框架下，研究此类系统的均衡优化控制问题。提出差值群控制方法（Differences control technique）、广义切换服务模型（Generalized switched server systems）、以及基于离散事件反馈机制的FRR、FMM、aMM、FSS等理论与方法，并分别就系统可均衡性、代数约束条件可满足性、以及系统均衡优化控制设计等基础性问题展开研究，取得了较为系统的研究结论，可为解决工程领域中的均衡控制问题提供理论与方法依据。在CVDS框架下提出了差值群控制方法。该方法有效解决了系统代数约束耦合问题，把约束耦合多单元协作系统的均衡优化控制问题转化为无约束经典控制问题。得到了关于系统可均衡性的判据，导出了系统均衡优化控制设计的基本原则，给出了系统代数约束条件可满足的条件。该方法得到国际同行专家的认可，认为该方法对过程工业很重要（“The subject is definitely important to the process industry”）；方法有效且易于实现（“The technique described is clearly effective and simple to implement”）；值得推广以激起工业界采用简单有效的“先进”控制方法的兴趣（“to stimulate industrial interest in applying simple but effective‘advanced’control”）。在HDS框架下提出了广义切换服务模型，并在此基础上提出若干切换控制策略。得到了关于系统约束条件可满足性、系统可均衡性、以及均衡优化控制设计等问题的一系列相应结论。在广义切换服务模型中，切换控制对象为由两个单元采用CVDS控制方法而构成的广义对象，控制系统不同于现有文献所研究的切换系统，从而使得混合动态系统的模型种类得到进一步丰富，有利于推动混合动态系统理论与应用研究进一步深入开展。相关研究成果在自动化与控制系统领域国际学术期刊Journal of Process Control, Control Engineering Practice, International Journal of Intelligent Systems与学术会议International Federation of Automatic Control (IFAC) World Congress, IEEE Conference on Decision and Control (CDC), Chinese Control Conference (CCC), American Control Conference (ACC), IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing (INCOM) 等发表论文三十余篇，他引近60次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 汪兴轩 副教授 复旦大学 复旦大学 本人对《重要科学发现》中所列发现“1、提出差值群控制方法”、“2、提出重复差值控制方法”、“3、提出广义切换服务模型及其切换控制策略”做出了创造性贡献，是代表性论文[1]-[8]的第一作者和通信作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Load balancing control of furnace with multiple parallel passes/ Control Engineering Practice/ Wang XX, Zheng DZ. 2 Generalized difference control of parallel streams temperatures/ Journal of Process Control/ Wang XX, Zheng DZ. 3 Difference control of parallel streams temperatures/ Journal of Process Control/ Wang XX, Zheng DZ. 4 Fuzzy Scheduling Strategy for Generalized Switched Server Systems and its Robustness over System Heterogeneity/ International Journal of Intelligent Systems/ Wang XX, Zheng DZ. 5 Generalized switched server systems and task balancing/ Proceedings of the 2006 ACC/ Wang XX, Zheng DZ. 6 Pass balancing switching control of a four-passes furnace system/ Proceedings of the 18th IFAC World Congress/ Wang XX. 7 Switching difference control of parallel streams temperatures/ Proceedings of the 17th IFAC World Congress/ Wang XX, Zheng DZ, et al. 8 Switching scheduling policies and their balanceabililty/ Proceedings of the CDC-CCC2009/ Xingxuan Wang.	自然奖	汪兴轩	复旦大学	复旦大学
114	0662-106	光子辅助宽带毫米波通信技术 项目名称 光子辅助宽带毫米波通信技术 推荐/提名单位/人 复旦大学 主要完成单位 复旦大学 项目简介 本项目属于通信与信息系统领域。毫米波（30GHz-300GHz）因为有较高的频率，意味着更大的带宽可以传输更高的无线速率。目前传统的以电子方式产生毫米波信号系统包括有源设备和无源频率谐振元件等，受限于电子器件的带宽，纯电器件的方式很难产生高频率且低相位噪声的毫米波。光子辅助毫米波通信技术能克服电子器件的带宽瓶颈，并且基于目前已成熟的大容量光纤传输技术，结合光纤通信大容量和无线通信移动性的优势，实现光纤通信和无线通信无缝融合。光子辅助毫米波通信技术不仅可以解决大容量移动数据接入互联网和智能设备间高速率无线传输的问题，还能用于深空通信和应急通信等方面。在应急通信方面，例如地震和海啸等灾害导致光通信网络中光纤断裂时，可利用光子辅助毫米波通信在光纤被破坏的区域进行临时无线传输通信。本项目在国家自然科学基金、国家科技委和上海市科委等7项课题资助下，自2006年开始着眼光子辅助宽带毫米波通信的关键技术，在信号产生、传输、接收和网络架构方面展开系列研究，取得一系列重要成果。1、构建了光生矢量毫米波的成套技术：（1）预编码解决毫米波的相位重叠问题，实现了Q、V、W波段上采用8QAM/16QAM调制的高稳定度高纯度矢量毫米波信号的产生；（2）实现了单载波和多载波矢量毫米波信号的产生；（3）波长重用技术，实现毫米波信号在光纤中的传输的光子重用；（4）创新性地提出天线极化分集技术的网络架构，实现了低串扰易安裝的大容量光纤无线融合极化复用信号传输，采用2x2MIMO实现了146Gb/s毫米波信号产生和传输；（5）提出了一种克服毫米波光信号在光纤中传输色散效应的方法。2、建立了光子辅助的超宽带毫米波传输系统，创新性地提出和验证了采用光子辅助技术、多种多维复用技术、多波段复用、高阶调制技术和外差相干探测技术产生超高速毫米波信号并实现长距离传输。首次产生了W波段的108Gbps毫米波信号产生和传输，首次实现了W波段超大容量400 Gbps无线矢量毫米波信号传输，并首次实现了三波段超100GbpsW波段信号传输。3、构建了光纤-无线-光纤融合的网络架构。首次采用针对偏振复用信号的光子调制和光子解调技术，实现了W波段上的100Gb/s大容量光纤-无线-光纤融合系统。提出的上述新型大容量光纤无线融合系统与网络架构可应用在下一代5G移动通信、空间通信、大容量应急通信和宽带家庭等各种不同的应用场景中。4、创新性地解决了光子辅助毫米波通信的所有数字信号关键技术问题。首次成功将预均衡技术、预失真技术等先进算法引进到光子辅助毫米波通信系统中，极大地增加了传输容量延长了传输距离。本项目共发表SCI论文300余篇，SCI他引次数超过3000次，在本领域顶尖会议OFC、ECOC共发表论文100余篇，包括4篇OFCpost-deadline文章，授权美国专利70项和中国专利8项，本项目培养博士23名和硕士38名，有3名博士生获得了IEEE Photonics Society Graduation Fellowship。撰写专著5本（包括一本英文专著）。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 余建军 教授 复旦大学 复旦大学 本项目负责人和主持人。参与课题总设计、提出研究思路和技术路线、指导实施课题总结和论文撰写，是第二、三和六完成人的博士生导师和第七完成人的博士后导师，是所有创新点或发现点的发明人或主持人。代表性论文 1、2、7、8 的第一作者或联系作者，是代表性论文 1、2、7、8 的合作者。 2 马健新 教授 北京邮电大学 复旦大学 为本项目参与人，是余建军（本项目排名第一）指导的博士，主要贡献来自于其博士期间的工作。主要学术贡献：首次系统性的研究了三种毫米波信号在光纤中传输的色散效应，并指出色散对宽带毫米波信号带来强烈的恶化效应和提出了相应的解决方案。本人对科学发现点1有重要贡献，是代表性论文 3、8的第一作者和联系作者。 3 李欣颖 其他 复旦大学 复旦大学 为本项目参与人，是余建军（本项目排名第一）指导的博士生，主要贡献来自于其博士期间的工作。主要学术贡献：1）采用光子辅助技术、多种多维复用技术、先进的高阶调制技术以及先进的数字信号处理技术实现了 W 波段 80Gb/s 信号传输 300m 无线距离的世界记录。2）采用光子辅助技术、多种多维复用技术、先进的高阶调制技术以及先进的数字信号处理技术，实现了多波段双向>2km 无线信号传输、>2km的 K 波段 16QAM 无线信号传输和>2km的 W 波段 8QAM 无线信号传输等多项世界纪录。本人对科学发现点 1、2、3 有重要贡献，是代表性论文2的第一作者或联系作者，是代表性论文1、2、5、6的合作者。 4 迟楠 教授 复旦大学 北京邮电大学 主要学术贡献：针对高谱效率多维多阶光调制与光传输技术开展了系统研究，提出全光 Nyquist 信号产生和时隙并行全通带检测恢复算法，解决了 Nyquist 光调制系统速率进一步的问题。在关键技术上，提出高阶光调制环形分割和矩形分割多模盲均衡算法，为光通信中 16QAM 以上更高阶数调制星座点恢复提供了解决方案。本人对科学发现点3有重要贡献，是代表性论文1、2、6的合作者。 5 陈林 教授 湖南大学 湖南大学 为本项目参与人，主要学术贡献：构建了光子辅助的毫米波系统光子波长重用架构，提出了一种倍频毫米波产生的技术新方案。本人对科学发现点1有重要贡献，是代表性论文5、7的第一作者和联系作者。 6 张俊文 研究员 复旦大学 复旦大学 为本项目参与人，是余建军（本项目排名第一）指导的博士生，主要贡献来自于其博士期间的工作。主要学术贡献：1）首次实现多波段毫米信号产生和传输，负责程序编写和文章撰写和发表；2）完成了外差相干探测的数字信号处理技术的 MATLAB 程序编写，编写了多个创新性的程序；3）实验完成了创纪录的 Nyquist 信号产生和相干探测，负责程序编写、实验测试、文章撰写和发表的工作。本人对科学发现点 1、2、3 有重要贡献，是代表性论文6的第一作者或联系作者，是代表性论文6的合作者。 7 肖江南 助理研究员 复旦大学 复旦大学 为本项目参与人，是余建军（本项目排名第一）指导的博士后，主要贡献来自于其博士后期间的工作。主要学术贡献：1）创新性的提出和解决了 OFDM 信号预编码产生毫米波技术，编制程序，完成实验和撰写科学论文；2）完成多个野外W波段毫米波信号传输测量实验，实现传输距离到达 4.4 公里W波段毫米波传输的世界纪录，规划实验装置，完成实验测量和数据纪录。本人对科学发现点3有重要贡献，是代表性论文4的第一作者或联系作者，是代表性论文4的合作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Faster than fiber: over 100-Gb/s signal delivery in fiberwireless integration system/OPTICS EXPRESS/Yu.JJ,Li.XY,Chi.N. 2 A 400G optical wireless integration deliverysystem/OPTICS EXPRESS/Li.XY,Yu.JJ,Zhang.JW,Dong.Z,Li.F,Chi.N. 3 Optical mm-wave generation by using external modulator based on optical carrier suppression/Optics Communications/Ma.JX,Yu.CX,Zhou.Z,Yu.JJ 4 OFDM Vector Signal Generation Based on OpticalCarrier Suppression/IEEE PHOTONICSTECHNOLOGY LETTERS/Xiao.JN, Zhang.ZR,Li.XY,Xu.YM,Chen.L,Yu.JJ 5 A novel radio-over-fiber system with wavelength reusefor upstream data connection/IEEE PHOTONICSTECHNOLOGY LETTERS/Chen.Lin,Shao.Yufeng,Lei.Xiaoyan,Wen.Hong,Wen.Shuangchun 6 High Speed All Optical Nyquist Signal Generation and Full-band Coherent Detection/Scientific Reports/J.Zhang,J.Yu,Y.Fang,and N.Chi 7 A radio-over-fiber system with a novel scheme for millimeter-wave generation and wavelength reuse forup-link connection/IEEE PHOTONICSTECHNOLOGY LETTERS/L.Chen,H.Wen,S.Wen 8 Fiber dispersion influence on transmission of theoptical millimeter-waves generated using LN-MZMintensity modulation/JOURNAL OF LIGHTWAVETECHNOLOGY/J.Ma,J.Yu,C.Yu,X.Xin,J.Zeng,L.Chen	自然奖	余建军,马健新,李欣颖,迟楠,陈林,张俊文,肖江南	复旦大学	复旦大学
115	0662-107	密度泛函理论新进展 项目名称 密度泛函理论新进展 推荐/提名单位/人 复旦大学 主要完成单位 复旦大学,厦门大学 项目简介 量子力学奠基人之一狄拉克曾指出：“大部分物理学和全部化学的基本规律已经完全知道，困难只是在于运用这些规律得到的数学方程太复杂，无法求解”。经过近六十年的发展，密度泛函理论（DFT）方法已成为处理复杂体系电子结构的基于第一性原理的、最重要的研究手段，在物理、化学以及材料、能源、环境和药物与生命等学科和领域广泛应用。虽然DFT原理上可以处理任何多电子体系，但其精确的泛函形式迄今未知。寻找越来越精确的近似泛函是DFT研究的中心任务之一。本项目从基本物理原理出发，并同时兼顾精度和效率，提出了一系列具有创新意义的新泛函，在国际上有重要的影响。(1) 首次提出高斯衰减密度所对应的交换能密度的精确表达式。据此，提出了X3LYP泛函(代表作1)，明显改进了目前国际最通用的B3LYP泛函对于氢键的描述(代表作2)。结合遗传算法的神经网络，开发出X1系列方法(代表作3)，大幅度提高了B3LYP生成热的计算精度。X3LYP 方法被写入学术专著及教科书中，特别是，写入了在国内有很大影响的、由徐光宪和黎乐民等先生撰写的《量子化学》教材中。目前X3LYP已在Gaussian03/09/16，Q-Chem，Jaguar，ADF，Crystal，Orca等国际通用软件中程序化，供国内外同行使用。(2) 首次从绝热路径和微扰理论出发，提出了新一代的双杂化泛函XYG3(代表作4)，以同时包括占据及非占据轨道信息。随后，将自旋反平行的局域二阶微扰技术引入到双杂化泛函中，成功开发出XYGJ-OS (代表作5) 等双杂化泛函，该类泛函是目前国际上最快、最准的双杂化泛函，有望在生物、药物及自组装等方面有更好的应用(代表作6)。应Springer出版社之邀、完成了双杂化泛函的首部学术专著(SpringerBriefs)。XYG3论文(代表作4)被中国科学技术信息所选为2009年度“中国百篇最具影响力国际学术论文”（附件20）。(3)建立了一种超越目前文献中常用的基于经典力场的原子对散色近似的方法，提出了lrc-XYG3 (代表作7)。该校正方案无经验参数、涵盖了二阶微扰级别的所有长程离域的电子效应，在保证原有XYG3精度的同时，可更精确地刻画复杂的分子间相互作用。提出了一个不包含任何拟合经验参数的双杂化泛函PBE-ACDH(代表作8)。该泛函是目前国际上唯一同时包含电子密度缩放和单重激发贡献、并基于非经验性PBE纯泛函的双杂化泛函。代表作8入选DFT50周年JCP纪念文集。8篇代表作共计他引627次。项目成果应邀在国内外学术会议或学术单位上作大会或邀请报告百余次，包括2006年和2015年两次在量子化学界最顶级的每3年一度的国际量子化学大会的大会报告（附件21）。项目主要完成人之一张颖入选中组部青年千人(2017)，苏乃强获中国化学会首届优秀博士论文(2016)。该系列工作极大地推动了密度泛函理论的发展，拓宽了现有密度泛函的研究领域，标志着我国在密度泛函理论方法研究的部分成果已步入国际领先行列。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 徐昕 教授 复旦大学 复旦大学 本项目的发起人、总负责人，领导着国内唯一长期致力于密度泛函发展的研究小组，并取得了一些在国际上有重要影响的成果。完成（1）的主要工作，提出了X3LYP泛函，及X1方法，被广泛应用;完成（2）-（8）的部分工作，指导、参与提出了XYG3、XYGJ-OS和lrc-XYG3等系列泛函。是目前国际上最准、最快的新一代双杂化泛函。 2 张颖 教授 复旦大学 复旦大学 完成（4）、（5）、（6）、（7）的主要工作和（3）的部分工作。参与XYG3的开发工作。首次探讨了引入二级微扰形式相关能的理论可行性及其在DFT框架下的物理图像；实现具有低计算标度的 XYGJOS的程序化，在不损失计算精度的同时，极大提高对复杂大体系的计算能力；创造性地将长短程相互作用分离的概念应用于相关项，提出了新的无经验参数二级微扰长程校正方案，建立并程序化实现了可准确刻画复杂的分子间相互作用的lrc-XYG3。 3 苏乃强 其他 美国杜克大学 复旦大学 完成（8）的主要工作。从严格的绝热路径方法出发，构造出新的绝热路径模型，并最终得到了不包含任何拟合经验参数的双杂化泛函，PBE-ACDH。该泛函是目前国际上唯一同时包含电子密度缩放和G？rling-Levy（GL）微扰理论中单重激发贡献，并利用非经验性PBE纯泛函 (具有定域有效势，这是GL2理论的出发点) 自洽场计算提供的轨道和密度信息来计算能量的双杂化泛函。该泛函的测评表现优异。 4 吴剑鸣 副研究员 复旦大学 复旦大学 完成（3）的部分工作。结合遗传算法的神经网络，在B3LYP 泛函基础上，开发出了X1系列方法。在很大程度上消除了B3LYP 的误差随着体系的增大而增加的趋势，极大地降低了B3LYP 在生成热、键能和反应能垒等方面的计算误差。 5 饶立 副教授 华中师范大学 厦门大学 完成（2）的主要工作。开展泛函方法的测试工作。系统性的考察了以X3LYP为代表的11种密度泛函理论的表现，发现曾被广泛认为描述氢键作用较好的PBE和PBE0密度泛函实际上在计算氢键的相对强度时表现较差；而此前被广泛认为描述氢键表现较差的B3LYP在计算氢键的相对强度时表现反而更好。发现X3LYP计算氢键的绝对强度和相对强度表现均在所有考察的泛函中名列前茅，适合用于处理氢键作用丰富的生物体系。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Performances of several density functional theory methods on describing the hydrogen-bond interactions/ J. Chem. Theory Comput./L. Rao et al. 2 Extending the reliability andapplicability of B3LYP/ Chem.Commun./I. Y. Zhang, J. M. Wu,X. Xu 3 Doubly hybrid density functional for accurate descriptions of nonbond interactions, thermochemistry, and thermochemical kinetics/Proc. Nat. Acad. Sci, USA/Y. Zhang, et al. 4 A fast doubly hybrid density functional method close to chemical accuracy: XYGJ-OS /Proc. Nat. Acad. Sci, USA/I. Y. Zhang, et al. 5 Doubly hybrid density functional for accurate description of nonbonded interactions, thermochemistry, and thermochemical kinetics/ Int. Rev. Phys. Chem./I. Y. Zhang, X. Xu 6 An extended hybrid density functional (X3LYP) with improved descriptions of nonbond interactions and thermodynamic properties of molecular systems/ J. Chem. Phys./X. Xu et al 7 Reaching a Uniform Accuracy for Complex Molecular Systems: Long-Range-Corrected XYG3 Doubly Hybrid Density Functional/J. Phys. Chem. Lett./I. Y. Zhang and X.Xu 8 Construction of a parameter-free doubly hybrid density functional from adiabatic connection/J. Chem. Phys./N. Q. Su, X. Xu	自然奖	徐昕,张颖,苏乃强,吴剑鸣,饶立	复旦大学,厦门大学	复旦大学
116	0662-108	油菜素甾醇信号转导网络及其调控植物生长发育的分子机制研究 项目名称 油菜素甾醇信号转导网络及其调控植物生长发育的分子机制研究 推荐/提名单位/人 复旦大学 主要完成单位 复旦大学,华中农业大学 项目简介 该项目属于基础生物学研究领域植物发育生物学。植物生长发育受激素的严格调控。油菜素甾醇（Brassinosteroids, BR）是新发现的促进植物生长的激素，被誉为第六类植物激素，调控很多重要的生长发育过程。揭示BR信号转导机制及其所调控的生长发育的细胞和分子机制有助于揭示植物生长发育的本质，有重要的理论意义，为研究BR与其它信号互作调控植物生长发育的特定方面和作物分子设计（包括直立紧凑株型、适度分枝数、雄性不育在杂种优势中的应用等）奠定坚实的理论基础。本项目围绕BR信号转导通路调控及其控制的重要生长发育展开研究，主要成果如下：1.发现了BR信号转导通路中两种独特的调控机制。（1）阐明了BR信号转导通路受体BRI1受BKI1抑制和激活的分子机制。在没有BR信号时，BRI1的激酶活性受到抑制对保持BR信号的特异性有重要作用。该项目发现BKI1蛋白是抑制BRI1活性的关键蛋白，揭示了BR促进BKI1从细胞膜解离及其在细胞质中的功能，建立了一条由BKI1-14-3-3-BES1介导的BR快速信号转导通路。（2）发现了BR信号通路转录因子BES1的新转录起始位点形式BES1-L对BR信号转导的重要性。传统的BES1转录本的过量表达植株没有生长发育表型是困扰该领域的重要科学问题。该项目发现BES1-L过量表达有明显的BR信号输出增强的表型，并有助于BES1和BZR1进入细胞核，促进BR信号输出。BES1-L是拟南芥为了适应环境变化新进化出来的一种更有效的形式。2.揭示了BR信号通过转录、蛋白修饰、蛋白活性或稳定性调控植物生长发育的多种分子机制。（1）发现BES1能够和独脚金内酯信号转导通路组分MAX2互作，并促进拟南芥分枝。这个过程不同于BR对BES1磷酸化状态的调节，而主要通过调控BES1蛋白的稳定性来实现，提出BES1的稳定性调控和磷酸化状态调控是BES1参与不同信号途径及发挥不同生物学功能的重要原因。（2）阐明了水稻中BR不但通过BES1直接结合在U型细胞周期蛋白CYC U4;1的启动子区，抑制CYC U4;1的转录，同时，通过抑制BIN2将CYC U4;1磷酸化，抑制CYC U4;1的活性，导致叶片夹角变大。该发现表明一个信号通路可以在不同层次协同调控同一个生物学过程。（3）揭示了BR信号通过转录因子BES1直接结合在调控花药和花粉发育过程不同阶段的关键转录因子的启动子区，直接调控花粉发育的不同阶段从而调控植物雄性育性的分子机制。这些结果表明BR信号途径对植物生长发育的调节是多层次的，为研究BR及其他信号调控植物生长发育的其它方面和作物分子设计奠定了坚实基础和方法。该项目在植物激素信号转导领域有重要影响，促进了植物激素领域研究和学科发展。目前为止，该项目第一完成人在BR信号转导及其调控的植物生长发育领域发表文章30多篇。8篇代表性论文包括3篇Developmental Cell，1篇PNAS，1篇Plant Cell，2篇Molecular Plant和1篇Journal of Experimental Botany，总影响因子70.586，他引500次，其中1篇被Science signaling推荐阅读，1篇被Developmental Cell杂志同期专门配发评论。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王学路 教授 华中农业大学 复旦大学 主持本项目的研究工作，负责总体研究思路，制定研究计划与具体实施，在研究中起主导作用，是8篇代表性论文的唯一通讯作者。 2 孙世勇 研究员 华中农业大学 华中农业大学 完成了植物激素油菜素甾醇调控水稻叶直立性发育的细胞和分子机制研究工作(DevelopmentalCell，2015，代表性论文3的第一作者，重要科学发现2-2)。在BES1调控植物分枝工作中参与了大部分实验工作及讨论(Developmental Cell, 代表性论文2的共同第一作者，重要科学发现2-1)。 3 王海娇 副教授 华中农业大学 复旦大学 揭示了BR信号转导通路中抑制受体BRI1激酶活性的重要负调控蛋白BKI1从细胞膜解离以及解离到细胞质中的功能，建立了一条由BKI1-14-3-3-BES1介导的BR快速信号转导通路（Developmental Cell, 2011，代表性论文1的第一作者，重要科学发现1-1）。并参与了BKI1缺失突变体的分析（Molecular Plant, 2015，代表性论文6的共同作者，重要科学发现1-1）。 4 申红芸 中级 复旦大学 复旦大学 参与了揭示植物激素油菜素甾醇调控水稻叶直立性发育的细胞和分子机制研究 (DevelopmentalCell，2015，代表性论文3的共同作者，重要科学发现2-2)。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The intrinsically disordered protein BKI1 is essential for inhibiting BRI1 signaling in plants/ Molecular Plant/Jianjun Jiang, Tao Wang, Zhihua Wu, Jie Wang, Chi Zhang, Haijiao Wang, Zhixin Wang, Xuelu Wang 2 The mechanisms of brassinosteroids action: from signal transduction to plant development/Molecular Plant/ Cang-Jin Yang, Chi Zhang, Yang-Ning Lu, Jia-Qi Jin,Xue-Lu Wang 3 Brassinosteroids can regulate cellulose biosynthesis by controlling the expression of CESA genes in Arabidopsis/Journal of Experimental Botany/Liqiong Xie, Cangjing Yang, Xuelu Wang 4 Dual role of BKI1 and 14-3-3s in brassinosteroid signaling to link receptor with transcription factors/Developmental Cell/ Haijiao Wang, Cangjin Yang, Chi Zhang, Niyan Wang, Dihong Lu, Jie Wang, Shanshan Zhang, Zhi-Xin Wang, Hong Ma, Xuelu Wang 5 Strigolactone/MAX2-induced degradation of brassinosteroid transcriptional effector BES1 regulates shoot branching/ Developmental Cell/ Yuan Wang, Shiyong Sun, Wenjiao Zhu, Kunpeng Jia, Hongquan Yang, Xuelu Wang 6 Brassinosteroid signaling regulates leaf erectness in Oryza sativa via the control of a specific U-type cyclin and cell proliferation /Developmental Cell/ Shiyong Sun,Donghong Chen, Xiaoming Li, Shenglong Qiao,Chaonan Shi, Chengxiang Li, Hongyun Shen, Xuelu Wang 7 Brassinosteroids control male fertility by regulating the expression of key genes involved in Arabidopsis anther and pollen development/ Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America/Qianqian Ye, Wenjiao Zhu, Lei Li, Shanshan Zhang,Yanhai Yin, Hong Ma, Xuelu Wang 8 A recently evolved isoform of the transcription factor BES1 promotes brassinosteroid signaling and development in Arabidopsis thaliana/Molecular Plant/Jianjun Jiang, Chi Zhang, Xuelu Wang	自然奖	王学路,孙世勇,王海娇,申红芸	复旦大学,华中农业大学	复旦大学
117	0662-109	基于碳基纳米材料的生物医药电化学分析和样品前处理新方法研究 项目名称 基于碳基纳米材料的生物医药电化学分析和样品前处理新方法研究 推荐/提名单位/人 复旦大学 主要完成单位 复旦大学 项目简介 本项目属生物医药分析技术领域，涉及基于碳基纳米材料的生物医药电化学分析和样品前处理新方法研究。作为两种重要的碳同素异形体，石墨烯和碳纳米管具其独特的结构和物理化学性质，在电子工业、航天军工、新能源、新材料、生物医药、传感器等领域有广泛的应用前景。由于其具有导电性好、比表面积大、物理化学性质稳定等得天独厚的优势，通过与其他材料复合和杂化，可将其用于加工电化学传感器和生物传感器以及生物样品前处理。本项目通过溶液混合、原位聚合和共沉淀等手段制备石墨烯和碳纳米管与高分子材料、导电高分子材料、纳米金属颗粒的复合物，通过表面修饰、本体填充、层层自组装、熔融混合等方法制成电化学传感器和生物电化学传感器，并与毛细管电泳、微流控芯片、安培检测和伏安分析等技术联用，建立了一系列用于生物活性物质检测的生物医药电化学分析新方法，与常规贵金属和普通碳电极相比，电极检测灵敏和抗污染能力获得大幅提高。此外，研制的石墨烯金属杂化材料、多孔材料及其基于石墨烯自组装的微流控器件还可用于生物样品富集和酶解等样品前处理，并成功用于临床尿蛋白和血液分析。本项目主要创新点有：1、碳基纳米材料聚合物复合材料电极及其在生物医药分析中的应用。通过原位聚合、溶液涂布和熔融混合等手段制备石墨烯和碳纳米管分别与聚合物形成复合物，制成新型碳基纳米功能材料电极，并成功用于中药等生物医药实际样品分析；2、新型碳基金属杂化材料的研制及其在生物医药分析中的应用。通过原位还原共沉淀的方法制备了碳纳米管-铜纳米粒、石墨烯-铜纳米粒、碳纳米管-镍纳米粒、石墨烯-镍纳米粒、石墨烯-钴微球等杂化材料，通过石蜡糊和磁性负载等手段制成生化检测电极，并用于生物样品富集；3、用于生物医学样品前处理的石墨烯自组装材料和微流控器件的研制。通过自组装和牺牲模板等方法制备了石墨烯多孔材料、石墨烯微流控器件、石墨烯包裹阴离子交换树脂微球电极等新型功能材料和器件，可用于生物样品富集和酶解等样品前处理以及生物电化学分析。本项目在执行过程中研制了一系列新型碳基纳米功能材料和器件，并成功用于生物医药分析，已获得了授权10余项国家发明专利授权。此外，在Analytical Chemistry、Biosensors & Bioelectronics、Carbon等杂志上发表系列研究论文。8篇代表性论文被Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.等他引总数为245次，其中单篇最高他引为131次，总影响因子50.589，单篇最高影响因子7.78。本项目建立的基于碳基纳米材料的生物医药电化学分析和样品前处理新方法，开辟了石墨烯和碳纳米管及其复合材料的应用新领域，可为生物医学研究、临床诊断、环境监测和食品药品分析等诸多领域提供简便快速的分析手段。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈刚 教授 复旦大学 复旦大学 负责本项目技术路线和实验方案的制定及其组织实施工作，是本项目8篇代表性论文（附件1-8）的主要完成人和通信联系人，也是本项目其它论文的通信联系人。主要创造行贡献包括：研制了一系列基于石墨烯和碳纳米管的碳基纳米复合材料电极，并成功用于生物医药分析和蛋白、多肽等样品富集和酶解等；研制了用于蛋白等生物样品富集和分析的基于自组装和牺牲模板的石墨烯功能材料和器件。 2 包慧敏 副教授 复旦大学 复旦大学 本项目的主要完成人之一，是第1、2、6篇代表性论文（附件1、2、6）的第二作者。主要负责基于石墨烯-硅凝胶涂层的微流控酶解反应器的研制和应用、石墨烯-壳聚糖层层自组装可换新微流控蛋白酶解芯片的研制和应用、石墨烯-磁性金属杂化材料的制备及其再蛋白和多肽富集中的应用等。同时，负责本项目样品的质谱分析的样品前处理等工作。 3 梁培培 讲师 复旦大学 复旦大学 是本项目主要完成人之一，是代表性论文1（附件1）的第一作者。负责氧化石墨烯的制备、氧化石墨烯-脲醛树脂复合材料本体柱反应器的构建及其在蛋白质酶解中的应用以及蛋白和多肽质谱分析。其在实验中偶然发现将脲醛树脂预聚物与氧化石墨烯悬液混合加入氯化铵引发聚合，在石英毛细管中可得自组装氧化石墨烯-脲醛树脂多孔毛细管整体柱，通过脲醛树脂固定胰蛋白酶可得微流蛋白酶解反应器，成功用于蛋白酶解，酶解时间小于10秒。 4 陈琪雯 讲师 复旦大学 复旦大学 是本项目主要完成人之一，是代表性论文8（附件8）的第一作者。负责碳基电极的制备、测试和生物样品和药物电分析方法的建立和应用等工作。研制了石墨烯-铜纳米粒杂化材料电极、碳纳米管-聚异氰酸乙酯复合材料电极和聚合物微流控芯片加工芯技术，研制的电极与毛细管电泳和微流控芯片技术联用，立了生物医药样品中糖类、酚酸、黄酮等生物活性物质的检测新方法。 5 付月姣 讲师 复旦大学 复旦大学 是本项目主要完成人之一，是代表性论文7的第一作者。负责碳基电极的制备、测试和生物样品和药物电分析方法的建立和应用等工作。研制了碳纳米管-铜纳米粒杂化材料并制成检测电极，建立了远红外辅助中药有效成分提取芯技术，研制的电极和提取新技术与毛细管电泳技术联用，建立了生物医药样品中糖类、酚酸、黄酮等生物活性物质的检测新方法。 6 葛慧敏 讲师 复旦大学 复旦大学 本项目的主要完成人之一，是代表性论文2（附件2）的第1作者。主要负责基于石墨烯-硅凝胶涂层的微流控酶解反应器的研制和应用、多孔石墨烯蛋白多肽富集材料的制备和应用、石墨烯-磁性金属杂化材料的制备及其再蛋白和多肽富集中的应用等。同时，负责本项目样品的质谱分析等工作。 7 张玮 讲师 复旦大学 复旦大学 是本项目主要完成人之一，是代表性论文3（附件3）的第一作者。负责碳基电极的制备、测试和生物样品和药物电分析方法的建立和应用等工作。研制了石墨烯-镍纳米粒杂化材料电极、碳纳米管-聚合物复合材料电极和聚合物微流控芯片加工芯技术，研制的电极与毛细管电泳和微流控芯片技术联用，立了生物医药样品中糖类、酚酸、黄酮等生物活性物质的检测新方法。 8 徐浚超 讲师 复旦大学 复旦大学 是本项目主要完成人之一，是代表性论文4（附件4）的第一作者。负责碳基电极的制备、测试和生物样品和药物电分析方法的建立和应用等工作。研制了石墨烯-镍纳米粒杂化材料电极、碳纳米管-聚合物复合材料电极和聚合物微流控芯片加工芯技术，研制的电极与毛细管电泳和微流控芯片技术联用，立了生物医药样品中糖类、酚酸、黄酮等生物活性物质的检测新方法。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Preparation of porous graphene oxide-poly(urea-formaldehyde) hybrid monolith for trypsin immobilization and efficient proteolysis / CARBON / Peipei Lian,Huimin Bao, Jifang Yang, Luyan Zhang, Gang Chen 2 Preparation of porous graphene using cuprous oxide microspheres as sacrificial templates for enriching proteins and peptides / Carbon / Huimin Ge, huimin Bao, Luyan Zhang, Gang Chen 3 Fabrication of carbon nanotube-nickel nanoparticle hybrid paste electrodes for electrochemical sensing of carbohydrates / SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL / Wei Zhang, Xia zhang, Luyan Zhang, Gang Chen 4 Fabrication of graphene/poly(ethyl 2-cyanoacrylate) composite electrode for amperometric detection in capillary electrophoresis / SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL / Junchao Xu, Luyan Zhang, Gang Chen 5 Magnetic loading of graphene-nickel nanoparticle hybrid for electrochemical sensing of carbohydrates / BIOSENSORS & BIOELECTRONICS / Weidong Qu, Luyan Zhang, Gang Chen 6 Far-Infrared-Assisted Preparation of a Graphene-Nickel Nanoparticle Hybrid for the Enrichment of Proteins and Peptides / CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL / Weidong Qu, Huimin Bao, Luyan Zhang, Gang Chen 7 Preparation of a carbon nanotube-copper nanoparticle hybrid by chemical reduction for use in the electrochemical sensing of carbohydrates / CARBON / Yuejiao Fu, Luyan Zhang, Gang Chen 8 Facile Preparation of Graphene-Copper Nanoparticle Composite by in Situ Chemical Reduction for Electrochemical Sensing of Carbohydrates / ANALYTICAL CHEMISTRY / Qiwen Chen, Luyan Zhang, Gang Chen	自然奖	陈刚,包慧敏,梁培培,陈琪雯,付月姣,葛慧敏,张玮,徐浚超	复旦大学	复旦大学
118	0662-111	硫化氢靶蛋白分子开关机制的发现 项目名称 硫化氢靶蛋白分子开关机制的发现 推荐/提名单位/人 复旦大学 主要完成单位 复旦大学,上海理工大学 项目简介 重要科学发现：本研究的核心工作是发现一种不同于经典分子对接理论的小分子活性物质调节生物大分子功能的新机制，具体为气体微小分子活性物质硫化氢直接作用的一系列蛋白靶分子的发现，并提出硫化氢可逆性调节其蛋白靶分子构象和功能的分子开关理论。本系列研究始于十余年前，当时观察到硫化氢的一系列心血管保护作用，包括降压、心肌保护、抑制心肌细胞钙超载等。尤其是硫化氢促血管新生作用的发现，引发了国内外同行大量的后继研究工作，包括本团队继续以此为模型和突破口寻找硫化氢直接作用的靶分子及其调节靶分子的机制。发现点1：血管内皮细胞中发现硫化氢直接作用的靶分子是VEGFR2, 继而观察到硫化氢是通过打开VEGFR2胞内激酶活性结构域中的一个以前未见报道的Cys1024-Cys1045二硫键，使此胞内结构域的构象从“Phe-out”(抑制态)转化为“Phe-in”(激活态)；此二硫键具有调节硫化氢蛋白靶分子构象的分子开关功能。值得注意的是，只有少数特定的二硫键才能成为硫化氢分子开关（蛋白质折叠过程中以及在胞外微环境下形成的二硫键并不能受生理浓度的硫化氢调节），是一种能在成熟蛋白中调节其构象和功能的特定二硫键（胞内微环境中）；且硫化氢对此种二硫键分子开关的调节为可逆性，蛋白靶分子的构象和功能也因此在硫化氢的调节下作可逆性转换。这种分子开关机制并不直接导致蛋白质分子的结构修饰（硫化氢并不直接将任何新的化学基团引入蛋白分子中），也不需要硫化氢与其靶分子间的空间匹配和稳定结合，而是通过前线电子轨道的相互作用识别二硫键中处于氧化状态的硫原子，作迅速的亲核攻击而打开分子开关，调节其靶分子构象和功能，继而将信号传导至下游信号网络。通过VEGFR2胞内结构域的分子开关，硫化氢传递了促血管新生信号。发现点2：首先发现的含有硫化氢分子开关的靶分子VEGFR2属于酪氨酸激酶受体家族（其成员含有保守的胞内激酶活性结构域），启示本团队继续研究硫化氢对其他家族成员的作用，结果发现IR和EGFR的胞内激酶活性结构域也是硫化氢直接作用的靶分子，继而还发现了其中的分子开关；它们分别介导了硫化氢的胰岛素增敏效应（2型糖尿病模型）和缓解水钠潴留、降压作用（急、慢性盐敏感高血压模型）。发现点3：本研究团队还观察到硫化氢对另一类膜蛋白（离子通道）功能的调节作用。最初发现硫化氢具有抑制心肌细胞L型钙通道和细胞钙超载的作用，继而发现硫化氢对Ito钾通道的抑制作用。观察到硫化氢打开Ito钾通道胞内结构域中的Cys320-Cys529二硫键分子开关，而抑制Ito钾通道的开放，从而延长心肌细胞动作电位1期复极时程和绝对不应期，降低跨室壁复极离散度，继而产生抗恶性室性心律失常的作用。发现点4：本团队还自主设计、合成新型内源性硫化氢释放剂，观察到其心肌保护作用和促血管新生作用，并做了初步成药性研究，完成了其药代动力学和毒理学研究。本系列研究共发表研究论文76篇，被引2741次，单篇最高被引用271次。8篇代表性论文共被引381次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 朱依纯 教授 复旦大学 复旦大学 本项目负责人，代表性论文1-5的通讯作者，代表性论文7、8的共同作者，授权专利的发明人。提出本项目整体创新思路，设计实验方案。在国际上硫化氢生物学研究迅速形成热潮但又都处于生物效应研究阶段时，率先发现硫化氢“受体”——VEGFR2及其分子开关（创新点1），并阐明其调控分子开关的原子生物学机制，揭示了硫化氢产生诸多生物学效应的共同规律和基本原理（创新点3），推动该领域研究达到一个新的台阶；并受此启发进而发现硫化氢的胰岛素增敏作用等（创新点2）。 2 朱依谆 教授 澳门科技大学 复旦大学 代表性论文6-8的通讯作者，代表性论文1、4的共同作者，授权专利的发明人。运用药理学方面丰富的理论知识，时刻追踪国际科技进展。在对硫化氢及其供体化合物SPRC的开发与应用以及机制研究。 3 蔡文杰 副教授 上海理工大学 上海理工大学 表性论文1、2、4的共同作者，国际上首次发现低浓度硫化氢有促进血管新生的作用，之后负责量子化学计算工作。 4 陶蓓蓓 副教授 复旦大学 复旦大学 代表性论文1的第一作者，代表性论文5的共同作者。首次发现硫化氢在内皮细胞中的“受体”——VEGFR2（创新点1）。探索出一套利用蛋白酶解后质谱数据分析蛋白修饰和二硫键定位的方法，首次发现VEGFR2中存在一个二硫键C1024-S-S-C1045，该二硫键是硫化氢直接作用的靶点。首次采用VEGFR2 C1045A突变体验证了该二硫键对受体活性的影响及其在硫化氢促细胞迁移中的作用，明确C1024-S-S-C1045是VEGFR2中的分子开关。 5 王铭洁 副教授 复旦大学 复旦大学 代表性论文2的第一作者，代表性论文1的共同作者。从事心肌重构中微血管新生的调控机制及血管内皮细胞迁移机制的研究（创新点1）。首次发现硫化氢有促进体内缺血情况下血管新生的作用，为本项目奠定基础。 6 薛蓉 副教授 苏州大学 复旦大学 代表性论文3的第一作者，从事硫化氢对糖尿病的作用及其机制研究，发现在2型糖尿病模型中硫化氢通过激活IR改善胰岛素抵抗并减轻肾脏损伤。 7 葛顺娜 助理研究员 中国福利会国际和平妇幼保健院 复旦大学 代表性论文4的第一作者，水钠潴留导致的高血压模型中通过激活肾小管EGFR促进肾脏排钠功能、降低血压。 8 马善峰 副教授 蚌埠医学院 复旦大学 代表性论文5的共同第一作者，发现H2S是一个新的心肌细胞Ito通道抑制剂，这将为心律失常等心血管疾病的发病机制和治疗研究开辟一个新的领域。 9 罗艳 中级 中国药科大学 复旦大学 代表性论文5的共同第一作者，发现H2S是一个新的心肌细胞Ito通道抑制剂，这将为心律失常等心血管疾病的发病机制和治疗研究开辟一个新的领域。 10 王茜 中级 上海市食品药品监督管理局科技情报研究所 复旦大学 代表性论文6的第一作者，从细胞水平筛药到整体急性心肌梗死大鼠模型研究，通过观察水溶性大蒜有机硫化合物SAC、SAMC以及类似SAC的不同碳链长度的S-半胱氨酸衍生物S-乙基-L-半胱氨酸（SEC）、S-丙基-L-半胱氨酸（SPC）、S-丁基-L-半胱氨酸（SBC）、SPEC和SPRC等七种化合物的心脏保护作用，探讨其心血管保护作用的结构-活性关系，寻找发挥心脏保护作用的主要功能基团。 11 阚君陶 正高级 安利（中国）研发中心 复旦大学 代表性论文7的第一作者，研究了SPRC对于血管新生促进作用中STAT3相关的信号通路。 12 沈亚琪 中级 江苏恒瑞医药股份有限公司 复旦大学 代表性论文8的第一作者，首次证实了miR-30家族能够通过调节CSE的表达调节H2S的生成，这一发现揭示了心脏中内源性H2S生成的新的分子调控机制，为调控内源性H2S的生成提供理论依据，解决了外源性给予H2S剂量难控制，毒性大的缺点。同时miR-30-CSE-H2S可以通过调节H2S生成在体内和体外同时发挥保护心肌细胞缺血损伤的作用，防治缺血性心脏病提供了新的可能靶点。 13 陈莹 中级 复旦大学 复旦大学 代表性论文1-5的作者之一，参与实验室管理，保障实验顺利开展，提供激光共聚焦技术服务，协助完成项目申报、专利申请及实验数据的整理统计。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 VEGFR2 Functions as an H2S-Targeting Receptor Protein Kinase with Its Novel Cys1045-Cys1024 Disulfide Bond Serving as a Specific Molecular Switch for Hydrogen Sulfide Actions in Vascular Endothelial Cells/ ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING/Tao BB, Liu SY, Zhang CC, Fu W, Cai WJ, Wang Y, Shen Q, Wang MJ, Chen Y, Zhang LJ, Zhu YZ, Zhu YC 2 The Hydrogen Sulfide Donor NaHS Promotes Angiogenesis in a Rat Model of Hind Limb Ischemia/ ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING/Wang MJ, Cai WJ, Li N, Ding YJ, Chen Y, Zhu YC 3 Hydrogen Sulfide Treatment Promotes Glucose Uptake by Increasing Insulin Receptor Sensitivity and Ameliorates Kidney Lesions in Type 2 Diabetes/ ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING/ Xue R, Hao DD, Sun JP, Li WW, Zhao MM, Li XH, Chen Y, Zhu JH, Ding YJ, Liu J, Zhu YC 4 Hydrogen Sulfide Targets EGFR Cys797/Cys798 Residues to Induce Na+/K+-ATPase Endocytosis and Inhibition in Renal Tubular Epithelial Cells and Increase Sodium Excretion in Chronic Salt-Loaded Rats/ ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING/ Ge SN, Zhao MM, Wu DD, Chen Y, Wang Y, Zhu JH, Cai WJ, Zhu YZ, Zhu YC 5 Hydrogen Sulfide Targets the Cys320/Cys529 Motif in Kv4.2 to Inhibit the I-to Potassium Channels in Cardiomyocytes and Regularizes Fatal Arrhythmia in Myocardial Infarction/ ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING/ Ma SF, Luo Y, Ding YJ, Chen Y, Pu SX, Wu HJ, Wang ZF, Tao BB, Wang WW, Zhu YC 6 Protective Effects of Cysteine Analogues on Acute Myocardial Ischemia: Novel Modulators of Endogenous H2S Production/ ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING/ Wang Q, Wang XL, Liu HR, Rose P, Zhu YZ 7 S-Propargyl-Cysteine, a Novel Water-Soluble Modulator of Endogenous Hydrogen Sulfide, Promotes Angiogenesis Through Activation of Signal Transducer and Activator of Transcription 3/ ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING/ Kan JT, Guo W, Huang CR, Bao GZ, Zhu YC, Zhu, YZ 8 miRNA-30 Family Inhibition Protects Against Cardiac Ischemic Injury by Regulating Cystathionine-gamma-Lyase Expression/ ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING/ Shen YQ, Shen ZQ, Miao L, Xin XM, Lin SZ, Zhu YC, Guo W, Zhu YZ	自然奖	朱依纯,朱依谆,蔡文杰,陶蓓蓓,王铭洁,薛蓉,葛顺娜,马善峰,罗艳,王茜,阚君陶,沈亚琪,陈莹	复旦大学,上海理工大学	复旦大学
119	0662-112	智能响应聚合物体系的分子光谱机制研究 项目名称 智能响应聚合物体系的分子光谱机制研究 推荐/提名单位/人 复旦大学 主要完成单位 复旦大学 项目简介 该项目属于高分子表征分析领域。智能响应聚合物的刺激响应行为与聚合物分子链构象及氢键等弱相互作用密切相关，但如何从分子水平上探究其弱相互作用变化规律一直以来缺乏非常有效的研究手段。分子光谱尤其是红外光谱对基团相互作用极为敏感，但传统一维红外光谱分析存在分辨能力低且谱峰重叠严重等问题，无法有效提取分子水平上的微弱结构变化信息。基于此，该项目提出了多维分子光谱的综合性分析解决方案，结合动态变化一维红外光谱、二维相关红外光谱及其衍生技术系统探讨了刺激诱导的聚合物动态响应过程中分子内/间相互作用及构型构象转变现象。与传统一维光谱分析相比，多维光谱分析进一步提高了红外光谱对微弱谱峰信号的分辨能力，有效捕捉了不同基团的响应次序等关联变化信息，深入诠释了智能响应聚合物体系在分子水平上的动力学变化机制。项目主要创新点有：1、原创性地提出了温敏水溶性聚合物体系相转变机制的多维光谱分析解决方案，综合利用一维及二维相关光谱、外扰相关移动窗口、变温核磁共振谱等手段在分子水平上阐释了聚合物水溶液从基团到链段到构象的各级衍化历程，涵盖了氢键转化、水合/脱水合、链构象扭转、水分子扩散等极为重要的分子动力学变化信息。2、首次针对拓扑结构空间受限聚合物凝胶网络及复杂多组分聚合物体系的相转变行为进行了分子光谱跟踪分析，从高分子链、纳米凝胶及宏观拓扑结构的各级尺度进一步揭示了受限高分子链与水分子扩散动力学变化规律及各组分的多级协同相转变行为。3、系统研究了天然大分子随温度响应的氢键变化情况，探讨了热扰动对天然大分子内在缔合氢键结构的影响，在分子尺度上剖析了这些微观结构变化与宏观性能的内在联系。以上系统的原创性工作添补了智能响应聚合物弱相互作用变化规律研究的空白，推动了聚合物光谱分析领域的发展。有关上述研究完全基于国内工作，总计发表SCI论文110余篇，他引1700余次(截止2019年5月13日)。该项目8篇代表性论文，包含4篇Macromolecules等，被SCI他引总计448次，出版《Two-Dimensional Correlation Spectroscopy: A Polymer-Related Issue》（Springer, Encyclopedia of Polymer Science and Technology）专著章节和《Spectral Insights into Microdynamics of Thermoresponsive Polymers from the Perspective of Two-Dimensional Correlation Spectroscopy》（高分子学报）综述各一篇。基于该项目，第一完成人武培怡获国家杰出青年基金、英国皇家化学会士、陶氏化学“Dow Innovation Challenge Award”、 教育部首届新世纪人才计划、上海市优秀学科带头人计划等10余项学术荣誉，主要完成人孙胜童入选上海市青年科技启明星等人才计划并获上海市优秀博士论文，主要完成人侯磊入选上海市青年科技英才扬帆计划和博士后创新人才支持计划，项目参与研究生张波、景莹、王章薇获上海市优秀硕士论文。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 武培怡 教授 复旦大学 复旦大学 本项目总负责人，协调指导了本项目所有的课题设计，对全部三个主要创新点均有重要贡献，为全部8篇代表性论文和其他相关论文的通讯作者，参与本项目的工作量占个人总工作量的60%。 2 孙胜童 研究员 东华大学 复旦大学 参与了本项目大部分的课题设计，对创新点1和2有重要贡献，代表性论文2、3、5、6的共同作者，参与本项目的工作量占个人总工作量的100%。 3 侯磊 讲师 东华大学 复旦大学 对创新点2有重要贡献，是代表性论文4的共同作者，参与本项目的工作量占个人总工作量的100%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 On the Thermally Reversible Dynamic Hydration Behavior of Oligo(ethylene glycol) Methacrylate-Based Polymers in Water / Macromolecules / Shengtong Sun, Peiyi Wu* 2 A FTIR and 2D-IR Spectroscopic Study on the Microdynamics Phase Separation Mechanism of the Poly(N-Isopropylacrylamide) Aqueous Solution / Macromolecules / Bingjie Sun, Yinan Lin, Peiyi Wu*, Heinz W. Siesler 3 Infrared Spectroscopic Insight into Hydration Behavior of Poly(N-Vinylcaprolactam) in Water / Journal of Physical Chemistry B / Shengtong Sun, Peiyi Wu* 4 Exploring the Volume Phase Transition Behavior of POEGA- and PNIPAM-Based Core–Shell Nanogels from Infrared-Spectral Insights / Macromolecules / Lei Hou, Kai Ma, Zesheng An*, Peiyi Wu* 5 Chain Collapse and Revival Thermodynamics of Poly(N-Isopropylacrylamide) Hydrogel / Journal of Physical Chemistry B / Shengtong Sun, Jun Hu, Hui Tang, Peiyi Wu* 6 Role of Water/Methanol Clustering Dynamics on Thermosensitivity of Poly(N-Isopropylacrylamide) from Spectral and Calorimetric Insights / Macromolecules / Shengtong Sun, Peiyi Wu* 7 Unusual Thermal Phase Transition Behavior of an Ionic Liquid and Poly(Ionic Liquid) in Water with Significantly Different LCST and Dynamic Mechanism / Polymer Chemistry / Wenlong Li, Peiyi Wu* 8 Study on Hydrogen Bonds of Carboxymethyl Cellulose Sodium Film with Two-Dimensional Correlation Infrared Spectroscopy / Carbohydrate Polymers / Wei Li, Bingjie Sun, Peiyi Wu*	自然奖	武培怡,孙胜童,侯磊	复旦大学	复旦大学
120	0663-102	早期胚胎发育与体细胞重编程的表观调控机制研究 项目名称 早期胚胎发育与体细胞重编程的表观调控机制研究 推荐/提名单位/人 同济大学 主要完成单位 同济大学,清华大学 项目简介 胚胎发育与细胞重编程是研究细胞命运转变的两个核心体系，胚胎发育包括精卵受精后细胞全能性的建立、多潜能细胞的形成以及细胞有序分化，而重编程是指分化的体细胞重新获得全能性或多潜能性的过程。本项目利用早期胚胎发育和细胞重编程体系，系统研究了表观遗传修饰在调控基因表达进而影响细胞命运转变的分子机制。研究发现核心组蛋白甲基化修饰，以及DNA甲基化与去甲基化在早期胚胎发育和细胞重编程中发挥重要作用，并揭示了相关分子调控机制，主要科学发现如下：1.揭示早期胚胎发育过程中组蛋白H3K4me3和H3K27me3修饰在全基因组的建立和分布特点及对转录的调控机制。项目组首次利用微量细胞ChIP-Seq技术，发现卵母细胞基因组上存在非经典的H3K4me3修饰并对卵母细胞基因转录沉默发挥调控作用。精卵受精后卵母细胞非经典的H3K4me3修饰被迅速擦除，合子基因组基因启动子区典型的H3K4me3修饰迅速建立。相反，H3K27me3修饰则在胚胎发育过程中逐渐建立。研究进一步发现在植入前胚胎中存在大量宽的H3K4me3修饰,其对早期胚胎基因表达调控和细胞命运决定发挥重要作用。相关研究成果发表Nature论文两篇，Nature当期发表专门推介；另F1000评论该发现对理解早期胚胎表观重编程具有重要意义。2.发现核心组蛋白修饰异常是导致体细胞核移植胚胎发育低下的重要表观遗传障碍。项目组长期利用小鼠体细胞核移植技术，研究体细胞重编程的分子机制。前期利用免疫荧光技术，发现体细胞克隆胚胎与正常受精胚胎在多种组蛋白修饰存在明显差异。近来，项目组建立克隆胚胎活检技术并结合单细胞高通量测序分析，对不同发育命运的体细胞克隆胚胎进行了追踪研究。发现两个关键组蛋白去甲基化酶KDM4B和KDM5B在克隆胚胎中的激活缺陷，导致克隆胚胎发育阻滞在2-细胞和4-细胞时期，通过纠正这些表观遗传因子的表达，可以极大提高克隆小鼠出生率近10倍。这一发现也为我国科学家体细胞克隆猴的成功奠定了重要理论基础。3.揭示DNA甲基化与去甲基化在体细胞诱导重编程中的重要作用与调控机制。项目组利用连续重编程体系，揭示了重编程核心因子Oct4在体细胞重编程中的作用机制。进一步发现DNA羟甲基化酶Tet1可以直接作用于Oct4，进行去甲基化与转录激活，提高iPS细胞诱导效率，并证明Tet1可以取代Oct4获得高质量iPS细胞。与经典方法获得的iPS小鼠多发肿瘤不同，由Tet1诱导获得的iPS小鼠无明显肿瘤发生，这为提高iPS诱导的安全性提供了重要参考。代表成果以封面发表在Cell Stem Cell杂志，并配发了专门评述，论文被杂志评为2013年最佳论文之一。 项目8篇代表性论文发表在Nature（两篇），Cell Stem Cell, PNAS等国际权威学术期刊上，被Nature, Cell, Science等杂志他引625次。项目第一完成人高绍荣教授多次受邀为Cell和Cell Stem Cell等杂志撰写评述，并多次受邀在国际干细胞学会年会等做特邀报告。该项目组在早期胚胎发育与体细胞重编程的表观调控方面取得的系统性研究成果，引领学科发展，产生了重要国际影响。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 高绍荣 教授 同济大学 同济大学 高绍荣教授作为本项目的负责人和主要完成人，提出主要学术思想，负责项目总体设计，参与项目所有具体过程，指导并参与实验，总结研究成果并参与论文撰写和投稿。对主要科学发现点1、2、3均有突出贡献，是第1、3、4、5、6、7篇论文的主要共同通讯作者，第8篇论文的通讯作者，第2篇论文的参与作者。 2 颉伟 教授 清华大学 清华大学 颉伟教授作为本项目的主要设计者和参与者，指导并参与了项目中的实验设计、实施及数据分析和论文撰写。对主要科学发现点1有突出贡献，是第2篇论文的主要共同通讯作者。 3 高亚威 教授 同济大学 同济大学 高亚威教授作为本项目的主要设计者和参与者，指导并参与了项目中的实验设计、实施，数据分析和论文撰写。对主要科学发现点1、2、3均有重要贡献，是第1篇论文的共同通讯作者，第7篇论文的共同通讯和共同第一作者，第3、6篇论文的共同第一作者，第5篇论文的参与作者。 4 张勇 教授 同济大学 同济大学 张勇教授作为本项目生物信息学分析部分的主要完成人，提出第1、7篇论文的生物信息学数据分析思路，指导并参与数据分析，总结研究成果并参与论文撰写。是第1、7篇论文的共同通讯作者。 5 陈嘉瑜 副教授 同济大学 同济大学 陈嘉瑜副教授是本项目的主要设计者和参与者，对科学发现3有突出贡献，是第3篇论文的共同第一作者，第6篇论文的共同第一作者和共同通讯作者，第1篇论文的参与作者。 6 那洁 副教授 清华大学 清华大学 那洁副教授作为本项目的主要参与者，参与了项目的实验实施和论文撰写。对主要科学发现点1有重要贡献，是第2篇论文的共同通讯作者。 7 刘晓雨 研究员 同济大学 同济大学 刘晓雨博士作为该项目的主要完成人，对科学发现1、2均有突出贡献，是第1、7篇论文的共同第一作者. 8 刘文强 副研究员 同济大学 同济大学 刘文强副研究员作为本项目的主要参与者，参与了本项目中重要实验的开展和实施，并协助实验数据整理及文章写作。对主要科学发现点1和2有重要贡献，是第1、6篇论文的共同第一作者，第2、3、5篇论文的参与作者。 9 江赐忠 教授 同济大学 同济大学 江赐忠教授作为本项目生物信息学分析部分的主要参与者，提出第5篇论文的生物信息学数据分析思路，指导并参与数据分析，总结研究成果并参与论文撰写。是第5篇论文的共同通讯作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Distinct features of H3K4me3 and H3K27me3 chromatin domains in pre-implantation embryos./Nature/Xiaoyu Liu,Chenfei Wang,Wenqiang Liu,Jingyi Li,Chong Li,Xiaochen Kou,Jiayu Chen,Yanhong Zhao,Haibo Gao,Hong Wang,Yong Zhang,Yawei Gao & Shaorong Gao 2 Allelic reprogramming of the histone modification H3K4me3 in early mammalian development./Nature/Bingjie Zhang,Hui Zheng,Bo Huang,Wenzhi Li,Yunlong Xiang,Xu Peng,Jia Ming,Xiaotong Wu,Yu Zhang,Qianhua Xu,Wenqiang Liu,Xiaochen Kou,Yanhong Zhao,Wenteng He,Chong Li,Bo Chen,Yuanyuan Li,Qiujun Wang,Jing Ma,Qiangzong Yin,Kehkooi Kee,Anming Meng,Shaorong Gao,Feng Xu,Jie Na & Wei Xie 3 Replacement of Oct4 by Tet1 during iPSC induction reveals an important role of DNA methylation and hydroxymethylation in reprogramming./Cell Stem Cell/Yawei Gao,Jiayu Chen,Ke Li,Tong Wu,Bo Huang,Wenqiang Liu,Xiaochen Kou,Yu Zhang,Hua Huang,Yonghua Jiang,Chao Yao,Xiaolei Liu,Zhiwei Lu,Zijian Xu,Lan Kang,Jun Chen,Hailin Wang,Tao Cai & Shaorong Gao 4 Proteome of mouse oocytes at different developmental stages./PNAS/Shufang Wang, Zhaohui Kou, Zhiyi Jing, Yu Zhang, Xinzheng Guo, Mengqiu Dong, Ian Wilmut and Shaorong Gao 5 Hierarchical Oct4 Binding in Concert with Primed Epigenetic Rearrangements during Somatic Cell Reprogramming./Cell Reports/ 6 The combination of Tet1 with Oct4 generates high-quality mouse-induced pluripotent stem cells. /Stem Cells/Jiayu Chen,Yawei Gao,Hua Huang,Kai Xu,Xia Chen,Yonghua Jiang,Hui Li,Shuai Gao,Yu Tao,Hong Wang,Yong Zhang,Hailin Wang,Tao Cai & Shaorong Gao 7 Identification of key factors conquering developmental arrest of somatic cell cloned embryos by combining embryo biopsy and single-cell sequencing./Cell Discovery/Wenqiang Liu, Xiaoyu Liu, Chenfei Wang, Yawei Gao, Rui Gao, Xiaochen Kou, Yanhong Zhao, Jingyi Li, You Wu, Wenchao Xiu, Su Wang, Jiqing Yin, Wei Liu, Tao Cai, Hong Wang, Yong Zhang & Shaorong Gao 8 Dynamic reprogramming of histone acetylation and methylation in the first cell cycle of clonedmouse embryos./Biology of Reproduction/Fengchao Wang,Zhaohui Kou,Yu Zhang & Shaorong Gao	自然奖	高绍荣,颉伟,高亚威,张勇,陈嘉瑜,那洁,刘晓雨,刘文强,江赐忠	同济大学,清华大学	同济大学
121	0663-104	混凝土岩石类材料静-动-热态力学行为与损伤破坏机理 项目名称 混凝土岩石类材料静-动-热态力学行为与损伤破坏机理 推荐/提名单位/人 同济大学 主要完成单位 同济大学,中国科学技术大学,合肥工业大学 项目简介 城市地下空间开发利用、核废料深埋处置与隧道（火）灾后修复重建等工程活动，越来越多地触及不同温度和不同应变率下的岩石和混凝土材料，其变形破坏过程非常复杂。本项目结合多个国家自然基金与部委计划，对此类材料的静-动-热态力学行为及损伤破坏机理开展了大量研究，重要科学发现包括：（1）静态力学特性与热-力耦合行为方面。发现了每批次的钢纤维混凝土强度均存在一个最优的纤维特征比，且随着钢纤维的添加，混凝土由脆性逐渐过渡为延性；热-力耦合作用导致混凝土衬砌内产生显著的内力重分布和不同的性能表现，初始预加荷载越大，高温后混凝土衬砌承载力越小；高温后衬砌受载破坏时弯矩要大于高温下的弯矩值，且高温后的钢筋混凝土衬砌承载力要大于钢纤维混凝土衬砌承载力；指出遭受高温的混凝土衬砌在时空上呈现出渐进式破坏特征。（2）动态力学性能及本构关系方面。发现钢纤维混凝土是一种应变率敏感材料，其在循环冲击作用的初期，纤维含量高的混凝土试样应变率硬化效应等于甚至超过其损伤软化效应；研究揭示弹塑性流体动力学模型用来表征钢纤维混凝土的主要力学特性、特别是峰后应变软化力学行为效果较为理想；采用双标量损伤变量描述混凝土的拉压不对称性，建立了混凝土改进型的TCK损伤本构模型。（3）静-动态损伤演化机理与防控技术方面。发现对有或无充填裂隙的水泥砂浆试样，其重要差别在于裂纹起裂应力与起裂角，且前者试样的峰值应力高于后者；裂纹起裂时间、起裂位置及传播行为对充填与未充填情形是各异的；揭示了岩体地表附近爆破漏斗形成机制及纤维体积百分数对混凝土爆破损伤范围的影响规律；发展了用EPS泡沫降低应力波对混凝土防护层损伤的技术，并提出峰值轴向应力削减因子拟合式，对抗爆防震工程的智能设计有参考价值。8篇代表作所在的期刊平均影响因子为3.251，被SCI严格他引193次，单篇SCI他引最高38次，总他引390次（附件17）。其中，代表作1、4和6的引用次数（SCOPUS）荣居对应期刊的前5%、9%和4%（附件22-24），代表作7被评为安徽省第六届自然科学优秀学术论文（附件25）。本项目部分成果还获得2017年中国岩石力学与工程学会自然科学一等奖（见p.7），出版《城市地下空间防火与安全》等学术著作2本，获批发明专利4项和软件著作权2项。相关成果得到澳大利亚技术科学及工程院Hao H院士、中国工程院欧进萍院士、Compos Part B-Eng主编David Hui教授、Int J Impact Eng副主编Li QM教授、国家千人计划入选者美国路易斯安娜大学Guo BY教授以及国际岩石力学与工程学会副主席Jeon S教授等国内外知名专家的广泛关注和认可。 团队成员获得教育部长江学者特聘教授、国家973项目首席科学家、国家青年拔尖人才与德国索菲亚研究奖等荣誉称号7人次，一人获得2010年辛科维奇最佳博士论文奖，一人获得2013年ICCES卞学鐄奖。此外，团队成员在7个国际期刊担任主编/副主编、编委，在多个重要国际学术会议上作大会发言。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王志亮 教授 合肥工业大学 同济大学 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第1、2、3项发现做出了创造性贡献（即是第[1]、[3]-[5]、[7]和[8]篇代表性论文的作者）。具体贡献有：（1）发现每批次钢纤维混凝土强度均存在一个最优纤维特征比，且随纤维的添加混凝土由脆性向延性转化；（2）发现钢纤维混凝土在循环加载初期，纤维含量高的混凝土应变率硬化效应等于甚至超过其损伤软化效应；（3）对经典TCK本构模型进行了改进，并成功应用到混凝类土动态损伤破坏的数值研究中；（4）揭示了岩石爆破漏斗形成机制及纤维体积百分数对混凝土自由面附近爆破损伤范围的影响规律；（5）发展了用EPS土工泡沫嵌入物降低应力波对混凝土防护层损伤的技术，对抗爆防震工程智能设计有参考价值。 2 朱合华 教授 同济大学 同济大学 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第1、3项发现做出了创造性贡献（即是第[2]、[6]篇代表性论文的作者）。具体贡献有：（1）对钢筋混凝土及钢纤维混凝土两种隧道衬砌管片开展了不同温度—荷载工况下的火灾试验，探究了火灾高温下隧道衬砌管片力学性能；（2）通过试验测试和采用扩展有限元法，围绕充填材料对试样中裂纹传播行为的影响开展了研究，对比分析了有充填和无充填裂隙试样中的裂纹传播机理与损伤演化规律。 3 庄晓莹 教授 同济大学 同济大学 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第3项发现做出了创造性贡献（即是第[6]篇代表性论文的作者）。具体贡献有：通过试验测试和采用扩展有限元法（XFEM），对裂纹传播行为的充填材料效应开展了研究，对比分析了含充填和不含充填裂隙试样中的裂纹起裂、传播等相关机理。 4 闫治国 教授 同济大学 同济大学 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第1项发现做出了创造性贡献（即是第[2]篇代表性论文的作者）。具体贡献有：对钢筋混凝土及钢纤维混凝土两种隧道衬砌管片开展了不同温度—荷载工况下的火灾试验，探究了火灾高温下隧道衬砌管片力学性能。 5 石振明 教授 同济大学 同济大学 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第2项发现做出了创造性贡献（即是第[3]篇代表性论文的作者）。具体贡献有：参与了钢纤维混凝土静动态力学特性试验，共同得出了循环加载初期纤维含量高的混凝土应变率硬化效应等于甚至超过其损伤软化效应等结论。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Numerical analysis of attenuation effect of EPS geofoam on stress-waves in civil defense engineering/Geotextiles and Geomembranes/Wang ZL, Li YC, Wang JG. 2 Experimental and numerical analysis on effect of fibre aspect ratio on mechanical properties of SRFC/Construction and Building Materials/Wang ZL, Wu J, Wang JG. 3 Behavior of reinforced concrete and steel fiber reinforced concrete shield TBM tunnel linings exposed to high temperatures/Construction and Building Materials/Yan ZG, Zhu HH, Ju JW. 4 On the strength and toughness properties of SFRC under static-dynamic compression/Composites Part B-Engineering/ Wang ZL, Shi ZM, Wang JG. 5 Numerical study on craters and penetration of concrete slab by ogive-nose steel projectile/Computers and Geotechnics/Wang ZL, Li YC, Shen RF, Wang JG. 6 A comparative study on unfilled and filled crack propagation for rock-like brittle materials/Theoretical and Applied Fracture Mechanics/Zhuang XY, Chun JW, Zhu HH 7 Numerical simulation of tensile damage and blast crater in brittle rock due to underground explosion/International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences/Wang ZL, Li YC, Shen RF. 8 Elastic-plastic-hydrodynamic analysis of crater blasting in steel fiber reinforced concrete/Theoretical and Applied Fracture Mechanics/Wang ZL, Konietzky H, Huang RY.	自然奖	王志亮,朱合华,庄晓莹,闫治国,石振明	同济大学,中国科学技术大学,合肥工业大学	同济大学
122	0664-101	地面沉降与基础设施的相互作用演变机制与预测理论 项目名称 地面沉降与基础设施的相互作用演变机制与预测理论 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学 项目简介 该项目属于土木建筑工程的地下工程领域。沿海城市富集第四纪的软土与水，容易受到各种自然灾害的侵袭。高含水软土地层中的地下基础设施，在长期运行中会改变地质环境，诱发地质灾害。但是水、软土与地下结构的相互作用的致灾机理尚不明确，没有精细化的预测理论。项目组在10多年的时间里，探明了软土地区基础设施沉降变形的演变机制与理论。完整地建立了软土中长期固结、渗流、以及构筑物渗漏诱发地质灾害的预测理论。具体科学发现如下： (1) 发现了地下构筑物对地下水渗流的阻挡作用是导致上海中心城区地面沉降加剧的主要原因，提出了考虑地下结构挡水效应的渗流与固结沉降计算方法，提高了地面沉降计算精度。 (2) 发现了地层中产生剪应力的力学机理，探明了地层与地下构筑物产生持续变形的规律，提出了考虑剪切作用的软土与构筑物变形的模型，突破传统理论无法考虑剪应力作用的限制。 (3) 发现了地下水在土体中渗流与结构物中渗漏引起变形的宏观力学机制，提出了有排水通道时软土固结-隧道渗流-沉降变形的统一计算模型，确定了隧道接缝渗漏条件下的内力分布规律，提高了结构受力分析的精度。 本项目8篇代表性论文在web of science (WOS)数据库中他引总数为519次，SCI他引总数为478次，被WOS列为工程领域高被引论文ESI(1%)3篇。多篇代表性论文发表在国际岩土工程领域一流期刊，如加拿大科学委员会会刊《Canadian Geotechnical Journal》(CGJ)、《Tunnelling and Underground Space Technology(TUST)》等。在CGJ与TUST上发表的论文在其发表后的数年在WOS中均处于该刊的最高引用状态。获得软件著作权1项，授权专利6项，转让2项。培养博士研究生6名，硕士研究生20余名，获全国优秀博士论文提名奖1篇，上海市研究生优秀成果奖3项。完成人受邀担任CGJ等8份国际SCI期刊的副主编与编委，并受邀在岩土工程领域大型国际会议做主题与特邀报告10多次。成果为沿海城市的长期安全对策提供了关键的基础理论支撑，可为城市地下空间规划与防灾减灾提出对策，起到了学科引领的作用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 沈水龙 教授 汕头大学 上海交通大学 项目组织者，对推荐书《重要科学发现》的发现点1、2、3做出了重要贡献，代表性论1、2、3、4、5、6、7、8的第一作者或通讯作者。投入本项目研究的工作量占本人工作量的75%。主要创新性研究工作包括：1) 揭示了砂性土含水层中地下基础设施改变地下水渗流环境的模式；2) 揭示了深部含水层砂土由于局部地下水抽取引发地层中的剪应力及其时空演变规律；3) 揭示了地下水在土体中渗流与结构物中渗漏引起变形的宏观力学机制。 2 许烨霜 副研究员 上海交通大学 上海交通大学 项目主要研究骨干，对推荐书《重要科学发现》的发现点1、2做出了重要贡献，代表性论文1、4、5、7、8的第一作者或通讯作者。投入本项目研究的工作量占本人工作量的70%。主要创新性研究工作包括揭示了砂性土含水层中地下基础设施改变地下水渗流环境的模式，并开展了工程应用研究。 3 吴怀娜 副教授 湖南大学 上海交通大学 项目主要完成人，对推荐书《重要科学发现》的发现点3做出了重要贡献，代表性论文2、3的第一作者或通讯作者。投入本项目研究的工作量占本人工作量的60%。主要创新性研究工作为提出了有排水通道时软土固结-隧道渗流-沉降变形的统一计算模型；建立了隧道接缝渗漏条件下的内力计算模型，确定了分布规律。 4 马磊 工程师 杭州随寓网络科技有限公司 上海交通大学 项目主要完成人，对推荐书《重要科学发现》的发现点2做出了重要贡献，代表性论文4、7、8的第一作者或通讯作者。投入本项目研究的工作量占本人工作量的50%。主要创新性研究工作为探明了地层与地下构筑物产生持续变形的力学机理，基于Cosserat介质力学理论建立了考虑应力传递效应的地面沉降耦合分析理。 5 王君鹏 讲师 济南大学 上海交通大学 项目主要完成人，对推荐书《重要科学发现》的发现点1做出了重要贡献，代表性论文3的主要完成人。投入本项目研究的工作量占本人工作量的30%。主要创新性研究工作为探明了土层渗透系数的计算方法，为确定地面沉降耦合分析的参数奠定了基础。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Long-term settlement behavior of the metro tunnel in the soft deposits of Shanghai/Tunnelling and Underground Space Technology/Shen SL, Wu HN, Cui YJ, Yin ZY 2 Evaluation of hydraulic conductivity for both marine and deltaic deposits based on piezocone testing/Ocean Engineering/Shen SL, Wang JP, Wu HN, Xu YS, Ye GL, Yin ZY 3 Interpretation of increased deformation rate in aquifer IV due to groundwater pumping in Shanghai/Canadian Geotechnical Journal/Shen SL, Ma L, Xu YS, Yin ZY 4 The state of land subsidence and prediction approaches due to groundwater withdrawal in China/Natural Hazards/Xu YS, Shen SL, Cai ZY, Zhou GY 5 Analysis of field performance of embankments on soft clay deposit with and without PVD-improvement/Geotextiles and Geomembranes/Shen SL, Chai JC, Hong ZS, Cai FX 6 Evaluation of land subsidence by considering underground structures that penetrate the aquifers of Shanghai, China/ Hydrogeology Journal/Xu YS, Ma L, Shen SL, Sun WJ 7 Analysis of urbanization-induced land subsidence in Shanghai/ Natural Hazards/ Xu YS, Ma L, Du YJ, Shen SL 8 Numerical evaluation of land subsidence induced by groundwater pumping in Shanghai/Canadian Geotechnical Journal/Shen SL, Xu YS	自然奖	沈水龙,许烨霜,吴怀娜,马磊,王君鹏	上海交通大学	上海交通大学
123	0664-103	模拟地球水热环境的有机废物与CO2高效资源化转化的基础研究 项目名称 模拟地球水热环境的有机废物与CO2高效资源化转化的基础研究 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学,同济大学 项目简介 本项目属于环境科学技术与资源科学技术领域（61050）。化石能源枯竭与CO2过度排放引起的气候变化已成为21世纪人类面临的最大挑战。地球上的碳资源是通过空气、水体、矿物和动植物之间的不断转化来保持生态循环平衡的，然而人类过度地消耗化石燃料，使数亿年累积的（原本从含碳废弃物转化而来的）化石燃料在200-300年间几乎耗尽，导致自然界碳生态平衡的紊乱。因此，加速含碳废弃物的资源化转化是重建地球碳循环功能，破解21世纪面临最大挑战的捷径，为此，模拟自然是科学良策。项目组在国家自然科学基金以及863探索导向项目支持下，开创性地提出了秉持模拟自然加速地球碳循环理念旨在本质性解决能源枯竭和CO2问题的新概念，开辟了模拟化石燃料形成和生命起源中起重要作用的水热环境高效快速资源化转化含碳废弃物的新领域，成功实现了水热环境下有机废物与CO2的高效快速资源化转化，解决了有机废物与CO2的可控高效转化的关键科学问题，引领了国际学术前沿，取得了如下科学发现：1、有机废物的水热高效资源化转化：首先发现了水热环境中，各种常规难处理的有机废物/生物质分别转化为高附加值产物甲酸、乙酸及乳酸的新反应，揭示了反应机制，构建了可控转化途径的策略，首创了有机废物/生物质分别产甲酸、乙酸、乳酸的最高收率记录。2、CO2的水热高效资源化转化：本着模拟化石燃料非生物成因及深海热液生命起源的自然现象, 创新性地提出了金属水热分解水原位还原CO2的思路，首次发现金属自催化CO2或碳酸氢盐高效、高选择转化产甲酸的新反应，首创近90%的最高收率，并揭示了金属自催化机制，攻克了CO2还原反应中如何廉价、便捷地产H2，同时高效还原CO2的最主要难题。 3、有机废物与CO2的协同资源化转化：首次发现生物质废弃物甘油低温高效还原FexOy的新奇反应，提出了经由金属/金属氧化物循环的有机废物协同还原CO2的新型碳循环模式,为突破负碳效应的CO2还原及人工光合作用效率低的难题提供了新思路。十二年来分别在Energy Environ. Sci., Environ. Sci. Tech., Green Chem.等环境、能源领域重要学术期刊发表SCI收录论文近120篇，其中8篇代表性论文SCI他引393次，总他引610次。研究成果获得国际同行的高度评价，如生物质研究领域领军人物James Dumesic院士与George Huber教授，以及中科院化学所韩布兴院士用数页篇幅详细引用项目组结果与原图，并评称“首次揭示了木质纤维素转化为呋喃的六碳糖新路径，并攻克了长期以来的定量难题”；“获得了甲酸、乳酸的最高收率”。项目第一完成人被誉为“水热转化有机废物与CO2第一人”，多次主持重要国际会议，国际会议大会/邀请报告数十次，当选2018年高被引用中国学者，入选日本国际奖（Japan Prize，素称日本诺贝尔奖）官方提名人，接受了CCTV新闻频道关于CO2资源化转化专访。已有成果（如垃圾水热转化产有机酸）初步工业化，开创了世界首例垃圾水热资源转化的新一代方法。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 金放鸣 教授 上海交通大学 上海交通大学 项目创始人与总负责人，对发现点一、二和三具有创造性贡献，提出了模拟自然加快碳循环理念，提出了水热转化生物质和二氧化碳的总体学术思想和研究方案，负责项目的总体设计和规划、研究方向和内容的确定、研究实施的指导、研究难点和关键科学问题的分析和阐述等。是代表性论文1-3,5-8的唯一通讯作者，代表性论文4的通讯作者，代表性论文1,2,5,7,8的第一作者（支撑材料：附件1-1至1-8）。 2 钟恒 副高级 上海交通大学 上海交通大学 项目主要参加人，对发现点二具有创造性贡献，参与并指导了金属水热还原二氧化碳的具体研究，开发出一系列非贵金属催化剂如铜、镍、锌等，实现高效水热转化二氧化碳产甲酸等高附加值产物。是代表性论文5的作者（支撑材料：附件1-5）。 3 景镇子 教授 同济大学 同济大学 项目主要参加人，对发现点3具有创造性贡献，参与了碳水化合物生物质及木质素纤维素生物质高效、高选择性的水热转化产甲酸、乙酸以及乳酸等的研究，参与并指导了生物质与CO2水热协同转化的研究。是代表性论文8的作者（支撑材料：附件1-8）。 4 曾旭 副研究员 同济大学 同济大学 项目主要参加人，参与并指导了金属水热还原二氧化碳的研究，参与了论文5，6和8的研究，探明了金属锌水热还原二氧化碳的机理。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Hydrothermal conversion of carbohydrate biomass into formic acid at mild temperatures/ Green Chemistry/ Fangming Jin*, Jun Yun, Guangming Li, Ashushi Kishita, Kazuyuki Tohji, Heiji Enomoto 2 Hydrothermal conversion of carbohydrate biomass to lactic acid/ AIChE Journal/ Xiuyi Yan, Fangming Jin*, Kazuyuki Tohji, Atsushi Kishita, Heiji Enomoto 3 Transformation of chitin and waste shrimp shells into acetic acid and pyrrole/ ACS Sustainable Chemistry & Engineering/ Xiaoyun Gao, Xi Chen, Jiaguang Zhang, Weimin Guo, Fangming Jin*, Ning Yan* 4 Highly efficient and autocatalytic H2O dissociation for CO2 reduction into formic acid with zinc/ Scientific Reports/ Fangming Jin*, Xu Zeng, Jianke Liu, Yujia Jin, Lunying Wang, Heng Zhong, Guodong Yao, Zhibao Huo 5 No catalyst addition and highly efficient dissociation of H2O for the reduction of CO2 to formic acid with Mn/ Environmental Science & Technology/ Lingyun Lyu, Xu Zeng, Jun Yun, Feng Wei, Fangming Jin* 6 High-yield reduction of carbon dioxide into formic acid by zero-valent metal/metal oxide redox cycles/ Energy & Environmental Science/ Fangming Jin*, Ying Gao, Yujia Jin, Yalei Zhang, Jianglin Cao, Zhen Wei, Richard L. Smith Jr 7 A potentially useful technology by mimicking nature - Rapid conversion of biomass and CO2 into chemicals and fuels under hydrothermal conditions/ Industrial & Engineering Chemistry Research/ Fangming Jin*, Xu Zeng, Zhenzi Jing, Heiji Enomoto 8 Rapid and highly selective conversion of biomass into value-added products in hydrothermal conditions: chemistry of acid/base-catalysed and oxidation reactions/Energy & Environmental Science/ Fangming Jin*, Heiji Enomoto	自然奖	金放鸣,钟恒,景镇子,曾旭	上海交通大学,同济大学	上海交通大学
124	0664-104	复合材料结构振动噪声耦合机理与控制 项目名称 复合材料结构振动噪声耦合机理与控制 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学 项目简介 本项目属于力学领域的动力学与控制学科。复合材料的应用水平是衡量一个国家装备先进性的重要标志，而复合材料结构的振动噪声分析与控制是先进装备减振及低噪声设计的核心基础。基于均匀各向同性材料的结构振动噪声理论和分析方法很多都不适用于复合材料结构，而先进装备复合材料结构在服役中的宽频振动、非均匀波导和声固耦合等问题，对现有复合材料结构理论和振动噪声分析方法提出了新的挑战。本项目在复合材料结构振动噪声基础理论和分析方法、规律性认识和控制技术方面进行了系统性研究，获得了如下创新成果：(1) 构建了复合材料结构振动噪声高精度理论模型和高效计算方法：建立了能量变分一致的复合材料层合梁、板、壳体高阶剪切锯齿理论模型，发现了横向剪切变形和面内位移锯齿效应对结构宽频振动的影响规律，构建了面向复合材料层合结构宽频振动分析的高精度理论模型体系。创建了复合材料层合结构动力学区域分解谱方法，发现了分区界面势能残差对分区变分法数值不稳定性的影响规律，解决了分区变分法数值发散难题。提出了结构振动噪声耦合分析的区域分解-谱边界元法，解决了谱边界元法解的非唯一性问题，实现了加筋复合材料壳体振动噪声响应的快速预示。(2) 揭示了复合材料结构振动噪声耦合机理与结构波传播特性：建立了复合材料结构振动噪声强耦合模型，发现了水下加筋壳体纵向、呼吸和弯曲振动模态与辐射噪声响应之间的映射关系，揭示了多源激励下运载火箭复合材料整流罩、卫星与内声腔系统的振动噪声耦合机制，为水下航行器壳体和运载火箭整流罩低噪声设计提供了科学依据。构建了含压电层复合材料结构中波传播的谱元模型，揭示了波在复合材料层合梁、板中的传播特性，发现了波传播与结构分层损伤的耦合作用模式和机制。(3) 提出了基于智能和阻尼材料的复合材料结构振动与噪声主被动控制方法：建立了压电复合材料力-电耦合动力学模型，揭示了压电复合材料结构动力学行为与控制器参数之间的内在关系，提出了动力学参数与控制器参数协同设计的压电层合结构振动主动控制方法。提出了非惯性系下电流变夹层复合材料柔性梁高速旋转运动振动主动控制方法，揭示了控制参数和运动参数对结构参激振动稳定性的影响规律，为大范围运动柔性机械臂振动控制提供了可靠方法。提出基于阻尼减振降噪复合材料结构一体化设计的高铁车厢噪声控制方法，有效降低了我国某型高铁车辆车厢的低频噪声。本项目发表SCI论文37篇，授权国家发明专利3项。论文总他引1738次(Google Scholar)，SCI他引1036次，其中8篇代表作SCI他引415次。项目成果得到闻邦椿院士、陈予恕院士、加拿大麦吉尔大学M. Amabili院士(欧洲科学与艺术院院士)、美国弗吉尼亚理工大学R.K.Kapania教授(AIAA Journal副主编)等著名学者大篇幅正面引用和评价。相关工作被评价为“普适性的理论”、“一般性的公式”、“具有极大的灵活性”。项目成果启发了一批学者基于该项目提出的学术思想开展后续研究，产生了重要学术影响。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 孟光 教授 上海交通大学 上海交通大学 在重要科学发现1、2、3中做出了创造性贡献，是本项目的学术负责人，参与人员瞿叶高、董兴建、彭海阔的博士生导师，36篇论文的主要完成人，是代表性论文【1】、【2】、【3】、【4】、【5】、【6】、【7】、【8】总体学术思想和研究方案的提出人。系统研究了复合材料结构振动噪声机理与控制，提出了高精度复合材料层合结构理论模型、高效的振动噪声耦合分析方法、基于智能和阻尼材料的复合材料结构振动与噪声控制。 2 瞿叶高 副教授 上海交通大学 上海交通大学 在重要科学发现1-(1)、1-(2)、1-(3)、2-(1)中做出了创造性贡献，建立了能量变分一致的复合材料层合梁、板、壳体高阶剪切锯齿理论模型，发现了横向剪切变形、面内位移锯齿效应对层合结构宽频振动的影响规律；提出了层合结构动力学区域分解谱方法，发现了分区界面势能残差积累对分区变分法数值不稳定性的影响规律；提出了结构振动噪声耦合分析的区域分解-谱边界元法，解决了谱边界元法解的非唯一性问题。是代表性论文【2】、【4】、【5】、【6】、【7】、【8】的第一作者。 3 董兴建 副教授 上海交通大学 上海交通大学 在重要科学发现3-(1)中做出了创造性贡献，建立了压电复合材料力电耦合谱元动力学模型，揭示了压电复合材料结构动力学性态与控制器性态之间的耦合效应，提出了动力学和控制器参数协同设计的压电复合材料结构振动控制方法。是代表性论文【3】的第一作者。 4 彭海阔 高级工程师 上海卫星工程研究所 上海交通大学 在重要科学发现2-(2)中做出了创造性贡献，构建了含压电层复合材料结构中波传播谱元模型，揭示了波在复合材料层合梁、板中的传播特性，发现了波与分层损伤的耦合作用模式和规律。是代表性论文【1】的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Modeling of wave propagation in plate structures using three-dimensional spectral element method for damage detection/Journal of Sound and Vibration/H.Peng, G.Meng, F.Li 2 A unified formulation for vibration analysis of functionally graded shells of revolution with arbitrary boundary conditions/ Composites Part B: Engineering/ Y. Qu, X. Long, G. Yuan, G. Meng 3 Vibration control of piezoelectric smart structures based on system identification technique: Numerical simulation and experimental study/Journal of sound and vibration/X.J. Dong, G. Meng, J.C. Peng 4 A unified formulation for vibration analysis of composite laminated shells of revolution including shear deformation and rotary inertia/Composite Structures/Y.Qu, X.Long, S.Wu, G.Meng 5 A modified variational approach for vibration analysis of ring-stiffened conical–cylindrical shell combinations/European Journal of Mechanics-A Solids/Y.Qu, Y.Chen, X.Long, H.Hua, G.Meng 6 A domain decomposition approach for vibration analysis of isotropic and composite cylindrical shells with arbitrary boundaries/ Composite Structures/Y.Qu, H.Hua, G.Meng 7 Vibration analysis of ring-stiffened conical–cylindrical–spherical shells based on a modified variational approach/International Journal of Mechanical Sciences/Y.Qu, S.Wu, Y.Chen, H.Hua 8 A variational formulation for dynamic analysis of composite laminated beams based on a general higher-order shear deformation theory/Composite Structures/Y.Qu, X.Long, H.Li, G.Meng	自然奖	孟光,瞿叶高,董兴建,彭海阔	上海交通大学	上海交通大学
125	0664-105	稀土改性复合材料界面层可控设计、强韧化机制及摩擦学特性研究 项目名称 稀土改性复合材料界面层可控设计、强韧化机制及摩擦学特性研究 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学 项目简介 本项目属于机械摩擦、磨损及润滑与机械设计、纳米技术、复合材料及薄膜制备等研究领域，具有摩擦学、机械设计和材料科学等交叉学科性质。复合材料（包括复合薄膜）界面是复合材料增强相与基体结合并能发挥有效传递应力的纽带，已有技术制备纤维填充树脂基复合材料所形成界面强韧性差的技术难题尚未得到解决，严重制约了复合材料的性能提升并限制了其应用范围。针对这一瓶颈，本项目利用稀土独特的物理化学特性对纤维进行表面改性并形成纳米膜，有效改善了纤维与树脂基体之间的界面结合力及韧性，提高了复合材料的力学性能及摩擦学性能，揭示了高强韧稀土纳米界面层的形成机理。主要发现点如下：（1）实现了树脂基复合材料中稀土纳米界面层的可控设计，表征了稀土纳米界面层的结构特征及性质，揭示了其强韧化机制，发现稀土纳米界面层起到了增强（化学键合）增韧（提高基体分子链柔性）作用，创建稀土单层分子强韧化理论。（2）揭示了稀土纳米界面层对复合材料力学性能及摩擦学性能的影响规律，并阐明其作用机理。稀土纳米界面层显著提高了复合材料的力学性能及摩擦学性能，实现了界面强韧性与其力学性能和摩擦学性能的协同匹配，与传统有机偶联剂相比，稀土作为无机改性剂所形成界面层在摩擦热或高温环境中其特性稳定，为稀土在摩擦学领域中的应用提供了理论基础和实验依据。（3）提出了稀土复合纳米薄膜可控组装方法，采用自组装技术制备了稀土复合薄膜，揭示薄膜自组装技术参数的变化规律及其稀土化合物作用与摩擦磨损机理，发展了稀土复合纳米薄膜可控组装理论，获得了原创性的研究成果，为稀土在薄膜及其摩擦学领域的应用开拓了新途径。研究成果得到了刘维民院士和国际著名学者K. Byrappa院士、Stephane Panier教授、Jayashree Bijwe教授等国内外同行的正面引用和评价。8篇代表作被SCI他引244次，他引总数381次，其中5篇代表作发表于摩擦学领域的国际权威期刊Wear；48篇主要论文在SCIE数据库中全部被收录，共被SCI他引731次。引文分布于30多种国内外工程技术领域核心期刊，被20多个国家学者正面引用。相关领域，培养出11名博士；2人获得上海市优秀博士论文；2人获得教育部新（跨）世纪优秀人才。本项目成果解决了树脂基复合材料领域存在界面强韧性差的技术难题，研制成功稀土表面改性新技术，并已获得生产应用；本项目首创的稀土纳米层可控设计及稀土单分子层理论不仅适用于提高复合材料界面强韧性，也适用于薄膜与基体结合性能提高，所提出新技术路线及理论被许多国内外学者直接用于指导设计与制造新材料；推动了复合材料界面层改性技术的进步，丰富了复合材料界面强韧化理论，制备出高性能复合材料，满足了航天航空、海洋及高速铁路等领域极端环境对复合材料的服役要求，具有重要的科学意义和工程价值。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 程先华 教授 上海交通大学 上海交通大学 对主要科学发现点1-3具有突出性贡献，是1-8篇代表性论文的作者。具体表现为：全面负责研究项目，提出研究方案，制定研究路线及内容；提出了复合材料强韧性界面层设计、稀土改性剂配方及其处理纤维表面改性技术、稀土纳米界面层单分子层理论、稀土纳米膜层自组装以及稀土强韧化机制等主要学术思想，是第2至6完成人的博士论文指导教师。 2 薛玉君 教授 河南科技大学 上海交通大学 对主要科学发现点1、2具有创造性贡献，是代表性论文1、5的作者。主要包括：1）首次根据玻璃纤维的表面性质，采用新型稀土改性剂使稀土能有效吸附于玻璃纤维表面，以增强玻璃纤维与聚四氟乙烯基体（PTFE）之间的界面结合力及界面韧性；2）研究了稀土元素提高玻璃纤维与PTFE基体之间的界面强韧化机制，探讨了稀土对PTFE的化学作用及其对界面性质的影响，提出了稀土处理玻璃纤维增强的PTFE复合材料界面层结构模型；3)探讨了稀土元素提高玻璃纤维填充聚四氟乙烯复合材料摩擦学性能的机制。研究了界面特性与摩擦学性能之间的关系以及稀土元素在摩擦化学反应中的作用，提出了在冲击磨损条件下PTFE复合材料转移膜形成的“填平和铺开效应”物理模型。 3 上官倩芡 副教授 上海师范大学 上海交通大学 对主要科学发现点1、2具有创造性贡献，是代表性论文3、7的第一作者。主要包括：1）基于稀土的化学活性，采用新型稀土改性剂对碳纤维进行表面改性处理，获得了制备高性能CF/PTFE复合材料的工艺方法；2）提出了稀土表面处理CF/PTFE复合材料界面层结构模型，并用该模型解释了稀土表面改性提高CF/PTFE复合材料界面结合性能的机制；3）阐明了稀土提高CF/PTFE复合材料力学及摩擦学性能的机理，提出了稀土摩擦化学反应促进了PTFE复合材料在对偶件表面转移膜形成的理论。 4 吴炬 副研究员 公安部第三研究所 上海交通大学 对主要科学发现点1、2具有创造性贡献，是代表性论文2的第一作者。主要包括：1）研究了稀土改性芳纶纤维复合材料的力学性能及摩擦学性能，证明了稀土对于复合材料界面的强韧性作用。通过拉伸、层间剪切、单纤维拔出等实验，证明了稀土自组装界面增强方法对于复合材料力学性能的提升效果优于普遍采用的环氧氯丙烷接枝方法。2）分析和表征了稀土改性有机纤维表面特征及性质，揭示了有机纤维表面改性的作用机理及其作用规律。3）系统地研究了稀土改性芳纶浆粕/环氧复合材料的摩擦学性能，获得了芳纶浆粕/环氧复合材料的摩擦学性能随试验参数的变化规律及磨损机理，以及界面结合特性对其摩擦学性能影响的作用机理。 5 白涛 副教授 东华大学 上海交通大学 对主要科学发现点3具有创造性贡献，是代表性论文8的作者。主要包括： 1）突破了稀土纳米复合膜设计、制备中的关键科学问题，发展了薄膜摩擦材料体系和膜系结构。2）研究了稀土膜成形生长控制热力学和动力学基础，提出了稀土纳米复合薄膜的成膜机理。3）揭示薄膜自组装技术参数的变化规律及其稀土化合物作用与摩擦磨损机理，发展了稀土复合纳米薄膜可控组装理论，为稀土纳米薄膜在摩擦学领域的应用提供理论基础和技术支持。 6 李健 副教授 上海第二工业大学 上海交通大学 对主要科学发现点1、2具有创造性贡献，是代表性论文4、6的第一作者。主要包括：1）解决了碳纤维与聚酰亚胺之间界面结合差的难题，提高了CF/PI复合材料的力学性能；2）有效地把复合材料界面理论与复合材料性能试验结合起来，指导CF/PI复合材料的设计，以提高CF/PI复合材料的力学性能和摩擦学性能；探明了稀土对碳纤维表面改性作用的机理以及CF/PI复合材料摩擦学规律；3）发展了稀土改性无机纤维填充热塑性复合材料减摩新技术，研究了复合材料在不同试验条件下的摩擦学性能，阐明了纤维填充热塑性复合材料界面结合性能与摩擦学性能的关系。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Friction and wear of rare-earth modified glass-fiber filled PTFE composites in dry reciprocating sliding motion with impact loads/Wear / Xian-Hua Cheng, Yu-Jun Xue, Chao-Ying Xie 2 The tribological properties of Kevlar pulp reinforced epoxy composites under dry sliding and water lubricated condition/ Wear/ J. Wu, X.H. Cheng 3 Tribological properties of lanthanum treated carbon fibers reinforced PTFE composite under dry sliding condition/ Wear/ Qian-qian Shangguan, Xian-hua Cheng 4 Effect of rare earth solution on mechanical and tribological properties of carbon fiber reinforced thermoplastic polyimide composite/ Tribology Letters/ J. LI, X.H.CHENG 5 Friction and wear properties of surface-treated carbon fiber-reinforced thermoplastic polyimide composites under oil-lubricated condition/ Materials Chemistry and Physics/ J. Li, X.H. Cheng 6 On the friction and wear behavior of PTFE composite filled with rare earths treated carbon fibers under oil-lubricated condition/ Wear/ Shangguan Qian-qian, Cheng Xian-hua 7 Characterization and tribological investigation of self-assembled lanthanum-based thin films on glass substrates/ Wear/ Cheng Xianhua, Bai Tao,Wu Ju, Wang Liang 8 Tribological investigation of PTFE composite filled with lead and rare earths-modified glass fiber/ Materials Letters/ Xianhua Cheng, Yujun Xue, Chaoying Xie	自然奖	程先华,薛玉君,上官倩芡,吴炬,白涛,李健	上海交通大学	上海交通大学
126	0664-106	泛东亚栓皮栎亲缘地理关系格局和生态适应机制 项目名称 泛东亚栓皮栎亲缘地理关系格局和生态适应机制 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学 项目简介 本项目属森林生态学领域。跨气候带树种亲缘地理格局特点及其适应机制是全球变化背景下林业领域重要内容，而植物如何通过功能性状适应如此复杂的环境仍是没有解决的核心问题。本项目以东亚分布最广树种之一的栓皮栎（Quercus variabilis Bl.）为对象，围绕种群亲缘地理关系、植物功能性状与环境、植物和寄生昆虫化学计量关系等展开研究，取得以下创新成果：1、明确了东亚地区栓皮栎种群高遗传多样性特点、亲缘地理关系格局及其在冰期大陆-海岛扩散路线。针对科学家一直争论的第四纪冰川如何影响东亚植被及其潜在避难所的问题，本研究在东亚栓皮栎分布区（中国、日本、朝鲜）采集了50个种群的528份个体样品，利用叶绿体DNA非编码区序列变异分析，获得26种单倍型，显示鄂豫皖接壤地区种群遗传多样性较高；第四纪冰期栓皮栎有多个避难所，冰期后气候反复曾使栓皮栎从避难所向西高海拔、向北高纬度地区扩散和收缩；朝鲜和山东半岛种群亲缘关系较近，日本与我国台湾、浙闽沿海种群亲缘关系较近，形成了基于陆桥的大陆-台湾-日本的扩散模式。研究结果促进了对“东亚地区植物多样性及其形成机制”这一争论问题的认识。2、揭示了基于叶功能和化学计量性状的栓皮栎对多变环境的适应策略。针对“环境变化与植物适应策略”生态学热点问题，在区域（纬度、经度和海拔梯度）和局域尺度上，开展了栓皮栎适应环境变化的水分和养分利用策略研究。栓皮栎叶细脉密度与降雨量呈正相关；干旱区栓皮栎种群具有高气孔密度和小气孔开口配置，叶形态性状呈现经向协同性变异格局，显示出对海岸-内陆水分递减的适应策略。栓皮栎功能性状的高度变异性得到δ13C和δ15N表征。区域尺度上栓皮栎叶元素化学计量特征和养分回流率变异格局显示其在养分贫瘠环境中具有提高对生态系统养分利用的策略；代谢组学显示，栓皮栎应对贫、富P土壤具有4种通路，代谢产物中正磷酸盐发挥主导作用；简化基因组测序表明贫、富P立地种群形成了明显的遗传分化。研究结果推进了对植物-环境适应策略的理解。3、阐明了食物链上寄生象甲与寄主对环境变化的协同适应机制。森林土壤Mg获得性显著影响栓皮栎种子、寄生象甲Mg含量和化学计量性状，且三者Mg含量均随温度和降雨量增加而降低。区域尺度上栓皮栎种子和寄生象甲化学计量性状呈现协同变异格局；在地质贫、富P立地，象甲化学计量性状比种子具有更大可塑性，以避免对种子造成更大损害。该结果与“异养生物具有较高内稳态”认识不同，表明了寄生昆虫和植物偏利共生的化学计量策略。本研究将植物亲缘地理关系、遗传多样性、功能性状、代谢机制和环境变异结合，创新地推进了植物对多变环境适应理论的认识；获6项国家基金支持，成系列发表SCI论文26篇，其中，8篇代表性论文被他引90次；培养5名博士，8名硕士，1人次获亚太优秀青年科学家可持续发展研究奖；受Elsevier特邀作该领域年度进展综述，多次被邀请做大会报告，获最佳报告奖，入选上海交通大学120周年校庆亮点成果。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘春江 教授 上海交通大学 上海交通大学 项目的策划指导、主要负责人，长期从事森林生态学研究，取得多项原创性的重要理论成果和发明成果。主要贡献见发现点 1，2，3。支撑材料：四项国家自然科学基金的主持人，7 篇代表性论文的通讯作者，1篇代表性论文的第二作者；附件1-7、25、27、29、30。 2 康宏樟 副研究员 上海交通大学 上海交通大学 项目的主要研究者之一，参与项目整个研究过程。主要贡献见发现点 1、2、3。支撑材料：两项国家自然科学基金的主持人；1 篇代表性论文第一作者和通讯作者，发现了区域尺度上栓皮栎叶和土壤δ15N 分布格局和影响因子，揭示了基于叶δ15N的栓皮栎多样环境的适应能力；4篇代表性论文的第二作者；2篇代表性论文的合作者；附件1，3-7、26、28。 3 孙逍 副教授 南京农业大学 上海交通大学 项目主要参加者，从事生态化学计量学研究工作，主要贡献见发现点 3、4。支撑材料：代表性论文5、6、7和8的第一作者。参与发现区域和立地尺度上种子和象甲内稳态格局，揭示土壤、植物和象甲Mg元素与降雨、温度相反变异格局及其原因。代表课题组参加“2nd International Symposium on Magnesium in Crop Production, Food Quality and Human Health”(巴西圣保罗)，做大会报告（提供全额资助），并获唯一最佳论文海报奖（The Best Poster Award）。获亚太青年科学家奖（银奖）（the 2015 ProSPER.Net-Scopus Young Scientist Award），该奖由可持续发展研究生教育和研究促进会（ProSPER.Net）、Elsevier、Scopus和德国洪堡基金会联合授予。 4 殷杉 副教授 上海交通大学 上海交通大学 项目的主要完成人，主要从事植物与环境关系研究。主要贡献见发现点 1、2。支撑材料：代表性论文1和代表性论文3的共同作者。参与共同发现东亚栓皮栎种群亲缘地理关系格局、高遗传多样性特点、冰期迁移路线，参与揭示栓皮栎叶功能性状变异格局及其与环境因子的关系。 5 朱燕华 工程师 上海交通大学 上海交通大学 项目的主要参与者，主要从事植物叶片功能性状及其与环境因子关系的研究。在本项研究主要贡献见发现点 2。支撑材料：代表性论文3的第一作者。参与发现区域尺度上随降雨量增加栓皮栎细叶脉密度增加的格局，揭示叶功能性状协同变异格局及其与环境因素的关系。 6 杜宝明 其他 上海交通大学 上海交通大学 项目主要参加者，主要从事全球变化生态学的研究工作。主要贡献见发现点 2和3。支撑材料：代表性论文2的第一作者。参与发现海拔梯度-栓皮栎元素回流率多样变异格局及其元素功能的关系。 7 陈冬梅 其他 上海交通大学 上海交通大学 项目主要参加者，主要从事植物亲缘地理关系的研究。主要贡献见发现点 1和3。支撑材料：代表性论文1的第一作者，代表性论文4的共同作者。参与发现参与共同发现东亚栓皮栎种群亲缘地理关系格局、高遗传多样性特点、冰期迁移路线；参与发现了区域尺度上栓皮栎叶和土壤δ15N 分布格局和影响因子，揭示了基于叶δ15N的栓皮栎多样环境的适应能力。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Phylogeography of Quercus variabilis based on chloroplast DNA sequence in East Asia: multiple glacial refugia and mainland-migrated island populations /Plos One/Chen D., Zhang X., Kang H., Sun X., Yin S., Du H., Yamanaka N., Washington G., Wu H. & Liu C. 2 Altitudinal patterns of leaf stoichiometry and nutrient resorption in Quercus variabilis in the Baotianman Mountains, China/Plant and Soil/Du B.M., Ji H.W., Peng C., Liu, X.J. & Liu C.J. 3 Pattern of leaf vein density and climate relationship of Quercus variabilis populations remains unchanged with environmental changes/Trees-Structure and Function/ Zhu Y., Kang H., Xie Q., Wang Z., Yin S. & Liu C. 4 Variation in foliar δ15N in Oriental oak (Quercus variabialis) stands over eastern China: Patterns and interactions/Journal of Geochemical Exploration/Kang H., Liu C., Wu L., Chen D., Yu W., Sun X., Ma X., Hu H. & Zhu X. 5 Biogeographic patterns of nutrient resorption from Quercus variabilis leaves across China/Plant Biology/Sun X., Kang H., Chen H., Berg B., Samuel B.F. & Liu C. 6 Correlated biogeographic variation of magnesium across trophic levels in a terrestrial food train/Plos One/Sun X., Kay A.D., Kang H., Small G.E. & Liu C. 7 Energy storage and C:N:P variation in a holometabolous insect (Curculio davidi Fairmaire) larva across a climate gradient/Journal of Insect Physiology/Sun X., Zhou X., Small G.E., Sterner R., Kang H. & Liu C. 8 Biogeographic patterns of multi-element stoichiometry of Quercus variabilis leaves across China/Canadian Journal of Forest Research/Sun X., Kang H., Kattge J., Gao Y. & Liu C.	自然奖	刘春江,康宏樟,孙逍,殷杉,朱燕华,杜宝明,陈冬梅	上海交通大学	上海交通大学
127	0664-107	酶功能创制拓新的分子进化研究 项目名称 酶功能创制拓新的分子进化研究 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学,吉林大学 项目简介 该项目属于化工领域，酶工程学科。酶催化具有反应精准度高、条件温和等优势，为绿色生物制造领域的发展提供了重要支撑，并成为生物经济发展的核心“芯片”。应用现代多学科交叉先进理论和技术，创制高效、稳定和特异催化特性的新型酶分子是拓新生物催化多领域应用的基石。如何调控酶复杂的生物大分子结构、发展快速人工设计和分子进化策略一直是酶工程研究的难点和瓶颈。该项目十余年来，瞄准“酶分子进化与设计”科学问题，持续揭示了水解酶、糖苷酶、糖基转移酶等酶家族成员的催化新机制，在多结构层次上创新了酶分子高效人工进化策略，发展了重要医药、材料等生物合成新途径，取得了重要的创新和发现：1.提出了“酶活性中心稳定化”概念，揭示了糖苷酶家族新成员的催化与功能调控新机制。突破了“酶外周结构调控酶稳定性、酶活性中心调控底物结合和催化”的传统理念，提出了“酶活性中心稳定化”概念，并指导脂肪酶等强化稳定性功能；首次发现了糖苷酶第五家族存在独特的“Glu-His-Glu”催化三联体，突破了糖苷水解酶普遍存在的“Glu-Glu”共轭酸碱催化的传统观点，并揭示了纤维素酶底物结合结构域与催化结构域的协同作用机制；建立了国际上首个寡聚酶别构效应在线数据库，为理解多亚基酶复杂活性调控机制及新功能酶分子设计奠定基础。2.精细定位α/βfold水解酶家族等功能进化的热点区域，提出了系列新功能酶高效创制的分子进化新策略。基于对酶家族序列-结构-功能进化相关性的系统分析，发现不同酶家族进化所形成的蛋白质结构差异/保守热点区域，发展了“关键热点突变调控酶功能”、“活性中心loop步进式延伸”、“海量突变库的单细胞超高通量分析”等分子进化新策略，揭示了蛋白酶与脂肪酶、内酯酶与磷酸三酯酶等重要酶亚家族成员间的分子进化路径，获得了催化效率提高上百至千倍的新酶资源库。3.突破酶及生物催化的系统局限性，创新药物、材料生物合成的新途径。提出“酶分子仿生组装”、“蛋白质工程-溶剂工程联用”等整合酶反应工程新策略，在高温、有机溶剂、极端pH、高盐等特殊环境中实现了酶生物催化合成神经节苷脂药物、高分子聚己内酯等医用材料、手性2-辛醇等液晶材料的能力；创新建立了微生物基因组重排筛选新策略，为L-乳酸等工程菌体内系统优化和改造提供了理论和技术指导。该项目共发表论文102篇，他引1445次。8篇代表性论文均发表在生物工程领域的一流期刊，SCI他引319次，入选ESI高被引论文4篇，单篇最高74次；得到美国科学院外籍院士Changeux教授、美国艺术与科学院院士Guarente教授等在Cell、Chem Rev、Chem Soc Rev、Curr Opin Biotechnol等综述和研究论文的正面评价，部分作为特别重要论文引用。获得国家发明专利6项，脂肪酶等新酶制剂已在生化诊断领域创新企业中获得转化应用。该项目成果为揭示酶分子复杂调控机制和进化规律提供了理论指导和研究方法，为创制新酶功能和拓展新应用范围奠定了基础，具有良好的科学意义和应用前景。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 冯雁 教授 上海交通大学 上海交通大学 作为项目负责人对全部发现点具有创造性贡献，作为代表性论文 1、2、3、5、8 的通讯作者，代表性论文 6 的署名作者，同时也是项目成果中四项发明专利的第一发明人，提出了项目的总体学术思想和研究方案，负责本项目的总体设计和规划、研究方向和研究内容的确定、研究方案的具体指导和实施，关键学术难点的分析及对全部科学发现的理论阐释等，是全部发现点的主要完成人。 2 杨广宇 教授 上海交通大学 上海交通大学 项目主要参加人，是代表性论文 6 的第一作者，代表性论文 1、5 的署名作者，同时也是项目成果中两项发明专利的第一发明人，对发现点二和三具有创造性贡献。主要为：通过半理性设计研究了多种酶的构效关系，并在此基础上进行分子设计；建立了FACS双色荧光筛选的酶超高通量筛选体系，实现了糖基转移酶的快速定向进化。 3 陈海峰 教授 上海交通大学 上海交通大学 项目主要参加人，是代表性论文 4 的通讯作者，同时也是代表性论文 5 的署名作者，对发现点一有创造性贡献。主要是：创造性地开发了用于复杂酶分子动力学模拟的分子力场，可用于研究酶在复杂体系发挥高效催化的结构和功能关系。 4 李全顺 教授 吉林大学 吉林大学 项目主要参加人，是代表性论文 7 的通讯作者，对发现点三具有创造性贡献。主要是：针对脂肪酶催化反应，建立了酶分子仿生组装、蛋白质工程/溶剂工程联用策略，提升了酶在复杂体系中的高效催化能力。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Quantitative investigation of non-hydrolytic disruptive activity on crystalline cellulose and application to recombinant swollenin./Appl Microbiol Biot./Wang YG, Tang RT, Tao J, Gao G, Wang XN, Mu Y, Feng Y. 2 ASD: a comprehensive database of allosteric proteins and modulators./Nucleic Acids Research./Huang Z, Zhu L, Cao Y, et al 3 Enhancing the promiscuous phosphotriesterase activity of a thermostable lactonase (GkaP) for the efficient degradation of organophosphate pesticides./Appl Environ Microbiol./Zhang Y, An J, Ye W, Yang G, Qian ZG, Chen HF, Cui L, Feng Y. 4 Fluorescence activated cell sorting as a general ultra-high-throughput screening method for directed evolution of glycosyltransferases./J Am Chem Soc./Yang G, Rich JR, Gilbert M, Wakarchuk WW, Feng Y, Withers SG. 5 Construction of Thermophilic Lipase-Embedded Metal-Organic Frameworks via Biomimetic Mineralization: A Biocatalyst for Ester Hydrolysis and Kinetic Resolution./ACS Appl Mater Interfaces./He H, Han H, Shi H, Tian Y, Sun F, Song Y, Li Q, Zhu G. 6 Genome-shuffling improved acid tolerance and L-lactic acid volumetric productivity in Lactobacillus rhamnosus./J Biotechnol./Yuhua Wang, Yan Li, Xiaolin Pei, Lei Yu, Yan Feng. 7 Enhanced Enzyme Kinetic Stability by Increasing Rigidity within the Active Site./J Biol Chem./Xie Y, An J, Yang G, Wu G, Zhang Y, Cui L, Feng Y 8 Crystal structure of hyperthermophilic endo-β-1,4-glucanase: implications for catalytic mechanism and thermostability./J Biol Chem./Zheng B, Yang W, Zhao X, Wang Y, Lou Z, Rao Z, Feng Y	自然奖	冯雁,杨广宇,陈海峰,李全顺	上海交通大学,吉林大学	上海交通大学
128	0664-109	实验性卒中治疗及机制研究 项目名称 实验性卒中治疗及机制研究 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学 项目简介 本项目属于临床医学领域。卒中是导致国民致死致残的首要病因，缺乏快速有效的诊疗方法。干细胞移植对卒中有治疗的潜能，但具体机制不明确。发展脑血管成像技术以及干细胞示踪技术对明确干细胞的治疗机制以及脑卒中发病机制至关重要。常规血管成像技术为诊断血管疾病提供了重要信息。但这些手段都难以检测到脑微小血管病变，而这些病变往往是脑血管疾病的致病关键。活体动态观察微小血管病变，才能更好地了解卒中的发病与治疗机制。本项目利用上海光源同步辐射影像技术，干细胞精准移植技术，结合其他影像学检测方法的优势，发展了多模态影像学检测技术，为脑血管疾病的诊治提供了独特工具，主要科学发现如下:1）干细胞促进卒中后脑微血管新生：干细胞治疗可以促进血管新生，但其具体通过什么途径发挥作用并不清楚。项目组通过同步辐射/免疫荧光/磁共振成像/激光散斑等方法，检测卒中后干细胞在缺血部位的归巢及缺血周围区血管新生中的作用，发现干细胞可通过旁分泌促进卒中后功能性血管新生和神经功能恢复。美国Arizona State大学Sarah E Stabenfeldt教授认为这种在血管损伤部位捕获和保留间充质干细胞或循环内皮祖细胞的方法提供了实现细胞靶向引导的新方法。2）应用同步辐射鼠的微小血管造影，明确干细胞治疗脑缺血疗效和预后：干细胞治疗缺血性卒中，通过同步辐射鼠的微小血管造影，动态实时检测治疗后脑缺血后侧枝开放，也发现了药物/基因治疗/干细胞治疗对血管新生的促进作用。为干细胞促进卒中后功能性血管新生提供直观的证据。美国Harvard大学Pallab Bhattachary教授认为“同步辐射血管造影方法可以实时观察损伤后功能血管生成，干细胞移植可以通过功能性微血管新生促进脑损伤后的功能恢复。”3）多模态影像学技术，实现了卒中后脑微血管形态功能变化检测：研发新的多功能干细胞探针，同时用磁共振成像、SPECT/CT成像和荧光成像对移植干细胞进行多模态实时定量示踪，大大提高成像的准确性，和成像信息全面性。同时将磁性纳米颗粒载入到干细胞内，通过外加磁场吸引，让更多的干细胞到达缺血脑区，达到修复损伤脑组织的目的，对脑缺血的临床治疗具有指导意义。美国Loma Linda 大学的John H. Zhang教授认为“这一新型材料对磁共振示踪移植干细胞的迁移提供了重要且强大的工具”。本项目8篇代表性论文发表在Advanced Functional Materials，Nanoscale，Stroke等国际高水平期刊，总影响因子达56分，总他引达378次，SCI他引303次，单篇引用最高达86次。第一完成人连续四年获中国医学领域高被引学者前十。现任国际脑血流及脑代谢协会常务理事，同时担任国际一流杂志Stroke？和J Cereb. Blood Flow Metab.编委、Aging and Disease和Stroke and Vascular Neurology副主编。作为大会共同主席，成功申办和召开了2013年第26届国际脑血流和脑代谢大会，此国际学术会议是我国60年来第一次申请到举办权。2018年获中国卒中学会的中国卒中奖表彰其在卒中研究中的贡献（唯一）。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 杨国源 教授 上海交通大学 上海交通大学 通过同步辐射/免疫荧光/磁共振成像/激光散斑等方法，检测干细胞在缺血性卒中后、在缺血部位的归巢及缺血周围区的血管新生中的作用，发现干细胞可通过旁分泌的方式促进缺血性卒中后血管新生和神经功能恢复。发现了药物/基因治疗/干细胞治疗对血管新生的促进作用。也明确了高血压/糖尿病/老年鼠的脑血管系统的病理改变，为伴有这些疾病的卒中时特异性改变提供了实验依据。 2 张志君 副研究员 上海交通大学 上海交通大学 申请人毕业于中科院神经科学研究所，从师于神经科学家段树民院士。在美国UCSF进行了三年的博士后训练。有着深厚的科研基础。现是杨国源团队的主要技术骨干。熟练掌握多种细胞及干细胞的培养方法和活体细胞组织学检测技术。主要参与了实验性脑缺血动物模型的建立和改进，以及应用各种神经元、胶质细胞培养技术来研究脑内血管新生的分子机制。申请人在内皮祖细胞作用机制工作研究中做出了非常突出的工作，对内皮祖细胞移植疗法提供了理论基础。HMGB1在脑缺血后上调可通过调节hPB-内皮祖细胞的旁分泌功能，促进外源性hPB‐内皮祖细胞介导的卒中恢复。 3 汤耀辉 助理研究员 上海交通大学 上海交通大学 为了克服单一成像模式的缺陷，申请人团队进一步制备了一种新的多功能干细胞示踪剂-碘125 标记的超顺磁性氧化铁（SPIO-I125），申请人利用该材料标记间充质干细胞，并同时用磁共振成像，SPECT / CT 成像和荧光成像对移植的细胞进行多模态实时定量示踪，发现脑立体定位移植有35%的细胞会迁移到脑损伤区，而静脉注射后90%的细胞会聚集在肺脏中。通过对移植到缺血大鼠中的间充质干细胞进行了多模态示踪成像，阐明了不同移植方式导致干细胞在体内的不同分布。 4 曾丽莉 副高级 上海交通大学 上海交通大学 本人在脑缺血小鼠模型中其脑内miR-210和循环血液中miR-210的水平相关。但miR-210在正常大脑中的作用仍不清楚。该研究将携带miR-210的慢病毒立体定位注射到正常成年小鼠左脑半球，选取基因过表达后的7、14和28天的脑组织样本，通过免疫荧光染色和蛋白质印迹法进一步研究miR-210对成年小鼠血管新生和神经再生的作用。研究结果证实了miR-210可以通过慢病毒载体过表达在脑组织中，过表达的miR-210能够诱导正常成年小鼠脑内血管新生和神经发生，并伴随有VEGF的上调。本研究选用的基因表达载体慢病毒可在脑内持续表达至少28天，过表达的miR-210能够诱导脑内血管生成和神经发生，为基因治疗脑缺血性卒中的工作奠定了重要的基础。 5 王永亭 教授 上海交通大学 上海交通大学 申请人归以来将自己的生物化学专业知识应用于脑血管病发病机制和治疗的研究，利用多功能生物分子如Netrin-1, SDF-1等对神经和血管再生的促进作用，通过基因转染等方法研究了这些分子在缺血性脑卒中动物模型脑内的功能。研究缺血性卒中后炎症反应和BBB破坏之间的关系的同时，深刻阐述了CXCR12/CXCR4在炎症反应中的作用机制。AMD3100维持了血脑屏障紧密连接蛋白的活性，对小鼠脑缺血后神经恢复产生积极的影响，研究提示了AMD3100是治疗缺血性卒中一个新的重要靶点。 6 张春富 教授 上海交通大学 上海交通大学 申请人毕业于中科院应用物理所。曾经在德国进行学习与进修，积累了比较丰富的生物材料方面理论知识和实际制作经验。近年来，与杨国源团队紧密合作，对发展新型细胞显像探针及其对干细胞标记、活体示踪的技术应用与脑部疾病发生了浓厚的兴趣。申请人应用新型磁心纳米颗粒成功地标记了可移植的各种干细胞和内皮祖细胞，同时观察到了移植干细胞在缺血性卒中的体内特别是脑内的分布、作用部位及作用机制。为实验性干细胞治疗缺血性卒中提供了独特的材料和技术。 7 李倩云 初级 连云港市第二人民医院 上海交通大学 本人应用纳米材料标记的干细胞，通过体外磁场作用，促进干细胞体内在损伤处归巢，和损伤后神经功能恢复。 8 张璐 助理研究员 上海长海医院 上海交通大学 改造修饰纳米材料用于生物体内，应用高磁共振性能的荧光介孔二氧化硅涂层磁性纳米粒子用于示踪移植到缺血小鼠模型中的神经祖细胞。 9 陈超 初级 福建省立医院 上海交通大学 应用病人外周血内皮祖细胞治疗脑缺血及其机制研究，发现小胶质细胞释放HMGB1参与了内皮祖细胞的促血管新生作用。 10 刘艳群 中级 上海长海医院 上海交通大学 证明了炎症在脑缺血后损伤中的作用，Metformin 通过保护血脑屏障的影响，促进损伤后神经功能恢复。 11 贺小松 副教授 广州医科大学 上海交通大学 利用脑缺血再灌的动物模型，检测MicroRNA210过表达对脑缺血损伤后神经功能恢复的影响。 12 汤光辉 研究员 亚能生物技术有限公司 上海交通大学 脑缺血损伤早期，星形胶质细胞AQP4参与了脑水肿，骨髓间充质干细胞可通过作用于AQP4抑制炎症，有利于脑损伤后神经功能恢复。 13 傅毅 正高级 上海交通大学 上海交通大学 在脑缺血病人血液中明确了miR-210与病人预后的相关性，为基因治疗脑缺血性卒中的工作奠定了重要的基础 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Neural stem cell protects aged rat brain from ischemia-reperfusion injury through neurogenesisand angiogenesis/J Cereb Blood Flow Metab/Tang Y, Wang J, Lin X, Wang L, Shao B, Jin K, Wang Y, Yang GY. 2 Silica-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles targeting of EPCs in ischemic brain injury/Biomaterials/Li Q, Tang G, Xue S, He X, Miao P, Li Y, Wang J, Xiong L, Wang Y, Zhang C, and Yang GY 3 High MRI performance fluorescent mesoporous silica-coated magnetic nanoparticles for tracking neural progenitor cells in an ischemic mouse model/Nanoscale/Zhang L, Wang Y, Tang Y, Jiao Z, Xie C, Zhang H, Gu P, Wei X, Yang GY, Gu H, and Zhang C 4 MicroRNA-210 overexpression induces angiogenesis and neurogenesis in the normal adult mouse brain/Gene therapy/Zeng L, He X, Wang Y, Tang Y, Zheng C,Cai H, Liu J, Wang Y, Fu Y and Yang GY 5 Metformin attenuates blood-brain barrier disruption in mice following middle cerebral arteryocclusion/J Neuroinflammation /Liu Y, Tang G, Li Y, Wang Y, Chen X, Gu X, Zhang Z, Wang Y, Yang GY. 6 Effect of HMGB1 on the paracrine action of EPC promotes post-ischemic neovascularization in mice./Stem Cells/Chen C, Lin X, Wang J, Tang G, Mu Z, Chen X, Xu J, Wang Y, Zhang Z, Yang GY 7 Mesenchymal Stem Cells Maintain Blood-Brain Barrier Integrity by Inhibiting Aquaporin-4 Up-Regulation after Cerebral Ischemia/ Stem Cells/Tang G, Liu Y, Zhang Z, Lu Y, Wang Y, Huang J, Li Y, Chen X, Gu X, Wang Y, Yang GY 8 MRI/SPECT/Fluorescent Tri-Modal Probe for Evaluating the Homing and Therapeutic Efficacy of Transplanted Mesenchymal Stem Cells in a Rat Ischemic Stroke Model/Adv Funct Mater/Tang Y, Zhang C, Wang J, Lin X, Zhang L, Yang Y, Wang Y, Zhang Z, Bulte JW, Yang GY	自然奖	杨国源,张志君,汤耀辉,曾丽莉,王永亭,张春富,李倩云,张璐,陈超,刘艳群,贺小松,汤光辉,傅毅	上海交通大学	上海交通大学
129	0664-115	边界层与涡流层稳定性的数学理论 项目名称 边界层与涡流层稳定性的数学理论 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学,香港城市大学 项目简介 边界层与涡流层是流动稳定性研究中重要的研究对象。著名力学家Prandtl于1904年引入边界层，来刻画小粘性流体在障碍物表面复杂的流场；流体力学方程组的涡流层即为高维接触间断，流场在间断面两侧切向速度跳跃，它是流场内产生湍流的根源之一。涡度无界是边界层与涡流层的共同特性，它们稳定性的机理是流体力学方程组数学理论研究的核心且极具挑战性。二维Prandtl边界层方程适定性在1963年由俄罗斯科学院院士Oleinik在流场旋度保号解空间中通过Crocco变换建立的。更具应用背景的三维边界层方程在有限阶光滑函数中的适定性一直是悬而未决的，也是Oleinik等在1999年专著中提出的公开问题。关于障碍物附近流场的小粘性极限在经典解中的数学证明是自1904年Prandtl提出边界层以来数学家一直想攻克的难题，发展研究Prandt方程适定性的能量方法被大家认为是其中急需解决的关键问题，也是美国艺术与科学院院士Caflisch等在2000年提出的公开问题。可压流的边界层不仅有速度层还存在温度层，刻画它们的性态与干扰的数学问题是需要进一步解决的。流体力学高维接触间断（涡流层）的稳定性分析是双曲守恒律方程组间断解研究的核心问题，也是研究激波Mach反射数学难题的关键点之一，半个多世纪以来除了二维情形外几乎没有进展，上世纪50年代力学家从形式上推断三维非稳态涡流层是线性不稳定的，如何分析三维涡流层的稳定性成为数学家亟待解决的问题。本课题组对上述数学理论问题作了深入研究，发展了相关偏微分方程的新理论与新方法，取得了突破性研究成果，其影响力与日俱增。具体包括：1）发现了研究Prandtl边界层方程的能量方法，建立了二维Prandtl方程在有限阶Sobolve空间中的适定性，圆满解决了Caflisch等在2000年提出的公开问题；建立了三维边界层稳定性的数学理论，对剪切流回答了Oleinik等提出的公开问题。获日本数学会奖的Maekawa等在综述中称我们的工作“在该领域产生了重大影响，并引发了该领域近年的重大进展。......给出了三维Prandtl方程适定与不适定的严格分界线”。2）揭示了非等熵轴对称可压流的速度层与温度层性态，建立了速度层与温度层干扰的稳定性理论。3）率先对磁流体力学方程组建立了磁场对涡流层有致稳作用的数学理论，发现了三维空气动力学方程稳态涡流层稳定的充要条件。著名物理学家巴西科学院院士Galvao等称我们的工作“对磁流体力学涡流层的结构给出了很好的理解”。项目组8篇代表性论文（发表在数学顶级刊物JAMS上1篇、ARMA上3篇）被SCI他引79次，因较多已在预印本时被引用，故他引总数为158次，得到包括Constantin、Coron、Temam等欧美科学院院士在内诸多知名学者引用，其中发表在JAMS上的文章已成为本领域的基本文献，为ESI高引论文。王亚光作为Plenary speaker先后受邀在国际双曲问题会议、国际分析应用与计算大会、国际自由边界问题会议、中国SIAM年会上作大会特邀报告，项目组成员刘成杰2018年入选国家青年千人。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王亚光 教授 上海交通大学 上海交通大学 对第1项重要科学发现的主要贡献为:与杨彤等人合作发现了研究二维Prandtl方程适定性的能量方法，解决了Caflisch于2000年提出的一个公开问题；与刘成杰、杨彤合作建立了三维Prandtl边界层方程的稳定性理论，部分解决了Oleinik提出的一个公开问题。对第2项重要科学发现的主要贡献为:与刘成杰合作建立了对称可压粘性流小粘性与小热传导极限的边界层稳定性理论，这是有关粘性层与温度层干扰的第一个数学理论。对第3项重要科学发现的主要贡献为:与他人合作建立了磁流体力学方程组的磁场对涡流层具有致稳作用的数学基础，率先得到了三维空气动力学方程组的一类稳态涡流层的稳定性理论。是8篇代表作的作者 2 杨彤 教授 香港城市大学 香港城市大学 对第1项重要科学发现的主要贡献为:与王亚光等合作发现了研究二维Prandtl方程适定性的能量方法，解决了Caflisch于2000年提出的一个公开问题；与王亚光、刘成杰合作建立了三维Prandtl边界层方程的稳定性理论，部分解决了Oleinik提出的一个公开问题。是代表作1与代表作2的作者。 3 刘成杰 副教授 上海交通大学 上海交通大学 对第1项重要科学发现的主要贡献为:与王亚光、杨彤合作建立了三维Prandtl边界层方程的稳定性理论，部分解决了Oleinik提出的一个公开问题。 对第2项重要科学发现的主要贡献为: 与王亚光合作建立了对称可压粘性流小粘性与小热传导极限的边界层稳定性理论，这是有关粘性层与温度层干扰的第一个数学理论。是代表作2与代表作5的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Well-posedness of the Prandtl equation in Sobolev spaces, J. Amer. Math. Soc., /Alexandre, 王亚光, 徐超江, 杨彤 2 On the ill-posedness of the Prandtl equations in three space dimensions, Arch. Rational Mech. Anal.,/ 刘成杰，王亚光，杨彤 3 Zero-viscosity limit of the linearized compressible Navier-Stokes equations with highly oscillatory forces in the half-plane. SIAM J. Math. Anal./ 王亚光，辛周平 4 The inviscid limit and stability of characteristic boundary layers for the compressible Navier-Stokes equations with Navier-friction boundary conditions. Ann. Inst. Fourier, Grenoble/王亚光，M. Williams 5 Stability of boundary layers for the nonisentropic compressible circularly symmetric 2d flow. SIAM J. Math. Anal.,/刘成杰，王亚光 6 Existence and stability of compressible current-vortex sheets in three-dimensional magnetohydrodynamics. Arch. Rational Mech. Anal./陈贵强，王亚光 7 Stabilization effect of magnetic fields on two-dimensional compressible current-vortex sheets. Arch. Rational Mech. Anal./王亚光，禹芳 8 Stability of contact discontinuities in three-dimensional compressible steady flows. J. Diff. Equ./王亚光，禹芳	自然奖	王亚光,杨彤,刘成杰	上海交通大学,香港城市大学	上海交通大学
130	0664-116	降雨诱发堆积体滑坡机理和风险控制研究 项目名称 降雨诱发堆积体滑坡机理和风险控制研究 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学,北京交通大学,香港科技大学,四川大学 项目简介 本项目属于岩土工程学科。我国80%的重大滑坡灾害为堆积体滑坡，是我国水利水电工程建设开发的重要威胁。堆积体材料具有“宽”（级配宽）、“乱”（变异性强）、“杂”（成分混杂）的特点，导致堆积体滑坡灾害预测与防治中存在机理难知、参数难估、风险难控三大关键瓶颈问题。项目团队十余年来紧密围绕国家工程建设和防灾减灾重大需求开展研究，在堆积体力学特性和滑坡机理、堆积体坡空间变异特性与参数概率反演理论、堆积体坡可靠度分析与风险评估控制方法等三个方面取得了具有重要科学价值的创新性成果，为堆积体滑坡灾害科学控制提供了坚实的理论基础和重要技术支撑。本项目主要发现点为： 1．针对堆积体“宽”的特点，发现了堆积体孔隙结构演化规律，建立了堆积体非饱和双峰水力特性模型，提出了堆积体坡非饱和区吸力保持准则，发现了堆积体力学特性转变的临界粗粒含量，明确了含石量在滑坡破坏模式的主导作用，揭示了堆积体力学特性和滑坡机理，解决了堆积体滑坡机理难知的关键问题。2．针对堆积体“乱”的特点，实测了滑坡堆积体的空间变异性，建立了堆积体空间变异随机场结构统一模型，提出了基于时变多源分布监测数据的堆积体参数概率反演方法，实现了堆积体空间变异表征与参数概率估计，攻克了堆积体参数难估的技术瓶颈。3．针对堆积体“杂”的特点，提出降雨入渗非饱和堆积体坡流固耦合可靠度分析方法，创建了堆积体滑坡逃生模型和易损性量化模型，开发了基于力学模型的堆积体滑坡定量风险评估平台，建立了针对降雨诱发滑坡、落石、泥石流灾害的实时监测预警系统，形成了一套堆积体滑坡灾害分析理论与风险控制方法，成功应用于映卧公路等重大工程，实现了堆积体滑坡风险可控。本项目共发表SCI论文112篇，EI论文32篇，由Taylor & Francis集团出版英文学术专著1部，SCI他引1565次。8篇代表性论著发表在《Geotechnique》、《ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering》等岩土工程顶尖国际期刊，SCI他引222次。团队成员担任国际权威期刊主编、副主编和编委12人次，受邀在国内外重要学术会议做特邀和主旨报告30余次。成果应用于汶川地震灾区映卧公路等重大工程堆积体滑坡灾害风险预测及灾害预警，推动了我国岩土工程基础理论的应用和发展。加拿大工程院院士D.G. Fredlund教授、挪威科学院院士S. Lacasse教授评价成果为推动本领域技术发展和提高工程实践水平做出了突出贡献。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张璐璐 教授 上海交通大学 上海交通大学 项目负责人。发现点1.2、2.2，3.1第一贡献人，发现点1.3主要贡献人，发现点2.1、3.3合作完成人，提出了堆积体坡非饱和区吸力保持准则，明确了含石量在滑坡破坏模式中的主导作用，提出了基于时变多源监测数据的堆积体参数概率反演方法，提出了降雨入渗非饱和堆积体坡的流固耦合可靠度分析方法，协助开发了基于力学模型的堆积体滑坡定量风险评估平台。代表性论著【1】、【2】、【3】的第一作者和通讯作者。 2 李旭 教授 北京交通大学 北京交通大学 项目主要研究人员。发现点1.1第一贡献人，明确了级配对堆积土微观结构的影响，发现了在压实和干湿循环作用下堆积土孔隙结构的演化规律，提出了湿润锋前进法，提出了基于孔隙演化的土水特征模型和干燥收缩体变模型。代表性论著【4】第一作者，代表性论著【3】合作者。 3 张帅 研究员 浙江大学 香港科技大学 项目主要研究人员。发现点3.2、3.3第一贡献人，发现点2.1、1.3合作完成人，揭示了地震后松散堆积体的起动、运移及堆积的时空演化规律，创建了堆积体滑坡逃生模型和易损性量化模型，开发了基于力学模型的堆积体滑坡定量风险评估平台。代表性论著【5】第一作者。 4 张利民 教授 香港科技大学 香港科技大学 项目主要研究人员。发现点1.1、2.1、3.2、3.3的主要贡献人，发现点2.1、1.3合作完成人。代表性论著【7】的第一作者，代表性论著【4】、【5】、【6】、【8】的通讯作者，代表性论著【1】、【2】的合作者。 5 赵红芬 副教授 中山大学 香港科技大学 项目主要研究人员。发现点1.3、2.1主要贡献人，发现了影响低应力水平下堆积体力学特性的临界粗粒含量，运用现场试验测定了东河口滑坡堆积体的干密度和颗粒级配指标，通过地统计学分析首次量化了堆积体基本土性参数的空间变异性。代表性论著【6】第一作者。 6 朱虹 其他 香港科技大学 香港科技大学 项目主要研究人员。发现点1.3的主要贡献人，提出了横观各向异性、旋转各向异性、一般各向异性和一般旋转各向异性四种随机场空间变异结构。代表性论著【8】第一作者。 7 陈群 教授 四川大学 四川大学 项目主要研究人员。发现点1.1合作完成人，考虑了堆积体宽级配对非饱和水力特性的影响，提出了非饱和堆积体双峰水力特性模型。代表性论文【7】第二作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Rainfall-induced slope failure considering variability of soil properties, Geotechnique, Zhang, L. L., Zhang, L. M., and Tang, W. H. 2 Numerical study of soil conditions under which matric suction can be maintained, Canadian Geotechnical Journal, Zhang, L. L., Fredlund, D. G., Zhang, L. M., and Tang, W. H. 3 Rainfall-induced Soil Slope Failure: Stability Analysis and Probabilistic Assessment, Taylor & Francis CRC Press, Zhang L.L., Li J.H., Li X., Zhang J., and Zhu H. 4 Characterization of dual-structure pore-size distribution of soil, Canadian Geotechnical Journal, Li, X., and Zhang, L.M. 5 Assessment of risks of loose landslide deposits formed by the 2008 Wenchuan earthquake, Natural Hazards and Earth System Science, Zhang, S., Zhang, L.M., Peng, M., Zhang, L.L., Zhao, H.F., and Chen, H.X. 6 Behavior of coarse widely graded soils under low confining pressures, ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Zhao, H.F., Zhang, L.M., and Chang D. S. 7 Predicting bimodal soil-water characteristic curves, ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Zhang, L.M., and Chen, Q. 8 Characterizing geotechnical anisotropic spatial variations using random field theory, Canadian Geotechnical Journal, Zhu, H., and Zhang, L.M.	自然奖	张璐璐,李旭,张帅,张利民,赵红芬,朱虹,陈群	上海交通大学,北京交通大学,香港科技大学,四川大学	上海交通大学
131	0664-118	面向光电能源应用的一维光子结构材料制备和性能研究 项目名称 面向光电能源应用的一维光子结构材料制备和性能研究 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学,上海电力学院,香港理工大学 项目简介 光子学是新世纪以来光学领域最为活跃的研究前沿之一。光子学材料是具有光学周期结构的电磁媒介，具有光散射、衍射、反射产生的光局域性质，在调节光子分布、对光子有效利用方面具有重大意义，可用于光路、显示器、传感器、量子信息处理和太阳能转换等。开发功能光子学材料引起了研究者广泛的关注。对于面向光电能源应用的光子学材料而言，高质量双通、自由多孔薄膜的获取、光子学结构的引入集成、大范围多重禁带光局域等一直是研究热点和难点。本项目聚焦以上重要科学问题，围绕电化学方法一维纳米多孔功能薄膜的可控、可调制备，以及二氧化钛高介电常数特性，提出在一维薄膜耦合光子学效应，将光子学与光电能源应用结合，开展系统研究，克服了传统方式的固有缺陷，实现了设计制造大范围光子结构，取得了一系列创新性成果。主要发现点如下：1、双通一维二氧化钛纳米通道柔性薄膜，具有可调的透明度。针对高质量薄膜的获取、以及透明度等问题，采用阳极氧化可控制备有序二氧化钛纳米多孔结构。通过反应动力学研究，获得了自剥离薄膜，调节底端形貌、改变内部结构、形成锥形结构、调节晶面取向等。2、基于一维纳米结构的光子学特性研究，在薄膜上构筑结构色彩。针对光子学效应不明显、与光吸收材料不匹配等问题，系统研究可控脉冲阳极氧化沿一维方向耦合三维结构光子晶体，分析尺寸、周期均匀度等。得到具有结构色彩的薄膜及整个可见光范围内的光子带隙，光子学特性精确、连续可调。利用阳极氧化和溶解-沉淀获得纳米复合结构，增强光散射。3、光子学结构无缝耦合到光电极，增加光学路径，提高光子利用效率。耦合需解决光照方向、界面、结合强度、规则度等问题。根据电化学方法特性，提出了正面入射结构，直接耦合光子晶体层、散射层，光子禁带与光活性层吸收峰匹配，减少器件对光入射角度依赖性，内部电荷传输与复合调控等，应用于下一代光电能源器件。本项目8篇代表性论文发表在本领域顶级期刊Advanced Functional Materials、Small、Nanoscale、Electrochemistry Communications、Energy & Environmental Science等，被SCI他引252次，包括Chemical Reviews、Chemical Society Reviews、Nature Communications、Advanced Materials等权威期刊。研究成果被科技新闻网站MaterialsViewsChina选为科研亮点报道。微纳光子学专家Henrik Jakobsen评价道“研究者通过电流方波在阳极氧化纳米多孔结构中实现光子带隙结构，这一新奇结构在能源再生和环境修复方面展现出多功能特性”。被邀请撰写长篇综述论文1篇，在INTECH国外出版社出版专著1章。第一完成人担任Chinese Optics Letters、Photonics Research副主编，以及科学通报、光学学报编委等。培养研究生3人次获中国光学学会王大珩光学奖，1人次获上海市研究生优秀成果（学位论文）。2010年由于在准相位匹配非线性光学和光与纳米结构材料相互作用方面的贡献获得亚太物理协会联合会杨振宁奖（AAPPS，C. N. Yang Award）。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈险峰 教授 上海交通大学 上海交通大学 作为项目负责人，负责项目的总体构思、实施和组织管理。对所有3个重要科学发现都有主要贡献。是代表性论文1-6的通讯作者，参加了所有相关工作的讨论和论文撰写。项目执行期间投入项目时间超过90%。 2 林佳 副教授 上海电力学院 上海电力学院 作为项目主要参与者，对所有3个重要科学发现都有主要贡献。是代表性论文1-6的第一作者，其它2篇代表性论文的重要作者，参加了所有相关工作的讨论和论文撰写。项目执行期间投入项目时间超过90%。 3 刘永生 教授 上海电力学院 上海电力学院 作为项目主要参与者，对重要科学发现1有主要贡献，也是代表性论文6的通讯作者，参加了所有相关工作的讨论和论文撰写。项目执行期间投入项目时间超过50%。 4 刘晓霖 讲师 上海电力学院 上海电力学院 作为项目主要参与者，对所有3个重要科学发现都有主要贡献。是代表性论文3、4、6的重要作者，参加了所有相关工作的讨论和论文撰写。项目执行期间投入项目时间超过50%。 5 黄海涛 教授 香港理工大学 香港理工大学 作为项目主要参与者，对重要科学发现2、3有主要贡献。是代表性论文3、4、7、8的通讯作者，参加了所有相关工作的讨论和论文撰写。 项目执行期间投入项目时间超过50%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 High Temperature Crystallization of Free-Standing Anatase TiO2 Nanotube Membranes for High Efficiency Dye-Sensitized Solar Cells/Advanced Functional Materials/Jia Lin, Min Guo, Cho Tung Yip, Wei Lu, Guoge Zhang, Xiaolin Liu, Limin Zhou, Xianfeng Chen, and Haitao Huang 2 A facile route to fabricate an anodic TiO2 nanotube–nanoparticle hybrid structure for high efficiency dye-sensitized solar cells/Nanoscale/Jia Lin, Xiaolin Liu, Min Guo, Wei Lu, Guoge Zhang, Limin Zhou, Xianfeng Chen, and Haitao Huang 3 High-efficiency dye-sensitized solar cells based on robust and both-end-open TiO2 nanotube membranes/Nanoscale Research Letters/Jia Lin, Jingfei Chen, and Xianfeng Chen 4 Anatase TiO2 nanotube powder film with high crystallinity for enhanced photocatalytic performance/Nanoscale Research Letters/Jia Lin, Xiaolin Liu, Shu Zhu, Yongsheng Liu, and Xianfeng Chen 5 Design and coupling of multifunctional TiO2 nanotube photonic crystal to nanocrystalline titania layer as semi-transparent photoanode for dye-sensitized solar cell/Energy & Environmental Science/Min Guo, Keyu Xie, Jia Lin, Zehui Yong, Cho Tung Yip, Limin Zhou, Yu Wang, and Haitao Huang 6 Enhanced Light Harvesting in Dye-Sensitized Solar Cells Coupled with Titania Nanotube Photonic Crystals: A Theoretical Study/ACS applied materials & interfaces/Min Guo, Zehui Yong, Keyu Xie, Jia Lin, Yu Wang, and Haitao Huang 7 Facile fabrication of free-standing TiO2 nanotube membranes with both ends open via self-detaching anodization/Electrochemistry Communications/Jia Lin, Jingfei Chen, and Xianfeng Chen 8 Synthesis of Periodically Structured Titania Nanotube Films and Their Potential for Photonic Applications/Small/Jia Lin, Kun Liu, and Xianfeng Chen	自然奖	陈险峰,林佳,刘永生,刘晓霖,黄海涛	上海交通大学,上海电力学院,香港理工大学	上海交通大学
132	0664-119	基于网络信息论的多维可视信号渐进编码传输理论与方法 项目名称 基于网络信息论的多维可视信号渐进编码传输理论与方法 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学,上海大学 项目简介 本项目属于信息科学领域。多维可视信号的渐进编码和传输，亦“基于网络信息论的信号处理”，旨在克服当前信号处理不具有复杂时变网络的适应性，对诸多前沿领域，如远程医疗、虚拟现实、人机网络等，具有重大意义。香农于1961年开始研究网络信息流的基本极限和最优编码方法，提出通信、信号、网络领域的这一重要科学问题；迄今近10位香农奖得主致力于研究异构、无线网络信息流多终端和多描述编码理论边界；进而，在通用率失真理论约束下，发展时变非平稳特征结构的信号表示与复杂时变网络的优化理论，成为重大挑战。为此，项目组在国家自然基金重点和杰青等项目支持下，研究更为广义的多终端多描述信源编码率失真理论边界和优化条件，由此提出多维可视信号的结构化表示和编码、分布式及协作优化传输理论和算法，取得系列创新成果。主要学术贡献如下：(1)多终端多描述信源编码率失真理论：通过半正定规划求解多终端编码率失真区域的内外边界，利用其KKT条件的解分析内外边界重合的充要条件，获得精确刻画多终端编码率失真区域的新理论工具；统一多描述编码率失真区域的理论边界，建立多级渐进编码的紧致边界理论模型，阐明细化层对率失真性能的影响。相关理论被香农奖得主、斯坦福大学El Gamal教授编入北美多所名校教材“Network Information Theory”。(2)结构化信号处理：基于多终端多描述编码理论基础，引入特征结构约束，优化信号分布的期望代价，发展基于结构化稀疏和语义编码的多维可视信号表示方法，渐进逼近率失真理论边界；提出数据驱动子空间集模型的压缩视频采样方法；提出基于渐进式字典学习的空时可分级视频编码框架；揭示结构化语义数据在时空相关性及可重构性方面的信息冗余，提出视频结构化语义编码方案。视觉追踪经典算法Struck提出者、牛津大学Torr教授等学者评价相关成果为“主流方法”。(3)分布式及协作优化传输：为分布式采样建立多终端相关信源分布式编码功耗模型，提出联合编码-路由资源分配方法，实现网络生存期与重建质量的性能均衡；为提升网络容量，构造授权用户对资源稀缺认知用户的逆向协作通信模型，联合网络资源的博弈均衡分配，实现资源的可重用性。英国皇家工程院院士、南安普敦大学Hanzo教授等学者评价成果“突破视频传输性能极限”、“是非合作博弈解决无线资源分配的代表工作”。项目出版著作1部，发表SCI论文96篇，含IEEE汇刊68篇，WoS他引1479次。其中8篇代表性论文，SCI他引515次，WoS他引725次，发表在信息理论领域顶级期刊，如IEEE TIT等、视觉和通信领域顶级会议ICCV和INFOCOM，得到近10位中外院士和40多位IEEE/ACM Fellow正面评价。第一完成人获国家杰青、长江学者和国家万人计划领军人才，受邀担任IEEE TCSVT编委。完成人团队培养国家优青、青年长江学者等2人次，微软学者、德国洪堡学者等2人次，获中国图象图形学学会优博论文1人次。相关技术形成3项国际和1项国家标准，在华为、腾讯、移动、联通、电信等公司得到实际应用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 熊红凯 教授 上海交通大学 上海交通大学 对发现点（一）、（二）、（三）均有重要贡献，提出网络信息论渐进细化条件下的信号压缩采集、表示、编码、传输的总体设计思想，发展网络渐进表示传输的设计与优化方法。是代表性论文1、2的通信作者。在本研究的工作量占本人工作量的85%。1.对网络视频编码，从信息论角度揭示其中性能损失问题。面向网络视频的实际编码器设计，考虑网络差错与丢包等不确定性，提供新的理论支撑；2.基于发现一建立的理论基础，发展基于结构化稀疏编码的端信号处理，包括：结构化稀疏表示的压缩采样及可伸缩编码，渐进逼近率失真区域理论边界；3.基于发现二形成的多码率组播，建立可伸缩视频组播传输的速率、路由多维参数优化理论，设计分布式的递推码率分配策略。 2 李成林 副教授 上海交通大学 上海交通大学 对科学发现（三）有重要贡献，提出了分布式采样条件下的多终端信源分布式编码的功耗系统模型，提出了相关信源的联合编码-路由资源分配方法。是代表性论文1的合作者。在本研究的工作量占本人工作量的70%。基于科学发现（二）所形成的多码率组播，建立了可伸缩视频组播传输的速率、路由多维参数优化理论，设计分布式的递推码率分配策略，实现分布式信源编码-传输联合优化、视频多码率组播传输的渐进优化。 3 邹君妮 教授 上海交通大学 上海大学 提出了视频多码率组播传输的渐进优化、无线视频通信的协作优化，属于科学发现（三）。为提升无线视频通信的网络容量，构造授权用户对资源稀缺认知用户的逆向协作通信模型，联合网络资源（功率、频谱等）的博弈均衡分配，实现了资源的可重用性。为代表性论文1、2的第一作者。在本研究的工作量占本人工作量的80%。 4 卢宏涛 教授 上海交通大学 上海交通大学 在结构化语义编码方面，对可视信号的空时特征进行分析，研究递归神经网络的稳定性，考察具有时延的延时神经网络，分析其收敛性和混沌性，验证系数选择对于网络稳定性的影响，扩展和提出新的李雅普诺夫（Lyapunov）条件，松弛网络系数的约束，拓展不动点存在定理，作为充分条件保证全局指数收敛性，属于科学发现（二）。为代表性论文5、8的第一作者。在本研究的工作量占本人工作量的80%。 5 朱燕民 教授 上海交通大学 上海交通大学 提出了无线传感网络的感知协作优化，属于科学发现（三）；为分布式无线传感器网络中的实际应用，结合用户效用Utility和博弈论，构造了高效的感知优化策略。为代表性论文7的通信作者。在本研究的工作量占本人工作量的70%。 6 王井东 研究员 微软亚洲研究院 上海交通大学 对科学发现（二）有重要贡献，提出了基于结构化稀疏表示的视频语义跟踪，促进与现有的视频编解码标准融合，降低编码视频中的区域信息码率。为代表性论文4的通信作者、代表性论文6的合作者。在本研究的工作量占本人工作量的70%。 7 林巍峣 教授 上海交通大学 上海交通大学 对科学发现（二）有重要贡献，提出了结合时空相关性及可重构性的视频结构化语义编码方案，是国际上首次针对目标位置序列等语义信息提出的压缩编码技术，能很方便地与现有的视频编解码标准融合，并大幅降低编码视频中区域信息的码率。已被视频编码国际权威标准H.264/AVC、HEVC，以及国家标准AVS-2采纳，并作为基础性工具之一被收录进AVS-2标准的基准档次群（Main profile）中。为代表性论文6的通信作者。在本研究的工作量占本人工作量的70%。揭示了描述目标位置、运动、姿态序列等关键的结构化语义数据在时间相关性、空间相关性、以及可重构性方面的信息冗余特点。 8 王嘉 教授 上海交通大学 上海交通大学 对科学发现（一）有重要贡献，拓展了多终端编码率失真区域边界的理论模型、多描述编码率失真区域边界的理论模型。为代表性论文3的第一和通信作者。在本研究的工作量占本人工作量的80%。（1）通过半正定规划求解多终端编码率失真区域的内外边界，利用其KKT条件的解分析内外边界重合的充要条件，获得精确刻画多终端编码率失真区域的新理论工具；（2）统一多描述编码率失真区域的理论边界，建立多级渐进编码的紧致边界理论模型，阐明细化层（增强层）对于率失真性能的影响。 9 申瑞民 教授 上海交通大学 上海交通大学 针对结构化语义编码，利用递归神经网络研究可视信号的空时特征，扩展和提出新的李雅普诺夫（Lyapunov）条件，松弛网络系数的约束，拓展不动点存在定理，作为充分条件保证全局指数收敛性，属于科学发现（二）。为代表性论文8的合作者。在本研究的工作量占本人工作量的70%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Lifetime and distortion optimization with joint source/channel rate adaptation and network coding-based error control in wireless video sensor networks/IEEE Transactions on Vehicular Technology/Junni Zou, Hongkai Xiong, Chenglin Li, Ruifeng Zhang, Zhihai He 2 Optimal power allocation for hybrid overlay/underlay spectrum sharing in multiband cognitive radio networks/IEEE Transactions on Vehicular Technology/Junni Zou, Hongkai Xiong, Dawei Wang, Chang Wen Chen 3 On the Sum Rate of Gaussian Multiterminal Source coding: New Proofs and Results/IEEE Transactions on Information Theory/Jia Wang, Jun Chen, Xiaolin Wu 4 Online Robust Non-negative Dictionary Learning for Visual Tracking/IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV)/Naiyan Wang, Jingdong Wang, Dit-Yan Yeung 5 Chaotic attractors in delayed neural networks/Physics Letters A/Hongtao Lu 6 Person re-identification with correspondence structure learning/ IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV)/Yang Shen, Weiyao Lin, Junchi Yan, Mingliang Xu, Jianxin Wu, Jingdong Wang 7 Trac: Truthful auction for location-aware collaborative sensing in mobile crowdsourcing/IEEE Conference on Computer Communications (INFOCOM)/Zhenni Feng, Yanmin Zhu, Qian Zhang, Lionel M. Ni, Athanasios V. Vasilakos 8 Global Exponential Convergence of Cohen-Grossberg Neural Networks With Time Delays /IEEE Transactions on Neural Networks/Hongtao Lu, Ruiming Shen, and Fu-Lai Chung	自然奖	熊红凯,李成林,邹君妮,卢宏涛,朱燕民,王井东,林巍峣,王嘉,申瑞民	上海交通大学,上海大学	上海交通大学
133	0664-120	非编码RNA调控口腔鳞癌恶性进展的机制及其应用价值 项目名称 非编码RNA调控口腔鳞癌恶性进展的机制及其应用价值 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学 项目简介 概述：口腔癌是一种严重影响生命和生活质量的恶性肿瘤，对其分子发病机制阐明和诊治分子靶标的确定，发展新的诊疗技术已成为急需解决的问题。由于炎症和理化因素是口腔癌发生的主要因素，表观遗传学变化发挥了重要作用。本成果聚焦占口腔癌90%以上的口腔鳞癌（OSCC）为研究对象，综合利用多组学和生物信息学技术、结合临床标本和信息，确证OSCC功能性非编码RNA及靶基因，阐明主要的调控分子和通路，发现有重要价值的诊治候选靶点。主要科学发现：（1）筛选并验证了在OSCC发生发展中发挥核心调控作用的非编码RNAs。证实miR-300、miR-143/145及miR-144/451在OSCC发生发展中表达异常降低，且与其增殖、侵袭及转移显著相关，首次确证它们在OSCC中发挥抑癌基因作用。（2）发现并证实非编码RNA及其作用靶基因构成了OSCC发生及进展的核心调控网络。首次证实miR-143/miR-145能直接靶向作用MDM2，而调控OSCC的增殖和凋亡；证实miR-144/miR-451通过调控ADAMTS5/ADAM10通路，显著影响OSCC转移特性。率先发现miR-300通过靶向Twist基因抑制癌细胞EMT表型，而显著抑制上皮癌的侵袭和转移；结果被哈佛医学院Dana-Farber癌症研究所ZR Qian教授引用和肯定。（3）证实lncRNA OLA1P2过表达是阿司匹林发挥抗癌转移作用的主要调控机制。国内外率先发现lncRNA OLA1P2通过与磷酸化STAT3单体直接结合，抑制癌转移信号通路及其转移潜能。国际上多名专家对这一成果的创新性和意义给予了高度评价和大会报道。（4）首次应用建立的鼠源性高转移潜能OSCC体内外模型，阐明微环境调控癌生长和转移的机制。证实OSCC来源的TGF-β3可以诱导癌相关成纤维细胞（CAF）中基质特异性蛋白Periostin的表达，促进OSCC生长和转移。（5）提出并证实了非编码RNA及功能基因（蛋白）在OSCC诊治中的应用价值。率先证实miR-144, miR-451, Twist, ADAMTS5, ADAM10均与OSCC侵袭转移密切相关，是转移预测和干预治疗的候选靶点。 并证实Notch1, TGM3和PTHrP是OSCC预后判断的独立预测因子；多名国际著名肿瘤专家对Notch1研究成果的特殊意义做了高度评价。科学价值：（1）揭示了非编码RNAs广泛参与OSCC发生发展的生物学效应、作用模式、分子机制及临床意义，为非编码RNAs的临床应用研究提供了可靠的理论依据；（2）阐明了OSCC发生及进展过程中非编码RNAs调控的异常信号通路。从OSCC生长转移、放化疗耐受等多个角度，确证了效应蛋白以及上游调控分子；（3）在表观遗传和遗传学层面，系统阐述了中国人OSCC发生及进展的核心调控网络和关键分子；确认了针对OSCC转移、预后判断和诊治新技术开发的有效候选靶分子靶标。8篇代表性SCI 论文发表在Genome Biology, Clinical Cancer Research等著名杂志；单篇平均影响因子7.28，单篇他引最高48次；成果得到国际专家的广泛认同，并对成果创新性和意义给予了高度评价。成果为“国家双一流学科”建设做出了贡献，已培养国家和省部级人才5名，并获得上海市教委协同创新团队。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈万涛 教授 上海交通大学 上海交通大学 1、全面负责成果相关课题1-3申请、实施和成果总结；2、负责或指导完成代表性论文1-5，8的实验研究、论文撰写和发表；3、代表性论文1-5，8的通讯作者；4、负责成果相关申请专利2项；5、主编英文教材1部，专著1部；6、全面负责lncRNA、miRNA及其相应靶基因调控口腔癌转移机制的研究。 2 张建军 副研究员 上海交通大学 上海交通大学 1、负责成果相关的课题5申请、实施和成果总结；2、负责指导完成代表性论文2，4的实验研究、论文撰写和发表；3、负责指导完成相关文献1的实验研究、论文撰写和发表；4、是代表性论文2的通讯作者；5、是代表性论文4的第一作者；6、是相关文献1的第一作者；7、全面参加lncRNA及miRNA调控口腔癌转移机制研究； 3 徐骎 研究员 上海交通大学 上海交通大学 1、负责成果相关的课题4申请、实施和成果总结；2、是代表性论文6的通讯作者；3、授权国家发明专利1项；4、参加miRNA调控口腔癌转移机制研究。 4 郭海艳 中级 上海交通大学 上海交通大学 1、负责或指导完成代表性论文2的实验研究、论文撰写和发表；2、是代表性论文2的第一作者及并列通讯作者；3、参与lncRNA调控口腔癌转移机制的研究工作。 5 王旭 副研究员 上海交通大学 上海交通大学 1、参与完成代表性论文1，8的实验研究、论文撰写和发表；2、参与成果相关申请专利；3、参与教学管理。4、参与CAF细胞调控口腔癌细胞转移机制的研究工作。 6 秦星 初级 上海交通大学 上海交通大学 1、全面承担代表性论文1和3的课题研究、数据处理、论文撰写和发表；2、是代表性论文1、3的第一作者；3、参与microRNAs调控口腔癌细胞增殖及耐药的相关研究工作；4、参与CAF细胞调控口腔癌细胞增殖的研究工作；5、参与建立口腔癌细胞小动物转移模型的相关工作。 7 余靖爽 初级 上海交通大学 上海交通大学 1、全面承担代表性论文6的课题研究、数据处理、论文撰写和发表；2、是代表性论文6的第一作者；3、参与microRNA调控口腔癌细胞转移机制的研究。 8 严明 助理研究员 上海交通大学 上海交通大学 1、参与完成代表性论文1、3；2、是代表性论文1、3的并列第一作者；3、参与CAF细胞调控口腔癌细胞增殖的研究工作；4、参与建立口腔癌细胞小动物转移模型的相关工作。 9 宋晓萌 副教授 上海交通大学 上海交通大学 1、全面承担代表性论文7的课题研究、数据处理、论文撰写和发表；2、是代表性论文7的第一作者；3、参与口腔癌Notch1基因突变情况的分析检测工作。 10 吴祥冰 副高级 上海交通大学 上海交通大学 1、全面承担代表性论文8的课题研究、数据处理、论文撰写和发表；2、是代表性论文8的第一作者；3、参与口腔癌转移模型建立及癌细胞转移机制研究的工作。 11 吕中静 中级 上海交通大学 上海交通大学 1、全面承担代表性论文5的课题研究、数据处理、论文撰写和发表；2、是代表性论文5的第一作者；3、参与口腔癌转移模型建立及癌细胞转移机制研究的工作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 TGFβ3-mediated induction of Periostin facilitates head and neck cancer growth and is associated with metastasis. Scientific Reports.Qin X#, Yan M#, Zhang JJ, Wang X, Shen ZZ, Lv ZJ, Li ZH, Wei WY, Chen WT*. 2 The aspirin-induced long non-coding RNA OLA1P2 blocks phosphorylated STAT3 homodimer formation. Genome Biology.Guo HY*, Liu J, Ben Q, Qu Y, Li M, Wang Y, Chen WT*, Zhang JJ*. 3 Establishment of a highly metastatic buccal squamous cell carcinoma cell line from a Sprague-Dawley Rat.Archives of Oral Biology.Qing X#, Yan M#, Zhang JJ, Xu Q, Lv ZJ, Chen WT*. 4 miR-300 inhibits epithelial to mesenchymal transition and metastasis by targeting Twist in human epithelial cancer. Molecular Cancer.Yu JS, Xie FR, Bao X, Chen WT, Xu Q*. 5 Parathyroid hormone-related protein serves as a prognostic indicator in oral squamous cell carcinoma. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research.Lv ZJ, Wu XB, Cao W, Shen ZZ, Wang LZ, Xie FR, Zhang JJ, Ji T, Yan M, Chen WT*. 6 Common and complex Notch1 mutations in Chinese oral squamous cell carcinoma. Clinical Cancer Research.Song XM, Xia RH, Li J, Long ZF, Ren HL, Chen WT, Mao L*. 7 TGM3, a Candidate Tumor Suppressor Gene, Contributes to Human Head and Neck Cancer. Molecular Cancer.Wu XB, Cao W, Wang X, Zhang JJ, Lv JJ, Qin X, Wu YD, Chen WT*. 8 Transcriptional control of PAX4-regulated miR-144/451 modulates metastasis by suppressing ADAMs expression.Oncogene.Zhang JJ, Qin X, Sun Q, Guo H, Wu X, Xie FR, Xu Q, Yan M, Liu J, Han ZG, Chen WT*.	自然奖	陈万涛,张建军,徐骎,郭海艳,王旭,秦星,余靖爽,严明,宋晓萌,吴祥冰,吕中静	上海交通大学	上海交通大学
134	0664-121	恶性血液系统疾病的临床治疗及机制研究 项目名称 恶性血液系统疾病的临床治疗及机制研究 推荐/提名单位/人 上海交通大学 主要完成单位 上海交通大学 项目简介 科学技术领域： 本项目属于医学领域的内科血液学，涉及血液学临床新技术的研究与应用。本项目经过多年创新研究，针对白血病及淋巴瘤领域靶向治疗的局限性和中药应用的限制性，筛选恶性血液系统疾病分子药靶，探索疾病靶向干预措施，为白血病、淋巴瘤等疾病治疗开辟新契机。主要发现点：1.总结“上海方案”长期疗效并进行优化。本项目在全球首次报道了全反式维甲酸（ATRA）和三氧化二砷（ATO）联合（简称“上海方案”）治疗急性早幼粒细胞白血病（APL）长达10年的随访数据，进一步肯定了联合用药方案低毒性、低复发率、高完全缓解率的治疗效果，并提出了分层个体化治疗的理念，优化了著名的“上海方案”；2.从APL早期死亡和复发问题出发，进行机制探索。首次发现APL发病累及的PML/RARα除了经典的转录抑制功能外，还具有激活功能，通过异常激活凝血因子基因（TF）造成APL病人的异常出凝血特征，为预测出血性早期死亡风险提供了理论基础；首次报道维甲酸衍生物Fenretinide具有特异性杀伤白血病干细胞的特性及其机制，对探索与开发靶向药物以改善白血病治疗有着积极的实际意义。3.延伸靶向治疗的研究思路，开发新型的靶向治疗药物或组合。发现来那度胺及冬凌草甲素协同抑制PI3K/mTOR通路来阻止弥漫大B细胞淋巴瘤细胞发生发展的机制；首次证实伊马替尼联合砷剂治疗慢性粒细胞白血病（CML）的协同作用机制，并完成了中国大规模CML临床研究。为发展恶性血液系统疾病的靶向治疗及拓展传统中药的使用领域提供了理论依据。同行引用及评价：本项目共发表SCI论文50余篇，累计影响因子超过150分；其中代表性论著8篇，累计影响因子69.058分，共被引用125次。本项目成果发表在《Blood》、《Proc Natl Acad Sci USA》等顶级国际期刊上，多次被《The Lancet Haematology》、《Leukemia》、《Blood》等血液专业顶尖期刊引用。由于对临床推广具有促进作用，项目组成员还应邀在《Current Drug Metabolism》和《Stem Cell Investigation》上撰写相关的综述文章，以进一步介绍研究成果。项目开展以来，基于基础研究所带来的临床实践成果，项目组主持制定了《急性早幼粒细胞白血病中国诊疗指南（2011年版）》。关于APL的10年临床随访结果先后发表在《British Journal of Haematology》和《Blood》上，进一步巩固了“上海方案”作为世界肿瘤诊疗史上里程碑的地位，成果被欧洲白血病网（ELN）2019年APL诊疗指南所引用。本项目研究成果通过上海瑞金血液病医疗联合体向全国超过50家单位使用，惠及更多患者，促进区域医疗技术水平共同提高。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李军民 正高级 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 项目的总体规划及方案设计总负责人，制定项目总体研究方案和实施计划,主持项目的总体研究工作,对应发现点（一）、（二）、（三）做出了创造性贡献。对应代表性论文（1）、（2）、（3）、（5）、（6）、（7）、（8）。 2 王侃侃 研究员 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 负责急性髓细胞白血病发生机制及治疗药物研发项目的设计，组织协调项目的实施和研究指导；总结并指导研究工作的总结，撰写并修改论文；指导和培养研究生共10余名；对应发现点（二）。对应代表性论文（3）、（4）。 3 糜坚青 正高级 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 探索维甲酸联合砷剂作为急性早幼粒细胞白血病治疗的一线方案；针对白血病干细胞的急性髓细胞白血病的新型治疗策略的研究；对应发现点（一）、（二）。对应代表性论文（1）、（2）、（3）、（8）。 4 陈赛娟 研究员 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 本项目的重要指导工作；项目的总体设计，研究指导；指导分析数据，指导论文撰写；对应发现点（一）、（二）、（三）。对应代表性论文（1）、（2）、（3）、（4）、（8）。 5 奚晓东 研究员 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 本项目的重要指导工作；负责项目的实验指导、分析数据；对应发现点（二）。对应代表性论文（3）、（4）。 6 祝洪明 中级 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 本项目的主要完成人，负责项目的实验指导、分析数据；对应发现点（一）。对应代表性论文（1）、（8）。 7 李啸扬 中级 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 本项目的主要完成人，负责多个血液肿瘤治疗和基础研究的团队；协助项目的设计，组织协调具体实施，和具体研究指导；分析数据，撰写论文。对应发现点（一）、（三）。对应代表性论文（1）、（5）、（6）、（8）。 8 陈丽 中级 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 本项目的参与人，为“上海方案”中急性早幼粒细胞白血病患者的随访和数据分析的主要参与者之一；对应发现点（一）。对应代表性论文（1）、（8）。 9 王振义 正高级 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 本项目的重要指导工作；项目的总体设计，研究指导；指导分析数据，指导论文撰写；对应发现点（一）、（二）、（三）。对应代表性论文（1）、（8）。 10 张济 研究员 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 本项目的重要指导工作；项目的实验指导、分析数据；对应发现点（二）。对应代表性论文（3）。 11 张辉 正高级 广州市妇女儿童医疗中心 上海交通大学 本项目的参与人，负责项目的实验工作、分析数据；对应发现点（二）。对应代表性论文（3）。 12 方海 副研究员 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 本项目的参与人，目的生物信息分析执行；对应发现点（二）。对应代表性论文（3）。 13 金震 初级 上海交通大学医学院附属瑞金医院 上海交通大学 本项目的参与人，负责项目的实验指导、分析数据；对应发现点（三）。对应代表性论文（5）、（6）。 14 徐子真 副教授 上海交通大学医学院 上海交通大学 本项目的参与人，主要参与弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）的临床治疗及机制研究；对应发现点（三）。对应代表性论文（5）、（6）、（7）。 15 闫金松 正高级 大连医科大学附属二院 上海交通大学 本项目的参与人，负责项目的实验工作、分析数据；对应发现点（二）。对应代表性论文（4）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 论文《The 12-year follow-up of survival, chronic adverse effects, and retention of arsenic in patients with acute promyelocytic leukemia》刊名《Blood》作者：Zhu H, Hu J, Chen L, Zhou W, Li X, Wang L, Zhao X, Zhang Y, Zhao H, Wang A, Chen Y, Sun H, Chen Q, Chen Y, Zhao W, Mi J, Shen Z, Wang Z, Chen Z, Chen S, Li J. 2 论文《How to manage acute promyelocytic leukemia》刊名《Leukemia》作者：Mi JQ, Li JM, Shen ZX, Chen SJ, Chen Z. 3 论文《Preferential eradication of acute myelogenous leukemia stem cells by fenretinide》刊名《Proc Natl Acad Sci U S A.》作者：Hui Zhang, Jian-Qing Mi, Hai Fang, Zhao Wang, Chun Wang, Lin Wu, Bin Zhang, Mark Minden, Wen-Tao Yang, Huan-Wei Wang, Jun-Min Li, Xiao-Dong Xi, Sai-Juan Chen, Ji Zhang, Zhu Chen, Kan-Kan Wang 4 论文《PML/RAR alpha fusion protein transactivates the tissue factor promoter through a GAGC-containing element without direct DNA association》刊名《Proc Natl Acad Sci U S A.》作者：Jinsong Yan, Kankan Wang, Leiming Dong, Hongchen Liu, Weiqin Chen, Wenda Xi, Qiulan Ding, Nelly Kieffer, Jacques P. Caen, Saijuan Chen, Zhu Chen, and Xiaodong Xi 5 论文《Synergistic effect of oridonin and a PI3K/mTOR inhibitor on the non-germinal center B cell-like subtype of diffuse large B cell lymphoma》刊名《J Hematol Oncol》作者：Qing K, Jin Z, Fu W, Wang W, Liu Z, Li X, Xu Z, Li J. 6 论文《Low dose of lenalidmide and PI3K/mTOR inhibitor trigger synergistic cytoxicity in activated B cell-like subtype of diffuse large B cell lymphoma》刊名《J Exp Clin Cancer Res》作者：Jin Z, Qing K, Ouyang Y, Liu Z, Wang W, Li X, Xu Z, Li J. 7 论文《Summary of 615 patients of chronic myeloid leukemia in Shanghai from 2001 to 2006》刊名《J Exp Clin Cancer Res》作者：Wang AH, Wang YY, Yao Y, Xu ZZ, Zhou L, Wang L, Zhang L, Chen Y, Shen ZX, Hu J, Li JM. 8 论文《All-trans retinoic acid and arsenic combination therapy benefits low-to-intermediate-risk patients with newly diagnosed acute promyelocytic leukaemia: a long-term follow-up based on multivariate analysis.》刊名《Br J Haematol》作者：Zhu H, Hu J, Li X, Chen L, Zhao H, Zhou W, Wang L, Zhao X, Zhang Y, Chen Y, Sun H, Chen Q, Chen Y, Zhao W, Mi J, Shen Z, Chen Z, Wang Z, Li J, Chen S.	自然奖	李军民,王侃侃,糜坚青,陈赛娟,奚晓东,祝洪明,李啸扬,陈丽,王振义,张济,张辉,方海,金震,徐子真,闫金松	上海交通大学	上海交通大学
135	0665-101	有机小分子手性催化的若干关键技术创新及其在新药开发中的应用 项目名称 有机小分子手性催化的若干关键技术创新及其在新药开发中的应用 推荐/提名单位/人 华东理工大学 主要完成单位 华东理工大学,中国人民解放军海军军医大学 项目简介 本研究属药物化学领域。发展有机小分子手性催化新技术，快速高效构建含立体、复杂、多样性结构的类天然产物库，对新药先导化合物的发现，具有关键物质支撑作用。本项目以解决制约有机小分子手性催化反应发展的若干关键技术问题为切入点，创新催化机制、反应模式和反应底物，发展新型有机小分子催化的不对称串联反应，快速构建了一定规模且结构新颖的类天然产物库，有效弥补了现有供先导化合物发现的小分子化合物库在结构立体性、复杂性和多样性上的不足，突破了天然产物样品难以大量获取和规模化衍生的瓶颈。结合高通量筛选，成功发现了多个结构新颖且具有进一步开发价值的抗肿瘤、抗病毒、降胆固醇药物先导物。重要科学发现：1. 创新催化机制，实现饱和醛β位直接手性修饰。发展了一项区别于当前三种手性胺催化机制的第四种机制，称之为氧化烯胺催化机制，成功实现了烯胺向亚胺的逆向转化和惰性饱和脂肪醛β位的直接手性修饰。以此为基础，设计并实现了一系列新颖的不对称串联反应，合成了多种立体、复杂、多样的类天然产物结构。2. 创新反应模式和反应底物，实现惰性亲核和亲电底物的直接手性加成。通过创新协同催化的反应模式，激活了多种惰性亲核（甲基吡啶和甲苯的甲基）和亲电（吡啶乙烯和苯乙烯的端烯亚甲基）结构与有机小分子手性催化反应的兼容性，实现传统惰性位点的直接手性加成。以该技术为基础，首次发展了多种惰性底物参与的手性催化串联反应，实现了一系列类天然产物结构的合成。3. 类天然产物库的构建和抗肿瘤、抗病毒和降胆固醇药物先导物的发现。以本项目发展的有机小分子手性催化关键技术为支撑，通过合理底物设计和反应体系优化，成功构建了含近30种“优势骨架”的类天然产物库，从中筛选出3个活性优异的TopI/II双重抑制剂、2个p53-MDM2蛋白-蛋白相互作用抑制剂、1个CypA抑制剂、1个非甾体类FXR选择性小分子拮抗剂，为开发抗肿瘤、抗病毒、降胆固醇药物提供了高质量先导物。本项目发表SCI论文67篇，SCI他引3020次，2篇入选ESI高被引论文。8篇代表作包括1篇Nat. Commun.、1篇J. Am. Chem. Soc.、1篇Chem.- Eur. J.、 1篇Org. Lett.、4篇J. Med. Chem.，SCI他引335次。培养了中组部“千人计划”获得者1人，教育部“长江学者”2人（含青年长江1人），国家杰出青年科学基金获得者1人，国家优秀青年科学基金获得者2人，上海市“东方学者”1人，教育部新世纪优秀人才支持计划获得者2人。两人获得药明康德生命化学研究奖。培养毕业研究生30人，其中3人获上海市优秀博（硕）士论文奖。项目完成人应邀为Chem.- Asia. J.等撰写综述，担任Curr. Org. Syn.、J. Med. Chem.等知名SCI期刊的编委和顾问编委。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李剑 教授 华东理工大学 华东理工大学 创新氧化烯胺催化新机制，实现了饱和醛β位直接手性修饰；发展高效手性胺催化体系，首次实现了甲苯和甲基吡啶(惰性甲基)，与α,β-不饱和醛的不对称Michael加成；开发多种新型串联反应，构建以吲哚为核心的类天然产物结构；发现了全新结构的CypA抑制剂、非甾体类FXR选择性小分子拮抗剂，为发展抗病毒和降胆固醇药物提供新化学实体。是代表性论文1、3、7和8的共同通讯作者。2012年入选国家优青，2017年入选教育部长江学者特聘教授。 2 王卫 教授 华东理工大学 华东理工大学 首次提出氧化烯胺催化新机制，实现了饱和醛β位直接手性修饰；首次实现了甲苯和甲基吡啶中惰性甲基与α,β-不饱和醛的手性胺催化不对称Michael加成；创新手性胺/强质子酸双重催化新体系，激活吡啶/苯乙烯等惰性底物，发展其与各种脂肪醛的手性胺催化不对称Michael加成；开发多种新型串联反应，构建以吲哚、噻唑、罗丹宁、硫代四氢吡喃、吡唑等为核心的类天然产物结构。是代表性论文1、2、3、4的共同通讯作者。2009年，入选中组部首批“千人计划”专家。 3 盛春泉 教授 中国人民解放军海军军医大学 中国人民解放军海军军医大学 首次提出有机小分子发散性不对称串联反应策略，在此基础上合成了以吲哚、噻唑、罗丹宁、硫代四氢吡喃、吡唑等为核心的类天然产物结构。通过表型筛选研究，发现了3个活性优异的TopI/II双重抑制剂、2个p53-MDM2蛋白-蛋白相互作用抑制剂、为抗肿瘤新药研发提供新的化学实体。是代表性论文5、6的共同通讯作者。2012年入选国家优青，2015年入选教育部青年长江学者，2017年入选国家杰青。 4 李浩 教授 华东理工大学 华东理工大学 创新手性胺/强质子酸双重催化体系，激活吡啶乙烯/苯乙烯等惰性亲电底物，发展其与各种脂肪醛的手性胺催化不对称Michael加成反应；开发有机小分子催化新型串联反应，合成以5,6-二氢异喹啉和苯并四氢吡喃等为核心的多样性类天然产物结构。是代表性论文2和4的共同通讯作者。2012年入选上海市“东方学者”，2017年入选上海市“东方学者”跟踪计划。 5 张永强 副教授 华东理工大学 中国人民解放军海军军医大学 发展新型有机小分子催化不对称串联反应，合成以噻唑烷二酮，吡唑酮和罗丹宁等为核心的类天然产物结构；参与了TopI /TopII双重抑制剂和p53-MDM2蛋白-蛋白相互作用小分子抑制剂类抗肿瘤药物先导物的发现和优化的部分工作。分别是代表性论文5和6的第五和第七作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Organocatalytic enantioselective direct addition of aldehydes to 4-vinylpyridines and electron-deficient vinylarenes and their synthetic applications/J. Am. Soc. Chem./Sinan Wang, Xiangmin Li, Hongwei Liu, Li Xu, Jinchen Zhuang, Jian Li, Hao Li,* Wei Wang*. 2 Organocatalytic enantioselective β-functionalization of aldehydes by oxidation of enamines and their application in cascade reactions/Nat. Commun./ Shilei Zhang#, Hexin Xie#, Jin Zhu, Hao Li, Xinshuai Zhang, Jian Li*, Wei Wang*. 3 A strategy enabling enantioselective direct conjugate addition of inert aryl methane nucleophiles to enals with a chiral amine catalyst under mild conditions/Chem. -Eur. J./Tengfei Li, Jin Zhu, Deyan Wu, Xiangmin Li, Sinan Wang, Hao Li, Jian Li*, Wei Wang*. 4 Formation of dihydronaphthalenes via organocatalytic enatioselective Michael-Aldol cascade reactions with arylalkanes/Org. Lett./Xiangmin Li, Sinan Wang, Tengfei Li, Jian Li, Hao Li,* Wei Wang*. 5 New tricks for an old natural product: discovery of highly potent evodiamine derivatives as novel antitumor agents by systemic structure-activity relationship analysis and biological evaluations/J. Med. Chem./Guoqiang Dong#, Shengzheng Wang#, Zhenyuan Miao, Jianzhong Yao, Yongqiang Zhang, Zizhao Guo, Wannian Zhang*, Chunquan Sheng*. 6 Discovery, synthesis, and biological evaluation of orally active pyrrolidone derivatives as novel inhibitors of p53-MDM2 protein-protein interaction/J. Med. Chem./ Chunlin Zhuang#, Zhenyuan Miao#, Lingjian Zhu, Guoqiang Dong, Zizhao Guo, Shengzheng Wang, Yongqiang Zhang, Yuelin Wu, Jianzhong Yao, Chunquan Sheng*, Wannian Zhang*. 7 Discovering potent small molecule inhibitors of cyclophilin A using de novo drug design approach/J. Med. Chem./Shuaishuai Ni#, Yaxia Yuan#, Jin Huang#, Xiaona Mao, Maosheng Lv, Jin Zhu, Xu Shen, Jianfeng Pei*, Luhua Lai, Hualiang Jiang, Jian Li*. 8 Discovery and optimization of 1,3,4-trisubstituted-pyrazolone derivatives as novel, potent, and nonsteroidal farnesoid X receptor (FXR) selective antagonists/J. Med. Chem./Huang Huang#, Ying Yu#, Zhenting Gao, Yong Zhang, Chenjing Li, Xing Xu, Hui Jin, Wenzhong Yan, Ruoqun Ma, Jin Zhu, Xu Shen, Hualiang Jiang, Lili Chen*, Jian Li*.	自然奖	李剑,王卫,盛春泉,李浩,张永强	华东理工大学,中国人民解放军海军军医大学	华东理工大学
136	0665-104	稀土胶束催化绿色精细有机合成反应技术 项目名称 稀土胶束催化绿色精细有机合成反应技术 推荐/提名单位/人 华东理工大学 主要完成单位 华东理工大学 项目简介 本研究项目属精细化学工程领域。 绿色精细有机合成是有机化工的重要前沿领域之一，也是化工经济领域的战略重点。绿色化工技术是研究环境友好的化学反应，特别是开发新的催化反应过程，是解决传统化工带来的环境污染的捷径。通过科技创新从源头上防止污染物的生成，成为未来化工经济升级换代、转型发展的动力之源。新催化剂和相应的催化工艺是绿色精细化制备的核心，是绿色化工技术的重中之重。正如斯坦福大学B. M. Trost教授在提出绿色化工的原子经济性概念所指出的：Atom Economy-A Challenge for Organic Synthesis: Homogeneous Catalysis Leads the Way（有机合成化学的挑战-原子经济性的解决之道：均相催化化学。Angew. Chem. Int. Ed., 1995, 34, 259.）。 本研究项目通过设计新型可重复利用Lewis酸胶束催化剂；研究其催化反应机理，实现一锅法高效合成精细化工中间体和药物杂环化合物，实现原子经济性有机化工的创新。重要科学发现：1.从界面化学角度，综合化工过程方法学进行设计新催化材料。基于我国丰富的稀土资源，根据含氟碳链的优良的表面活性以及其拒水特点，先后合成了全氟辛酸稀土盐[RE(PFO)3]，五氟苯甲酸稀土盐[RE(Pfb)3]，及含多长氟碳链聚酰胺类树枝型大分子的稀土络合物作为Lewis酸催化剂。2.揭示稀土金属和阴离子配体参与有机单元反应的机理。提出新的Lewis 酸催化模型，揭示了稀土金属对于羰基和氨基官能团的强络合作用，有效活化羰基化合物如醛和酮、亚胺和酯类化合物。建立多条化学键的选择性激活与重组；实现多组分、“一锅法”的串联反应；提高反应的原子利用率。3.结合催化化学和均相反应的基础上进行催化剂和溶剂的多次循环，实现绿色循环化学过程。通过温控混溶或者相转移参与反应实现均相催化过程；其中催化剂的循环利用可以有效提高转化效率。实现多个无溶剂反应体系，源头上节约溶剂和消除环境污染。4.实现几十个系列药物先导杂环化合物或染料颜料中间体的高效合成。利用创新的催化体系实现了包括Aldol、Mannich、Hantzch、Biginelli、Phillips等人名反应在内几十个重要有机单元反应。合成了二芳基甲烷类中间体、仿生还原剂多氢喹啉衍生物、苯并吡喃类化合物、咪唑杂环化合物、喹诺酮类药物先导化合物、β-氨基酮、喹唑啉酮衍生物、α，α-二苄基环己酮衍生物、香豆素、α-氨基磷酸酯、四酮、苯基喹噁啉等等。本项目的8篇代表作中，发表在Green Chem.; Adv.Synth.Catal.等本领域权威期刊上；总引用1072次, 他引951次。单篇最高他引280次，其中单篇引用超过百次的6篇；其中1篇论文获得Tetrahedron杂志最高引用率奖。项目培养研究生50人，其中4人获得上海市优秀博（硕）士论文奖；5人获得华东理工大学优秀硕士论文奖；2人获得国家研究生奖学金。项目完成人受邀撰写了2篇相关综述论文，总结了新型稀土Lewis酸催化剂的进展。项目负责人担任全国稀土助染鞣协作网专家和《应用化学》《精细化工》《中国皮革》等杂志编委。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王利民 教授 华东理工大学 华东理工大学 项目负责人对整个项目总体指导，设计和规划；提出稀土胶束催化在绿色化工的概念。是代表性论文1-8的通讯作者和2-8的第一作者。 2 韩建伟 副教授 华东理工大学 华东理工大学 本完成人基于全氟辛酸与稀土金属构建了全氟辛酸稀土Lewis酸催化剂，并实现了其在二芳基甲烷等杂环化合物的合成应用。提出了稀土Lewis酸催化与表面活性功能相结合的催化机理，从而探索了其在绿色精细化工过程的应用，是代表论文3和8的主要完成者。 3 盛佳 教授 纽约州立大学奥尔巴尼分校 华东理工大学 本完成人利用稀土催化剂完成绿色精细化学品的合成，，实现了无溶剂条件下高效催化多个系列的精细化学品。是代表性论文3, 8的主要完成者。 4 余建军 中级 上海予君生物科技发展有限公司 华东理工大学 本完成人构建树枝状超分子稀土金属配合物催化剂，具有良好的催化性能和稳定性，实现了无溶剂条件下高效催化四酮类精细化学品。是代表性论文1,4的主要完成者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Rare Earth Perfluorooctanoate [RE(PFO)3]-Catalyzed Condensations of Indole with Carbonyl Compounds / Synlett / Limin Wang, Jianwei Han, He Tian, Jia Sheng, Zhaoyu Fan, Xiaoping Tang 2 Synthesis of tetraketones in water and under catalyst-free conditions / Green Chemistry / Jian-Jun Yu, Li-Min Wang, Jin-Qian Liu, Feng-Lou Guo, Ying Liu, Ning Jiao 3 One-Pot Synthesis of cis-Isoquinolonic Acid Derivatives via Three-Component Reaction of Homophthalic Anhydride with Aldehydes and Amines using Ytterbium(III) Triflate as Catalyst / Advanced Synthesis & Catalysis / Limin Wang, Jijun Liu, He Tian, Changtao Qian, Jie Sun 4 Sodium stearate-catalyzed multicomponent reactions for efficient synthesis of spirooxindoles in aqueous micellar media / Tetrahedron / Li-Min Wang, Ning Jiao, Jun Qiu, Jian-Jun Yu, Jin-Qian Liu, Feng-Lou Guo, Ying Liu 5 Ytterbium triflate as an efficient catalyst for one-pot synthesis of substituted imidazoles through three-component condensation of benzil, aldehydes and ammonium acetate / Journal of Fluorine Chemistry / Li-Min Wang, Yong-Hong Wang, He Tian, Yin-Fang Yao, Jue-Hua Shao, Bo Liu 6 Yb(OTf)3-Catalyzed One-Pot Synthesis of Quinazolin-4(3H)-ones from Anthranilic Acid, Amines and Ortho Esters (or Formic Acid) in Solvent-Free Conditions / Synthesis / Limin Wang, Jianjun Xia, Fang Qin, Changtao Qian, Jie Sun 7 Facile Yb(OTf)3 promoted one-pot synthesis of polyhydroquinoline derivatives through Hantzsch reaction/ Tetrahedron / Li-Min Wang, Jia Sheng, Liang Zhang, Jian-Wei Han, Zhao-Yu Fan, He Tian, Chang-Tao Qian 8 Rare earth perfluorooctanoate [RE(PFO)3] catalyzed one-pot synthesis of benzopyran derivatives/Journal of Fluorine Chemistry / Li-Min Wang, Jue-Hua Shao, He Tian, Yong-Hong Wang, Bo Liu	自然奖	王利民,韩建伟,盛佳,余建军	华东理工大学	华东理工大学
137	0665-105	木质纤维素高效催化转化催化剂设计与构效关系研究 项目名称 木质纤维素高效催化转化催化剂设计与构效关系研究 推荐/提名单位/人 华东理工大学 主要完成单位 华东理工大学 项目简介 本项目属于“化学”学科中“物理化学”-“催化化学”领域。可再生的生物质资源作为化石资源的补充，其高效转化利用是解决全球能源与环境问题的有效途径之一。高效催化体系的构建是实现生物质资源高值化利用的核心，但目前生物质催化转化存在催化效率或选择性低、稳定性差、催化反应机制不清晰等关键科学问题。为此，本项目针对生物质及其衍生物水解/脱水、氧化、氢解、脱氧加氢等重要反应过程，创制了系列高效、高稳定的固体酸、金属/碳基碱、金属/钴基、金属/铌基催化剂，建立了催化材料结构与其性能之间的构效关系，阐明了C-O键精准活化断键协同机制，揭示了关键底物在催化剂表面的反应机理，实现了温和条件下木质纤维素的高效利用。主要科学发现包括：(1)首次实现了呋喃缩合物及原生木质纤维素到液态烷烃的一步高效转化首创了三中心（金属活性中心、C-O键活化中心、酸中心）协同共存的金属/铌基固体酸多功能催化剂，实现了温和条件下含氧生物质的一步高效脱氧加氢。首次提出了NbOx物种活化C-O键的独特作用和活性本质，揭示了关键底物在铌基材料表面脱氧加氢的催化反应机理，为高品质生物质基汽油、航空煤油和柴油的绿色制备和工业化应用奠定基础。(2)建立了生物质及其衍生物到平台化合物-5-羟甲基糠醛（HMF）的高效、绿色催化过程绿色化合成了磺化碳、Sn-蒙脱土、磷酸铌等系列固体酸催化剂，阐明了催化剂酸种类、酸强度以及B酸/L酸比例对HMF选择性的影响机制，解决了碳水化合物到HMF转化过程中催化活性或选择性低、催化反应机制不清晰等关键科学问题。发现磺化碳材料中磺酸基与羟基、羧基的协同作用是果糖高效转化为HMF的关键，Sn-蒙脱土合适的B酸/L酸比例是葡萄糖、纤维素高效转化为HMF的决定因素，而磷酸铌优异的抗水性是原生生物质高效转化制备糠醛和HMF的关键。(3)发展了生物质平台分子—呋喃类化合物到化学品的高效催化转化新方法构建了具有C-O键精准活化和氢解功能的金属/钴基催化剂，实现了糠醛到戊二醇和HMF到2,5-二甲基呋喃的高选择性转化，发现CoOx物种对C-O键适中的活化能力是糠醛、HMF高选择性氢解的关键。首创了兼具氧化活性中心和碱性位的金属/碳基碱双功能催化剂，在无均相碱存在下实现了HMF到2,5-呋喃二甲酸的高效、稳定转化，发现固体碱C-O-Mg较高的碱强度及优异的抗水能力是HMF水相高效转化制备2,5-呋喃二甲酸的关键。本项目发表SCI论文38篇，SCI他引1644次，其中8篇代表性论文SCI他引762次。8篇代表性论文中有2篇入选为ESI高被引论文，2篇发表在Top期刊（Nature Commun. 和Angew. Chem. It. Ed.）。生物质催化转化领域的著名学者，美国威斯康辛大学的Huber教授、比利时鲁汶大学的Sels教授、中科院大连化物所的张涛院士和法国里尔大学的Royer教授等都高度评价了我们的创新性成果。项目进行过程中主要完成人获得上海市优秀学科带头人1人，上海市曙光学者1人，教育部新世纪优秀人才1人，并多次受邀在国内外学术会议做大会报告和特邀报告。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王艳芹 教授 华东理工大学 华东理工大学 8篇代表性论文的共同通讯联系人之一。作为项目总体负责人，王艳芹教授对如何实现温和条件下木质纤维素的高效利用给出了指导性的思路，针对生物质及其衍生物水解/脱水、氧化、氢解、脱氧加氢等重要反应过程的特性，设计了系列高效、高稳定的固体酸、固体碱、金属/碳基碱、金属/钴基、金属/铌基催化剂，并对催化材料结构与其性能之间的构效关系进行了合理分析，阐明了C-O键精准活化断键协同机制，揭示了关键底物在催化剂表面的反应机理，为本项目重大科学发现的研究做出了最主要的贡献。 2 刘晓晖 副教授 华东理工大学 华东理工大学 8篇代表性论文的主要完成人之一。作为王艳芹教授课题组的技术骨干，主要对系列催化材料的表征及关键底物在催化剂表面的反应机理进行了研究，同时参与了钴基材料、铌基材料和碳基材料的制备。 3 夏启能 副教授 嘉兴学院 华东理工大学 代表性论文1，2的共同第一作者之一和5的主要完成人之一。对金属/铌基催化剂上的呋喃缩合物及原生木质纤维素到液态烷烃的转化进行了研究，发现NbOx物种对于C-O键的活化具有独特作用，并对其活性本质以及关键底物在铌基材料表面脱氧加氢的催化反应机理进行了研究。 4 郭勇 副研究员 华东理工大学 华东理工大学 代表性论文8的共同通讯联系人之一。参与了抗水性优异、碱强度高的碳基固体碱-C-O-Mg催化剂的制备，并对HMF在Pt/C-O-Mg催化剂上，在水相氧气氧化条件下，高效转化为生物质基聚合物单体-2,5-呋喃二甲酸的催化过程进行了系统研究。 5 龚学庆 教授 华东理工大学 华东理工大学 代表性论文2的共同通讯作者之一和1的主要完成人之一。通过DFT理论计算研究了NbOx物种对于C-O键活化的催化本质以及关键底物在铌基材料表面脱氧加氢的催化反应机理。 6 王海丰 教授 华东理工大学 华东理工大学 代表性论文1的共同通讯作者之一和7的主要完成人之一。通过DFT理论计算研究了CoOx和NbOx物种对于C-O键活化的催化本质，同时发现了CoOx中合适的活化C-O键的能力、Ru、Pt的加氢能力是实现呋喃醛选择性氢解到2,5-二甲基呋喃（DMF）和戊二醇的关键。 7 王健健 研究员 重庆大学 华东理工大学 代表性论文4，5的第一作者和3，5，6的主要完成人之一。绿色化制备了Sn-蒙脱土固体酸，并参与了磺化碳和磷酸铌等固体酸催化剂的制备，研究了果糖、葡萄糖、纤维素及原生生物质到HMF的高效转化，同时对HMF产品的分离提纯进行了研究。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Direct hydrodeoxygenation of raw woody biomass into liquid alkanes/Nature Communications/Qineng Xia, Zongjia Chen, Yi Shao, Xueqing Gong, Haifeng Wang*, Xiaohui Liu, Stewart F. Parker, Xue Han, Sihai Yang* and Yanqin Wang* 2 Pd/NbOPO4 Multifunctional Catalyst for the Direct Production of Liquid Alkanes from Aldol Adducts of Furans/Angewandte Chemie International Edition/ Qi-Neng Xia, Qian Cuan, Xiao-Hui Liu, Xue-Qing Gong*, Guan-Zhong Lu, and Yan-Qin Wang* 3 Mesoporous niobium phosphate: an excellent solid acid for the dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural in water/Catalysis Science & Technology/Yu Zhang, Jianjian Wang, Jiawen Ren*, Xiaohui Liu, Xiangcheng Li, Yinjiang Xia, Guanzhong Lu and Yanqin Wang* 4 Efficient catalytic conversion of fructose into hydroxymethylfurfural by a novel carbon-based solid acid/Green Chemistry/Jianjian Wang, Wenjie Xu, Jiawen Ren*, Xiaohui Liu, Guanzhong Lu and Yanqin Wang* 5 Direct conversion of carbohydrates to 5-hydroxymethylfurfural using Sn-Mont catalyst/Green Chemistry/Jianjian Wang, Jiawen Ren*, Xiaohui Liu, Jinxu Xi, Qineng Xia, Yanhong Zu, Guanzhong Lu and Yanqin Wang* 6 Efficient production of the liquid fuel 2,5-dimethylfuran from 5-hydroxymethylfurfural over Ru/Co3O4 catalyst/Applied Catalysis B: Environmental/ Yanhong Zu, Panpan Yang, Jianjian Wang, Xiaohui Liu, Jiawen Ren, Guanzhong Lu？,Yanqin Wang？ 7 Direct catalytic conversion of furfural to 1,5-pentanediol by hydrogenolysis of the furan ring under mild conditions over Pt/Co2AlO4 catalyst/Chemical Communication/Wenjie Xu, Haifeng Wang, Xiaohui Liu, Jiawen Ren, Yanqin Wang* and Guanzhong Lu* 8 Base-free aerobic oxidation of 5-hydroxymethylfurfural to 2,5-furandicarboxylic acid over a Pt/C–O–Mg catalyst/ Green Chemistry/ Xuewang Han, Liang Geng, Yong Guo*, Rong Jia, Xiaohui Liu,Yongguang Zhang and Yanqin Wang*	自然奖	王艳芹,刘晓晖,夏启能,郭勇,龚学庆,王海丰,王健健	华东理工大学	华东理工大学
138	0667-101	低能耗的网络及图像处理新技术研究 项目名称 低能耗的网络及图像处理新技术研究 推荐/提名单位/人 上海市教育委员会 主要完成单位 上海海事大学,电子科技大学,华东交通大学 项目简介 项目所属领域为计算机科学与技术基础研究领域，研究涉及计算机应用技术、图像处理、无线传感器网络和量子计算等多学科交叉基础理论。 项目以节省能量消耗为主线，开展高效聚类算法研究，大幅度地降低网络能源消耗，同时借助可逆逻辑电路运行所需极低能量消耗的优势，设计新型量子图像处理算法，开发低能耗的图像处理新技术。本项目在国家重点研发计划、国家基金、863计划等项目资助下，历经十余年，围绕降低能量消耗问题，在国际上率先建立并不断完善了高效聚类算法和量子图像处理算法，为突破能量消耗瓶颈问题，开辟了利用可逆逻辑电路设计新算法的新途径。具体发现点和内容如下：1）针对异构无线传感器网络，提出并评价了一种新的分布式节能聚类协议方案DEEC，与现有的重要聚类协议相比，DEEC协议具有更长的生存期和更有效的消息环境，能量消耗更低。2）设计了以作者名字命名的系列可逆逻辑电路，包括利用设计的可逆全加器ZS，构建带符号位的量子结构的阵列乘法器，与现有同类可逆逻辑电路相比不管在垃圾输出、输入输出位数和能量消耗都是最优的。3）国际上首次提出了基于量子几何变换的量子灰度图像加密和解密算法，并以量子灰度图像为基础，设计了格雷码和图像比特面置乱方案，利用低能耗的可逆逻辑电路保证了信息传递的秘密性和安全性。4）建立了高维彩色图像的NASS表示模型，并以该模型为基础，提出了基于量子振幅和相位的多维彩色图像存储、恢复、压缩和几何变化的方法，解决了量子图像处理的一些基础研究问题，包括多维彩色图像如何高效存储的问题、图像恢复需要的最大测量次数问题等。 项目组共发表SCI论文100余篇，SCI他引925次，Google学术他引2789余次。截止至2019年4月，8篇代表性成果被Web of Science核心合集引用604次，他引505次（证明见附件），Google学术他引1311次；单篇最高SCI他引341次。他引作者包括多位国内外院士、长江、杰青和Jeffrey G. Andrews等20余位IEEE/ACM Fellow。引文发表在顶级期刊ACM CS、IEEE TWC、IEEE TC等上，指出量子算法和可逆逻辑电路设计的研究成果解决了国际量子信息学界想解决而目前仍尚未解决的部分难题。 第一完成人是科技部国家重点研发计划重点专项项目负责人（首席科学家），相关工作获上海市优博论文、四川省优博论文、上海市优硕论文、四川省优硕论文、江西省优硕论文。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 周日贵 教授 上海海事大学 上海海事大学 项目的总负责人，提出的基于量子几何变换的量子灰度图像加密和解密算法，系统研究了量子图像格雷码和位平面置乱技术，设计了以自己名字命名的可逆逻辑电路，是代表性论著2、3、4的第一作者，是代表性论著8的通信作者，对重要科学发现中所列第5、6、7项发现均作出了创造性共性（第一作者是自己联合指导的博士生）。在该项目中投入工作量达80%。 2 黎海生 副教授 广西师范大学 电子科技大学 提出了一个多维彩色图像新的量子表示式和多维彩色图像量子存储、恢复和几何变换方案，是代表性论著5、6、7的第一作者，是代表性论著8的参与作者。在该项目中投入工作量达60%。 3 卿利 高级工程师 中国电子科技集团公司第十研究所 电子科技大学 针对异构无线传感器网络，提出并评价了一种新的分布式节能聚类协议方案DEEC，与现有的重要聚类协议相比，DEEC协议具有更长的生存期和更有效的消息环境，能量消耗更低。是代表性论著1的第一作者。在该项目中投入工作量达30%。 4 范萍 副教授 华东交通大学 华东交通大学 提出了多维彩色图像的几何变换，并且以NEQR表示的量子灰度图像为基础，根据Gray码和图像比特面知识，分别协助提出了三种不同的置乱方案：第一，基本的量子图像Gray码和比特面置乱；第二，快速的量子图像Gray码和比特面置乱；第三，结合位置信息的量子图像Gray码和比特面置乱。是代表性论著8的第一作者，是代表性论著4的参与作者。在该项目中投入工作量达50%。 5 朱清新 教授 电子科技大学 电子科技大学 指导博士生针对异构无线传感器网络，提出并评价了一种新的分布式节能聚类协议方案DEEC和提出了一个多维彩色图像新的量子表示式和多维彩色图像量子存储、恢复，是代表性论著1、5、6、7的作者，在该项目中投入工作量达30%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Design of a distributed energy-efficient clustering algorithm for heterogeneous wireless sensor networks/Computer Communications/卿利,朱清新,Mingwen Wang 2 Transistor realization of reversible “ZS” series gates and reversible array multiplier/Microelectronics Journal/周日贵,施洋,王惠安,曹建 3 Quantum image encryption and decryption algorithms based on quantum image geometric transformations /International Journal of Theoretical Physics/周日贵,吴茜,张满群,沈陈镱 4 Quantum image Gray-code and bit-plane scrambling/ Quantum Information Processing/周日贵,孙雅娟,范萍 5 Image storage,retrieval,compression and segmentation in a quantum system /Quantum Information Processing /黎海生,朱清新,宋岚,沈陈镱 6 Multi-dimensional color image storage and retrieval for a normal arbitrary quantum superposition state / Quantum Information Processing /黎海生,朱清新,周日贵等 7 Multidimensional color image storage,retrieval,and compression based on quantum amplitudes and phases / Information Sciences /黎海生,朱清新,周日贵等 8 Geometric transformations of multidimensional color images based on NASS/Information Sciences/范萍,周日贵,景乃桓,黎海生	自然奖	周日贵,黎海生,卿利,范萍,朱清新	上海海事大学,电子科技大学,华东交通大学	上海市教育委员会
139	0673-101	中国藤黄属植物药效物质基础及作用机制研究 项目名称 中国藤黄属植物药效物质基础及作用机制研究 推荐/提名单位/人 上海市教育委员会 主要完成单位 上海中医药大学 项目简介 中国藤黄属植物（属名：Garcinia）在我国有22种（包括引种栽培），主要分布在广东、广西、云南、台湾和海南等南部省区，有着悠久的民间用药历史。该属植物富含异戊烯基取代的？？酮类（xanthones）、多环多异戊烯基间苯三酚类（PPAPs）、双黄酮类（bioflavonoids）和联苯类（biphenyls）等化合物，具有抗肿瘤、抗炎、抗病毒、抗菌等多种药理作用，引起国内外相关领域学者的关注。 经过十多年的坚持和努力，本项目针对中国藤黄属植物的活性成分及其药理作用机制开展了系统和深入的研究，取得了一系列成果，在国际上该领域的研究中处于领先水平。 至今已经分离鉴定了350多个活性成分，其中有185多个化合物为首次报道的新成分；构建了藤黄属植物xanthones和PPAPs类化合物数据库；通过分子生物学、蛋白质组学、计算化学以及现代药理学等技术和手段，研究证实了多个xanthones 类及PPAPs类化合物具有显著的抗肿瘤、抗病毒及抗炎活性。本研究进一步拓展了对藤黄属植物活性成分的认识，发现了一系列在抗肿瘤、抗病毒及抗炎药物研发方面具有潜在开发应用前景、具有自主知识产权的新药先导化合物，基于这些小分子的独特药理活性，揭示了多个新型抗肿瘤、抗炎的药物靶点或潜在药物靶点。将为发展和利用我国藤黄属植物的药用资源提供坚实的理论基础和科学依据，同时也将为进一步推动我国天然抗癌药物、抗病毒药物和抗炎药物的发现做出贡献。 八篇代表性论文均在同一课题组内完成，发表在Autophagy、Cancer Letters、International Journal of Cancer、Cell Death & Disease、Molecular Cancer Therapeutics等国际著名期刊上，其中影响因子大于10的有1篇，大于5的有6篇。SCI-Web总他引180次。主要发现被Chemical Reviews（IF: 52.613）、Seminars in Cancer Biology（IF: 9.955）、Autophagy（IF: 11.1）、Pharmacology & Therapeutics （IF: 11.127）等著名的综述性期刊论文重点介绍。在Journal of Pineal Research（IF: 10.391）、Acs Applied Materials & Interfaces（IF: 8.097）及Organic Letters（IF: 6.579）等期刊的研究论文中被正面引用本结果。 总计发表相关论文90篇，其中SCI论文75篇，影响因子大于5分的18篇。获得国家自然基金项目12项，美国专利授权7项，中国专利授权22项。2017年，出版专著《中国藤黄属植物化学成分及生物活性研究》，入选《“十三五”国家重点图书、音像、电子出版物出版规划》。相关研究期间培养博士研究生及硕士研究生20名。组建上海市顶尖优势创新团队、培养教育部霍英东青年教育基金、上海市东方学者、科技英才“扬帆计划”学者等青年人才。徐宏喜教授自2014 年起连续五年入选药理与毒理学中国高被引学者榜。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 徐宏喜 教授 上海中医药大学 上海中医药大学 本项目负责人，提出学术思路及研究设计方案，负责试验指导。所有代表性论文的通讯作者。在与香港学者的合作中参与了研究项目的立项、技术研讨、实验结果的讨论，提供了实验样品。对于该项目提出的4个重要发现和创新点均有直接贡献。见附件1-8，25，26。 2 谭红胜 副研究员 上海中医药大学 上海中医药大学 协助本项目负责人搭建项目研究平台、实施研究方案，参与各项研究的立项、技术研讨及成果总结。是代表性论文2的通讯作者及代表性论文4、5、7的作者。对于该项目4个重要发现和创新点的成果总结有主要贡献。见附件2、4、5、7、25。 3 张莉 副教授 上海中医药大学 上海中医药大学 本项目组成员，协助搭建本项目抗肿瘤药效评价及作用机制研究平台，研究怒江藤黄中分离得到的小分子化合物抗肿瘤作用机理。是代表性论文2的第一作者，负责该项目的实验研究、结果分析及论文撰写，对于该论文提出的第2项重要发现和创新点有主要贡献。见附件2、25。 4 吕玥 副研究员 上海中医药大学 上海中医药大学 本项目组成员，协助搭建本项目抗炎药效评价及作用机制研究平台。是代表性论文7的第一作者，首次发现并报导了怒江藤黄所含化合物NJXA抑制肥大细胞活化以及肥大细胞介导的过敏性哮喘反应，初步阐明了NJXA抑制过敏性炎症的作用机制。负责该项目的实验研究、结果分析及论文撰写，对于该论文提出的第4项重要发现和创新点有主要贡献。见附件7、25。 5 劳远至 副研究员 上海齐鲁制药研究中心有限公司 上海中医药大学 本项目组成员，协助搭建本项目抗肿瘤药效评价及作用机制研究平台。是代表性论文1的第一作者及代表性论文2、4的作者。负责代表性论文1的实验研究、结果分析及论文撰写，对于该论文提出的第2项重要发现和创新点有主要贡献。见附件1、2、4、25。 6 张洪 副研究员 上海中医药大学 上海中医药大学 本项目组成员，协助搭建本项目抗感染药效评价及作用机制研究平台，首次筛选发现oblongifolins J和M及xanthones类化合物euxanthone具有显著的抗EV71病毒的活性，为新型的抗病毒活性先导化合物的发现奠定了基础。是代表性论文8的第一作者及代表性论文5的作者，负责代表性论文8的实验研究、结果分析及论文撰写，对于该论文提出的第3项重要发现和创新点有主要贡献。见附件5、8、25。 7 席志超 助理研究员 上海中医药大学 上海中医药大学 本项目组成员，协助搭建本项目抗肿瘤药效评价及作用机制研究平台。是代表性论文4的第一作者及代表性论文2的作者，负责代表性论文4的实验研究、结果分析及论文撰写，对于该论文提出的第1项重要发现和创新点有主要贡献。参与代表性论文2的活性测定，蛋白质组学及部分药效学研究。见附件2、4、25。 8 付文卫 副研究员 上海中医药大学 上海中医药大学 本项目组成员，协助搭建本项目药效物质基础研究平台。是代表性论文2、7、8的作者。为相关项目的实验研究提供实验样品。对于该论文提出的第1项、第2项和第4项重要发现和创新点有主要贡献。见附件2、7、8、25。 9 沈凯凯 副教授 上海中医药大学 上海中医药大学 本项目组成员，协助搭建本项目抗肿瘤药效评价及作用机制研究平台。是代表性论文5的第一作者，负责该项目的实验研究、结果分析及论文撰写，对于该论文提出的第2项重要发现和创新点有主要贡献。见附件5、25。 10 吴曼 助理研究员 上海中医药大学 上海中医药大学 协助搭建本项目抗肿瘤药效评价、自噬筛选及相关作用机制研究平台。是代表性论文2的作者，参与相关项目的实验研究、结果分析及论文撰写。对于该论文提出的第2项重要发现和创新点有主要贡献。见附件2、25。 11 李洋 助理研究员 上海中医药大学 上海中医药大学 协助搭建本项目抗肿瘤药效评价及作用机制研究平台。是代表性论文4的作者，参与该项目的实验研究、结果分析及论文撰写。对于该论文提出的第1项重要发现和创新点有主要贡献。见附件4、25。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The natural compound oblongifolin C inhibits autophagic flux and enhances antitumor efficacy of nutrient deprivation/ Autophagy / Yuanzhi Lao#,Gang Wan#, Zhenyan Liu#, Xiaoyu Wang, Ping Ruan, Wei Xu, Danqing Xu, Weidong Xie, Yaou Zhang, Hongxi Xu*, Naihan Xu* 2 A new anticancer compound, Oblongifolin C, inhibits tumor growth and promotes apoptosis in HeLa cells through bax activation/International Journal of Cancer/ Chao Feng, Li-Ying Zhou, Ting Yu, Gang Xu, Hong-Lei Tian, Jin-Jie Xu, Hong-Xi Xu*, Kathy Qian Luo* 3 Guttiferone K impedes cell cycle re-entry of quiescent prostate cancer cells via stabilization of FBXW7 and subsequent c-MYC degradation/ Cell Death & Disease / Z Xi, M Yao, Y Li, C Xie, J Holst, T Liu, S Cai, Y Lao, H Tan, H-X Xu*, Q Dong* 4 Nujiangexathone A, a novel compound from Garcinia nujiangensis, suppresses cervical cancer growth by targeting hnRNPK/ Cancer Letters / Li Zhang#, Jiling Feng#, Siyuan Kong, ManWu, Zhichao Xi, Baojun Zhang, Wenwei Fu, Yuanzhi Lao, Hongsheng Tan*, Hongxi Xu* 5 Cambogin induces caspase-independent apoptosis through the ROS/JNK pathway and epigenetic regulation in breast cancer cells/ Molecular Cancer Therapeutics / Kaikai Shen, Jianling Xie, Hua Wang, Hong Zhang, Mengyuan Yu, Fangfang Lu, Hongsheng Tan,Hongxi Xu* 6 Antitumor effects of novel compound, guttiferone K, on colon cancer by p21Waf1/Cip1-mediated G0/G1 cell cycle arrest and apoptosis/ International Journal of Cancer / Winnie Lai Ting Kan, Chun Yin, Hong Xi Xu*, Gang Xu, Kenneth Kin Wah To, Chi Hin Cho,John Anthony Rudd, Ge Lin* 7 The natural compound nujiangexanthone A suppresses mast cell activation and allergic asthma/ Biochemical Pharmacology /Yue Lu, Shuangfan Cai, Jia Nie, Yangyang Li, Guochao Shi, Jimin Hao, Wenwei Fu, Hongsheng Tan, Shilin Chen, Bin Li*, Hongxi Xu* 8 Prenylated benzoylphloroglucinols and xanthones from the leaves of Garcinia oblongifolia with antienteroviral activity/ Journal of Natural Products / Hong Zhang#, Ling Tao#, Wen-Wei Fu, Shuang Liang, Yi-Fu Yang, Qing-Hong Yuan, Da-Jian Yang, Ai-Ping Lu*, Hong-Xi Xu*	自然奖	徐宏喜,谭红胜,张莉,吕玥,劳远至,张洪,席志超,付文卫,沈凯凯,吴曼,李洋	上海中医药大学	上海市教育委员会
140	0673-103	PD-1信号介导黄芪及黄芪多糖双向调控免疫反应的基础和临床 项目名称 PD-1信号介导黄芪及黄芪多糖双向调控免疫反应的基础和临床 推荐/提名单位/人 上海市教育委员会 主要完成单位 上海中医药大学,中国科学院上海生命科学研究院 项目简介 本项目属于中药免疫药理学研究领域。PD-1信号是Tasuku Honjo于1992年发现的免疫共抑制分子或免疫检查点，2018年与James P Alison以此共同获得诺贝尔医学奖。此后，免疫检查点的调控，在治疗自身免疫性疾病及肿瘤性疾病的基础研究和临床应用中，成为了研究热点。本项目的工作，在PD-1信号研究领域已经积累了多年的成果，依据中医药学理论，结合现代免疫学进展，揭示了中药黄芪及其有效成分黄芪多糖对PD-1信号的调节作用，并分别在自身免疫性疾病及肿瘤性疾病中，揭示了黄芪及黄芪多糖以PD-1信号为靶点，双向调节PD-1信号通路，介导其双向调控机体免疫反应，有效治疗免疫紊乱性疾病。本项目取得了三方面突出的创新性成果：创新性成果一：研究发现，在神经系统自身免疫病中，PD-1/PD-Ls信号分子显著低表达，黄芪及黄芪多糖激活PD-1/PD-Ls信号分子，抑制T淋巴细胞、神经小胶质细胞活化，减轻炎症和髓鞘脱失，改善神经缺损症状，抑制机体免疫反应，从而，有效治疗中枢神经系统自身免疫性疾病，如多发性硬化、重症肌无力等。创新性成果二：研究发现，在肿瘤性疾病中，PD-1/PD-Ls信号分子显著高表达，黄芪及黄芪多糖抑制PD-1/PD-Ls信号分子，促进T细胞活化，抑制肿瘤免疫逃逸，杀伤肿瘤细胞，抑制肿瘤增长，激活机体免疫反应，从而，有效治疗肿瘤性疾病，如肺癌、黑色素瘤等。创新性成果三：开展临床转化研究，发现，以黄芪为君药的复方益气养阴扶正方应用于临床，可以有效治疗临床晚期原发性非小细胞肺癌患者，提高其生存质量，延长生存时间，患者机体低下的免疫功能得到显著提高。同样，黄芪中药也被广泛应用于治疗神经系统自身免疫病多发性硬化，获得显著疗效，患者机体炎症性免疫反应得到有效抑制。本项目致力于研究中医药与免疫的“对话（Cross-talking）”，以“中药调控-免疫平衡-临床转化”为理念，针对自身免疫性疾病的免疫异常亢进状态和肿瘤疾病的免疫异常低下状态，揭示了PD-1信号分子介导了黄芪及黄芪多糖的双向免疫调节作用。从临床实践到实验研究，从基础研究成果转化到进一步临床应用，取得了创新性重大突破，揭示了以PD-1信号为靶点的黄芪及黄芪多糖双向免疫调控作用，具有重大的科学理论意义和临床应用价值。本项目获得了系列新药发明专利的国家正式授权3项，获得并完成国家自然科学基金项目资助1项，省部级科研项目资助3项，先后培养了博士、硕士研究生6名。围绕这一成果共发表高水平论文数十篇，SCI收录14篇，受邀作国际会议特邀报告30余次，专著4部。本项目所取得的成果，具有鲜明突出的创新性，进入了中西跨学科研究的前沿，对于肿瘤性疾病和自身免疫性疾病的有效治疗和新药研发、促进中医药学的现代化发展，具有重要的科学理论意义和社会应用价值。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 程晓东 教授 上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院 上海中医药大学 1.作为本项目主持人，是本项目所有课题的负责人，负责了课题的整体设计、申报获批基金资助、组织实施、撰写发表论文，申请专利并获授权，以及成果转化总结。组织了项目部分课题实施管理、成果凝练和推广应用。为项目创新成果的取得作出了重要贡献。2.作为项目负责人和课题组长，指导博士和硕士研究生开展具体研究，培养博士研究生4名，硕士研究生2名。是创新性成果一、创新性成果二和创新性成果三的第一完成人。3.发表SCI论文4篇，核心期刊论文4篇，获得授权专利3项（附件1-8，21-23）。 2 钱若兰 研究员 中国科学院上海生命科学研究院 中国科学院上海生命科学研究院 1.作为本项目中的骨干成员，组织了项目部分课题实施管理、成果凝练和推广应用。为项目创新成果的取得作出了重要贡献。2.开展黄芪多糖调控红白血病细胞中珠蛋白基因表达的研究，发现：黄芪多糖促进成年型β-珠蛋白基因的表达，促进肿瘤细胞趋向于终末分化。是创新性成果二的主要完成人之一。3.合作发表SCI论文2篇，获得授权专利3项（附件3，5，8，21-23）。 3 张树冰 教授 中南大学 中国科学院上海生命科学研究院 1.作为本项目中的骨干成员，为项目创新成果的取得作出了重要贡献。2.开展黄芪多糖调控红白血病细胞分化研究，发现：黄芪多糖促进红白血病细胞分化，介导肿瘤细胞凋亡。是创新性成果二的主要完成人之一。3.合作发表SCI论文2篇，获得授权专利3项（附件3，5，22-23）。 4 孙宇 中级 上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院 上海中医药大学 1.作为本项目中国家自然基金课题的骨干成员，为项目创新成果的取得作出了重要贡献。2.开展黄芪多糖对EAE小鼠的药效学观察，对中枢神经系统的炎性反应，髓鞘脱失等实验观察。进一步观察了黄芪多糖对MOG35-55特异性T细胞增殖及I细胞因子的分泌水平的影响，探索了EAE小鼠脊髓组织和脾脏中PD-1，PD-L1，PD-L2在黄芪多糖调控EAE小鼠临床症状中的作用。是创新性成果一的主要完成人。3.合作发表核心期刊2篇，SCI论文1篇（附件1，4，6）。 5 王洁茹 中级 上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院 上海中医药大学 1.作为本项目中国家自然基金课题的骨干成员，为项目创新成果的取得作出了重要贡献。2.开展黄芪及黄芪多糖调控黑色素瘤荷瘤小鼠免疫反应的研究，发现：黄芪多糖调节荷瘤小鼠脾脏T淋巴细胞及对抗肿瘤相关的细胞因子水平，并由PD-1/PD-L1信号通路所介导。是创新性成果二的主要完成人。3.以第一作者发表核心期刊论文1篇（附件2）。 6 王水英 中级 东南大学医学院附属徐州市中心医院 上海中医药大学 1.作为本项目中国家自然基金课题的骨干成员，为项目创新成果的取得作出了重要贡献。2.开展黄芪多糖对EAE小鼠调控作用的体外实验，发现黄芪多糖调控EAE小鼠的中枢神经系统炎症反应，调节神经小胶质细胞活化，这一作用是由PD-1信号介导的。是创新性成果一的主要完成人。3.合作发表SCI论文1篇，核心期刊论文2篇（附件1，4，6，7）。 7 王金英 初级 上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院 上海中医药大学 1.作为本项目中国家自然基金课题的骨干成员，为项目创新成果的取得作出了重要贡献。2.开展黄芪及黄芪多糖调控黑色素瘤的体外实验，发现：黄芪多糖调控荷瘤小鼠T细胞及肿瘤组织中PD-1及其配体PD-L1、PD-L2表达，调节荷瘤机体PD-1/PD-L1信号通路转导作用。3.合作发表核心期刊1篇（附件2）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 黄芪多糖调节黑色素瘤小鼠PD-1 /PD-Ls分子表达的研究/上海中医药大学学报/王洁茹，王水英，张婷婷，程晓东 2 黄芪对实验性自身免疫性脑脊髓膜炎小鼠的治疗作用及机制研究 / 上海中医药大学学报 / 孙宇，王水英，黄梦汶，景园雅，谢昆，程晓东 3 Effect of Huangqi (Hex) on inducing cell differentiation and cell death in K562 and HEL cells / Acta Biochimica et Biophysica Sinica / Cheng XD, Hou CH, Zhang XJ, Xie HY, Zhou WY, Yang L, Zhang SB, Qian RL 4 Matrine Activates PTEN to Induce Growth Inhibition and Apoptosis in V600EBRAF Harboring Melanoma Cells / International Journal of Molecular Sciences /Jin H, Sun Y, Wang S, Cheng X. 5 Matrine upregulates the cell cycle protein E2F-1 and triggers apoptosis via the mitochondrial pathway in K562 cells. / European Journal of Pharmacology / Jiang H, Hou C, Zhang S, Xie H, Zhou W, Jin Q, Cheng X, Qian R, Zhang X. 6 白山毛桃根提取物抑制黑色素瘤M21 细胞增殖作用及其机制研究/ 辽宁中医杂志 / 王水英，孙宇，金惠，程晓东 7 白山毛桃根提取物对人红白血病K562细胞作用研究/疑难病杂志 / 疑难病杂志 / 王水英，程晓东 8 IL-3 对人红白血病细胞株珠蛋白基因表达的影响（Effect of IL-3 on globin gene expression in a human erythroleukemia cell line） / 生物化学与生物物理学报（Acta Biochimica et Biophysica Sinica ） / 程晓东，谢恒月，钱若兰	自然奖	程晓东,钱若兰,张树冰,孙宇,王洁茹,王水英,王金英	上海中医药大学,中国科学院上海生命科学研究院	上海市教育委员会
141	0674-101	复杂网络上的动力学相变研究 项目名称 复杂网络上的动力学相变研究 推荐/提名单位/人 华东师范大学 主要完成单位 华东师范大学 项目简介 网络上的动力学及其信息传输是统计物理学研究的基础问题，其相变问题是非平衡态统计物理学面临的瓶颈与挑战课题之一。项目组2004年开始研究动态复杂网络这一新领域，是国内最早系统地从事复杂网络动力学研究的小组之一。经过12年深入研究，在与复杂网络动力学相变有关的大多数主战场如网络同步、能量传输、粒子凝聚与流行病传播等方面均有所建树，特别是在复杂网络的爆炸性同步与流行病传播等几个瓶颈问题上取得了关键性突破。主要创新点包括：1） 提出了爆炸性同步的两个基本框架之一。传统上认为复杂网络上的相变是由主稳定函数方法描述的连续相变，但2011年西班牙研究小组指出在特定条件下也可以是一级相变，并称之为爆炸性同步。我们2013年提出了爆炸性同步的新框架，去除了西班牙框架中所需的特定条件这个瓶颈，使得一般情形下的复杂网络也可以有爆炸性同步，被意大利与西班牙同行称为“a more general framework”。这两个基本框架共同引领了国际上爆炸性同步的研究。2） 用吸引域方法解析研究爆炸性同步。爆炸性同步的难点之一是其向前相变的临界点难以解析求解，为此我们通过引入吸引域方法，解析给出了具有星形或无标度网络结构的向前临界点。3） 发现了爆炸性同步的微观机制—禁止律及相应地给出了爆炸性同步的自适应方法，并被实验证实。我们进一步揭示出两个基本框架背后的物理机制为禁止律并给出其计算公式，禁止律阻止振子形成较大的局部同步团簇，从而阻碍了二级相变的发生。禁止律发现后引起了大家的关注并很快被美国密歇根大学医学院的研究小组在麻醉实验中进行了证实。更进一步，根据禁止律原理，我们设计了一种新的途径来实现爆炸性同步，即在网络中直接设计一些“警察”节点，称之为自适应方法。此工作被选为PRL Editors' Suggestion，并入选2015年度ESI高被引1%文章。4） 揭示了一种新的高阶协同态（Bellerophon态）的存在并刻画出其特点。不同于通常的一级相变与二级相变的途径，我们揭示了一种以前未曾报道的协同态，并命名为Bellerophon态。这个新协同态的特征是量子化的、时变的、多簇团的共存，发生在系统的相变从爆炸式一级相变转向连续的二级相变之间的参数区域。5） 提出了社区网络上流行病传播的首个模型，并从邻居节点不同传播地位的新角度研究了舆论的扩散。考虑到真实社会中人以群居，网络的社区结构对流行病传播的影响不可忽略，我们提出了社区网络上流行病传播的首个模型，并引发了随后广泛的讨论。此外，我们还从流行病模型各个邻居节点传播作用不同这个角度出发研究了舆论的扩散。这种方法近年来发展成为流行病的非马尔可夫传播，受到了极大的关注。这些发现引起了复杂网络领域国际国内同行的极大关注，我们因此受邀为顶级综述期刊Phys. Rep.撰写了94页的综述评论。8篇代表性论文SCI他引371次，其中1篇他引超100次，并被多篇顶级综述期刊如Rev. Mod. Phys. 与Phys. Rep.及顶级期刊如Nature与Science子刊等引用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘宗华 教授 华东师范大学 华东师范大学 参与了全部的工作，占总工作的50 %。具体贡献如下：1. 提出了研究爆炸性同步的新框架（代表性论文6）。2．参与提出了具有星形或无标度网络结构的爆炸性同步的吸引域方法（代表性论文4）。3．发现了爆炸性同步的微观机制—禁止律（代表性论文5），相应地给出了爆炸性同步的自适应方法（代表性论文3），并受邀作为通讯作者之一为顶级综述期刊撰写了94页的综述评论（代表性论文1）。4. 参与提出了Bellerophon态的新概念（代表性论文2）。5. 提出了社区网络上流行病传播的首个社区模型（代表性论文8），并从各个邻居节点不同的传播作用角度研究了舆论的扩散（代表性论文7）。 2 管曙光 教授 华东师范大学 华东师范大学 参与了代表性论文1-3的工作，占总工作的20 %。具体贡献如下：1. 为代表性论文1的通讯作者之一，推动了华师大小组和西班牙小组的合作，属重要科学发现1。2. 为代表性论文2的通讯作者，提出了Bellerophon态的新概念，拓广了复杂网络上的相变类型，属重要科学发现4。3. 参与提出爆炸性同步的自适应方法（代表性论文3），属重要科学发现3。 3 邹勇 副教授 华东师范大学 华东师范大学 参与了代表性论文1，2，4，5的工作，占总工作的20 %。具体贡献如下：1. 为代表性论文4的第一作者与通讯作者，提出了具有星形或无标度网络结构的爆炸性同步的吸引域方法，属重要科学发现2。2. 参与提出了爆炸性同步的微观机制—禁止率（代表性论文5），并参与为顶级综述期刊撰写了94页的综述评论（代表性论文1），属重要科学发现3。3. 参与提出了Bellerophon态的新概念（代表性论文2），属重要科学发现4。 4 周杰 副教授 华东师范大学 华东师范大学 参与了代表性论文7的工作，占总工作的10 %。具体贡献如下：1.为代表性论文7的第一作者，研究了邻居节点不同的传播作用对舆论扩散的影响，属重要科学发现5。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Explosive synchronization in adaptive and multilayer networks /Phys. Rev. Lett./ X. Zhang, S. Boccaletti, S. Guan, and Z. Liu 2 Basin of attraction determines hysteresis in explosive synchronization /Phys. Rev. Lett. / Y. Zou, T. Pereira, M. Small, Z. Liu, and J. Kurths 3 Explosive synchronization as a process of explosive percolation in dynamical phase space /Scientific Reports/ X. Zhang, Y. Zou, S. Boccaletti, and Z. Liu 4 Explosive synchronization in a general complex network /Phys. Rev. E (Rapid Communications)/ X. Zhang, X. Hu, J. Kurths, and Z. Liu 5 Influence of network structure on rumor propagation /Phys. Lett. A/ J. Zhou, Z. Liu, and B. Li 6 Epidemic spreading in community networks /Europhys. Lett. / Z. Liu and B. Hu 7 Coexistence of quantized, time dependent, clusters in globally coupled oscillators /Phys. Rev. Lett. / H. Bi, X. Hu, S. Boccaletti, X. Wang, Y. Zou, Z. Liu, and S. Guan 8 Explosive transitions in complex networks’ structure and dynamics: Percolation and synchronization /Physics Reports/ S. Boccaletti, J.A. Almendral, S. Guan, I. Leyva, Z. Liu, I. Sendi？a-Nadal, Z. Wang, and Y. Zou	自然奖	刘宗华,管曙光,邹勇,周杰	华东师范大学	华东师范大学
142	0674-102	Theta函数恒等式和Ramanujan遗留问题 项目名称 Theta函数恒等式和Ramanujan遗留问题 推荐/提名单位/人 华东师范大学 主要完成单位 华东师范大学 项目简介 该项目属于数学中的Theta函数理论，研究Theta函数恒等式在模函数恒等式及模曲线参数化等问题中的应用。模曲线是可以用模函数来参数化的代数曲线，其定义方程就是模函数所满足的恒等式。研究模函数恒等式具有重要的意义，19世纪至今数论的重大进展大多与模函数有关。例如K.Heegner利用模函数证明了著名的高斯类数猜想，一般椭圆曲线的模参数化在费马大定理的证明中起到了关键的作用。天才数学家Ramanujan身后曾留下了大量的未加证明的模函数恒等式，这些模函数恒等式在整数分拆理论和圆周率的级数展开理论中起着关键性作用，证明Ramanujan遗留来的模函数恒等式丰富了模函数理论。发现并证明有价值的模函数恒等式是研究模函数的关键问题之一，也是个极困难的事。该项目利用椭圆函数理论建立了系统构造Theta函数恒等式的新方法，为研究模函数恒等式提供了新思路，得到了一批新的模函数恒等式。该项目的主要科学发现为：1.Ramanujan遗留的3900多个恒等式中有500多个模函数恒等式，Berndt教授在证明其中一个和七阶模方程相关的恒等式时借助了计算机代数，并称要用手工来完成这个恒等式的证明将是一个超人的壮举(To do this by hand would be a superhuman feat)。该项目利用椭圆函数给出包括该恒等式在内的20多个和七阶模函数相关的Ramanujan恒等式的完整数学证明，并发现构造一般和七阶模方程相关的模函数恒等式的方法，由此能导出许多深刻的和七阶模方程相关的模函数恒等式。2.该项目发现并证明了一个关于Theta函数的新的加法定理，其包含了Weierstrass椭圆函数的加法定理, Ramanujan的三阶Theta函数恒等式及模函数理论中许多著名的结论为特例。美国数学评论评价该项工作：“该文是对自守形式理论的一个美妙的贡献。”2018年，Bachraoui利用该加法定理的推广形式证明了著名的计算机科学家，麻省理工学院教授Gosper在1999年提出的三个关于q-三角函数的猜想。3.五重乘积恒等式是Theta函数理论中最重要的恒等式之一。该项目将该恒等式推广成了一个具有更广泛意义的三项Theta函数恒等式并给出了其在模函数理论中的若干应用。该恒等式被新西兰数学会奖得主Cooper教授称为刘氏泛化五重乘积恒等式。Leroy P. Steele奖获得者，美国数学会会士B. Berndt教授公开评价道：“Theta函数在椭圆函数理论中起着非常重要的作用，该研究在19世纪末和20世纪初达到顶峰。然而，最近10多年刘治国写了几篇论文展示了椭圆函数在证明许多Ramanujan关于Theta函数的结果及发现该课题中新定理的威力。”他在评价该项目的一个恒等式时还称：“然而，为了得到这样一个美丽的一般定理，需要相当大的独创性来确定适当的函数并进行整合。接着作者通过特殊化他的主要定理，来推导出几个非常一般的Theta函数恒等式。希腊科学院院士，美国数学会会士加州理工学院T. Apostol教授评价称：“作者提供了一个构造Theta函数和Eisenstein级数恒等式的方法。这产生一些Ramanujan关于Eisenstein级数恒等式的新证明。” 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘治国 教授 华东师范大学 华东师范大学 申请人对该项目的贡献占100%。 代表性论文1-8都由申请人独立完成， 申请人在Theta函数恒等式及q-级数的展开问题的研究上取得了一系列国际领先的原创性成果，发表在Adv. Math., Trans. Amer. Math. Soc., Int. Math. Res. Not. 等重要数学杂志上。申请人建立了用椭圆函数理论来系统研究Theta函数恒等式的新方法，发现并证明了一批新的模函数恒等式，给出了许多Ramanujan遗留下来模函数恒等式的构造性证明。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A theta function identity and its implications/Trans. Amer. Math. Soc./Zhi-Guo Liu 2 An addition formula for the Jacobian theta function and its applications./Adv. Math./Zhi-Guo Liu 3 A three-term theta function identity and its applications/Adv. Math./Zhi-Guo Liu 4 Elliptic functions and the Appell theta functions/Intl. Math. Res. Notes/Zhi-Guo Liu 5 Some Eisenstein series identities related to modular equations of the seventh order/Pacific J. Math./Zhi-Guo Liu 6 An extension of the quintuple product identity and its applications/Pacific J. Math./Zhi-Guo Liu 7 Some inverse relations and theta function identities/Int. J. Number Theory/Zhi-Guo Liu 8 An identity of Ramanujan and the representation of integers as sums of triangular numbers/Ramanujan J./Zhi-Guo Liu	自然奖	刘治国	华东师范大学	华东师范大学
143	0674-103	河流悬沙通量剧减诱因和沉积环境响应的定量甄别 项目名称 河流悬沙通量剧减诱因和沉积环境响应的定量甄别 推荐/提名单位/人 华东师范大学 主要完成单位 华东师范大学 项目简介 河流泥沙向海输送是地球系统重要过程之一。其长期相对稳态因近期建坝等人类活动强烈干扰而被打破。这一前所未有突变的机制及后果是什么？该重大科学问题是国际“海岸带陆海相互作用”（LOICZ）研究计划的核心内容。该项目在国家重要基金资助下，围绕河流悬沙通量变化的过程、原因、机制及环境响应等开展系统创新研究，重要进展如下：1）首次揭示了中国主要河流入海悬沙通量总体剧减趋势及其速率和诱因的气候带差异。发现1954-2005年间9大河总入海悬沙通量下降70%。同期因气候差异北方河流悬沙通量下降快于南方：北方降水少，径流易损性高，耗水增多（及降水减少）使径流量（即携沙能力）显著下降；南方径流变化趋势则较小。尽管总体上水库修建是悬沙剧减的主要诱因，但耗水增多和降水减少在北方河流悬沙剧减中的相对贡献远超其在南方河流中的贡献。2）创建了定量甄别河流悬沙通量长期变化诱因的方法，成功量化了长江和珠江悬沙通量下降中主要因子的贡献权重。综合应用气候学、土壤学、水文学、泥沙动力学、地貌学、数理统计学等原理，结合长江和珠江实情，创立了量化影响因子对悬沙减少贡献权重的方法。发现1960s末以来长江入海悬沙通量下降中降水减少的贡献占5%，水土保持占6%，三峡工程占31%，其它水库共占57%，抽水-耗水等占1%；1990s中期以来珠江入海悬沙减少中降水减少的贡献占20%，水库修建和水土保持的贡献占80%。3）首次定量揭示了三峡工程引起的沿程悬沙输运和河-湖沉积地貌系统变异。创建了监测盲区供沙量估算模型，提高了水库淤积速率计算精度；发现三峡工程导致坝下游宜昌、汉口、大通（入海站）悬沙通量分别下降180 Mt/yr、130 Mt/yr、113 Mt/yr，该影响向下游减弱是因为河床侵蚀补偿；宜昌-大通间河床从工程前淤积78 Mt/yr转为工程后侵蚀63 Mt/yr（侵蚀向下游减弱），其73%归因于三峡工程；洞庭湖淤积速率从工程前117 Mt/yr降为工程后2 Mt/yr，其20%归因于三峡工程；河床淤-蚀转型导致底床沉积物粗化，越近大坝粗化越明显。4）揭示了河口三角洲悬沙浓度和沉积地貌对供沙剧减的系统响应。首次发现河口悬沙浓度对河流入海悬沙剧减的非均衡响应及其动力机制，发现长江水下三角洲外缘出现明显蚀退和表层沉积物粗化，河口拦门沙九段沙国家湿地自然保护区向海一侧出现淤-蚀转型；原创性地揭示了珠江水下三角洲淤积速率降至淤-蚀转型临界状态；发现海洋动力在三角洲沉积地貌对河流供沙减少的响应强度中扮演重要角色。项目成果深化了定量甄别河流泥沙剧减诱因及河流-河口三角洲沉积环境响应的理论和方法，得到国内外学者（包括多个顶级科学家团队）的广泛认可和引用。8篇代表性论文发表在ESR等国际重要刊物，总他引555次，其中SCI他引442次（含Nature等高端刊物他引），2篇论文为ESI 高被引论文，第一完成人连续5年入选中国高被引学者榜单。成果被国家三峡工程环境影响评估报告收录。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 杨世伦 教授 华东师范大学 华东师范大学 本项目的设计者、主持者和主要执行者，是代表性论文1、3-4 和6-8 的通讯作者、代表性论文3、6 的第一作者，代表性论文2、5 的合作者。主要贡献：成功探索了定量甄别主要影响因子在河流入海悬沙通量下降中贡献权重的方法并应用于长江和珠江；创建了从三峡水库到河口分区段的全沙（包括未测区来沙量估算）收支和经验模型，从诸因子中定量剥离出三峡工程对坝下游主要测站悬沙通量和河-湖床冲淤的影响；指导博士生首次发现：（1）中国9 大河入海总悬沙通量剧减趋势和主要诱因，（2）河口-邻海悬沙浓度对河流入海悬沙剧减的非均衡响应，（3）入海泥沙通量剧减背景下长江三角洲外缘淤-蚀转型，（4）珠江口冲淤对入海悬沙通量下降的响应规律。 2 戴仕宝 教授 滁州学院 华东师范大学 代表性论文1、2、5的第一作者和代表性论文2、5的通讯作者。主要贡献是首次揭示了中国9大河入海总悬沙通量下降趋势和原因，初步探索了定量甄别气候变化和人类活动对长江和珠江悬沙通量下降的贡献权重。 3 吴创收 高级工程师 中交上海航道勘察设计研究院有限公司 华东师范大学 代表性论文4的第一作者、代表性论文3和8的参与者和论文13的第一和通讯作者。主要贡献是定量甄别了人类活动和自然变化对珠江悬沙通量下降的贡献权重，首次定量揭示了珠江河口冲淤对入海悬沙通量下降的响应。 4 罗向欣 讲师 中山大学 华东师范大学 代表性论文7的第一作者和代表性论文6的参与者。主要贡献是，首次报道了三峡工程后坝下游河床沉积物的侵蚀粗化以及河流入海泥沙通量剧减背景下长江三角洲外缘的淤-蚀转型和沉积物粗化。 5 李鹏 高级工程师 国家海洋局东海预报中心 华东师范大学 代表性论文8的第一作者。主要贡献是首次报道了河口-邻海悬沙浓度对河流入海悬沙通量剧减的非均衡响应特征和动力机制。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The sharp decrease in suspended sediment supply from China's rivers to the sea: anthropogenic and natural causes/ Hydrological Science Journal/ Dai SB, Yang SL, Li M 2 Impacts of dams on the sediment flux of the Pearl River, southern China/CATENA/Dai, SB; Yang, SL; Cai, AM 3 Decline of Yangtze River water and sediment discharge: Impact from natural and anthropogenic changes/Scientific Reports/ Yang SL, Xu KH, Milliman JD, Yang HF, Wu CS 4 Quantifying the anthropogenic and climatic impacts on water discharge and sediment load in the Pearl River (Zhujiang), China (1954-2009)/Journal of Hydrology/Wu CS, Yang, SL, Lei, YP 5 A preliminary estimate of human and natural contributions to the decline in sediment flux from the Yangtze River to the East China Sea/Quaternary International/Dai SB, Lu XX, Yang SL, Cai AM 6 Downstream sedimentary and geomorphic impacts of the Three Gorges Dam on the Yangtze River/Earth-Science Reviews/Yang SL, Milliman JD, Xu KH, Deng B, Zhang XY, Luo XX 7 The impact of the Three Gorges Dam on the downstream distribution and texture of sediments along the middle and lower Yangtze River (Changjiang) and its estuary, and subsequent sediment dispersal in the East China Sea/Geomorphology/Luo XX, Yang SL, Zhang J 8 Spatial, Temporal, and Human-Induced Variations in Suspended Sediment Concentration in the Surface Waters of the Yangtze Estuary and Adjacent Coastal Areas/Estuaries and Coasts/Li P., Yang SL, Milliman JD, Xu KH, Qin WH, Wu CS, Chen YP	自然奖	杨世伦,戴仕宝,吴创收,罗向欣,李鹏	华东师范大学	华东师范大学
144	0674-104	Ginzburg-Landau方程和Landau-de Gennes方程解的性态与临界现象 项目名称 Ginzburg-Landau方程和Landau-de Gennes方程解的性态与临界现象 推荐/提名单位/人 华东师范大学 主要完成单位 华东师范大学 项目简介 本项目研究超导的Ginzburg-Landau方程和液晶的Landau-de Gennes方程，深入研究了解的性质。特别是对解的边界凝聚现象、超导和液晶的临界现象、临界场的估计等数学问题，做了深入研究，建立了数学理论。对于超导的Ginzburg-Landau方程，获得了2维与3维空间中解的边界凝聚性态，首次对2维、3维超导体的表面超导态的边界凝聚现象建立了严格的数学理论；所得结果反映了2维与3维超导体的表面超导态很不相同的几何特征。建立了各向异性超导体Meissner态稳定解的数学理论。对于液晶的Landau-de Gennes方程，首次提出了液晶的临界波数，并用以研究了液晶的相变。首次提出并证明了液晶存在“表面近晶相”的猜想。研究了弹性系数与Ginzburg-Landau参数对解的影响，首次提出液晶的临界弹性系数，建立了数学理论，并发现了液晶相变的一些临界现象。提出新的函数空间并用于研究液晶的强退化极限泛函。本项目8篇代表作被著名数学家、物理学家好评与引用，如S.Serfaty在2006年国际数学家大会45分钟报告中叙述了本项目代表作中的主要结果。S.Fournais、B.Helffer的专著《Spectral Methods in Surface Superconductivity》把申请人在表面超导数学理论方面获得的主要研究结果都详细写入，并多处给予好评。申请人在代表作[1]中提出的一个猜想吸引了著名学者B.Helffer、S.Fournais、M.Correggi、N.Rougerie等人的关注和多年研究。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 潘兴斌 教授 华东师范大学 华东师范大学 本项目8篇代表性论文中，7篇是申请人单独完成；一篇是合作论文，申请人在合作论文中做出了重要贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Partial Sobolev spaces and anisotropic smectic liquid crystals / Calculus of Variations and PDE / Xing-Bin Pan 2 Surface superconductivity in applied magnetic fields above H_c2 / Communications in Mathematical Physics / Xing-Bin Pan 3 Landau-de Gennes model of liquid crystals and critical wave number / Communications in Mathematical Physics / Xing-Bin Pan 4 Landau-de Gennes model of liquid crystals with small Ginzburg-Landau parameter / SIAM Journal of Mathematical Analysis / Xing-Bin Pan 5 Reduced Landau-de Gennes functional and surface smectic state of liquid crystals / Journal of Functional Analysis / B. Helffer, Xing-Bin Pan 6 Critical elastic coefficient of liquid crystals and hysteresis / Communicatons in Mathematical Physics / Xing-Bin Pan 7 Surface superconductivity in 3-dimensions / Transactions of the American Mathematical Society / Xing-Bin Pan 8 On a quasilinear system involving the operator curl / Calculuns of Variations and PDE / Xing-Bin Pan	自然奖	潘兴斌	华东师范大学	华东师范大学
145	0675-101	纳米仿生界面的构建及其生物学应用基础研究 项目名称 纳米仿生界面的构建及其生物学应用基础研究 推荐/提名单位/人 上海市教育委员会 主要完成单位 上海师范大学 项目简介 本项目属化学与生物交叉学科研究领域。围绕新型纳米仿生界面的设计构建及其在多功能纳米生物探针、生物传感检测等生物学应用基础研究方面进行了有效探索，取得了如下主要创新科学成果： 1、创新地构建了多功能碳纳米管等生物载体系统及其生物学应用，建立了量子点和磁标记技术示踪多功能纳米粒子进入细胞的可视化研究新方法。采用层层静电组装方法构建的新型多功能碳纳米管传输系统同时负载了反义寡核苷酸抗癌基因药物和量子点荧光探针，该研究为开发新型碳纳米管生物载体在生物医学领域特别是肿瘤治疗方面的应用提供有价值的实验基础和理论依据。 2、创造性建立了基于纳米免疫磁珠富集和免疫量子点荧光标记的对生物物质高效特异性分离检测新技术。建立了一种快速同时检测食品中多种致病菌的方法。利用该磁性纳米粒子界面上的免疫反应，促进了生物物质分离和检测技术的进步，在此基础上将药物和超顺磁性的纳米颗粒成功组装成靶向给药系统，该载药系统对癌细胞生长具有明显抑制效果并且显示出良好的缓释及定位释放性能。将有望作为理想的磁靶向药物控释体系应用于纳米生物医药领域。 3、系统地开展了新型纳米仿生复合材料的制备，纳米材料与生物大分子相互作用机制研究，开发研制了多种性能优越的新型生物传感器，建立了基于纳米仿生界面的高灵敏生物检测分析方法。以核壳型纳米金/银仿生复合材料（Au@BSA、Ag@BSA）、有序介孔碳、石墨烯复合材料等纳米复合材料为生物载体和分子导线，成功构筑了基于纳米仿生功能界面的新型电化学和电化学发光生物传感器，有效实现了对肿瘤细胞、视黄醇结合蛋白、多巴胺等生物分子的高灵敏特异性检测。该研究为发展新型纳米生物检测技术提供了新途径，具有重要的生物医学检测应用价值。 本项目的8篇代表性论文，包括1篇Nano Letters、2篇Anal. Chem.、1篇Biosens. Bioelectron.等，SCI他引852次。单篇最高他引187次，含1篇Highly Cited Paper（ESI高被引论文）。获中国发明专利9项。被Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Nano Today等国外著名综述杂志多次大篇幅引述。其中发表在《Nano Letters》（IF 12.08）的论文被《Nature China》选为来自中国大陆和香港的突出科学研究成果，作为研究亮点加以评述。并被国际Springer 公司在2009年出版的科技图书《Nanoneuroscience》、《Pharmaceutical Perspectives of Cancer Therapeutics》中收录。项目执行阶段培养硕士32人，3人获上海市优秀硕士论文。基于该项目，第一完成人先后获得教育部新世纪优秀人才、上海市“青年科技启明星”及其跟踪计划、上海市“曙光学者”，国家自然科学基金、科技973预研等项目资助。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 贾能勤 教授 上海师范大学 上海师范大学 本完成人对本项目研究工作进行总体设计并具体研究指导。创新地构建了新型多功能碳纳米管传输系统。以有序介孔碳、介孔硅球，Ag@BSA复合微球、石墨烯复合材料等纳米材料为生物载体和分子导线,在导电基底上构筑生物分子/纳米材料的纳米界面，有效实现了生物大分子的直接电子传递性能和良好生物电催化，开发研制了多种性能优越的新型化学/生物传感器。代表性论文1、6的第一作者，代表性论文1、4、5、6的通讯作者，代表性论文2、3的共同通讯作者（排第1位）。 2 沈鹤柏 教授 上海师范大学 上海师范大学 本完成人在功能化磁性纳米探针的构建及其在药物载体和生物分子分离和检测方面做出了创造性贡献，发展了基于壳聚糖包裹的磁性纳米粒子的药物载体、功能化的量子点结合免疫磁珠的分离检测技术，高效分离和特异性识别造血干细胞、致病菌等生物物质，促进了生物分子分离和检测技术的进步。代表性论文7、8的通讯作者。 3 黄楚森 副教授 上海师范大学 上海师范大学 本完成人创新设计合成了多种有机荧光探针，发展了新型靶向生物传感分子探针，并成功应用于生物荧光成像、生物分子灵敏特异性检测方面。代表性论文4的主要作者。 4 胡宸溢 其他 上海师范大学 上海师范大学 本完成人创新构建了基于蛋白质模板合成Ag@BSA复合微球的仿生纳米生物传感器，并成功应用于视黄醇结合蛋白，肿瘤细胞等生物分子的快速高灵敏检测。代表性论文2、3的第一作者。 5 张尧 讲师 上海师范大学 上海师范大学 本完成人基于石墨烯/普鲁士蓝纳米粒子构建了新型的电化学传感器，在发展高性能电化学传感器方面取得了创新研究成果。代表性论文5的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Electrochemical properties of ordered mesoporous carbon and its electroanalytical application for selective determination of dopamine/Electrochemistry Communications/Nengqin Jia*, Zhiyong Wang, Guofeng Yang, Hebai Shen, Longzhang Zhu 2 Chitosan-coated magnetic nanoparticles as carriers of 5-fluorouracil: preparation, characterization and cytotoxicity studies/Colloids and Surfaces B: Biointerfaces/Longzhang Zhu, Jingwei Ma, NengqinJia, Yu Zhao, Hebai Shen* 3 Simultaneous Detection of Multifood-Borne Pathogenic Bacteria Based on Functionalized Quantum Dots Coupled with Immunomagnetic Separation in Food Samples/Journal of Agricultural and Food Chemistry/Yu Zhao, Mingqiang Ye, Qiangguo Chao, Nengqin Jia, YuGe, Hebai Shen* 4 Intracellular Delivery of Quantum Dots Tagged Antisense Oligodeoxynucleotides by Functionalized Multiwalled Carbon Nanotubes/Nano Letters/Nengqin Jia*, Qiong Lian, Hebai Shen, Chen Wang, Xinyu Li, Zhongnan Yang 5 Improved EIS Performance of an Electrochemical Cytosensor Using Three-Dimensional ArchitectureAu@BSA as Sensing Layer/Analytical Chemistry/Chenyi Hu, Da-Peng Yang,* Ziyi Wang, LiliYu, Junliang Zhang*, Nengqin Jia* 6 Ag@BSA Core/Shell Microspheres as an Electrochemical Interface for Sensitive Detection ofUrinary Retinal-Binding Protein/Analytical Chemistry/Chenyi Hu, Da-Peng Yang*, Kuan Xu, Hongmei Cao, Beina Wu, Daxiang Cui, Nengqin Jia* 7 Sensitive ECL immunosensor for detection of retinol-binding protein based on double-assisted signal amplification strategy of multiwalled carbon nanotubes and Ru(bpy)32+ doped mesoporous silica nanospheres/Biosensors and Bioelectronics/Beina Wu, Chenyi Hu, Xiaoqing Hu, Hongmei Cao, Chusen Huang, Hebai Shen, Nengqin Jia* 8 Electrochemical sensing based on graphene oxide/Prussian blue hybrid film modified electrode/Electrochimica Acta/Yao Zhang, Xiumei Sun, Longzhang Zhu, Hebai Shen, Nengqin Jia*	自然奖	贾能勤,沈鹤柏,黄楚森,胡宸溢,张尧	上海师范大学	上海市教育委员会
146	0684-101	云安全驱动的视觉数据压缩关键理论与方法研究 项目名称 云安全驱动的视觉数据压缩关键理论与方法研究 推荐/提名单位/人 上海市教育委员会 主要完成单位 上海大学 项目简介 本项目属于图像处理与数据安全领域。立体化、高清化、网络化是新一代多媒体的主流发展趋势。多媒体云服务既利用了网络存储/计算资源，又减轻了终端负担，是IT业发展的重要趋势，已成为阿里巴巴、百度、华为等企业的核心战略。在云计算和海量数据背景下，多媒体系统面临三大挑战，概括为 “数据海量”、“处理复杂”和“内容失控”。云存储和传输时的安全保护与高效压缩就成为新型视觉信号的关键。多媒体压缩和信息安全之间存在难于融合的“鸿沟”。本项目致力于信号处理与信息安全的融合，在压缩编码与内容保护之间建立桥梁，提出了云安全驱动的视觉数据压缩的新理论，实现了“先编码后保护”、“先保护后编码”两种处理模式，为云环境下以立体超高清视觉信号为代表的新一代多媒体广泛安全应用建立了理论与方法基础。主要成果如下：1.针对立体超高清视觉信号压缩中运算复杂度及所需云传输网络带宽剧增的难题，创立了基于空间-时域-视间相关性的自适应多维协同预测结构，提出了基于运动特征融合的多尺度分数像素精度运动估计以及基于多维特征映射的帧内编码，可在比当前MPEG推荐方法的编码速度提升10倍的同时显著提高编码效率，为立体超高清视觉信号的发展提供理论基础和应用依据。相关成果被瑞士EPFL的P. Frossard教授等称为“very successful”、“best published method”、“popular approach”，并成为高效编码算法的国际通用评价标杆。2.针对视觉压缩数据内容易篡改、难认证的难题，揭示了图像数据冗余/水印数据冗余的可利用性，提出自嵌入水印的参考数据共享机制与内容投影表示机制，解决了图像内容认证的篡改并发与水印数据浪费问题，实现了篡改区域精确定位及无损、大范围与自适应的图像内容恢复。相关成果被Liverpool大学讲席教授A. Nandi评价为 “elegant”。3.突破密文数据不含冗余难以压缩的传统观念，揭示了密文图像中的潜在数据冗余，提出了“变换—量化”机制的密文图像有损压缩/可分级编码方法和密文图像可逆信息隐藏方法，使视觉信号加密与压缩编码两个学术领域融为一体，开创了密文域信息隐藏的这一新研究方向，为密文视觉数据的高效存储与传输、监控与管理提供新方式。相关成果被O. C. Au等多位IEEE Fellow评价为“a pioneering work”。 8篇代表作(含ESI高被引论文5篇、热点论文1篇)被SCI他引1022次，Google学术他引1984次。项目组共发表论文200余篇，SCI他引5500次，Google学术他引12000次，获选IEEE T-CSVT杂志的近5年引用最多的论文。第一、二完成人分别获国家优秀青年科学基金和杰出青年科学基金，第二完成人任IEEE T-IFS编委，连续五年入选爱思唯尔“中国高被引学者”。研究成果得到包括10多位院士和80余位IEEE Fellow等一大批著名学者高度评价，评价为“非常成功的立体视觉信号压缩方法”，“甚受欢迎高清编码方法”，“开创性密文压缩成果”，“优美的重建机制”，并成为云环境下的视觉数据安全压缩研究进一步发展的基础。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 沈礼权 研究员 上海大学 上海大学 是科学发现点一、二、三主要贡献者之一。作为项目的主要规划者和研究者，对项目的总体布局进行规划，同时作为主要研究者之一与其他合作者共同完成了该项目全部研究工作。与第二、三、四完成人均有合作论文。代表论文1,2,3的第1作者和通信作者，代表论文8的共同作者。 2 张新鹏 教授 上海大学 上海大学 是科学发现点一、二和三主要贡献者之一。提出“变换—量化”机制的密文视觉信号有损压缩/可伸缩编码方法，使视觉信号加密与压缩编码两个学术领域融为一体，提出可分离与不可分离的两种密文视觉信号可逆信息隐藏方法。与项目第一、三、四完成人均有合作论文。代表论文4,6,7,8的第1作者和通信作者。 3 冯国瑞 教授 上海大学 上海大学 是科学发现点二,三的主要贡献者。提出基于神经网络的预测方案，将信息隐藏于预测残差中。与项目第一、二完成人均有合作论文。代表论文5的第一作者和通信作者，代表论文4,8的合作作者。 4 张兆杨 教授 上海大学 上海大学 是该项目的最初发起者和主要规划者，对项目的总体布局实施进行规划指导。与第一、二完成人均有合作论文。代表论文1,2,3的合作作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Adaptive Inter-Mode Decision for HEVC Jointly Utilizing Inter-Level and Spatiotemporal Correlations/IEEE Trans. Circuits Syst. Video Techn./沈礼权，张兆杨，刘志（ESI热点论文、高被引论文） 2 Effective CU Size Decision for HEVC Intracoding/ IEEE Trans.Image Processing/沈礼权，张兆杨，刘志（ESI高被引论文） 3 Content-Adaptive Motion Estimation Algorithm for Coarse-Grain SVC/IEEE Trans.Image Processing/沈礼权，张兆杨 4 Reference Sharing Mechanism for Watermark Self-Embedding/ IEEE Trans. Image Processing/张新鹏，王朔中，钱振兴，冯国瑞 5 Error minimized extreme learning machine with growth of hidden nodes and incremental learning/ IEEE Transactions on Neural Networks/冯国瑞，黄广斌，林清平，罗伯特（ESI高被引论文） 6 Separable Reversible Data Hiding in Encrypted Image/ IEEE Trans. on Information Forensics & Security/张新鹏（ESI高被引论文） 7 Reversible Data Hiding in Encrypted Image/ IEEE Signal Processing Letters/张新鹏 （ESI高被引论文） 8 Compressing Encrypted Images With Auxiliary Information/IEEE Trans. Multimedia/张新鹏，任艳丽，沈礼权，钱振兴，冯国瑞	自然奖	沈礼权,张新鹏,冯国瑞,张兆杨	上海大学	上海市教育委员会
147	0687-101	线性模型中参数估计的可容许性理论 项目名称 线性模型中参数估计的可容许性理论 推荐/提名单位/人 上海市教育委员会 主要完成单位 上海立信会计金融学院 项目简介 该项目属于数学学科中的数理统计领域。 参数估计的可容许性研究缘于1956年Stein的经典结论：对于多维正态分布模型，关于均值参数的误差方差最小的无偏估计，当维数大于3时，不再是最好的。即，在二次损失函数下，大家认为的最优估计不是可容许的，这给了当时人们极大的震动，从此，估计的可容许性成为统计判决理论研究的重点问题，也是难点问题。1976年，世界著名的统计学家C.R.RAO，在纪念统计判决理论的创始人A.Wald的文章（Ann.Statist.,4:6(1976)）中首次研究了线性模型回归系数的线性估计在线性估计类中的可容许性问题，他的研究对线性模型参数估计有重要的引领作用。遗憾的是，当线性模型的方差矩阵非负定时，Rao的结果是错的，陈希孺院士在他的《近代回归分析》中指出了这个问题。本项目深入、全面地研究了线性模型中参数估计的可容许性问题。主要创新点如下： 1.对在随机序意义下或泛控制意义下优于最小二乘估计的估计量的存在性问题，做了深入的研究。我们的结果被该领域权威W.D.Brown评价为: "…This paper make a significant step about universal domination"，该结果发表在美国多元分析杂志上的文章（所列代表作2）。 2.提出了不完全椭球约束的概念，将文献上沿不同方向上的研究统一了起来，建立了线性估计可容许性的统一理论。同时，当线性模型的误差方差矩阵非负定时，我们还首创了秩方法，用来刻划线性估计可容许的充分必要条件，这比国外流派所使用的线性空间的条件要简洁得多，这也是我们方法的独到之处。 3.建立了不等式约束下线性估计的可容许性理论； 这个问题以前还从未有人研究过，这属于开创性的。这方面的结果被多次引用，包括：IEEE Transactions on Signal Processing，Journal of Multivariate Analysis ，Linear Algebra & Its Applications，Journal of Inequalities and Applications，数学学报，应用数学学报，系统科学与数学，以及硕士博士论文，见他引目录。 4.对最一般的方差分量模型，得到了关于方差分量的非负二次估计在非负二次估计类中可容许的条件。 本项目代表作第一项属于专著，内容囊括了我本人在该领域的研究成果，其余7篇是期刊论文。申请者专注于线性模型参数估计领域的研究，研究成果他引145次，其中包括硕士博士论文引用超过60次，属于统计推断领域研究生必读的参考文献。其中8篇代表作他引92次见附件三的文献检索报告。我们的研究工作是具有创新性的及可借鉴性的，研究工作的方法被广大研究工作者以及硕士博士研究生广泛应用于多元线性模型中，无论是证明方法还是研究的问题，均被应用于更广泛的模型中。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 鹿长余 教授 上海立信会计金融学院 上海立信会计金融学院 该项目的负责人和完成人，学术思想和总体方案的提出者。 1.在随机序意义下或泛类损失函数下的常用估计量的可容许性方面研究，做出了实质的的推进工作；所得的结果，将泛控制的理论研究向前推进了具有重大意义的一步，该领域权威W.D.Brown评价为:…This paper make a significant step about universal domination。2.建立了线性估计可容许性的统一理论；3.开辟了不等式约束下的可容许性研究；4.对于方差分量非负二次估计的可容许性的研究，去掉了以往文献研究中，种种苛刻条件的限制，得到了一样的结果，这对非负二次估计可容许性的理论研究有巨大的推进。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 《线性模型中参数估计的可容许性理论》（专著）/中国财政经济出版社，/鹿长余 2 Universal Inadmissibility of Least Squares Estimator. /Journal of Multivariate Analysis, / Lu C Y, Shi N Z. 3 Admissible linear estimators in linear models with respect to inequality constraints，/Linear Algebra And Its Appl./ / Lu C Y, Shi N Z. 4 带有不完全椭球约束的线性模型中线性估计的可容许性/数学学报/鹿长余, 李维新 5 线性模型中参数估计的可容许性理论/应用概率统计/鹿长余 6 带有非中心不完全椭球约束的线性模型中线性估计的可容许性，/数学学报/鹿长余，吴鑑洪，陈学琴 7 Universal Domination and Stochastic Domination—an Improved lower Bound for the Dimensionality / Communications in Statistics - Theory and Methods/ Lu C Y 8 Admissible Linear Estimators with Respect to Inequality Constraints/Communication in Statistics- Theory and Methods / ChangYu LU，JianHong Wu，BinYan Zhang	自然奖	鹿长余	上海立信会计金融学院	上海市教育委员会
148	0697-101	量子、微纳尺度系统热力学性能特征及其优化理论研究 项目名称 量子、微纳尺度系统热力学性能特征及其优化理论研究 推荐/提名单位/人 上海市教育委员会 主要完成单位 上海师范大学天华学院 项目简介 本项目属于量子物理、低维凝聚态物理与工程热物理交叉研究领域。我们以有限时间热力学为主要研究方法，围绕量子点、纳米线、纠缠的二能级原子，理想费米、玻色气体，顺磁材料等为工质，通过设计和人工裁定特定构型和性能的热机模型，揭示其所蕴含的物理现象及其背后的物理机制。本项目研究内容简要概括为以下三方面：(1)作为量子信息和量子计算领域中的关键问题，量子纠缠日益被视为一种相当普遍的物理资源。腔QED 体系、自旋系统、分子磁体、海森伯链、量子点等量子纠缠体系是人们设计量子逻辑门、量子通信和量子计算等方法之一，而实现它们的首要问题就是必须保持量子比特的相干性。因此，如何保持量子系统的纠缠态是最为急需解决的问题。目前，人们提出了三种克服量子消相干的方法：(1)）量子纠缠编码；(2）动力学解耦合机理；(3）量子比特植入消除相干子空间，但这些没有涉及具体的物理模型。我们提出以腔QED 体系、自旋系统、分子磁体、海森伯链、量子点等量子纠缠体系来构建量子热力学循环。例如，建立量子纠缠热机（制冷机）等模型，把有限时间热力学循环理论拓展应用到量子信息领域中。依据量子纠缠体系在热力学循环过程中出现的新现象，提出保持量子比特纠缠态的新策略。(2)在微/纳米尺度系统内，气体原子的平均热波长可能与系统的尺度是可以比拟的，系统内类Casimir效应将会变得非常重要。当原子气体透过可渗透边界在两个不同尺度的容器间移动时，尺度差就会使系统产生与热电效应类似的热尺度效应。利用微/纳米机械系统的热尺度效应，建立微纳米尺度下气体（含量子简并性气体）热机（制冷机）循环装置，研究其热力学循环性能与优化理论。(3)量子点是一个小尺度的多电子系统，可以用热力统计学的方法进行处理。由于量子点系统的尺度较小，边界影响必须加以考虑。量子点尺度越小，电子气越稀薄，量子点边界越狭长或复杂，热力学量的边界效应就越显著。因此，边界效应必将成为低温条件下量子点系统中最重要的量子效应之一。利用量子点系统边界效应，我们建立微/纳米尺度下量子点热机（制冷机）循环装置，研究其热力学循环性能与优化理论。现阶段，已完成低维纳米尺度系统的热力学循环运动规律的研究工作，为量子器件的设计和制造提供的理论依据，为量子热力学循环研究提供新应用前景。围绕此科学问题所研究的成果在《Phys. Rev. E》、《J. Appl. Phys.》等期刊上发表SCI收录论文36篇。本项目的8篇代表性论文，包括1篇Phys. Rev. E、5篇J. Appl. Phys.、2篇Chin. Phys. B等，SCI他引74次。单篇最高他引53次。其中论文《Phys. Rev. E》（IF 2.284）发表后，立即引起国内外专家的兴趣，纷纷以此为蓝本或依据在国际顶级刊物《Annual Review of Physical Chemistry(IF 13.738)》、《Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS） (IF 9.504)》、《Physical review letters(IF 8.839)》、《Applied energy(IF 7.900)》等发表各类学科研究论文64篇。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 汪浩 教授 上海师范大学天华学院 上海师范大学天华学院 1、在国际上首次提出以光子为媒介，利用纠缠的二能级原子为工质，建立纠缠的"光子Otto热机模型"得出了量子纠缠Otto热机所特有的循环特性，进而根据量子纠缠Otto热机（制冷机）循环过程的新效应，提出保持量子比特纠缠态的新策略。量子纠缠与热机的结合为量子纠缠增加了一种新的用途。2、在微纳米尺度范围内，气体的性质与宏观范围内气体的性质迥异，利用小尺度系统的热尺度效应，我们创造性的构建了微/纳米尺度热功转换装置，讨论了尺度效应对热机（制冷机）工作性能的影响。3、系统开展了以有限系统为工质，通过数值计算获得热力学循环的一些重要的性能特性曲线，使得有限时间量子热力学理论形成较为完备的体系。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Performance analysis and parametric optimum criteria of an irreversible Bose Otto engine/J. Appl. Phys. / Hao Wang, Sanqiu Liu, Jizhou He 2 Thermal entanglement in two-atom cavity QED and the entangled quantum Otto engine/Phys. Rev. E/ Hao Wang, Sanqiu Liu, Jizhou He 3 Optimization criteria of a Bose Brayton heat engine/ Chin. Phys. B / Hao Wang, Guoxing Wu 4 Performance analysis and parametric optimum criteria of the nanothermoelectric engine with a single-level quantum dot at maximum power/ J. Appl. Phys./ Hao Wang, Guoxing Wu, Yueming Fu, Diaojiong Chen 5 Thermosize effects and irreversibility on the performance of a macro nano scaled refrigeration cycle/ J. Appl. Phys. / Hao Wang, Guoxing Wu 6 Ecological optimization for generalized irreversible macro nano thermosize engine/ J. Appl. Phys. / Hao Wang, Guoxing Wu 7 Thermosize effects and thermodynamic analysis of a macro/nano scaled refrigerator cycle/ J. Appl. Phys. / Hao Wang, Guoxing Wu,Xinbin Chen 8 Ecological optimization for an irreversible magnetic Ericsson refrigeration cycle/ Chin. Phys. B / Hao Wang, Guoxing Wu	自然奖	汪浩	上海师范大学天华学院	上海市教育委员会
149	0726-101	面向多义性对象的新型机器学习理论与方法 项目名称 面向多义性对象的新型机器学习理论与方法 推荐/提名单位/人 南京大学 主要完成单位 南京大学,东南大学 项目简介 机器学习是人工智能的核心领域之一，其根本问题是如何基于已有数据样本构建能很好地处理新数据的模型，即强泛化性能模型。既有机器学习研究主要面向“单标记”样本，而现实任务常面临“多标记”样本，此类数据对象具有多义性且内蕴丰富结构，对构建强泛化性能模型提出了新挑战。为突破多义性数据对象给机器学习带来的“监督信息不具体”、“标记关系不明确”和“样本信息不紧致”这三大瓶颈问题，本项目开展了系统深入的研究，创立了新型机器学习框架MIML，开拓了“多示例多标记学习”这个新方向，为面向多义性对象的学习闯出了新路。主要科学发现如下：（1）针对监督信息不具体问题，建立了多示例监督细化表示机制，对学习对象施加结构细化形成多个标记监督多个示例的MIML表示机制，避免了“一对多”映射的病态问题，理论上证明了MIML可学习性，提出了有效的学习方法；（2）针对标记关系不明确问题，建立了标记分布建模与利用机制，将MIML输出增广为标记分布，提出了能显式建模和利用标记关系的方法，理论上证明了多义性学习一致性的充要条件，填补了理论空白；（3）针对样本信息不紧致问题，建立了多标记紧致空间生成机制，通过在MIML框架下最大化示例空间与标记空间的相关度来构建能尽可能保持原有多义性信息的紧致样本空间，使强泛化性能模型得以有效构建。本项目8篇代表性论文发表在一流期刊和顶级会议（含国内优秀期刊），SCI他引923次（单篇最高312次），Google Scholar（GS）他引2176次（单篇最高586次），单篇GS他引超300次的3篇，超200次的6篇。MIML提出后引发了国际同行大量跟随研究，引文评价总体上具有原创性、引领性、权威性的特点。例如，在GS中以“multi-instance multi-label”或其缩写“MIML”为完整关键词可检索到1608篇他引论文，直接出现在标题中的有93篇；引文中明确称“跟随”（“follow”）我们的工作、受我们工作“激发”（“motivated by”、“inspired by”）的有38篇；引用者中含16位科技先进国家院士、19位知名国际学术奖项得主、9位CCF-A/B类国际期刊主编、21位CCF-A/B类国际会议主席、49位ACM/IEEE Fellow等；不少引文发表在高水平期刊/会议上，如《ACM/IEEE Trans》152 篇、CCF-A类会议153篇等。基于本项目成果获国际论文/竞赛奖5次，发明专利授权5项，相关技术已成功应用于大型企业，部分成果为国防重大需求做出贡献并被评价为“优秀”。第一完成人基于本项目成果作国际会议大会/主旨报告12次。培养了一批青年人才，9次获CCF优博、江苏省优博/硕等。完成人中5人次入选长江学者、国家杰青/优青、青年拔尖人才计划；第一完成人是在人工智能相关五大主流国际学会（ACM, AAAI, AAAS, IEEE, IAPR）均入选Fellow的首位华人学者, 欧洲科学院外籍院士。综上，本项目创立了面向多义性对象的新型机器学习理论与方法，开拓了新的研究方向，成果具有原创性、引领性，在国内外产生了重大影响，并为我国信息科学技术事业输送了优秀人才。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 周志华 教授 南京大学 南京大学 全面负责本项目的研究工作，本项目主要学术思想的提出者，在整个项目的总体目标、研究思路、技术路线和具体实施等方面均提出创新思想。本项目3篇代表性论文的第一作者、所有代表性论文的通讯作者，获2项国家发明专利。对科学发现点【1】【2】【3】均做出了创造性贡献。 2 耿新 教授 东南大学 东南大学 2001-2004年在第一完成人指导下在南京大学攻读硕士学位，2004-2005年在项目组担任研究助理。与第一完成人合作提出了标记分布学习，在算法设计、算法实现以及实验分析方面做出重要贡献。本项目代表性论文3的第一作者，获3项国家发明专利。对科学发现点【2】做出了创造性贡献。 3 高尉 副教授 南京大学 南京大学 2009-2014年在第一完成人指导下在南京大学攻读博士学位。与第一完成人合作完成了面向多义性对象学习的一致性分析，在理论分析方面做出重要贡献。本项目代表性论文2的第一作者。对科学发现点【2】做出了创造性贡献。 4 张道强 教授 南京航空航天大学 南京大学 2004-2006年在第一完成人指导下在南京大学从事博士后研究工作。与第一完成人合作提出了双向二维主成分分析方法，在算法设计、算法实现以及实验分析方面做出重要贡献。本项目代表性论文5的第一作者。对科学发现点【3】做出了创造性贡献。 5 王魏 副教授 南京大学 南京大学 2005-2012年在第一完成人指导下在南京大学攻读硕士和博士学位。与第一完成人合作完成了多示例多标记可学习性分析，在理论分析方面做出重要贡献。本项目代表性论文6的第一作者。对科学发现点【1】做出了创造性贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 On the consistency of multi-label learning/Artificial Intelligence/Wei Gao (高尉), Zhi-Hua Zhou (周志华) 2 Facial age estimation by learning from label distributions/IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence/Xin Geng (耿新), Chao Yin, Zhi-Hua Zhou (周志华) 3 Multilabel dimensionality reduction via dependence maximization/ACM Transactions on Knowledge Discovery from Data/Yin Zhang, Zhi-Hua Zhou (周志华) 4 (2D)2PCA: Two-directional two-dimensional PCA for efficient face representation and recognition/Neurocomputing/Daoqiang Zhang (张道强), Zhi-Hua Zhou (周志华) 5 Learnability of multi-instance multi-label learning/Chinese Science Bulletin (科学通报，国内权威期刊)/Wei Wang (王魏), Zhi-Hua Zhou (周志华) 6 Multi-instance multi-label learning with application to scene classification/Neural Information Processing Systems 19 (NIPS'06，CCF-A类会议)/Zhi-Hua Zhou (周志华), Min-Ling Zhang 7 Multi-instance learning by treating instances as non-IID samples/The 26th International Conference on Machine Learning (ICML'09，CCF-A类会议)/Zhi-Hua Zhou (周志华), Yu-Yin Sun, Yu-Feng Li 8 Multi-instance multi-label learning/Artificial Intelligence/Zhi-Hua Zhou (周志华), Min-Ling Zhang, Sheng-Jun Huang, Yu-Feng Li	自然奖	周志华,耿新,高尉,张道强,王魏	南京大学,东南大学	南京大学
150	0726-102	龙门山地区新生代构造变形与汶川地震相关活动断层研究 项目名称 龙门山地区新生代构造变形与汶川地震相关活动断层研究 推荐/提名单位/人 南京大学 主要完成单位 南京大学 项目简介 龙门山褶皱冲断带位于青藏高原东缘与四川盆地的接合部位，是研究我国大陆内部中新生代构造变形的关键地区之一。南京大学贾东教授研究团队自2000年在龙门山地区开展相关研究以来，在国家自然科学基金、汶川地震国家“973”项目、国家重大油气专项和中石油科技攻关项目的资助下，聚焦该区域构造变形研究已持续18年之久。2000～2007年期间，主要完成了龙门山褶皱冲断带与川西前陆盆地的研究工作；2008～2014年期间，针对汶川地震和芦山地震发震断层以及相关活动构造开展了研究工作；2015年以来，主要开展了龙门山褶皱冲断带构造变形机制和构造应力场转换的研究工作。本项目主要研究龙门山地区构造变形的几何学、运动学以及动力学机制，在国内率先开展了活动构造的三维建模和定量解析以及物理模拟实验研究，为青藏高原东缘新生代构造变形规律和机制提供了新的见解和认识，并且服务于四川盆地地震灾害评估和油气勘探开发。本项目主要创新点及其科学价值：（1）揭示了龙门山褶皱冲断带与相邻四川盆地的构造变形特征及盆山关系。具体包括：确定了龙门山北段与南段的中-新生代构造在几何学和变形时间上的差异性；厘定了川西晚三叠世与白垩纪末-古近纪两期前陆盆地及其演化过程；首次发现了四川盆地浅层薄皮逆冲构造之下存在裂谷盆地，明确指出了此类深层隐伏裂谷盆地是一个富有油气勘探潜力的新领域。该项成果成为国内外龙门山冲断带和汶川地震相关研究的重要基础文献之一。（2）建立了汶川地震和芦山地震从深层发震断裂到浅层地表同震变形的二维和三维构造模型。突出成果表现在：2008年汶川地震的地下同震构造模型揭示出先存断裂对同震破裂的控制作用，明确指出龙门山南段可能发生破坏性地震，这一推测被2013年发生于龙门山南段的芦山地震所证实；芦山地震的地下构造解析和建模揭示出发震断层为一条龙门山南段山前隐伏逆断层；确定了成都平原邛西构造的活动性与古地震事件，阐明了邛西构造与山前隐伏断层之间的联系，进而重新评估了龙门山南段及相邻四川盆地内部的地震危险性。（3）确定了龙门山褶皱冲断带新生代构造变形规律和机制。主要反映在：精细刻画了北东向大邑和熊坡构造被上新世晚期近南北向断裂所切割的三维活动构造体系，揭示出龙门山南段挤压构造应力场从北西向转变为近东西向的现象；造山楔体的砂箱物理模拟实验成功再现了龙门山冲断带主要断裂的空间分布和几何形态，发现主要断裂的分段活动特征与现今地形之间存在对应关系，揭示出先存地形载荷是控制断裂活动非常重要的动力学因素之一。本项目系列创新性成果在国际国内学术刊物发表论文57篇（包括AAPG封面论文，Geology, JGR-Solid Earth，EPSL等）。8篇代表性论文他引471次，SCI他引378次，单篇论文最高他引205次。他引包括著名国际地学期刊Nature Geoscience4次，EPSL9次，Tectonics33次，JGR22次，GRL5次等。受到国内外同行广泛关注和肯定，并在相关研究领域产生重要影响。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 贾东 教授 南京大学 南京大学 作为项目负责人，带领南京大学的研究团队，在国家自然科学基金面上项目、汶川地震国家“973”项目、国家重大油气专项和中石油科技攻关项目的资助下，聚焦研究龙门山地区构造变形已持续18年之久。2000～2007年期间，主要完成了龙门山褶皱冲断带与川西前陆盆地的研究工作；2008～2014年期间，针对汶川地震和芦山地震发震断层以及相关活动构造开展了研究工作；2015～2016年以来，主要开展了龙门山褶皱冲断带构造变形机制和构造应力场转换的研究工作。对发现点1-3 均有突出贡献，是代表作[1][2]的第一作者，代表作[3-8]的第二作者,代表作[1-4][6-8]的通讯作者。 2 李一泉 副教授 南京大学 南京大学 建立汶川地震同震断层三维几何学模型，研究龙门山褶皱冲断带的构造特征与同震破裂之间的关系，推断龙门山南段具有潜在地震危害性，该成果被后来的芦山地震所证实；基于三维建模结果探讨芦山地震发震断层地下构造几何形态和破裂之间的关系，汶川地震与芦山地震之间的关系,通过库伦应力计算进一步对震后龙门山地区进行地震危害性评估；在建模理论技术方法上，实现了三维实体建模，通过应变恢复和古地磁研究典型弧形断层传播褶皱盐井沟背斜的几何学和运动学机制，进而探讨该区新生代以来应力方向的转变。对发现点2-3 做出了创造性贡献，是代表作[3][5]第一作者，代表作[2]的第二作者，代表作[2][4][6-8]的共同作者。 3 王毛毛 副教授 河海大学 南京大学 确立了龙门山和四川盆地的典型活动构造的三维结构模型和活动性。利用地震反射剖面和钻井数据建立了龙门山南段活动断层相关褶皱的三维模型，并获得了断层活动性、生长地层样式、褶皱变形机制和断层滑移率。结合重新定位的余震数据和地震反射资料构建了2013年芦山地震的孕震构造模型，揭示出龙门山山前隐伏断层系统第四纪活动性证据，为评估区域地震灾害评估做出了重要贡献。利用断层面积和潜在地震震级和平均位移量之间的经验关系推断如果山前隐伏断层及其它四川盆地活动断裂共同发生破裂将会对四川盆地造成严重的地震灾害。对发现点2和3均有重要贡献，是代表作[4][6]的第一作者，代表作[2][3][5][8]的共同作者。 4 陈竹新 高级工程师 中国石油勘探开发研究院 南京大学 基于野外地质考察、二维和三维地震反射剖面以及钻井数据，开展了龙门山冲断带与川西前陆盆地的构造演化、变形时间以及地质结构的研究。明确龙门山冲断带南、北分段特征、几何学结构及其中-新生代构造演化过程差异性。揭示了龙门山褶皱冲断带以及相邻川西盆地地下地质构造形态、地壳缩短率以及构造演化过程。相应的研究成果发表于AAPG Bulletin、地质学报等期刊。对发现点1有重要贡献，是代表作[1]的第三作者，代表作[8]的共同作者。 5 李志刚 副研究员 中山大学 南京大学 通过龙门山褶皱冲断带中-南段彭州、大邑和邛西背斜区三维地震解释和构造建模，辅以浅层地震解释和2008汶川地震同震滑移结果，限定出南段近E-W向地壳缩短作用。研究区发育的大邑南北向构造和汶川地震同震破裂均反映青藏高原东缘5-2Ma以来的斜向逆冲作用和最新E-W向地壳缩短。据此推断龙门山中-南段区域应力场从渐新世到早上新世的NW-SE向转变为晚上新世到全新世的近E-W向。进一步对比龙门山中南段构造变形实例和物理模拟的结果，探讨龙门山褶皱冲断带变形动力学机制。对发现点3有实质贡献，是代表作[7]的第一作者，代表作[8]的共同作者。 6 孙闯 助理研究员 中山大学 南京大学 本人长期从事构造变形解析和模拟相关方面的研究，擅长利用物理模拟砂箱实验手段，在实验室内建立可类比于地质原型的实验模型，以此来解决冲断带构造变形过程和相关机制问题。本研究以龙门山褶皱冲断带为地质原型，针对其复杂的地形特征，开展了系统的构造物理模拟实验研究。模拟实验成功再现了龙门山褶皱冲断带内主要孕震断裂的空间分布和几何形态，并发现该冲断构造带内大型断裂的分段活动特征与现今地形之间存在对应关系，揭示先存地形载荷是控制区域性断裂活动非常重要的动力学因素之一。对发现点3有实质贡献，是代表作[8]的第一作者,代表作[7]的共同作者。 7 尹宏伟 教授 南京大学 南京大学 本人长期从事复杂褶皱冲断带构造分析与模拟工作，参与研发适合复杂褶皱构造变形研究的离散元数值模拟（虚拟砂箱）及物理模拟（砂箱实验）技术，实现了复杂褶皱冲断构造定量分析与研究的技术有形化；参与了龙门山褶皱冲断带新生代构造变形规律和机制研究，基于构造模拟分析了岩层强度、剥蚀作用、同构造沉积等因素褶皱冲断构造形成与演化的控制作用，揭示了龙门山先存地形控制了晚新生代构造变形过程和发育规律，为青藏高原东缘构造差异演化及变形机制提供了新的证据。对发现点3有实质贡献，是代表作[7][8]的共同作者。 8 罗良 副教授 中国石油大学（北京） 南京大学 本人在本项目中的主要工作是开展龙门山冲断带前缘川西前陆盆地的磁组构研究。在川西前陆盆地关键构造部位布置约150个采样点开展磁组构测试分析，得到的主要认识如下：1）川西盆地南缘新生代变形受控于龙门山的冲断作用，并未受到川西南褶皱带的影响；2）川西南地区新生代的构造变形经历了北西-南东向和近东西向两期挤压变形，形成叠加构造；3）川西北地区新生代的构造变形主要受控于龙门山冲断作用，米仓山山前则表现为龙门山和米仓山共同作用的叠加变形。对发现点2和3有实质贡献，是代表作[2][3]的共同作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Longmen Shan fold-thrust belt and its relation to the western Sichuan Basin in central China: New insights fiom hydrocarbon exploration/ AAPG Bulletin/ Jia, D., Wei, G.Q., Chen, Z.X., Li, B.L., Zen, Q., Yang, G. 2 Structural model of 2008 M-w 7.9 Wenchuan earthquake in the rejuvenated Longmen Shan thrust belt, China/ Tectonophysics/ Jia, D., Li, Y.Q., Lin, A.M., Wang, M.M., Chen, W., Wu, X.J., Ren, Z.K., Zhao, Y., Luo, L. 3 Structural interpretation of the coseismic faults of the Wenchuan earthquake: Three-dimensional modeling of the Longmen Shan fold-and-thrust belt/ J Geophys Res-Sol./ Li, Y.Q., Jia, D., Shaw, J.H., Hubbard, J., Lin, A.M., Wang, M.M., Luo, L., Li, H.B., Wu, L. 4 The 2013 Lushan earthquake: Implications for seismic hazards posed by the Range Front blind thrust in the Sichuan Basin, China/Geology/Wang, M.M., Jia, D., Shaw, J.H., Hubbard, J., Plesch, A., Li, Y., Liu, B.J. 5 Structural geometry of the source region for the 2013 Mw 6.6 Lushan earthquake: Implication for earthquake hazard assessment along the Longmen Shan/ Earth and Planetary Science Letters/ Li, Y.Q., Jia, D., Wang, M.M., Shaw, J.H., He, J.K., Lin, A.M., Xiong, L., Rao, G. 6 Late Holocene activity and historical earthquakes of the Qiongxi thrust fault system in the southern Longmen Shan fold-and-thrust belt, eastern Tibetan Plateau/ Tectonophysics/ Wang, M.M., Jia, D., Lin, A.M., Shen, L., Rao, G., Li, Y.Q. 7 Late Cenozoic east-west crustal shortening in southern Longmen Shan, eastern Tibet: Implications for regional stress field changes/ Tectonophysics/ Li, Z.G., Jia, D., Chen, W., Yin, H.W., Shen, L., Sun, C., Zhang, Y., Li, Y.Q., Li, S.Q., Zhou, X.J., Li, H.B., Jian, G.M., Zhang, M., Cui, J. 8 Sandbox modeling of evolving thrust wedges with different preexisting topographic relief: Implications for the Longmen Shan thrust belt, eastern Tibet/ J Geophys Res-Sol./ Sun, C., Jia, D., Yin, H.W., Chen, Z.X., Li, Z.G., Shen, L., Wei, D.T., Li, Y.Q., Yan, B., Wang, M.M., Fang, S.Z., Cui, J.	自然奖	贾东,李一泉,王毛毛,陈竹新,李志刚,孙闯,尹宏伟,罗良	南京大学	南京大学
151	0726-103	复杂体系的量子化学方法及应用 项目名称 复杂体系的量子化学方法及应用 推荐/提名单位/人 南京大学 主要完成单位 南京大学 项目简介 本项目属化学学科的量子化学领域。传统量子化学方法对中小分子的结构和性质能够提供准确的描述，在现代化学研究中发挥了重要作用。然而这些方法的计算量随体系增大呈指数增长，难以应用于生物大分子、超分子、纳米材料等复杂体系。发展计算量随体系呈线性增加的线性标度量子化学方法是理论化学最具挑战性的课题之一。在国家自然科学基金和科技部973项目的支持下，项目组经过十多年研究，在发展原创的线性标度量子化学方法和程序方面取得了突破性进展：1.提出了基于能量的分片方法, 即大分子的基态能量可由一些小分子体系的基态能量线性组合得到。可通过对大分子进行局部“键切割”，并在切键处引入氢原子自动构建这些小分子。引入背景电荷描述远程静电和极化作用，提出了推广的基于能量的分片方法(GEBF)，可精确处理中性和带电荷体系。对分子晶体，发展了周期性GEBF方法，通过计算带有背景点电荷的一系列分子簇的能量，可获得分子晶体单胞的基态能量。GEBF方法是一个线性标度、且高度并行的方法，突破了常规量子化学方法的计算瓶颈，可用于计算数千原子体系或分子晶体的结构、能量、振动光谱等性质，为复杂体系的量子化学计算提供了新方法。2.对大分子电子相关计算，提出了“分子中簇”(CIM)局域相关方法。核心是在局域轨道表象下大分子的电子相关能可通过求解一系列局域轨道簇的电子相关方程来获得。这些自动构建的轨道簇仅包含数十个占据轨道，易于求解，使得大分子电子相关计算仅呈线性增长，突破了其它局域相关方法需要大内存和硬盘的限制，将电子相关计算拓展至含数百原子以上的体系。该方法无需对大分子切键，为金属氧化物等复杂体系的电子相关计算提供了新工具。3.基于弱关联大体系中的低能激发态可近似为若干子体系局域激发态的线性组合的核心思想，首次实现了从头算重整化激子(REM)方法，成功用于计算大分子和分子聚集体的激发态电子结构。利用从头算REM方法，计算了不同尺寸的有机太阳能电池的给体/受体界面分子聚集体激发态，提出光照可在该界面直接产生长程电荷转移激发态这一新观点，随后被Brigeman等的光谱实验证实。2001年以来，项目组围绕复杂体系的量子化学方法取得了系列进展，发表SCI论文37篇，SCI他引1041次。8篇代表性论文发表在J. Am. Chem. Soc.,Acc. Chem. Res.,Adv. Mater.,J. Chem. Phys.等化学重要期刊上，被包括Chem. Rev.,Acc. Chem. Res.等论文SCI他引602次。撰写8篇相关综述与专章，在国际会议作大会或特邀报告40余次，承办国际性学术会议3次。澳大利亚Collins指出项目组是最早独立且同时提出基于能量的分片方法的3个团队之一。利用GEBF描述静电作用的思想，国际上多个课题组后续发展了EE-MTA、MIM等其它分片方法。国际量子分子科学院院士J？rgensen认为CIM是代表性电子相关方法。德国Neese、美国Mazziotti、匈牙利Kallay等在CIM框架下后续发展了CIM-DLPNO、CIM-2-RDM等方法。第一完成人于2017年当选为国际量子分子科学院院士。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 黎书华 教授 南京大学 南京大学 本项目负责人：提出了本项目中的两类方法（基于能量的分片方法和”分子中簇”局域相关方法）的主要学术思想，指导课题组内研究生将两类方法不断完善，使基于能量的分片方法成为计算大分子和凝聚相体系基态能量、几何结构、振动光谱等的高效计算方法。组织研究生开展两类方法相关程序的编写，指导学生开展数值计算。以申请人为主要完成人的低标度量子化学程序包获得软件著作权，被国内多个课题组使用。对重要科学发现点一、二具有创造性贡献，是代表性论文1, 5，6, 7的第一作者和唯一通讯作者, 是代表性论文3、4的唯一通讯作者。 2 李伟 副教授 南京大学 南京大学 项目参与人：（1）在发现点一中，参与提出了用于大分子基态能量的基于能量的分片方法，以及使用全背景电荷描述长程极化作用的基于能量的分片方法；结合显式相关F12方法，实现了分子簇的相对能量和结合能的高精度量子化学计算。（2）在发现点二中，参与了分子中簇方法的发展，改进了分子簇的构建算法，发展了多层和杂化的分子中簇方法，提高了计算精度和速度。（3）是代表性论文3的第一作者，代表性论文1和5的第二作者、代表性论文4和7的第三作者。 3 马晶 教授 南京大学 南京大学 项目参与人：（1）在发现点一中，提出利用静电嵌入模型来快速而精确地计算带电荷大分子，采用背景点电荷考虑带电大分子体系中的长程静电作用，避免了采用静电截断方法而引入的误差，显著提高了计算精度。发展了基于分子片方法的可极化力场模型，用于研究无定形固体的圆二色谱性质、高分子在溶液中的构象变化等，为凝聚相体系研究提供了理论模拟工具。（2）发现点三中，将分子片思想拓展应用于激发态的计算，首次在从头算水平上实现了REM（重整化激子方法）的编程与计算，为后续将REM应用于分子聚集体的研究奠定了基础。（3）是代表作2的通讯作者，分别是代表作6和代表作5的第二、三作者。 4 马海波 教授 南京大学 南京大学 项目参与人：（1）在发现点三中，参与了低标度电子激发态量子化学方法的发展，在多种从头算级别实现电子激发态的低标度计算，让原本计算量昂贵的复杂大体系的激发态定量计算变得可能。（2）在发现点三中，将REM方法示范性地用于实际材料体系中的分子聚集体的电子激发态计算，揭示了其中的光物理机制，为设计与优化光电器件性能提供了理论参考。（3）是代表性论文8的第一作者和共同通讯作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 An Efficient Fragment-Based Approach for Predicting the Ground-State Energies and Structures of Large Molecules/J. Am. Chem. Soc./Li, S.; Li, W.; Fang, T. 2 Electrostatic Field-Adapted Molecular Fractionation with Conjugated Caps for Energy Calculations of Charged Biomolecules./ J. Chem. Phys./ Jiang, N.; Ma, J.; Jiang, Y. 3 Generalized Energy-Based Fragmentation Approach for Computing the Ground-State Energies and Properties of Large Molecules/J. Phys. Chem. A/Li, W.; Li, S.; Jiang, Y. 4 Geometry Optimizations and Vibrational Spectra of Large Molecules from a Generalized Energy-Based Fragmentation Approach./J. Phys. Chem. A/ Hua, W.; Fang, T.; Li, W.; Yu, J. G.; Li, S. 5 Generalized Energy-Based Fragmentation Approach and Its Applications to Macromolecules and Molecular Aggregates./ Acc. Chem. Res./ Li, S.; Li, W.; Ma, J. 6 Linear Scaling Local Correlation Approach for Solving the Coupled Cluster Equations of Large Systems. /J. Comput. Chem./ Li, S.; Ma, J.; Jiang, Y. 7 An Efficient Implementation of the “Cluster-in-Molecule” Approach for Local Electron Correlation Calculations. /J. Chem. Phys./ Li, S.; Shen, J.; Li, W.; Jiang, Y. 8 Direct Optical Generation of Long-Range Charge-Transfer States in Organic Photovoltaics. /Adv. Mater./Ma, H.; Troisi, A.	自然奖	黎书华,李伟,马晶,马海波	南京大学	南京大学
152	0726-104	基于癌症与微生物感染类高发病的新药研究 项目名称 基于癌症与微生物感染类高发病的新药研究 推荐/提名单位/人 南京大学 主要完成单位 南京大学 项目简介 癌症和感染性疾病严重危害着人类健康，临床用药面临着现有药物耐药性等诸多问题日益严重，迫切需求新型治疗药物。随着分子医学和药物化学生物学的发展，以特异生物靶标为导向研发高效低毒的药物先导物已成为新药研发领域不断追求的目标，具有重要研究意义。在国家自然科学基金的支持下，十余年来项目组围绕着“新型高效抗感染与抗癌化合物的发现”为目标，致力于药物研究工作，取得了系列原创性成果。主要科学发现点如下：一、以尿素酶、酪氨酰-tRNA合成酶等为靶点，发现黄酮类、脱氧苯偶姻类、脱氧苯偶姻肟类、1,2-二芳基乙烷类、3-芳基丙酰氧肟酸类等多种结构新颖的抗感染抑制剂，活性超过市场药物乙酰氧肟酸。系统阐释了分子作用机制，揭示了尿素酶抑制剂与尿素酶相互作用原理，拓展了新型尿素酶抑制剂的研究思路，为抗菌药物的研究开辟了新领域和提供了理论依据。二、以EGFR、微管等为靶点，基于片段的药物设计（FBDD）策略，从天然产物活性分子中抽取尿素、含氮五元（六元）杂环等片段，构建了系列新颖的尿素类高活性的抗癌化合物。 发现了抑制EGFR和乳腺癌细胞MCF-7的吡唑类先导化合物，发现了具有EGFR、HER-2双重抑制作用的噻唑啉酮类抑制剂，它们对EGFR的抑制活性和临床用药厄洛替尼（erlotinib）相当，研究拓展了EGFR抑制剂设计研发的思路和策略，促进了靶向抗癌药物研究的发展。利用方酸胺类小分子催化剂，创新地发展了多种重要的具有生物活性的手性杂环类抗癌化合物，拓宽了小分子催化反应在药物研发领域的应用。三、首次发现以硝酮为配体金属铱氢化物类抗癌化合物，其抑制HepG2的活性优于临床用药顺铂26倍，具有比其更优的抗实体瘤效果和更佳的安全性，开启了金属氢化物抗癌药物研究的大门。系统阐明了金属铱氢化物的抗癌机制，它通过作用于DNA，影响DNA复制，促进细胞凋亡，发挥抗癌作用。这一作用机制的全面阐释，为金属氢化物类抗癌先导化合物的结构优化及候选药物的开发提供了理论依据，为金属铱氢化物的抗癌机制研究奠定了理论基础。2007年以来，项目以“新型抗感染与抗癌化合物的发现及干预调控”为研究主线取得了一系列进展，项目共发表SCI论文519篇，论文他引10036次，单篇影响因子最高52.613。8篇代表性论文SCI他引1059次，单篇最高SCI他引202次。代表性论文被Chem. Rev.、Clin. Microbiol. Rev.、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.等国际高水平期刊论文重点评述报道。研究工作受到美国科学院院士M. Karin教授、中国科学院院士陈小明教授、韩国科学技术翰林院院士S. Chang、西班牙皇家学会院士J. C. Menéndez教授、Nat. Chem. Bio.杂志资深编辑 C. Goodman、C&E News杂志资深编辑S. Borman和D. Lockwood等国际著名科学家的高度评价，已在同领域产生了重要影响，对新型抗癌、抗菌药物的研究产生了积极的推动作用。目前已获得12件授权发明专利，其中6件专利已经成功在企业转化，这包括一件专利成果创建了“南大耐雀生物工程技术有限公司”。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 朱海亮 教授 南京大学 南京大学 是项目负责人、学术思想的提出者、总体框架的制订者，代表性论文1-6和8的通讯作者，是12项专利的第一发明人，是对以EGFR、HER-2、端粒酶、微管、FabH、尿素酶等为靶点对天然活性小分子片段进行改造总体研究思路的提出，对黄酮7位引入含氮杂环、尿素酶与四氢喹啉融合、苯甲酰和杂环片段引入药物分子等设计思想的提出，对项目技术路线的设计，研究关键问题的解决，新的研究方法的建立等有创造性贡献，对科学发现一、二有主要贡献。 2 钱勇 教授 南京师范大学 南京大学 项目参加者，代表性论文5、7的第一作者、代表性论文8的共同第一作者。利用方酸胺类有机小分子手性催化剂，基于“Friedel-Crafts”反应机理，将具有丰富生物活性的吲哚片段，创新地引入到不同的杂环结构中，发展了系列新型具有手性的杂环类小分子化合物；系列肉桂酸甲硝唑酯衍生物，筛选发现潜在的EGFR和HER-2激酶抑制剂；发展药物合成前体及其代谢产物肼的快速诊断示踪试剂；金属铱氢化物类抗癌化合物的设计、合成、活性测定等工作的主要实施者，对从铱的催化性能研究向生物活性研究的学术思想的提出、铱配合物抗癌机制研究等主要贡献。对项目技术路线的实现，研究关键问题的解决，对重要科学发现之二有重大贡献。 3 肖竹平 教授 吉首大学 南京大学 是代表性论文3和4的第一作者，对基于异黄酮的尿素酶的设计思路的提出、实施，对尿素酶抑制剂动力学研究、抑制原理的提出等有创造性贡献，对重要科学发现一有主要贡献。 4 吕鹏程 副研究员 南京大学 南京大学 是代表性论文6的第一作者，参与含吡唑尿素衍生物、噻唑啉酮类抗癌化合物的设计，参与实验技术路线的设计，是化合物的合成、活性测定等工作的主要实施者，对EGFR、HER-2双重抑制剂的设计思想等有创造性贡献，对重要科学发现二有主要贡献。 5 石磊 副教授 中国药科大学 南京大学 是代表性论文2的第一作者，参与水杨酸席夫碱类抗菌化合物的设计，参与实验技术路线的设计，是化合物的合成、活性测定等工作的主要实施者。对重要科学发现一有重要贡献。 6 胡杨 其他 南京大学 南京大学 是代表性论文1的第一作者，参与噻唑类抗癌化合物的设计，参与实验技术路线的设计，参与化合物的合成、活性测定等工作的实施者，对基于天然小分子片段进行新药设计思想的提出有贡献，对重要科学发现一有贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 1,3,4-Thiadiazole: synthesis, reactions, and applications in medicinal, agricultural, and materials chemistry. / Chemical Reviews./ 胡杨; 李翠云; 王小明; 杨永华; 朱海亮 2 Synthesis and antimicrobial activities of Schiff bases derived from 5-chloro-salicylaldehyde. / European Journal of Medicinal Chemistry/ 石磊; 戈惠明; 谭书华; 李环球; 宋勇春; 朱海亮; 谭仁祥 3 The synthesis, structure and activity evaluation of pyrogallol and catechol derivatives as Helicobacter pylori urease inhibitors./ European Journal of Medicinal Chemistry/肖竹平; 马韬武; 付伟长; 彭小春 张爱华；朱海亮 4 Tyrosyl-tRNA synthetase inhibitors as antibacterial agents: Synthesis, molecular docking and structure-activity relationship analysis of 3-aryl-4-arylaminofuran-2(5H)-ones./ European Journal of Medicinal Chemistry/肖竹平; 马韬武; 廖美林; 冯毓婷;彭小春; 李嘉良; 李志平; 吴英; 罗群; 邓阳; 梁筱; 朱海亮 5 A resoru？n-based colorimetric and ？uorescent probe for live-cell monitoring of hydrazine./ Biosensors & Bioelectronics/钱勇；林洁；韩璐静；林琳；朱海亮 6 Synthesis and biological evaluation of pyrazole derivatives containing thiourea skeleton as anticancer agents./ Bioorganic & Medicinal Chemistry./ 吕鹏程; 李环球; 孙娟; 周扬; 朱海亮 7 Squaramide-catalyzed enantioselective Friedel-Crafts reaction of indoles with imines./ Chemical Communications / 钱勇；马高远；朱海亮；赵劲；Viresh H. Rawal 8 Activation of C-H Bonds in Nitrones Leads to Iridium Hydrides with Antitumor Activity / Journal of Medicinal Chemistry / 宋潇达; 钱勇; 贲荣; 卢翔; 朱海亮; 巢晖; 赵劲	自然奖	朱海亮,钱勇,肖竹平,吕鹏程,石磊,胡杨	南京大学	南京大学
153	0726-105	同调理论及其应用 项目名称 同调理论及其应用 推荐/提名单位/人 南京大学 主要完成单位 南京大学,南京师范大学,南京工程学院 项目简介 该项目属于基础研究领域。主要研究同调理论及其应用方面一些前沿问题，已经取得如下原创性成果：一. 引进了强 Gorenstein 平坦模的概念，在凝聚环上，建立了与 Gorenstein 模相对应的相对同调理论。2010 年美国学者 James Gillespie 教授认为“到目前为止，丁和合作者的工作已经足够成熟”,他把“强Gorenstein 平坦模”称为丁-投射模，并将本项目组的工作应用于研究模型结构；引进了 FP-同调代数中两类全新的模—FI-内射模和FI-平坦模，建立了FI-内射模与FP-内射覆盖的核的内在关系。二. 证明了 Gorenstein 范畴的稳定性，肯定回答了 Sather-Wagstaff，Sharif 和 White 于2008年提出的两个公开问题；证明了具有极大的平凡 (n-1)-正交子范畴且整体维数为 n 的 (n-1)-Auslander代数Morita 等价于T_{n+1}(F)/J^2(T_{n+1}(F)) 和 F 的有限直积，其中 F 是可除代数，T_{n+1}(F) 是 F上的 n+1 阶上三角矩阵代数且 J(T_{n+1}(F)) 是 T_{n+1}(F) 的Jacobson根，并且在有限维代数的情形下，给出了这样的代数的箭图的具体描述，从而对其进行了完全的分类。三. 引入了 Igusa-Todorov 代数的概念，给出了 Igusa-Todorov 代数的构造和判断方法，借此基本统一了已有的验证有限维猜想成立的方法；引进了半倾斜复形的概念，给出了倾斜复形的新的刻画，把倾斜理论的一些经典结果推广到了导出范畴的半倾斜复形上。四. 利用同调方法，给出了 GK-维数为1的有限生成素正则 Hopf 代数的完整分类，解决了人们很长时间内希望解决的问题，加深了我们对 Hopf 代数复杂性的理解；利用代数表示论中的箭图方法完整刻画了基本圈上所有可能的拟量子群结构，从而分类了有限表示型的基本拟 Hopf 代数以及所有的有限型张量范畴。本项目8篇代表性论文发表在 Comm. Math. Phys., Adv. Math. 等权威学术期刊上，他引总次数为89次，其中SCI他引83 次，引用的杂志包括 Adv. Math., Trans. Amer. Math. Soc., Int. Math. Res. Not., Math. Z., J. Lond. Math. Soc.，J. Algebra，Bull. Lond. Math. Soc., Israel J. Math.等国际知名杂志，引用者包括 Idun Reiten, Osamu Iyama, James Gillespie，章璞等国内外知名学者。项目完成人丁南庆和黄兆泳于2001年获中国高校科学技术自然科学奖二等奖，魏加群于2012年获江苏省杰出青年基金资助，毛立新于2016年获江苏省教育科学研究成果二等奖，刘公祥于2017年获国家自然科学基金委优秀青年基金资助。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 丁南庆 教授 南京大学 南京大学 项目的负责人，论证、组织和实施本项目。引进了强 Gorenstein 平坦模的概念，建立了凝聚环上与 Gorenstein 模相对应的相对同调理论。对发现点 1 做出了实质性的贡献，是代表性论文 1的第一作者和代表性论文7的第三作者，是代表性论文1、2的通讯作者。在本项目中投入工作时间80%。 2 黄兆泳 教授 南京大学 南京大学 项目的骨干力量和具体实施者。对发现点2做出了本质的贡献，是代表性论文3、4 的第一作者和通讯作者。证明了 Gorenstein 范畴的稳定性，肯定回答了 Sather-Wagstaff，Sharif 和 White 于2008 年提出的两个公开问题，完整分类了具有极大的平凡正交子范畴的高维Auslander代数。在本项目中投入工作时间60%。 3 魏加群 教授 南京师范大学 南京师范大学 项目的骨干力量和具体实施者。对发现点3做出了本质的贡献，是代表性论文5、6 的第一作者和通讯作者。引入了Igusa-Todorov代数类的概念并给出了它们的构造和判断方法，由此基本统一给出了满足有限维猜想的代数的验证方法。引入了半倾斜复形的概念，给出了倾斜复形的新的刻画, 把倾斜理论的经典结果推广到了导出范畴的半倾斜复形上。在本项目中投入工作时间60%。 4 毛立新 教授 南京工程学院 南京工程学院 项目的骨干力量和具体实施者。对发现点1做出了本质的贡献，是代表性论文2 的第一作者和代表性论文 1 的第三作者。引进了FP-同调代数中两类全新的模—FI-内射模和FI-平坦模, 建立了FI-内射模与FP-内射（预）覆盖的核的关系，同时利用FI-内射模和FI-平坦模及Hom的左导出函子研究了模与环的FP-内射维数, 改进了Enochs和Jenda关于诺特环相应结果。在本项目中投入工作时间60%。 5 刘公祥 教授 南京大学 南京大学 项目的骨干力量和具体实施者。对发现点4做出了本质的贡献，是代表性论文7、8 的通讯作者。给出了GK-维数为1的有限生成素正则 Hopf 代数的完整分类，极大加深了我们对此类 Hopf 代数的理解；创造性地使用箭图来研究拟 Hopf 代数或对偶的 Majid 代数，完成了有限表示型基本拟 Hopf 代数的分类工作，同时得到了对应表示范畴的刻画。在本项目中投入工作时间60%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Strongly Gorenstein flat modules/J. Aust. Math. Soc./ Nanqing Ding, Yuanlin Li, Lixin Mao 2 FI-injective and FI-flat modules/J. Algebra/Lixin Mao, Nanqing Ding 3 Proper resolutions and Gorenstein categories/J. Algebra/Zhaoyong Huang 4 Higher Auslander algebras admitting trivial maximal orthogonal subcategories/J. Algebra/Zhaoyong Huang, Xiaojin Zhang 5 Finitistic dimension and Igusa–Todorov algebras/Adv. Math./Jiaqun Wei 6 Semi-tilting complexes/Israel J. Math./Jiaqun Wei 7 Classification of affine prime regular Hopf algebras of GK-dimension one/Adv. Math./Jinyong Wu, Gongxiang Liu, Nanqing Ding 8 Quivers, quasi-quantum groups and finite tensor categories/Comm. Math. Phys./Hualin Huang, Gongxiang Liu, Yu Ye	自然奖	丁南庆,黄兆泳,魏加群,毛立新,刘公祥	南京大学,南京师范大学,南京工程学院	南京大学
154	0726-106	基于降尿酸策略发现中药保护代谢综合征组织损伤新机制 项目名称 基于降尿酸策略发现中药保护代谢综合征组织损伤新机制 推荐/提名单位/人 南京大学 主要完成单位 南京大学 项目简介 代谢综合征发病率高且加重机体组织损伤，成为全球性公共健康问题。因其病理机制复杂，现有临床防治措施匮乏。新型治疗策略的发现是该领域的重要科学问题。高尿酸血症在代谢综合征发生发展过程中发挥重要作用，中医临床已证实能有效治疗高尿酸血症的清热燥湿、利水渗湿、祛风湿行水气等经典方药可改善代谢综合征组织损伤，但其机制仍不清楚。本项目以中医理论为指导，开展基于降尿酸策略发现中药保护代谢综合征组织损伤新机制研究，为中医临床应用提供科学依据。主要成果如下：1.提出了"降尿酸中药保护高果糖饮食引发代谢综合征组织损伤"的策略证实了二妙丸类方(二妙丸、三妙丸、四妙丸)、五苓散、桑枝及其黄酮类成分如桑色素和槲皮素与二苯乙烯类成分如桑皮苷和白藜芦醇、及姜黄素和紫檀茋等降尿酸和改善肾功能作用；明确调控肾脏有机离子转运子促进尿酸排泄是降尿酸中药新的作用途径及靶标；从中发现四妙丸、五苓散、桑色素、槲皮素、姜黄素和紫檀茋等能逆转高果糖饮食诱导动物产生代谢综合征病理变化，各有侧重保护肝脏、肾脏和中枢等组织炎症与代谢紊乱损伤。2.揭示了降尿酸中药保护代谢综合征组织损伤新机制及潜在治疗靶标阐述了高尿酸血症状态下NLRP3炎症小体激活引发代谢综合征组织炎症与代谢紊乱新途径，如高果糖诱导ROS-TXNIP信号在肝脏NLRP3炎症小体的激活、炎症反应和脂质沉积上的关键作用，成为启动NAFLD发病机制的分子"开关"；NLRP3调控因子TXNIP和miR-377介导氧化应激、炎症和代谢紊乱等组织损伤。以此为基石，发现了降尿酸中药的调控机制及潜在治疗靶标，如四妙丸、五苓散抑制肾脏NLRP3炎症小体激活和炎症反应；槲皮素、桑色素等抑制TXNIP-NLRP3炎症小体，修复胰岛素信号转导，改善肝脏、肾脏和中枢炎症和脂代谢紊乱；紫檀茋下调miR-377以抑制NLRP3炎症小体而改善肾小球足细胞炎症；姜黄素抑制PTP1B调控胰岛素和瘦素信号转导，提高胰岛素和瘦素敏感性，上调PPARα减轻脂肪肝，并调节FKN/CX3CR1信号保护中枢神经炎症所致的神经元损伤等。抑制PTP1B、NLRP3、TXNIP和miR-377等在降尿酸中药防治代谢综合征组织损伤中具重要意义，可作为潜在治疗靶标。本项目共发表论文31篇，其中SCI收录杂志如Hepatology、Antioxid Redox Signal、Free Radic Biol Med、Brain Behav Immun、Biochem Pharmacol、Mol Nutr Food Res、J Ethnopharmacol等25篇，SCI他引673篇次，CSCD他引129篇次，Google Scholar他引1130篇次。8篇代表作被Physiol Rev、Nat Rev Nephrol、Kidney Int、Trends Immunol、Gut、Hepatology等SCI他引314篇次，单篇最高他引64篇次，Google Scholar他引506篇次，单篇最高他引90篇次，得到了著名学者如加州大学圣迭戈分校Sanjay K Nigam教授等关注与评述，还被Taylor & Francis Group出版Anti-Diabetes Mellitus Plants收载。完成人孔令东获国家杰出青年科学基金资助，为教育部创新团队学术带头人之一，入选Elsevier 2014、2015、2016年中国高被引学者榜单。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 孔令东 教授 南京大学 南京大学 本人是本项目的设计者和主要学术思想的提出者，本项目全部研究内容均在本人带领研究团队进行并完成；本人对研究的全过程进行了设计、指导、数据分析、论文撰写等；对重要科学发现点一、二均有突出贡献，为代表作1-8的通迅作者。 2 李建梅 副教授 南京大学 南京大学 对重要科学发现点一、二均有重要贡献，揭示姜黄素抑制PTP1B调控胰岛素信号通路改善代谢综合征脂肪肝新机制，发现姜黄素保护中枢神经炎症所致神经元损伤新机制等，明确潜在治疗靶标；为代表作1的第一作者、代表作8的共同通讯作者、代表作2和7的合作作者。 3 潘颖 副教授 南京大学 南京大学 对重要科学发现点一、二均有重要贡献，发现降尿酸中药成分抑制TXNIP-NLRP3炎症小体，减轻代谢综合征脂肪肝、肾脏和中枢炎症损伤新机制，参与提出“降尿酸中药保护高果糖饮食引发代谢综合征组织损伤的策略”，明确潜在治疗靶标；为代表作4的共同通讯作者、代表作5的合作作者。 4 张冬梅 副教授 南京大学 南京大学 对重要科学发现点一、二均有贡献，参与研究槲皮素等中药成分调控有机离子转运子改善代谢综合征动物高尿酸血症、肾功能和炎症损伤，参与提出“降尿酸中药保护代谢综合征组织损伤的策略”；为代表作2的合作作者。 5 焦瑞清 副教授 南京大学 南京大学 参与研究经典方四妙丸等调控有机离子转运子促进尿酸排泄保护肾功能新的作用途径，对重要科学发现点一有贡献，为代表作3的合作作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Curcumin inhibits hepatic protein-tyrosine phosphatase 1B and prevents hypertriglyceridemia and hepatic steatosis in fructose-fed rats/Hepatology/Jian-Mei Li, Yu-Cheng Li, Ling-Dong Kong*, Qing-Hua Hu. 2 Allopurinol, rutin, and quercetin attenuate hyperuricemia and renal dysfunction in rats induced by fructose intake: renal organic ion transporter involvement/Am J Physiol Renal Physiol/Qing-Hua Hu#, Chuang Wang#, Jian-Mei Li, Dong-Mei Zhang, Ling-Dong Kong*. 3 Simiao pill ameliorates urate underexcretion and renal dysfunction in hyperuricemic mice/J Ethnopharmacol/Qing-Hua Hu, Rui-Qing Jiao, Xing Wang, Yao-Zhong Lv, Ling-Dong Kong* 4 Reactive oxygen species-induced TXNIP drives fructose-mediated hepatic inflammation and lipid accumulation through NLRP3 inflammasome activation/Antioxid Redox Signal/ Xian Zhang#, Jian-Hua Zhang#, Xu-Yang Chen, Qing-Hua Hu, Ming-Xing Wang, Rui Jin, Qing-Yu Zhang, Wei Wang, Rong Wang, Lin-Lin Kang, Jin-Sheng Li, Meng Li, Ying Pan*, Jun-Jian Huang*, Ling-Dong Kong*. 5 Allopurinol, quercetin and rutin ameliorate renal NLRP3 inflammasome activation and lipid accumulation in fructose-fed rats/Biochem Pharmacol/Qing-Hua Hu, Xian Zhang, Ying Pan, Yu-Cheng Li, Ling-Dong Kong*. 6 Antihyperuricemic and nephroprotective effects of resveratrol and its analogues in hyperuricemic mice/Mol Nutr Food Res/Yun-Wei Shi, Cai-Ping Wang, Lei Liu, Yang-Liu Liu, Xing Wang, Ye Hong, Zhen Li, Ling-Dong Kong*. 7 Pterostilbene and allopurinol reduce fructose-induced podocyte oxidative stress and inflammation via microRNA-377/Free Radic Biol Med/Wei Wang#, Xiao-Qin Ding#, Ting-Ting Gu, Lin Song, Jian-Mei Li, Qiao-Chu Xue, Ling-Dong Kong*. 8 Up-regulated fractalkine (FKN) and its receptor CX3CR1 are involved in fructose-induced neuroinflammation: Suppression by curcumin/Brain Behav Immun/Min-Xuan Xu#, Rong Yu#, Li-Fei Shao, Yan-Xiu Zhang, Chen-Xu Ge, Xin-Meng Liu, Wen-Yuan Wu, Jian-Mei Li*, Ling-Dong Kong*.	自然奖	孔令东,李建梅,潘颖,张冬梅,焦瑞清	南京大学	南京大学
155	0726-107	热带气旋发展演变机制及预报技术理论研究 项目名称 热带气旋发展演变机制及预报技术理论研究 推荐/提名单位/人 南京大学 主要完成单位 南京大学,南京信息工程大学,中国气象局上海台风研究所 项目简介 热带气旋(台风)是影响我国最为严重的自然灾害。由于多种过程的复杂影响，热带气旋的路径、结构和强度经常会发生突变，这是制约我国台风预报准确率提高的关键科学问题之一，但相关物理机制仍不清楚。为适应国家防台减灾的迫切需要，本项目对西北太平洋地区热带气旋发展演变的动力学机制及相关的预报技术进行了系统深入的讨论，取得了如下四方面原创性成果：1．热带气旋形成：提出了调节西北太平洋地区热带气旋活动年际变化的关键因子——南北半球海温度梯度；指出热带气旋的形成是基于对流活动的“自下而上”的发展方式；揭示了热带气旋形成过程中的多尺度涡旋特征及对流尺度涡旋的作用。2. 热带气旋路径：揭示了不同尺度系统活动导致热带气旋路径突变的物理机制，指出台风在东海附近与低频季风环流相互作用会导致其移动速度减缓、移动方向向北偏折，其原因是台风与准两周时间尺度涡旋或季节内振荡时间尺度涡旋合并，导致天气尺度西南引导气流突然增强，导致路径的北折。3. 热带气旋结构：揭示了涡旋-Rossby波和螺旋外雨带在双眼墙结构形成过程中的作用，建立了热带气旋双眼墙形成的概念模型，指出与外雨带强迫有关的边界层非对称入流辐合和强迫抬升，是台风双眼墙形成初期内核对流触发和维持的主要动力机制。4. 热带气旋可预报性与数值预报：系统揭示了中尺度系统初始误差增长机理，指出数值模式预报误差的增长是从小尺度开始并逐渐扩展到更大尺度；水汽通过湿对流对快速升尺度的误差增长具有极其重要的影响；提出了通过水汽平流来决定对流触发条件的积云对流参数化新方法，显著改进了数值模式对台风降水的模拟。上述成果为热带气旋的短期预测、预报和监测提供了新的思路和技术方法，在国内外同行中获得了广泛关注。亚洲大洋洲地球科学学会特邀项目第一完成人在其第16届年会上作为大气科学领域的唯一代表，进行关于热带气旋结构、强度变化的杰出学者讲座。项目发表的8篇代表性论文先后被引用437篇次，其中绝对他引336篇次。国际著名中尺度气象学家、美国气象学会最高奖Rossby奖获得者Robert A. Houze教授多篇论文引用项目成果，指出项目对台风眼墙替换提出了重要见解；我国著名气象学家黄荣辉院士多次引用项目关于台风路径和生成预测因子的成果；国际著名水文气象学家、美国地球物理联合会会士Ana P. Barrors教授将项目提出参数化方案中的触发函数命名为“Ma-Tan触发函数”，此方案被目前世界上最具影响的中尺度天气研究和预报模式（WRF）采用，已被中、美、法、德、韩等国科学家成功地应用于台风、暴雨、热带对流、区域气候、水文气象和集合预报等研究。项目提出的热带气旋短期预测因子已先后被美国NOAA地球流体实验室（GFDL）和中国气象局上海台风研究所等应用到台风短期预测系统中。通过上述工作的开展，项目主要完成人先后入选国家教育部“长江学者奖励计划”特聘教授（气象学）、江苏省特聘教授、中国气局首批青年英才、全国优秀青年气象科技工者。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 谈哲敏 教授 南京大学 南京大学 项目主要负责人和完成人：1）揭示了热带气旋发展强盛时期外围持续对流的形成和发展对双眼墙形成的作用，提出了一个新的热带气旋双眼墙形成机制;2）从动力学上揭示了大气湿对流是影响中尺度可预报性极限的最关键因素，指出大气湿对流及其不稳定决定了初始误差的快速增长、升尺度发展和传播，最终限制了中尺度系统的预报时效；3）提出了一种新的、突出水汽作用的对流触发函数，发展了数值模式中通用的Kain-Fritsch对流参数化方案。对重要科学发现点3、4有决定性的贡献，是代表性论文1、2、4的通讯作者和代表性论文3的第一作者。 2 吴立广 教授 复旦大学 南京信息工程大学 项目第二完成人，揭示了准两周时间尺度的季风涡旋和MJO尺度气旋性涡旋对台风移动路径的影响，指出我国近海突然北折的台风路径多与季风涡旋或和MJO尺度气旋性涡旋有关，突然北折通常常发生在台风与季风涡旋合并或先后与季风涡旋和MJO尺度气旋性涡旋合并的过程中。对重要科学发现点2有决定性的贡献，是代表性论文1的第一作者和通讯作者和代表性论文8的通讯作者。 3 方娟 教授 南京大学 南京大学 项目三完成人，指出了 “自上而下”和“自下而上”两种热带气旋形成观点的分歧原因，提出人们在跟踪台风初期扰动时应关注拉格朗日不变量涡度而非环流，为更好地监测和预报台风的形成过程提供了参考依据；揭示了热带气旋形成过程中涡旋的多尺度特征及对流尺度涡旋影响台风形成的方式，指出对流尺度涡旋对台风形成的意义不在于直接提供正涡度，而是在于其可以启动海气相互作用维持对流反复爆发，增强低层环境涡度通量，使得台风扰动逐渐增强。对重要科学发现点1有贡献，是代表性论文6的第一作者。 4 占瑞芬 研究员 复旦大学 中国气象局上海台风研究所 项目第四完成人，提出了影响西北太平洋地区热带气旋生成频数年际变化的关键因子——南北半球海温梯度，为西北太平洋地区热带气旋短期气候预测提供了一个新的思路和角度。对重要科学发现点1有重要贡献，是代表性论文5的第一作者。 5 仇欣 副教授 南京大学 南京大学 项目第五完成人，采用全物理方案的三维台风数值模式，开展云分辨尺度的理想模拟试验，成功模拟出台风双眼墙的生成以及同心眼墙的替换过程，探讨了双眼墙形成过程中外雨带位涡扰动、内核区涡旋-Rossby波及不对称流的演变特征。揭示了在双眼墙形成之前涡旋罗斯贝波影响台风涡旋结构变化的调整机制；以及在双眼墙形成初期，外螺旋雨带诱发的边界层非对称式入流强迫对深对流的触发与维持的机理。对重要科学发现点3有重要贡献，是代表性论文1和2的第一作者。 6 马雷鸣 研究员 上海中心气象台 中国气象局上海台风研究所 项目第六完成人，在发展积云对流参数化新方案的工作中，开展了一系列数值模拟试验，对新方案在热带气旋模拟中的性能进行了全面评估。对重要科学发现点4有重要贡献，是代表性论文4的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The Roles of Vortex Rossby Waves in Hurricane Secondary Eyewall Formation. MONTHLY WEATHER REVIEW. Qiu, X.; Tan, ZM; Xiao, QN 2 The Roles of Asymmetric Inflow Forcing Induced by Outer Rainbands in Tropical Cyclone Secondary Eyewall Formation. JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES. Qiu, X.; Tan, ZM 3 Mesoscale predictability of moist baroclinic waves: Experiments with parameterized convection. JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES. Tan, ZM; Zhang, FQ; Rotunno, R; Snyder, C 4 Improving the behavior of the cumulus parameterization for tropical cyclone prediction: Convection trigger. ATMOSPHERIC RESEARCH. Ma, LM; Tan, ZM 5 The SST Gradient between the Southwestern Pacific and the Western Pacific Warm Pool: A New Factor Controlling the Northwestern Pacific Tropical Cyclone Genesis Frequency. JOURNAL OF CLIMATE. Zhan, RF;Wang, YQ;Wen, M 6 Initial Development and Genesis of Hurricane Dolly (2008). JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES. Fang, J; Zhang, F 7 Monsoonal Influence on Typhoon Morakot (2009). Part I: Observational Analysis. JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES. Wu, LG; Liang, J; Wu, CC 8 Monsoonal Influence on Typhoon Morakot (2009). Part II: Numerical Study. JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES. Wu, LG; Liang, J; Ge, XY; Wu, CC	自然奖	谈哲敏,吴立广,方娟,占瑞芬,仇欣,马雷鸣	南京大学,南京信息工程大学,中国气象局上海台风研究所	南京大学
156	0726-108	土地利用碳排放效应及调控研究 项目名称 土地利用碳排放效应及调控研究 推荐/提名单位/人 南京大学 主要完成单位 南京大学,中国科学院地理科学与资源研究所 项目简介 该项目属于地球科学与公共管理交叉领域。土地利用/覆被变化的碳排放效应具有“自然—社会”二元碳循环特征。得益于原国土资源部公益性行业专项、国家社会科学基金重大项目和国家自然科学基金等项目资助，本团队发现了区域“自然—社会”二元碳循环特征，揭示了土地利用/覆被变化的碳响应机理。主要成果如下：（一）深化了土地利用碳排放的作用机理（1）从LUCC学科视角，提出不同时空尺度上土地利用/覆被变化、土地管理方式转变、自然干扰因素等对陆地生态系统碳平衡的影响机理。（2）从国土空间的视角，识别、认知了不同土地利用类型、强度、转变方式等对于人为源碳排放的驱动机理。（3）提出了基于“自然—社会”二元碳循环的土地利用空间碳排放效应，为国土空间管制视角下进行低碳调控奠定了理论基础。（二）创新了土地利用碳排放核算方法（1）提出国土空间视角的碳排放分析识别方法。形成了基于不同土地利用空间的碳源/汇识别方法。（2）研发并改进了土壤碳储量核算方法。基于传统土种土类核算方法，研发了基于少量代表性样点的土壤有机碳空间分布推测制图方法。（3）优化了土壤、湿地等关键因子的碳排放参数，改进了土地利用变化影响的“bookkeeping”方法。综合考虑土地利用类型变化和管理方式差异，初步形成了全国和区域尺度土地利用转变的碳排放参数。采用模型与实地观测结合的方法，并结合参数化和不确定性分析研究了典型水体本身及类型转变的温室气体排放。（三）研发了低碳土地调控技术（1）形成了集结构优化、空间优化、反演优化于一体的土地利用格局优化技术。（2）采取多要素耦合，提出了土地资源、水资源等多要素耦合条件下的碳排放空间资源规划和控制技术。（3）研发了土地利用碳排放自动核算技术，并形成了相应的专利技术。（四）服务于社会的应用（1）在全国及省域尺度上探索性地编制了符合国情又具有国际可比性的土地利用碳排放清单。（2）开发了集成“自然—社会”二元结构的碳源/汇动态空间栅格产品。（3）创新性地揭示了中国土地管理的碳源/汇效应及其空间差异。（4）基于碳排放峰值目标的实现，提出了碳排放空间资源分阶段、分地区的分解落实机制。本项目发表SCI/SSCI论文60篇，中文一级学报期刊论文30篇。相关研究成果被国内外同行大量引用，其中，8篇代表作被引1338次（他引1278次），单篇最高被引870次（他引867次）。在AAG (Association of American Geographers)、AGU (American Geophysical Union)、EGU（European Geosciences Union）、中国地理学会、中国土地学会等国内外重要学术会议上发表报告56次，举办相关国内外学术会议15次。相关研究成果得到了国内外知名学者傅伯杰、姚檀栋、刘彦随、Joel Avruch、Peter Finke等专家团队的认可与肯定。项目带动了人才队伍的成长，项目组成员入选“长江学者”特聘教授1人次，荣获中国自然资源学会科技奖1人次，入选国家“千人计划”1人次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 黄贤金 教授 南京大学 南京大学 全面负责项目研究的总体设计以及组织研究工作。主要学术贡献在于：（1）系统地提出了项目研究思路、撰写原国土资源部公益性行业专项及国家社会科学基金重大项目项目申请书并组织项目实施；（2）合作提出了土地利用碳排放效应机理，开展了我国土地利用碳排放效应研究，以及人为源碳排放核算分析等工作；（3）组织开展了建设用地碳排放标准研发、土地利用碳排放核算系统研发等工作。在国际国内期刊上发表了重要期刊论文(包括Science子刊Science Advances)。获得专利1项、获得软件著作权1项、地方标准2项。对重要科学发现1、2、3和4具有突出贡献，是代表作1、2、3和6的通讯作者。在代表作1和2中，对土地利用碳排放机理及主要核算方法做了重要贡献。 2 王绍强 研究员 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院地理科学与资源研究所 基于两次全国土壤普查资料详细地探讨了1960s-1980s土地利用变化对中国土壤有机碳库的影响，并使用20世纪90年代多期陆地卫星TM序列影像获取黄河三角洲、东北地区和全国土地利用变化的时空特征，估算了20世纪90年代中国草地、森林和农田之间相互转换的土壤碳氮储量的变化，改进了土地利用变化影响的“bookkeeping”方法，阐明了20世纪90年代中国土壤碳氮储量变化的空间特征，初步表明我国典型人工林具有较强的土壤增汇能力，从而为预测未来土地利用/土地覆被变化可能导致的陆地生态系统碳氮源汇的变化提供了科学依据。对重要科学发现2具有突出贡献，是代表作4和8的第一作者和通讯作者。 3 赖力 副研究员 江苏省信息中心 南京大学 全程参与项目工作，参与项目技术大纲编制。参与设计了土地利用碳排放机理分析框架，全面检验了我国碳库和碳排放的“家底”，在全国和区域层面分析了土地利用变化的碳排放效应，设计了多种低碳土地利用技术与方案并开展了实证研究。研发了基于碳排放峰值倒逼机制下，大气环境容量、土地资源、水资源等要素耦合条件下的碳排放空间配置技术。发表了大量研究成果，包括Science Advances在内的国际期刊，得到了国内外同行的广泛认可并得到了大量的引用。对重要科学发现1、2、3和4具有突出贡献，是代表作1的第一作者。 4 揣小伟 副教授 南京大学 南京大学 负责项目中不同省区土地利用总体规划碳排放效应评价及低碳土地利用结构优化研究。负责江苏省土地利用变化的碳排放效应分析，以及参与《非建设用地温室气体排放核算规程》的制定。负责土地利用碳排放核算系统基础数据的整理。整理相关研究成果，发表包括Environmental Science & Technology，Land Degradation & Development，International Journal of Climatology，Land Use Policy等在内的多篇SCI/SSCI期刊。对重要科学发现2、3和4具有突出贡献，是代表作1、2和3的主要贡献者。 5 杨琳 副教授 南京大学 中国科学院地理科学与资源研究所 全面参与了项目工作的开展。具体贡献包括：提出基于少量代表性样点的地理空间和属性空间排布的土壤有机碳含量推测制图方法，该方法的优点在于所需样点数量少，制图精度高，可为有限样点地区进行土壤有机碳高效制图提供方法支撑。论文发表在Geoderma，Soil Science Society of America Journal等国际知名期刊上，相应成果被美国作物、土壤和环境科学协会联盟（The Alliance of Crop，Soil，and Environmental Science Societies）数字图书馆报道。对重要科学发现2具有突出贡献，是代表作7的第一作者。 6 朱阿兴 研究员 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院地理科学与资源研究所 负责指导基于少量代表性样点的土壤有机碳含量空间推测方法，参与土壤有机碳与其协同环境因子空间分布关系分析。在地理要素空间渐变表达和空间分布推测领域享有较高的声誉，相应成果发表于Geoderma，Soil Science Society of America Journal，Ecological Indicators等国际期刊。对重要科学发现2具有突出贡献，是代表作7的通讯作者。 7 杨洪 研究员 南京大学 南京大学 设计和参与土地利用/土地覆被变化Land Use Land Cover Change（LULCC）和碳排放等方面的研究，采用模型与实地观测结合的方法，并结合参数化和不确定性分析，研究了中国湿地和湖泊土地利用的转变，以及湖泊本身的温室气体排放。在土地利用变化、土地管理、城市碳排放等相关领域取得一定的研究成果，多篇论文发表于Science（Letter），Science Advances，Environmental Science & Technology等国际期刊。对重要科学发现1、2和4具有突出贡献，是代表作5的第一作者和通讯作者，是代表作1和3的主要贡献者。 8 钟太洋 副教授 南京大学 南京大学 参与土地利用变化分析，人为碳排放核算，分析了现有土地利用规划体系事实存在问题，综合考虑经济社会与低碳发展目标，采用多目标线性规划技术，开展了基于陆地生态系统碳储量最大化/人为源排放最小化的低碳土地利用结构优化研究。相关研究成果发表在Land Use Policy，Habitat International等国际期刊。对重要科学发现3和4具有重要贡献，是代表作1和6的重要贡献者。 9 赵荣钦 教授 华北水利水电大学 南京大学 全面参与了项目工作的开展，具体包括：1）全国主要年份人为碳排放的核算，包括能源消费、工业生产、废弃物处理；2）建立不同人为排碳项目与不同土地利用类型之间的对应关系，量化了其碳排放特征；3）开展了低碳产业用地政策策略研究。整理相关研究成果，并在地理科学、地理学报、地理研究、Land Use Policy，Land Degradation & Development等国内外知名期刊进行发表。对重要科学发现1、2、3和4具有重要贡献，是代表作6的第一作者。 10 张梅 副教授 南京大学金陵学院 南京大学 参与土地利用/土地覆被变化和土地利用碳排放等方面的研究，为本项目提供重要的技术支持（3S技术）。参与研发了土地利用碳排放自动核算技术，建立了基于ArcGIS Engine的土地利用碳排放自动核算系统，旨在充分利用RS及GIS等相关技术，实现各种土地利用碳排放的自动核算。在土地利用转变碳排放和城镇建设用地碳排放的相关研究中取得较重要的研究成果，发表多篇相关学术论文（包括SCI、EI、CSSCI和CSCD等），相关成果在土地利用碳排放研究领域具有一定的影响力，已被引用90余次。对重要科学发现2、3和4具有重要贡献，是代表作2的第一作者，是代表作1的主要贡献者。 11 陈逸 副教授 南京大学 南京大学 负责土地利用数量结构变化、空间转移分布以及土地利用强度及其变化分析，为土地利用碳排放效应分析奠定了基础；开展了低碳土地整理技术的研发工作；参与研发了基于碳排放峰值倒逼机制下，大气环境容量、土地资源、水资源等要素耦合条件下的碳排放空间配置技术。对重要科学发现2、3和4具有重要贡献，是代表作1的主要贡献者之一。 12 卢芹莉 其他 南京大学 南京大学 参与了江苏省的土地利用变化碳排放的核算工作，以及试点区域的碳排放清单编制工作；对江苏省细分产业间的各能源消费阐述的碳排放进行了比较分析，并与经济发展进行了脱钩分析和结构分解分析；同时也参与了江苏省建设用地碳排放核算等规程的研究工作。相关成果在SCI一区期刊Energy上发表。对重要科学发现2和4具有重要贡献，是代表作3的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Carbon emissions from land-use change and management in China between 1990 and 2010/ Science Advances/ Li Lai, Xianjin Huang, Hong Yang, Xiaowei Chuai, Mei Zhang, Taiyang Zhong, Zhigang Chen, Yi Chen, Xiao Wang, Julian R. Thompson 2 Impact of land use type conversion on carbon storage in terrestrial ecosystems of China: A spatial-temporal perspective/ Scientific Reports/ Mei Zhang, Xianjin Huang, Xiaowei Chuai, Hong Yang, Li Lai, Junzhong Tan 3 Multi-sectoral decomposition in decoupling industrial growth from carbon emissions in the developed Jiangsu Province, China/ Energy/ Qinli Lu, Hong Yang, Xianjin Huang, Xiaowei Chuai, Changyan Wu 4 Effect of land use change on the storage of soil organic carbon: a case study of the Qianyanzhou forest experimental station in China/Climatic Change/Shaoqiang Wang, Jiyuan Liu，Guirui, Yu, Yuanyuan Pan, Qingmei Chen, Kerang Li, Jiayong Li 5 Underestimation of CH4 emission from freshwater lakes in China/ Environmental Science & Technology/ Hong Yang, Ping Xie, Leyi Ni, Roger J. Flower 6 中国不同产业空间碳排放强度与碳足迹分析/ 地理学报/ 赵荣钦, 黄贤金, 钟太洋 7 Evaluation of Integrative Hierarchical Stepwise Sampling for Digital Soil Mapping/ Soil Science Society of America Journal/ Lin Yang, Feng Qi, A-Xing Zhu, Jingjing Shi, Yiming An 8 中国土壤有机碳库及空间分布特征分析/ 地理学报/王绍强, 周成虎, 李克让, 朱松丽, 黄方红	自然奖	黄贤金,王绍强,赖力,揣小伟,杨琳,朱阿兴,杨洪,钟太洋,赵荣钦,张梅,陈逸,卢芹莉	南京大学,中国科学院地理科学与资源研究所	南京大学
157	0726-109	细胞外RNA的发现、分泌机制及生物学功能研究 项目名称 细胞外RNA的发现、分泌机制及生物学功能研究 推荐/提名单位/人 南京大学 主要完成单位 南京大学 项目简介 miRNA是一类新发现的非编码小RNA，参与了几乎所有生命现象和生命活动的调控。囿于RNA不稳定、易降解的传统概念，长期以来国际学术界仅研究细胞内miRNA，认为富含RNase的细胞外环境是不可能存在miRNA的。2008年，本项目突破了传统概念，开创性地在人类血清中检测到稳定的miRNA，发现了miRNA完整、稳定地存在于细胞外环境、建立了细胞外miRNA的标准检测模式、发明基于细胞外miRNA的新型疾病诊疗核心技术。本项目进一步研究了细胞外miRNA的来源和功能作用。率先发现细胞能通过主动分泌微囊泡的方式分泌 miRNA 至细胞外，阐释了细胞外 miRNA 的来源和形成机制，并发现分泌miRNA 能随微囊泡进入靶细胞并调控靶细胞的蛋白表达和细胞功能，从而发挥细胞间通讯交流的作用。提出并证实了“分泌 miRNA 跨细胞调控假说”；揭示了分泌miRNA介导的内分泌调节网络；证明了分泌miRNA是体内细胞主动分泌的核酸分泌因子，和传统分泌因子组成新型调控网络，正常分泌维持生理稳态，异常分泌导致疾病。 另一方面，本项目证明了食物中外源性的植物 miRNA 可以通过食物摄取的途径进入人与动物的血液循环和组织器官，并且通过调控体内靶基因表达的方式影响生理功能，首次提出了一种细胞外miRNA跨物种调控基因表达的新模式，为我们理解物种间的相互作用及共进化提供了新的思路；提示外源性miRNA的跨物种调控作用可能在自然界具有普适性，有助于我们理解生物系统内基因信息传递的规律。此外，发现中药水煎剂中稳定存在的miRNA，被人体吸收后，抑制疾病基因，揭示了中药中的miRNA是中药的新一类有效作用成分。以上的发现揭示了miRNA对疾病的新的调控机制，证明了细胞外分泌miRNA作为一类新型信息媒介的功能，也在医、药、生物技术等领域显示了应用潜力。本项目在Mol Cell、Cell Res、Nat Commun等期刊发表代表性论文8篇（5篇IF > 10），被Nat Rev Drug Discov、Nat Rev Mol Cell Biol、Nat Rev Genet、Cell等期刊他引1975篇次（单篇最高他引682篇次）,项目完成人受邀为Med Res Rev、Trends Cell Biol、Chem Soc Rev等综述期刊以及Springer、Wiley等出版社撰写miRNA相关专题评述、研究前瞻及书籍。由于对此领域的突出贡献，本项目成员多次被相关的国际会议邀请并作大会报告。此外，通过科技部“973”项目“循环 miRNA 生物学功能及临床应用”及国家自然科学基金委变革性重大项目“食物中外源性植物miRNA 的吸收机制及跨界调控的普适性研究”等项目的立项和执行，本项目推动和提高了国内外相关领域的研究水平和技术进步，提高了中国在生物医学领域的学术地位和国际影响力，形成了新的生物医药产业热点。综上，本项目围绕细胞外环境中miRNA的生物来源、作用方式、生物学功能和临床应用展开系统性研究，取得了多项原创性的科学发现，对生命现象阐释、物种进化、个体化治疗、疾病发病机制研究、新药研发等方向均产生了重要影响，在基础理论研究和临床转化应用等方面均显示了创新性和科学价值。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张辰宇 教授 南京大学 南京大学 主持整个项目，在国际上最早报道了分泌miRNA及其功能；提出并证实了“分泌miRNA跨细胞调控假说”，并阐明了其分泌机制；发现食物中外源性的植物miRNA跨界调控哺乳动物体内靶基因表达现象。对本项目科学发现点1miRNA稳定存在于细胞外环境的分子基础及其介导的细胞间通讯交流作用、2细胞外miRNA调控的内分泌信号网络及其具体分泌机制、3细胞外miRNA介导的跨物种通讯交流及其在阐释中药分子作用机理方面的意义作出首要贡献，是代表性论文1-8的通讯作者。 2 曾科 教授 南京大学 南京大学 参与并指导了分泌miRNA分泌机制及其功能研究、食物中外源性的植物miRNA跨界调控研究。对本项目科学发现点1miRNA稳定存在于细胞外环境的分子基础及其介导的细胞间通讯交流作用、2细胞外miRNA调控的内分泌信号网络及其具体分泌机制、3细胞外miRNA介导的跨物种通讯交流及其在阐释中药分子作用机理方面的意义均作出重要贡献，是代表性论文1的第一作者，是代表性论文2-8的通讯作者。 3 陈熹 教授 南京大学 南京大学 参与并指导了分泌miRNA分泌机制及其功能研究、食物中外源性的植物miRNA跨界调控研究。对本项目科学发现点1miRNA稳定存在于细胞外环境的分子基础及其介导的细胞间通讯交流作用、2细胞外miRNA调控的内分泌信号网络及其具体分泌机制、3细胞外miRNA介导的跨物种通讯交流及其在阐释中药分子作用机理方面的意义均作出重要贡献，是代表性论文2、3、4、7的第一作者，是代表性论文5、8的通讯作者。 4 张峻峰 教授 南京大学 南京大学 作为第一作者率先发现分泌miRNA。对本项目科学发现点1miRNA稳定存在于细胞外环境的分子基础及其介导的细胞间通讯交流作用、3细胞外miRNA介导的跨物种通讯交流及其在阐释中药分子作用机理方面的意义作出重要贡献，是代表性论文2、3、4、7的通讯作者。 5 张玉婧 副教授 南京大学 南京大学 作为第一作者率先发现分泌miRNA现象及其功能。对本项目科学发现点1miRNA稳定存在于细胞外环境的分子基础及其介导的细胞间通讯交流作用作出重要贡献，是代表性论文2、5的第一作者。 6 李菁 副教授 南京大学 南京大学 作为第一作者研究了分泌miRNA功能。对本项目科学发现点1miRNA稳定存在于细胞外环境的分子基础及其介导的细胞间通讯交流作用作出重要贡献，是代表性论文5的第一作者。 7 周祯 其他 南京大学 南京大学 作为第一作者研究了食物中外源性的植物miRNA跨界调控现象。对本项目科学发现点3细胞外miRNA介导的跨物种通讯交流及其在阐释中药分子作用机理方面的意义作出重要贡献，是代表性论文8的第一作者。 8 侯冬霞 工程师 南京大学 南京大学 参与了分泌miRNA功能研究、食物中外源性的植物miRNA跨界调控研究。对本项目科学发现点1miRNA稳定存在于细胞外环境的分子基础及其介导的细胞间通讯交流作用、3细胞外miRNA介导的跨物种通讯交流及其在阐释中药分子作用机理方面的意义作出了贡献，是代表性论文7的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Circulating microRNAs: a novel class of biomarkers to diagnose and monitor human cancers/ Med Res Rev/ Zen K, Zhang CY 2 Secreted monocytic miR-150 enhances targeted endothelial cell migration/ Mol Cell/ Zhang Y, Liu D, Chen X, Li J, Li L, Bian Z, Sun F, Lu J, Yin Y, Cai X, Sun Q, Wang K, Ba Y, Wang Q, Wang D, Yang J, Liu P, Xu T, Yan Q, Zhang J, Zen K, Zhang CY 3 Secreted microRNAs: a new form of intercellular communication/ Trends Cell Biol/ Chen X, Liang H, Zhang J, Zen K, Zhang CY 4 Tumor-secreted miR-214 induces regulatory T cells: a major link between immune evasion and tumor growth/ Cell Res/ Yin Y, Cai X, Chen X, Liang H, Zhang Y, Li J, Wang Z, Chen X, Zhang W, Yokoyama S, Wang C, Li L, Li L, Hou D, Dong L, Xu T, Hiroi T, Yang F, Ji H, Zhang J, Zen K, Zhang CY 5 Microvesicle-mediated transfer of microRNA-150 from monocytes to endothelial cells promotes angiogenesis/ J Biol Chem/ Li J, Zhang Y, Liu Y, Dai X, Li W, Cai X, Yin Y, Wang Q, Xue Y, Wang C, Li D, Hou D, Jiang X, Zhang J, Zen K, Chen X, Zhang CY 6 Platelet-secreted microRNA-223 promotes endothelial cell apoptosis induced by advanced glycation end products via targeting the insulin-like growth factor 1 receptor/ J Immunol/Pan Y, Liang H, Liu H, Li D, Chen X, Li L, Zhang CY, Zen K 7 Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA/ Cell Res/ Zhang L, Hou D, Chen X, Li D, Zhu L, Zhang Y, Li J, Bian Z, Liang X, Cai X, Yin Y, Wang C, Zhang T, Zhu D, Zhang D, Xu J, Chen Q, Ba Y, Liu J, Wang Q, Chen J, Wang J, Wang M, Zhang Q, Zhang J, Zen K, Zhang CY 8 Honeysuckle-encoded atypical microRNA2911 directly targets influenza A viruse/ Cell Res/ Zhou Z, Li X, Liu J, Dong L, Chen Q, Liu J, Kong H, Zhang Q, Qi X, Hou D, Zhang L, Zhang G, Liu Y, Zhang Y, Li J, Wang J, Chen X, Wang H, Zhang J, Chen H, Zen K, Zhang CY	自然奖	张辰宇,曾科,陈熹,张峻峰,张玉婧,李菁,周祯,侯冬霞	南京大学	南京大学
158	0727-104	纳米结构太阳电池的器件级光-电-热仿真、性能调控与实现 项目名称 纳米结构太阳电池的器件级光-电-热仿真、性能调控与实现 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 苏州大学,中国科学院宁波材料技术与工程研究所 项目简介 近年来，人类为追求太阳能的高效、低成本利用，在材料体系、光电转换机制和器件结构方面不断深入探索，光伏器件的复杂度日益增加。由此，传统低维电学计算或纯光学近似处理已难以满足日益多样的太阳能器件的设计要求，器件层面的多物理场仿真技术对于探究基础科学问题、指导光伏器件的设计与制造具有重大意义。 本项目构建了基于频域和三维空间的光电热一体仿真模型，解决了多尺度、多物理场兼容耦合问题，可用于严格分析各种纳米结构太阳电池在光学域、电学域和热学域的微观响应规律和宏观性能参数。在此基础上，开展单结/多结微纳结构太阳电池的光电性能调控、优化。并在仿真指导下进行器件可控制备与性能评估，获得了高光电转换效率的纳米结构太阳电池。该研究不仅可揭示纳米结构太阳电池工作过程中的光电、光热和热电等交叉物理问题，量化各种成分的电流/能量损耗、温度分布等微观表象，还可为范围更广的各类光电转换器件提供理论依据、设计方案和实验基础。 项目成果如下： 1、在对太阳电池进行严格光电仿真的基础上，耦合光能量损耗所带来的热效应和变化的环境温度，首次发展出可对纳米结构太阳电池进行全空间“光-电-热”仿真与设计技术，实现了更为契合物理本源的器件级光伏模拟； 2、从微观到宏观，系统描绘了单纳米线太阳电池内部工作机理和电子/空穴输运图景，揭示了从光学和电学层面提升单纳米线太阳电池性能的物理机制和光电调控手段，为获得高性能的纳米结构太阳电池提供理论依据和解决方案； 3、在光电热仿真指导下，以实现高效光吸收、低表界面载流子复合为基础，进一步构筑先进的器件工作结及高质量的界面能带匹配，最终实验制得高光电转换效率的超薄太阳电池，基于完全低温制备技术的25微米厚度超薄柔性晶硅电池效率突破15%。 本项目丰富和发展了第三代光伏器件的高效能仿真和器件开发技术，在相关领域和国内外产生了重要学术影响。 项目执行期间内，项目团队合计发表SCI研究论文59篇，其中一区16篇（包括IF > 10的12篇），申请中国发明专利17件（已授权12件）。8篇代表作被SCI他引161次，被Materials Views中国，X-MOL等媒体报道和转载，《科技日报》两次报道本项目在光伏器件光电仿真方面的研究成果，被中国网、人民网、中国日报网多个媒体转载。斯坦福大学的Shanhui Fan教授、印度CSIR国家物理实验室的首席科学家Jeyakumar Ramanujam教授等都对代表作给予了高度评价。项目负责人在Meta、IEEE CLEO-PR、PIERS等国际会议担任分会场主席或TPC成员6次，做邀请报告22次。项目负责人入选国家第三批青年千人计划和江苏省“双创”计划，获批江苏省杰出青年基金，担任美国光学学会Applied Optics和IEEE Photonics J期刊副主编、Scientific Reports和激光与光电子学进展编委，是IEEE高级会员。项目组其他成员入选了国家第二批青年千人计划1名、浙江省千人计划1名、浙江省杰青2名，中国光学工程学会全国优秀博士论文提名奖1名。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李孝峰 教授 苏州大学 苏州大学 对发现点 1 的热效应问题、光电热建模和仿真分析做出了指导性贡献，对应代表论文 1 与 4；对发现点 2 的单纳米线太阳电池的建模、内部工作机理剖析做出了指导性贡献，对应代表论文 5、 7 与8；对发现点 3 的超薄电池的高效光吸收设计与分析做出了指导性贡献，对应代表论文 2。借助高精度光电热仿真技术，对单纳米线太阳电池、超薄晶硅电池、双结电池等做了系统研究。 除了所选代表作之外， 在项目执行期间， 署名发表了与本项目相关的论文 29 篇，申请了专利 12 项（已授权 11 项），本项目占本人工作量 80%。 2 叶继春 研究员 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 对发现点 3 的超薄太阳电池的高效光吸收、低界面复合问题的处理方案提出了指导性思路， 提出借助化学湿法腐蚀方法并结合干法氧化工艺，在晶硅表面得到减反效果优异而比表面积不是很高的结构。 负责相关论文的布局、 参与实验数据的分析与论文撰写，对应代表论文 2、 3 与 6。 除了所选代表作之外， 在项目执行期间， 署名发表了与本项目相关的论文 11 篇，申请了专利 7 项（已授权 3 项），本项目占本人工作量 80%。 3 高平奇 研究员 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 对发现点 3 的纳米碗状结构、纳米铅笔和黑硅的制备做出了执行性贡献，对异质结杂化电池的性能优化做出了指导性贡献，此外负责或参与了相关论文的撰写与修改，对应代表性论文 2、 3 与 6。除了所选代表作之外， 在项目执行期间， 署名发表了与本项目相关的论文 11 篇，申请了专利 7 项（已授权 3 项），本项目占本人工作量 80%。 4 吴绍龙 副教授 苏州大学 苏州大学 为发现点 1 中的纳米线与纳米孔阵列太阳电池的光电仿真提供了实验基础和假设理论，参与数据仿真与论文撰写，对应代表论文 4。对发现点 2 的单纳米线太阳电池进行了 Schockley-Queisser 理论建模，计算不同复合机制、不同直径的单结或双结太阳电池的极限效率，对应代表性论文 7。除了所选 8 篇代表作外， 在项目执行期间， 本人署名发表了与本项目相关的研究论文 15 篇，申报了与本项目相关的专利 7 项（已授权 6 项）， 本项目占本人工作量 60%。 5 张程 讲师 苏州大学 苏州大学 对发现点 1 的纳米线阵列太阳电池的建模与数据分析做出了贡献，对应代表性论文 4。除了所选 8篇代表作外， 设计了非同轴核壳结构和非对称的纳米孔单根纳米线太阳电池；在项目执行期间， 署名发表了与本项目相关的研究论文 14 篇，申报了与本项目相关的发明专利 2 项（已授权 2 项），本项目占本人工作量 60%。 6 杨阵海 其他 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 对发现点 3 中的超薄太阳电池的光电模拟做出了贡献：通过优化纳米柱和纳米铅笔周期、高度等参数，筛选出最佳陷光结构，为实验制备提供指导；通过计算吸收谱，对比不同结构光学性能差异；通过空间电场分布，解释陷光机制；对应代表性论文 2。在项目执行期间， 署名发表了与本项目相关的研究论文 16 篇，申报了与本项目相关的发明专利 1 项（已授权 1 项），本项目占本人工作量 60%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Limiting efficiency calculation of silicon single-nanowire solar cells with considering auger recombination/Applied Physics Letters/Xiongfei Zhai, Shaolong Wu, Aixue Shang, Xiaofeng Li 2 Enhanced external quantum efficiency in rectangular single nanowire solar cells/Applied Physics Letters/Xiaofeng Li, Yaohui Zhan 3 Enhanced electro-optical properties of nanocone/nanopillar dual-structured arrays for ultrathin silicon/organic hybrid solar cell applications/Advanced Energy Materials/Jian He, Zhenhai Yang, Peipei Liu, Sudong Wu, Pingqi Gao, Mei Wang, Suqiong Zhou, Xiaofeng Li, Hongtao Cao, Jichun Ye 4 Realization of 13.6% Efficiency on 20 mu m Thick Si/Organic Hybrid Heterojunction Solar Cells via Advanced Nanotexturing and Surface Recombination Suppression/ACS Nano/Jian He, Pingqi Gao, Mingdun Liao, Xi Yang, Zhiqin Ying, Suqiong Zhou, Jichun Ye, Yi Cui 5 Nanowire and nanohole silicon solar cells: a thorough optoelectronic evaluation/Progress in Photovoltaics: Research and Applications/Aixue Shang, Xiongfei Zhai, Cheng Zhang, Yaohui Zhan, Shaolong Wu, Xiaofeng Li 6 Broadband enhancement of coaxial heterogeneous gallium arsenide single-nanowire solar cells/Progress in Photovoltaics: Research and Applications/Xiaofeng Li, Yaohui Zhan, Chinhua Wang 7 Photovoltaic devices: opto-electro-thermal physics and modeling/Advanced Materials/Aixue Shang, Xiaofeng Li 8 Efficient light trapping in low aspectratio honeycomb nanobowl surface texturing for crystalline siliconsolar cell applications/Applied Physics Letters/Pingqi Gao, Hongzhe Wang, Zixu Sun, Weiqiang Han, Junshuai Li, Jichun Ye	自然奖	李孝峰,叶继春,高平奇,吴绍龙,张程,杨阵海	苏州大学,中国科学院宁波材料技术与工程研究所	江苏省教育厅
159	0727-106	临床重要病原菌及肝炎病毒的耐药致病分子机制 项目名称 临床重要病原菌及肝炎病毒的耐药致病分子机制 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 苏州大学,苏州大学附属第二医院,苏州市第五人民医院,四川省医学科学院.四川省人民医院 项目简介 病原微生物耐药日益严重，给临床诊治带来了极大的困难。该项目围绕耐碳青霉烯类肠杆菌（CRE）、法定乙类传染病病原菌——伤寒沙门菌、金黄色葡萄球菌（金葡菌）、丙型肝炎病毒（HCV）和乙型肝炎病毒（HBV）等临床重要病原微生物，开展了一系列耐药和致病分子机制及其快速检测的研究，取得的主要创新性成果如下：1.该项目在医院感染人群中首次发现并报道了携带多粘菌素耐药基因mcr-1的质粒整合于临床CRE菌株，产生泛耐药肠杆菌科细菌，由于多粘菌素常被用作治疗CRE感染的最后一类有效药物，提示由耐多粘菌素CRE引起的感染将面临无药可用的境地。揭示了相关MCR-1质粒的分子结构及部分表达调控机制，为深入研究mcr-1的分子微进化及耐药分子机制提供了线索。相关研究成果发表在包括感染病top期刊Lancet Infectious Diseases在内的多个SCI杂志。2. 在伤寒沙门菌感染致病过程中所遭遇的不同渗透压环境下，发现调节因子RpoE分别通过调控毒力岛1和毒力岛2相关基因的表达促进伤寒沙门菌的侵袭力和在巨噬细胞内的生存能力，并揭示了RpoE在高渗应激下影响伤寒沙门菌毒力的分子机制；同时首次报道了来自临床具有不完全溶血特殊表型的金葡菌，揭示了该类菌株具有高表达β-溶血素和高毒力等特点；这些研究成果丰富了我们对于伤寒沙门菌等重要病原菌分子致病机制的认识，并提示rpoE等相关基因有望成为研制防控相关病原菌新型疫苗的潜在靶点，为更好地控制院内感染提供了新思路。3. 该项目在国内率先建立了基于分子信标技术的CRE快速鉴定方法和基于金葡菌毒力蛋白EsxA和EsxB的间接ELISA快速检测耐甲氧西林金葡菌（MRSA）的方法，克服了传统病原菌检测步骤繁琐和耗时长等缺点，可至少提前24小时向临床发放报告，且检测成本低、准确率高，为临床CRE及MRSA感染的及时诊治提供了一种行之有效的实验室检测方法。在推广应用过程中得到了昆明医科大学第一附属医院、镇江市第一人民医院等多家应用单位的高度认可和好评。4. 该项目针对临床重要传染性肝炎的病原——HCV和HBV，首次发现了由于HCV亚型3a和1b发生基因重组而产生的HCV新亚型3a/1b，给临床HCV的诊疗提供了重要的数据。同时，揭示了程序性死亡分子1（PD-1）在HBV感染患者外周血CD4+和CD8+T细胞中的动态表达特征，随着HBV感染进展而变化，特别是与HBV病毒载量有关，提示PD-1可用作确定HBV病毒复制程度的潜在临床指标。这些发现为临床传染性肝炎患者的诊治带来了福音。该项目共发表了30篇高水平SCI论文，其中单篇最高影响因子25.148，被包括Nature Revierws Microbiology、Nature Microbiology、Clinical Infectious Diseases、Microbiome等国际权威SCI期刊他引共计254次，单篇最高他引97次，并被美国明尼苏达大学感染病研究中心高度评价了该成果对于全球应对CRE感染具有重要意义。该项目共申请了4项国家发明专利，已授权1项，其余3项均在实审中。该项目总体研究成果对于临床重要病原微生物感染和诊治具有重要的临床和科学价值。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 杜鸿 教授 苏州大学 苏州大学 1.负责该项目总体设计、申报及组织实施、总结，对科技创新1、2、3、4均有贡献；2.系代表性论文第1-7篇的第一作者/通讯作者，已授权发明专利的第二发明人;3.主持完成江苏省自然科学基金（BK2011301），现主持国家自然科学基金（8181572032）、江苏省科技厅重点研发计划项目（BE2017654）；4.依托该项目，获“苏州市临床微生物学重点实验室”；5.投入该项目研究工作量占其工作量的85%。 2 张海方 副教授 苏州大学附属第二医院 苏州大学 1.系该项目的核心成员，对科技创新1、2、3有贡献；2.系代表性论文第5篇的第一作者；3.已授权发明专利的第一发明人;4.参与完成江苏省自然科学基金（BK2011301),参与国家自然科学基金（8181572032，81401636）；5.投入该项目研究工作量占其工作量的80%。 3 胥萍 正高级 苏州市第五人民医院 苏州市第五人民医院 1.系该项目的核心成员，对科技创新3、4有贡献；2.系代表性论文第8篇的第一作者；3.投入该项目研究工作量占其工作量的70%。 4 喻华 正高级 四川省医学科学院.四川省人民医院 四川省医学科学院.四川省人民医院 1.系该项目的成员，对科技创新1有贡献；2.系代表性论文第3篇的第一作者；3.投入该项目研究工作量占其工作量的50%。 5 王敏 中级 苏州大学附属第二医院 苏州大学附属第二医院 1.系该项目成员，对科技创新2,3有贡献；2.已授权发明专利的第三发明人;3.主持国家自然科学基金（81401636）；4.投入该项目研究工作量占其工作量的50%。 6 郑毅 中级 苏州大学附属第二医院 苏州大学附属第二医院 1.为该项目的重要参与者，对科技创新2、3有贡献；2.系代表性论文第6篇的共同第一作者；3.已授权发明专利的第七发明人;4.投入该项目研究工作量占其工作量的40%。 7 谢小芳 副高级 苏州大学附属第二医院 苏州大学附属第二医院 1.系该项目的参与者，对科技创新2、3有贡献；2.系代表性论文第4篇的共同作者；3.已授权发明专利的第五发明人;4.投入该项目研究工作量占其工作量的30%。 8 朱雪明 副教授 苏州大学附属第二医院 苏州大学附属第二医院 1.系该项目组成员，对科技创新3、4有贡献；2.系江苏省自然科学基金（BK2011301）的完成人；3.已授权发明专利的第四发明人；4.系代表性论文第7篇的共同通讯作者；5.投入该项目研究工作量占其工作量的30%。 9 陈慧 中级 苏州市第五人民医院 苏州市第五人民医院 1.系该项目的参与者，对科技创新4有贡献；2.系代表性论文第8篇的共同作者；3.投入该项目研究工作量占其工作量的30%。 10 周惠琴 正高级 苏州大学附属第二医院 苏州大学附属第二医院 1.为该项目的参与者，对科技创新2有贡献；2.系代表性论文第6篇的共同通讯作者；3.投入该项目研究工作量占其工作量的30%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Emergence of the mcr-1 colistin resistance gene in carbapenem-resistant Enterobacteriaceae/ Lancet Infectious Diseases /杜鸿、等 2 Complete Sequences of mcr-1-Harboring Plasmids from Extended-Spectrum-beta-Lactamase and Carbapenemase-Producing Enterobacteriaceae / Antimicrobial Agents and Chemotherapy /杜鸿、等 3 Detection of the mcr-1 Colistin Resistance Gene in Carbapenem-Resistant Enterobacteriaceae from Different Hospitals in China / Antimicrobial Agents and Chemotherapy /杜鸿、等 4 Genomic characterization of Enterobacter cloacae isolates from China that co-produce KPC-3 and NDM-1 carbapenemases/ Antimicrobial Agents and Chemotherapy / 5 RpoE promotes invasion and intracellular survival by regulating SPI-1 and SPI-2 in Salmonella enterica serovar Typhi/ Future Microbiology /杜鸿、张海方、等 6 Identification and Characterization of Staphylococcus aureus Strains with an Incomplete Hemolytic Phenotype. /Front Cell Infect Microbiol. /杜鸿、谢小芳、张海方、等 7 Complex patterns of HCV epidemic in Suzhou: evidence for dual infection and HCV recombination in East China./Journal of Clinical Virology / Du H, Qi Y, Hao F, Huang Y, Mao L, Ji S, Huang M, Qin C, Yan R, Zhu X, Zhang C 8 The expression of programmed death-1 in circulating CD4+ and CD8+ T cells during hepatitis Bvirus infection progression and its correlation with clinical baseline characteristics./ Gut Liver. /	自然奖	杜鸿,张海方,胥萍,喻华,王敏,郑毅,谢小芳,朱雪明,陈慧,周惠琴	苏州大学,苏州大学附属第二医院,苏州市第五人民医院,四川省医学科学院.四川省人民医院	江苏省教育厅
160	0727-107	缺血性脑卒中神经细胞自噬性死亡和凋亡的信号机制及药物干预研究 项目名称 缺血性脑卒中神经细胞自噬性死亡和凋亡的信号机制及药物干预研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 苏州大学 项目简介 本项目是团队自2008年以来，在3项国家自然科学基金项目经费资助下完成的科研成果。脑中风是一种具有极高致残率和致死率的疾病，虽然近几年在西方国家的死亡率有所下降，但在中国它的死亡率却在上升, 并且在2017年的全球疾病负担报告显示，脑中风已成为中国致死率最高的疾病，占全球中风死亡人数总数的近三分之一。尽管在脑中风的发病机制上已有广泛的认识，但目前对于这种破坏性疾病的治疗仍旧很不理想。组织纤溶酶原激活剂（tPA）是唯一经美国FDA批准的用于治疗缺血性脑中风的溶栓药，但由于其治疗窗狭窄，仅脑中风后4.5 h内可用，并且有较大的出血风险，所以仅有少于8%的脑中风患者有资格使用。因此，寻找有效的治疗缺血性脑中风的的药物，是医学家、药学家及神经科学家研究的焦点及难点。星形胶质细胞是中枢神经系统最丰富的神经胶质细胞，近年研究发现其在脑中风过程中发挥了重要的作用，成为神经科学的重要研究方向和药物研发的重要靶点。本项目长期聚焦于缺血性脑中风急、慢性损伤中，神经细胞死亡的形式自噬性死亡和凋亡及其信号机制和相互调控机制和药物研发。获得了一批具有影响力的原创性成果。主要创新点为：1. 提出缺血性星形胶质细胞自噬-溶酶体途径激活并参与星形胶质细胞死亡的理论，找到连接缺血性脑中风自噬和线粒体凋亡途径的关键分子溶酶体Cathepsin B和Cathepsin L。并开发出具有自我知识产权的新型抗缺血性脑卒中的Cathepsin B的抑制剂。代表性论文发表在Autophagy, Glia等，获3项国家发明专利。研究成果在Autophagy 杂志主编Daniely J. Klionsky 2012年发表于Autophagy的题为“Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy”一文及期刊Nature Reviews Neuroscience引用。2. 提出NF-KB 和 PPARγ 信号通路在缺血性脑中风诱导的神经元及星形胶质细胞死亡中的作用机制；p53通过干扰NF-kB与p300的结合，阻断NF-kB介导的细胞生存；另外，p53转位到线粒体，促进线粒体释放细胞色素。证明了NF-KB是银杏内酯、吡格列酮及苦参碱等药物神经保护作用的重要靶点，为研发抗缺血性脑中风的新药提供有益的方向。代表性论文发表在Neuroscience, Brain Research、Neurosci Bull等。研究成果得到国内、外的广泛引用。本项目2008-2016年期间，发表SCI论文12篇，其中8篇代表作SCI他引337次，单篇论文最高他引88次。被Nature Reviews Neuroscience、The Lancet Neurology、Brain、 Stroke、Translational stroke research、Autophagy、Molecular neurobiology等SCI期刊论文他引。授权发明专利3项。阶段性成果获苏州市科技进步一等奖（第一完成人）。项目完成人应邀为我国第一部自噬专著自噬-生物学与疾病（秦正红、乐卫东主编）撰写专章（第二十一章，自噬与缺血性脑损伤（张慧灵），科学出版社，第一版，2011）。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张慧灵 教授 苏州大学 苏州大学 该完成人为本项目做了大量研究工作，主要贡献创新点1及创新点2 ，在研究工作中投入的工作量占本人工作总量的的90%，其主要贡献有：（1）主持完成3项国家自然科学基金面上项目（81473211、81171104、30973510）；（2）代表作1、2、3、4、5、6、7、8的通讯作者（附件1、2、3、4、5、6、7、8）；（3）代表作6发表在Autophagy (IF: 11.1) , SCI他引88次，见附件1、9、17；（4）创新点1，2获2016度苏州市科技进步一等奖（第一完成人），见附件23；（5）授权专利3项，见附件20、21、22；(6)参编专著高等药理学及自噬-生物学与疾病，见附件24、25。 2 敖桂珍 副研究员 苏州大学 苏州大学 该完成人为本项目做了大量研究工作，主要贡献创新点1 ，在研究工作中投入的工作量占本人工作总量的的80%，其主要贡献有：（1）设计合成 DITO以及DMBC两个新化合物，并申请获得专利，见附件20、21；（2）代表作3的共同通讯作者，见附件3 3 陆士奇 正高级 苏州大学 苏州大学 该完成人为本项目做了大量研究工作，主要贡献创新点1 ，在研究工作中投入的工作量占本人工作总量的的60%，其主要贡献有：（1）代表作3的共同第一作者，见附件3；（2）负责项目药效学研究 4 朱永铭 其他 苏州大学 苏州大学 该完成人为本项目做了大量研究工作，主要贡献创新点1，在研究工作中投入的工作量占本人工作总量的的80%，其主要贡献有：（1）参与发表代表作3，见附件3；（2）负责项目的动物实验及数据统计分析 5 周贤用 初级 苏州大学 苏州大学 该完成人为本项目做了大量研究工作，主要贡献创新点1，在研究工作中投入的工作量占本人工作总量的的80%，其主要贡献有：（1）参与完成1项国家自然科学基金面上项目（81473211）;（2）参与发表代表作3，见附件3;（3）主要负责项目细胞实验及自噬-溶酶体途径的信号机制研究 6 秦爱萍 讲师 江苏卫生健康职业学院 苏州大学 该完成人为本项目做了大量研究工作，主要贡献创新点1，在研究工作中投入的工作量占本人工作总量的的80%，其主要贡献有：（1）以第一作者发表代表作1, 影响因子11.1.他引88次，见附件6 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Autophagy was activated in injured astrocytes and mildly decreased cell survival following glucose and oxygen deprivation and focal cerebral ischemia. Autophagy，Qin AP, Liu CF, Qin YY, Hong LZ, Xu M, Yang L, Liu J, Qin ZH, Zhang HL*. 2 Inhibition of Cysteine Cathepsin B and L Activation in Astrocytes Contributes to Neuroprotection against Cerebral Ischemia via Blocking the tBid-Mitochondrial Apoptotic Signaling Pathway. Glia，Xu M，Yang L，Rong JG， Ni Y， Gu WW， Luo Y，lshidoh K， Katunuma N， Li ZS， Zhang HL * 3 2-(3',5'-Dimethoxybenzylidene) cyclopentanone, a novel synthetic small-molecule compound, provides neuroprotective effects against ischemic stroke. Neuroscience，Gu WW, Lu SQ, Ni Y, Liu ZH, Zhou XY, Zhu YM, Luo Y, Li X, LI LS, Sun WZ, Zhang HL*, Ao GZ*. 4 Neuroprotective effects of pioglitazone in a rat model of permanent focal cerebral ischemia are associated with peroxisome proliferator-activated receptor gamma-mediated suppression of nuclear factor-κB signaling pathway. Neuronscience，Zhang HL*, Xu M, Wei C, Qin AP, Liu CF, Hong LZ, Zhao XY, Liu J, Qin ZH. 5 Death and survival of neuronal and astrocytic cells in ischemic brain injury: a role of autophagy. Acta Pharmacol Sin，Xu M, Zhang HL*. 6 p53-mediated neuronal cell death in ischemic brain injury. Neurosci Bull，Hong LZ, Zhao XY, Zhang HL* 7 Direct protection of neurons and astrocytes by matrine via inhibition of the NF-κB signaling pathway contributes to neuroprotection against focal cerebral ischemia. Brain Res，Xu M, Yang L, Hong LZ, Zhao XY, Zhang HL*. 8 Protective effect of Ginkgolids (A+B) is associated with inhibition of NIK/IKK/I？B/NF-？B signaling pathway in a rat model of permanent focal cerebral ischemia. Brain Research，Wang X, Qin ZH, Shi H, Savitz SI, Qin AP, Jiang Y, Zhang HL*	自然奖	张慧灵,敖桂珍,陆士奇,朱永铭,周贤用,秦爱萍	苏州大学	江苏省教育厅
161	0728-101	面向EEG信号解码的鲁棒空间模式理论与方法研究 项目名称 面向EEG信号解码的鲁棒空间模式理论与方法研究 推荐/提名单位/人 东南大学 主要完成单位 东南大学,安徽工业大学 项目简介 脑电（EEG）信号解码是解读大脑神经活动的重要途径，共同空间模式（CSP）是一种经典的、具有重要影响地位的EEG信号解码方法，而CSP的全局线性性使其抗奇异值和噪声能力弱。面向EEG信号解码，寻求鲁棒空间模式一直是个关键且核心的问题。围绕这个根本问题，在国家自然科学基金项目资助下，该项目致力于基于鲁棒空间模式的理论和方法研究，属于信息科学领域，主要科学发现如下：1、基于流形学习的鲁棒空间模式方法：（a）提出了局部保持最大信息投影（LPMIP）空间模式学习方法，鉴别数据集的基本结构。LPMIP方法同时考虑数据局部内与局部外的分布信息，在保持数据局部结构的同时最大化局部外（全局）信息；（b）将EEG信号的局部时间信息引入到CSP方法的设计中，提出了局部时间共同空间模式（LTCSP）方法，对EEG信号的基本时域流形结构进行建模。LTCSP 从两个方面对空间模式进行鲁棒建模：LTCSP使奇异值的影响范围只限于局部样本，这大大削弱了奇异值的破坏力；赋于奇异值较小的权值，这进一步降低了奇异值的影响；（c）基于流形建模思想，提出了局部时间最大信号比分析（TLMSFA）方法，用于EEG信号的盲源分离和伪迹消除。该项目率先在BCI领域开展流形学习。2、基于L1-范数表达的鲁棒空间模式方法：（a）提出了基于L1-范数表达的鲁棒LDA空间模式方法（LDA-L1），最大化基于L1-范数的类间离差与类内离差的比，并创造性地给出求解LDA-L1的迭代算法，开创一类基于L1-范数度量的鲁棒空间模式方法；（b）提出了基于L1-范数表达的CSP学习理论和方法（CSP-L1），解决了奇异值数据污染下的EEG信号鲁棒解码问题；（c）引入信号复杂性度量的波形长度（WL）概念，利用EEG信号的波形长度对噪声进行表示，提出了WL-正则化的CSP-L1（wlCSPL1），从噪声最小化与L1-范数度量两个方面彻底抵制噪声、奇异值的影响。该项目率先在BCI领域开展基于L1-范数的鲁棒空间模式学习。3、基于L1-范数表达的同时鲁棒与稀疏空间模式方法：利用L1-范数的鲁棒性与稀疏诱导性，将L1-范数度量的样本散射、L1-范数表达的LASSO惩罚统一在一个目标函数中，同时进行鲁棒与稀疏建模。稀疏性一方面增加模型的可解释性，另一方面规避奇异值、噪声的影响，从而增加模型的鲁棒性，开启一类功能强大的空间模式方法。4、基于最小化Bayes错误率的鲁棒空间模式方法：从Bayes最小错误率估计理论出发系统地构建了多类CSP解码理论和方法，提出了一种基于最小化Bayes错误率估计的多类CSP方法——加权配对准则（WPC），在一定程度上根本解决EEG信号的多类学习问题，采用的流形手法赋予WPC的鲁棒性能。该项目8篇代表性论文被SCI他引199次，他引论文主要源自IEEE TPAMI、IEEE TBME、IEEE TNSRE、IEEE TIP、PR等权威刊物，所提方法被作为基准方法进行比较。研究工作在国际上引起广泛关注，并引发一系列后继研究，奥地利科学院院士、德国科学院院士、IEEE Fellow等一批本领域权威专家均对该项目的研究工作给予高度评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王海贤 研究员 东南大学 东南大学 该项目完成人对该项目《重要科学发现》中第1–4项发现点均做出了创造性贡献：1、提出了基于流形学习的鲁棒空间模式方法LPMIP、LTCSP、TLMSFA；2、提出了基于L1-范数表达的鲁棒空间模式方法LDA-L1、CSP-L1、wlCSPL1; 3、提出了基于L1-范数表达的同时鲁棒与稀疏空间模式方法2DPCAL1-S；4、提出了基于最小化Bayes错误率估计的鲁棒空间模式方法——WPC准则。其是8篇代表性论文的通讯作者/第一作者。 2 胡姿岚 讲师 安徽工业大学 安徽工业大学 该项目完成人对该项目《重要科学发现》中第1-2项发现点做出了贡献：1、提出了基于流形学习的鲁棒空间模式方法LPMIP；2、提出了基于L1-范数表达的鲁棒空间模式方法LDA-L1。其是第1、4篇代表性论文的共同作者。 3 陆雪松 副高级 东南大学 东南大学 该项目完成人对该项目《重要科学发现》中第2项发现点做出了贡献：提出了基于L1-范数表达的鲁棒空间模式方法LDA-L1，是第4篇代表性论文的共同作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Locality Preserved Maximum Information Projection / IEEE Transactions on Neural Networks / Wang Haixian, Chen Sibao, Hu Zilan, Zheng Wenming 2 Local Temporal Common Spatial Patterns for Robust Single-Trial EEG Classification / IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering / Wang Haixian, Zheng Wenming 3 Temporally Local Maximum Signal Fraction Analysis for Artifact Removal From Biomedical Signals / IEEE Transactions on Signal Processing / Wang Haixian 4 Fisher Discriminant Analysis with L1-Norm / IEEE Transactions on Cybernetics / Wang Haixian, Lu Xuesong, Hu Zilan, Zheng Wenming 5 L1-Norm-Based Common Spatial Patterns / IEEE Transactions on Biomedical Engineering / Wang Haixian, Tang Qin, Zheng Wenming 6 Regularized Filters for L1-Norm-Based Common Spatial Patterns / IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering / Wang Haixian, Li Xiaomeng 7 2DPCA with L1-Norm for Simultaneously Robust and Sparse Modelling / Neural Networks / Wang Haixian, Wang Jing 8 Multiclass Filters by a Weighted Pairwise Criterion for EEG Single-Trial Classification / IEEE Transactions on Biomedical Engineering / Wang Haixian	自然奖	王海贤,胡姿岚,陆雪松	东南大学,安徽工业大学	东南大学
162	0728-102	突触粘附分子调控学习记忆和睡眠等脑的高级活动的机制研究 项目名称 突触粘附分子调控学习记忆和睡眠等脑的高级活动的机制研究 推荐/提名单位/人 东南大学 主要完成单位 东南大学,中南大学 项目简介 突触是神经元与神经元或靶细胞之间形成的特化结构，是神经元间进行信号传递的基本单元，也是实现学习记忆、情绪等脑的高级功能的结构基础。Neurexin/Neuroligin是一对非对称的突触粘附分子，被认为在突触形成和突触传递过程中发挥重要的作用，然而它们在脑的高级活动中的作用及其机制不清楚。此外，临床遗传关联分析显示约有1%的孤独症患儿存在neurexin和neuroligin基因的变异。它们也是已知的孤独症中突变频率最高的基因之一，然而这些基因突变导致孤独症的机制尚不清楚。该项目针对Neurexin/Neuroligin系列分子，运用小鼠和果蝇模型，发现了它们参与联想式学习记忆和睡眠等脑的高级活动并阐明其作用机制；系统地阐明了它们在突触形成、突触传递和可塑性中的作用及其机制；发现了Neurexin具有介导视黄醇跨细胞转运的新功能；鉴定了中国汉族人群孤独症患者特有的neurexin基因的新突变，为孤独症的早期筛查和行为干预提供技术支撑。该项目取得的创新性成果包括：1.发现了Neurexin/Neuroligin参与联想式学习记忆和睡眠等脑的高级活动并阐明其作用机制：项目应用果蝇模型首先发现Neurexin参与联想式学习记忆及其机制；发现Neuroligin4调控睡眠行为，并阐明其通过募集GABAA受体介导了GABA信号传递进而调控睡眠行为的机制。上述研究建立突触粘附分子与脑的高级功能之间的直接联系。2.系统阐明Neurexin/Neuroligin调控突触形成、突触传递和可塑性的机制：阐明了Neurexin通过与多种突触前分子相互作用介导突触囊泡转运和循环进而调控突触传递和可塑性的分子机制；揭示Neuroligin通过促进突触后致密带的形成和突触后谷氨酸受体亚基的募集介导了突触形成、分化和细胞骨架动态变化调节突触传递；揭示了Neuroligin 1通过活性依赖的方式剪切产生胞内段介导细胞骨架重排进而调控突触可塑性的机制。上述系统研究详细阐明了突触粘附分子的功能。3.发现Neurexin具有介导视黄醇跨细胞转运的新功能：发现Neurexin具有介导视黄醇转运的作用，并揭示该作用不依赖于其突触功能，而是通过Neurexin与载脂蛋白ApoL相互作用进而稳定ApoL蛋白水平实现的。该研究阐明了Neurexin的非突触功能。4.鉴定neurexin基因的新突变是中国汉族人群中孤独症的风险因素：对中国汉族人群的孤独症患者的neurexin基因的外显子进行测序，鉴定发现neurexin 1基因SNP (rs2303298)是中国汉族人群中孤独症的风险因素，为孤独症的早期筛查提供依据。2003年以来该团队在突触粘附分子功能研究领域发表SCI论文32篇。其中8篇代表性论文发表于Neuron，J Cell Biol，J Neurosci等神经生物学和分子细胞生物学领域的高影响力期刊，被Science，Neuron，Nature Neurosci，Nature Rev Neurosci等期刊论文和Synaptic Plasticity，The Fractal Geometry of the Brain等近20部专著正面引用，得到包括诺贝尔奖得主、中国和美国科学院院士等在内的国内外同行的褒扬。J Cell Biol，J Biol Chem等学术刊物推荐为封面论文或亮点论文。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 谢维 教授 东南大学 东南大学 负责项目总体设计，提出研究思路，设计研究方案，组织项目实施，分析和总结研究数据和结果。对第1，2，3项发现做出了创造性贡献，为代表性论文1，2，3，4，5，7的通讯作者（附件1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.7），代表性论文6的共同作者（附件1.6）。 2 韩俊海 教授 东南大学 东南大学 负责组织项目实施，分析和总结研究数据和结果。对第1、2、3项发现做出了创造性贡献，为代表性论文2，6，7的通讯作者（附件1.2、1.6、1.7），代表性论文4的共同作者（附件1.4）。 3 孙明宽 其他 约翰霍普金斯大学医学院 东南大学 与谢维教授共同阐明Neurexin和Neuroligin对突触发育和突触传递的调控作用及其机制。对第1和2项发现做出了创造性贡献。为代表性论文4和5的第一作者（附件1.4、1.5），代表性论文7的共同作者（附件1.7）。 4 夏昆 研究员 中南大学 中南大学 负责组织项目实施，分析和总结研究数据和结果，对第4项发现做出了创造性贡献，为代表性论文8的通讯作者（附件1.8）。 5 田垚 讲师 东南大学 东南大学 与谢维教授和韩俊海教授共同发现Neurexin具有介导视黄醇跨细胞转运的作用。对第3项发现做出了创造性贡献。为代表性论文7的第一作者（附件1.7），代表性论文6的共同作者（附件1.6）。 6 刘安 副研究员 东南大学 东南大学 与谢维教授共同阐明哺乳动物Neuroligin1调控突触可塑性的机制。对第2项发现做出了创造性贡献。为代表性论文3的共同第一作者（附件1.3）。 7 周子凯 研究员 上海交通大学 东南大学 与韩俊海教授和谢维教授共同阐明Neuroligin4对睡眠行为的调控机制。对第1项发现做出了创造性贡献。为代表性论文2的共同第一作者（附件1.2）。与谢维教授共同阐明哺乳动物Neuroligin1调控突触可塑性的机制。对第2项发现做出了创造性贡献。为代表性论文3的共同第一作者（附件1.3）。 8 李涛 其他 加州大学旧金山分校 东南大学 与韩俊海教授共同阐明Neurexin通过介导突触囊泡循环调控突触可塑性的机制。对第2项发现做出了创造性贡献。为代表性论文6的第一作者（附件1.6），代表性论文7的共同作者（附件1.7）。 9 胡正茂 研究员 中南大学 中南大学 与夏昆研究员、赵靖平教授共同揭示neurexin基因的新突变是中国汉族人群中孤独症的风险因素。对第4项发现做出了创造性贡献。为代表性论文8的第一作者（附件1.8）。 10 甘光明 讲师 东南大学 东南大学 与谢维教授共同阐明Neuroligin2调控突触发育和突触传递的机制。对第2项发现做出了创造性贡献。为代表性论文4的共同作者（附件1.4）。 11 吕卉卉 工程师 东南大学 东南大学 与谢维教授和韩俊海教授共同阐明Neurexin调控突触可塑性的机制。对第2项发现做出了贡献。为代表性论文6的共同作者（附件1.6）。 12 李毅 其他 哈佛大学波士顿儿童医院 东南大学 与韩俊海教授和谢维教授共同阐明Neuroligin4对睡眠行为的调控机制。对第1项发现做出了创造性贡献。为代表性论文2的共同第一作者（附件1.2）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Mutation analysis of the NRXN1 gene in a Chinese autism cohort./ Journal of Psychiatric Research/ Liu Y, Hu Z, Xun G, Peng Y, Lu L, Xu X, Xiong Z, Xia L, Liu D, Li W, Zhao J, Xia K. 2 Neurexin-1 is required for synapse formation and larvae associative learning in Drosophila./FEBS letter/ Zeng X, Sun M, Liu L, Chen F, Wei L, Xie W. 3 Drosophila neuroligin 4 regulates sleep through modulating GABA transmission/Journal of Neuroscience/ Li Y, Zhou Z, Zhang X, Tong H, Li P, Zhang ZC, Jia Z, Xie W, Han J. 4 Neuroligin 1 regulates spines and synaptic plasticity via LIMK1/cofilin-mediated actin reorganization/Journal of Cell Biology/ Liu A, Zhou Z, Dang R, Zhu Y, Qi J, He G, Leung C, Pak D, Jia Z, Xie W. 5 Neuroligin 2 is required for synapse development and function at the Drosophila neuromuscular junction. /Journal of Neuroscience/ Sun M, Xing G, Yuan L, Gan G, Knight D, With SI, He C, Han J, Zeng X, Fang M, Boulianne GL, Xie W. 6 Genetic interaction between Neurexin and CAKI/CMG is important for synaptic function in Drosophila neuromuscular junction./Neurosci Res/ Sun M, Liu L, Zeng X, Xu M, Liu L, Fang M, Xie W 7 The Neurexin/N-Ethylmaleimide-sensitive Factor (NSF) Interaction Regulates Short Term Synaptic Depression./ The Journal of Biological Chemistry/ Li T, Tian Y, Li Q, Chen H, Lv H, Xie W, Han J 8 Neurexin regulates visual function via mediating retinoid transport to promote rhodopsin maturation. /Neuron/ Tian Y, Li T, Sun M, Wan D, Li Q, Li P, Zhang ZC, Han J, Xie W.	自然奖	谢维,韩俊海,孙明宽,夏昆,田垚,刘安,周子凯,李涛,胡正茂,甘光明,吕卉卉,李毅	东南大学,中南大学	东南大学
163	0728-103	社会网络中多Agent系统的任务分配与群智协同研究 项目名称 社会网络中多Agent系统的任务分配与群智协同研究 推荐/提名单位/人 东南大学 主要完成单位 东南大学 项目简介 社会网络中多Agent系统的任务分配与群智协同引起了人们的极大重视。而多重社会网络与混杂社会群体正在成为当前信息社会中的网络用户群体的一大典型特征。但是，已有研究还主要关注面向单一社会网络中个体之间的任务分配与群智协同，对于大规模社会网络的多重性与网络用户群体的混杂性所带来的挑战问题尚无系统性的研究。该项目致力于研究多重社会网络中混杂多Agent系统的三大核心问题：任务分配、群智交互、扩散协同。针对这些科学问题进行深入系统地研究，提出了感知社会网络情境的多Agent任务分配方法、大规模多重社会网络中混杂Agent群智交互模型、适应动态多重社会网络的异类Agent群体的扩散协同机制。创新性成果如下所示：1.感知社会网络情境的多Agent任务分配方法。针对社会网络中Agent需要互相合作贡献资源完成复杂任务的情况，提出了基于情境资源的任务分配方法及优先附着机制；针对Agent的社会网络情境的结构对执行任务的性能的重要影响，提出了基于社会网络交互情境结构的任务分配方法，包括均衡Agent资源与结构位置的任务分配方法、面向不同社会网络层次的Agent群体的任务分配方法；针对社会网络非可靠情境的问题，提出了非可靠社会网络情境下的任务分配方法，包括与资源访问效率相关的协商信誉机制为核心的任务可靠分配方法、基于情境信誉进行复杂众包任务可靠分配的方法。2.满足多重交互结构约束与群组模块聚集特性的混杂Agent群智交互模型。提出了满足多重交互结构约束的多Agent群智交互行为决策模型，能根据Agent之间的多重交互结构决定Agent在群集行为中的策略；提出了满足群组模块聚集特性的多Agent群智行为策略模型，从而保证群组内部的多Agent总效能最大化；提出了均衡全局结构影响与局部模块作用的Agent群集行为协调模型，使Agent在决定自己行为策略时，能根据具体情况均衡考虑来自全局的社会影响和来自局部的扩散作用，从而跟自己所在的局部模块环境和整体的结构环境保持协调平衡。3.适应动态多重社会网络的异类Agent群体的扩散协同机制。研究了感知多重社会网络结构的Agent扩散协同，揭示了多重耦合结构中特有的跨层扩散过程和多个网络层之间的耦合扩散关联机制；研究了非均衡性的大规模Agent策略扩散协同，揭示了群集精英扩散与叛逆扩散互相转换的机理，并发现了非平滑扩散协同中优势聚集效应发生的机理；研究了异类Agent的局部性结构混乱的扩散协同，发现了多Agent群智行为稳定性对混乱Agent数量和程度的敏感机理。该项目的8篇代表性论文都发表在IEEE Transactions。第一完成人被聘为《计算机学报》以及《IEEE Access》等国际期刊的编委、多次担任IJCAI/AAAI/AAMAS等顶级会议的PC委员，曾经获得教育部新世纪优秀人才、全国优秀博士学位论文提名奖、江苏省首届杰出青年基金、江苏省六大人才高峰等奖励。成果被六十多位本领域的权威学者（IEEE Fellow）列为相关领域的重要代表性成果进行大篇幅的介绍和积极评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 蒋嶷川 教授 东南大学 东南大学 该项目负责人，对科学发现点1、2、3均有重要贡献，是所有8篇代表性论文的通信作者，是代表性论文1、2、3、4、6、7、8的第一作者。具体提出了感知社会网络情境的多Agent任务分配方法、提出了满足多重交互结构约束与群组模块聚集特性的混杂Agent群智交互模型、研究了适应动态多重社会网络的异类Agent群体的扩散协同机制。 2 周一峰 讲师 东南大学 东南大学 在科学发现点1中做出重要贡献，是代表性论文2的主要作者。具体提出了一种与资源访问效率相关的协商信誉机制为核心的任务可靠分配方法，该方法比起传统的基于资源和基于博弈的任务分配方法，更能有效地提高任务成功率和降低任务执行时间。 3 王万元 讲师 东南大学 东南大学 在科学发现点2中做出重要贡献，是代表性论文5的第一作者。具体针对大规模社会网络用户协同的群组或社区组织模式问题，研究了群组模块聚集对Agent行为策略所产生的影响，提出的模型算法能使得Agent在群集行为中根据其所在的群落模块的聚集特性选择自己的行为策略，从而保证群组内部的多Agent总效能最大化。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Contextual resource negotiation-based task allocation and load balancing in complex software systems/IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems/Yichuan Jiang, Jiuchuan Jiang 2 Task allocation for undependable multiagent systems in social networks/IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems/Yichuan Jiang, Yifeng Zhou, Wanyuan Wang 3 The rich get richer: preferential attachment in the task allocation of cooperative networked multiagent systems with resource caching/IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part A: Systems and Humans/Yichuan Jiang, Zhichuan Huang 4 Decision making of networked multiagent systems for interaction structures/IEEETransactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part A: Systems and Humans/Yichuan Jiang, Jing Hu, Donghui Lin 5 Community-aware task allocation for social networked multiagent systems/IEEE Transactions on Cybernetics/Wanyuan Wang, Yichuan Jiang 6 Diffusion in social networks: a multiagent perspective/IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems/Yichuan Jiang, J.C.Jiang. 7 Understanding social networks from a multiagent perspective/ IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems/Yichuan Jiang, J.C.Jiang. 8 Concurrent collective strategy diffusion of multiagents: the spatial model and case study/IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part C: Applications and Reviews/Yichuan Jiang	自然奖	蒋嶷川,周一峰,王万元	东南大学	东南大学
164	0728-104	基于补氢脱氧的生物质催化快速热解产物高值化利用基础理论与方法 项目名称 基于补氢脱氧的生物质催化快速热解产物高值化利用基础理论与方法 推荐/提名单位/人 东南大学 主要完成单位 东南大学 项目简介 该项目属于生物质能利用领域。生物质能的推广利用有助于缓解日益严重的能源与环境问题，在众多的生物质能源化开发途径中，催化快速热解制油技术具备良好的前景。但该技术所得生物油存在缺氢多氧的显著问题，需要开展针对性改善研究。在国家自然科学基金等项目的支持下，该项目从原料、催化剂和反应器等多方面对生物质催化快速热解制油技术进行了全面的优化研究，构建了基于补氢脱氧的生物质催化快速热解制油基础理论与方法。1原料层面—揭示生物质和多氢原料催化共热解制取富烃生物油反应特性和协同效应机制在原料方面创新性地开展了基于补氢策略的生物质和多氢原料催化共热解研究，为从生物质原料源头补氢建立了理论基础。发现了催化共热解过程促进烃类生成和抑制催化剂结焦的协同效应；解析了基于烃池机理的生物质和多氢原料催化共热解制取富烃生物油过程的协同效应机制，利用现代表征技术和小试实验解决了该过程中机理性基础科学问题。2催化剂层面-系统构建了生物质快速热解过程催化剂的抗结焦方法在催化剂方面系统提出了以ZSM-5分子筛为代表的催化剂抗结焦改性调控的新方法，解决了生物质催化快速热解制油过程催化剂结焦问题，提高了催化剂脱氧效果。发现了催化剂外表面酸位点特性及催化剂结构是影响结焦的重要因素；提出了预结焦和惰性物质外表面沉积的选择性弱化分子筛外表面酸性位同时保留内表面酸性位的抗结焦改性方法；建立了构建催化剂介微孔复合结构以抑制结焦的基础理论，提出了化学改性的介微孔复合结构催化剂的构筑新方法。3反应器层面—生物质微波加热双级催化热解制取富烃生物油新方法的率先构建独辟蹊径从反应器角度出发，率先构建了生物质微波加热双级催化热解制取富烃生物油的新方法。通过添加微波吸收剂提高了生物质物料的升温速率，实现了微波加热快速热解；发展出生物质微波加热双级催化热解制油方法，建成了我国首套15kg/d的连续式生物质微波加热双级催化热解制取富烃生物油实验系统；完成了反应全过程建模，解析了反应器中速度场、温度场、产物浓度分布，预测了气、液、固产率及生物油中烃类的含量。4掌握了适用于流化床电极直接碳燃料电池的生物质活性炭制备及其改性方法以竹子为原料，分别以KOH和K2CO3为活化剂，采用化学活化法制备了适用于直接碳燃料电池（DCFC）的生物质活性炭，掌握了活化条件对活性炭比表面积的影响，揭示了镍负载法对改善活性炭导电性能的作用，并分析了HNO3浸渍在提高活性炭表面官能团含量和降低活性炭灰分方面的应用。项目团队在本领域国际权威刊物共发表SCI论文29篇，其中8篇代表性论文被SCI他引159次。引用者包括生物质能利用领域知名专家王树荣教授、Roger Ruan教授等，引用单位包括美国斯坦福大学、布朗大学、明尼苏达大学、爱荷华州立大学、加拿大阿尔伯塔大学等。推进了工程热物理、环境科学与材料化学的学科交叉，为生物质催化热解制油技术研发及其规模化应用完善了理论基础与方法。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 仲兆平 教授 东南大学 东南大学 该项目学术带头人，总体学术思路的提出者，制定了总体研究方案和技术路线，落实具体研究工作。对发现点1、2和3均做出重要贡献，具体贡献为：提出了基于补氢策略的生物质和多氢原料催化共热解方法；发现了催化剂外表面酸位点特性及催化剂结构是影响结焦的重要因素；提出了以预结焦和惰性物质外表面沉积为代表的选择性弱化分子筛外表面酸性位同时保留其内表面酸性位的抗结焦改性方法；筛选出了高效微波吸收剂，突破了微波加热中速热解瓶颈；建成了我国首套生物质处理量15kg/d的连续式生物质微波加热双级催化热解制取富烃生物油综合实验系统。是代表性论文1-7的通讯作者。 2 张波 讲师 东南大学 东南大学 项目骨干成员，对发现点1和2做出重要贡献，具体贡献为：与第一完成人共同解析了基于烃池机理的生物质和多氢原料催化共热解制取富烃生物油过程的协同效应机制；建立了构建催化剂介微孔复合结构以抑制结焦的基础理论，提出了通过基于水热处理、EDTA螯合脱铝等化学改性手段的介微孔复合结构催化剂的构筑新方法；发展出生物质微波加热双级催化热解制油方法。是代表性论文1、4、7的第一作者。 3 宋敏 副教授 东南大学 东南大学 项目骨干成员，对发现点2做出重要贡献，具体贡献为：利用SiO2为载体制备了多种固体酸催化剂催化酯化对生物油提质，裂解油含水量从36.28wt%降低到17.33 wt%，动态黏度从97.18 mm2/s降低到4.42 mm2/s，含氧有机酸从11.49 wt%降低到3.23 wt%，酯类含量从3.23 wt%增加到26.56 wt%，证明固体酸催化剂对生物油中的有机酸转化为酯具有较高的催化活性，同时可提高生物油的稳定性和流动性。提质生物油在5℃恒温下老化6个月后仍能保持较好黏度和流动性。是代表性论文8的第一作者。 4 张居兵 副教授 南京师范大学 东南大学 项目骨干成员，对发现点3做出重要贡献，具体贡献为：开发出新型碳基材料作为高效微波吸收剂；完成了生物质微波加热双级催化热解制取富烃生物油反应全过程建模。是代表性论文2的第一作者。 5 王佳 其他 东南大学 东南大学 项目骨干成员，对发现点1和2做出重要贡献，具体贡献为：发现了催化共热解过程促进烃类生成和抑制催化剂结焦的协同效应；和第一完成人一起发现了催化剂外表面酸位点特性及催化剂结构是影响结焦的重要因素，一起提出了以预结焦和惰性物质外表面沉积为代表的选择性弱化分子筛外表面酸性位同时保留其内表面酸性位的抗结焦改性方法。是代表性论文3、6的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Optimizing anti-coking abilities of zeolites by ethylene diamine tetraacetie acid modification on catalytic fast pyrolysis of corn stalk / Journal of Power Sources / Bo Zhang, Zhaoping Zhong, Zuwei Song, Kuan Ding, Paul Chen, Roger Ruan 2 Characteristics of a fluidized bed electrode for a direct carbon fuel cell anode / Journal of Power Sources / Jubing Zhang, Zhaoping Zhong, Dekui Shen, Jianmin Xiao, Zongming Fu, Huiyan Zhang, Jinxiao Zhao, Weiling Li, Min Yang 3 Modification and regeneration of HZSM-5 catalyst in microwave assisted catalytic fast pyrolysis of mushroom waste / Energy Conversion and Management / Jia Wang, Zhaoping Zhong, Zuwei Song, Kuan Ding, Aidong Deng 4 Catalytic fast pyrolysis of mushroom waste to upgraded bio-oil products via pre-coked modified HZSM-5 catalyst /Bioresource Technology / Jia Wang, Zhaoping Zhong, Kuan Ding, Zeyu Xue 5 Catalytic fast co-pyrolysis of biomass and food waste to produce aromatics: Analytical Py-GC/MS study / Bioresource Technology / Bo Zhang, Zhaoping Zhong, Min Min, Kuan Ding, Qinglong Xie, Roger Ruan 6 Application of mineral bed materials during fast pyrolysis of rice husk to improve water-soluble organics production / Bioresource Technology / Rui Li,Zhaoping Zhong, Baosheng Jin, Aijun Zheng 7 Production of aromatic hydrocarbons from catalytic co-pyrolysis of biomass and high density polyethylene: Analytical Py-GC/MS study / Fuel / Bo Zhang, Zhaoping Zhong, Kuan Ding, Zuwei Song 8 Different solid acid catalysts influence on properties and chemical composition change of upgrading bio-oil. / Journal of Analytical and Applied Pyrolysis / Min Song, Zhaoping Zhong, JiajiaDai	自然奖	仲兆平,张波,宋敏,张居兵,王佳	东南大学	东南大学
165	0728-105	石墨烯电磁基础模型及其表面等离激元机理研究 项目名称 石墨烯电磁基础模型及其表面等离激元机理研究 推荐/提名单位/人 东南大学 主要完成单位 东南大学,湖南大学,北京交通大学 项目简介 石墨烯光电子器件已成为信息科学与技术研究领域中的核心器件，被《电子工程时代》列为“全球十大新兴技术”之一。石墨烯表面等离激元（以下简称SPP）因能工作在太赫兹和红外频段以及具有主动可调等传统贵金属不具备的优势，被诺奖得主K. S. Novoselov教授认为将为下一代光电子器件、通信技术等带来革命性的进步（Nature Photon., 6(11): 749, 2012）。但是石墨烯作为一种全新的二维材料，其基本电磁特性及其SPP的传输、电磁耦合等关键科学问题亟需进行探索和研究。该项目自2012年起，在国际上较早开展石墨烯电磁建模、SPP传输与耦合的理论与应用基础研究，探索了石墨烯SPP耦合机理，为石墨烯SPP的应用提供了重要的理论依据，主要创新性工作有：1. 建立了原子尺度、六角蜂窝状结构石墨烯二维材料的基础电磁模型，解决了石墨烯电磁特性计算与分析面临基础模型缺失的困难，发现并证明了石墨烯SPP工作在太赫兹频段与具有可调特性的独特优势，揭示了石墨烯SPP与介质之间的相互作用规律以及介质对石墨烯SPP的调控机理，为石墨烯SPP的应用研究提供了重要的理论基础。得到本领域国际著名专家美国工程院院士、美国加州大学伯克利分校的X. Zhang教授、IEEE Fellow美国科罗拉多大学S. D. Gedney 教授等的引用与肯定。（代表性论文1-3，附件1-3）2. 建立了石墨烯SPP的传输模型，包括自由空间与具有介质衬底情形，发现石墨烯SPP传输具有长程特性、在任意弯曲表面超强束缚性以及传播常数与传播方向具有可调控性等的独特优势，为石墨烯SPP传输机理及其在导波器件的应用研究提供理论支撑，石墨烯表面等离子体领域国际顶级专家、美国宾州大学N. Engheta教授用“极好”（Excellent）来评价相关工作。（代表性论文4、5，附件4、5）3. 针对石墨烯SPP的电磁耦合问题，揭示了石墨烯纳米条带与纳米环之间的SPP近场耦合机理，证明了边缘模式对SPP近场耦合具有显著增强作用；揭示了皱褶型与平板型构成的双层石墨烯SPP耦合机理，给出了石墨烯SPP调控的新途径；揭示了石墨烯SPP与硅基导波之间的耦合与调控机理。为石墨烯SPP滤波、开关、调制解调等器件的设计提供了理论基础。相关工作得到中国科学院姚建铨院士以及国家纳米科学中心戴庆教授等引用和正面评价。（代表性论文6-8，附件6-8）该项目建立了自由空间、多层介质以及耦合传输等的电磁基础模型，揭示了石墨烯SPP的独特优势与传输规律，受到国内外本领域专家学者的广泛肯定和引用。共在Appl.Phys.Lett.、Opt. Lett.、Opt. Express等国际高水平期刊发表SCI论文60余篇，Google Scholar 引用1000余次，8篇代表作共被他引470 次，其中SCI他引351次（附件17，检索报告）。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陆卫兵 教授 东南大学 东南大学 完成人对本项目中“重要科学发现“中的第1、第2重要科学发现做出了创新性贡献，主要贡献包括：建立了碳原子厚石墨烯二维材料的准确电磁模型；给出表面等离子体（SPP）波能局域在弯曲表面上的曲率半径阈值近似计算公式，数值证明了石墨烯比传统贵金属对SPP波具有更强的束缚性，首次设计出了柔性光学变换SPP器件；提出了利用介质对石墨烯SPP波传输进行调控的方法，给出了介质－石墨烯－介质三明治结构的等效电磁模型，成功实现了对石墨烯SPP波传输特性进行连续渐变的调控。对实现石墨烯的SPP特性分析、石墨烯SPP传输与调控及其在柔性SPP器件的应用具有重要意义和价值。为代表性论文1，2，8的通信作者，为代表性论文4的第一作者和通信作者。 2 王玲玲 教授 湖南大学 湖南大学 完成人对本项目中“重要科学发现“中的第3重要科学发现做出了创新性贡献，在本项目中的主要贡献主要在石墨烯等离激元的耦合模型与耦合机理研究方面。所提出的基于单层石墨烯条窄和石墨烯环构成的性能优异的SPP器件，揭示了其电磁耦合的物理机制，论证了边缘模式是增强物体之间电磁耦合的关键因素。提出一种新颖的双层石墨烯PIT器件，利用正弦型石墨烯与石墨烯平板结合构造了双层石墨烯SPP诱导PIT器件，通过改变光栅幅值与间隔距离实现频率调谐，也可通过改变石墨烯费米能实现其主动控制，避免了复杂的加工，为本领域的相关研究提供了简便有效的新思路。相关研究为石墨烯SPP器件的设计及其相关应用奠定了基础。为代表性论文6，7的通讯作者。 3 任国斌 教授 北京交通大学 北京交通大学 完成人对本项目中“重要科学发现“中的第1、第2重要科学发现做出了创新性贡献，在本项目中的主要贡献主要在石墨烯-介质多层结构双曲超材料波导以及石墨烯包覆纳米线的导波特性研究方面。所提出的双曲超材料的模型和石墨烯包覆介质纳米线的SPP解析模型为本领域的相关研究提供了简便高效的强有力理论工具。相关研究结论如石墨烯-介质多层结构双曲超材料波导能够在中红外和远红外波段支持具有高达90的有效折射率的模式的传播、单模石墨烯包覆介质纳米线的提出以及石墨烯包覆纳米探针优良的聚焦特性等为石墨烯波导器件的设计及其在微纳光电集成与传感方面的相关应用奠定了基础。为代表性论文3,5的通讯作者。 4 刘震国 副教授 东南大学 东南大学 完成人对本项目中“重要科学发现“中的第3重要科学发现做出了创新性贡献，在本项目中的主要贡献在石墨烯等离激元的耦合模型与耦合机理研究方面，与本项目第一完成人共同开展石墨烯电磁特性及其应用研究，结合混合SPP波导与石墨烯提出了带有硅光耦合输入输出的电光调制器。利用SPP波导对场的高度局域，可突破光学衍射极限特性以及结合水平放置的混合SPP波导中的电场在石墨烯面内的分布特性，获得了低能耗及宽带调制特性的电光调制器。该研究成果为设计光电子功能器件提供了很好的参考。该代表作已经得到国内外著名学者的肯定和引用。为代表性论文8的共同作者。 5 翟翔 副高级 湖南大学 湖南大学 完成人对本项目中“重要科学发现“中的第3重要科学发现做出了创新性贡献，在本项目中的主要贡献主要在石墨烯等离激元的耦合模型与耦合机理研究方面。所提出的基于单层石墨烯条窄和石墨烯环构成的性能优异的SPP器件，揭示了其电磁耦合的物理机制，论证了边缘模式是增强物体之间电磁耦合的关键因素。提出一种新颖的双层石墨烯PIT器件，利用正弦型石墨烯与石墨烯平板结合构造了双层石墨烯SPP诱导PIT器件，通过改变光栅幅值与间隔距离实现频率调谐，也可通过改变石墨烯费米能实现其主动控制，避免了复杂的加工，为本领域的相关研究提供了简便有效的新思路。相关研究为石墨烯SPP器件的设计及其相关应用奠定了基础。为代表性论文6，7的共同作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Beam-scanning planar lens based on graphene/Applied Physics Letters/Hong Ju Xu, Wei Bing Lu*, Yun Jiang, Zheng Gao Dong 2 Efficient manipulation of surface plasmon polariton waves in graphene/ Applied Physics Letters/ Hong Ju Xu, Wei Bing Lu*, Wei Zhu, Zheng Gao Dong, Tie Jun Cui 3 Nanoscale dielectric-graphene-dielectric tunable infrared waveguide with ultrahigh refractive indices/ Optics Express / Bofeng Zhu, Guobin Ren*, Siwen Zheng, Zhen Lin, and Shuisheng Jian 4 Flexible transformation plasmonics using graphene/ Optics Express/ Wei Bing Lu*, Wei Zhu, Hong Ju Xu, Zhen Hua Ni, Zheng Gao Dong, Tie Jun Cui 5 Analytical model for plasmon modes in graphene-coated nanowire/ Optics Express/ Yixiao Gao, Guobin Ren*, Bofeng Zhu, Huaiqing Liu, Yudong Lian, and Shuisheng Jian 6 Investigation of the graphene based planar plasmonic filters/Applied Physics Letters/ Hong-Ju Li, Ling-Ling Wang*, Jian-Qiang Liu, Zhen-Rong Huang, Bin Sun, Xiang Zhai 7 Dynamically tunable plasmonically induced transparency in sinusoidally curved and planar graphene layers/ Optics Express/Sheng-Xuan Xia, Xiang Zhai, Ling-Ling Wang*, Bin Sun, Jian-Qiang Liu, Shuang-Chun Wen 8 Waveguide-coupled hybrid plasmonic modulator based on grapheme/ Applied Optics/ Bao Hu Huang, Wei Bing Lu*, Xiao Bing Li, Jian Wang and Zhen Guo Liu	自然奖	陆卫兵,王玲玲,任国斌,刘震国,翟翔	东南大学,湖南大学,北京交通大学	东南大学
166	0729-101	石墨烯薄膜的化学气相沉积法可控制备与掺杂机制 项目名称 石墨烯薄膜的化学气相沉积法可控制备与掺杂机制 推荐/提名单位/人 南京航空航天大学 主要完成单位 南京航空航天大学,中国科学院上海微系统与信息技术研究所 项目简介 本项目属于信息功能材料领域的基础研究。石墨烯具有独特的二维结构和优异的电学特性，在电子材料领域有广阔的应用前景。制备出高质量石墨烯薄膜是电子材料应用的前提和基础，化学气相沉积 (CVD) 法在制备高质量和大面积均匀薄膜方面显示出巨大的优势，但大面积石墨烯薄膜的应用具备巨大发展潜力的同时，还面临许多亟需解决的重大科学难题，主要包括 (1) 石墨烯的可控电性掺杂与机理；(2) 大尺寸高质量石墨烯单晶的可控制备与生长机制；(3) 低温(400℃)条件下石墨烯成核与大面积外延生长。本项目组以CVD法可控制备石墨烯薄膜和掺杂机制研究为主线，提出了多种解决科学难题的方法，取得了如下科学发现和创新性成果：科学发现点1. 石墨烯的晶格掺杂与层间掺杂机制：发现通过对等离子刻蚀程度、退火温度和气氛的控制，可实现石墨烯的晶格掺杂，揭示了杂质原子的晶格占位状态对石墨烯性能影响的规律；提出了三温区CVD法制备掺杂石墨烯的方法，通过调节掺杂元素前驱物的质量，解决了氮和硼元素在石墨烯晶格中的可控掺杂问题。发现了石墨烯层间掺杂时影响石墨烯导电性的主要因素，解决了石墨烯层间掺杂时提高导电性能和稳定性的问题。科学发现点2. CVD 法高温制备石墨烯时影响晶畴长大的调控机理：发现了Cu衬底表面平整度、氢气流量和含苯环固态碳源温度三大调控机理对石墨烯晶畴长大的制约关系，建立了石墨烯成核生长和动态刻蚀的理论模型，揭示了含苯环固态碳源与反应气体协同作用下石墨烯单晶的生长规律，突破了毫米级石墨烯单晶制备的瓶颈；建立了第一性原理和分子动力学模拟计算的模型，揭示了石墨烯边界刻蚀时形成最优边界形貌和结构的规律。科学发现点3. 石墨烯薄膜的低温形核生长与可控制备的物理学规律：发现了低温衬底上石墨烯生长对成核密度、Cu衬底表面临界活性碳浓度和人工籽晶的依赖关系，揭示了影响低温下石墨烯成核与长大的关键因素，提出了利用人工籽晶抑制石墨烯的无序生长的思路，利用含苯环碳源和远程等离子增强CVD技术，解决了400℃低温下在Cu衬底上制备大面积石墨烯薄膜的难题；利用连续介质力学建模和第一性原理计算，揭示了可控氧化形成锯齿状边界石墨烯纳米带的物理机制与实现途径。本项目将理论研究揭示的石墨烯纳米结构调控规律用于指导石墨烯薄膜的制备，在国际上率先实现 在Cu 表面大于1 毫米石墨烯单晶的制备；攻克了晶格可控掺杂和面内载流子调控等关键技术；通过引入人工籽晶实现了在400℃条件下大面积石墨烯的生长，部分解决了与现有电子器件工艺相互兼容的难点问题。 项目成果的8篇代表作中有7篇发表在影响因子3以上的SCI期刊，包括Adv Funct Mater (IF=13.325)，Nanoscale (IF=7.233)，ACS Appl Mater Inter (IF=8.097)等高影响因子期刊；论文被中外研究人员的SCI论文他引307次，单篇最高SCI他引110次；SCI他引论文包括Chem Rev (IF=52.613)和Chem Soc Rev (IF=40.182)等著名综述期刊论文。成果还包括授权国家发明专利1项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 沈鸿烈 研究员 南京航空航天大学 南京航空航天大学 作为项目整体负责人，提出了含苯环碳源CVD法制备石墨烯薄膜的整体研究思路，设立了石墨烯薄膜可控制备的技术路线和实验规范，确保了实验的顺利进行；发现了石墨烯单晶畴形核、长大与成膜与衬底平整度、氢气流量和含苯碳源温度关联的规律；揭示了杂质原子的晶格占位状态对石墨烯中缺陷、能带结构和电学特性的影响规律，发展了人工籽晶层和远程等离子增强CVD实现石墨烯低温合成的新技术，为高质量石墨烯薄膜的低温外延生长奠定坚实的基础。对发现点1、2和3做出了创造性贡献，获得授权发明专利1项（ZL201210007583.1），是代表性论文1-5的通讯作者。 2 郭宇锋 教授 南京航空航天大学 南京航空航天大学 建立了第一性原理和分子动力学模拟计算的模型，发现了石墨烯边界刻蚀时形成最优边界形貌和结构的规律，揭示了可控氧化形成锯齿状边界石墨烯纳米带的物理机制与实现途径。对发现点2做出了创造性贡献，对发现点3做出了重要贡献，是代表性论文6、7和8的第一作者和通讯作者。 3 吴天如 副研究员 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 是发现点1-3的核心贡献者。在发现点1中，完成人采用含苯环固态碳源通过CVD形核控制，在国际上率实现 Cu 表面>1 毫米石墨烯单晶制备，提出了含苯环碳源与反应气体协同作用下石墨烯成核生长和动态刻蚀的规律。在发现点2工作中，完成人提出了石墨烯的晶格掺杂与层间掺杂机理。阐述了石墨烯晶格掺杂、价键结构分类和形成机制，揭示了掺杂原子的晶格占位状态对石墨烯能带结构的影响规律。在发现点3的工作中，完成人通过人工籽辅助实现石墨烯的低温外延生长。揭示了利用人工籽晶控制石墨烯形核、抑制无序生长的新方法，实现了400 ℃温度下高质量石墨烯的生长。是代表性论文1-5的第一作者。 4 丁古巧 研究员 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 是发现点2和3的重要贡献者。在发现点2中，完成人主要参与完成了含苯环固态碳源通过CVD形核控制，在国际上率实现 Cu 表面>1 毫米石墨烯单晶制备这一研究成果的工作。参与了了含苯环碳源与反应气体协同作用下石墨烯成核生长和动态刻蚀的规律分析。是代表性论文3的作者。在发现点3中，完成人参与了通过人工籽辅助实现石墨烯的低温外延生长工作，提出了利用人工籽晶控制石墨烯形核、抑制无序生长的新方法，实现了400 ℃温度下高质量石墨烯的生长。是代表性论文4的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Nitrogen and boron doped monolayer graphene by chemical vapor deposition using polystyrene, urea and boric acid/New Journal of Chemistry /Tianru Wu, Honglie Shen, Lei Sun, Bin Cheng, Bing Liu and Jiancang Shen 2 Facile Synthesis of Ag Interlayer Doped Graphene by Chemical Vapor Deposition Using Polystyrene As Solid Carbon Source/ACS Applied Materials & Interfaces /Tianru Wu, Honglie Shen, Lei Sun, Bin Cheng, Bing Liu and Jiancang Shen 3 Triggering the Continuous Growth of Graphene Toward Millimeter-Sized Grains /Advanced Functional Materials/Tianru Wu, Guqiao Ding, Honglie Shen, Haomin Wang, Lei Sun, Da Jiang, Xiaoming Xie and Mianheng Jiang 4 Continuous graphene films synthesized at low temperatures by introducing coronene as nucleation seeds /Nanoscale /Tianru Wu, Guqiao Ding, Honglie Shen, Haomin Wang, Lei Sun, Yun Zhu, Da Jiang and Xiaoming Xie 5 Three step fabrication of graphene at low temperature by remote plasma enhanced chemical vapor deposition/RSC Advances/Tianru Wu, Honglie Shen, Lei Sun, Jiayi You, Zhihao Yue 6 Opening carbon nanotubes into zigzag graphene nanoribbons by energy-optimum oxidation/Phys. Rev. B/Y. F. Guo, L. Jiang, W. L. Guo 7 Selective Oxidation of Carbon Nanotubes into Zigzag Graphene Nanoribbons/J. Phys. Chem. C/ Y. F. Guo, Z. H. Zhang, W. L. Guo 8 Favorable Zigzag Configuration at Etched Graphene Edges/J. Phys. Chem. C/ Y. F. Guo, W. L. Guo	自然奖	沈鸿烈,郭宇锋,吴天如,丁古巧	南京航空航天大学,中国科学院上海微系统与信息技术研究所	南京航空航天大学
167	0730-101	承载表面润湿、润滑与摩擦学特性及仿生调控 项目名称 承载表面润湿、润滑与摩擦学特性及仿生调控 推荐/提名单位/人 南京理工大学 主要完成单位 南京理工大学 项目简介 该项目属机械学科中的摩擦学领域，并材料学及仿生等多学科交叉融合。摩擦磨损是能源消耗和机械及装备失效的主要形式，也是医疗器械、植入器件及人体器官等失效与损伤的主要因素。亲水和疏水是润湿性的两种相反表面性质，承载表面润湿、润滑状态对摩擦磨损有重要影响。项目组多年来在国家自然科学基金和国家“863”的持续资助下，深入系统地研究了承载表面润滑、润湿性对摩擦学特性的影响规律。基于磨损机制与仿生方法，设计制备了系列高润湿、低摩擦、超疏水的耐磨承载表界面，发展了承载表界面润湿、润滑与耐磨性能的仿生调控方法。创新与发现如下：1. 发现不同润滑条件下置换关节承载表面具有不同的磨损机制，澄清了50多年来磨损机制混乱问题。发现UHMWPE在4种不同润滑条件下对应有4种不同的磨损机制。基于仿生滑液润滑下UHMWPE磨损表面裂纹萌生、深层扩展的疲劳磨损机制，提出采用碳纤维、纳米颗粒为桥联剂及辐照交联技术对UHMWPE进行改性增强抗裂纹扩展的能力，改善了润湿性，明显降低摩擦系数，显著提高了耐磨性。2. 发现承载表面润湿性、吸水状态对其摩擦性能影响非常敏感，揭示了承载表层含水使其溶胀、易剪切导致的低摩擦机制。基于干摩擦与水溶液润滑下UHMWPE的初始摩擦系数接近的试验结果，发现其摩擦系数对其吸水状态非常敏感，表面高的润湿性和吸水是低摩擦的根源。基于该发现和天然关节软骨超润滑功能，提出在关节承载表面进行仿生微孔织构化、仿生接枝亲水性聚合物刷，改善了润湿性，实现了接近天然关节软骨的超润滑性能。3.发展了具有天然关节软骨多孔含水结构、固-液两相润滑与减振功能的PVA基水凝胶软骨修复与置换承载表面，提出了评估软-硬界面接触摩擦性能的赫兹接触模型。提出添加亲水性聚合物、纳米羟基磷灰石及γ射线辐照交联的协同增强水凝胶制备方法，揭示了组分和工艺对凝胶的结构、力学与摩擦学性能的影响规律；实现了水凝胶关节软骨结构与性能的可控制备。提出了评价软-硬界面接触摩擦性能的赫兹接触模型，试验规律与模型预测一致。4. 模仿荷叶表面微纳结构和超疏水功能，通过表面微结构、界面化学修饰成份进行定向设计，发展了高机械稳定性、耐久及耐磨性的低粘附、超疏水摩擦承载表面，其耐磨性实现了突破，为超疏水表界面的实际应用奠定了基础。围绕该项目，第一完成人共发表SCI论文82篇。8篇代表作被SCI他引540次，2篇入选ESI高被引论文，引文包括Chemical Reviews、Prog.Mater.SCI、 Adv.Mater、Adv.Funt.Mater、ACS.Nan及PNAS等期刊。引文作者包括来自美、德、英、日等70个国家和地区的258个研究机构的2163位科学家，其中包括美国国家工程院院士N. A. Peppas教授，美国生物材料学会主席T. J. Webste教授、美国俄亥俄州立大学B. Bhushan教授，英国皇家工程院院士J.Fisher教授、英国皇家化学学会会士L.Z. Wang教授、瑞士工程科学院院士S.Nicholas教授以及中国的3位院士等。该项目获发明专利授权12项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 熊党生 教授 南京理工大学 南京理工大学 作为项目负责人，组织项目实施，提出项目研究方案，并参与项目研究与实验。对发现点一、二、三和四均有作出重要创造性贡献。为代表性论文1、2、3的第一作者和通讯作者、代表性论文4、5、6、7、8的通讯作者。是12项发明专利中10项发明专利的第一发明人，另2项发明专利第二和第三发明人。 2 王楠 讲师 江苏大学 南京理工大学 在南京理工大学读博期间，在合作者熊党生教授指导下开展本项目研究，发展了具有优异摩擦学性能的超浸润界面及其制备方法，实现了超亲水-亲水-疏水-超疏水可控的界面过度制备工艺。对发现点4作出了重要贡献，是代表性论文7和8的第一作者，是发明专利11的第一发明人，发明专利12的第二发明人。 3 石雁 讲师 贵州大学 南京理工大学 在南京理工大学读博期间，在合作者熊党生教授指导下，开展水凝胶软骨承载界面研究，对发现点三做出了重要贡献，是代表性论文5的第一作者，发明专利10的第二发明人。 4 潘育松 教授 安徽理工大学 南京理工大学 在南京理工大学读博期间，在合作者熊党生教授指导下，开展PVA基水凝胶软骨摩擦学特性与性能调控研究，阐明了水凝胶软骨的摩擦学规律，对发现点三做出了重要贡献，是代表性论文6的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Friction and wear properties of UHMWPE composites reinforced with carbon fiber/Materials Letters/Xiong Dangsheng 2 Influence of surface PMPC brushes on tribological and biocompatibility properties of UHMWPE/Applied Surface Science/ Xiong Dangsheng, Deng Yaling, Wang Nan, Yang Yuanyuan 3 Novel PVP/PVA hydrogels for articular cartilage replacement/Materials Science and Engineering: C-Materials for Biological Applications /Ruyin Ma, Dangsheng Xiong, Feng Miao, Jinfeng Zhang, Yan Peng 4 Microstructure and friction properties of PVA/PVP hydrogels for articular cartilage repair as function of polymerization degree and polymer concentration/ Wear/ Yan Shi, Dangsheng Xiong 5 A study on the friction properties of poly(vinyl alcohol) hydrogel as articular cartilage against titanium alloy/Wear/Pan Yusong, Xiong Dangsheng, Ma Ruyin 6 Mechanically robust superhydrophobic steel surface with anti-icing, UV-durability, and corrosion resistance Properties/ ACS Applied Materials & Interfaces/Wang, Nan; Xiong, Dangsheng; Deng, Yaling; Shi Yan; Wang Kun 7 Designing durable and flexible superhydrophobic coatings and its application in oil purification/Journal of Materials Chemistry A/ Wang, N; Lu, Y ; Xiong, DS; Carmalt, CJ; Parkin, IP 8 Friction and wear properties of UHMWPE/Al2O3 ceramic under different lubricating conditions/Wear /Dangsheng Xiong, Shirong Ge	自然奖	熊党生,王楠,石雁,潘育松	南京理工大学	南京理工大学
168	0732-102	基于复杂异质生物数据的预测算法研究与应用 项目名称 基于复杂异质生物数据的预测算法研究与应用 推荐/提名单位/人 中国矿业大学 主要完成单位 中国矿业大学,中国科学院数学与系统科学研究院,中国科学院新疆理化技术研究所 项目简介 随着信息技术的飞速发展，生物医学领域进入了海量数据时代，对生物医学大数据的有效应用是使其体现巨大科学与产业价值的关键。利用生物信息学手段研究人类疾病、药物研发相关的生物医学问题成为近年来科学研究的热点课题。本项目在国家自然科学基金（4项）的支持下，针对复杂异质生物大数据的挖掘、信息的有效处理以及预测算法的设计和应用等问题进行充分探索，开发基于复杂网络、机器学习和深度学习的一系列高效模型用于预测复杂疾病、非编码RNA、蛋白质以及药物等相互关联、相互作用的复杂关系。以复杂生物数据的深度挖掘和高效学习为导向，致力于建立针对异质生物数据的有效特征描述和高效预测算法的理论和应用范例。项目期间共发表SCI论文61篇，其中8篇代表性论文分别发表于IEEE Transactions on Cybernetics（影响因子8.803）、PLOS Computational Biology（影响因子3.955）等SCI杂志，代表性论文共被SCI引用571次，单篇论文最高他引为97次，得到加拿大皇家科学院院士Witold Pedrycz和英国帝国理工学院Nata？a Pr？ulj 教授等的关注和高度评价。项目成员获国家自然科学基金优秀青年基金、国家“千人计划-创新项目（新疆）”、全国优秀科技工作者、中国科学院率先行动“百人计划”、江苏省“六大人才高峰”高层次人才、中国矿业大学首批越崎学者、香江学者、淮海科技英才奖等荣誉。项目第一完成人当选五家SCI杂志副主编、四家SCI杂志编委和七家SCI杂志首席特约编委。代表性研究成果如下：1.针对增效药物组合预测研究，开创性地将数学模型和方法应用于增效药物组合预测工作，利用已知的增效药物组合和药物靶点作用、药物化学结构等信息，构建半监督分类器，给出抗真菌药物增效组合预测排序，预测出13组组合，7组得到生物实验验证。2.针对蛋白质相互作用预测研究，利用多种蛋白质特征数据和提取方法，提出一系列基于智能计算的复杂生物数据高效学习算法，为蛋白质相互作用预测提供了可靠且高效的科学工具，包括：（1）开发低秩近似核化超限学习机预测蛋白质相互作用；（2）基于氨基酸序列结合多尺度连续和非连续特征表示和支持向量机预测蛋白质相互作用。3.针对疾病相关非编码RNA预测研究，充分利用数据融合技术，探索多种生物对象之间的复杂关系，挖掘异质数据隐含的有用信息，提出一系列基于复杂异质生物数据的智能算法，预测疾病与miRNA、lncRNA之间的关联，为人类疾病相关非编码RNA预测研究提供科学的辅助手段和工具，包括：（1）针对疾病相关miRNA预测问题，在整合多种相关数据的基础上，提出基于半监督学习和异质图推断等高效算法；（2）针对lncRNA与疾病关联预测研究，利用lncRNA与基因、miRNA等其他生物学对象之间的复杂关系，提出基于lncRNA-基因共表达网络、lncRNA-miRNA相互作用网络以及lncRNA-疾病关联网络的智能算法，为lncRNA与疾病关系及lncRNA功能预测提供有效的辅助工具。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈兴 教授 中国矿业大学 中国矿业大学 为本项目第一完成人，本人创造性贡献主要在“重要科学发现”中的发现点1和3。是代表论著1、3、4、5和8的第一作者和/或通讯作者。主要致力于开发和利用智能算法对复杂疾病、非编码RNA以及网络药理学等方面的多个重要问题进行探索和研究，取得了一系列重要进展。至今在中科院一区期刊Nucleic Acids Research (影响因子11.561) 、Bioinformatics (影响因子5.481)、PLoS Computational Biology(影响因子3.955)、Briefings in Bioinformatics (影响因子6.302)等国际期刊发表论文108篇（SCI论文103篇，EI检索3篇，影响因子累计约449），其中第一作者53篇, 通讯作者86篇。论文被引用共计3922次，目前14篇论文为ESI高被引论文，4篇论文为ESI热点论文。 2 闫桂英 研究员 中国科学院数学与系统科学研究院 中国科学院数学与系统科学研究院 为该项目学术团队主要成员，针对增效药物组合预测、miRNA和lncRNA与疾病关联预测等问题提出相关算法模型，取得了一系列重要研究成果。本人创造性贡献主要在“重要科学发现”中的发现点1和3，是代表性论著1、3、7和8的通讯作者。主要从事图论及其在生物信息学中的应用等方面的研究。现担任中国工业与应用数学学会秘书长、中国运筹学会常务理事等职务。现任《应用数学学报》、《运筹与管理》杂志编委。荣获2016全国优秀科技工作者，享受国务院政府特殊津贴。主持国家自然科学基金重点基金、面上项目、数学天元基金等多个国家和省部级项目。 3 尤著宏 研究员 中国科学院新疆理化技术研究所 中国科学院新疆理化技术研究所 为该项目学术团队的主要成员，针对蛋白质相互作用预测、miRNA与疾病关联预测提出相关模型。本人创造性贡献主要在“重要科学发现”中的发现点2和3，是代表性论著2和6的第一作者。主要研究内容包括利用机器学习、复杂网络分析等方法对复杂生物数据进行建模和高效学习。是国家自然科学基金委“优秀青年”基金获得者、第十四批国家“千人计划-创新项目（新疆）”入选者、中国科学院率先行动“百人计划”入选者，曾获人社部“香江学者”计划资助，主持国家和省部级项目多项，在国内外重要学术期刊上发表学术研究论文100余篇。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Semi-supervised learning for potential human microRNA-disease associations inference/Scientific Reports/Xing Chen,Gui-Ying Yan 2 Predicting lncRNA-disease associations and constructing lncRNA functional similarity network based on the information of miRNA/Scientific Reports/Xing Chen 3 KATZLDA: KATZ measure for the lncRNA-disease association prediction/Scientific Reports/Xing Chen 4 Prediction of protein-protein interactions from amino acid sequences using a novel multi-scale continuous and discontinuous feature set/BMC Bioinformatics/Zhu-Hong You, Lin Zhu, Chun-Hou Zheng, Hong-Jie Yu, Su-Ping Deng, Zhen Ji 5 A Computational Framework to Infer Human Disease-Associated Long Noncoding RNAs/PLOS ONE/Ming-Xi Liu, Xing Chen, Geng Chen, Qing-Hua Cui, Gui-Ying Yan 6 HGIMDA: Heterogeneous graph inference for miRNA-disease association prediction/Oncotarget/Xing Chen, Chenggang Clarence Yan, Xu Zhang, Zhu-Hong You, Yu-An Huang,Gui-Ying Yan 7 NLLSS: Predicting Synergistic Drug Combinations Based on Semi-supervised Learning/PLOS Computational Biology/Xing Chen,Biao Ren,Ming Chen,Quanxin Wang,Lixin Zhang,Guiying Yan 8 Highly Efficient Framework for Predicting Interactions Between Proteins/IEEE Transactions on Cybernetics/Zhu-Hong You,MengChu Zhou,Xin Luo,Shuai Li	自然奖	陈兴,闫桂英,尤著宏	中国矿业大学,中国科学院数学与系统科学研究院,中国科学院新疆理化技术研究所	中国矿业大学
169	0732-104	页岩气储层微观结构及其成藏效应 项目名称 页岩气储层微观结构及其成藏效应 推荐/提名单位/人 中国矿业大学 主要完成单位 中国矿业大学 项目简介 中国页岩气地质特征和赋存富集机理与美国存在很大差异，深入研究页岩气储层微观孔隙结构与成藏效应，既能丰富页岩气地质理论，也能为我国页岩气高效勘探开发提供理论依据，具有重要的基础科学意义和实践应用价值，是非常规油气地质学领域研究的热点核心问题。尽管评价表明中国页岩气资源丰富，但涉及页岩气形成与成藏的一些关键科学问题，尚需解决：（1）页岩储层微观结构的系统表征方法尚未建立；（2）纳米级孔隙结构发育特征及其对储集性能的影响尚不明确；（3）页岩气赋存机理与成藏效应尚未揭示。针对上述科学问题，在国家973课题、国家自然科学基金面上项目及江苏省自然科学基金项目等资助下，以页岩储层微观结构与成藏效应为主线，以储层成藏要素配置关系、储层孔隙发育特征及其贡献物质、微观孔隙结构定量表征及储集效应为主要研究内容，以揭示页岩气赋存机理为目标，取得了如下创新性成果：（1）首次评价指出龙马溪组底部是页岩气开发理想层段，揭示了页岩气成藏要素有效配置关系，优选了勘探开发有利区，明确了龙马溪组页岩气勘查方向。（2）发现了页岩纳米级孔隙具有结构化方式赋气的特殊性，指出纳米级主孔的发育范围及其贡献物质。（3）首次建立了页岩纳米级孔隙全尺度联合定量表征方法体系，分段获取了纳米级孔隙结构参数，揭示页岩物质组成对不同孔径孔隙差异影响机理。（4）揭示了页岩气在黏土矿物孔隙中的赋存位置，指出黏土矿物不同级别孔隙配置特点是控制页岩储集效应的关键。（5）从分子级层面揭示了页岩气在纳米级孔隙中的赋存机理，首次获取了各孔径孔隙对吸附气总量的贡献度。研究成果在《Energy》、《Fuel》、《Energy & Fuels》、《Marine and Petroleum Geology》、《石油学报》和《煤炭学报》等国内外本领域高水平期刊发表论文61篇，其中SCI检索13篇，EI检索21篇。2篇入选ESI高被引论文，4篇论文入选中国精品科技期刊顶尖学术论文（F5000），1篇代表性论文入选“中国百篇最具影响国内学术论文（2016年）”。8篇代表性论文被SCI他引417次，单篇最高他引153次。论文发表后被《Nature materials》和《Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)》等知名刊物引用，这些科学发现被认为“对于不同研究区准确筛选有利靶区，降低勘探风险，提高勘探效率具有重要的指导意义”，是“近年来我国页岩气评价和勘探取得的重大突破”。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 朱炎铭 教授 中国矿业大学 中国矿业大学 1..发现了页岩纳米级孔隙具有结构化方式赋气的特殊性；2..揭示页岩物质组成对不同孔径孔隙差异影响机理；3.首次获取了各孔径孔隙对吸附气总量的贡献度。是代表性论文3、7和8的通讯作者，是科学发现2、3和5的主要贡献者。 2 陈尚斌 副教授 中国矿业大学 中国矿业大学 1. 首次评价指出龙马溪组底部是页岩气开发理想层段，揭示了页岩气成藏要素有效配置关系，优选了勘探开发有利区，明确了龙马溪组页岩气勘查方向；2. 指出纳米级主孔的发育范围及其贡献物质；3. 揭示了页岩气在黏土矿物孔隙中的赋存位置，指出黏土矿物不同级别孔隙配置特点是控制页岩储集效应的关键。是代表性论文1、2和5的第一和通讯作者，代表性论文3的第一作者，是科学发现1、2和4的主要贡献者。 3 王阳 讲师 中国矿业大学 中国矿业大学 建立了页岩纳米级孔隙全尺度联合定量表征方法体系，分段获取了纳米级孔隙结构参数，揭示页岩物质组成对不同孔径孔隙差异影响机理；是代表性论文4的第一/通讯作者，代表性论文6和8的第一作者，是科学发现3的主要贡献者。 4 刘宇 其他 无 中国矿业大学 提出了各孔径孔隙中吸附态甲烷含量的计算方法，揭示了龙马溪组页岩各孔径孔隙对甲烷吸附量的贡献度，是代表性论文7的第一作者，是科学发现5的主要贡献者之一。 5 张寒 其他 无 中国矿业大学 计算了黏土矿物的面孔率，揭示了黏土矿物对孔隙的贡献。是代表性论文6的作者，是科学发现4的贡献者。 6 付常青 讲师 西安科技大学 中国矿业大学 揭示了页岩气在黏土矿物不同级别孔隙中的赋存特征。是代表性论文6的作者，是科学发现4的贡献者。 7 李伍 副教授 中国矿业大学 中国矿业大学 从分子级层面揭示了页岩气在纳米级孔隙中的赋存机理。是是代表性论文7的作者，是科学发现5的贡献者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Shale gas reservoir characterisation: A typical case in the southern Sichuan Basin of China. / Energy / Shangbin Chen, Yanming Zhu, Hongyan Wang, Honglin Liu, Wei Wei, Junhua Fang 2 Reservoir evaluation of the Lower Silurian Longmaxi Formation shale gas in the southern Sichuan Basin of China. / Marine and Petroleum Geology / Shangbin Chen, Yanming Zhu, Yong Qin, Hongyan Wang, Honglin Liu, Junhua Fang 3 川南龙马溪组页岩气储层纳米孔隙结构特征及其成藏意义. /煤炭学报/陈尚斌，朱炎铭，王红岩，刘洪林，魏伟，方俊华 4 Characteristics of the nanoscale pore structure in northwestern Hunan shale gas reservoirs using field emission scanning electron microscopy, high-pressure mercury intrusion, and gas adsorption. / Energy & Fuels / Yang Wang, Yanming Zhu, Shangbin Chen, Wu Li 5 Micro and nano-size pores of clay minerals in shale reservoirs: Implication for the accumulation of shale gas. / Sedimentary Geology / Shangbin Chen, Yufu Han, Changqing Fu, Han Zhang, Yanming Zhu, Zhaoxi Zuo 6 Methane adsorption measurements and modeling for organic-rich marine shale samples. / Fuel / Yang Wang, Yanming Zhu, Shimin Liu, Rui Zhang 7 Molecular simulation of methane adsorption in shale based on grand canonical Monte Carlo method and pore size distribution. / Journal of Natural Gas Science and Engineering / Yu Liu, Yanming Zhu, Wu Li, Jianhua Xiang, Yang Wang, Jiahong Li, Fangui Zeng 8 Nanoscale pore morphology and distribution of lacustrine shale reservoirs: Examples from the Upper Triassic Yanchang Formation, Ordos Basin. / Journal of Energy Chemistry / Yang Wang, Yanming Zhu, Hongyan Wang, Guangjun Feng	自然奖	朱炎铭,陈尚斌,王阳,刘宇,张寒,付常青,李伍	中国矿业大学	中国矿业大学
170	0732-105	人机共融宏-微观知识协同引导的群智能优化理论与应用 项目名称 人机共融宏-微观知识协同引导的群智能优化理论与应用 推荐/提名单位/人 中国矿业大学 主要完成单位 中国矿业大学,聊城大学,北京邮电大学,深圳大学,中国地质大学（武汉） 项目简介 面向复杂优化问题，充分提取和利用问题特性的宏-微观经验知识，及其求解过程中群体智能知识，提出人机共融知识协同引导的群智能优化理论与方法，实现对优化问题的可靠和精准稳定求解，成为自动化、计算机和人工智能领域迫切需要解决的共性基础难题。围绕人机共融宏-微观知识发现、演化和协同引导优化问题群智能求解面临的3个关键科学问题，即人机共融宏-微观知识发现与演化、宏-微观知识融合和知识协同引导的群智能优化，本项目在11项国家自然科学基金资助下，开展了相关基础理论和应用研究，成果如下：（1）揭示人机共融的宏-微观群智能知识发现与演化规律。针对优化问题的特性，提取反映优化问题特性的宏-微观经验知识，挖掘优化问题智能求解过程的宏-微观隐性知识，建立群智能的宏-微观知识模型，基于人机交互环境和不确定性处理方法，揭示人机宏-微观知识的变尺度多空间融合机理，在线感知并跟踪优化问题动态求解过程中经验、人机交互环境，以及群体进化宏-微观知识的变化，确立人机共融的宏-微观群智能知识演化机制。相关理论与方法已应用于非线性数值函数优化等宏-微观经验知识融合、粒子群等群体智能宏-微观知识发现和演化中。（2）设计宏-微观知识协同引导的群智能优化方法。深度揭示宏微观知识之间的耦合规律、经验知识和群体智能知识的协同机理，全面剖析人机共融宏-微观知识与智能求解行为、探索和开发能力的内在联系，利用宏-微观知识引导群体初始化、群体进化策略在线调整，以及微观参数取值控制等全过程，设计了宏-微观知识协同引导的群智能优化方法。所提方法应用于融合规则经验和禁忌搜索的种群初始化优化、基于群体宏观知识的微观算子的自适应调整和参数自主确定等。（3）实现基于宏-微观知识协同引导的群智能优化大规模车间调度。应用于大规模、强约束、多指标和不确定车间调度问题，针对需要解决的实际问题的特性，深度挖掘该问题的经验和群体进化的宏-微观知识，建立反映上述知识的（半）结构化模型，利用提出的宏-微观知识协同引导的群智能优化方法求解实际问题，通过综合准则，全面评价宏-微观知识协同引导的群智能优化方法解决大规模车间调度问题的性能。已成功解决炼钢-连铸生产调度、热轧调度、发动机连杆生产、太阳能电池组件生产等混合批量流水线阻塞调度。本项目在包括IEEE Transactions on Evolutionary Computation、IEEE Transactions on Cybernetics等顶级IEEE汇刊在内的主流SCI检索期刊上发表学术论文76篇。这些论文在Web of Science数据库中他引1592次，在Google Scholar数据库中他引2888次。8篇代表性论文在Web of Science数据库中他引447次，单篇最高他引79次；在Google Scholar数据库中他引840次，单篇最高他引181次。论文得到吴澄、张良陪、Victor C. M. Leung、C. L. Philip等院士、IEEE Fellow及国际著名学者的正面引用和高度评价；获授权发明专利14项，具有显著的推广应用价值。项目执行期间，入选省部级人才工程5人次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 巩敦卫 教授 中国矿业大学 中国矿业大学 （1）给出反映优化问题特性的宏-微观经验知识的提取机制；（2）挖掘群智能宏-微观关键隐性知识，建立群智能的宏-微观知识模型；（3）设计智能求解过程时空汇聚的宏-微观知识协同利用时机；（4）应用宏-微观知识协同引导的群智能优化方法解决批量流水线调度问题。为发现点1和3的完成人，是代表论文[8]的作者，12个发明专利的完成者。 2 李俊青 教授 聊城大学 聊城大学 （1）给出面向实际问题的宏观经验知识的表示方法；（2）提出融合经验知识和禁忌搜索的种群初始化优化方法，给出群体知识引导的微观算子自适应调整策略；（3）建立反映车间调度特性的知识的（半）结构化模型。为发现点1和3的完成人，是代表论文[1][3][4]的作者。 3 孙晓燕 教授 中国矿业大学 中国矿业大学 （1）给出面向人机交互环境和不确定性的处理方法，揭示人机宏-微观知识的变尺度多空间融合机理；（2）提出在线感知并跟踪优化问题动态求解过程经验知识的策略；（3）确立人机共融宏-微观群智能知识的演化机制，并应用于解决批量流水调度问题。为发现点1和3的完成人，是代表论文[8]的作者，2个发明专利的完成者。 4 赵新超 教授 北京邮电大学 北京邮电大学 （1）给出粒子群微观知识对变异参数和探测邻域、空间勘探内在机理的理论分析；（2）建立粒子群宏观进化知识信息缺失的模型；（3）构建融入随机扰动的微粒更新微观知识架构，并指导设计高效的微粒群优化算法。为发现点1的完成人，是代表论文[2]和[5]的作者。 5 林秋镇 副教授 深圳大学 深圳大学 （1）提出基于微观种群进化知识的小种群多目标进化优化机制；（2）设计用于局部搜索的种群微观知识引导的变异算子；（3）设计宏-微观知识协同引导的群智能优化方法。为发现点2的完成人，是代表论文[7]的作者。 6 龚文引 教授 中国地质大学（武汉） 中国地质大学（武汉） （1）揭示宏微观知识之间的耦合规律、经验知识和群体智能知识的协同机理；（2）给出宏-微观知识引导群体初始化、群体进化策略在线调整策略。是发现点2的完成人，是代表论文[6]的作者。 7 韩玉艳 讲师 聊城大学 中国矿业大学 （1）分析阻塞流水线调度问题，给出最小化阻塞时间的宏观经验规则，辅助生成初始种群；（2）提出具有全局探测能力微观知识的差分进化和人工蜂群算法，解决太阳能电池组件调度问题。是发现点3的完成人，是代表论文[8]的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 An effective hybrid tabu search algorithm formulti-objective flexible job shop scheduling problems/Computers and Industrial Engineering/Li Junqing,Pan Quanke,Liang Yun Chia 2 A perturbed partical swarm algorithm for numericaloptimization/Applied Soft Computing/Zhao Xinchao 3 A hybrid tabu search algorithm with an efficientneighborhood structure for the flexible job shopscheduling problem/International Journal of AdvancedManufacturing Technology/Li Junqing,Pan Quanke,Suganthan P. N.,Chua T. J. 4 A discrete artificial bee colony algorithm for the multi-objective flexible job-shop scheduling problem with maintenance activities/Applied Mathematical Modelling/Li Junqing,Pan Quanke,Tasgetiren M. Fatih 5 Evolutionary programming based on non-uniform mutation/Applied Mathematics and Computation/Zhao Xinchao,Gao Xiaoshan,Hu Zechun 6 Adaptive ranking mutation operator based differential evolution for constrained optimization/IEEE Transactions on Cybernetics/Gong Wenyin,Cai Zhihua,Liang Dingwen 7 A novel micro-population immune multiobjective optimization algorithm/Computers & Operations Research/Lin Qiuzhen,Chen Jianyong 8 A discrete artificial bee colony algorithm incorporating differential evolution for flow shop scheduling problem with blocking/Engineering Optimization/Han Yuyan,Gong Dunwei,Sun Xiaoyan	自然奖	巩敦卫,李俊青,孙晓燕,赵新超,林秋镇,龚文引,韩玉艳	中国矿业大学,聊城大学,北京邮电大学,深圳大学,中国地质大学（武汉）	中国矿业大学
171	0735-101	混沌动力学及混沌通信系统设计方法研究 项目名称 混沌动力学及混沌通信系统设计方法研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京邮电大学,南京信息工程大学,南京航空航天大学,香港城市大学 项目简介 该项目属于非线性科学与信息科学的交叉学科，是当前科学界和工程领域的一个前沿课题。该项目针对混沌动力学及混沌通信系统设计方法展开研究，主要包括混沌系统的多稳态现象、混沌系统构造、混沌系统同步及混沌通信方案设计等问题，发现了混沌系统中多吸引子共存现象和多种共存振荡行为，构造了易于实现且动力学特性丰富的自治混沌系统，提出了具有普适性的混沌同步条件，提出了高效的差分混沌移位键控通信方案，获得了更好的保密性和更高的传输速率，解决了差分混沌移位键控通信系统在实际应用中面临的延时线难以实现的问题。项目的主要研究内容及科学发现如下：1. 针对一般性的混沌系统，利用单向线性误差反馈方法设计混沌同步，分析反馈增益或者耦合参数的选择问题，提出了混沌系统全局同步的普适条件，该同步条件适用于大多数混沌系统。将所提出的混沌同步条件应用于几类典型混沌系统，实现了典型混沌系统全局同步的目标。从混沌工程应用角度出发，构建了一个结构简单、动力学特性丰富、易实现的自治混沌系统，并从对吸引子的个数控制、系统的混沌同步、混沌信号的时频特性等多个方面对该混沌系统进行了分析，较早地开启了混沌系统的电路实现，为后续高阶自治混沌系统模型设计与实现提供了参考，也为混沌系统的动力学分析与应用提供了基本的系统和信号源。2. 在经典Lorenz系统中发现了混沌对与对称混沌等多种共存振荡行为，揭示了对称混沌系统中普遍存在的具有分形结构的对称吸引域；在分段线性四维Lorenz系统中发现了可调幅超混沌吸引子，实现了超混沌信号的自由缩放，在混沌保密通信中具有更大的应用价值。3. 提出了高效的差分混沌移位键控通信方案，设计了详细的系统电路结构并进行了简化。与经典差分混沌移位键控通信方案相比，该方案传输速率提高了一倍，能量效率和保密性也得到了较大提升。提出了一种基于QPSK的传输参考分隔传输机制，构建了简单的无延时线差分混沌移位键控通信系统，从根本上避免了在收发设备中使用延时线。将正交多级调制技术引入新设计的无延时线差分混沌移位键控通信系统，大幅提高了系统传输速率，改善了系统的比特误码性能，在无线局域网、无线传感器网络等实际场景中表现出更强的竞争力。该项目8篇代表性论文，SCI他引345次，单篇最高SCI他引95次，其中1篇论文入选ESI前1%高被引论文，被SCI他引34次。该成果得到了本领域权威专家混沌控制理论创始人之一Celso Grebogi教授、混沌同步理论创始人之一Thomas L. Carroll研究员、混沌通信理论创始人Geza Kolumban教授、澳大利亚科学院院士IEEE Fellow David J. Hill教授、波兰科学院院士Tomasz Kapitaniak教授、香港力学学会会长梁以德教授以及混沌通信领域专家Georges Kaddoum等国内外知名学者的高度评价：该项目所提方案启发了许多混沌系统的构建和基于模型中特定项的混沌分类问题，将经典差分混沌移位键控通信系统传输速率提高了一倍，作为一种推动力量激发了混沌通信研究的重新兴起。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 蒋国平 教授 南京邮电大学 南京邮电大学 主要学术贡献体现在重要科学发现（1.1.1），（1.3）及代表性论文[1]，[5]，[6]，[7]，[8]：1. 提出了全局混沌同步的普适条件；2. 设计了一种高效的差分混沌移位键控通信方案；3. 在改善差分混沌移位键控系统性能的基础上，完成系统电路结构的简化。本人是代表论文[1]的第一作者和通信作者，是代表性论文[5]，[6]，[7]的第二作者，是代表性论文[8]的第四作者。 2 杨华 副教授 南京邮电大学 南京邮电大学 主要学术贡献体现在重要科学发现（1.3）及代表性论文[5]，[6]，[7]，[8]：1.设计了一种高效的差分混沌移位键控通信方案，完成了系统性能分析和仿真验证，完成了系统结构的简化；2.构建了简单的无延时线差分混沌移位键控通信系统，完成系统性能分析和仿真验证；3.将正交多级调制技术引入新设计的无延时线差分混沌移位键控通信系统。本人是代表性论文[5]，[6]，[7]，[8]的第一作者和通信作者。 3 李春彪 教授 南京信息工程大学 南京信息工程大学 主要学术贡献体现在重要科学发现（1.2）及代表性论文[3]，[4]：1.在Lorenz系统中发现了混沌对与对称混沌等多种共存振荡行为；2.在分段线性四维Lorenz系统中发现了可调幅超混沌吸引子。本人是代表性论文[3]，[4]的第一作者和通信作者。 4 刘文波 教授 南京航空航天大学 南京航空航天大学 主要学术贡献体现在重要科学发现（1.1.2）及代表性论文[2]：主导完成了刘氏混沌系统的模型设计与实现。本人是代表性论文[2]的第一作者和通信作者。 5 陈关荣 教授 香港城市大学 香港城市大学 主要学术贡献体现在重要科学发现（1.1.2），（1.3.2）及代表性论文[2]，[8]：1.参与设计了一系列方法去除差分混沌移位键控通信系统中的延时线；2.率先开展混沌系统的电路实现研究，参与刘氏混沌系统的电路模型设计。本人是代表性论文[2]的第二作者，是代表性论文[8]的第三作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Reference-modulated DCSK: A novel chaotic communication scheme/IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs/H. Yang, G.P. Jiang 2 Phase-separated DCSK: A simple delay-component-free solution for chaotic communications/IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs/H. Yang, G.P. Jiang, J.Y. Duan 3 A global synchronization criterion for coupled chaotic systems via unidirectional linear error feedback approach/International Journal of Bifurcation and Chaos /G.P. Jiang, W.K.S. Tang 4 A new chaotic system and its generation/International Journal of Bifurcation and Chaos/W.B. Liu, G.R. Chen 5 Multistability in the Lorenz system: A broken Butterfly/International Journal of Bifurcation and Chaos /C.B. Li, J.C. Sprott 6 A new piecewise linear hyperchaotic circuit/IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs/C.B. Li, J.C. Sprott, W. Thio, and H.Q. Zhu 7 High-efficiency differential-chaos-shift-keying scheme for chaos-based noncoherent communication/ IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs /H. Yang, G.P. Jiang 8 System design and performance analysis of orthogonal multi-level differential chaos shift keying modulation scheme/IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers/H. Yang, W.K.S. Tang, G.R. Chen, G.P. Jiang	自然奖	蒋国平,杨华,李春彪,刘文波,陈关荣	南京邮电大学,南京信息工程大学,南京航空航天大学,香港城市大学	江苏省教育厅
172	0735-102	铁酸铋多铁性的掺杂调变及应用研究 项目名称 铁酸铋多铁性的掺杂调变及应用研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京邮电大学 项目简介 该项目属于无机非金属材料学科，针对多铁性材料铁酸铋（BiFeO3）的性能调变和应用开展研究工作。BiFeO3是一种典型的多铁性材料，是唯一在室温条件下同时具有铁电性与G型反铁磁性的单相多铁材料之一。但是，制备中容易产生杂相，较弱的室温磁性、以及较高的漏电流等问题限制了BiFeO3的进一步应用。针对这些问题。该项目组致力于离子掺杂提高BiFeO3多铁性能以及相关应用研究。具体就是以通过理论计算与实验研究相结合，探讨这种共掺杂调变BiFeO3结构和性能的机理、效果及规律，并探索BiFeO3在新型存储器以及光催化领域的具体应用。主要科学发现有以下几个方面：第一，提出了系统的共掺杂调变BiFeO3多铁性能的方法，获得了室温下有效增强的铁电性和铁磁性。BiFeO3的铁电性来源于Bi离子相对于FeO6八面体中心的偏移，因此，该项目组利用稀土和碱土离子在A位共同替代Bi离子，发现稀土离子掺杂可以有效地减小漏电流密度从而提高铁电性，而碱土掺杂后的结构畸变增强了磁性。另外，该项目组又系统总结了A位稀土离子和B位过渡金属离子掺杂对BiFeO3性能的影响，发现过渡金属掺杂后，磁性增强主要来源于两个方面，其一是磁性的过渡金属离子于3价Fe离子形成了铁磁耦合或者亚铁磁耦合，其二是掺杂后晶体结构发生改变，破坏了限制磁性的螺旋磁结构。同时A为稀土离子的掺杂使得铁电性有效增强，从而获得了室温铁电性和铁磁性同时增强的BiFeO3样品。第二，提出了通过理论计算分析稀土金属的4f电子对共掺杂BiFeO3体系的结构性能影响的方法，获得了稀土4f电子与性能的内在关系。该课题组分别通过第一性原理计算分析了A位单掺杂、B位单掺杂以及AB位共掺杂对BiFeO3的结构、磁学、电学以及光学性质的影响，探讨了过渡金属的3d电子数及稀土金属的4f电子数对BiFeO3的结构和性能影响的规律。通过分析发现，掺杂后可以增强BiFeO3中铁离子的氧化态，进而增强其铁电特性，而稀土金属的4f电子对介电函数也有着显著的影响。另外，掺杂会引起系统能带结构的变化，通过掺杂可以有效地调控带隙，这也为BiFeO3应用于光催化领域打下了基础。第三拓展了BiFeO3系列材料的在两个方面的应用。其一为BiFeO3在信息存储方面的应用，设计了基于BiFeO3的阻变存储器件和多态存储器件。其二为BiFeO3在光催化方面的应用，研究了BiFeO3以及BiFeO3基复合材料的光催化性能，通过控制BiFeO3的形貌和晶面暴露以及通过调控和不同半导体材料的复合，可以获得良好的催化活性，有效地降解有机染料。相关研究成果发表在 Physical Chemistry Chemical Physics、Journal of Colloid and Interface Science等SCI期刊，共计 29篇。8 篇代表作的 SCI 总他引180多次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李兴鳌 教授 南京邮电大学 南京邮电大学 本项目的主持人，提出了本项目的实验方法，研究方案，负责项目总体研发。系统地研究了稀土和碱土离子共掺杂、稀土和3d过渡金属离子共掺杂对铁酸铋结构、铁磁性和铁电性的影响，分析了不同离子掺杂性能影响的机理以及结构相变与铁电性铁磁性的内在联系，并结合第一性原理的计算深入剖析了掺杂对性能的调变，该研究结果为铁酸铋掺杂改性实现室温下的强磁电耦合效应提供了有力的科学依据。在掺杂调变多铁性能的基础上，将铁酸铋与多种二维材料复合，制备了新颖的光催化剂，获得了较高的催化活性。对该项目《主要科技创新》栏中所列第1-5项创新做出了创造性贡献，为附件材料中的8篇代表作的通讯作者。 2 毛巍威 副高级 南京邮电大学 南京邮电大学 本科研项目的主要参与人，具体实施相关的实验研究，主要包括：系统地研究了稀土和碱土离子共掺杂、稀土和3d过渡金属离子共掺杂对铁酸铋结构、铁磁性和铁电性的影响，分析了掺杂调变性能的机理以及结构相变与铁电性铁磁性的内在联系，特别深入研究了过渡金属掺杂形成的铁磁耦合在调变铁磁性能中的关键作用。同时参与铁酸铋材料的应用研究，设计了基于铁酸铋的存储器件，以及铁酸铋基材料的光催化应用。对该项目《主要科技创新》栏中所列第1、2、4、5项创新做出了创造性贡献，为附件材料中的代表作1、3、5的第一作者，代表作2和6的第二作者，其他代表作的参与者。 3 王兴福 副高级 南京邮电大学 南京邮电大学 本科研项目的主要参与人，实践了本项目的部分实验方法。系统地研究了BiFeO3纳米材料的制备，通过控制表面活性剂、反应体系的pH 值、反应温度、保温时间等条件，实现了产物的大小可控和形貌可控。首次将BiFeO3与二维材料g-C3N4复合，制备了新颖且性能优异的g-C3N4/BiFeO3光催化剂，通过测试和实验机理的研究，取得了一系列的创新成果。对该项目《主要科技创新》栏中所列第1、2、4项创新做出了创造性贡献，为附件材料中的代表作2和6的第一作者，代表作1和3的第二作者，代表作8的参与者。 4 张健 副教授 南京邮电大学 南京邮电大学 本科研项目具体实施人之一，负责多元材料制备过程的细节把控，具体包括铁酸铋复合材料的设计及催化剂可见光催化性能的表征。对于铁酸铋基的异质结光催化剂的构建及光生电子空穴在异质结界面的高效迁移及表面的高效应用寻求实验上的直接证据，为铁酸铋基光催化复合材料在环境与新能源领域的应用提供理论借鉴与参考。对该项目《主要科技创新》栏中所列第1、2、4项创新做出了创造性贡献，为附件材料中的代表作1、2、4、6和7的参与者。 5 楚亮 副教授 南京邮电大学 南京邮电大学 本科研项目的主要参与人，具体实施相关的实验研究，主要包括：系统地研究了稀土和碱土离子共掺杂、稀土和3d过渡金属离子共掺杂对铁酸铋结构、铁磁性和铁电性的影响，分析了掺杂调变性能的机理以及结构相变与铁电性铁磁性的内在联系，特别深入研究了过渡金属掺杂形成的铁磁耦合在调变铁磁性能中的关键作用。对该项目《主要科技创新》栏中所列第1和4项创新做出了创造性贡献，为附件材料中的代表作1和5的参与者。 6 杨建平 教授 南京邮电大学 南京邮电大学 本科研项目具体实施人之一，主要负责铁酸铋掺杂调变性能的理论研究，用基于密度泛函的第一性原理计算分析了A位掺杂、B位掺杂以及AB位共掺杂铁酸铋的结构、电学、磁学和光学等方面性质，并通过理论分析为铁酸铋实验中的掺杂离子的选择以及掺杂调变性能的机理分析提供理论基础与依据。对该项目《主要科技创新》栏中所列第1、3、4和5项创新做出了创造性贡献，为附件材料中的8篇代表作的参与者。 7 全楚烨 助教 南京邮电大学 南京邮电大学 本科研项目的具体实施人之一。主要通过实验研究掺杂对铁酸铋纳米材料性能的影响。分别研究了Ca掺杂，Ca与稀土金属Nd共掺，钙与过渡金属Co、Ni、Gu共掺对铁酸铋的结构、形貌、光学性质，电学性质以及磁性的影响。并通过一些辅助表征和理论分析解释了这些掺杂对铁酸铋纳米材料性能影响的原因，取得了一系列的创新成果。对该项目《主要科技创新》栏中所列第1、2、4、5项创新做出了创造性贡献，为附件材料中的代表作4的第一作者，代表作2、8的参与者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Simultaneous Enhancement of Magnetic and Ferroelectric Properties in Dy and Cr Co-Doped BiFeO3 Nanoparticles /Physical Chemistry Chemical Physics /Weiwei Mao, Xingfu Wang, Liang Chu, Yiyi Zhu, Qi Wang, Jian Zhang, Jianping Yang, Xing'ao Li, and Wei Huang 2 Facile Fabrication of Highly Efficient g-C3N4/BiFeO3 Nanocomposites with Enhanced Visible Light Photocatalytic Activities/ Journal of Colloid and Interface Science/ Xingfu Wang, Weiwei Mao, Jian Zhang, Yumin Han, Chuye Quan, Qiaoxia Zhang, Tao Yang, Jianping Yang, Xing'ao Li, and Wei Huang 3 Effect of Ln ( Ln = La, Pr) and Co Co-Doped on the Magnetic and Ferroelectric Properties of BiFeO3 Nanoparticles/ Journal Of Alloys And Compounds/ Weiwei Mao, Xingfu Wang, Yumin Han, Xing'ao Li, Yongtao Li, Yufeng Wang, Yanwen Ma, Xiaomiao Feng, Tao Yang, Jianping Yang, and Wei Huang 4 Comparative studies of pure, Ca-doped, Co-doped and co-doped BiFeO3 nanoparticles / Ceramics International / Chuye Quan, YuMin Han, Ning Gao, Weiwei Mao, Jian Zhang, JianPing Yang, Xing’ao Li, Wei Huang 5 Influence of Eu and Sr Co-Substitution on Multiferroic Properties of BiFeO3/ Ceramics International/ Weiwei Mao, Wei Chen, Xingfu Wang, Yiyi Zhu, Yuhui Ma, Hongtao Xue, Liang Chu, Jianping Yang, Xing'ao Li, and Wei Huang 6 Pvp Assisted Hydrothermal Fabrication and Morphology-Controllable Fabrication of BiFeO3 Uniform Nanostructures with Enhanced Photocatalytic Activities/Journal Of Alloys And Compounds/ Xingfu Wang, Weiwei Mao, Qiaoxia Zhang, Qi Wang, Yiyi Zhu, Jian Zhang, Tao Yang, Jianping Yang, Xing'ao Li, and Wei Huang 7 First Principles Investigation on the Electronic, Magnetic and Optical Properties of Bi0.8M0.2Fe0.9Co0.1O3 (M = La, Gd, Er, Lu)/Computational And Theoretical Chemistry /Ning Gao, Wei Chen, Ren Zhang, Jian Zhang, Zhenli Wu, Weiwei Mao, Jianping Yang, Xing'ao Li, and Wei Huang 8 Enhancement of Magnetic and Ferroelectric Properties of BiFeO3 by Er and Transition Element (Mn, Co) Co-Doping/ Materials Science And Engineering B-Advanced Functional Solid-State Materials/ Yumin Han, Weiwei Mao, Chuye Quan, Xingfu Wang, Jianping Yang, Tao Yang, Xing'ao Li, and Wei Huang	自然奖	李兴鳌,毛巍威,王兴福,张健,楚亮,杨建平,全楚烨	南京邮电大学	江苏省教育厅
173	0736-102	滨海地下水动力过程及驱动机制 项目名称 滨海地下水动力过程及驱动机制 推荐/提名单位/人 河海大学 主要完成单位 河海大学 项目简介 滨海地区社会经济发达，人类活动密集。在全球城市化进程加快、气候变化、滨海污染和生态问题日趋凸显的背景下，针对滨海地下水动力过程的研究对海–陆物质交换量估算、滨海环境评估、湿地保护和修复有重要指导意义，尤其是通过地下河口的海底地下水入海排泄（submarine groundwater discharge, SGD），是近年来联合国教育、科学及文化组织（UNESCO）、国际地质生物圈组织（IGBP）和国际原子能机构（IAEA）等关注的核心科学问题。国际上已经将地下河口定为一个和地表河口同样重要的内陆淡水和陆源物质入海路径，同时指出目前对SGD路径和通量的确认尚无准确的方法。该项目组在国家自然科学基金、国家重大基础研究计划（973）、中组部千人计划等项目资助下，在滨海地下水动力过程及驱动机制等方面取得的主要创新点如下：1、揭示了潮汐波浪多因子作用下海底地下水入海排泄（SGD）新路径，指出低频潮汐和高频波浪均可引起浅层孔隙水循环和海水-淡水混合区，该混合区和低层盐水楔之间形成淡水通道，致使内陆淡水和陆源物质在海底（而非海岸线）排泄；提出了相平均方法（Phase-averaged），解决了模拟高频波浪的难题（已被同行广泛应用）。2、揭示了SGD在时空尺度上的非线性特征，明确了地下河口的磁滞效应和恢复力，建立了考虑磁滞效应的SGD模型，实现了波浪、降雨等非规则因子作用下SGD的预报。该成果被同行认为挑战了广泛采用的SGD线性模型，比常用的地下河口平衡态概念更适合解释野外观测的SGD过程。3、通过研究大孔隙和土壤-海水盐度差对滨海湿地地下水动力过程的影响，揭示了优先流产生机理、发展过程及环境效应。大孔隙引起的非均质土壤是滨海湿地的普遍特征，该优先流路径的揭示被同行认为对湿地-海洋物质交换（如：碳循环）、土壤条件和湿地功起重要作用。4、揭示了浅埋包气带（非饱和区和毛管边缘带）对滨海低频地下水波动、地下水与地表水交换的影响；指出当地下水水位埋深较浅时，土壤表面截断了浅埋包气带（truncating effect），致使有效给水度为变量，而不是传统认识上的常数；基于此，完善了用于刻画非承压含水层中地下水波动的经典Boussinesq方程并推导出系列解析解。该项目8篇代表性论文发表于同领域国际知名期刊，其中3篇于Geophysical Research Letter（自然指数（nature index）期刊），3篇发表于Water Resources Research。8篇代表性论文已被引用227次，他引154次，被著名期刊Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America他引1次，Geophysical Research Letter他引5次，Water Resources Research他引22次。主要完成人辛沛担任SCI期刊Advances in Water Resources和International Journal of Sediment Research编委。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 辛沛 教授 河海大学 河海大学 总负责人，主要学术思想和总体研究方案的提出者、组织者和主要实施者；对发现点1、2、3、4做出了创造性贡献，是代表性论文1、2、4和7的通讯作者，代表性论文1、2、3和4的第一作者，代表性论文5、8的主要合作者。 2 沈城吉 教授 河海大学 河海大学 对发现点3、4做出了创造性贡献；是代表性论文5和6的第一作者，代表性论文7和8的主要合作者。 3 金光球 教授 河海大学 河海大学 对发现点3做出了重要贡献；是代表性论文2、5和6的主要合作者。 4 李凌 教授 河海大学 河海大学 对发现点1、2、3、4均做出了重要贡献；是代表性论文3、5、6和8的通讯作者，代表性论文1、2、4和7的合作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Effects of crab burrows on pore water flows in salt marshes/Advances in Water Resources/Xin, P., Jin, G., Li, L., & Barry, D. A. 2 Memory of past random wave conditions in submarine groundwater discharge/Geophysical Research Letters/Xin, P., Wang, S. S., Robinson, C., Li, L., Wang, Y. G., & Barry, D. A. 3 Nonlinear interactions of waves and tides in a subterranean estuary/Geophysical Research Letters/Xin, P., Wang, S. S., Lu, C., Robinson, C., & Li, L. 4 Effects of salinity variations on pore water flow in salt marshes/Water Resources Research/Shen, C., Jin, G., Xin, P., Kong, J., & Li, L. 5 Effects of unstable flow on solute transport in the marsh soil and exchange with coastal water/Geophysical Research Letters/Shen, C., Zhang, C., Jin, G., Kong, J., & Li, L. 6 Effects of vadose zone on groundwater table fluctuations in unconfined aquifers/Journal of Hydrology/Kong, J., Xin, P., Hua, G. F., Luo, Z. Y., Shen, C. J., Chen, D., & Li, L. 7 Effects of wave forcing on a subterranean estuary/Water Resources Research/Xin, P., Robinson, C., Li, L., Barry, D. A., & Bakhtyar, R. 8 Capillary effect on water table fluctuations in unconfined aquifers/Water Resources Research/Kong, J., Shen, C. J., Xin, P., Song, Z., Li, L., Barry, D. A., & Parlange, J. Y.	自然奖	辛沛,沈城吉,金光球,李凌	河海大学	河海大学
174	0738-101	次生木质部发育理论研究 项目名称 次生木质部发育理论研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京林业大学 项目简介 树木主茎、根和枝的木质部，是一般看作木材的部位。木材是作为材料应用的名称。木质部存在来自顶端的初生和来自形成层的次生差别。初生木质部处于树茎中央髓心外圍，难与真髓区分，合倂分量很小，在生成后不变。次生木质部却逐年在外增添新鞘层，次生木质部主要构成细胞生命周期仅数月，其各年生成的鞘层陆续都将于次年在内侧转换沦入非生命部位，由此次生木质部主体是非生命木材材料。林学和植物学早知树木高生长和直径生长，其内容局限于细胞分生和分化的共同过程,都未涉及次生木质部构建生命历程中逐年间的变化和由此产生的组织差异；木材科学早知树木中木材存在差异，但却未深究差异是如何形成。 多年生树木有次生生长。除该考虑细胞分生和分化共同过程外，难道在逐年之间就没有差异吗？如有差异，是随机的，还是规律的？如是规律的，其属性为何？本项目主要理论贡献是，发现个体树木株内木材结构和性质规律差异的本质来源是次生木质部发育过程。迄今，才发现存在这一种自然现象，说明它隐蔽深秘。新的认知要受到广泛接受，必须具有充分的实验证明和基础理论的有力支持。本项目针、阔叶树研究，首次依据树木两向生长树龄和随连续生命时间确定的系统生成位点（不依据各树种长、短树龄均相同的予定树茎几何位置，也非离髓心年轮数woodage）为试样生成的取样标志。以多个树种实验证实，单株树木内木材随生成时间的规律性差异是遗传控制的次生木质部动态发育变化生成的静态记录。由此，次生木质部构建中的生命变化得到了符合发育特性的实证。The patterns of within-tree development of wood were poorly known (Zobel and Jackson 1995, Genetics of Wood Production, Springer-Verlag：P.6)。“次生木质部”在植物学和“发育”在生命科学各学科分别都是使用频率甚高常用词，两词相联，“次生木质部发育”看似熟悉的词语，实为自然现象中学术空白。本项目实验结果表明，它的发生具有受遗传控制程序性，这是用遗传特征来证明它的存在。本项目理念是在一系列质疑中萌生，研究思想和方法涉及生命科学和材料科学，涉及林学和木材科学。这是首次以遗传学观点研究单株树木内木材差异。本项目研究的主题是发现和证实次生木质部构建中存在发育现象。植物学和林业科学中都甚少提及“次生木质部发育”一词，但它并非新词。而本项目“次生木质部发育”概念却是新识。其特点是立足生命变化过程来看待次生木质部的生成。新概念标志着次生木质部在树木生命过程中存在着生物共性发育的自然现象。次生木质部长时间构建中的生命变化过程，能以固着实迹形式完整地保存在由生命变化生成的非生命材料中，并能由它在树体（主茎、根和枝）中不变的固定空间位置十分清楚地分辨出各位点的生成时间，实为生物的罕见现象。次生木质部发育研究中受测的材料是木材。但它却是被用在研究次生木质部构建生命中遗传控制的规律变化。次生木质部发育不是假说，是通过实验证明存在的自然现象。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 尹思慈 教授 南京林业大学 南京林业大学 本项目研究主持人，提出和完善了研究理念，拟定实验方案和数据处理要求，主持野外工作和采集样树，实验中全部台式螺旋放大仪下的测长，操作木材物理力学每个试样浸水、气干和炉干在精密天平上3次称重，制作纤维形态测定全部样品，指导并参加全部实验，提出符合次生木质部发育研究需要的四种平面曲线和每幅图式方案，构建次生木质部发育理论基础。投入工作量占本人工作量的100%，获3次国家自然科学基金项目、1次国家自然科学研究成果专著出版基金和3次国家科学技术学术著作出版基金立项，出版2本中文专著和2本英文专著。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Secondary Xylem Development (I) Coniferous Tree/ Science Press / Sici Yin 2 次生木质部发育（I）针叶树/科学出版社/尹思慈、赵成功、龚士淦 3 木材品质和缺陷/中国林业出版社/尹思慈	自然奖	尹思慈	南京林业大学	江苏省教育厅
175	0739-101	微尺度条件下预混合燃烧的基础理论研究 项目名称 微尺度条件下预混合燃烧的基础理论研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 江苏大学 项目简介 微动力系统是动力机械具有里程碑意义的发展。由于能量密度的极大优势，应用燃烧释放碳氢燃料的化学能并转化为电能或者机械能的微动力系统有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。微燃烧室是该类微系统的核心，由于燃烧室尺寸缩小，内部的燃烧过程因壁面散热增加、壁面淬熄和驻留时间缩短而变得不充分和不稳定，有必要揭示内部的燃烧特性和机理。而当微燃烧室内增设催化反应面时，将同时发生表面反应和气相反应，这两类反应之间的相互作用机制也亟待揭示。研究微尺度条件下的燃烧问题特别是上述两个方面的内容，具有十分重要的学术意义和应用价值。本项目的重要科学发现阐述如下：（1）明确了微尺度下氢气和甲烷的燃烧极限，揭示了微通道内的火焰传播规律，获得了微燃烧室内预混合火焰稳定性和燃烧极限等基础数据。（2）建立了微催化燃烧室内表面/气相耦合反应过程的数值计算模型，系统分析出表面反应产生的热量和产物对气相反应的影响规律，揭示了微尺度下表面/气相反应的耦合机理。（3）提出了模块式微热光电系统，构建了包含该系统内部能量转化各个环节的性能评估模型。（4）获得了影响微尺度催化燃烧过程的各个关键因素及影响规律，给出了以壁面和出口尾气最高温度变化曲线中的分离点判定燃烧室内部反应类型的新方法。（5）从燃料设计及流场组织两个方面实现了微燃烧过程的组织和优化，找到了实现微尺度下强化燃烧的方法，揭示了强化作用机制。8篇代表作发表于APPL ENERG、APPL THERM ENG等知名期刊，得到了SCI 期刊APPL ENERG主编严晋跃教授在内的多个课题组他引共137次。第一完成人入选了多个省级人才培养计划，担任了《燃烧科学与技术》编委和中国高等教育学会工程热物理专业委员会理事，受邀担任第十五届流体动力学国际学术会议分会场主席，受邀参加2015年“新能源科学与技术”青年学者论坛，多次参加全国青年燃烧学术会议并作交流报告，还多年担任中国工程热物理学会燃烧学学术会议分会场主席和中国高校工程热物理学会学术会议分会场主席。本项目共授权发明专利10项，任务之一的国家自然科学基金项目“微尺度下气相/表面反应的耦合机理及燃烧的稳定性研究”在结题时获基金委“优+”评价，鉴定委员会认为“达到国际先进水平”。本项目着力于燃烧的尺度效应及微燃烧机理，为丰富微尺度燃烧理论和发展微型能源系统作出了贡献。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 潘剑锋 教授 江苏大学 江苏大学 项目第1完成人，为8篇代表作的第一、通讯或主要作者，对重要发现1到5均有重要贡献：明确了微尺度下氢气和甲烷的燃烧极限，揭示了微通道内的火焰传播规律；建立了微催化燃烧室内表面/气相耦合反应过程的数值计算模型，揭示了微尺度下表面/气相反应的耦合机理；设计制造了模块式微热光电系统原理性样机并进行了性能测试；给出了以壁面和出口尾气最高温度变化曲线中的分离点判定燃烧室内部反应类型的新方法；从燃料设计及流场组织两个方面实现了微燃烧过程的组织和优化，找到了实现微尺度下强化燃烧的方法。在该项目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的百分比为40%，作为负责人完成国家和江苏省基金各1项见附件21和22，省部级鉴定1项见附件20。 2 李德桃 教授 江苏大学 江苏大学 项目第2完成人，对重要发现1和3均有重要贡献：揭示了微通道内氢气火焰的传播规律，明确了影响微尺度燃烧的若干因素；设计制造了模块式微热光电系统原理性样机并进行了性能测试。在该项目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的百分比为30%，作为第三完成人完成8篇代表性论文中的论文8。 3 卢青波 讲师 江苏大学 江苏大学 项目第3完成人，对重要发现2和3均有重要贡献：建立了微催化燃烧室内氢气表面/气相耦合反应过程的数值计算模型，针对微尺度下氢气和甲烷催化燃烧过程的内部组分分布进行测试，获得了微尺度燃烧火焰的传播规律；分别以化学反应的生成热和产物为切入点，揭示了微尺度下表面与气相反应的耦合作用机制。在该项目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的百分比为40%，作为第一完成人完成8篇代表性论文中的论文3和4，以及作为第六完成人完成代表性论文5。 4 唐爱坤 副教授 江苏大学 江苏大学 项目第4完成人，对重要发现3和5均有重要贡献：建立新型平板式微热光电系统的数学模型，并针对该系统进行性能测试分析；根据燃料的特性和微燃烧的特点，对微尺度下的相关燃料进行设计，改进燃烧室结构利于组织微尺度下的流场分布，获得了微燃烧过程的组织和优化的方法。在该项目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的百分比为40%，作为第一完成人完成8篇代表性论文中的论文5、6和7。 5 刘杨先 教授 江苏大学 江苏大学 项目第5完成人，对重要发现5有重要贡献：根据微尺度燃烧的特点，在平板型燃烧室中引入多孔介质燃烧技术，利于组织和优化微尺度燃烧，获得了微尺度下强化燃烧的方法；详细剖析小分子、低碳燃料燃烧的相关特性，测定出不同燃料在微尺度下的燃烧极限。在该项目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的百分比为30%，以第三和五完成人参与完成8篇代表性论文中的论文1和6。 6 潘振华 副教授 江苏大学 江苏大学 项目第6完成人，对重要发现2有重要贡献：详细剖析微尺度燃烧的特点，利用催化燃烧的优势，实现了平板型燃烧室中的高效稳定燃烧；针对微催化燃烧室内氢气表面/气相耦合反应过程的特点，建立了耦合详细化学反应机理的微尺度催化燃烧数值计算模型。在该项目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的百分比为30%，以第四完成人参与完成8篇代表性论文中的论文4。 7 邵霞 副教授 江苏大学 江苏大学 项目第7完成人，对重要发现2有重要贡献：微尺度燃烧室中引入催化面能够实现高效稳定燃烧，为了平衡贵金属催化剂的用量与微燃烧效率之间的关系，针对不同大小催化面进行设计，获得了微尺度下催化壁面对气相燃烧的影响规律。在该项目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的百分比为30%，以第五完成人参与完成8篇代表性论文中的论文3。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Hydrogen/oxygen premixed combustion characteristics in micro porous media combustor/ Applied Energy/ Pan Jianfeng, Wu Di, Liu Yangxian, Zhang Huifeng, Tang Aikun, Xue Hong. 2 Micro combustion in sub-millimeter channels for novel modular thermophotovoltaic power generators /Journal of Micromechanics and Microengineering/Pan Jianfeng, Yang Wenming, Tang Aikun, Chou SK, Duan Lian, Li Xiaochun, Xue Hong. 3 Hetero-/homogeneous combustion of premixed hydrogen–oxygen mixture in a micro-reactor with catalyst segmentation/ International Journal of Hydrogen Energy/ Lu Qingbo, Pan Jianfeng, Hu Song, Tang Aikun, Shao Xia 4 Effects of products from heterogeneous reactions on homogeneous combustion for H2/O2 mixture in the micro combustor/ Applied Thermal Engineering/ Lu Qingbo, Pan Jianfeng, Yang Wenming, Pan Zhenhua, Tang Aikun, Zhang Yi. 5 Combustion characteristics and performance evaluation of premixed methane/air with hydrogen addition in a micro-planar combustor./ Chemical engineering science/ Tang Aikun, Xu Yiming, Pan Jianfeng, Yang Wenming, Jiang Dongyue, Lu Qingbo. 6 A comparative study on combustion characteristics of methane, propane and hydrogen fuels in a micro-combustor/ International Journal of Hydrogen Energy/ Tang Aikun, Xu Yiming, Shan Chunxian, Pan Jianfeng, Liu Yangxian. 7 Numerical study of premixed hydrogen/air combustion in a micro planar combustor with parallel separating plates /International Journal of Hydrogen Energy/ Tang Aikun, Pan Jianfeng, Yang Wenming, Xu Yiming, Hou Zhiyong 8 微热光电系统原型的设计制造和测试/工程热物理学报/潘剑锋，杨文明，李德桃，黄俊	自然奖	潘剑锋,李德桃,卢青波,唐爱坤,刘杨先,潘振华,邵霞	江苏大学	江苏省教育厅
176	0740-101	陆地碳水循环与气候变化和大气环境的相互关系研究 项目名称 陆地碳水循环与气候变化和大气环境的相互关系研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京信息工程大学 项目简介 该项目重点关注（1）人类活动和生态系统对气候系统物理状态的影响机理；（2）气候变化背景下温室气体浓度升高和气候系统物理状态改变对生态系统的影响。这些问题是明确人类活动、生态系统、气候系统三者之间相互作用关系的重要基础。在Nature、Nature Geoscience和Nature Communications等期刊上发表一系列文章，8篇代表作被SCIE他引305次，Web of Science他引328次；有2篇入选ESI高被引，SCIE他引各172和47次。重要科学发现： （1）研究了局地土地利用变化对表面气温影响的科学问题，揭示了城市热岛效应的主控因子和森林砍伐的气候效应。发现对流减弱（而非蒸发减弱）是导致很多城市热岛效应的主要原因；在灰霾严重的城市，气溶胶会加剧夜间城市增温。发现局地森林砍伐导致低纬度地区增温，高纬度地区降温，原因分别是低纬地区蒸发减弱和高纬地区反照率上升。本研究提出的“站点配对”法和基于能量平衡的因子分解方法也为相关研究提供了创新性的研究框架与方法。研究结果先后发表在Nature、Nature Communications、Environmental Research Letters上，被Nature和Science等SCIE期刊他引247次。研究被Nature和Nature Geoscience杂志的“News & Views”栏目选为亮点文章，被Los Angeles Times、Yale News、United Press International和《科技日报》等媒体广泛报道。（2）阐明了富营养化湖泊与大气之间温室气体、水汽和能量交换的特征及机制，揭示了沉水植物夜间吸收CO2的现象，其吸收量与森林相当。建立了全球首个湖泊中尺度涡度通量观测系统——太湖中尺度通量网，以涡度相关方法为基础，结合梯度法、同位素法和水化学方法等手段，研究湖泊温室气体和水汽通量特征。研究被BAMS以封面文章报道，并以“太湖通量网：浅水湖泊中的深问题”为主题重点推荐。其他代表作发表在EST、BLM和JH,被SCIE他引46次。成果获中国通量观测研究联盟一等奖。（3）解决了同位素气候模型中从叶片到景观关键的升尺度问题。发现同位素气候模型在从叶片到景观的升尺度模拟过程中，最重要的因素是水合效率（即CO2在叶片水中的溶解率）和表层大气湍流状况。以往模型不考虑湍流影响，且假定水合效率为100%。但研究发现只有考虑湍流的影响，且水合效率降低50%，同位素陆面过程模型才能拟合出叶片水同位素的变化特征，否则模拟结果很不理想。该结果在Global Change Biology上发表，被SCIE他引12次。该尺度转换技术已被美国国家大气研究中心的大涡模拟系统采纳。该项目工作被Nature作为中美科技合作典范，以“科学超级大国探索双赢互利合作”为主题进行了报道。该项目获得了中国气象学会大气科学基础研究成果一等奖。该项目为后续研究奠定了扎实基础，包括2018年在Nature Geoscience上发表全球湖泊蒸发控制因子的文章、2018年在Journal of Advances in Modeling Earth System发表国际首个耦合云--生态系统--边界层的大涡模型、2019年在Scientific Data发表的首个全球水汽同位素数据库。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李旭辉 教授 南京信息工程大学 南京信息工程大学 本项目的总负责人，对三个重要科学发现做出重要贡献。发现了城市热岛效应新的影响因素，森林砍伐纬度地带性的主要控制因子，提出了“站点配对”法和基于能量平衡的因子分解方法。是太湖中尺度通量观测网络的主要设计者。是本项目中所有8篇代表作的通讯作者和代表作4的第一作者。在本项目中的工作量占本人总工作量的80%以上。 2 肖薇 教授 南京信息工程大学 南京信息工程大学 本项目主要完成人。对重要科学发现2、3做出了重要贡献。在重要科学发现2中实现了湖泊上CO2/CH4/H2O通量的同步观测；在重要科学发现3中开发了同位素地-气模型，明确了生态系统水同位素的分馏机制。是代表性论文5和8的第一作者，代表性论文7的第一作者和通讯作者，代表性论文2、4、6的合作作者。在本项目中的工作量占本人工作量的80%以上。 3 刘寿东 教授 南京信息工程大学 南京信息工程大学 本项目主要完成人，对重要科学发现二有重要贡献，参与了太湖中尺度通量观测网络的设计以及具体的平台建设。是代表作4、5和7的第二作者，代表作2、6的合作作者。在本项目的工作量占本人总工作量的80%以上。 4 张弥 讲师 南京信息工程大学 南京信息工程大学 本项目的主要完成人，对重要科学发现一、二有重要贡献。发现了局地森林砍伐的纬度效应，参与了太湖中尺度通量观测网络的建设、仪器维护、及数据的分析。代表性论文3的第一作者，代表性论文2、4、5的合作作者。在本项目中的工作量占本人总工作量的70%以上。 5 王伟 讲师 南京信息工程大学 南京信息工程大学 本项目的主要完成人，对重要发现二做出了突出的贡献。研究了太湖与大气之间水热交换的时空变化特征及其控制机制，拓展了涡度相关技术在陆地碳水循环研究中的应用。代表性论文6的第一作者，代表作3、4、5、7的合作作者。在本项目中的工作量占本人总工作量的70%以上。 6 曹畅 讲师 南京信息工程大学 南京信息工程大学 本项目的主要完成人，对重要科学发现1做出了突出贡献。研究了中国城市热岛强度的时空变化特征及其控制机制，发现并量化了灰霾对中国夜间城市热岛强度的贡献。代表性论文2的第一作者，代表性论文4、6、7的合作作者。在本项目中的工作量占本人工作量的70%以上。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Strong contributions of local background climate to urban heat islands / NATURE / Zhao, L; Lee, X; Smith, RB; Oleson, K 2 Urban heat islands in China enhanced by haze pollution / NATURE COMMUNICATIONS / Cao, C; Lee, X; Liu, S, Schultz, N; Xiao, W; Zhang, M; Zhao, L 3 Response of surface air temperature to small-scale land clearing across latitudes / ENVIRONMENTAL RESEARCH LETTERS / Zhang, M; Lee, X; Yu, G; Han, S; Yan, J; Zhang, Y; Li, Y; Ohta, T; Hirano, T; Kim, J; Yoshifuji, N; Wang, W 4 THE TAIHU EDDY FLUX NETWORK An Observational Program on Energy, Water, and Greenhouse Gas Fluxes of a Large Freshwater Lake / BULLETIN OF THE AMERICAN METEOROLOGICAL SOCIETY / Lee, X; Liu, S; Xiao W; Wang, W; Gao, Z; Cao, C; Hu, C; Hu, Z; Shen, S; Wang, Y; Wen, X; Xiao, Q; Xu, J; Yang, J; Zhang, M 5 A Flux-Gradient System for Simultaneous Measurement of the CH4, CO2, and H2O. Fluxes at a Lake-Air Interface / ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY / Xiao, W; Liu, S; Li, H; Xiao, Q; Wang, W; Hu, Z; Hu, C; Gao, Y; Shen, J; Zhao, X; Zhang, M; Lee, X 6 Temporal and spatial variations in radiation and energy balance across a large freshwater lake in China / JOURNAL OF HYDROLOGY / Wang, W; Xiao, W; Cao, C; Gao, Z; Hu, Z; Liu, S; Shen, S; Wang, L; Xiao, Q; Xu, J; Yang, D; Lee, X 7 Transfer Coefficients of Momentum, Heat and Water Vapour in the Atmospheric Surface Layer of a Large Freshwater Lake / BOUNDARY-LAYER METEOROLOGY / Xiao, W; Liu, S; Wang, W; Yang, D; Xu, J; Chang, C; Li, H; Lee, X 8 Modeling biophysical controls on canopy foliage water 18O enrichment in wheat and corn / GLOBAL CHANGE BIOLOGY / Xiao, W; Lee, X; Wen, X; Sun, X; Zhang, S	自然奖	李旭辉,肖薇,刘寿东,张弥,王伟,曹畅	南京信息工程大学	江苏省教育厅
177	0741-102	慢性疼痛的分子机制和镇痛新靶点研究 项目名称 慢性疼痛的分子机制和镇痛新靶点研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南通大学 项目简介 慢性疼痛是指持续性或反复发作超过3个月的疼痛，包括神经病理性疼痛、癌性疼痛、炎症性疼痛等。慢性疼痛发病率非常高，我国成年人发病率女性将近40%，男性为32%，,临床上却缺乏有效的镇痛药物。让患者不再遭受疼痛折磨，既符合WHO提出的“免除疼痛是每个患者的权利”，也是“健康中国”战略所需。而新的镇痛药物的研发依赖对慢性疼痛的分子机制的深入研究。我们以趋化因子为切入点，对神经损伤、外周组织炎症、癌症、化疗等引起的慢性疼痛状态下不同趋化因子在脊髓的表达、分布、作用和细胞分子机制进行了深入而系统的研究，揭示了三个关键的趋化因子在慢性疼痛中的重要作用，为开发新的镇痛药物奠定了基础。研究成果概括为四个方面： 一、通过高通量筛选发现趋化因子CXCL13在神经损伤后的小鼠脊髓中上调，阐明了CXCL13和受体CXCR5通过介导神经元-星形胶质细胞相互作用参与神经病理性疼痛；揭示了CXCL13的表达受到表观遗传调控；证明了在三叉神经节和背根神经节中，CXCL13通过分别激活细胞内激酶ERK和p38调节神经元的兴奋性，促进三叉神经痛和炎症性疼痛。研究结果证明CXCL13/CXCR5信号通路可作为慢性疼痛的镇痛靶点，CXCL13有可能成为慢性疼痛的生物标记物。 二、发现了趋化因子CXCL1和受体CXCR2通过介导星形胶质细胞和神经元的相互作用促进神经病理性疼痛、炎症性疼痛和癌性疼痛；证明了趋化因子在脊髓中作为神经调质调节神经元的突触传递效能，并且CXCR2可作为镇痛靶点。 三、揭示了趋化因子CCL2和受体CCR2在三叉神经痛中的作用和机制，证明了三叉神经分支损伤引起的神经病理性疼痛中，伴随延髓背角星形胶质细胞和小胶质细胞激活，并且星形胶质细胞中CCL2表达增加。神经损伤也引起CCR2在背角神经元中表达增加。证明CCR2拮抗剂有效缓解三叉神经损伤引起的热痛觉过敏。 四、阐明了CCL2参与神经病理性疼痛的分子机制：CCL2在星形胶质细胞的表达受到TRAF6的调控，而TRAF6受到miR-146a的负向调控，这一分子信号通路在星形胶质细胞激活中起重要作用。 上述研究成果发表于Journal of Clinical Investigation, Brain Behavior and Immunity, Pain等国际主流杂志，8篇核心论文已被美国、日本、加拿大等38个国家的200多个学术机构他引277次，包括Science、Nature Reviews Immunology、Neuron、Nature Communications、Physiological Reviews等国际顶级综合杂志。1篇核心论文被Web of Science标记为高被引论文，1篇核心论文作为封面论文。第一完成人连续5年入选爱思唯尔中国高被引学者榜“神经科学”专业榜单，受邀在国际神经病理性疼痛大会、亚洲疼痛会议、国际生理学大学等会议上做学术报告。研究结果证明趋化因子CXCL13有望成为慢性疼痛的生物标记物，CXCR5、CXCR2、CCR2有望成为治疗慢性疼痛新的靶点。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 高永静 教授 南通大学 南通大学 高永静负责团队建设，凝练科研方向、提出课题的学术思路、申报课题，制定研究计划，统筹人员分工，跟进研究进度。在课题实施过程中，指导团队工作人员和研究生实验技术方法的运用，复杂的实验操作的演示，结果的分析。同时负责总结科研结果，撰写论文、投稿、修稿。负责管理科研经费使用、基金项目的课题进展汇报，对课题研究的质量进行全面把关，是8篇核心论文的通讯作者。 2 姜保春 副研究员 南通大学 南通大学 用基因芯片系统分析了神经病理性疼痛条件下脊髓中趋化因子及其受体的表达特征；研究了CXCL13和CXCR5在神经病理性疼痛中的作用和调节机制、CXCL13的表观遗传调控机制；研究了TRAF6调节神经病理性疼痛的机制。代表性论文1的第一作者，代表性论文6的并列第一作者，同时负责整个课题组的分子生物学实验的指导和关键实验操作。 3 张志军 教授 南通大学 南通大学 负责构建小鼠的神经病理性疼痛模型和三叉神经病理性疼痛模型，检测动物疼痛行为；免疫荧光双标检测了CCL2以及它们的受体CCR2在延髓的表达分布；证明脊髓CXCL1和CXCR2通过介导星形胶质细胞和神经元相互作用调节神经病理性疼痛。代表性论文7和8的第一作者，代表性论文1的并列第一作者。同时负责整个课题组的形态学实验的指导和关键实验的操作。 4 陆颖 副教授 南通大学 南通大学 负责研究了TRAF6和miR-146a-5p在神经病理性疼痛中的作用和调节机制，证明了脊髓星形胶质细胞TRAF6通过整合TNF-α和IL-1β信号，激活JNK/CCL2通路，维持神经性疼痛，并且TRAF6受到miR-146a-5p的负向调控。代表性论文3和6的第一作者，同时协助指导整个课题组的分子生物学和细胞培养实验。 5 曹德利 中级 南通大学 南通大学 主要研究了趋化因子CXCL1参与调节炎症性疼痛的机制和趋化因子CXCL13参与调节脊神经结扎诱导的神经病理性疼痛的机制。代表性论文5的第一作者，代表性论文1、2和3的并列第一作者。负责相关课题的慢性炎症痛动物模型制作、疼痛行为学检测、免疫组织化学检测、分子生物学检测等实验操作。 6 吴小波 副研究员 南通大学 南通大学 主要负责制作慢性炎症痛动物模型，检测炎性痛动物行为；采用全细胞膜片钳技术记录和分析炎症因子CXCL13影响DRG神经元兴奋性和Nav1.8通道电流动力学特征的机制。代表性论文2的第一作者。同时负责整个课题组的电生理实验的指导和关键实验的操作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 CXCL13/CXCR5 enhances sodium channel Nav1.8 current density via p38 MAP kinase in primary sensory neurons following inflammatory pain/Scientific reports/ Xiao-Bo Wu, De-Li Cao, Xin Zhang,Bao-Chun Jiang, Lin-Xia Zhao, Bian Qian, Yong-Jing Gao 2 MicroRNA-146a-5p attenuates neuropathic pain via suppressing TRAF6 signaling in the spinal cord/Brain Behavior and Immunity/Ying Lu, De-Li Cao,Bao-Chun Jiang, Tian Yang, Yong-Jing Gao 3 NFkappaB-mediated CXCL1 production in spinal cord astrocytes contributes to the maintenance of bone cancer pain in mice/ Journal of Neuroinflammation/Jie Xu, Ming-Di Zhu, Xin Zhang, Hao Tian, Jin-Hua Zhang, Xiao-Bo Wu, Yong-Jing Gao 4 Chemokine CXCL1 enhances inflammatory pain and increases NMDA receptor activity and COX-2 expression in spinal cord neurons via activation of CXCR2/ Experimental Neurology/De-Li Cao, Zhi-Jun Zhang, Rou-Gang Xie, Bao-Chun Jiang, Ru-Rong Ji, Yong-Jing Gao 5 Chemokine contribution to neuropathic pain: respective induction of CXCL1 and CXCR2 in spinal cord astrocytes and neurons/ Pain/Zhi-Jun Zhang, De-Li Cao, Xin Zhang, Ru-Rong Ji, Yong-Jing Gao 6 Chemokine CCL2 and its receptor CCR2 in the medullary dorsal horn are involved in trigeminal neuropathic pain/ Journal of Neuroinflammation/Zhi-Jun Zhang, Yu-Lin Dong, Ying Lu, Su Cao, Zhi-Qi Zhao, Yong-Jing Gao 7 TRAF6 upregulation in spinal astrocytes maintains neuropathic pain by integrating TNF-？ and IL-1？ signaling/ Pain/Ying Lu, Bao-Chun Jiang, De-Li Cao, Zhi-Jun Zhang, Xin Zhang, Ru-Rong Ji, Yong-Jing Gao 8 CXCL13 drives spinal astrocyte activation and neuropathic pain via CXCR5/Journal of Clinical Investigation/Bao-Chun Jiang,De-Li Cao, Xin Zhang, Zhi-Jun Zhang, Li-Na He,Chun-Hua Li, Wen-Wen Zhang, Xiao-Bo Wu, Temugin Berta, Ru-Rong Ji, Yong-Jing Gao	自然奖	高永静,姜保春,张志军,陆颖,曹德利,吴小波	南通大学	江苏省教育厅
178	0741-103	周围神经损伤与感觉功能恢复的机制研究 项目名称 周围神经损伤与感觉功能恢复的机制研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南通大学 项目简介 受自然灾害和各类事故的影响，我国周围神经损伤病例每年新增约150万。周围神经损伤后的功能恢复包括运动和感觉功能的正常化，是一个非常复杂的过程，至今仍是医学界的一个难题。国内外学者倾注了巨大的热情，致力于神经损伤后的功能恢复，从损伤后微环境的重塑、神经修复方法的改进、干细胞和组织工程神经的构建等，无不对临床工作产生积极的影响。然而目前在临床上取得较好疗效的科研成果并不多，究其根源，对神经损伤与功能恢复的机制研究不够系统和深入是重要原因。本项目组依托教育部和江苏省神经再生重点实验室，对周围神经损伤与功能恢复开展了系列研究，共发表SCI论文46篇，其中对周围神经损伤后病理变化的分子调控机制以及神经损伤后痛觉过敏的产生、维持和消退机制的研究已形成较为鲜明的特色，8篇代表作发表在Progress In Neurobiology, Nature Communications, Journal of Clinical Investigation, Nucleic Acids Research等国际著名期刊，影响因子合计69.42，被包括Nature Neuroscience, Nature Reviews系列, Science Translational Medicine, Neuron等SCI期刊他引200次；获得中国发明专利和澳大利亚创新专利各1项；成员多次在国际会议上做专题报告。中国神经科学学会理事长、浙江大学医学部主任段树民院士非常欣赏本项目组的工作，评价我们是国内一流，国际有影响力的周围神经损伤再生研究团队。主要成果有：（1）发现背根节神经元在坐骨神经损伤后的变化从分子水平有三个阶段：第一阶段（应激反应期：0h-6h）主要是刺激检测和信号转导，第二阶段（预再生期：9h-1d）是细胞去分化和转录激活，第三阶段（再生期：4d-）是各类因子的分泌、细胞的增殖迁移和轴突再生。该发现是形态学界定的周围神经损伤与再生变化过程的良好补充，完善了周围神经损伤再生后功能恢复的分子调控理论。（2）发现非编码RNA网络参与神经损伤后施万细胞激活的调控体系：miR-182通过靶向FGF9、NTM来抑制施万细胞的增殖和迁移，miR-221/222家族靶向LASS2促进施万细胞的迁移，miR-9靶向CTHRC1和Rac1 GTPase调控施万细胞的功能；miR-132靶向Prkag3调控施万细胞的迁移和促进轴突再生。这些发现从表观遗传学层面丰富了周围神经再生调控的体系，为神经损伤后的功能恢复提供了新的干预靶点。（3）发现β-arrestin-2（Arrb2）是调节神经损伤后急性痛向慢性痛转变的关键控制分子。Arrb2缺陷小鼠表现为延长和增强多种类型的神经病理性疼痛，脊髓后角过表达Arrb2可以抑制周围神经损伤引起的神经病理性疼痛的发展。该发现为研发促进周围神经损伤后的感觉功能恢复正常的药物提供了新靶点。（4）发现椎管内硬膜下腔单次注射骨髓间充质细胞可以通过抑制神经炎症来长时间缓解神经病理性疼痛，为促进周围神经损伤后的感觉功能恢复提供了一种新方法。被美国科学新闻、英国每日邮报等十余家媒体评价为疼痛治疗的突破；被美国疼痛医学会主席誉为慢性疼痛治疗--从实验台到病床边的机遇和创新。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈罡 教授 南通大学 南通大学 作为项目负责人，在本项目的设计、实施、总结等方面发挥了重要的组织和协调作用，同时也参与了部分动物实验。对第三和第四创新点做出了创造性贡献，具体如下：第一，发现β-arrestin-2是急性疼痛转变为慢性疼痛的重要的细胞内控制分子，为研发长效强力止痛药提供了新靶点。本人是论文（代表作7：Nature Commmunications）的第一作者。第二，发现小鼠鞘内注射BMSCs对神经病理性痛模型的镇痛作用机制与BMSCs通过CXCL12(SDF-1)/CXCR4轴向趋化机制迁移到受损的背根神经节，并分泌TGF-β1有关，有希望为慢性痛的治疗提供了一种高效，长期，安全，廉价的方法。本人是论文（代表作8：Journal of Clinical Investigation）的第一作者和共同通讯作者。 2 于彬 教授 南通大学 南通大学 作为项目的主要参与人，研究领域为神经再生修复机理。是代表作3，4，6的第一作者，研究发现miR-182分别靶向FGF9，NTM抑制施万细胞的激活，miR-221/222家族共同靶向LASS2促进施万细胞的激活；应邀在神经科学著名期刊发表综述系统阐述非编码RNA参与获得性脑损伤，脊髓损伤和周围神经损伤再生的调节机制，展望非编码RNA在神经损伤修复诊断和治疗中的潜在应用前景。 3 汤欣 副研究员 南通大学 南通大学 作为项目的主要参与人，研究领域为组织工程与周围神经再生。为已授权国内专利MicroRNA基因介导的新型组织工程化神经的构建及其在修复神经缺损的应用（201611043367 .7）的第一申请人；已授权澳大利亚创新专利Construction of microrna gene-mediated novel tissue engineered nerve and applications thereof in repairing nerve defect（2018100795）的第三申请人。是代表作2的第一作者，在研究工作中发现，周围神经再生的早期阶段是决定再生结果的关键阶段，不同剂量的免疫调节因子TNF-α对施万细胞呈现双向调控作用，因此，构建合适的局部免疫微环境能改善周围神经再生效果。 4 李石营 副研究员 南通大学 南通大学 作为项目组的重要成员，对第一创新点做出了创造性贡献，发现在坐骨神经损伤后的再生过程中DRG神经元的变化从分子水平分为三个阶段：应激反应期、预再生期和再生期。也是代表作1，5的第一作者。 5 周松林 副研究员 南通大学 南通大学 作为项目组的成员，发现非编码RNA在神经损伤后的功能恢复中有重要作用。发现周围神经损伤早期miR-182分别靶向FGF9，NTM抑制施万细胞的激活，miR-221/222家族共同靶向LASS2促进施万细胞的激活；是代表作6的共同第一作者，也是代表作3和4的共同作者。 6 钱天梅 助理研究员 南通大学 南通大学 作为项目组的成员，围绕非编码RNA在神经损伤后功能恢复中德作用机制开展研究，发现iR-182分别靶向FGF9，NTM抑制施万细胞的激活，miR-221/222家族共同靶向LASS2促进施万细胞的激活；是代表作4的共同第一作者，代表作6的共同作者。 7 顾晓松 教授 南通大学 南通大学 在本项目的设计、实施、总结等方面发挥了协同指导的关键作用。是代表作1-6的通讯作者。为已授权国内专利MicroRNA基因介导的新型组织工程化神经的构建及其在修复神经缺损的应用（201611043367 .7）的第二申请人；已授权澳大利亚创新专利Construction of microrna gene-mediated novel tissue engineered nerve and applications thereof in repairing nerve defect（2018100795）的第一申请人。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The transcriptional landscape of dorsal root ganglia after sciatic nerve transection. / Scientific Reports / Li S, Xue C, Yuan Y, Zhang R, Wang Y, Wang Y, Yu B, Liu J, Ding F, Yang Y, Gu X. 2 Signaling pathways regulating dose-dependent dual effects of TNF-alpha on primary cultured Schwann cells. / Molecular and Cellular Biochemistry / Tang X, Wang Y, Zhou S, Qian T, Gu X. 3 The regulatory roles of non-coding RNAs in nerve injury and regeneration. / Progress in Neurobiology / Yu B, Zhou S, Yi S, Gu X. 4 MiR-182 inhibits Schwann cell proliferation and migration by targeting FGF9 and NTM, respectively at an early stage following sciatic nerve injury. / Nucleic Acids Research./ Yu B, Qian T, Wang Y, Zhou S, Ding G, Ding F, Gu X. 5 Let-7 microRNAs regenerate peripheral nerve regeneration by targeting nerve growth factor ./ Molecular Therapy. / Li S, Wang X, Gu Y, Chen C, Wang Y, Liu J, Hu W, Yu B, Wang Y, Ding F, Liu Y, Gu X. 6 Mir-221 and miR-222 promote Schwann cell proliferation and migration by targeting LASS2 after sciatic nerve injury. / Journal of Cell Science / Yu B, Zhou S, Wang Y, Qian T, Ding G, Ding F, Gu X. 7 β-arrestin-2 regulates NMDA receptor function in spinal lamina II neurons and duration of persistent pain. / Nature Communications / Chen G, Xie RG, Gao YJ, Xu ZZ, Zhao LX, Bang SB, Berta T, Park CK, Lay M, Chen W, Ji RR. 8 Intrathecal bone marrow stromal cells inhibit neuropathicpain via TGF-b secretion. / Journal of Clinical Investigation. / Chen G, Park CK, Xie RG, Ji RR.	自然奖	陈罡,于彬,汤欣,李石营,周松林,钱天梅,顾晓松	南通大学	江苏省教育厅
179	0741-104	内源性氨基酸对脑损伤后神经保护及神经再生作用 项目名称 内源性氨基酸对脑损伤后神经保护及神经再生作用 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南通大学 项目简介 脑损伤包括由创伤（又称脑外伤）、缺血、出血、感染与炎症等情况导致，缺血性卒中约占脑卒中病例的80%，是当今影响人类健康及致死、致残的主要疾病之一；而脑外伤是导致年轻人神经残疾的主要疾病之一。由于脑损伤是不可逆的，目前对于脑损伤的治疗难度非常大，而且这些疾病的治疗与康复以及间接的花费数额巨大，成为严重的社会负担。针对缺血性卒中病人，入院时能进行再灌注治疗的比例很低；针对脑外伤后的继发性损伤病理生理过程，均缺乏行之有效的治疗方法，本课题组经过十余年的潜心研究，发现一些内源性氨基酸在促进神经恢复或神经修复方面的独特作用，这可能成为脑损伤药物治疗研究的新方向。我们的研究发现了内源性氨基酸对于脑损伤（包括：脑卒中、脑缺血再灌注损伤、永久性大脑中动脉栓塞、脑外伤、脑白质损伤）均具有明显的神经保护作用。本项目涉及的内源性氨基酸主要包括：L-丝氨酸、牛磺酸、甘氨酸、丙氨酸。我们的研究提出了这些内源性氨基酸作用的短期机制与增加缺血区脑组织的血供，减少氧化应激损伤，减轻炎症，激动脑血管内皮上钙离子激活的钾离子通道有关；而使用内源性氨基酸进行持续治疗能够增加损伤侧脑组织中神经营养因子的含量，抑制小胶质细胞的激活，同时促进内源性神经干细胞的增生，并促进其迁移至损伤灶周围皮质，分化为成熟神经元，达到神经修复作用。本项目重点关注了L-丝氨酸的作用。近年来，人们还认识到L-丝氨酸及其代谢产物不仅为细胞增殖所需，在中枢神经系统中它还有特殊的功能，为脑的发育和许多正常功能所需。L-丝氨酸除可能是甘氨酸受体的一种激动剂外，还有其它方面的作用，如它为合成半胱氨酸、牛磺酸和脂类信号分子如磷脂酰丝氨酸、神经酰胺所需，还可转化为D-丝氨酸，参与NMDA受体的功能。此外，L-丝氨酸合成通路与D-丝氨酸的合成和星形胶质细胞的能量产生相联系，同时星形胶质细胞通过L-丝氨酸合成丙酮酸，从而向神经元提供能量代谢的底物。还有研究发现，L-丝氨酸对脑血管有扩张作用，这对缺血脑损伤以及脑外伤后继发性损伤过程中有缺血表现的损伤外围组织可能有重要的作用。这些作用可能对L-丝氨酸治疗脑损伤，促进神经组织的再生与组织修复，促进患者的康复有着重要的裨益。相应的研究成果已经在PNAS在内的重要国际期刊上发表论文十八篇，被Nature neuroscience等国际知名期刊引用超400余次。本研究揭示了临床运用L-丝氨酸等神经保护剂治疗缺血性脑卒中等疾病引起的脑损伤，促进神经功能恢复的可行性；目前相关成果申请发明专利7项，2项获得授权，并且已经在江苏、浙江等多家三级医院推广运用，疗效显著，无明显毒副作用，安全、简便、价廉、临床应用广泛等优点，显示了良好的社会效益。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王国华 副研究员 南通大学 南通大学 发现L-丝氨酸在创伤性脑损伤、大脑中动脉永久性脑梗死、大脑中动脉缺血-再灌注模型中具有治疗作用，并探讨了内源性氨基酸抑制炎症反应，其机制涉及表观调控（组蛋白抑制）的小胶质细胞极化，在创伤性脑损伤模型中具有长期的神经保护和促神经再生作用。是第1、4、5、7篇研究论文的第一完成人，是第3篇研究论文的通讯作者，也是第2和8篇代表性研究论文的主要参与者。 2 姜正林 研究员 南通大学 南通大学 提出L-丝氨酸在创伤性脑损伤、大脑中动脉永久性脑梗死、大脑中动脉缺血-再灌注模型中具有治疗作用。组织、协调并指导青年教师与研究生完成各项研究任务，是第2、4-8篇研究论文的通讯作者。 3 李霞 副教授 南通大学 南通大学 发现L-丝氨酸在大脑中动脉永久性脑梗死模型中具有良好的治疗作用，其机制主要是由于血脑屏障通透性升高，有利于L-丝氨酸透过血脑屏障，进入损伤侧脑组织，并部分代谢成D-丝氨酸。是代表性论文6的第一作者，也是第2、4、5、7篇代表性研究论文的主要参与者。 4 张云峰 副教授 南通大学 南通大学 参与完成L-丝氨酸在大脑中动脉永久性脑梗死模型中具有良好的治疗作用的机制研究。是第6篇代表性研究论文的主要参与者。 5 徐丽华 助理研究员 南通大学 南通大学 参与完成L-丝氨酸在创伤性脑损伤、大脑中动脉永久性脑梗死、大脑中动脉缺血-再灌注模型中具有治疗作用，并参与了其中的机制研究。是第2、6、8篇代表性论文的主要参与者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 D-Serine-induced inactivation of NMDA receptors in cultured rat hippocampal neurons expressing NR2A subunits is Ca2+-dependent/CNS Neurosci Ther/Li X, Zhang YY, Chen ZQ, Jiang ZL, Sun L, Xu LH, Yang Y, Zhang YF. 2 Free-radical Scavenger Edaravone Treatment Confers Neuroprotection Against Traumatic Brain Injury in Rats / J Neurotrauma / Wang GH, Jiang Z, Li YC, Li X, Shi H, Gao YQ, Vosler PS, Chen J. 3 L-Serine treatment may improve neurorestoration of rats after permanent focal cerebral ischemia potentially through improvement of neurorepair/PLoS One/Sun L, Qiang R, Yang Y, Jiang ZL, Wang GH, Zhao GW, Ren TJ, Jiang R, Xu LH. 4 Neuroprotective effect of L-serine against temporary cerebral ischemia in rats/J Neurosci Res/Wang GH, Jiang ZL, Chen ZQ, Li X, Peng LL. 5 HDAC inhibition prevents white matter injury by modulating microglia/macrophage polarization through the GSK3β/PTEN/Akt axis/ Proc Natl Acad Sci U S A/ Wang G, Shi Y, Jiang X, Leak RK, Hu X, Wu Y, Pu H, Li WW, Tang B, Wang Y, Gao Y, Zheng P, Bennett MV, Chen J. 6 Reduction of inflammatory responses by L-serine treatment leads to neuroprotection in mice after traumatic brain injury/Neuropharmacology/Zhai PP, Xu LH, Yang JJ, Jiang ZL, Zhao GW, Sun L, Wang GH, Li X. 7 Improvement in regional CBF by L-serine contributes to its neuroprotective effect in rats after focal cerebral ischemia/PLoS One/Ren TJ, Qiang R, Jiang ZL, Wang GH, Sun L, Jiang R, Zhao GW, Han LY. 8 Neuroprotective effect of taurine against focal cerebral ischemia in rats possibly mediated by activation of both GABAA and glycine receptors/Neuropharmacology/Wang GH, Jiang ZL, Fan XJ, Zhang L, Li X, Ke KF.	自然奖	王国华,姜正林,李霞,张云峰,徐丽华	南通大学	江苏省教育厅
180	0741-106	多疣壁虎断尾再生模型的建立及再生机制的研究 项目名称 多疣壁虎断尾再生模型的建立及再生机制的研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南通大学,深圳华大生命科学研究院 项目简介 物种的再生能力随着系统演化而逐步下降。鱼类、两栖类等模式动物已被广泛用于开展组织器官再生机制的研究，但是应用爬行类动物为模型的研究鲜有报道。爬行纲作为低等羊膜生物，具有与哺乳动物更为相近的细胞类群和发育机制。爬行动物的再生研究更有可能为高等动物的再生机制提供线索。项目选取的研究对象是多疣壁虎 (Gekko japonicus)，其尾部断离后能够进行完整的形态再生和功能恢复，其中包括皮肤、肌肉、软骨和神经组织再生，成为绝佳的再生研究模型。项目首次从形态学、细胞及分子水平对多疣壁虎断尾再生过程进行系统性表征，并从断尾再生的起始信号，再生的微环境，再生图式等角度对断尾再生机制进行研究。1. 成功构建多疣壁虎断尾再生模型：项目首先开展了多疣壁虎断尾再生的形态学研究，包括肌肉、骨和软骨、神经、皮肤等组织学变化、分子标志的表征等；构建了多疣壁虎原代神经细胞的培养体系，获得了壁虎神经元和胶质细胞原代培养适宜的温度、渗透压等条件；建立了两株胶质细胞来源的细胞系并对细胞系的形态、增殖特性、核型等进行了鉴定。2. 比较基因组研究揭示多疣壁虎适应性演化的遗传学基础：获得了多疣壁虎的全基因组序列和再生过程相关的转录组数据。多疣壁虎的基因组序列是首个获得的壁虎科物种的全基因组序列，也是迄今为止获得的最长的爬行动物基因组，达25.5亿碱基对。进一步的比较基因组分析揭示了壁虎强大的断尾再生能力、光滑表面的攀爬能力所涉及的相关基因及其演化特点。3. 发现ROS和前列腺素PGE2等是再生起始阶段的重要信号：ROS通过调控自噬启动因子ULK1和MP2K7的活性调控自噬，影响断尾骨骼肌再生。PGE2通过调控Wnt信号通路影响芽基的形成。4. 发现多疣壁虎断尾后局部微环境促进再生的机制：项目研究表明，多疣壁虎断尾后的损伤微环境有利于再生。多疣壁虎和大鼠星型胶质细胞的比较研究发现，壁虎星胶对于损伤应激的反应性显著低于大鼠，有利于良好微环境的重建。多疣壁虎通过HMGB1a和HMGB1b差异性的组织表达变化，规避了组织损伤后的过度激活炎症反应。5. 发现多疣壁虎断尾再生图式重建过程中的重要位置记忆分子：项目率先在爬行动物断尾再生中阐明了芽基干细胞位置信息的分子基础，即CD59。我们还发现壁虎SNAP25b参与神经干细胞的分化，并促进轴突的生长，进而参与断尾芽基干细胞的图式形成。 成体模式动物特有的附肢（器官）再生现象，蕴藏着独特的再生相关的分子细胞生物学机制。随着爬行动物各物种基因组、转录组数据的快速积累，爬行动物再生机制研究近年来进展迅猛。我们多年来在多疣壁虎断尾再生的系列工作积淀了丰富的数据，研究工作先后被Science, Nat Genet, Neuron等期刊引用，形成了鲜明的特色及国际影响力。多疣壁虎再生和攀爬能力适应性进化的研究发表在Nature Communications，该研究被Nature杂志作为Research Hights推介。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘炎 教授 南通大学 南通大学 本人从2005年以来一直从事多疣壁虎断尾再生的相关研究工作，主导开展了断尾再生的组织形态学表征，cDNA文库构建测序，基因组的测序和分析；系统研究了再生过程中干细胞和前体细胞行为等研究工作；作为主要成员开展了壁虎细胞原代培养、细胞系构建，再生起始机制，再生微环境影响等研究工作。 2 王勇军 教授 南通大学 南通大学 系统研究了壁虎断尾芽基细胞位置记忆的分子基础以及位置记忆调节再生附肢图式形成的分子机制。率先克隆并阐明CD59分子参与调节壁虎断尾再生的位置记忆；系统研究了壁虎断尾再生规避过度炎症反应的分子机理。发现多疣壁虎采用系统进化中形成HMGB1a和HMGB1b两种亚型的策略，分别调控炎症反应和断尾脊髓再生。上述研究对揭示断尾再生良好微环境的形成机制，起到了重要的作用。 3 刘梅 教授 南通大学 南通大学 建立了多疣壁虎神经系统细胞的体外培养方法，并构建了两株永生化细胞系；制备了多疣壁虎神经元特异性抗；对多疣壁虎脊髓星型胶质细胞与哺乳动物成体和胚胎脊髓星型胶质细胞响应外界刺激的反应性差异进行了基因背景的比较性研究；参与了其他相关的研究工作。 4 杨林峰 助理研究员 深圳华大生命科学研究院 深圳华大生命科学研究院 完成对壁虎基因组序列组装，获得2.55Gb的序列信息，预测了22487个基因并对基因的功能和通路进行注释；对壁虎基因组中重复序列、非编码RNA进行预测和注释。通过使用6种爬行动物物种和10种其他脊椎动物的全基因组数据，构建系统发育树评估了爬行动物在形态学和生态多样性之间的进化关系；对壁虎b-角蛋白基因家族进行了系统发育分析，从基因的复制角度阐述壁虎黏附能力的形成；在嗅觉和视觉进化方面，将壁虎对应基因与其他物种进行了相关比较确定了壁虎嗅觉受体基因的扩张和视觉基因的退化。 5 杨焕明 教授 深圳华大生命科学研究院 深圳华大生命科学研究院 指导多疣壁虎基因组项目的开展，参与设计壁虎基因组项目整体的思路，参与项目执行过程中分析结果的解读。协调实验测序过程，指导基因组装、基因集的注释、基因组比较分析、比较转录组分析等分析工作。对于分析过程的结果，给予指导、建议和技术支持。参与多疣壁虎基因组文章的讨论，撰写以及修改等工作。 6 杨建 助理研究员 南通大学 南通大学 参与了对壁虎基因组分析，开展了角蛋白家族核心序列和进化演变的分析；对壁虎中受到正选择压力的基因进行分析，发现了了环前列腺素通路上的关键蛋白对断尾再生的潜在影响；开展了壁虎基因组中视觉相关蛋白的光谱适应性和演变；参与了壁虎基因组中嗅觉蛋白的比较基因组学分析，揭示了其陆地嗅觉的适应性。 7 王莹洁 助理研究员 南通大学 南通大学 系统研究了多疣壁虎断尾再生过程中，芽基神经干细胞分化及其促进轴突生长的分子机理。阐明壁虎SNAP25b促进神经干细胞分化的机理，及其介导囊泡释放促进轴突生长的分子机制。 8 徐曼 中级 南通大学 南通大学 参与了多疣壁虎多组织及断尾再生不同时间点的表达谱的构建及相关基因表达验证的工作，包括免疫组织化学、原位杂交等工作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Gekko japonicus genome reveals evolution of adhesive toe pads and tail regeneration./ Nat Commun./ Liu Y, Zhou Q, Wang Y, Luo L, Yang J, Yang L, Liu M, Li Y, Qian T, Zheng Y, Li M, Li J, Gu Y, Han Z, Xu M, Wang Y, Zhu C, Yu B, Yang Y, Ding F, Jiang J, Yang H, Gu X. 2 Reactive oxygen species generated from skeletal muscles are required for gecko tail regeneration./ Sci Rep./ Zhang Q, Wang Y, Man L, Zhu Z, Bai X, Wei S, Liu Y, Liu M, Wang X, Gu X, Wang Y. 3 EST-based identification of genes expressed in brain and spinal cord of Gekko japonicus, a species demonstrating intrinsic capacity of spinal cord regeneration./J Mol Neurosci./ Liu Y, Ding F, Liu M, Jiang M, Yang H, Feng X, Gu X. 4 Establishment and characterization of two cell lines derived from primary cultures of Gekko japonicus cerebral cortex./ Cell Biol Int./Liu M, Gu Y, Liu Y, Li J, He J, Lin S, Gu X. 5 Gecko CD59 is implicated in proximodistal identity during tail regeneration./ PLoS One/ Wang Y, Wang R, Jiang S, Zhou W, Liu Y, Wang Y, Gu Q, Gu Y, Dong Y, Liu M, Gu X, Ding F, Gu X 6 Involvement of gecko SNAP25b in spinal cord regeneration by promoting outgrowth and elongation of neurites./Int J Biochem Cell Biol./ Wang Y, Dong Y, Song H, Liu Y, Liu M, Yuan Y, Ding F, Gu X, Wang Y. 7 Early neurogenesis during caudal spinal cord regeneration in adult Gekko japonicus./ J Mol Histol./ Zhou Y, Xu Q, Li D, Zhao L, Wang Y, Liu M, Gu X, Liu Y 8 HMGB1 protein does not mediate the inflammatory response in spontaneous spinal cord regeneration: a hint for CNS regeneration./ J Biol Chem./ Dong Y, Gu Y, Huan Y, Wang Y, Liu Y, Liu M, Ding F, Gu X, Wang Y.	自然奖	刘炎,王勇军,刘梅,杨林峰,杨焕明,杨建,王莹洁,徐曼	南通大学,深圳华大生命科学研究院	江苏省教育厅
181	0741-107	二噁英与锰中毒神经毒性及分子毒理学机制研究 项目名称 二噁英与锰中毒神经毒性及分子毒理学机制研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南通大学 项目简介 本项目主要研究了环境持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants，POPs）——二噁英（2,3,7,8-四氯二苯并二噁英（2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-pdioxin, TCDD）为其代表物）及金属锰的神经毒性及其分子毒理学作用机制。POPs是一类重要的环境污染物，具有毒性强、半衰期长、高脂溶性和易生物富集等特点，引起国际社会对其危害的广泛关注。由于近年来经济的快速发展和城市化进程加快，我国目前部分湖泊、河流及沿海水域中的几种主要POPs（如有机氯类、多氯联苯类和二噁英等）的浓度已达到全球较高水平，严重威胁着我国人群的健康。锰（manganese，Mn）尽管是一种人体必需的微量元素，但过量暴露Mn会导致一种神经退行性疾病，称为锰中毒。在临床上，锰中毒以类似于原发性帕金森病的锥体外系功能障碍特征。Mn一旦进入体内，也较难排出，与POPs类似能在体内进行蓄积。关于Mn神经毒性的报道较多，但其机制尚不十分明确，而TCDD的神经毒性（尤其是与环境暴露剂量接近的低剂量）研究较少，因此，本研究借助南通大学神经生物学研究平台，对TCDD及Mn的神经毒性及其分子毒理学机制进行了较全面深入的研究。项目从整体动物与细胞水平，较系统全面研究了TCDD的神经毒性及分子毒理学机制。首次发现并报道低剂量（10-50 nM）TCDD持续(72 h)作用于神经元，能诱导神经元衰老，其机制与TCDD能降低线粒体膜电位、诱导ROS增加、导致DNA氧化损伤有关，ROS特异清除剂（NAC）对TCDD引起的细胞衰老起抑制作用。论文发表后受到国内外同行的高度关注和认可，论文除被多篇环境健康与毒理学领域JCR1区杂志引用外，还被多篇神经科学与衰老研究领域高IF杂志引用，对研究TCDD新的神经毒性有理论指导意义。项目还首次报道了低剂量TCDD能通过非经典的基因通路激活小胶质细胞，并增加与其共培养的原代神经元的凋亡。Ca2+/cPLA/COX-2、MAPK/p38、GSK/β-catanen/cyclin D1等信号通路参与了上述过程；研究还发现，TCDD可以诱导星形胶质细胞的炎性激活，Src抑制的蛋白激酶C的底物（SSeCKS）参与了TCDD诱导的星形胶质细胞的活化和NF-κB信号通路的活化，并且这种活化是依赖PKC活性的；星形胶质细胞受TCDD连续暴露，能通过WNT/β-catenin及活性氧产生诱导星形胶质细胞衰老。针对高剂量（大鼠25ug/kg，神经细胞200-1000nM)TCDD能诱导神经元凋亡，项目组发现了一些新的分子毒理机制，包括ROS/Foxo3a/p27通路、Wnt/β-catenin及MAPKs通路等，并发现自噬及PERK-eIF2a信号激活诱导的内质网应激在高剂量TCDD所致神经元凋亡中发挥了重要作用。本项目还从整体动物和细胞水平，研究了p53与Wip1在锰神经毒性中的作用，发现（1）Mn暴露可诱导大鼠纹状体神经元和PC12细胞凋亡，并激活Wip1表达及p53转录依赖和转录非依赖信号途径；（2）过表达Wip1，可缓解Mn所致凋亡作用，而干扰Wip1表达，可促进p53及下游凋亡基因表达。说明Mn中毒后Wip1升高可能是一种应激反应机制，给学术界开展更进一步的研究提供了新的方向。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 徐广飞 教授 南通大学 南通大学 提出“低剂量TCDD（10-50 nM）持续（48-72 h）作用于神经元，能诱导神经元衰老”的设想与实验设计，并指导人员完成了相应实验。发现低剂量TCDD（10 nM）能刺激小胶质细胞炎性活化，并引起神经元凋亡，Ca2+/（cPLA2）COX-2/NF-κB及Akt/GSK-3β/cyclin D1等信号通路参与了小胶质细胞炎性激活过程。另发现高剂量TCDD（200 nM以上）能引起神经元凋亡，其机制与Fox3a/p27信号通路有关，内质网应激在高剂量TCDD诱导神经元凋亡中发挥了一定保护作用。 2 吴启运 研究员 南通大学 南通大学 发现TCDD能诱导星形胶质细胞活化，在TCDD诱导的反应性星形胶质细胞的过程中，NF-κB信号转导的关键调节因子TGF-β活化激酶1（TAK1）被迅速磷酸化，TCDD可导致TAK1和NF-κB p65的快速磷酸化以及IKBA的降解。 3 江俊康 副教授 南通大学 南通大学 发现Mn暴露可诱导大鼠纹状体神经元和PC12细胞凋亡，并激活p53转录依赖和转录非依赖信号途径；PFT-α和PFT-μ通过抑制p53活性，增加抗凋亡蛋白表达，拮抗Mn引起的p53信号通路及其下游促凋亡靶基因的表达，从而减轻Mn诱导的神经元凋亡和线粒体损伤作用，起到保护作用。 4 陈刚 教授 南通大学 南通大学 发现TCDD诱导小胶质细胞p38 MAPK/JNK信号通路激活引起iNOS升高从而引起NO合成增加；小胶质细胞炎性激活释放的NO能够诱导原代神经元损伤，甚至凋亡。 5 万春华 副教授 南通大学 南通大学 发现ROS特异清除剂（NAC）能通过清除ROS对TCDD引起的细胞衰老起着抑制作用。发现Mn暴露可诱导大鼠纹状体神经元和PC12细胞凋亡，并激活Wip1表达。过表达Wip1，可缓解Mn所致凋亡作用，而干扰Wip1表达，可促进p53及下游凋亡基因表达。说明Mn中毒后Wip1升高可能是一种应激反应机制，给学术界开展更进一步的研究提供了新的方向。 6 聂晓科 助理研究员 南通大学 南通大学 发现TCDD也可以诱导星形胶质细胞的炎性激活、NF-κB 信号通路的活化以及Src抑制的蛋白激酶C的底物（Src-suppressed protein kinase C substrate，SSeCKS）的表达；SSeCKS参与了TCDD诱导的星形胶质细胞的活化和NF-κB信号通路的活化，并且这种活化是依赖PKC活性的。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 2, 3, 7, 8-Tetrachlorodibenzo-P-dioxin (TCDD) induces premature senescence in human and rodent neuronal cells via ROS-dependent mechanisms./ PLoS One/ Wan C, Liu J, Nie X, Zhao J, Zhou S, Duan Z, Tang C, Liang L, Xu G. 2 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) induces microglial nitric oxide production and subsequent rat primary cortical neuron apoptosis through p38/JNK MAPK pathway/ Toxicology/ Li Y, Chen G, Zhao J, Nie X, Wan C, Liu J, Duan Z, Xu G 3 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin stimulates proliferation of HAPI microglia by affecting the Akt/GSK-3β/cyclin D1 signaling pathway/ Toxicol Lett/ Xu G, Li Y, Yoshimoto K, Wu Q, Chen G, Iwata T, Mizusawa N, Wan C, Nie X 4 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin-induced inflammatory activation is mediated by intracellular free calcium in microglial cells./ Toxicology/Xu G, Li Y, Yoshimoto K, Chen G, Wan C, Iwata T, Mizusawa N, Duan Z, Liu J, Jiang J 5 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin promotes astrocyte activation and the secretion of tumor necrosis factor-α via PKC/SSeCKS-dependent mechanisms/ J Neurochem/ Zhang Y, Nie X, Tao T, Qian W, Jiang S, Jiang J, Li A, Guo A, Xu G, Wu Q 6 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) induces expression of p27(kip1) and FoxO3a in female rat cerebral cortex and PC12 cells/ Toxicol Lett/ Xu G, Liu J, Yoshimoto K, Chen G, Iwata T, Mizusawa N, Duan Z, Wan C, Jiang J 7 Pivotal roles of p53 transcription-dependent and -independent pathways in manganese-induced mitochondrial dysfunction and neuronal apoptosis/ Toxicol Appl Pharmacol/ Wan C, Ma X, Shi S, Zhao J, Nie X, Han J, Xiao J, Wang X, Jiang S, Jiang J. 8 Involvement of dysregulated Wip1 in manganese-induced p53 signaling and neuronal apoptosis/ Toxicol Lett/ Ma X, Han J, Wu Q, Liu H, Shi S, Wang C, Wang Y, Xiao J, Zhao J, Jiang J, Wan C.	自然奖	徐广飞,吴启运,江俊康,陈刚,万春华,聂晓科	南通大学	江苏省教育厅
182	0741-108	慢性乙肝病毒感染不同阶段特点的临床及流行病学研究 项目名称 慢性乙肝病毒感染不同阶段特点的临床及流行病学研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南通大学 项目简介 乙型肝炎病毒（HBV）感染易导致慢性肝炎、肝炎后肝硬化、慢加急性肝衰竭以及HBV相关肝癌（HCC）等系列疾病, 严重威胁人民健康，给患者、家庭、社会带来沉重的经济负担。本项目按照三级预防的理念，（1）在江苏启东（HBV相关肝癌高发区）约2万的社区人群中建立研究现场，通过全民体检筛查、高危人群重点调查，建立长逾10年（1996-2006年）队列，累积观察270例肝癌发生；（2）选取南通一市五县（市）6家代表性医院（含专科医院和综合医院），前瞻性调查2005-2014年新增慢加急性肝衰竭（ACLF）患者1934例，对ACLF年发病率、原发病构成、急性加重原因、诊疗情况等进行系统分析；（3）在南通妇幼保健院于2012-2016年期间前瞻性观察孕妇2万余例（含HBV携带者513例）的妊娠结局。我们以慢性HBV感染为核心，系统研究不同临床阶段演变、进展特点，取得系列创新性成果，概况为以下三方面： （1）发现了我国HBV相关肝癌特有的病毒基因突变位点。HBeAg阳性，HBV DNA水平≥10^4 copies/mL，前S基因缺失突变，T1762/A1764双突变，以及T1766和/或A1768突变均与肝癌发病相关，且HBV基因突变位点数量的增加往往伴随着癌变风险进一步升高，其中，BCP区域T1766和/或A1768突变系年轻（<40岁）肝癌所特有。HBV基因组前S区、增强子Ⅱ、基本核心启动子及前C区基因变异与肝癌发生相关，肝癌患者普遍表现为前S基因缺失、A2159G、A2189Y、T1762/A1764、T1766和/或A1768突变的逐渐聚集过程，无一例发现相反的突变变化，提示多位点的基因联合突变是伴随着慢性肝炎、肝硬化、肝癌的进展逐渐出现的。 （2）揭示了我国乙型肝炎慢加急性肝衰竭的发病趋势。2005-2014年南通地区新发ACLF患者中，患者以男性、青壮年为主，年发病率持续下降（从3.4/10万人下降至2.1/10万人），短期病死率呈现逐渐下降的趋势，年龄及肝硬化与病死率显著相关；ACLF原发病中诊断首位为慢性乙型肝炎（91.0%），急性失代偿原因首位为HBV再活跃。我们的发现是在国内及国际上首次报道了ACLF年发病率及流行趋势。另外，我们对HBV-ACLF患者人工肝治疗进行长期随访，并比较、优选了LRM模型辅助临床决策。 （3）阐述了HBV感染是孕妇流产的独立危险因素。无症状HBV携带者流产发生率（9.36%）明显高于健康对照组（5.70%），经混杂因素经调整后，HBV携带状态与流产的相关性保持不变（OR 1.71, 95%CI 1.23-2.38），提示HBV携带状态增加了流产发生风险。 以上成果均为国际上首次报道，2013-2016年期间以南通大学为第一单位的8篇代表性论文，共被他引101次，SCI他引80次，引用我们研究成果的国际同行包括美国、欧洲、中国台湾等地学者，引用期刊包括《Journal of Hepatolgoy》、《Journal of Pathology》等本领域权威期刊，1篇论文获《Annals of Hepatology》邀请专家点评。获江苏医学科技三等奖、江苏中医药科学技术三等奖各1项，省医学新技术引进二等奖2项，2篇论文获市自然科学优秀学术论文一等奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 秦刚 副教授 南通大学 南通大学 负责乙型肝炎慢加急性肝衰竭、妊娠合并乙肝病毒感染的临床与流行病学研究（重要科学发现第2点和第3点），包括课题设计、病例入组、资料收集整理、统计分析、撰写论文（代表性论文2、3、6、7）等。 2 瞿利帅 副教授 南通大学 南通大学 负责乙肝病毒基因变异与肝癌发生风险方面（科学创新点第1点）的课题设计、重要实验的完成及论文的撰写（代表性论文1、4、5、8）；曾受邀在World Journal of Gastroenterology 及Hepatology Research杂志撰写关于乙肝病毒与肝癌发生及预后危险相关性的综述。 3 陆翠华 教授 南通大学 南通大学 负责乙肝病毒基因变异与肝癌发生风险方面（科学创新点第1点）的课题设计、联合启东肝癌研究所完成全过程入组、随访、数据收集及论文的撰写（代表性论文4、5、8）。长期从事慢性肝病、肝纤维化、肝癌发病机制及早期诊治研究, 对于调节肝癌增殖和迁移相关的信号转导、蛋白修饰等分子机制有着深入的了解，先后主持江苏省自然科学基金、江苏省六大人才高峰等多项课题，相关研究成果以第一作者或通讯作者在Pathol Oncol Res、Med Oncol、Dig Dis Sci、Hepatol Res 等国际学术期刊发表十余篇SCI 研究论文。 4 邵建国 正高级 南通大学 南通大学 负责乙型肝炎慢加急性肝衰竭、妊娠合并乙肝病毒感染的临床与流行病学研究（重要科学发现第2点和第3点），包括课题设计、数据分析及撰写论文（代表性论文2、3、6、7）等。 5 崔爱民 正高级 南通大学 南通大学 负责妊娠合并乙肝病毒感染的临床与流行病学研究（重要科学发现第3点），包括课题设计、病例入组、数据收集、分析及撰写论文（代表性论文6）等。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Pre-S deletion and complex mutations of hepatitis B virus related to young age hepatocellular carcinoma in Qidong, China./ PLoS One/ Qu LS, Kuai XL, Liu TT, Chen TY, Ni ZP, Shen XZ 2 Population-representative incidence of acute-on-chronic liver failure: A prospective cross-sectional study/ Journal of Clinical Gastroenterology/ Qin G, Shao JG, Zhu YC, Xu AD, Yao JH, Wang XL, Qian YK, Wang HY, Shen Y, Lu P, Wang LJ 3 Artificial liver support system improves short- and long-term outcomes of patients with HBV-associated acute-on-chronic liver failure: a single-center experience/ Medicine/ Qin G, Shao JG, Wang B, Shen Y, Zheng J, Liu XJ, Zhang YY, Liu YM, Qin Y, Wang LJ 4 Effect of combined mutations in the enhancer II and basal core promoter of hepatitis B virus on development of hepatocellular carcinoma in Qidong, China/ Hepatology Research/ Qu LS, Zhu J, Liu TT, Shen XZ, Chen TY, Ni ZP, Ni RZ, Lu CH 5 Association of hepatitis B virus pre-S deletions with the development of hepatocellular carcinoma in Qidong, China/ PLoS One/ Qu LS, Liu JX, Liu TT, Shen XZ, Chen TY, Ni ZP, Lu CH 6 Maternal hepatitis B virus carrier status and pregnancy outcomes: a prospective cohort study/ BMC Pregnancy Childbirth/ Cui AM, Cheng XY, Shao JG, Li HB, Wang XL, Shen Y, Mao LJ, Zhang S, Liu HY, Zhang L, Qin G 7 Logistic regression model can reduce unnecessary artificial liver support in hepatitis B virus-associated acute-on-chronic liver failure: decision curve analysis/ BMC Medical Informatics and Decision Making/ Qin G, Bian ZL, Shen Y, Zhang L, Zhu XH, Liu YM, Shao JG 8 Potential susceptibility mutations in C gene for hepatitis B-related hepatocellular carcinoma identified by a two-stage study in Qidong, China/ International Journal of Molecular Sciences/ Qu LS, Zhang HF, Liu JX, Liu TT, Shen XZ, Chen TY, Ni ZP, Lu CH	自然奖	秦刚,瞿利帅,陆翠华,邵建国,崔爱民	南通大学	江苏省教育厅
183	0741-109	脊髓损伤后神经元凋亡的机制研究和临床应用 项目名称 脊髓损伤后神经元凋亡的机制研究和临床应用 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南通大学 项目简介 神经元凋亡是脊髓损伤后最重要的生物学事件，是影响损伤脊髓功能恢复的关键因素。本课题组在过去10年的时间里，围绕多项课题，研究和揭示了脊髓损伤后神经元凋亡的特点和机制，并在神经元凋亡的干预方面开展了一系列基础研究和临床应用推广，有效提高了脊髓损伤患者的治疗效果，我们首先利用基因的测序发现重要RBM5、Smurf1、NLK、MCM7等分子蛋白在脊髓损伤后存在时间依赖性的变化，并且这种变化发生在凋亡的神经元细胞上，我们一方面从大体组织层面上检测基因的表达变化，同时通过细胞学的检测，研究基因蛋白在细胞生物学上的变化，最后从分子水平进行干预基因表达，检测其对下游分子的调控网络和机制，同时我们根据在临床上根据神经元凋亡时间依赖性的特点和规律，运用个体化综合治疗的理念治疗急性脊髓损伤患者。具体措施包括维持有效呼吸和循环血容量、甲基强的松龙冲击、牵引和制动、高压氧、以及对存在明显脊髓受压或脊柱不稳患者实行早期的外科手术干预。结果显示对于脊髓损伤患者，早期进行个体化综合治疗能有效提高患者的生存率以及生活质量。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 崔志明 教授 南通市第一人民医院 南通大学 作为项目负责人设计、申报、主持了该研究课题，参与了课题实验和临床研究的全过程，撰写了科研论文和申报专利。发现并证明了RBM5和P53信号通路参与了调节神经元凋亡的过程。本人在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。 2 张冬梅 副教授 南通市第一人民医院 南通大学 发现神经元损伤时可分泌细胞因子激活小胶质细胞，处于高度活化的小胶质细胞，产生致炎因子，引发神经元的凋亡。发现Homer1b/c炎症因子的刺激下诱导神经元的凋亡。本人在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的35%。 3 徐冠华 副高级 南通市第一人民医院 南通市第一人民医院 参与了课题实验和临床研究和指导，撰写了科研论文。本人在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的80%。 4 张金龙 初级 南通市第一人民医院 南通大学 参与了课题实验和临床研究，撰写了科研论文。本人在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的80%。 5 孙郁雨 副高级 南通市第一人民医院 南通大学 参与了课题实验和临床研究，撰写了科研论文。本人在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的80%。 6 陈黎敏 副高级 南通市第一人民医院 南通市第一人民医院 参与了课题实验和临床研究，撰写了科研论文。本人在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的80%。 7 徐大伟 中级 南通市第一人民医院 南通大学 参与了课题实验和临床研究，撰写了科研论文。本人在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的80%。 8 陈佳佳 中级 南通市第一人民医院 南通大学 参与了课题实验和临床研究，撰写了科研论文。本人在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的80%。 9 吴春帅 初级 南通市第一人民医院 南通市第一人民医院 参与了课题实验和临床研究，撰写了科研论文。本人在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的80%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 MCM7 expression is altered in rat after spinal cord injury./ J Mol Neurosci/ Chen JJ, Cui ZM, Li WD. et al. 2 Up-regulation of Smurf1 after spinal cord injury in adult rats./ J Mol Histol/ Li D, Zhang J, Huang W .et al. 3 Expression of Nemo-like kinase after spinal cord injury in rats./ J Mol Neurosci/ Xu D, Zhao W, Pan G. et al. 4 The Role of Homer1b/c in Neuronal Apoptosis Following LPS-Induced Neuroinflammation /Neurochem Res/ Cui Z, Zhou L, Liu C et al. 5 RBM5 and p53 expression after rat spinal cord injury: Implications for neuronal apoptosis./Int J Biochem Cell Biol/ Zhang J, Cui Z, Feng G. et al 6 pregulation of PSMB4 is Associated with the Necroptosis after Spinal Cord Injury./Neurochem Res/ Chunshuai Wu· Jiajia Chen· Yonghua Liu· Jinlong Zhang · Wensen Ding · Song Wang· Guofeng Bao · Guanhua Xu · Yuyu Sun · Lingling Wang · Limin Chen · Haiyan Gu · Baihong Cui · Zhiming Cui1 7 The Expression of CUGBP1 After Spinal Cord Injury in Rats/Neurochem Res Longfei Yang Jinlong Zhang Jiajia Chen Huricha Jin Jian Liu Shen Huang Zhiming Cui 8 The importance of EHD1 in neurite outgrowth contributing to the functional recovery after spinal cord injury /Int J Dev Neurosci Chunshuai Wu Zhiming Cui Yonghua Liu Jinlong Zhang Wensen Ding Song Wang Guofeng Bao Guanhua Xu Yuyu Sun Jiajia Chen	自然奖	崔志明,张冬梅,徐冠华,张金龙,孙郁雨,陈黎敏,徐大伟,陈佳佳,吴春帅	南通大学	江苏省教育厅
184	0743-101	化学农药的微生物降解资源发掘及代谢机制 项目名称 化学农药的微生物降解资源发掘及代谢机制 推荐/提名单位/人 南京农业大学 主要完成单位 南京农业大学 项目简介 本项目属于应用与环境微生物学/土壤生物学领域。化学农药不科学使用造成环境污染、土壤退化、农产品安全质量下降、作物药害等问题迫切需要解决。微生物是环境中农药消除的主力军，农药降解微生物菌株及其降解基因在消除农药残留和构建抗除草剂转基因作物方面具有重要的应用价值。本项目团队1989年以来一直专注于农药降解微生物菌株及基因资源发掘、代谢分子机制解析等关键问题，自2008年以来新分离筛选获得各类农药(除草剂、杀虫剂和杀菌剂)的微生物降解菌株42株(含新种18个)，解析了19条农药代谢新途径，克隆到59个农药降解/代谢基因元件 (其中降解关键新基因11个，占国际同期发现的农药降解关键新基因的61%)，系统、全面揭示各类农药的微生物代谢机制，为农药污染微生物修复提供菌株资源，为抗除草剂转基因作物培育提供基因资源。主要发现点如下：1．发现卤代类农药新的微生物脱卤机制。自主分离到卤代类农药降解菌株10株，解析新的代谢途径2条，从中克隆到10个降解基因元件，首次发现了全新的溴苯腈还原脱卤酶BhbA和百菌清水解脱卤酶Chd，阐明了好氧微生物中BhbAB的新颖还原脱卤机制和Chd不依赖辅因子的水解脱卤机制，揭示了bhbAB和chd基因的起源及进化机制。该成果不仅发现了新的微生物脱卤机制，而且扩宽了学术界关于好氧微生物参与卤素循环的认识。2．发现具有应用前景的除草剂降解基因并阐明其脱毒机制。自主分离到除草剂降解菌株16株，解析新的除草剂代谢途径9条，克隆到31个降解基因元件，首次发现了苯基脲类除草剂的脱甲基酶基因pdmAB、磺酰脲类除草剂的广谱酯酶基因sulE、氯代乙酰胺类除草剂的脱烷基酶基因cndABC和二硝基苯胺类除草剂的硝基还原酶基因pnr 4个除草剂降解新基因（获国家发明专利4项，PCT专利2项，美国专利1项，并转让应用专利1项），并阐明关键降解酶的脱毒(使之失去除草活性)机制，经评估具有良好的抗除草剂转基因作物培育应用前景，有利于打破西方国家对抗除草剂转基因作物品种、基因等的垄断。3．揭示了主要杀虫剂的微生物代谢新机制，并创新了降解基因的研究手段。针对杀虫剂新分离筛选到微生物降解菌株16株，揭示了噻嗪酮、啶虫脒、拟除虫菊酯等8条杀虫剂代谢新途径，创新了针对野生型农药降解菌株的降解基因研究方法，克隆到菊酯降解基因pytH 和pbaA1A2BCR等18个降解基因元件，为杀虫剂污染的修复提供降解菌株资源，也为农残洗涤降解酶制剂的研发提供了关键基因资源。本项目在Mol Microbiol, Environ Microbiol, J Bacteriol, Appl Environ Microbiol (11篇)等期刊上发表SCI论文87篇，获国家授权发明专利9项 (含江苏省百件优质发明专利1项)、美国专利1项，PCT专利3项，受邀在国际学术会议作报告8次。截止2019年5月，8篇代表论文被Nature、Chem Rev、Annu Rev Biochem、Proc Natl Acad Sci USA等SCI期刊论文他引202次，获得国内外同行关注和良好评价。研究团队培养了国家优青、省杰青1名，教育部新世纪优秀人才2名。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 蒋建东 教授 南京农业大学 南京农业大学 项目总体协调、课题组负责人，长期从事农药的微生物代谢机制、尤其是卤代芳烃类农药的微生物脱卤机制研究，取得多项重要成果。对发现点1具有主要贡献，对发现点2、3具有重要贡献。支撑材料：代表性论文1、2、3的通讯作者，代表性论文6的参与作者。揭示了卤代类农药溴苯腈和百菌清的微生物新的脱卤机制；阐明了苯基脲类除草剂异丙隆的完整代谢机制，分离到各类农药微生物降解菌株资源20余株、克隆到农药降解基因元件近10个，受到Nature、Chem Rev等杂志的正面引用。投入本项目研究的工作量占本人工作量的80%以上。 2 何健 教授 南京农业大学 南京农业大学 项目的主要研究者之一。主要从事除草剂降解基因挖掘及代谢机制研究。对发现点2和3具有重要贡献。支撑材料：代表性论文5、6、7的通讯作者，代表性论文1、3、4的参与作者。对发现点2的贡献：挖掘了磺酰脲类除草剂的酯酶基因sulE、氯代乙酰胺类除草剂的脱烷基酶基因cndABC等多个除草剂降解/抗性关键酶基因。对发现点3的贡献：揭示了拟除虫菊酯类农药的微生物代谢机理，并克隆到了关键基因pytH。投入本项目研究的工作量占本人工作量的70%以上。 3 闫新 教授 南京农业大学 南京农业大学 项目的主要研究者之一。主要从事农药的微生物代谢机制和微生物遗传操作体系的研究。对发现点2和3具有重要贡献。支撑材料：代表性论文3、8的第一作者，代表性论文4的通讯作者。对发现点2的贡献：阐明了苯基脲类除草剂微生物代谢机制，克隆到降解关键酶基因10余个。对发现点3的贡献：分离筛选到噻嗪酮降解菌株并解析了噻嗪酮的降解途径，创新了野生型降解菌株的遗传操作体系。投入本项目研究的工作量占本人工作量的70 %以上。 4 洪青 教授 南京农业大学 南京农业大学 项目的主要研究者之一。长期从事农药微生物代谢机制的研究。对发现点2和3具有重要贡献。支撑材料：代表性论文5的共同第一作者，代表性论文3、8的参与作者。对发现点2的贡献：参与克隆了磺酰脲类除草剂的酯酶基因sulE，并揭示了SulE的催化机理；参与研究了苯基脲类除草剂异丙隆的代谢机制。对发现点3的贡献：分离了农药降解菌株6株，参与了野生型降解菌株的遗传操作体系研究。投入本项目研究的工作量占本人工作量的70 %以上。 5 黄星 教授 南京农业大学 南京农业大学 项目的主要研究者之一。长期从事除草剂微生物代谢机理研究。对发现点2具有重要贡献。支撑材料：代表性论文5的参与作者。对发现点2的贡献：分离筛选了10多个农药微生物降解菌株，并揭示其代谢途径；参与克隆了磺酰脲类除草剂的酯酶基因sulE；投入本项目研究的工作量占本人工作量的70 %以上。 6 陈凯 副教授 南京农业大学 南京农业大学 项目的主要研究者之一。长期从事卤代类农药的微生物代谢与脱卤机制研究。对发现点1具有重要贡献。支撑材料：代表性论文1的第一作者。对发现点1的贡献：阐明好氧微生物菌株Comamonas sp. 7D-2对卤代类农药溴苯腈的代谢机理，克隆了溴苯腈的代谢基因bxn2和bhbABD2E2F2，揭示了溴苯腈降解关键酶BhbAB的新的还原脱卤机制。投入本项目研究的工作量占本人工作量的60%以上。 7 李顺鹏 教授 南京农业大学 南京农业大学 项目的主要研究者之一。长期从事农药的微生物代谢机制研究。对发现点1、2、3具有重要贡献。支撑材料：代表性论文8的通讯作者，代表性论文1、2、3、4、5、6、7的参与作者。对本项目的贡献：参与卤代类农药溴苯腈和百菌清的微生物脱卤机理研究；参与克隆了多个除草剂降解基因，参与揭示了多种除草剂的微生物代谢机理；参与多个杀虫剂农药的微生物代谢机制及野生型降解菌株的遗传操作体系研究。投入本项目研究的工作量约占本人工作量的40%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Molecular characterization of the enzymes involved in the degradation of a brominated aromatic herbicide / Mol Microbiol / Chen, K., Huang, L. L., Xu, C. F., Liu, X. M., He, J., Zinder, S. H., Li, S. P., Jiang, J. D. 2 A novel hydrolytic dehalogenase for the chlorinated aromatic compound chlorothalonil / J Bacteriol / Wang, G. L., Li, R., Li, S. P., Jiang, J. D. 3 Comparative Genomic Analysis of Isoproturon-mineralizing sphingomonads Reveals the Isoproturon Catabolic Mechanism / Environ Microbiol / Yan, X., Gu, T., Yi, Z. Q., Huang, J. W., Liu, X. M., Zhang, J., Xu, X. H., Xin, Z. H., Hong, Q., He, J., Spain, J. C., Li, S. P., Jiang, J. D. 4 The Novel Bacterial N-Demethylase PdmAB Is Responsible for the Initial Step of N,N-Dimethyl-Substituted Phenylurea Herbicide Degradation / Appl Environ Microbiol / Gu, T., Zhou, C.Y., S？rensen, S.R., Zhang, J., He, J., Yu, P.W., Yan, X., Li, S.P. 5 SulE, a sulfonylurea herbicide de-esterification esterase from Hansschlegelia zhihuaiae S113 / Appl Environ Microbiol / Hang, B. J., Hong, Q., Xie, X. T., Huang, X., Wang, C. H., He, J., Li, S. P. 6 Novel three-component rieske non-heme iron oxygenase system catalyzing the N-Dealkylation of chloroacetanilide herbicides in Sphingomonads DC-6 and DC-2 / Appl Environ Microbiol / Chen, Q., Wang, C. H., Deng, S. K., Wu, Y. D., Li, Y., Yao, L., Jiang, J. D., Yan, X., He, J., Li, S. P. 7 Cloning of a novel pyrethroid-hydrolyzing carboxylesterase gene from Sphingobium sp. strain JZ-1 and characterization of the gene product / Appl Environ Microbiol / Wang, B. Z., Guo, P., Hang, B. J., Li, L., He, J., Li, S. P. 8 Cre/lox System and PCR-Based Genome Engineering in Bacillus subtilis / Appl Environ Microbiol / Yan, X., Yu, H.J., Hong, Q., Li, S.P.	自然奖	蒋建东,何健,闫新,洪青,黄星,陈凯,李顺鹏	南京农业大学	南京农业大学
185	0743-102	反刍动物消化道微生物功能及营养调控 项目名称 反刍动物消化道微生物功能及营养调控 推荐/提名单位/人 南京农业大学 主要完成单位 南京农业大学 项目简介 营养物质高效转化利用、优质畜产品生产及养殖环境污染等是我国反刍动物生产中亟待解决的实际问题，而这些问题的关键核心是消化道微生物功能和健康。围绕核心关键问题，在国家自然科学基金项目和国家重大基础计划项目子课题等的连续资助下，项目团队应用现代分子生物学技术，结合传统动物实验技术手段，在反刍动物消化道微生物组成与功能、消化道微生物稳态失衡及其发生机制等研究领域取得突破，在反刍动物消化道微生物与代谢、消化道微生物的营养调控等方面取得了系列进展，为反刍动物饲料高效转化、优质畜产品生产和降低养殖环境污染奠定理论基础。主要在以下方面取得重要成果：1、首次揭示了反刍家畜代表性动物（荷斯坦奶牛、山羊）全消化道微生物组成及功能；首次建立了反刍家畜全消化道微生物区系空间模式图；发现反刍家畜消化道微生物菌群组成与功能呈三区段化；发现前胃微生物主要参与碳水化合物代谢；小肠微生物主要参与氨基酸代谢；后肠微生物与宿主免疫功能有密切联系。研究结果为深入揭示反刍动物消化道微生物组成和功能提供了基础数据，为通过精准调控消化道微生物来实现饲料高效转化和优质畜产品的生产提供了理论依据。2、率先揭示了不同品质粗饲料（苜蓿、稻草）在瘤胃内的降解规律与微生物学机制，发现粗蛋白与中性洗涤纤维含量是影响瘤胃内粗饲料降解菌群组成和导致不同品质粗饲料瘤胃消化率存在差异的关键因子，为通过改进日粮配方组成来提高低质粗饲料的饲料转化率提供了理论依据；首次建立了瘤胃内甲烷菌与厌氧真菌的天然组合共培养体系，揭示了瘤胃微生物种间氢转移规律，为反刍动物甲烷减排提供了新理念和营养调控新靶点。3、率先提出“亚急性瘤胃酸中毒下反刍动物消化道上皮屏障功能受损致消化道内源性LPS移位”的新理念。发现高精料日粮诱发反刍动物全消化道微生物菌群稳态失衡、碳水化合物和氨基酸代谢紊乱、消化道上皮屏障受损，发现消化道微生物稳态失衡是导致消化道健康受损和生产性能降低的主要因素，研究结果为通过营养策略改善消化道健康，进而提高畜产品品质提供了新思路和新靶点。4、基于上述发现，提出基于通过调控消化道微生物途径实现消化道健康和甲烷减排的新营养策略，发现糖苷酶抑制剂通过控制瘤胃发酵速率和重塑瘤胃菌群结构途径稳定瘤胃pH和控制LPS生成，发现延胡索酸电子受体可通过氢利用途径实现瘤胃甲烷减排，为瘤胃功能的定向调控提供理论依据，对提高反刍动物生产性能具有实际指导价值。上述研究结果为阐明消化道菌群对反刍动物生产和胃肠道健康影响提供了重要理论依据，为反刍动物饲料高效利用及甲烷控制提供新靶点和新策略，为反刍动物的健康、高效及绿色养殖提供了科学依据。本项目8篇SCI代表性论文被SCI他引291次，其中7篇发表在SCI收录的Q1区刊物，2篇入选ESI高被引论文。项目组成功主办第四届和第六届“消化道分子微生态国际研讨会”，申报并获批国家“动物消化道营养国际联合研究中心”。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 毛胜勇 教授 南京农业大学 南京农业大学 本项目负责人及主要完成人，提出总体学术思想，设计研究方案，阐明重要科学现象，解决关键性学术疑难问题，指导项目实施。是重要科学发现点1-3的主要学术贡献者。为第1、第2、第7篇代表性论文的第一作者并通讯作者，也是第4、第5、第6篇代表性论文的通讯作者。系统研究了反刍动物消化道微生物组成及功能差异、粗饲料在瘤胃内的消化规律和高精料日粮诱发反刍动物全消化道微生物区系稳态失衡、碳水化合物和氨基酸代谢紊乱，以及消化道屏障受损的机制；发现了反刍动物消化道健康的关键调控靶点。为阐明消化道菌群对反刍动物胃肠道健康影响及调控机制提供了重要理论依据，为反刍动物饲料高效利用及甲烷控制提供了新的营养策略。 2 朱伟云 教授 南京农业大学 南京农业大学 项目主要完成人，为重要科学发现点2.2和4.1的主要贡献者，为第3、第8篇代表性论文的通讯作者。全面参与了粗饲料在瘤胃内的消化代谢规律研究；瘤胃产甲烷菌与厌氧真菌天然共培养组合筛选研究；延胡索酸调控瘤胃产甲烷的机制研究，为反刍动物饲料高效利用及甲烷控制提供策略，为反刍动物的健康、高效及绿色养殖提供了科学依据。 3 刘军花 副教授 南京农业大学 南京农业大学 项目主要完成人，是重要科学发现点1.2、2.1及3.2的主要学术贡献者，为第4（附件4）、第5（附件5）、第6（附件6）篇代表性论文的第一作者。主要工作包括项目的实验设计、具体实施、论文撰写及修改等；并在以下方面取得主要进展：（1）首次揭示了山羊后肠消化道微生物组成和功能，为肉羊消化道营养高效利用及稳态调控提供理论依据；（2）揭示了瘤胃微生物菌群在粗饲料上的程序化附着规律，明确限制瘤胃微生物附着在粗饲料上的主要日粮因子；（3）率先发现SARA下反刍动物瘤胃稳态失衡，消化道上皮屏障功能受损，致瘤胃内源性LPS移位的新理念。 4 成艳芬 教授 南京农业大学 南京农业大学 项目主要完成人，为重要科学发现点2.2的主要贡献者。全面参与了瘤胃微生物降解粗饲料的规律及瘤胃中主要纤维降解菌厌氧真菌与甲烷菌的互作机制的研究，阐明了瘤胃中主要的纤维降解菌厌氧真菌与甲烷菌之间的种间氢转移机制，为粗饲料高效利用和瘤胃甲烷减排的研究提供了新理念。 5 金巍 副教授 南京农业大学 南京农业大学 项目主要完成人，为重要科学发现点2.2的主要贡献者，为第3篇代表性论文的第一作者。建立了瘤胃甲烷菌与厌氧真菌纯天然组合物筛选技术，全面参与了瘤胃微生物降解粗饲料的规律及瘤胃中主要纤维降解菌厌氧真菌与甲烷菌的互作机制的研究，为研究甲烷菌与厌氧真菌间的互作提供了新手段，为通过营养策略实现瘤胃甲烷减排提供了新的科学依据。 6 杨承剑 其他 南京农业大学 南京农业大学 项目主要完成人，为重要科学发现点4.1的主要学术贡献者，为第8篇代表性论文的第一作者。发现反刍动物瘤胃中电子受体延胡索酸二钠促进了溶纤维琥珀酸弧菌等乳酸利用菌的增殖，加快了瘤胃氢的利用，减少甲烷生成，并减少乳酸累积，稳定瘤胃稳态，为反刍动物甲烷减排及瘤胃健康调控提供了新营养策略。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Microbiome-metabolome analysis reveals unhealthy alterations in the composition and metabolism of ruminal microbiota with increasing dietary grain in a goat model/Environmental microbiology/ Mao SY, Huo WJ, Zhu WY（ESI高被引论文，Q1区） 2 Isolation of natural cultures of anaerobic fungi and indigenously associated methanogens from herbivores and their bioconversion of lignocellulosic materials to methane/Bioresource Technology/ Jin W, Cheng YF, Mao SY, Zhu WY（Q1区） 3 Characterising the bacterial microbiota across the gastrointestinal tracts of dairy cattle: membership and potential function/Scientific reports/ Mao S, Zhang M, Liu J, Zhu W（ESI高被引论文，Q1区） 4 A high-grain diet causes massive disruption of ruminal epithelial tight junctions in goats/ American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology / Liu JH, Xu TT, Liu YJ, Zhu WY, Mao SY. （Q1区） 5 High-grain feeding alters caecal bacterial microbiota composition and fermentation and results in caecal mucosal injury in goats/British Journal of Nutrition/ Liu J, Xu T, Zhu W, Mao S（Q1区） 6 Characterization and comparison of the temporal dynamics of ruminal bacterial microbiota colonizing rice straw and alfalfa hay within ruminants/Journal of Dairy Science/ Liu J, Zhang M, Xue C, Zhu W, Mao S（Q1区） 7 Impact of subacute ruminal acidosis (SARA) adaptation on rumen microbiota in dairy cattle using pyrosequencing/Anaerobe/ Mao SY, Zhang RY, Wang DS, Zhu WY. （Q3区） 8 Effect of disodium fumarate on microbial abundance, ruminal fermentation and methane emission in goats under different forage: concentrate ratios/Animal/ Yang CJ, Mao SY, Long LM, Zhu WY.（Q1区）	自然奖	毛胜勇,朱伟云,刘军花,成艳芬,金巍,杨承剑	南京农业大学	南京农业大学
186	0743-103	稻田温室气体排放与生物质炭减排潜力 项目名称 稻田温室气体排放与生物质炭减排潜力 推荐/提名单位/人 南京农业大学 主要完成单位 南京农业大学 项目简介 项目属于土壤学和环境科学交叉领域的应用基础研究。稻田是大气温室气体甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的重要排放源，同时稻田土壤有机碳储量大，具有较大的固碳潜力。中国是温室气体排放大国，其中农业占重要份额。中国稻田温室气体排放强度以及土壤碳汇功能备受国际社会关注。项目基于稻田温室气体排放通量长期原位观测资料和基础数据，采用原位观测、模型模拟和数据集成等方法，建立了稻田综合温室效应评估的方法与指标体系、阐明了中国稻田N2O排放及土壤碳汇功能的时空分布特征、揭示了生物质炭与土壤有机碳互作机制、明确了生物质炭的稻田土壤固碳减排途径与潜力。主要发现点和科学价值如下：1. 建立了基于模型模拟反演与通量原位观测相结合的稻田综合温室效应评估方法，构建了稻田综合温室效应评估指标体系，为不同类型农田生态系统的综合温室效应评估提供了基础方法。基于综合温室效应评估，提出了淹水-烤田-淹水、在非水稻季高碳氮比秸秆还田和平衡施肥实现稻田综合减排的水碳氮管理方案。2. 定量评估了稻田N2O排放系数和稻田土壤固碳功能，明确了我国稻田N2O排放强度和稻田土壤固碳潜力，揭示了稻田N2O排放时空分布特征和土壤碳汇空间分布特征。建立的适合不同水分管理方式的N2O排放系数被IPCC-TFI-EFDB收录，推荐用于稻田N2O排放国家清单编制。首次基于实证资料明确了中国稻田土壤的碳汇功能，对纠正国际同行关于上世纪90年代中国农田土壤有机碳储量下降的观点提供了主要科学依据和数据支撑。3. 揭示了生物质炭对土壤有机碳分解的负激发效应及其作用机制，定量辨析了生物质炭不同组分在土壤的滞留效应。提出了生物质炭较低的分解速率及其对土壤有机质的负激发效应是增加土壤碳汇功能的直接和间接归因。4. 首次实证提出了稻田温室效应综合减排的生物质炭途径，揭示了生物质炭的稻田减排机制，科学评估了其减排潜力。阐明了生物质炭施用实现水稻高产、氮素养分高效和温室气体综合减排的协同原理。8篇代表性论文发表在Global Change Biology（3篇）、Global Change Biology Bioenergy、Global Biogeochemical Cycles和Plant and Soil等环境和土壤学领域著名期刊，8篇代表性论文被SCI他引1320次，总他引1774次，单篇最高SCI他引297次，单篇最高总他引369次。其中，5篇代表性论文入选ESI前1%高被引论文，3篇论文SCI引用次数居刊载期刊当年所发论文的第1位，推动了生物质炭的农田固碳减排研究，提升了国际影响力。项目成果深化了对稻田温室气体排放规律、排放强度和生物质炭减排潜力的认识，为我国编制农业温室气体排放清单、履行《联合国气候变化框架公约》义务和农业自主减排做出了贡献。项目部分成果被IPCC报告采用，入编《第二次国家气候变化评估报告》和《中国气候与环境：2012》科学评估报告，向国家提出农业固碳减排咨询报告1份，用于联合国气候变化咨商事务。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 邹建文 教授 南京农业大学 南京农业大学 负责项目稻田温室气体排放研究部分的总体设计和实施。建立了稻田综合温室效应评估方法和指标体系，建立了稻田N2O排放系数模型，明确了稻田N2O排放强度及其时空分布特征，提出了稻田温室气体综合减排的水碳氮管理对策。发现点1的直接贡献者，发现点2的主要贡献者。代表性论文1、2和3的第一作者或通讯作者。投入本项目研究的工作量占本人总工作量的80%以上。 2 潘根兴 教授 南京农业大学 南京农业大学 负责项目稻田土壤固碳及生物质炭减排潜力研究部分的总体设计和实施。定量评估了中国稻田土壤碳汇功能与潜力，提出了生物质炭的稻田固碳减排途径，阐明了生物质炭施用实现水稻高产、氮素养分高效和温室气体综合减排的协同原理。主要发现点2的直接贡献者，发现点4的主要贡献者。代表性论文4、6和7的通讯作者。投入本项目研究的工作量占本人总工作量的60%以上。 3 熊正琴 教授 南京农业大学 南京农业大学 揭示了生物质炭的稻田减排机制，科学评估了其减排潜力。发现点4的直接贡献者，发现点3的主要贡献者。代表性论文8的通讯作者，代表性论文5的共同作者。投入本项目研究的工作量占本人总工作量的70%以上。 4 张阿凤 副教授 西北农林科技大学 南京农业大学 提出了生物质炭的稻田温室气体综合减排途径，揭示了生物质炭的稻田减排潜力。主要发现点4的直接贡献者。代表性论文6和7的第一作者。投入本项目研究的工作量占本人总工作量的70%以上。 5 王金阳 副教授 南京农业大学 南京农业大学 揭示了生物质炭的稳定性及其对土壤有机质的负激发效应，明确了生物质炭施用对土壤固碳的直接和间接归因。主要发现点3的直接贡献者，代表性论文5和8的第一作者。投入本项目研究的工作量占本人总工作量的70%以上。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Net annual global warming potential and greenhouse gas intensity in Chinese double rice-cropping systems: a 3-year field measurement in long-term fertilizer/Global Change Biology/Qingyin Shang, Xiuxia Yang, Cuimin Gao, Pingping Wu, Jinjian Liu, Yangchun Xu, Qirong Shen, Jianwen Zou, Shiwei Guo. 2 A 3-year field measurement of CH4 and N2O emissions from rice paddies in China: Effects of water regime, crop residue and fertilizer application/Global Biogeochemical Cycles/Jianwen Zou, Yao Huang, Jingyan Jiang, Xunhua Zheng, Ronald L. Sass. 3 Changes in fertilizer-induced direct N2O emissions from paddy fields during rice-growing season in China between 1950s and 1990s/Global Change Biology/ Jianwen Zou, Yao Huang, Yanmei Qin, Shuwei Liu, Qirong Shen, Genxing Pan, Yanyu Lu, Qiaohui Liu. 4 Storage and sequestration potential of topsoil organic carbon in China's paddy soils/Global Change Biology/ Genxing Pan, Lianqin Li, Laosheng Wu, Xuhui Zhang. 5 Biochar stability in soil: meta-analysis of decomposition and priming effects/Global Change Biology Bioenergy/Jinyang Wang, Zhengqin Xiong, Yakov Kuzyakov. 6 Effect of biochar amendment on yield and methane and nitrous oxide emissions from a rice paddy from Tai Lake plain, China/Agriculture, Ecosystems & Environment/Afeng Zhang, Liqiang Cui, Gengxing Pan, Lianqin Li, Q Hussain, Xuhui Zhang, Jinwei Zheng, David Crowley. 7 Effects of biochar amendment on soil quality, crop yield and greenhouse gas emission in a Chinese rice paddy: A field study of 2 consecutive rice growing cycles/Field Crops Research/Afeng Zhang, Rongjun Bian, Genxing Pan, Liqiang Cui, Lianqin Li, Jinwei Zheng, Jufeng Zheng, Xuhui Zhang, Xiaojun Han, Xinyan Yu. 8 Effects of biochar amendment in two soils on greenhouse gas emissions and crop production/Plant and Soil/Jinyang Wang, Xiaojian Pan, Yinglie Liu, Xiaolin Zhang, Zhengqin Xiong.	自然奖	邹建文,潘根兴,熊正琴,张阿凤,王金阳	南京农业大学	南京农业大学
187	0743-104	新疆鹰嘴豆优异种质资源的发掘和利用技术的构建 项目名称 新疆鹰嘴豆优异种质资源的发掘和利用技术的构建 推荐/提名单位/人 南京农业大学 主要完成单位 南京农业大学,新疆农业大学 项目简介 鹰嘴豆是世界上第三大豆科作物，80%以上的种植面积分布在“一带一路”周边国家，在我国新疆已有2500年种植历史，每年种植面积约80万亩，占我国总种植面积90%以上，是新疆老少边穷县重要的特色经济作物，是维吾尔族人民喜爱的副食品和医疗保健药材，在新疆农业生产、人民生活和生态环境保护中起着重要作用。但长期以来因种植面积小，导致研究单位和研究人员少，造成鹰嘴豆种质资源及其功能成分和优异性状的发掘利用缺乏科学系统的理论和技术指导，制约了其在医疗保健和遗传工程等方面的开发利用。1、广泛收集到120份国内外鹰嘴豆种质资源，以此为材料，（1）揭示了鹰嘴豆种质资源的营养和功能成份的遗传和加工特性。揭示了种子蛋白组分、油分、活性成分等在种质间以及异黄酮和皂甙在加工豆腐过程中的含量变化和分布规律，明确了不同鹰嘴豆类型种子清蛋白和球蛋白的等电点以及球蛋白亚基数目和相对分子量，优化出蛋白酶解生产活性肽最佳工艺参数，揭示了酶解获得的鹰嘴豆肽和大豆肽功能特性的差异，筛选获得各种成分高含量种质12份；（2）揭示了鹰嘴豆种子医疗保健作用的物质基础。明确了种子异黄酮和皂苷具有对糖尿病小鼠降血糖、调血脂的功能；鉴定出一个新的鹰嘴豆糖醇，并明确了其结构；明确了种质间种子α-淀粉酶抑制剂抑制活性差异规律及酶学特性，首次发现一种不同于其他已知蛋白类α-淀粉酶抑制剂类型的新类型（CL-AI），揭示了其具有的cupin结构域对抑制活性的重要性，阐明了CL-AI基因在体内合成以及抑制活性变化的分子机制，发现具有cupin结构域的植物蛋白皆具有α-淀粉酶抑制活性；（3）揭示了鹰嘴豆耐旱性生理生化和分子机制，筛选获得耐旱性强的种质2份。在NCBI中登录了7210条EST序列，占登录时总登录数的78.3％；分离到25个与耐旱性相关的基因并作了功能分析；鉴定出第一个鹰嘴豆内参基因。为鹰嘴豆种子功能蛋白、活性成分以及优异基因的发掘利用奠定了理论、种质和材料基础。2、构建了文库、芯片、评价指标体系以及系列利用技术和方法。建立了耐旱性鉴定的生理生化指标体系，构建了干旱胁迫cDNA文库和基于EST序列的寡核苷酸芯片，建立了组培快速繁殖和叶片原生质体分离技术以及基因克隆和转基因功能分析技术体系，为优异种质资源发掘、基因分离及功能分析奠定了基础。构建了同时提取分离种子贮藏蛋白10S和7S最佳工艺、蛋白质样α-淀粉酶抑制剂的分离提取方法、异黄酮和皂甙三波长紫外分光光度测定法、总异黄酮和总皂苷同步提取及分离纯化方法、豆腐小样品加工技术，为鹰嘴豆种子功能蛋白和活性成分的发掘利用奠定了技术和方法基础。3、与耐逆性相关基因被其他单位引作树木和作物基因工程的基因源；结合生理生化、分子生物学和耐旱性等分析，系统选育新品种1个，累计推广10.45万亩，创经济效益5千万元。本项目整体提升了我国鹰嘴豆基础研究水平。培养博士后1名、博士6名、硕士13名，在国内外期刊上发表论文37篇，含SCI论文19篇；获国家发明专利授权4项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 麻浩 教授 南京农业大学 南京农业大学 1、负责项目总体设计与实施，全面负责材料的总结等。主持鹰嘴豆种质资源的收集、鉴定和保存， 种子蛋白和活性成分的研究，耐旱性等鉴定，基因克隆和功能分析，文库、芯片、指标体系以及系列技术和方法的构建，新品种的推广等工作。2、作为作者或通讯作者发表论文35篇，为3个授权发明专利的第一完成人。对创新点1-7皆有贡献，支撑材料见附件代表性论文1-8、授权专利等。 2 张桦 教授 新疆农业大学 新疆农业大学 1、主要承担实验材料种植任务。2、参与文库的构建和与耐逆性相关基因克隆和功能分析工作。3、参与对淀粉酶抑制剂的分析。4、作为第一完成人获发明专利授权1项。对创新点2、5、6、7有贡献。支撑材料见代表性论文3-8、授权发明专利等。 3 石书兵 教授 新疆农业大学 新疆农业大学 1、参与新品种示范推广工作；2、参与生理生化分析和耐逆性鉴定工作；3、参与实验材料种植和繁殖工作；4、参与耐逆性分子机理研究。对创新点3、5、6、7有贡献。支撑材料见附件代表性论文6、7，附件新品种示范推广证明等。 4 张巨松 教授 新疆农业大学 新疆农业大学 1、参与鹰嘴豆种质资源的收集和种植评价。2、参与耐逆性评价和相关基因克隆以及功能分析。3、参与淀粉酶抑制剂分析。对创新点1、2、4、5、6、7有贡献。见附件代表性论文1、2、4、6、7等。 5 彭辉 副教授 南京农业大学 南京农业大学 1、参与鹰嘴豆耐逆基因克隆与功能分析技术体系的构建。2、参与鹰嘴豆NAC基因的分离与功能分析。3、参与鹰嘴豆CarACT1基因克隆与功能分析。对创新点5、6、7有贡献。支撑材料见附件代表性论文1、3、5、8等。 6 于兴旺 副教授 南京农业大学 南京农业大学 1、参与鹰嘴豆耐逆基因克隆和功能分析技术体系的构建。2、参与鹰嘴豆NAC基因的研究。对创新点6、7有贡献。支撑材料见附件代表性论文3、5、8等。 7 陈全家 教授 新疆农业大学 新疆农业大学 1、参与鹰嘴豆NAC基因在棉花抗旱基因工程中的应用。2、参与鹰嘴豆耐逆性基因的克隆和功能分析。对创新点5、6有贡献。支撑材料见附件代表性论文6、7，国家自然科学基金项目资助证明等。 8 阿不都克玉木·米吉提 副教授 新疆农业大学 新疆农业大学 1、参与鹰嘴豆材料的种植和耐逆性鉴定。2、参与鹰嘴豆耐逆基因的分离与功能分析。对创新点2、7有贡献。支撑材料见附件代表性论文8，授权发明专利证书等。 9 王显生 副研究员 江苏省农业科学院 南京农业大学 1、参与鹰嘴豆种子蛋白的研究。2、参与基于 EST序列的寡核苷酸芯片的构建与分析。3、参与鹰嘴豆耐逆基因的克隆与功能分析。4、参与鹰嘴豆耐逆cDNA文库的构建等。对创新点4、5、6、7有贡献。支撑材料见附件代表性论文1、4、6、7等。 10 贾钰莹 副研究员 辽宁省农业科学院 南京农业大学 1、参与鹰嘴豆F-Box蛋白基因的研究。2、参与基于EST序列的寡核苷酸芯片的构建与分析。对创新点7有贡献。支撑材料见附件代表性论文6、7等。 11 郝小燕 副研究员 江苏省常州市新北区农业局 南京农业大学 参与鹰嘴豆alpha淀粉酶抑制剂的研究。对创新点2有贡献。支撑材料见附件代表性论文2等。 12 高文瑞 副研究员 江苏省农业科学院 南京农业大学 参与鹰嘴豆种质资源耐逆性研究以及文库的构建和分析。对创新点5、7有贡献。支撑材料见附件代表性论文1、3、4等。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Gao WR, Wang XS, Liu QY, Peng H, Chen C, Li JG, Zhang JS, Hu SN, Ma H. Comparative analysis of ESTs in response to drought stress in chickpea (Cicer arietinum L.). Biochemical and Biophysical Research Communications 2 Hao XY, Li JG, Shi QH, Zhang JS, He XL, Ma H. Characterization of a novel legumin alpha-amylase inhibitor from chickpea (Cicer arietinum L.) seeds. Bioscience, Biotechnology, Biochemistry 3 Peng H, Cheng HY, Chen C, Yu XW, Yang JN, Gao WR, Shi QH, Zhang H, Li JG, Ma H. A NAC transcription factor gene of Chickpea (Cicer arietinum L.), CarNAC3, is involved in drought stress response and various developmental processes. Journal of Plant Physiology 4 Wang XS, Gao WR, Zhang JS, Zhang H, Li JG, He XL, Ma H. Subunit, amino acid composition and in vitro digestibility of protein isolates from Chinese kabuli and desi chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars. Food Research International 5 Peng H, Yu XW, Cheng HY, Shi QH, Zhang H, Li JG, Ma H.Cloning and characterization of a novel NAC family gene CarNAC1 from chickpea (Cicer arietinum L.). Molecular Biotechnology 6 Jia YY, Gu HY, Wang XS, Chen QJ, Shi SB, Zhang JS, Ma L, Zhang H, Ma H. Molecular cloning and characterization of an F-box family gene CarF-box1 from Chickpea (Cicer arietinum L.). Molecular Biology Reports 7 Wang XS, Liu Y, Jia YY, Gu HY, Ma HY, Yu Ti, Zhang H, Chen QJ, Ma L, Zhang JS, Shi SB, Ma H. Transcriptional responses to drought stress in roots and leaves of chickpea seedlings. Molecular Biology Reports 8 Yu XW, Liu YM, Wang S, Tao Y, Wang ZK, Shu YJ, Peng H, Mijiti A, Wang Z, Zhang H, Ma H. CarNAC4, a NAC-type chickpea transcription factor conferring enhanced drought and salt stress tolerances in Arabidopsis. Plant Cell Reports	自然奖	麻浩,张桦,石书兵,张巨松,彭辉,于兴旺,陈全家,阿不都克玉木·米吉提,王显生,贾钰莹,郝小燕,高文瑞	南京农业大学,新疆农业大学	南京农业大学
188	0744-102	口腔鳞癌精准防治的分子机制研究 项目名称 口腔鳞癌精准防治的分子机制研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京医科大学 项目简介 口腔鳞状细胞癌（简称口腔鳞癌）是头颈部最常见的恶性上皮性肿瘤，常累及颅颌面部多个重要组织器官。然而其治疗风险大、难度高，是当前口腔颌面-头颈肿瘤外科领域的重要挑战。自2007年以来，本项目组以口腔鳞癌为研究对象，围绕口腔鳞癌的中国人群分子遗传流行病学特征、黏膜癌变发生机制、肿瘤分子标记物和潜在治疗靶点进行了长期、系统的科学探索与技术攻关，取得了系列原创性研究成果。一、中国汉族人群口腔鳞癌分子遗传流行病学特征以中国汉族人群口腔鳞癌遗传易感性为切入点，率先开展大样本临床病例对照研究，揭示了多个染色体片段和多个基因位点SNP与中国人群口腔鳞癌的发生显著相关。二、口腔鳞癌发生发展的细胞和分子生物学机制通过临床标本检测、细胞分子生物学实验和动物模型等多层面、多策略进行研究，率先发现标本中E-cadherin/β-catenin、Snail、LSD1和TAZ等分子的异常表达与口腔鳞癌上皮间质转变、复发/转移及患者生存预后相关；以口腔鳞癌肿瘤微环境中的肿瘤相关成纤维细胞（CAF）和巨噬细胞（TAM）为切入点，揭示CAF和TAM促进口腔鳞癌侵袭转移的分子机制。三、口腔鳞癌临床诊治相关基础与临床前研究构建动物模型证实靶向抑制LSD1和TAZ等多个致癌分子能有效抑制肿瘤的体内生长与转移；针对口腔鳞癌根治性切除术后颌骨缺损，基于干细胞-组织工程与再生理念，探索利用多种成体干细胞的成骨潜能促进其体内骨成骨再生。截止2016年12月，该项目组共获得国家自然科学基金面上项目8项、青年项目4项，江苏省重点研发计划1项，江苏省自然科学基金7项；共发表论文126篇，其中SCI收录论文43篇，总影响因子（IF）共计141.482，单篇论著最高影响因子6.627，SCI总引用数722次。8篇代表性论著SCI总引用339次，SCI他引303次，平均他引37.8次/篇，单篇最高他引127次，其中5篇论著SCI他引25次以上。主编专著5部，获批国家发明专利5项、实用新型专利2项；连续主办国家级医学继续教育学习班16届；系列研究成果已向省内外十多家单位推广应用，获得良好社会和经济效益。综上，该项目组立足于精准医学与转化医学理念，聚焦于口腔鳞癌，系列研究成果丰富了当前对口腔鳞癌精准防治的遗传学和分子基础，促进了口腔鳞癌临床早期预防、早期诊断和有效治疗关键技术的研发、应用与推广，造福于患者和社会。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 江宏兵 教授 南京医科大学 南京医科大学 本项目总负责人、主要设计者和主要完成人，对科技创新点2、3做出了突出贡献，研究肿瘤微环境中CAF促进口腔鳞癌转移的分子机制，是本项目所列代表性论著第5、8篇的主要完成人（通讯作者），也是所列主要知识产权（第1、6、7项）发明人之一；获得两项国家自然科学基金， 1项江苏省重点研发计划等。在本项目中的工作量占本人总工作量的80%以上。 2 刘来奎 教授 南京医科大学 南京医科大学 本项目主要设计者和主要完成人之一，对科技创新点2做出了突出贡献，是本项目所列代表性论著（第2、3、4篇）的主要完成人（通讯作者），也是主要知识产权（第4项）主要发明人；获得1项国家自然科学基金，1项江苏省自然科学基金等。在本项目中的工作量占本人总工作量的70%以上。 3 程杰 副教授 南京医科大学 南京医科大学 本项目主要设计者和实施者之一,对科技创新点2做出了突出贡献，是本项目所列2篇代表性论著（第5、8篇）的主要完成人（通讯作者），也是主要知识产权（第1、6和7项）主要发明人；获得2项国家自然科学基金，2项江苏省自然科学基金，1项中国博士后资助项目等。在本项目中的工作量占本人总工作量的80%以上。 4 宋晓萌 副教授 南京医科大学 南京医科大学 本项目实施者之一，对科技创新点2、3做出了贡献。参与本项目的设计、执行、数据采集、分析、论文撰写和成果总结等。主要是开展口腔鳞癌根治性切除术后缺损的修复重建，获得2项国家自然科学基金等。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的50%。 5 袁华 副教授 南京医科大学 南京医科大学 本项目实施者之一，对科技创新点1做出了突出贡献，主要是围绕口腔鳞癌的分子遗传流行病学特征进行系列研究。是本项目所列代表性论著1的主要完成人（第一作者）。获国家自然科学基金2项，中国博士后基金1项。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。 6 吴煜农 教授 南京医科大学 南京医科大学 本项目实施者之一，对科技创新点1、3做出了贡献，主要是围绕口腔鳞癌分子遗传流行病学特征以及口腔鳞癌术后缺损修复重建开展研究，是本项目所列主要知识产权（第1和3项）发明人之一。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。 7 叶金海 正高级 南京医科大学 南京医科大学 本项目实施者之一，对科技创新点3做出了贡献。主要探索应用各种类型游离皮瓣对口腔鳞癌肿瘤切除术后缺损进行修复，是本项目所列代表性论著（第3、4篇）的完成人之一，也是主要知识产权（第1和4项）发明人之一；获得2项国家自然科学基金等。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。 8 杨建荣 正高级 南京医科大学 南京医科大学 本项目实施者之一，对科技创新点2做出贡献，主要探索应用各种类型游离皮瓣对口腔鳞癌肿瘤切除术后缺损进行修复，是本项目所列代表性论著（第5篇）的主要完成人之一（共同通讯作者），是所列主要知识产权第2项的发明人之一。获江苏医学科技奖一等奖1项（排名第一）。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。 9 武和明 正高级 南京医科大学 南京医科大学 本项目实施者之一，对科技创新点2做出了贡献，主要探索应用各种类型游离皮瓣对口腔鳞癌肿瘤切除术后缺损进行修复，是本项目所列代表性论著（第5、8篇）的完成人之一。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Upregulation of vimentin and aberrant expression of E-cadherin/beta-catenin complex in oral squamous cell carcinomas: correlation with the clinicopathological features and patient outcome 2 Snail overexpression induces an epithelial to mesenchymal transition and cancer stem cell-like properties in SCC9 cells 3 Membrane Type 1 Matrix Metalloproteinase induces an epithelial to mesenchymal transition and cancer stem cell-like properties in SCC9 cells 4 The Hippo transducer TAZ promotes epithelial to mesenchymal transition and cancer stem cell maintenance in oral cancer 5 Hyaluronan synthase 2 expressed by cancer-associated fibroblasts promotes oral cancer invasion 6 Tumor- associated macrophages correlate with the clinicopathological features and poor outcomes via inducing epithelial to mesenchymal transition in oral squamous cell carcinoma 7 Genetic Variants at 4q23 and 12q24 Are Associated With Head and Neck Cancer Risk in China 8 The histone demethylase LSD1 is a novel oncogene and therapeutic target in oral cancer	自然奖	江宏兵,刘来奎,程杰,宋晓萌,袁华,吴煜农,叶金海,杨建荣,武和明	南京医科大学	江苏省教育厅
189	0744-103	功能复合材料与传感器的构筑及药物分析新方法 项目名称 功能复合材料与传感器的构筑及药物分析新方法 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京医科大学 项目简介 本项目来源于国家863计划、国家自然科学基金和高等学校博士学科点专项科研基金等十余项项目。功能化复合材料与传感器在药物分析相关研究领域中具有广阔的应用前景，十一年中，我们的研究围绕功能化复合材料与传感器件展开，重点针对微量药物杂质、中药药效物质、疾病标志物及神经递质等检测技术中存在的难点问题，设计与组装了系列功能化复合材料，基于拉曼光谱、荧光光谱和分子印记等分析技术，在药物分析新方法上获得突破性进展，取得了系列的创新性研究成果。主要学术贡献如下： 1. 率先将分子印记聚合物的选择性与表面增强拉曼光谱(SERS)敏感性结合起来，制备出了国际上第一支具有SERS活性的银纳米粒子膜表面分子印记单层传感器；创新性地提出了配体交换分子印记单层新策略；揭示了Au@AgNPs对青霉噻唑酸具有结构选择性“热点”的拉曼增强效应新机制；阐明了其对青霉素类药物中过敏性杂质的识别过程与拉曼信号放大输出机理；实现了对青霉素类药物中过敏性杂质的快速鉴定/检测。为青霉素类药物中微量过敏性杂质分离检测开辟了一条新途径。2. 构建了系列新型非等比双发射荧光比率探针，并将最佳比率探针通过喷墨打印机印刷到一片滤纸/滤膜上，得到具有剂量区分能力(7种颜色变化)的荧光试纸，率先利用荧光宽色度演变试纸成功用于重金属和疾病标志物可视化检测。为药物分析以及临床医学诊断现场快速检测提供了一种新方法。3. 率先运用分子组装和仿生合成手段，发展了表面分子印记的方法原理，创新地设计合成了系列分别对中药药效物质和中药保健品中违禁添加的化学药物具有选择性分离富集效率的芯-壳型分子印记材料，阐明了不同方法制备的表面印记材料对中药药效物质和中药保健品违禁添加物的选择性分离机制；建立了微量中药药效物质和违禁添加物检测新方法，开拓了表面分子印记材料在药物分析研究领域新方向，同时为复杂体系样品前处理提供了一种新技术。创新地设计构筑了金纳米粒子掺杂的分子印记电化学传感器，发现了金纳米粒子掺杂于分子印记聚合物网络结构中能够显著改善分子印记传感膜的电催化能力与导电性，实现了分子印记技术与电化学传感器的互补结合，成功地用于神经递质(多巴胺)检测；创新地合成了高量子产率的双色量子点，率先运用双色量子点表面分子印记聚合物作为荧光传感器同时识别2种神经递质(去甲肾上腺素/肾上腺素)。为推进功能复合材料与传感器在药物分析等领域中的研究作出了示范。本项目发表 SCI论文67篇(其中IF>5.0，20篇)，8篇代表性论文分别发表在Anal Chem, Biosens Bioelectron和 J Chromatogr A等著名刊物上，累计影响因子46.873，他引总次数283，SCI他引次数263，授权发明专利20项，获江苏中医药科学技术奖二等奖1项，江苏省教育科学研究成果(高校自然科学类)三等奖1项。研究成果受到国内外同行的广泛引用和高度评价，课题组成员应邀在国际会议上做学术报告4次，为药物分析及相关学科的发展做出了重要贡献。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 都述虎 教授 南京医科大学 南京医科大学 (1) 银包金纳米粒子与银膜制备、表面分子印记单层组装及拉曼增强特性研究，配体交换分子印记单层和结构选择性“热点”的拉曼增强效应新策略提出者。代表作1通讯作者和代表作2的共同通讯作者，对应重要科学发现一；(2) 比率荧光探针及荧光宽色度试纸的主要设计者，并进行了重金属残留物和疾病标志物可视化检测相关研究，代表作3和4的共同通讯作者，对应重要科学发现二；(3) 中药药效物质分离用“硅胶表面分子印记材料”研究主要完成人，代表作6的通讯作者，对应重要科学发现三。 2 周学敏 教授 南京医科大学 南京医科大学 (1) 提出在功能化四氧化三铁磁性纳米粒子表面设计与自组装可控、有序的分子印记层，利用外加磁场的定向控制，使微量目标物(中药保健品违禁添加的化学药物)从复杂体系中快速捕获分离和测定，代表作5的通讯作者，对应重要科学发现三；(2) 设计制备了金纳米粒子掺杂的多巴胺分子印记电化学传感器，实现了分子印记技术与电化学传感器的互补结合，用于人血清中神经递质靶向检测，代表作7的共同通讯作者，对应重要科学发现三。 3 胡琴 教授 南京医科大学 南京医科大学 利用量子点表面分子印记聚合物作为荧光传感器识别神经递质；采用双色量子点表面分子印记聚合物荧光探针建立同时测定多种神经递质的分析方法，代表作8的通讯作者，对应重要科学发现三。 4 张丽颖 讲师 南京医科大学 南京医科大学 (1) 银膜制备、表面分子印记单层组装、拉曼增强特性及药物过敏性杂质检测研究主要完成人。代表作1的共同第一作者，对应重要科学发现一；(2)银包金纳米粒子制备、结构选择性“热点”拉曼增强特性及药物过敏性杂质检测研究实施者。代表作2的第一作者，对应重要科学发现一。 5 金阳 讲师 南京医科大学 南京医科大学 (1) 银膜制备、表面分子印记单层组装、拉曼增强特性及药物过敏性杂质检测研究。代表作1的共同第一作者，对应重要科学发现一；(2) 银包金纳米粒子制备、结构选择性“热点”拉曼增强特性及药物过敏性杂质检测研究。代表作2的第二作者，对应重要科学发现一。 6 魏芳弟 副教授 南京医科大学 南京医科大学 制备量子点表面分子印记聚合物，并对材料的性能进行深入研究，采用双色量子点表面分子印记聚合物荧光探针建立同时测定多种神经递质的分析方法，代表作8的第一作者，对应重要科学发现三。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Structure-selective hot-spot Raman enhancement for direct identification and detection of trace penicilloic acid allergen in penicillin/Biosensors and Bioelectronics/Liying Zhang, Yang Jin, Hui Mao, Lei Zheng, Jiawei Zhao, Yan Peng, Shuhu Du*, Zhongping Zhang* 2 Color-multiplexing-based fluorescent test paper: dosage-sensitive visualization of arsenic(III) with discernable scale as low as 5 ppb/Analytical Chemistry/Yujie Zhou？, Xiaoyan Huang？, Cui Liu, Ruilong Zhang, Xiaoling Gu, Guijian Guan, Changlong Jiang, Liying Zhang, Shuhu Du*, Bianhua Liu, Ming-Yong Han, Zhongping Zhang* 3 A single dual-emissive nanofluorophore test paper for highly sensitive colorimetry-based quantification of blood glucose/Biosensors and Bioelectronics/Xiaoyan Huang？, Yujie Zhou？, Cui Liu, Ruilong Zhang, Liying Zhang, Shuhu Du*, Bianhua Liu, Ming-Yong Han, Zhongping Zhang* 4 Preparation of Imprinted Polymers at Surface of Magnetic Nanoparticles for the Selective Extraction of Tadalafil from Medicines/ACS Applied Materials & Interfaces/Li, Yun; Ding, Mei-juan; Wang, Shu; Wang, Ruo-yu; Wu, Xiao-li; Wen, Ting-ting; Yuan, Li-hua; Dai, Peng; Lin, Yu-hui; Zhou, Xuemin 5 Molecularly imprinted layer-coated silica nanoparticles toward highly selective separation of active diosgenin from Dioscorea nipponica Makino/ Journal of Chromatography A/ Chunxiao Zhai, Qing Lu, Xuemei Chen, Yan Peng, Lina Chen, Shuhu Du* 6 Ligand replacement approach to Raman-responded molecularly imprinted monolayer for rapid determination of penicilloic acid in penicillin/Analytical Chemistry/ Liying Zhang？, Yang Jin？, Xiaoyan Huang, Yujie Zhou, Shuhu Du,* Zhongping Zhang 7 Amperometric detection of dopamine in human serum by electrochemical sensor based on gold nanoparticles doped molecularly imprinted polymers/Biosensors and Bioelectronics/Xue, Cheng; Han, Qing; Wang, Yang; Wu, Jinhua; Wen, Tingting; Wang, Ruoyu; Hong, Junli; Zhou, Xuemin; Jiang, Huijun 8 Molecularly imprinted polymers on dual-color quantum dots for simultaneous detection of norepinephrine and epinephrine/Sensor Actuat B-Chem/Fangdi Wei, Guanhong Xu, Yanzi Wu, Xu Wang, Jing Yang, Liping Liu, Pin Zhou, Qin Hu*	自然奖	都述虎,周学敏,胡琴,张丽颖,金阳,魏芳弟	南京医科大学	江苏省教育厅
190	0744-104	宿主遗传变异与丙型肝炎病毒感染转归的分子流行病学研究 项目名称 宿主遗传变异与丙型肝炎病毒感染转归的分子流行病学研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京医科大学,昆明理工大学,宜兴市人民医院 项目简介 丙型肝炎病毒（Hepatitis C virus，HCV）感染是一个严重危害人类健康的全球性公共卫生问题。丙型肝炎具有高隐匿性、高慢性化、高漏报率、低认知率、低就诊率和低治疗率的特点，已成为我国第二大病毒性肝病。根据WHO最新估算，全球约有1.85亿人感染HCV，每年约39.9万人死于丙型肝炎相关疾病，给全球医疗卫生带来了极大的疾病负担。本研究成果从2003年1月到2016年12月在11项国家自然科学基金等课题的资助下，现场和实验室相结合，采用分子流行病学手段，多学科融合全面、系统、深入研究了高危人群宿主遗传变异与HCV慢性化的关联研究，并探索了其可能的生物学机制。取得了以下创新：1、在国内率先阐明了既往有偿献血人群HCV的感染状况，分析了年龄、性别、献全血及单采血浆对HCV感染及慢性化的影响，在临床上首次提出可用该指标预测HCV慢性化的风险以及病毒活动能力，为丙肝防治提供一定的科学依据。2、基于中国云南地区开展了流行病学研究，在国内外首次分离出HCV 6u和6v两种新亚型，进一步阐明HCV的遗传多样性。并构建了树鼩作为HCV感染复制动物模型的可行性，为后续研究HCV慢性化机制及疫苗研制提供了新的思路和方法。3、经对HLA-Ⅱ类基因、Th细胞免疫应答与HCV感染自限清除关系的分子流行病学研究，在国内外首次报道了HLA家族基因遗传变异影响了HCV感染转归的结局，为丙型肝炎的防治提供了重要的科学理论依据。4、国内首次发现中国汉族人群中，TLR7基因上的位点在女性人群中与HCV感染转归相关。这一结果揭示了TLR基因SNPs可能影响HCV的病毒清除；维生素D及其代谢通路遗传变异在HCV感染及慢性化中作用及其机制的研究中发现：中国汉族人群中VDR与HCV的感染结局存在关联。对丙型肝炎的个体化治疗有重要的实用价值。 该成果从宿主遗传因素探究了HCV感染及其慢性化的作用机制。对HCV的综合防治、高危人群的筛查、疫苗的研制和个体化治疗及预防等提供了重要科学依据。 该成果共发表论文44篇，其中SCI 28篇，CSCD收录16篇，累计影响因子69.918，被引用472次，他引356次（见附件22全部论文检索报告）。其中8篇代表性SCI论文共被引用123次，他引95次，被多个国内外公认的权威期刊引用，如被Gastroenterology（IF=20.773）、American journal of respiratory and critical care medicine（IF=15.239）、epatology (IF=14.079)、Journal of Hepatology (IF=10.590)、等杂志引用。申请国家发明专利5项；该成果总体处于国内领先、国际先进水平。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 喻荣彬 教授 南京医科大学 南京医科大学 本项目的主要设计者和主持人之一。全面负责本项目的设计、实施、论文撰写和成果总结等，在该项目投入的工作量占本人工作总量的80%，对主要科技创新所列的第一、第三、第四部分内容本人均做出了创作型贡献，本项目的代表性论著1,4,5,6,8，本人均为主要完成人。 2 夏雪山 教授 昆明理工大学 昆明理工大学 本项目主要设计者和主持人之一，负责本项目的整体构思、设计、实施、论文撰写和成果总结等。在该项目投入的工作量占本人工作总量的80%，对主要科技创新所列的第一、第二部分内容本人均做出了创作型贡献，本项目的代表性论著2,3，本人均为主要完成人。 3 岳明 副研究员 南京医科大学第一附属医院 南京医科大学 本项目的主要参与者之一，负责课题的部分设计、实施及数据分析、论文撰写等。在该项目投入的工作量占本人工作总量的80%。本项目的代表性论著1,4,7，本人均为主要完成人。 4 黄鹏 讲师 南京医科大学 南京医科大学 本项目的主要参与者之一，主要负责现场调查，样本采集，临床病例队列随访，以及实验室基础工作研究，在该项目投入的工作量占本人工作总量的80%。本项目的代表性论著1,4,6，本人均为主要完成人。 5 王洁 副教授 南京医科大学 南京医科大学 本项目的主要参与者之一，负责部分课题的科研设计、技术指导、课题实施及数据统计分析、论文撰写和成果总结等，在该项目投入的工作量占本人工作总量的50%。本项目的代表性论著1,4,6，本人均为主要完成人。 6 张阿梅 副教授 昆明理工大学 昆明理工大学 本项目的主要参与者之一，负责本项目的设计、实施、论文撰写和成果总结等，在该项目投入的工作量占本人工作总量的50%。本项目的代表性论著3，本人为主要完成人。 7 冯乐 副高级 宜兴市人民医院 南京医科大学 本项目的主要参与者之一，主要负责现场调查，样本采集，临床病例队列随访，以及实验室基础工作研究等，在该项目投入的工作量占本人工作总量的50%。本项目的代表性论著7，本人为主要完成人。 8 冯悦 教授 昆明理工大学 昆明理工大学 本项目的主要参与人之一，负责科技创新所列的第二部分内容的设计、实施、整理、文章撰写和结果总结等，在该项目投入的工作量占本人工作总量的40%。本项目的代表性论著2，3，本人均为主要完成人。 9 张云 研究员 东部战区疾病预防控制中心 南京医科大学 本项目的主要参与者之一，负责课题的设计、项目的实施以及论文的撰写等工作，在该项目投入的工作量占本人工作总量的40%。本项目的代表性论著1,4,6,7,8，本人均为主要完成人。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A novel polymorphism near HLA class Ⅱregion is associated with spontaneous clearance of HCV and response to interferon treatment in Chinese patients/ Journal of Human Genetics/Xu Yin, Huang Peng, Yue Ming, Su Jing, Chen Hongbo, Chen Mingzhu, Wang Jie, Li Jun, Peng Zhihang, Zhang Yun, Yu Rongbin 2 A novel genotype of GB virus C: its identification and predominance among injecting drug users in Yunnan,China/PLoS One/Feng Yue, Zhao Wenhua, Feng Yuemei, Dai Jiejie, Li Zheng, Zhang Xiaoyan, Liu Li, Bai Jie, Zhang Huatang, Lu Ling, Xia Xueshan 3 Genetic polymorphisms of the IFNλ genes are associated with biochemical features in Han Chinese with HCV infection from Yunnan Province, China/Infect Genet Evol/Zhang A-mei, Ma Ke, Song Yuzhu, Wang Binghui, Feng Yue, Liu Li, Xia Xueshan 4 The Association between the genetic polymorphism of HLA-DQA1,DQB1,and DRB1 and serm ALT levels in chronic hepatitis C in Chinese population/Journal of Gastroenterology and Hepatology/Yu Rongbin, Hong Xin, Ding Weiliang, Cui Guoxing, Zhang Yongxiang, Sun Nanxiong, Wu Guanling，Zhan Shengwei，Ge Dafang 5 Genetic variants in antigen presentation-related genes influence susceptibility to hepatitis C virus and viral clearance: a case control study/BMC Infectious Diseases/Huang Peng, Dong Li, Lu Xiaomei, Zhang Yuanyuan, Chen Hongbo, Wang Jie, Zhang Yun, Su Jing, Yu Rongbin 6 Sex-specific association between X-linked Toll-like receptor 7 with the outcomes of hepatitis C virus infection/Gene/Yue Ming, Feng Le, Tang Shaidi, Wang Jiajia, Xue Xingxin, Ding Weiliang, Zhang Yun, Deng Xiaozhao 7 Vitamin D level and vitamin D receptor genetic variations contribute to HCV infection susceptibility and chronicity in a Chinese population/Infection,Genetics and Evolution/Wu Mengping, Yue Ming, Huang Peng, Zhang Yun, Xie Chaonan, Yu Rongbin, Li Jun, Wang Jie 8 Genetic variation in IL28RA is associated with the outcomes of HCV infection in a high-risk Chinese population/Infection, Genetics and Evolution/Cui Qian, Zhang Yongxiang, Su Jing, Chen Xin, Ding Keqin, Lei Na, Liu Yan, Li Jun, Zhang Yun, Yu Rongbin	自然奖	喻荣彬,夏雪山,岳明,黄鹏,王洁,张阿梅,冯乐,冯悦,张云	南京医科大学,昆明理工大学,宜兴市人民医院	江苏省教育厅
191	0744-108	生物医学大数据挖掘方法与应用研究 项目名称 生物医学大数据挖掘方法与应用研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京医科大学 项目简介 面对超高维度的组学数据，常规分析方法已满足不了实际需求！迫切需要新的分析策略、新的统计方法，以适应新形势下生物医学研究的需求。本课题组以“高维组学数据降维筛选重要因素 → 高维交互作用分析挖掘协同/拮抗因素 → 多组学数据整合分析阐述潜在因果机制”为主线，深入地研究多种组学数据的分析方法及策略，并成功运用于临床领域。研究结果具有一定的原创性：1. 创新关键基因的筛选策略与方法：申请人聚焦超高维组学数据分析中的统计学问题，在位点筛选方法(亦称降维)和策略方面开展了系列原创性研究，主要研究成果体现于4个方面：①完善位点集合分析方法，而非单个位点的独立分析，并在此基础上提出新的位点检验算法，提高了统计学检验效能；②改进随机森林算法，校正混杂效应，为正确估计位点效应奠定基础；③压缩弱效应位点，凸显关键基因的作用，提高了检验效能；④论证多阶段设计降维策略的效率。同时，运用所创新的方法和策略，服务于大规模汉族人群肺癌全基因组关联研究，鉴别出汉族人群肺癌新易感基因。2. 创新筛选与识别交互作用的方法与策略：复杂疾病往往是环境暴露、基因突变共同作用和相互作用导致的结果。为提高复杂疾病的遗传解释度，本课题组进行了系统的交互作用研究，包括：基因-基因交互作用：在汉族人群中发现新的肺癌易感位点，并在随后的其他的研究中得到验证；基因-环境交互作用：在汉族人群中发现了与吸烟存在交互作用的新位点，为肺癌预防和控烟宣教提供了靶向人群；交互作用网络：阐述不同乳腺癌亚型中miRNA-mRNA以及miRNA-mRNA-lncRNA的交互作用网络。3. 率先开展生物医学因果推断研究：申请人提出加权中介分析模型和基于permutation的生存中介分析模型。鉴别出LRRC16A上的SNPrs7766874 A>G基因变异通过影响ICU患者基线血小板计数水平，以及与血小板计数水平交互，进而影响ARDS的发生风险。申请人提出基于permutation的生存中介分析模型，并发现rs9358856LRRC16A错义变异位点对ARDS预后的保护效应，可作为潜在治疗靶点。系列研究成果在Journal of Applied Statistics, Carcinogenesis, Journal of Cellular and Molecular Medicine, International Journal of Epidemiology等专业领域权威杂志上累计发表系列论文61篇，其中SCI论文40篇，中文核心期刊21篇。累计被引552次，研究成果被Nature Structural & Molecular Biology, Nature Communications, Lancet Respiratory Medicine, American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, Intensive Care Medicine, American Journal of Human Genetics等权威杂志引用和评述。鉴于本项目取得的成绩，陈峰教授申报生物医学大数据领域首批国家自然科学基金重点项目并获得资助(2016-2020)，体现了在国内生物医学大数据领域具有一定的影响力。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈峰 教授 南京医科大学 南京医科大学 （1）负责整个项目规划，组织人员实施；是该项目的主要学术思想和实施方案的设计者，也是本项目主要依托基金的负责人；对本项目的第一、二项科学发现做出了创造性贡献， 创新提出筛选关键基因、识别交互作用的策略和方法，并发现了多个与疾病相关的位点。（2）是本系列研究全部代表性论文的通讯作者。 2 魏永越 副教授 南京医科大学 南京医科大学 （1）对项目第二、三项科学发现做出了重要贡献，基于因果推断算法研究识别出急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的因果通路，为ARDS的预后治疗提供指导性意见。（2）是第1，2，5，8篇代表性论文作者。 3 赵杨 副教授 南京医科大学 南京医科大学 （1）对项目第一、二项科学发现做出了创造性贡献，改进随机森林算法以调整混杂因素，提高了筛选重要位点的效率。（2）是1、2代表作的并列第一作者，4-8代表作的主要参与者。 4 张汝阳 讲师 南京医科大学 南京医科大学 （1）对项目第二项科学发现做出了重要贡献。发展了生物医学大数据中交互作用（基因-基因，基因-环境）分析，在汉族人口中发现新的肺癌易感位点。（2）是第1，2篇代表性论文第一（含并列）作者，第5，6篇代表性论文主要作者。 5 吴倩 副教授 南京医科大学 南京医科大学 （1）对项目第二项发现做出重要贡献，创新性提出miRNA-RNA-lncRNA的乳腺癌交互作用网络，发现miRNA-mRNA-lncRNA调控网络的失衡是导致不同亚型乳腺癌的一种潜在机制。（2）是第3篇代表性论文第一作者。 6 曾平 副教授 徐州医科大学 南京医科大学 (1)对项目第一项科学发现做出了创造性贡献，提出自适应LASSO、混合效应模型的似然比检验等算法解决罕见变异研究中弱效应位点的效应压缩问题和集合关联检验问题。(2)是第4、6、8篇代表性论文的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A genome-wide gene-gene interaction analysis identifies an epistatic gene pair for lung cancer susceptibility in Han Chinese/Carcinogenesis/Minjie Chu, Ruyang Zhang, Yang Zhao, Chen Wu, Huan Guo, Baosen Zhou, Jiachun Lu, Yongyong Shi, Juncheng Dai, Guangfu Jin, Hongxia Ma, Jing Dong, Yongyue Wei, Cheng Wang, Jianhang Gong, Chongqi Sun, Meng Zhu, Yongyong Qiu, Tangchun Wu, Zhibin Hu, Dongxin Lin, Hongbing Shen, Feng Chen 2 A genome-wide gene-environment interaction analysis for tobacco smoke in lung cancer susceptibility/Carcinogenesis/Ruyang Zhang, Minjie Chu, Yang Zhao, Chen Wu, Huan Guo, Yongyong Shi, Juncheng Dai, Yongyue Wei, Guangfu Jin, Hongxia Ma, Jing Dong, Honggang Yi, Jianling Bai, Jianhang Gong, Chongqi Sun, Meng Zhu, Tangchun Wu, Zhibin Hu, Dongxin Lin, Hongbing Shen, Feng Chen 3 Analysis of the miRNA–mRNA–lncRNA networks in ER+ and ER？ breast cancer cell lines/J Cell Mol Med/Qian Wu, Li Guo, Fei Jiang, Lei Li, Zhong Li, Feng Chen 4 Permutation-based variance component test in generalized linear mixed model with application to multilocus genetic association study/ BMC Med Res Methodol/ Ping Zeng, Yang Zhao, Hongliang Li, Ting Wang, Feng Chen 5 Stability SCAD: A powerful approach to detect interactions in large-scale genomic study/BMC Bioinformatics/Jianwei Gou, Yang Zhao, Yongyue Wei, Chen Wu, Ruyang Zhang, Yongyong Qiu, Ping Zeng, Wen Tan, Dianke Yu, Tangchun Wu, Zhibin Hu, Dongxin Lin, Hongbing Shen, Feng Chen 6 Likelihood Ratio Tests in Rare Variant Detection for Continuous Phenotypes/ Ann of Hum Genet/ Ping Zeng, Yang Zhao, Jin Liu, Liya Liu, Liwei Zhang, Ting Wang, Shuiping Huang, Feng Chen 7 Reconstructing the coding and non-coding RNA regulatory networks of miRNAs and mRNAs in breast cancer/ Gene/ ShengYang, HuiZhang, LiGuo, YangZhao, FengChen 8 ariable selection approach for zero-inflated count data via adaptive lasso/Journal of Applied Statistics/ Ping Zeng, Yongyue Wei, Yang Zhao, Jin Liu, Liya Liu, Ruyang Zhang, Jianwei Gou, Shuiping Huang, Feng Chen	自然奖	陈峰,魏永越,赵杨,张汝阳,吴倩,曾平	南京医科大学	江苏省教育厅
192	0745-101	GDNF保护多巴胺能神经细胞的分子作用机制 项目名称 GDNF保护多巴胺能神经细胞的分子作用机制 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 徐州医科大学 项目简介 一、研究背景帕金森病（Parkinson disease，PD）是中枢神经系统常见退行性疾病，其主要病理特征是患者脑内黑质致密部多巴胺（dopamine，DA）能神经细胞变性死亡。胶质细胞系源性神经营养因子（glial cell-line derived neurotrophic factor，GDNF）对DA能神经细胞具有营养保护作用，但具体分子机制不明确。GDNF作为可溶性大分子多肽类物质，针对其如何通过膜受体系统、激活哪些细胞内信号物质、调节哪些基因表达等仍缺乏系统性研究，从而大大限制了保护DA能神经细胞的特效药物的研发。本研究团队近10年来从GDNF-膜受体切入，全面系统地研究GDNF对多巴胺能神经细胞的保护作用及机制，为临床治疗PD提供理论及实验依据。二、主要研究内容探寻并验证DA能神经细胞中，介导GDNF保护作用的膜受体；揭示GDNF启动的、起神经细胞保护作用的胞内信号路径；探讨DA能神经细胞内，GDNF保护作用的物质基础。三、研究成果及意义1、证实了几种细胞粘附分子可作为GDNF跨膜信号转导受体介导其对DA能神经细胞的保护作用，丰富了粘附受体概念GDNF作为一种可溶性大分子蛋白，必须通过相应的细胞膜受体系统进行跨膜信号传递从而发挥生物学作用。我们的研究表明，细胞粘附分子即神经细胞粘附分子（NCAM-140）、整合素β1（Integrinβ1）等均可作为GDNF的跨膜信号转导受体介导其对DA能神经细胞的保护作用，刷新了对“粘附分子作为膜受体只能结合非可溶性分子介导细胞粘附等作用”的认识，并率先系统的报道了上述受体的作用机制。同时，提出细胞膜上的特殊结构域“脂筏”在其中的重要地位。2、证实了在DA能神经细胞内，存在多条GDNF激活的下游胞内信号路径介导其对DA能神经细胞的保护作用我们全面阐释了GDNF激活的胞内信号路径，证实GDNF可经膜受体激活胞内多条信号路径。其中，除常见的PI3k/Akt、ERK信号通路外，还存在转录因子Six2以及NF-κB（p65/p52）等信号分子亦可介导GDNF的神经细胞保护作用。3、率先构建了GDNF神经保护作用的基因调控网络，揭示了GDNF作用的物质基础我们基于生物信息学方法筛选出GDNF经“膜受体-信号通路-转录因子”作用的靶向miRNAs，并绘制了GDNF保护DA能神经细胞的特异性miRNA-mRNAs表达谱。初步证实GDNF通过调控miRNAs发挥对DA能的神经保护作用；还证实GDNF可通过促进钙结合蛋白calbindinD28K (CaBP)的表达、提高神经细胞对钙超载的耐受性从而间接发挥神经细胞保护作用，完善了GDNF保护DA能神经细胞的分子调控网络。综上，我们全面系统地揭示并证实了GDNF对DA能神经细胞的保护作用分子机制。阐明了GDNF作用的膜受体类型、胞内信号通路等，并率先构建了GDNF作用的基因调控网络，为探寻临床治疗PD的关键药物靶点提供理论及实验依据。近几年，我们正在上述研究成果的基础上不断推进，并积极将基础研究成果向临床应用转化。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 高殿帅 教授 徐州医科大学 徐州医科大学 本人是1-8篇代表性论文的通讯作者。在本成果中的作用，以每项研究设计和论文写作指导为主，宏观调控各成员间的工作，得以使项目顺利有序的完成。具体组织并参与了GDNF跨膜受体转导信号、胞内信号网络调控、调节miRNA-mRNAs特异性表达的研究，亲自完成每项研究的研究计划、并组织分析结果和推理结论；指导实验研究人员实验方案设计、文章撰写；全局把握每项研究实施的进程。此外，积极学习新知识，以新方法探索GDNF结构，正在努力寻找大分子作用的核心元件，以小分子物质进行研发设计，为药物研发和应用提供理论基础。 2 李俐 教授 徐州医科大学 徐州医科大学 本人为代表性论文1、3、4的第一作者，在本成果中参与GDNF对多巴胺（dopamine, DA）能神经细胞保护机制的研究。证明GDNF的信号转导受体RET和神经细胞粘附分子（neural cell adhesion molecule, NCAM）向脂筏的转位介导了GDNF对 DA能神经细胞的保护作用。而且对膜受体RET向脂筏转位的机制进行了进一步探讨，发现肌动蛋白细胞骨架在RET向脂筏转位过程中起到重要作用。另外还发现在DA能神经细胞GDNF能诱导多种miRNAs的表达量发生改变，并鉴定出了某些miRNAs的直接作用靶基因，进一步拓展了对GDNF作用机制的认识。 3 曹俊平 副教授 徐州医科大学 徐州医科大学 本人为代表性论文7、8的第一作者，在GDNF的跨膜信号转导的领域方面有较突破的研究贡献。此外，对细胞膜上粘附分子受体的提出，尤其经典的细胞粘附分子即神经细胞粘附分子（NCAM-140）、整合素β1（Integrinβ1）均可作为GDNF的跨膜信号转导受体介导其对DA能神经细胞的保护作用，刷新了“粘附分子作为膜受体只能结合非可溶性分子介导细胞粘附等作用”的认识。 4 高锦 副教授 徐州医科大学 徐州医科大学 本人为代表性论文2的第一作者，在本成果中参与了GDNF对受损多巴胺（dopamine, DA）能神经细胞胞内信号网络参与介导的保护机制的研究。在研究中证明了转录因子Six2通过结合于Smurf1启动子区的CAGCTG基序促进Smurf1的表达，进而抑制受损DA能神经细胞的凋亡，最终介导了GDNF对DA能神经细胞的保护作用。 5 王红军 副教授 徐州医科大学 徐州医科大学 本人为代表性论文6的第一作者，在GDNF与细胞膜上粘附受体之间关系上阐明机制，并进行论文书写。对本项目中的关键分子GDNF的作用机制的发现开辟了新的思路，同时，创新性指出了粘附受体在保护神经细胞的作用，颠覆了以往对粘附分子的观点。此外，证实了GDNF通过PI3K/ Akt - NF-κB（p65 / p52）信号通路的激活诱导CaBP表达增强其对DA能神经元的保护作用。 6 孙申 副教授 徐州医科大学 徐州医科大学 本人为代表性论文5的第一作者，证实了维生素D依赖性钙结合蛋白28K(Calbindin-D28k，CaBP)对帕金森病中多巴胺能（DA）神经元具有神经保护作用并探讨了其可能机制。我们利用DA细胞系MN9D来探讨CaBP介导的对DA神经元神经毒素6-羟基多巴胺（6-OHDA）的保护机制。在用含有CaBP cDNA的表达载体pcdna3-cb转染的MN9D细胞中，CaBP的表达水平显著升高。这些研究表明，CaBP可能通过PI-3K/Akt信号通路保护DA细胞免受6-OHDA诱导而产生凋亡，而非经典NF-κB信号通路与该保护作用无关。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 NCAM-140 Translocation into Lipid Rafts Mediates the Neuroprotective Effects of GDNF/ Molecular Neurobiology/ Li L, Chen H, Wang M, Chen F, Gao J, Sun S, Li Y, Gao D. 2 Transcription factor Six2 mediates the protection of GDNF on 6-OHDA lesioned dopaminergic neurons by regulating Smurf1 expression/ Cell Death Dis/ Gao J, Kang XY, Sun S, Li L, Zhang BL, Li YQ, Gao DS 3 Global microRNA expression profiling reveals differential expression of target genes in 6-hydroxydopamine-injured MN9D cells/ Neuromolecular Med/ Li L, Chen HZ, Chen FF, Li F, Wang M, Wang L, Li YQ, Gao DS 4 Effects of glial cell line-derived neurotrophic factor on microRNA expression in a 6-hydroxydopamine-injured dopaminergic cell line/ J Neural Transm (Vienna)/ Li L, Chen H, Chen F, Li F, Wang M, Wang L, Li Y, Gao D 5 Calbindin-D28K inhibits apoptosis in dopaminergic neurons by activation of the PI3-kinase-Akt signaling pathway/ Neuroscience/Sun S, Li F, Gao X, Zhu Y, Chen J, Zhu X, Yuan H, Gao D 6 Involvement of NCAM in the effects of GDNF on the neurite outgrowth in the dopamine neurons/Neurosci Res/ Cao JP, Wang HJ, Yu JK, Yang H, Xiao CH, Gao DS 7 Calbindin-D28K expression induced by glial cell line-derived neurotrophic factor in substantia nigra neurons dependent on PI3K/Akt/NF-κB signaling pathway/ Eur J Pharmacol/Wang HJ, Cao JP, Yu JK, Zhang LC, Jiang ZJ, Gao DS 8 Integrin beta 1 is involved in the signaling of glial cell line-derived neurotrophic factor/J Comp Neurol/ Cao JP, Yu JK, Li C, Sun Y, Yuan HH, Wang HJ, Gao DS	自然奖	高殿帅,李俐,曹俊平,高锦,王红军,孙申	徐州医科大学	江苏省教育厅
193	0745-102	谷氨酸受体不同亚基在神经精神疾病中的作用及机制研究 项目名称 谷氨酸受体不同亚基在神经精神疾病中的作用及机制研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 徐州医科大学 项目简介 1.研究背景谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统中最重要的兴奋性神经递质，谷氨酸受体（GluRs）被激活后参与兴奋性突触传递、神经递质的释放、突触可塑性等生理功能。NMDA受体和非NMDA受体是离子型GluRs，GluN1和GluN2亚基是形成功能性NMDA受体必须的亚基。非NMDA受体包括AMPA受体和KA受体。在病理状态下，GluRs功能异常介导多种神经精神疾病的发生和发展。本项目探索GluRs不同亚基及其上、下游信号通路在神经精神疾病（学习记忆认知功能障碍、阿尔茨海默病（AD）、缺血性脑损伤、阿片类药物依赖等）中的作用机制，为研发治疗神经精神疾病的药物提供可能的靶标。2.主要发现1）首次阐明不同位置、不同亚基组成的NMDA受体对条件性恐惧记忆形成的作用不同，突触上、突触外GluN2A、GluN2B对ERK1/2/MSK1/c-fos信号通路的调节不同，激活突触上的NMDA受体2A亚基可将胞外信号通过ERK1/2传递到细胞核内，从而激活MSK1，参与条件性恐惧记忆的形成。2）GluRs亚基的磷酸化及在突触后膜的定位异常在AD认知功能障碍中发挥重要作用，首次发现中药左旋千金疼碇碱通过D1受体激活PKA改善GluA1亚基的磷酸化及在突触后膜的定位，对AD认知功能有明显改善作用。首次利用多肽阵列方法设计并筛选出干扰ADDLs和EphB2结合的小肽Pep63，对ADDLs介导的EphB2及GluN2B在膜表面表达、GluN2B 第1472位酪氨酸(Y1472)的磷酸化水平降低有明显保护作用，对AD认知功能有明显改善作用；将该小肽申请国家发明专利已获授权，在此基础上正在对该小肽运用纳米脂质体进行改造以期通过血脑屏障达到临床治疗目的，已申请发明专利。3）首次建立小鼠脊髓背角LTP模型，结合疼痛行为学以及吗啡耐受的行为学模型，利用EphB中和性抗体及EphB1 KO小鼠，考察了ephrinB-EphB1正向信号在吗啡耐受及脊髓背角LTP中的作用，首次发现：神经损伤和MOR的过度激活可导致ephrin-EphB受体信号的活化，EphB受体进而激活NMDA受体，活化下游细胞内激酶CaMKII/ERK，最终导致脊髓部位突触传递增强，产生神经病理性疼痛以及对抗吗啡镇痛效能等作用。4)首次研究了吗啡和羟甲芬太尼不同立体异构体对条件性位置偏爱的不同影响，具有镇痛效能的F9202和F9204能够产生精神依赖并介导ERK、CREB磷酸化增强和CaMKIV在细胞核内共定位，而NMDA受体非竞争性拮抗剂氯胺酮有拮抗作用，揭示了阿片类药物精神依赖的可能机制。5）首次报道了脑缺血再灌注可以引起Procaspase-3的去亚硝基化从而使其活化，并阐明了其可能的机制：脑缺血/再灌注激活了KA亚基GluR6介导JNK3激活，从而使FasL表达上调，经由Trx-TrxR系统使Procaspase-3去亚硝基化从而使其活化，引起细胞凋亡，抑制其去亚硝基化具有保护神经元作用。3.主要成果以上研究成果发表SCI论文30余篇，总影响因子141.047，申请专利3项、授权1项，获江苏省高校自然科学研究成果二等奖。作为通讯作者应邀为SCI期刊Neurobiology of Learning and Memory就谷氨酸受体不同亚基在神经精神疾病中的作用撰写特邀综述。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 高灿 教授 徐州医科大学 徐州医科大学 本项目的主持人，负责项目的总体设计、课题申报、实验技术指导、实验资料分析总结，亲自或指导成员论文撰写。重要科学发现1、2、3、5、6的主要负责人，及代表性论著1-4的通讯作者，代表性论著8的第一作者。首次设计并筛选出干扰ADDLs和EphB2结合的小肽Pep63，对AD小鼠认知功能有明显改善作用；首次证明L-SPD通过D1受体激活PKA改善GluA1亚基的磷酸化及在突触后膜的定位从而改善AD认知功能障碍、突触上的GluN2A介导条件性恐惧记忆的形成；GluR6介导Procaspase-3的去亚硝基化而活化在脑缺血损伤中发挥重要作用。设计干扰ADDLs和GluN2B结合小肽对AD认知功能有保护作用，申请专利并授权。 2 韩园 副高级 徐州医科大学 徐州医科大学 课题申报、主要实验操作、代表性论文撰写，为重要科学发现4的主要参与人，代表性论著5-7的第一作者。 3 郝景茹 中级 徐州医科大学 徐州医科大学 主要实验操作、代表性论文撰写。为重要科学发现3的主要参与人，代表性论著2的第一作者。 4 孙楠 助理研究员 徐州医科大学 徐州医科大学 主要实验操作、代表性论文撰写。为重要科学发现3、6的主要参与人，代表性论著2、4的第一作者。 5 石小东 副教授 徐州医科大学 徐州医科大学 实验操作，设计干扰ADDLs和GluN2B结合小肽对AD认知功能有保护作用。为重要科学发现2的主要参与人，代表性论著1的第一作者。 6 胡蕊 初级 徐州市中医院 徐州医科大学 主要实验操作、代表性论文撰写。为重要科学发现2的主要参与人，代表性论著1的共同第一作者。 7 孙凯 助教 徐州医科大学附属医院 徐州医科大学 主要实验操作、代表性论文撰写。为重要科学发现2的主要参与人，代表性论著1的共同第一作者。 8 雷蕾 初级 东南大学附属中大医院 徐州医科大学 主要实验操作、代表性论文撰写。为重要科学发现3的主要参与人，代表性论著2的共同第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Blocking the interaction between EphB2 and ADDLs by a small peptide rescues impaired synaptic plasticity and memory deficits in a mouse model of Alzheimer’s disease. / Journal of Neuroscience /Shi XD#,Sun K#,Hu R#, Liu XY, Hu QM, Sun XY, Yao B, Sun N, Hao JR, Wei P, Han Y and Gao C* 2 L-Stepholidine rescues memory deficit and synaptic plasticity in models of Alzheimer’s disease via activating dopamine D1 receptor/PKA signaling pathway. / Cell Death & Disease / Hao JR#, Sun N#, Lei L#, Li XY, Yao B, Sun K, Hu R, Zhang X, Shi XD, Gao C*. 3 GluR6-FasL-Trx2 Mediates Denitrosylation and Activation of Procaspase-3 in Cerebral Ischemia/Reperfusion in Rats./ Cell Death & Disease. / Sun N, Hao JR, Li XY, Yin XH, Zong YY, Zhang GY, Gao C*. 4 Spinal matrix metalloproteinase-9 contributes to physical dependence on morphine in mice. / Journal of Neuroscience / Liu WT#, Han Y#, Liu YP#, Song AA, Barnes B, Song XJ*. 5 An in vivo mouse model of long-term potentiation at synapses between primary afferent C-fibers and spinal dorsal horn neurons: essential role of EphB1 receptor./ Molecular Pain / Liu WT#, Han Y#, Li HC, Adams B, Zheng JH, Wu YP, Henkemeyer M and Song XJ*. 6 Targeted mutation of EphB1 receptor prevents development of neuropathic hyperalgesia and physicaldependence on morphine in mice./ Molecular Pain ./Han Y#, Song XS#, Liu WT, Henkemeyer M, Song XJ*. 7 Modulation of behavior by scaffolding proteins of the post-synaptic density./ Neurobiology of Learning and Memory./ Gao C*, Tronson NC, Radulovic J*. 8 Ohmefentanyl stereoisomers induce changes of CREB phosphorylation in hippocampus of mice in conditioned place preference paradigm./ Cell Research / Gao C, Chen L, Tao Y, Chen J, Xu X, Zhang G, Chi Z*.	自然奖	高灿,韩园,郝景茹,孙楠,石小东,胡蕊,孙凯,雷蕾	徐州医科大学	江苏省教育厅
194	0745-103	疼痛及镇痛的神经免疫调节机制 项目名称 疼痛及镇痛的神经免疫调节机制 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 徐州医科大学 项目简介 1. 本项目主要研究内容、发现点和科学价值 迁延反复的慢性疼痛严重降低了患者的生活质量，造成强烈的生理损害和心理影响。据统计，全球慢性疼痛的患者高达 3.2 亿，疼痛治疗已成为医护人员所面临的重要任务。尽管新型镇痛药物不断出现，但针对晚期癌症所诱发的慢性重度疼痛和大型手术所致的剧烈疼痛，吗啡仍是首先镇痛药物。然而长期或不正确地使用吗啡等阿片类药物，会诱发患者对吗啡的耐受及痛觉过敏等不良反应。因此，疼痛及镇痛机制研究一直是神经科学领域的热点和难点，亦是本学科研究的重点方向。近十余年来，我们一直致力于神经免疫对慢性疼痛及镇痛调控机制的研究，并得到国家自然科学基金的资助，形成了自身的研究优势，受到了同行们的关注，在国内外产生了一定的影响，本学科是国家重点学科培育建设点，江苏省政府重点学科，项目研究依托于本学科江苏省麻醉学重点实验室（江苏省麻醉学国家重点实验室培育建设点），确保项目顺利完成。 本项目已经取得了一批重要的研究成果：分别从参与疼痛及镇痛调控的低位中枢如脊髓水平和高位中枢如下丘脑、海马、内侧前额叶皮质（mPFC）等部位，从神经免疫的角度进行研究，系统而全面地揭示了慢性内脏痛、癌性痛以及吗啡镇痛耐受的神经免疫调节机制。①脊髓水平：发现了TLR4/MyD88/NF-κB信号通路的异常活化可能参与了功能性慢性内脏痛；CXCL12 / CXCR4信号通路通过激活星形胶质细胞和小胶质细胞，敏化脊髓感觉神经元，参与了骨癌痛的发展和维持；吗啡耐受与miR-219靶向调节背根神经节中CaMKIIg并增强CaMKIIg依赖性脑源性神经营养因子表达有关；②下丘脑水平：下丘脑室旁核（PVN）内小胶质细胞TLR4/MyD88/NF-κB信号通路活化，释放促炎细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α增多，促使CRH神经元敏感化，导致HPA轴活动增强，参与慢性内脏痛形成和维持；③海马水平：慢性内脏痛时，海马内小胶质细胞激活，糖皮质激素受体（GR）表达下调，部分解除了对PVN内CRH神经元的抑制，导致HPA轴活动增强有关；④皮层水平上：内侧前额叶皮质Delta FosB蛋白的表达与慢性疼痛和应激有关，但与急性疼痛无关。皮质TLR4/MyD88/NF-κB信号通路是脑创伤后继发性炎症反应的重要环节，参与创伤后的中枢性疼痛。2. 在国内外同行中所处的水平，具备的优势和特色（1）该研究采用了多层面、多种研究手段，从整体、细胞、分子等多个水平进行观察，以阐明疼痛及镇痛的神经免疫调控机制。该研究工作既是属于当今国内外生理学家所倡导的“整合生理学（integrative physiology）研究”的范畴。（2）该成果具有明显的学术思想上的创新性和先进性。我们的研究成果已在国内外重要学术期刊上发表数十篇论文，具有创新性和先进性。（3）该成果具有重要的理论意义和实践价值，将会对慢性疼痛及镇痛研究带来新的启示，为临床防治提供了新的理论和药物作用靶点，具有显著的社会意义和潜在的经济效益。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张咏梅 教授 徐州医科大学 徐州医科大学 该项目的总负责人，以国家和地区的重大需求和临床实际为导向，跟踪学科前沿，在查阅大量文献和多年科研经历的基础上，提出对疼痛的神经免疫调节机制的研究，负责项目的总体设计、课题申报及经费、实验技术指导，实验资料分析总结，亲自或指导本课题组成员论文撰写。是国家自然科学基金（81171041）、江苏省高校自然科学研究重大项目（13KJA320001）等课题的负责人，全面地揭示了脊髓、下丘脑、边缘系统对慢性痛调控的神经免疫学机制，核心成果发表于《BRAIN BEHAVIOR AND IMMUNITY》、《JOURNAL OF NEUROTRAUMA》、《NEUROPHARMACOLOGY》、《EUROPEAN JOURNAL OF PAIN》。是代表性论文1、3、5、6、8的通讯作者，代表性论文4的第一作者。 2 申文 教授 徐州医科大学 徐州医科大学 该项目的主要参与人, 徐州医科大学附属医院疼痛科主任，负责项目的实验理论与技术指导。为国家自然科学基金面上项目（81571066）的主持人，发现鞘内注射CXCL12能够引起明显的痛敏，促炎细胞因子释放增多；阻断CXCL12/CXCR4 信号通路，能够抑制上述改变。核心成果发表于《JOURNAL OF NEUROINFLAMMATION》、《MOLECULAR PAIN》。是代表性论文2的第一作者，代表性论文7的通讯作者。 3 宋英 副教授 徐州医科大学 徐州医科大学 本项目的实验主持人，负责实验理论与技术指导，实验的具体执行与操作、资料整理、总结，论文初稿的撰写。熟练掌握分子生物学和电生理实验技术，主持国家自然科学基金青年项目一项（No.31200836）。发现在坐骨神经的慢性压迫性损伤（CCI）小鼠模型或母体分离小鼠模型中慢性痛发生与mPFC中Delta fosB蛋白表达的增加有关，但是急性应用乙酸或酵母聚糖不会改变Delta FosB蛋白的表达，核心成果发表于《FRONTIERS IN PHARMACOLOGY》。是代表性论文6的参与作者。 4 秦霞 讲师 徐州医科大学 徐州医科大学 本项目的实验操作指导人员，负责具体的实验操作指导，发现慢性内脏痛时，下丘脑室旁核（PVN）内小胶质细胞TLR4/MyD88/NF-？B信号通路活化，释放促炎细胞因子IL-1？、IL-6、TNF-？增多，促使CRH神经元敏感化，导致HPA轴活动增强（hyperactivity），参与慢性内脏痛形成和维持。核心成果发表于神经免疫学权威期刊《Brain, Behavior, and Immunity》，并收录在小胶质细胞专刊（2016 SPECIAL ISSUE ON MICROGLIA, BRAIN PHYSIOLOGY AND BEHAVIOR。是代表性论文3、8的参与作者。 5 胡学铭 中级 徐州医科大学 徐州医科大学 本项目的实验操作人员，负责具体的实验操作和论文初稿的撰写，研究发现 CXCL12/CXCR4信号通路通过敏化神经元和活化胶质细胞而参与骨癌痛的形成和发展，因此趋化因子信号通路是治疗骨癌痛的潜在药物作用靶点，参与研究获得的核心成果发表于《JOURNAL OF NEUROINFLAMMATION 》.是代表性论文2的通讯作者，代表性论文7的第一作者。 6 毛姗姗 中级 徐州市中医院 徐州医科大学 本项目主要的实验操作人员，负责具体的实验操作和论文初稿的撰写，完成了TLR4/MyD88/NF-？B信号通路参与了创伤性脑损伤后继发性炎症反应的研究，为今后脑创伤后引发的中枢痛的机制研究奠定了基础，获得的核心成果发表于《JOURNAL OF NEUROTRAUMA》等杂志。是代表性论文3的第一作者。 7 陈自洋 中级 南京医科大学第一附属医院 徐州医科大学 本项目主要的实验操作人员，负责具体的实验操作和论文初稿的撰写，发现慢性内脏痛时，下丘脑室旁核（PVN）内以及脊髓背角小胶质细胞TLR4/MyD88/NF-？B信号通路活化，释放促炎细胞因子IL-1？、IL-6、TNF-？增多，分别促使室旁核内CRH神经元敏感化和脊髓内痛传递神经元敏化，导致HPA轴活动增强（hyperactivity）和中枢敏化，参与慢性内脏痛形成和维持。核心成果发表在《European journal of pain》和《Brain, behavior, and immunity》。是代表性论文8的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Activation of corticotropin-releasing factor neurons and microglia in paraventricular nucleus precipitates visceral hypersensitivity induced by colorectal distension in rats/ BRAIN BEHAVIOR AND IMMUNITY/ Zhang G, Yu L Chen ZY, Zhu JS, Hua R, Qin X, Cao JL, Zhang YM. 2 CXCL12 in astrocytes contributes to bone cancer pain through CXCR4-mediated neuronal sensitization and glial activation in rat spinal cord/ JOURNAL OF NEUROINFLAMMATION/ Shen W, Hu XM, Liu YN, Han Y, Chen LP, Wang CC, Song C. 3 Exogenous Administration of PACAP Alleviates Traumatic Brain Injury in Rats through a Mechanism Involving the TLR4/MyD88/NF-kappa B Pathway/JOURNAL OF NEUROTRAUMA/ Mao SS, Hua R, Zhao XP, Qin X, Sun ZQ, Zhang Y, Wu YQ, Jia MX, Cao JL, Zhang YM. 4 Activation of serotonin 5-HT2C receptor suppresses behavioral sensitization and naloxone-precipitated withdrawal symptoms in morphine-dependent mice/ NEUROPHARMACOLOGY/ Zhang G, Wu X, Zhang YM, Liu H, Jiang Q, Pang G, Tao X, Dong L, Stackman RW Jr 5 Hippocampal microglial activation and glucocorticoid receptor down-regulation precipitate visceral hypersensitivity induced by colorectal distension in rats/ NEUROPHARMACOLOGY/ Zhang G, Zhao BX, Hua R, Kang J, Shao BM, Carbonaro TM, Zhang YM 6 Chronic Stress Is Associated with Pain Precipitation and Elevation in DeltaFosb Expression/ FRONTIERS IN PHARMACOLOGY/ Wang H, Tao X, Huang ST, Wu L, Tang HL, Song Y, Zhang G, Zhang YM 7 Downregulation of miR-219 enhances brain-derived neurotrophic factor production in mouse dorsal root ganglia to mediate morphine analgesic tolerance by upregulating CaMKII gamma/ MOLECULAR PAIN/ Hu XM, Cao SB, Zhang HL, Lyu DM, Chen LP, Xu H, Pan ZQ, Shen W. 8 Spinal toll-like receptor 4-mediated signalling pathway contributes to visceral hypersensitivity induced by neonatal colonic irritation in rats/ EUROPEAN JOURNAL OF PAIN/ Chen ZY, Zhang XW, Yu L, Hua R, Zhao XP, Qin X, Zhang YM.	自然奖	张咏梅,申文,宋英,秦霞,胡学铭,毛姗姗,陈自洋	徐州医科大学	江苏省教育厅
195	0746-101	中药马钱子“减毒增效”制剂模式的创建 项目名称 中药马钱子“减毒增效”制剂模式的创建 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京中医药大学,南京大学 项目简介 本项目属于中药学基础与应用研究领域。主要研究内容：中药马钱子毒性强、作用机制不明确是限制其临床应用的瓶颈问题。本项目创建了马钱子“减毒增效”制剂研究的新模式，即“阐明机制-明确功效物质-构建新型递释系统”，为马钱子的现代应用奠定了坚实基础。发现点、科学价值、同行引用及评价：发现点1：针对马钱子作用机制不明确的问题，率先揭示减少炎性渗出液中PGE2的释放、降低血浆中6-keto-PGF1a等炎症介质水平是马钱子碱发挥抗炎作用的分子机制，提出马钱子碱镇痛作用与中枢神经系统5-HT、DA等单胺类神经递质的合成或摄取相关。首次明确线粒体是马钱子碱发挥抗肿瘤作用的靶细胞器，士的宁与马钱子碱在中枢神经组织分布的差异是产生毒性作用的重要原因，明确马钱子碱而非士的宁是马钱子的主要功效物质成分。研究成果发表在Journal of Ethnopharmacology，Toxicological Sciences等国际期刊上，被Medicinal Research Reviews等国际权威期刊与国际同行引用，单篇最高SCI他引83次，为马钱子临床用于治疗关节炎、疼痛、肿瘤提供了理论依据，同时也为马钱子生物碱制剂学研究奠定了良好的基础。发现点2：针对毒性中药功效物质载药要求高的共性问题，创新性地应用复合磷脂构建了新型脂质体载体，载药量提高2倍、存放稳定性提高2.5倍、体内驻留时间提高2.12倍，毒性（LD50）降低为原来的一半，抗肿瘤药效提高3倍以上，达到“减毒增效”的目的。阐明静电吸引是复合磷脂相互作用的主要机制，通过调控二者的比例可在42-53℃范围内调节其相变温度，从而为中药“减毒增效”研究提供能够精准控制相变温度的共性制剂技术平台。依据递释系统在体内的分布行为，首次构建具有“隐形”、“肝实质细胞靶向”、“溶酶体逃逸”及“线粒体靶向”等多功能的肝肿瘤细胞线粒体靶向递释系统，使得马钱子碱在线粒体中的分布提高5倍以上，为功效物质的精准递送提供有益借鉴。研究成果发表在Biomaterials等国际高水平期刊上，被Chemical Reviews等国际权威期刊引用，提示本项目的科学性及先进性。发现点3：针对马钱子碱治疗关节炎的机制，创新性地将纳米粒、微球、温敏性凝胶等递释系统有机整合，构建系列复合长效递释系统，凝胶可以完全克服小分子药物的突释效应，而微球可以缓慢释放马钱子碱，从而延长马钱子碱在关节腔的作用时间长达7天以上，从而改变其分布行为，达到“减毒增效”的目的。研究成果发表在Journal of Controlled Release等国际高水平期刊上，被Biomaterials等国际高水平期刊多次引用。本项目的研究共获得5项国家级课题的资助，研究成果发表相关论文100篇，经Web of science检索收录SCI论文23篇，总SCI他引681次，单篇最高影响因子为8.387，单篇最高SCI他引83次，获得授权发明专利7项，培养硕士研究生60名，博士研究生33名。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 蔡宝昌 教授 南京中医药大学 南京中医药大学 总体组织实施和负责项目的设计和具体研究。对本项目的重要科学发现（发现一至发现三）均做出了重要贡献。是代表性论文三、四、五、七和八的通讯作者。全面负责开展了揭示马钱子抗炎、镇痛及抗肿瘤作用的物质基础，科学阐明马钱子生物碱镇痛、抗炎、抗肿瘤作用的分子机制，明确马钱子的主要功效物质成分；并负责指导构建马钱子碱的靶向及局部给药新型递释系统；投入本项目的技术研究工作量占本人工作量的60%以上。 2 陈志鹏 教授 南京中医药大学 南京中医药大学 主要承担和负责项目的具体实施和研究。对本项目的重要科学发现（发现二和发现三）均做出了重要贡献。是代表性论文六、七和八的第一作者或通讯作者。主要负责开展了多功能肝肿瘤细胞线粒体靶向药物递释系统的研究，首次构建局部给药新型递释系统，探讨通过原位给药途径改变马钱子碱体内分布行为的机制；投入本项目的技术研究工作量占本人工作量的80%以上。 3 殷武 教授 南京大学 南京大学 主要承担和负责项目的具体实施和研究。对本项目的重要科学发现（发现一）做出了重要贡献。是代表性论文一和二的第一作者或通讯作者。主要负责开展了马钱子发挥镇痛、抗炎作用物质基础的研究，阐明了其分子作用机制。系统评价了马钱子中马钱子总碱及其主要成分的抗肿瘤活性，阐明了马钱子碱抗肿瘤分子作用机制；投入本项目的技术研究工作量占本人工作量的80%以上。 4 陈军 教授 南京中医药大学 南京中医药大学 对本项目的重要科学发现（发现一和发现二）均做出了重要的贡献，是代表性论文三、四和五的第一作者或通讯作者。主要负责开展了马钱子减毒总生物碱、马钱子生物碱体内过程、马钱子生物碱复合磷脂脂质体的研究，构建了载药量大和稳定性好的新型递释系统。投入本项目的技术研究工作量占本人工作量的70%以上。 5 邓旭坤 教授 中南民族大学 南京中医药大学 对本项目的重要科学发现（发现一）做出了重要贡献。是代表性论文二的第一作者。主要负责开展了马钱子发挥镇痛、抗炎、抗肿瘤作用物质基础的研究，系统评价了马钱子中马钱子总碱及其主要成分的抗肿瘤活性；对其活性成分的抗肿瘤机制以及其脂质体制剂的靶向作用进行了深入研究，为马钱子的临床应用和产品开发提供了实验和理论依据。投入本项目的技术研究工作量占本人工作量的70%以上。 6 李伟东 研究员 南京中医药大学 南京中医药大学 对本项目的重要科学发现（发现二和发现三）均做出了主要贡献。是代表性论文六、七和八的通讯作者或主要作者之一。作为主要成员开展了多功能肝肿瘤细胞线粒体靶向药物递释系统及局部给药新型递释系统体内分布行为机制的研究；投入本项目的技术研究工作量占本人工作量的60%以上。 7 吴丽 副教授 南京中医药大学 南京中医药大学 对本项目的重要科学发现（发现二和发现三）均做出了主要贡献。是代表性论文六和八的主要作者之一。作为主要成员开展了多功能肝肿瘤细胞线粒体靶向药物递释系统及局部给药新型递释系统体外细胞内吞机制的研究；投入本项目的技术研究工作量占本人工作量的60%以上。 8 蔡皓 副研究员 南京中医药大学 南京中医药大学 对本项目的重要科学发现（发现二至发现三）均做出了主要贡献，是代表性论文三、四和七的主要作者之一。作为主要成员开展了马钱子碱、马钱子总生物碱与马钱子粉在大鼠体内药动学的比较以及马钱子生物碱复合磷脂脂质体的研究。投入本项目的技术研究工作量占本人工作量的50%以上。 9 刘晓 副研究员 南京中医药大学 南京中医药大学 对本项目的重要科学发现（发现二）做出了主要贡献，是代表性论文三的主要作者之一。作为主要成员开展了马钱子碱抗炎、镇痛活性及体外分析方法的研究。投入本项目的技术研究工作量占本人工作量的50%以上。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The apoptotic effect of brucine from the seed of Strychnos nux-vomica on human hepatoma cells is mediated via Bcl-2 and Ca2+ involved mitochondrial pathway/Toxicological Sciences/Xukun Deng, Fangzhou Yin, Xiaoyu Lu, Baochang Cai, Wu Yin 2 Analgesic and anti-inflammatory properties of brucine and brucine N-oxide extracted from seeds of Strychnos nux-vomica/Journal of Ethnopharmacology/Wu Yin, Tianshan Wang, Fangzhou Yin, Baochang Cai 3 Analgesic and anti-inflammatory activity and pharmacokinetics of alkaloids from seeds of Strychnos nux-vomica after transdermal administration: Effect of changes in alkaloid composition/Journal of Ethnopharmacology/Jun Chen, Xuan Wang, Yange Qu, Zhipeng Chen, Hao Cai, Xiao Liu, Fei Xu, Tulin Lu, Baochang Cai 4 Ammonium sulfate gradient loading of brucine into liposomes: effect of phospholipid composition on entrapment efficiency and physicochemical properties in vitro/Drug Development and Industrial Pharmacy/Jun Chen, Aihua Lin, Zhipeng Chen, Wei Wang, Ting Zhang, Hao Cai, Baochang Cai 5 Thermosensitive liposomes with higher phase transition temperature for targeted drug delivery to tumor/International Journal of Pharmaceutics/Jun Chen, Chaoqin He, Aihua Lin, Wei Gu, Zhipeng Chen, Wei Li, Baochang Cai 6 Hierarchical targeted hepatocyte mitochondrial multifunctional chitosan nanoparticles for anticancer drug delivery/Biomaterials/Zhipeng Chen, Liujie Zhang, Yang Song, Jiayu He, Li Wu, Can Zhao, Yanyu Xiao, Wei Li, Baochang Cai, Haibo Cheng, Weidong Li 7 Development of brucine-loaded microsphere/thermally responsive hydrogel combination system for intra-articular administration/Journal of Controlled Release/Zhipeng Chen, Wen Liu, Dan Liu, Yanyu Xiao, Hongxuan Chen, Jun Chen, Weidong Li, Hao Cai, Wei Li, Baochang Cai, Jinhuo Pan 8 Hyaluronic acid-coated bovine serum albumin nanoparticles loaded with brucine as selective nanovectors for intra-articular injection/International Journal of Nanomedicine/Zhipeng Chen, Juan Chen, Li Wu, Weidong Li, Jun Chen, Haibo Cheng, Jinhuo Pan, Baochang Cai	自然奖	蔡宝昌,陈志鹏,殷武,陈军,邓旭坤,李伟东,吴丽,蔡皓,刘晓	南京中医药大学,南京大学	江苏省教育厅
196	0748-101	曲霉菌等重要医学丝状真菌的形态建成、致病性和耐药性的分子调控 项目名称 曲霉菌等重要医学丝状真菌的形态建成、致病性和耐药性的分子调控 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京师范大学,中国医学科学院皮肤病医院 项目简介 曲霉菌既是主要的人类条件性致病菌，也是农产品中产生曲霉毒素的有害真菌。掌握这些霉菌细胞生长、发育和繁殖的调控机制对于控制医学和农业上有害菌的增殖具有非常重要的意义。然而，霉菌的生长和发育的调控机制在国内外均处于较为落后状态，主要原因是霉菌的遗传操作体系中同源整合进行基因准确编辑的效率较低。目前对其的认识大多局限在菌株表型和生理特征，其产生致病性和耐药性的内在原因尚不明确，导致其霉菌感染的治愈率下降和致死率上升的世界性问题。本成果围绕霉菌菌丝极性生长与侵染性、菌丝产隔和产孢发育、药物响应和耐药机制等问题，取得了一系列创新性成果和突破性进展。1、阐明了控制曲霉菌丝侵袭力的极性生长和繁殖能力的产孢发育的分子调控机制曲霉菌丝极性生长的能力决定病原菌的侵袭力。因此，掌握控制极性生长的内在机制可以为抗病原真菌有效药靶的选择提供强有力的依据。该成果在国际上率先建立了烟曲霉高效的CRISPR-Cas9的基因编辑技术，通过对目的基因精确编辑，系统研究了调控霉菌极性生长的分子网络和控制菌丝生长方向的重要功能基因，发现了调控曲霉等丝状真菌菌丝产隔和产孢的新基因及其参与调控的分子机制，使得该课题组成为国际上最为全面地解析调控曲霉形态建成的实验室。2、曲霉钙信号参与唑类药物耐药性的分子调控机制解析临床曲霉耐药现象的不断增加使得可供选择的抗真菌药物越来越少，寻找毒副作用小的有效抗真菌药靶一直都是世界难题。本成果在国际上创新性地提出真菌耐药性受钙信号系统调控的理论，解析了曲霉中质膜钙通道基因；线粒体单向钙通道MCU及分子伴侣等参与药物耐受；发现了全局性调控整个钙信号的棕榈酰转移酶AkrA，证实参与药物外排泵的表达和靶向膜定位的调控子，阐明了多药耐药性的分子调控机制；发现钙信号系统抑制剂可以增强抗真菌药物药效，为控制真菌的耐药性和改进现有的治疗策略提供了新思路。3、新型抗真菌药靶筛选和抗真菌药物体内外药效学评价和真菌感染动物模型的构建阐明了临床和环境中存在的曲霉中由于Cyp51A突变导致的耐药株的特征，挖掘了新的潜在药靶功能必需基因并建立了真菌特有的快速、灵敏的培养方法和分子诊断技术。利用建立的抗真菌药物体内外药效学评价和真菌感染动物模型，为抗真菌新药发现和筛选提供了强有力的依据和技术平台。 积累了近1000种不同的曲霉遗传突变株和耐药菌株，帮助了国内、外几十家实验室建立了遗传操作体系，参编了丝状真菌基因编辑和疫苗制备的专著2部。成果第一完成人在2009-2016期间，作为通讯作者在国际知名期刊PLoS Genet、mBio、Mol Microbiol、PNAS、J Biol Chem、Appl Environ Microbiol等共发表了24篇SCI论文，总计他引405次。本成果提供的8篇代表性论文共被他引199次，已经分别被Nature、Science、Cell Report等著名杂志引用，其中一篇为ESI高被引论文，一篇被Faculty of 1000同行评议，授权专利2项，参与出版专著2部。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陆玲 教授 南京师范大学 南京师范大学 为本项目研究的总负责人，包括整个项目的设计组织协调及工作的实施等，在本成果中主持了1项国家自然科学基金的重点项目和4项面上项目，为代表作1-6的通讯作者。研究成果：阐明了控制曲霉菌丝侵袭力的极性生长和繁殖能力的产孢发育的分子调控机制；曲霉钙信号参与唑类药物耐药性的分子调控机制解析；新型抗真菌药靶筛选；抗真菌药物体内外药效学评价和真菌感染动物模型构建。在国际微生物专业期刊发表了系列的论文，建立了有自主知识产权的理论和技术。由于近年来科研成果在国际上产生的影响，多次被国际专业学术组织邀请做大会学术报告。 2 张元炜 讲师 南京师范大学 南京师范大学 参与了本成果中重要发现二的完成，是代表性论文所列第3篇的第一作者。首次在构巢曲霉中发现翻译后修饰棕榈酰化在调控钙离子稳态平衡和唑类药物抗性中发挥着重要的作用，证实在构巢曲霉棕榈酰转移酶AkrA能够调控细胞内钙离子稳态，并在低钙环境中对菌丝生长和产孢起着重要的作用，这一过程依赖于DHHC结构域及结构域内的半胱氨酸残基。该研究为以棕榈酰转移酶作为潜在药物靶点研发新型抗真菌药物提供理论基础。为人类亨廷顿氏疾病关联于钙信号蛋白的后修饰提供了证据，同时也为抗真菌药物新靶标-蛋白质棕榈酰化蛋白提供了新思路。 3 张石柱 副教授 南京师范大学 南京师范大学 主要参与了本成果重要发现一和发现二的完成，在本项目中承担了构巢曲霉产孢机制以及烟曲霉毒力相关基因的研究和分析，阐明了调控曲霉产孢和有性繁殖中的功能基因，用分子遗传的方法结合生化和动物模型证实了参与烟曲霉生长发育和动物毒性的功能基因。主持了国家自然科学基金面上项目（条件致病菌烟曲霉中铁平衡功能基因的筛选和分子调控机制研究）1项。 4 刘维达 研究员 中国医学科学院皮肤病医院 中国医学科学院皮肤病医院 为本成果重要发现三的主要完成人，主要贡献：阐明了临床和环境中存在的曲霉中由于Cyp51A突变导致的耐药株的特征，发现了与耐药关联的Cyp51A的新位点（代表性论文7）；建立了真菌特有的快速、灵敏的培养方法，以及特有菌株的分子诊断技术；利用建立的抗真菌药物体内、外药效学评价和真菌感染动物模型，为抗真菌新药发现和筛选提供了强有力的依据和技术平台（专利1，专利2）；首次证实了一种引起面部毁容性病症的直接病原真菌，成果被美国知名传染病学家Dimitrios P. Kontoyiannis在著名临床微生物学杂志Clinical Microbiology Reviews上发表综述文章，总结和报道了在中国发现的由变形根霉引起的原发性皮肤接合菌病临床病例（代表性论文8）。 5 张驰 讲师 南京师范大学 南京师范大学 参与本项目重要发现一的完成，为成果一代表作1的第一作者。在条件机会致病真菌烟曲霉中构建了微同源臂介导的CRISPR-Cas9系统，该系统极大提高了烟曲霉的基因编辑效率且克服了传统同源重组技术所不能完成的技术难题，比如蛋白质的N端GFP原位标记和无筛选标记原位点突变等。该体系得到国内外多位同行认可且索赠Cas9背景菌株和相关质粒，其中包括韩国Hee Moon Park教授、荷兰Arthur Ram教授、中科院北京微生物研究所刘刚和尹文兵研究员等。同时，受美国“Beckman Research Institute”邀请在“Invasive Mycosis Vaccines”上编写“CRISPR generation of GFP labeled Aspergillus”一章。 6 魏华 中级 南京师范大学 南京师范大学 主要参与了本项目发现一的完成，主持江苏省高校自然科学基金面上项目1项。在本项目中主要协助陆玲、仲国维和陈绍椿完成代表作4，5，通过正向遗传学（紫外诱变，遗传杂交，基因组文库互补）并结合通过基因组信息学分析后进行的基因定点编辑的反向遗传学手段，在国际上首次解析并全面报道了丝状真菌构巢曲霉中细胞骨架基因prsA，B，C家族和acnA在胞质分裂和产隔中的功能。 7 宋仅星 讲师 江苏师范大学 南京师范大学 主要参与了发现二和三的完成，为代表论文2和6的第一作者。主要共献：挖掘了调控现有药靶Cyp51A并与真菌死亡相关的重要蛋白家族 (DapA, B, C)，利用动物模型证实了它们具有影响耐药性的特征，发现其相关抑制剂具有增加药效的特征（代表性论文2）。该研究成果在一定程度上做到了从临床问题到基础研究，再从基础研究成果试验台到临床应用之间的有效连接，并在真菌病有效诊治和特有药物研制方面提供理论依据；在国际上首次用遗传学数据证实线粒体中钙离子通道MCU，于2018年先后被2篇Nature，一篇Science以及国际著名刊物Cell Report等引用，本成果为后期MCU的蛋白结构和功能解析提供了强有力的遗传学证据（代表性论文6）。 8 陈绍椿 副研究员 中国医学科学院皮肤病医院 南京师范大学 主要参与了发现一的完成，代表作5的第一作者，阐明了曲霉中必需基因钙调素基因CaM在菌丝极性生长中的作用。证实了真菌中缺失CaM菌丝极性生长丢失从而导致菌落不能形成，本研究是国际上第一次成功对于曲霉必需基因的活细胞标记，证实了CaM从菌丝顶端向细胞核传递信号从而决定菌丝的生长方向性和致病性（代表性论文5）。这个发现被西班牙的Dr Espeso教授等于2016年在国际知名期刊FEMS Microbiology Reviews上发表综述文章指出，真菌菌丝细胞完成其侵袭性极性生长需要物质进行长距离的运输，该过程可以作为控制真菌生长的有效策略。 9 仲国维 讲师 南京医科大学 南京师范大学 主要参与了发现一的完成，代表作4的第一作者，通过正向遗传学的方法于国际上首次报道了构巢曲霉磷酸核酮糖转移酶基因家族（Prs家族）参与调控丝状真菌产隔产孢的分子机制。该成果在2012年发表于微生物学权威期刊Molecular Microbiology（代表性论文4），且受到编辑部一致的称赞。Hove-Jensen等2017年在国际知名期刊Microbiology and Molecular Biology Reviews上发表综述文章指出：该发现证实了磷酸核酮糖转移酶基因家族在真菌产隔（胞质分裂）和产孢中的必不可少的作用。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Primary cutaneous zygomycosis caused by rhizomucor variabilis: A new endemic zygomycosis? A case report and review of 6 cases reported from China/Clinical Infectious Diseases/Lu, X.; Liu, Z.; Shen, Y.; Shen, X.; Lu, G.; Zhan, P.; Fu, M.; Zhang, X.; Ge, Y.; Liu, W 2 Highly efficient CRISPR mutagenesis by microhomology-mediated end joining in Aspergillus fumigatus/Fungal Genetics and Biology/Zhang, C; Meng, X.; Wei, X.; Lu, L 3 The Aspergillus fumigatus damage resistance protein family coordinately regulates ergosterol biosynthesis and azole Susceptibility/mBio/ Song, J.; Zhai, P.; Zhang, Y.; Zhang, C.; Sang, H.; Han, G.; Keller, NP.; Lu, L 4 Palmitoylation of the cysteine residue in the DHHC motif of a palmitoyl transferase mediates Ca2+ homeostasis in Aspergillus/PLOS Genetics/Zhang, Y.; Zheng, Q.; Sun, C.; Song, J.; Gao, L.; Zhang, S.; Mu？oz, A.; Read, ND.; Lu, L 5 Phosphoribosyl pyrophosphate synthetase, as a suppressor of the sepH mutation in Aspergillus nidulans, is required for the proper timing of septation/Molecular Microbiology/Zhong, G.; Wei, W.; Guan, Q.; Ma, Z.; Wei, H.; Xu, X.; Zhang, S.; Lu, L 6 Localization and function of calmodulin in live-cells of Aspergillus nidulans/Fungal Genetics and Biology/Chen, S.; Song, Y.; Cao, J.; Wang, G; Wei, H.; Xu, X.; Lu, L 7 A putative mitochondrial calcium uniporter in A. fumigatus contributes to mitochondrial Ca2+ homeostasis and stress responses/Fungal Genetics and Biolog/Song, J.; Liu, X.; Zhai, P.; Huang, J.; Lu, L 8 Multiple cyp51A-based mechanisms identified in azole-resistant isolates of Aspergillus fumigatus from China/Antimicrobial agents and chemotherapy/Liu, M.; Zeng, R.; Zhang, L.; Li, D.; Lv, G.; Shen, Y.; Zheng, H.; Zhang, Q.; Zhao, J.; Zheng, N.; Liu, W	自然奖	陆玲,张元炜,张石柱,刘维达,张驰,魏华,宋仅星,陈绍椿,仲国维	南京师范大学,中国医学科学院皮肤病医院	江苏省教育厅
197	0748-102	哈密尔顿偏微分方程的保结构算法及其应用 项目名称 哈密尔顿偏微分方程的保结构算法及其应用 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京师范大学,中国科学院大学 项目简介 以辛几何算法为代表的哈密尔顿常微分方程保结构算法是由我国科学家冯康等人在上个世纪80年代提出并系统发展起来的。和传统算法相比，辛几何算法高效、稳定和长时间模拟能力强的优势非常明显，广泛应用于分子原子模拟、天体轨道计算等许多科学和工程领域，该成果获1997度国家自然科学一等奖。我国科学家在哈密尔顿常微分方程保结构算法方面取得很多原创性的成果，奠定了我国在此领域的国际领先地位。相对而言，在众多重要领域有着广泛应用的哈密尔顿偏微分方程的保结构算法还处于发展阶段，其构造、分析与应用等基本理论尚有很多关键问题亟待解决。本项目自2000年起，着眼于建立哈密尔顿偏微分方程的保结构算法基本理论和应用理论，先后在“973”项目、“863”计划、国家基金创新研究群体科学基金、国家基金重大项目、国家基金面上项目等18项国家级基金的资助下，对其中关键问题进行系统的研究，取得了系列研究成果。在SIAM J. Numer. Anal.(3篇)、SIAM J. Sci. Comput.(1篇)、Math. Comput.(2篇)、Numer. Math.(3篇)、J. Comput. Phys.(12篇) 等国际一流数学期刊及等离子体物理领域顶级期刊Phys. Plasms(6篇)上发表SCI论文109篇，SCI他引1092次，出版专著《偏微分方程中的保结构算法》。主要创新点有：1.解决了多辛算法发展中的多个重要问题，证明了若干基本定理，建立了多辛算法理论的基本框架。包括：给出了一般哈密尔顿偏微分方程PRK方法、RKN方法的多辛条件；建立了多辛算法的生成函数理论；解决了多辛算法的直接计算问题；给出了一般哈密尔顿偏微分方程的新的保结构算法；给出了任意阶精度多辛算法的构造方法；发展了多辛算法的分裂构造方法；发展了高维方程以及变系数方程多辛算法的相关理论等。2.提出偏微分方程局部保结构算法的概念，该概念不仅可以涵盖辛几何算法、多辛算法、平方守恒算法，还包含能保持物理守恒量、代数不变量等结构的保结构算法。它克服了原来保结构算法对于偏微分方程边界条件的限制，在很大程度上拓宽了保结构算法的应用范围。局部保结构算法的另外一个优点是构造格式相对容易，可以同时离散时空区域，克服了没有成熟线方法保证半离散方程结构的困难。项目给出了局部保结构算法的适用范围和具体的构造方法，并将局部保结构算法成功应用于多个应用领域的偏微分方程。3.将保结构算法引入电磁波的计算领域，取得一系列的研究成果，建立了电磁波方程保结构算法的应用理论。给出了电磁波方程的若干重要结构性质，基于这些结构，构造了一系列保结构算法，从理论和数值实验上证明了这些算法有效性和优越性，从而为电磁波的数值模拟提供了高效可信的数值算法。 4.给出其它有关偏微分方程保结构算法的重要结论和应用。例如：证明多项式哈密尔顿系统的级最少的保能量算法就是AVF方法；首先给出了六阶AVF方法；将保结构算法引入孤立子研究领域，构造了若干孤立波方程的保结构算法，成功模拟了孤立波碰撞、怪波以及尖波等非线性现象。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王雨顺 教授 南京师范大学 南京师范大学 代表作1-4的作者。提出了偏微分方程局部保结构算法的概念，给出了偏微分方程局部保结构算法的系统构造方法和适用范围，并将局部保结构算法应用于若干经典微分方程；给出了一般哈密尔顿偏微分方程的新的保结构算法；解决了多辛算法直接计算问题；给出了KdV方程的显式多辛算法，解决了显式格式模拟多孤立波碰撞时出现非物理振荡的问题；给出了二维和三维电磁波方程的多辛算法和对应的数值分析，发展了电磁波方程的辛拟谱方法和保能量的拟谱方法，并给出了最优的误差估计；作为主要成员参加973项目和863计划，主持完成国家基金委项目4项，发表SCI论文50多篇，出版专著《偏微分方程中的保结构算法》。 2 洪佳林 研究员 中国科学院大学 中国科学院大学 代表作1，5-7的作者。解决了多辛算法发展中的多个关键问题，包括给出一般哈密尔顿偏微分方程PRK方法、RKN方法的多辛条件；给出了任意阶精度多辛算法的构造方法；发展了多辛算法的分裂构造方法；发展了高维方程以及变系数方程多辛算法的相关理论等。给出了三维电磁波方程的分裂策略，构造了三维方程的多辛分裂算法；结合PML技术给出了电磁波方程保结构性质和保结构算法；利用算子分裂复合技巧，给出了三维电磁波方程的两个保能量格式，并给出了严格的稳定性和收敛性分析。作为主要成员参加国家基金创新群体项目、两项973项目，主持完成国家基金委重大项目课题、国家基金委重大研究计划重点项目、面上项目等国家级项目6项，发表相关SCI论文30多篇。 3 孙雅娟 研究员 中国科学院大学 中国科学院大学 代表作8的作者。分析了一般哈密尔顿偏微分方程PRK方法离散后的半离散系统，得到Lobatto IIIA–IIIB PRK方法可以给出显式ODEs的结果；证明多项式哈密尔顿系统的级最少的保能量算法就是AVF方法的结论；揭示了二次不变量和多辛PRK方法的关系，以及PRK方法的线性稳定性；建立了多辛算法生成函数的理论；给出了电磁场中带电粒子所具有的保体积性质以及新的保体积算法，在很大程度上改进了原来的模拟效果；找到了Vlasov-Maxwell模型的哈密尔顿结构，并构造了能长时间精确计算的保结构算法。作为主要成员参与创新群体项目、国家基金重点项目，并主持完成国家发展研究专项人才课题在内的科研项目7项。发表相关SCI论文近30篇。 4 蔡文君 副教授 南京师范大学 南京师范大学 代表作4的作者。给出了三维电磁波方程的第一个多辛格式以及该格式优越性的详细数值分析结果；详细研究了保结构线方法，给出了保持哈密尔顿结构的新的空间半离散方式；证明了薛定谔方程经典的Crank-Nicolson格式的辛和多辛性；对一类间断问题构造了有效捕捉激波的保结构算法，并给出了孤立波、尖波传播的数值模拟。主持完成了国家基金委项目1项，发表SCI论文10余篇。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Two energy-conserved splitting methods for three-dimensional time-domain Maxwell’s equations and the convergence analysis/ SIAM J. Numer. Anal./ J.X. Cai, J.L. Hong, Y.S. Wang, Y.Z. Gong 2 Symplectic and multisymplectic numerical methods for Maxwell’s equations/ J. Comput. Phys./ Y.J. Sun, P.S.P. Tse 3 Some new structure-preserving algorithms for general multi-symplectic formulations of Hamiltonian PDEs/ J. Comput. Phys./ Y.Z. Gong, J.X. Cai, Y.S. Wang 4 Local energy-preserving and momentum-preserving algorithms for coupled nonlinear Schr？dinger system/ J. Comput. Phys./ J.X. Cai, Y.S. Wang 5 Numerical dispersion analysis of a multi-symplectic scheme for the three-dimensional Maxwell's equations/ J. Comput. Phys./W.J. Cai, Y.S. Wang, Y.Z. Song 6 Explicit multi-symplectic methods for Klein-Gordon-Schr？dinger equations/J. Comput. Phys./ J.L. Hong, S.S. Jiang, C. Li 7 Multi-symplectic Runge-Kutta methods for nonlinear Dirac equations/ J. Comput. Phys./ J. L. Hong, C. Li 8 The multi-symplecticity of partitioned Runge-Kutta methods for Hamiltonian PDEs/ Math. Comput./J.L. Hong, H. Y. Liu, G. Sun	自然奖	王雨顺,洪佳林,孙雅娟,蔡文君	南京师范大学,中国科学院大学	江苏省教育厅
198	0748-104	随机复杂系统的稳定性及其控制问题的分析与综合 项目名称 随机复杂系统的稳定性及其控制问题的分析与综合 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京师范大学,宁波大学 项目简介 稳定性问题是现代控制系统设计中的首要问题, 而一切控制系统能够正常运行的必要前提是稳定。同步是复杂网络中最典型的行为, 它在保密通信、信号处理、图像处理等工程中有重要应用。本项目系统深入地研究了随机复杂系统与随机复杂网络的建模、稳定性分析、控制及其在同步中的应用等国际前沿问题，取得的重要科学发现如下：1.针对Lévy？过程驱动的随机复杂系统，突破了传统布朗运动的框架，首次讨论了渐进p？阶矩稳定和样本轨道稳定的两类稳定性问题，揭示了Lévy噪声对稳定性的具体影响和作用规律；建立了具有严格反馈形式的高阶随机非线性系统新模型，提出了新的控制方法，获得了有限时稳定的新结果，解决了2015年国际权威杂志IJRNC上提出的公开问题，研究结果发表在控制理论顶级杂志Automatica上。2.提出和建立了更符合实际的马氏过程驱动随机混合时滞BAM复杂网络新模型、具有脉冲控制的马氏过程驱动变时滞复杂网络模型、马氏过程驱动随机遗忘时滞BAM复杂网络等多类新网络模型。率先将Leakage时滞、马氏过程、脉冲等复杂因素引入到Markov过程驱动的随机复杂网络系统, 建立了研究这类复杂模型稳定性的新方法和新技巧, 突破了传统要求时滞导数小于1的约束条件，允许变时滞函数不可导，甚至不一定连续。3.在随机复杂网络系统中首次提出了输入到状态均方渐进稳定性和输入到状态均方指数稳定性的新概念, 并建立了一类随机变时滞递归复杂网络系统输入到状态均方稳定性的证明方法。进一步, 针对一类具有混合时滞脉冲随机Cohen-Grossberg复杂网络的输入到状态均方稳定性问题, 发现并提出了构造先进Lyapunov泛函的新方法，并建立了保守性小的随机稳定性理论。首次将Markov过程应用于同步问题的研究，并建立了研究同步问题的新准则---p阶矩指数同步，摆脱了传统变时滞的可微性和时滞导数有界性的约束。上述研究成果获得了控制理论顶级杂志Automatica主编Teel Andrew R.教授、澳大利亚两院院士David J. Hill 教授、韩国科学院院士Park Ju H.教授、英国苏格兰皇家科学学院院士Mao Xuerong 教授、英国布鲁奈尔大学Wang Zidong教授(IEEE Fellow、Neurcomputing主编)、香港城市大学Wang Jun教授(IEEE Fellow、IEEE Trans.Cybernetics主编)、香港城市大学Feng Gang教授(IEEE Fellow)、美国纽约大学Jiang Zhong-Ping (IEEE Fellow、美国国家科学基金会成就奖)、澳大利亚Shi Peng教授(IEEE Fellow)、澳大利亚Zheng Weixing教授(IEEE Fellow)等著名学者的引用与好评。 经科技查新站检索, 该项目8篇代表性论文主要发表在Automatica、IEEE TNNLS等国际权威期刊上，其中8篇文章均为JCR一区SCI, ESI高被引论文有6篇, 8篇代表性论文被Web of Science他引739次, 被SCI他引701次,单篇代表性论文被SCI他引最高次数为162次。项目完成人朱全新获2016年德国洪堡基金高访学者、2018年全球高被引科学奖、2014-2018连续五年爱思唯尔中国高被引学者榜单、2016年江苏省高等学校自然科学奖一等奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 朱全新 教授 湖南师范大学 南京师范大学 系统深入地研究了随机复杂系统与随机复杂网络的建模、稳定性分析、控制及其在同步中的应用等国际前沿问题，提出了许多新的模型、概念和理论，发展了一系列新的方法与技巧，获得了许多新的结果，解决了国际权威杂志Internat. J. Robust Nonlinear Control上提出的公开问题，揭示了Lévy噪声、马氏过程、脉冲、变时滞、leakage？时滞等因素对随机系统稳定性的影响，具体详见项目简介。8篇代表作均为JCR一区SCI文章，其中6篇入选ESI高被引论文，本人是8篇代表作的通讯作者，并是7篇代表作的第一作者，具体详见8篇代表作目录情况。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Mean-square exponential input-to-state stability of stochastic delayed neural networks, Neurocomputing（JCR一区SCI）Zhu Quanxin，Cao Jinde 2 Stability analysis of Markovian jump stochastic BAM neural networks with impulse control and mixed time delays, IEEE Trans. Neural Networks Learn. Syst.（JCR一区SCI，ESI高被引论文）Zhu Quanxin，Cao Jinde 3 Finite-time stabilization of high-order stochastic nonlinear systems in strict-feedback form，Automatica（JCR一区SCI，ESI高被引论文）Wang Hui, Zhu Quanxin 4 Exponential input-to-state stability of stochastic Cohen-Grossberg neural networks with mixed delays, Nonlinear Dynamics（JCR一区SCI，ESI高被引论文）Zhu Quanxin，Cao Jinde, Rakkiyappan R. 5 Stochastic stability of Markovian jump BAM neural networks with leakage delays and impulse control, Neurocomputing（JCR一区SCI，ESI高被引论文）Zhu Quanxin, Rakkiyappan R., Chandrasekar A. 6 Stability of Markovian jump neural networks with impulse control and time varying delays, Nonlinear Anal.: RWA（JCR一区SCI，ESI高被引论文）Zhu Quanxin，Cao Jinde 7 Asymptotic stability in the pth moment for stochastic differential equations with Lévy noise, J. Math. Anal. Appl.（JCR一区SCI，ESI高被引论文）Zhu Quanxin 8 pth moment exponential synchronization for stochastic delayed Cohen-Grossberg neural networks with Markovian switching, Nonlinear Dynamics（JCR一区SCI）Zhu Quanxin，Cao Jinde	自然奖	朱全新	南京师范大学,宁波大学	江苏省教育厅
199	0749-101	不确定干扰下的复杂网络有限时间协调控制研究 项目名称 不确定干扰下的复杂网络有限时间协调控制研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 江苏师范大学,东南大学,华中科技大学 项目简介 随着计算机和互联通信技术的飞速发展，人们的生活与生产活动越来越多地依赖于各种网络系统安全可靠和有效的运行。但是，单个庞大的网络往往因为局部故障导致系统整体瘫痪而不能满足科学技术和生产发展的需求。因此，深入研究不确定干扰下复杂网络的鲁棒性、脆弱性及相应的动态行为，并最终实现对网络系统更好的预测与控制具有重要的现实与理论意义。 本项目针对不确定干扰下的复杂网络有限时间协调控制中的几个关键问题展开研究，取得的重要科学发现如下： 利用牵制控制方法，解决了具有随机干扰的复杂网络的有限时间同步控制难题，建立了统一的有限时间及固定时间同步控制框架。借助观测器及反推设计技巧，设计逆最优控制器，找到了一类漂移项和扩散项均不可测的随机非线性系统观测器增益的最大取值区间，解决了闭环系统的依概率全局渐近稳定性问题。同时，基于随机LaSalle定理以及小增益条件，获得了随机非线性系统的几乎必然有界的充分性判据(代表作4及代表作7)。 通过引入Filippov解的概念，解决了具有非连续激活函数的神经网络的鲁棒状态估计问题。利用非光滑分析与微分包含等理论，获得了非连续的估计误差系统解的存在性与全局指数稳定性的判据(代表作3)。进一步将该理论结果应用于非连续的切换耦合神经网络的有限时间同步问题，通过设计非连续的控制器，给出了耦合网络有限时间同步的判别条件(代表作2)。 将连续系统的齐次性方法推广至非连续系统，获得了外部干扰下的二阶非连续系统的有限时间稳定性，设计了速度不可测的二阶非线性多智能体系统的有限时间一致性协议(代表作8)。针对具有盲区特征的多智能体系统，引入低-高增益控制方法，解决了具有输入不确定性以及外部干扰的多智能体系统的鲁棒一致性与跟踪控制问题(代表作6)。 综合非连续控制与连续控制两者的优点，设计了一类全新的切换控制协议，在保证多智能体系统有限时间一致性的同时，提高了收敛速度，获得了具体的收敛时间的上界(代表作1)。进一步将该理论结果应用于非线性耦合神经网络的有限时间同步控制中，在不改变网络拓扑或增加控制增益的前提下，通过调节控制器幂参数达到优化同步时间的目的(代表作5)。 本项目组成员先后获得了11项国家自然科学基金项目（其中8项已结题），在IEEE汇刊、Automatica、SIAM等杂志90余篇；8篇代表性论文SCI他引252次，Google Scholar他引377次，其中4篇IEEE Trnas论文曾入选ESI工程领域前1%高被引论文，1篇为Hot热点论文。 项目组第一完成人曾获教育部首届博士研究生学术新人奖、江苏省青蓝工程中青年学术带头人等称号，获江苏省教育教学与研究成果奖一等奖(排名第一)。项目组第二完成人，为国家“万人计划”青年拔尖人才、教育部“长江奖励计划”青年学者、国家优秀青年科学基金获得者。项目组第三完成人获教育部新世纪优秀人才支持计划，在IEEE Trans. A.C.，Automatica等自动控制领域国际主流学术刊发表论文50多篇。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘小洋 教授 江苏师范大学 江苏师范大学 1.首次通过非连续的控制器在有限时间内镇定了具有非连续激活函数的神经网络,并给出了具有切换形式耦合神经网络的完全同步与拟同步的判断依据。 2.将连续系统的齐次性方法推广至非连续系统，获得了外部干扰下的二阶非连续系统的有限时间稳定性, 解决了二阶非线性多智能体在外部干扰下的有限时间鲁棒协调控制问题。 3.设计了速度不可测时二阶非线性多智能体系统的有限时间一致性协议，提出了领导-跟随网络拓扑下速度信息未知的二阶多智能体系统有限时间一致性的基本判据。 2 虞文武 教授 东南大学 东南大学 1. 针对具有固定拓扑结构的有向网络，在综合比较连续的与非连续的控制器优劣的基础上，构造了具有切换形式的有限时间一致性协议，给出了具体的切换点与切换条件，优化了收敛时间。 2. 针对结构平衡的或结构非平衡的二分网络，在统一的框架下研究其固定时间及有限时间一致性。获得了如何通过参数的调节来保证其固定时间与有限时间镇定的统一的判别标准。 3. 放宽了有限/固定时间控制为非光滑的限制，构造了一类光滑的控制协议，获得了非线性复杂网络给定时间聚类同步的充分性判据。 3 苏厚胜 教授 华中科技大学 华中科技大学 1. 借助低-高增益控制方法，解决了具有输入不确定性以及外部干扰的多智能体系统的鲁棒一致性控制问题。 2. 对于连通且渐进可控的网络系统，得到了具有外部干扰的多智能体系统的全局的分布式一致性跟踪控制协议。 3. 当输入不确定性以及外部扰动退化为零时，所获得的的多智能体系统的鲁棒一致性协议保证了系统的全局一致性。 4 段纳 教授 江苏师范大学 江苏师范大学 1. 针对一类漂移项和扩散项均不可测的随机非线性系统, 利用观测器及反推设计技巧，找到了观测器增益的最大取值区间。 2. 针对漂移项和耗散项均依赖于随机逆动态的非线性系统，基于随机LaSalle定理以及小增益条件,获得了闭环系统几乎必然有界的充分性判据。 3. 从减小控制量的角度，巧妙地设计了逆最优控制器，解决了闭环系统的依概率全局渐近稳定性，保证了闭环系统是依概率逆最优镇定的。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Finite-time consensus of multiagent systems with a switching protocol / IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems / Xiaoyang Liu, James Lam, Wenwu Yu, Guanrong Chen 2 Nonsmooth finite-time synchronization of switched coupled neural networks/ IEEE Transactions on Cybernetics/ Xiaoyang Liu, Jinde Cao, Wenwu Yu, Qiang Song 3 Robust state estimation for neural networks with discontinuous activations/ IEEE Transactions on Systems Man and Cybernetics Part B- Cybernetics/ Xiaoyang Liu, Jinde Cao 4 Further results on output-feedback stabilization for a class of stochastic nonlinear systems/ IEEE Transactions on Automatic Control/ Na Duan, Xuejun Xie 5 A switching approach to designing finite-time synchronization controllers of coupled neural networks/ IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems/ Xiaoyang Liu, Housheng Su, Michael.Z.Q. Chen 6 Global coordinated tracking of multi-agent systems with disturbance uncertainties via bounded control inputs/ Nonlinear Dynamics / Housheng Su, Michael.Z.Q. Chen，Xiaofan Wang 7 State feedback stabilization of stochastic nonlinear systems with SiISS inverse dynamics/ International Journal of Robust and Nonlinear Control/ Na Duan, Xuejun Xie,Xin Yu 8 Further results on finite-time consensus of second-order multi-agent systems without velocity measurements/ International Journal of Robust and Nonlinear Control/ Xiaoyang Liu, Michael Z. Q. Chen, Haibo Du, Shaofu Yang	自然奖	刘小洋,虞文武,苏厚胜,段纳	江苏师范大学,东南大学,华中科技大学	江苏省教育厅
200	0749-102	基于功能化纳米界面的生物分子识别与信号放大 项目名称 基于功能化纳米界面的生物分子识别与信号放大 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 江苏师范大学,湖南农业大学 项目简介 本项目属于分析化学与生物技术的交叉领域。生物分子的识别在重大疾病的筛查、早期诊断和治疗中发挥着重要作用，但是，这些生物分子在疾病早期的含量低且体系复杂，导致检测无法进行。本成果针对这一重大瓶颈问题，构建了功能化的传感界面，研制了新型的纳米生物传感器，实现了复杂生物体系中分子的选择性识别及信号的有效放大，解决了生命分析和临床诊断中面临的难题。经过系统性研究，已取得了系列的进展。主要发现与创新归纳为以下三点：（1）利用分子间弱相互作用，提出生物分子识别新原理。基于金纳米粒子的光学性质，以暗场显微镜为研究工具，实现了碳水化合物-蛋白质之间结合常数的测定，创建了研究碳水化合物-蛋白质相互作用的新方法。利用自组装法构建了新型的比色传感器，实现了低浓度汞离子的选择性识别，为汞中毒的快速诊断提供了一种简便、高效、灵敏的解决方案。构建了一种单分子光谱成像技术，实现了多色量子点复合物的超定位成像，突破了光学成像分辨极限。开发了量化水溶液中量子点聚集体的新方法，成功实现了生物素化蛋白高灵敏、定量检测。（2）发展生物传感信号放大新策略。借助增强的亚甲基蓝电子媒介体为电流信号，通过DNA纳米体系在电极表面的形成，发展了一种新颖的信号放大技术，实现了黑色素瘤A375细胞中酪氨酸激酶的检测，开拓了电化学检测新思路。采用电化学诱导聚合法制备了聚吡咯功能化的碳纳米管修饰电极界面，准确识别到各种DNA碱基的氧化信号，创新性地发展了一种排除胸腺嘧啶干扰的新方法。（3）建立细胞内生物分子实时传感新方法。通过对贵金属纳米结构修饰、可控组装等策略，构建了携带方便、重复性好及富集效率高的传感基底，对其进行功能化，研制了可实时原位识别活性氧物种的新型纳米传感器，发展了细胞内活性氧物种的分析方法，为在细胞水平上对氧化应激事件导致的疾病研究提供了新方法。本项研究工作在Anal. Chem., Adv. Fun. Mater., Chem. Commun., Biosens. Bioelectron.等国际著名SCI期刊发表论文79篇（IF>5: 47篇），授权发明专利3项。8篇代表性论文被Nature Rev. Chem., Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., Anal. Chem., Adv. Fun. Mater.等SCI刊物他引171次，单篇最高他引41次。美国哈佛大学Chad D. Vecitis教授、德国莱布尼茨研究所Rasel Das博士、新加坡国立大学Seeram Ramakrishna教授、美国国立卫生研究院Xiaoyuan Chen教授、新加坡南洋理工大学Martin Pumera教授、美国普林斯顿大学Steven Chien教授、澳大利亚格里菲斯大学M.J.A. Shiddiky教授、中国科学院院士陈洪渊教授、中国科学院院士谭蔚泓教授、清华大学何彦教授、南京大学王伟教授、复旦大学孔继烈教授、南开大学刘定斌教授等国内外著名专家先后大篇幅引用我们的研究成果，并给予了高度评价。项目组成员先后获得11项国家自然科学基金（其中8项已经结题）、1项科技部863计划子课题、3项江苏省自然科学基金。项目内容曾获2018年淮海科学技术奖一等奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 盖宏伟 教授 江苏师范大学 江苏师范大学 本人对推荐书“重要科学发现”中所列第一项、第二项、第五项、第七项发现做出了创造性贡献，概括如下：基于金纳米粒子表面等离子共振峰位移的变化，发展了碳水化合物与蛋白质相互作用的研究方法。以暗场显微镜为研究工具，实现了pM水平的汞离子检测，为汞中毒事件的快速诊断提供了一种简便、高效、灵敏、高性价比的解决策略。通过在连续光照下对比量子点迁移的不同步性及漂白的差异性，开发了量化水溶液中量子点聚集程度的方法，结合聚集度计算，实现了生物素化蛋白的定量检测。构建了多色量子点的光谱成像方法，通过对一阶光谱的跟踪，成功实现了两个量子点的精准定位。 2 王颇 副教授 江苏师范大学 江苏师范大学 本人对推荐书“重要科学发现”中所列第四项发现做出了创造性贡献，概括如下：采用电化学诱导聚合法制备了聚吡咯功能化的碳纳米管修饰电极界面，准确识别了各种DNA碱基的氧化信号，创新性地建立了一种排除胸腺嘧啶的干扰的新方法。该方法无需PCR扩增、限制性内切酶的切割和亚硫酸盐转化等过程，分析速度快、操作简单并且结果准确，为DNA甲基化检测提供了一种独特的思路。 3 渠陆陆 副教授 江苏师范大学 江苏师范大学 本人对推荐书“重要科学发现或主要科技创新”中所列第六项、第八项发现做出了创造性贡献，概括如下：为提高传感界面的分析性能，通过对贵金属纳米结构的功能化修饰，构建了携带方便、重复性好且稳定性高的基底，并研究了其应用领域。将具有SERS活性的纳米粒子嵌入氧化石墨烯片层中，构筑了一种富集性能好的复合膜，成功实现了低浓度待分析物的高效移除和SERS检测。通过对纳米基底的修饰和改性，构建了可识别活性氧物种（ROS）的新型纳米传感器，发展了细胞内ROS的分析方法，为在细胞水平上对氧化应激事件导致的疾病研究提供了新策略。 4 苗向敏 副教授 江苏师范大学 江苏师范大学 本人对推荐书“重要科学发现”中所列第三项发现做出了创造性贡献，概括如下：借助增强的亚甲基蓝电子媒介体为电流信号，通过DNA纳米体系在电极表面的形成，发展了一种新颖的信号放大技术，实现了黑色素瘤A375细胞中酪氨酸激酶（PTK7）的检测。 5 刘晓君 副教授 江苏师范大学 江苏师范大学 本人对推荐书“重要科学发现”中所列第一项、第二项发现做出了创造性贡献，概括如下：以糖结合在金颗粒表面引起的散射光谱迁移为依据，发展了单颗粒水平上的糖与蛋白质相互作用的研究方法；以金颗粒聚集引起的散射光颜色变化为依据，区分开了单个金纳米颗粒和二价汞离子诱导生成的多个金颗粒聚集体，实现了pM水平的汞离子检测。 6 石星波 副教授 湖南农业大学 湖南农业大学 本人对推荐书“重要科学发现或主要科技创新”中所列第五项、第七项发现做出了创造性贡献，概括如下：利用量子点“一元激发，多元发射”光学特性，构建了多色量子点的光谱成像方法，开发了光学成像纳米级的精确定位技术，实现了定位精度达到6 nm超分辨定位，突破了光学成像分辨极限（< 200 nm）。创新性地构建了量子点团聚体团聚度的计数方法，开发了一种高灵敏定量蛋白的方法。 7 李海涛 教授 江苏师范大学 江苏师范大学 本人对推荐书“重要科学发现或主要科技创新”中所列第六项、第八项发现做出了创造性贡献，概括如下： 构建了高重复性石墨烯基复合薄膜，实现了复杂体系中低浓度待分析物的高灵敏检测，解决了传统材料因灵敏度低而难以在现场快速检测中应用的问题。创新性地构建了可以用于选择性识别细胞内活性氧物种的高灵敏传感器，为细胞内氧化应激事件的监测提供了新策略。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Superlocalization Spectral Imaging Microscopy of a Multicolor Quantum Dot Complex / Analytical Chemistry / Xingbo Shi, Zhongqiu Xie, Yuehong Song, Yongjun Tan, Edward S. Yeung, Hongwei Gai* 2 Highly Reproducible Ag NPs/CNT-Intercalated GO Membranes for Enrichment and SERS Detection of Antibiotics / ACS Applied Materials & Interfaces / Lu？Lu Qu, Ying-Ya Liu, Ming-Kai Liu, Guo-Hai Yang, Da-Wei Li*, Hai-Tao Li* 3 Single Gold Nanoparticle Localized Surface Plasmon Resonance Spectral Imaging for Quantifying Binding Constant of Carbohydrate–Protein Interaction / Analytical Chemistry / Xiaojun Liu, Qingquan Zhang, Yang Tu, Wenfeng Zhao, Hongwei Gai* 4 Single Gold Nanoparticle-Based Colorimetric Detection of Picomolar Mercury Ion with Dark-Fiel Microscopy / Analytical Chemistry / Xiaojun Liu, Zhangjian Wu, Qingquan Zhang, Wenfeng Zhao, Chenghua Zong, Hongwei Gai* 5 Ultrasensitive electrochemical detection of protein tyrosine kinase-7 by gold nanoparticles and methylene blue assisted signal amplification / Biosensors and Bioelectronics / Xiangmin Miao*, Zongbing Li, Aihua Zhu, Zhaozhong Feng, Jun Tian, Xue Peng 6 Electrochemical evaluation of DNA methylation level based on the stoichiometric relationship between purine and pyrimidine bases / Biosensors and Bioelectronics / Po Wang*, Hanbin Chen, Jiuying Tian, Zong Dai, Xiaoyong Zou* 7 Counting quantum dot aggregates for the detection of biotinylated proteins / Chemical Communications / Xingbo Shi, Suli Dong, Minmin Li, Xiaojun Liu, Qingquan Zhang, Wenfeng Zhao, Chenghua Zong, Yewang Zhang, Hongwei Gai* 8 Highly selective and sensitive surface enhanced Raman scattering nanosensors for detection of hydrogen peroxide in living cells / Biosensors and Bioelectronics / Lu-Lu Qu*, Ying-Ya Liu, Sai-Huan He, Jia-Qing Chen, Yuan Liang, Hai-Tao Li*	自然奖	盖宏伟,王颇,渠陆陆,苗向敏,刘晓君,石星波,李海涛	江苏师范大学,湖南农业大学	江苏省教育厅
201	0750-101	随机种群模型的动力学行为 项目名称 随机种群模型的动力学行为 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 淮阴师范学院,哈尔滨工业大学（威海） 项目简介 自上世纪20年代以来，借助微分方程建立种群模型进而利用动力学方法探究生态现象成为一种热潮，吸引了众多科学家的关注。然而，生物的生长不可避免地受到来自于外部的、内部的或内外兼有的随机干扰。因此，用随机微分方程描述生物种群模型更符合实际。该项目致力于研究具有随机扰动的种群模型的动力学行为，具有交叉学科性质，强调问题驱动，既注重研究方法的提出，又注意解决实际问题，取得了一系列创新性成果，得到了国内外同行的关注和好评。该项目包含四个重要的科学发现。1．具有白噪声干扰的多种群随机模型的动力学研究：提出了研究模型生存和灭绝阈值的随机不等式方法；对若干重要模型，证明了模型中的每个物种都存在一个白噪声强度区域：当模型中白噪声干扰强度在区域内部时，该物种会生存；而当模型中白噪声干扰强度在上述区域外部时，该物种将会灭绝，在一定程度上完善和发展了已有经典结果；揭示了不同物种的白噪声对不同物种生存性和灭绝性的影响，为调控种群系统的持续发展提供了理论依据。2．具有Lévy噪声干扰的随机种群模型的动力学研究：提出了研究系统中每个物种灭绝性充分必要条件的方法；对若干重要模型的研究填满了前人相关经典结果留有的缺口；揭示了某个物种的Lévy噪声对物种本身及其食饵、捕食者、竞争者和互惠者灭绝性的影响，对生物多样性保护具有重要的理论指导意义。3．随机种群模型最优捕获策略问题的研究：提出了研究模型最优捕获策略的新方法，可避免经典方法需要求复杂微分方程显式解的困难，为随机种群模型最优捕获策略的研究开辟了新的道路；对若干重要模型建立了最优捕获策略存在的充分必要条件，给出了最优捕获努力量和最大可持续产出量的显式表达式，完善和发展了若干已有经典结果；揭示了环境噪声对最优捕获策略的影响，为捕获策略的制定提供了理论依据。4．脉冲随机种群模型的研究：提出了新的脉冲随机微分方程解的定义；首次理论研究了具有脉冲的随机种群模型，建立了研究这类模型解的存在唯一性、持久性、灭绝性、有界性和全局吸引性的框架；揭示了噪声对模型解的动力学性质的影响。该项目在研期间（2011.01--2016.09），在Journal of Mathematical Biology、Bulletin of Mathematical Biology、Journal of Nonlinear Science、Discrete and Continuous Dynamical Systems等期刊发表SCI论文53篇，影响因子最高为4.01。研究成果被Journal of Differential Equation、Automatica、Journal of Mathematical Biology、IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems、IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Pape等国际著名期刊上的论文引用，SCI他引934次，11篇入选ESI“高被引论文”。8篇代表性论文SCI他引372次，其中7篇入选ESI“高被引论文”，单篇最高SCI他引65次，他引期刊最高影响因子6.126，并得到了多位国际知名科学家的引用、关注和正面评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘蒙 教授 淮阴师范学院 淮阴师范学院 对该项目科学发现1-4做出了主要贡献，提出了研究具有白噪声干扰的随机种群模型生存和灭绝阈值的随机不等式方法；提出了研究具有Lévy跳的随机种群模型中每个物种灭绝性充分必要条件的方法；提出研究随机种群模型最优捕获策略的新方法；对具有脉冲的随机微分方程，提出了新的解的定义，首次理论研究了具有脉冲的随机种群模型，建立了研究这类模型解的存在唯一性、持久性、灭绝性、有界性和全局吸引性的一般思路。是所列代表性论文[1-8]的第一作者。其从事该项目研究的工作量占其工作量的90%。 2 王克 教授 哈尔滨工业大学（威海） 哈尔滨工业大学（威海） 对该项目科学发现1、2和4做出了重要贡献，提出了研究具有白噪声干扰的随机种群模型生存和灭绝阈值的随机不等式方法；提出了研究具有Lévy跳的随机种群模型中每个物种灭绝性充分必要条件的方法；对具有脉冲的随机微分方程，提出了新的解的定义，首次理论研究了具有脉冲的随机种群模型，建立了研究这类模型解的存在唯一性、持久性、灭绝性、有界性和全局吸引性的一般思路。是所列代表性论文[1-5]、[8]的第二作者。其从事该项目研究的工作量占其工作量的90%。 3 柏传志 教授 淮阴师范学院 淮阴师范学院 对该项目科学发现3做出了重要贡献，提出研究随机种群模型最优捕获策略的新的方法。是所列代表性论文[6，7]的第二作者。其从事该项目研究的工作量占其工作量的70%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 On a stochastic logistic equation with impulsive perturbations/Computers & Mathematics with Applications/ Meng Liu, Ke Wang 2 Persistence and extinction in stochastic non-autonomous logistic systems/Journal of Mathematical Analysis and Applications/Meng Liu, Ke Wang 3 Survival analysis of stochastic competitive models in a polluted environment and stochastic competitive exclusion principle/Bulletin of Mathematical Biology/Meng Liu, Ke Wang, Qiong Wu 4 Population dynamical behavior of Lotka-Volterra cooperative systems with random perturbations/Discrete and Continuous Dynamical Systems/Meng Liu, Ke Wang 5 Dynamics of a Leslie-Gower Holling-type II predator-prey system with Lévy jumps/Nonlinear Analysis: Theory, Methods & Applications/Meng Liu, Ke Wang 6 Stochastic Lotka-Volterra systems with Lévy noise/ Journal of Mathematical Analysis and Applications/ Meng Liu, Ke Wang 7 Optimal harvesting of a stochastic Logistic model with time delay/Journal of Nonlinear Science/Meng Liu, Chuanzhi Bai 8 Analysis of a stochastic tri-trophic food-chain model with harvesting /Journal of Mathematical Biology/ Meng Liu, Chuanzhi Bai	自然奖	刘蒙,王克,柏传志	淮阴师范学院,哈尔滨工业大学（威海）	江苏省教育厅
202	0756-101	低维纳米材料在功能光电器件中的性能研究及应用 项目名称 低维纳米材料在功能光电器件中的性能研究及应用 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 苏州科技大学,上海大学 项目简介 随着对器件集成度的要求不断提升，通过先进的纳米技术构造高性能的电子器件无疑是当今技术领域的前沿方向。其中，低维纳米光电器件以其高效的信息处理、逻辑传感及光电能量转换，有望突破当今相关器件领域的诸多瓶颈，实现多功能化、高智能化、高集成化的目标。本项目基于多年来在不同低维纳米材料领域的研究，横跨二维材料、碳基薄膜半导体、钙钛矿氧化物、有机半导体等多个体系，结合先进的纳米工艺、微纳修饰手段，重点研究了低维纳米功能材料的光电特性及在光电器件中的应用。项目组在该领域研究中取得了一系列突破性成果： 1.采用拉曼光谱的方法率先对不同层数的二维WTe2晶体进行识别和标定，观察到了拉曼特征峰随着样品厚度变化的演化过程。凭借第一性原理计算对单层及多层的二维WTe2晶体的空间对称性、电子结构、声子模式等进行计算，揭示了拉曼光谱与晶体的光声子峰位之间的对应关系。为二维材料研究过程中快速判定材料品质和特性提供了可靠实用的新途径。 2.发现了碳基薄膜异质结中存在的巨大光电导效应。非晶碳材料兼具石墨的高导电性和金刚石的高硬度，是有望取代硅基器件的有力备选材料之一。同时，其高度可调的光学带隙、简单的改性工艺为构建高性能的光电响应器件奠定基础。通过在非晶碳薄膜中掺入钴元素，并与硅衬底形成PN结，观察到了超过10万倍电阻变化的巨大光电导效应。 3.深入探究了钙钛矿氧化物界面二维电子气的光电响应特性。结合光照调控的电学输运及霍尔效应，展现了光辐射对近藤效应的抑制过程，为基于二维电子气的光电器件的优化提供了新的思路。另外，对于宽禁带透明绝缘氧化物的短波光电响应也取得了突破性进展，对比普通光电器件，其在可见光干扰的环境下保持对紫外光高灵敏响应的特点引人关注。 4.基于钙钛矿有机光伏材料，研发了新型的自驱动全可见光谱光电微纳探测器。其关键性技术优势在于无需额外电力驱动，该器件自身产生的光伏电压可反过来实现光电响应，有效的探测可见光信号。 项目组通过深入探讨低维纳米材料在光电领域的功能设计及应用，相关工作得到中组部千人计划（第四完成人）、江苏省优势学科、国家自然科学基金等项目的资助。提供的8篇代表性论文SCI他引212次，获得包括Advance Materials、Nano Letters、Chemical Society Reviews、Reports on Progress in Physics等国际顶级期刊正面评价。代表作1于2016年获评ESI前1%高被引论文，近三年引用达59次。项目组第四完成人于2009-2013年间获评汤森路透全球高被引科学家，并于2011年入选中组部“千人计划”。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 姜昱丞 讲师 苏州科技大学 苏州科技大学 本人是代表性论文1、2、3的第一作者,对重要科学发现1和2贡献突出。研究工作主要集中在对二维WTe2晶体及非晶碳薄膜材料的对称性、电子结构及相关的光电特性的研究。利用机械剥离的方法从WTe2单晶样品中制得单层或多层的二维WTe2晶体，使用透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）和显微共焦拉曼仪来表征二维材料的基本结构。还通过脉冲激光沉积法（PLD）制备了钴掺杂非晶碳薄膜/硅异质结，并观察到了巨大的光致电导效应，即加光后的电导率比无光时的电导率高出了5个数量级。这一系列成果为深入理解低维功能材料内禀的物理机制提供坚实的实验基础。 2 刘国珍 副教授 苏州科技大学 苏州科技大学 本人是代表性论文4、5的第一作者，对重要科学发现3贡献突出。研究工作主要集中在氧化物异质结的光电特性。发现光可以有效抑制氧化物界面二维电子气低温处的近藤效应，实现对二维电子气电输运特性的有效调控。通过利用近藤效应的理论模型对实验结果进行拟合，得到了极为匹配的结果。该工作揭示了低温下光与近藤效应的作用机理，为深入理解光与低维材料的相互作用机制提供了理论指导和实验基础。制备了铁电/硅氧化物p-n结，该异质结表现出体材均不具有的电阻的转换行为，在相关电子器件方面显示出潜在的应用前景。 3 卢豪 讲师 苏州科技大学 苏州大学 本人是代表论文7、8的第一作者，对重要科学发现4贡献突出。研究工作主要集中在对低维薄膜的制备及钙钛矿太阳能电池的构建。利用原子层沉积技术可控制备了具有高透过率和优异电学性能的TiO2薄膜材料，将其作为电子传输层制备钙钛矿太阳能电池。然后采取不同制备手法得到的TiO2薄膜具有不同带隙位置的特点，结合不同工艺，制备出具有梯度能带结构的同质结TiO2层，有效提高钙钛矿电池中电子传输层的性能。最后，结合钙钛矿探测器与钙钛矿电池，首次制备了具有自驱动能力的全可见光谱响应的光电探测器系统。这一系列成果为深入理解低维功能材料和微纳探测器的机制提供坚实的实验基础。 4 高炬 教授 枣庄学院 苏州科技大学 本人是代表作1、2、3、5的通讯作者，对重要科学发现1、2、3贡献较大。主要致力于新型氧化物材料、非晶碳薄膜材料与器件应用的研究。在低维多层薄膜外延生长及钙钛矿结构的氧化物等方面展开探索。通过光量子调控，深入探讨功能薄膜器件的光激发特性，进而研发基于钙钛矿氧化物界面二维电子气效应的光电探测技术，建立光电效应与其环境信息之间的联系。同时，还建立理论模型，对低维薄膜系统中光电的内在机理进行了深入的探讨。 5 邢杰 副教授 中国地质大学（北京） 中国地质大学（北京） 本人是代表作6的第一作者，对重要科学发现2贡献较大。日盲型深紫外探测器在军事国防、卫星通讯、紫外防护等领域有着重要的应用。本人在本工作中提出以钙钛矿铝酸镧单晶（LaAlO3）为吸收介质的光电导探测器，其对210nm以下的深紫外光辐照显示了非常高的灵敏度，并且紫外光/深紫外光辐照下光电流比超过2个数量级。10V偏压下200nm处的光电流响应达到71.8mA/W，相应的量子效率为44.6%。而在中午户外日光照明下暗电流只有77pA。我们的结果表明LaAlO3单晶探测器在深紫外探测领域具有非常诱人的应用前景。 6 仇杰 副教授 苏州科技大学 苏州科技大学 本人为代表4的第三作者和代表作5的第二作者，对重要科学发现3贡献较大。协助刘国珍完成氧化物异质结的制备以及相关电学特性结果的理论分析及数据模拟。在解释氧化物p-n结的电阻转化特性以及对氧化物界面二维电子气低温处的输运行为进行拟合分析方面都做出了实质性的贡献。 7 赵润 讲师 苏州科技大学 苏州科技大学 本人为代表5的第五作者，对重要科学发现3贡献突出。协助刘国珍完成氧化物异质结二维电子气的光电特性研究。主要负责在SrTiO3基片上制备高质量的LaAlO3薄膜，并通过X射线衍射、原子力显微镜等手段对样品的形貌和结构进行表征。在解释相关光电机理方面也做出了一定的贡献。 8 汪琳 副教授 上海大学 上海大学 本人为代表1的第三作者，对重要科学发现1有重要贡献。协助姜昱丞完成WTe2拉曼光谱方面的特性研究。主要负责了二维材料拉曼振动模式方面的理论计算、实验拟合、声子谱分析等。利用CASTEP软件及DFT方法对WTe2材料进行了一系列的理论研究。此外，对本项目中其他材料光电特性的机理解释也做出了一定的贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Raman fingerprint for semi-metal WTe2 evolving from bulk to monolayer/Scientific Reports/ Y. C. Jiang, J. Gao and L. Wang 2 Giant photoconductivity induced by plasmonic Conanoparticles in Co-doped amorphous carbon/silicon heterostructures/Carbon/Y.C. Jiang, J.F. Wang, J. Gao 3 Enhancement of photovoltaic effects and photoconductivity observedin Co-doped amorphous carbon/silicon heterostructures/Appliec Physics Letters/Yucheng Jiang and Ju Gao 4 Resistance switching in BaTiO3？ /Si p-n heterostructure/Applied Physics Letters/Guo-zhen Liu, Kui-juan Jin, Jie Qiu, Meng He, Hui-bin Lu,a Jie Xing,Yue-liang Zhou and Guo-zhen Yang 5 Light induced suppression of Kondo effect at amorphous LaAlO3/SrTiO3 interface/ Applied Physics Letters/ G. Z. Liu, J. Qiu, Y. C. Jiang, R. Zhao, J. L. Yao, M. Zhao, Y. Feng, and J. Gao 6 Solar-blind deep-ultraviolet photodetectorsbased on an LaAlO3 single crystal/Optics Letters/Jie Xing, Erjia Guo, Kui-juan Jin, Huibin Lu, Juan Wen, and Guozhen Yang 7 A self‐powered and stable all‐perovskite photodetector–solar cell nanosystem / Advanced Functional Materials /Hao Lu, Wei Tian, Fengren Cao, Yulong Ma, Bangkai Gu, Liang Li 8 Identifying the optimum thickness of electron transport layers for highly efficient perovskite planar solar cells / Journal of Materials Chemistry A /Hao Lu, Yulong Ma, Bangkai Gu, Wei Tian, Liang Li	自然奖	姜昱丞,刘国珍,卢豪,高炬,邢杰,仇杰,赵润,汪琳	苏州科技大学,上海大学	江苏省教育厅
203	0760-101	种群迁移和传染病扩散的模式分析 项目名称 种群迁移和传染病扩散的模式分析 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 扬州大学,中国科学院数学与系统科学研究院 项目简介 本成果属于应用数学下的生物数学学科，旨在以扩散为主线，以偏微分方程为工具系统分析生物体的演化过程。生态演化的核心问题是物种的扩散方式和速度。1937年Fisher和Kolmogrov等研究基因传播时建立了行波解并给出了其最小波速。1978年Aronson 和Weinberger提出了“渐近波速”的概念,并证明了其渐近波速恰好是行波解的最小波速,但在0和渐近波速之间留下的部分始终无法刻画。另外描述传染病扩散的重要阈值-基本再生数经过了Diekmann, Heesterbeek和Metz等人的努力已然发展成熟，然而其中最根本的缺陷在于其只是一定数，无法反映时空的变化。本成果完成人利用自由边界理论，克服多种非线性项耦合所带来的困难，从一个新的角度研究了生物体的扩散演化机制，圆满地给出了解决这些难题的途径。主要成果如下：1）为了描述新物种的入侵，率先在生态学上导出了著名的Stefan条件并建立了描述入侵种群的移动边界理论，得到了入侵种群的“扩张-灭绝”二分性。进一步地，首次从数学上证明了其扩张时的速度接近于一个正常数，而这一结果是数学家Skellam于1953年根据20世纪初欧洲麝鼠扩张的野外数据偶然发现的。更重要的是，自由边界得到的渐近扩张速度恰好介于0和渐近波速之间，因此从根本上弥补和完善了利用Fisher-KPP方程行波解研究波传播的经典结果，于是引发了包括日本知名数学家Yamada等人在内的后续工作，主要论文被Martinez-Vega等人引用在地理权威期刊《Geoforum》其文章的首句中。2）为了刻画传染病感染区域的演化，首次把自由边界引入到传染病仓室模型中，给出了病毒蔓延和消退的条件，阐明了区域的风险、扩散速率和初始的染病规模等对传染病的发展所起的决定作用。该部分最重要的贡献在于发现并创立了时空风险指标。该论文被牛津大学Krause等和美国加州大学Mitchell等引用在物理学一流期刊《Physical Review E》上。3）针对由种群间不同的迁移模式和群居习惯引起的扩散，研究了带有交错扩散的强耦合偏微分方程组，结合先验估计及拓扑度理论揭示了描述种群扩散的强耦合椭圆型问题的模式结构，探究了Turing不稳定的产生机制，从而发现小的交错扩散有利于种群的共存，而大的交错扩散带来了复杂的动力学性态。4）为了精确地描述传染病在种群间的反常扩散行为和非马尔科夫性，引入了分数阶反常扩散模型的研究，建立了时间分数阶扩散方程和经典的积分-偏微分方程之间的联系，进而用Lubich的生成函数法和Crank-Nicolson技巧对该模型设计了数值计算方法，为从数值上刻画反常扩散提供了稳定有效的途径。本成果所提交的8篇代表作SCI他引226次，其中3篇入选ESI高被引论文。围绕扩散这一主题，本成果发表核心论文28篇，SCI总他引705次，最高单篇他引115次。有关自由边界问题的创新性研究不但被知名数学家（如ICM 45分钟报告人、日本明治大学Matano等），而且也被知名生态学家（如美国加州大学Mitchell，西班牙国家研究委员会Martinez-Vega等）高度关注和正面引用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 林支桂 教授 扬州大学 扬州大学 主要负责描述入侵种群的自由边界问题解的长时间性态、种群扩张和灭绝的条件、移动速度估计，以及具移动边界的染病病毒扩散模式、基本再生数、风险指标的研究工作；利用非线性自由边界问题描述种群入侵和传染病扩散问题，得到了入侵种群的扩张准则和传染病扩散的风险指标，给出了扩张速度估计和系统解的长时间行为的细致刻画；对本项目的重要发现点一、二和三均作出了创造性贡献，是代表作[1]、[2]、[3]、[4]、[5]和[8]的通讯作者。 2 凌智 教授 扬州大学 扬州大学 主要研究了具有交错扩散的种群动力学模型，讨论这些模型的适定性问题和动力学性态。利用拓扑度方法，给出了系统非常数稳态解的存在条件，刻画系统的斑图动力学特性，为生物实验和数值计算提供可靠的理论依据；利用反应扩散方程组自由边界问题描述各类种群入侵问题，得到了系统解的长时间行为的细致刻画，对于种群能否入侵成功给出了明确的条件；对本项目的重要发现点三作出了贡献，是【代表性论文7】的通讯作者和第一作者。 3 黄健飞 副教授 扬州大学 中国科学院数学与系统科学研究院 主要负责分数阶反常扩散模型的研究，建立了时间分数阶扩散方程和经典的积分-偏微分方程之间的联系，用Lubich的生成函数法和Crank-Nicolson技巧对该反常扩散模型设计了两个数值计算方法，并从数值理论上证明所提方法的稳定性、收敛性和计算效率；对本项目的重要发现点四作出了创造性贡献，是【代表性论文6】的通讯作者和第一作者。 4 张来 教授 扬州大学 扬州大学 主要负责具有交错扩散的生物数学模型的构建，其动力学性态的数学分析和对理论分析结果的数值验证；对本项目的重要发现点三作出了贡献，是【代表性论文7】的主要作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A SIS reaction-diffusion-advection model in a low-risk and high-risk domain / JOURNAL OF DIFFERENTIAL EQUATIONS / Jing Ge, Kwang Ik Kim, Zhigui Lin, Huaiping Zhu 2 Global existence and blowup of a nonlocal problem in space with free boundary / JOURNAL OF FUNCTIONAL ANALYSIS / Peng Zhou, Zhigui Lin 3 The spreading front of invasive species in favorable habitat or unfavorable habitat / JOURNAL OF DIFFERENTIAL EQUATIONS / Chengxia Lei, Zhigui Lin, Qunying Zhang 4 The free boundary problem describing information diffusion in online social networks / JOURNAL OF DIFFERENTIAL EQUATIONS / Chengxia Lei, Zhigui Lin, Haiyan Wang 5 Two finite difference schemes for time fractional diffusion-wave equation / NUMERICAL ALGORITHMS / Jianfei Huang, Yifa Tang, Luis Vazquez, Jiye Yang 6 Turing pattern formation in a predator-prey system with cross diffusion / APPLIED MATHEMATICAL MODELLING/ Zhi Ling, Lai Zhang, Zhigui Lin 7 A free boundary problem for a predator-prey model / NONLINEARITY / Zhigui Lin 8 Instability induced by cross-diffusion in reaction-diffusion systems / NONLINEAR ANALYSIS-REAL WORLD APPLICATIONS / Canrong Tian, Zhigui Lin, Michael Pedersen	自然奖	林支桂,凌智,黄健飞,张来	扬州大学,中国科学院数学与系统科学研究院	江苏省教育厅
204	0760-102	高效可见光纳米催化剂的构筑及在水体污染物处理中的应用 项目名称 高效可见光纳米催化剂的构筑及在水体污染物处理中的应用 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 扬州大学 项目简介 本项目研究属于物理化学学科领域，基于胶体与界面化学的基本原理，实现可见光纳米催化剂的可控合成，利用光催化技术解决水体污染物的转化和处理等环境问题。项目组自2007年以来，在国家自然科学基金、中国博士后科学基金和江苏省自然科学基金等项目资助下，在高效半导体“异质结”的设计合成、新型可见光催化剂的研发、多功能复合光催化剂的构建及其在水体污染物处理中的应用等方面开展系统深入的研究，重要发现点如下：一、单一半导体光催化剂普遍存在光生载流子复合率高、转移速率慢，光吸收范围窄等缺点，构建半导体“异质结”是行之有效的解决方案，发展构建丰富、稳定“异质结”相界面的可见光纳米催化剂的新方法和揭示“异质结”光催化机制是实现半导体可见光催化剂高效催化应用的关键科学问题。基于能带工程、通过层-层组装方法或原位化学转化法，构建具有丰富“异质结”相界面的TiO2/NiO、SnO2/SnS2等复合半导体可见光纳米催化剂，“异质结”的构建有效调制复合半导体的能带结构实现可见光的高效吸收、促进光生电子和空穴的转移与分离，进而在水体中高价铬离子光催化还原和染料分子的光催化降解等方面显示出优异的可见光催化活性。发展的半导体“异质结”的构建新方法和所揭示的催化剂构效关系机制为传统半导体光催化剂的高效改性和利用提供实验依据和理论参考。二、开发新型半导体可见光催化剂对推动光催化领域的发展具有不可言喻的重要意义。在可见光催化剂新材料开发方面，较早地将SnS2用作可见光催化剂，提出具有高活性位点的SnS2纳米片的合成新策略，并成功实现水体中高价铬离子的光催化还原和染料分子的光催化降解，深入揭示了新型SnS2光催化材料的可见光催化机理以及材料结构和功能的构效关系。相关研究推动了国内外对SnS2基可见光催化剂的研究。三、实现半导体可见光催化剂的多功能集成是可见光催化剂迈向实际应用亟需解决的重要科学问题。基于此，构建了具有高催化活性、磁性可回收等多特性功能的可见光复合催化剂，具有等离子共振效应的贵金属以及石墨烯组分的引入大幅增强光吸收效率和光生电子的转移能力；磁性组分的引入赋予体系磁分离功能提升回收利用率。为多功能、高效可见光催化剂的构建提供新的思路。以上研究成果发表SCI论文88篇（其中影响因子大于10的论文5篇；影响因子5-10的论文20篇），他引3350篇次；8篇代表性论文发表在J. Mater. Chem. A, ACS Appl. Mater. Interfaces, Appl. Catal. B, Environ. Sci. Technol.等国际权威刊物上，8篇代表作SCI他引931篇次，单篇最高SCI他引196次，其中2篇代表作成为ESI高被引论文。他引论文刊物包括Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., Prog. Mater. Sci., Energy Environ. Sci., Angew. Chem. Int. Ed.等。获国家授权发明专利5项。研究工作得到国内外同行的高度评价，美国Vertical News报道中这样评价：“New environment and catalysis study results reported from Yangzhou University”。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 韩杰 教授 扬州大学 扬州大学 项目学术负责人，负责整个项目的规划与设计，研究方向与研究内容的确定，研究方案的指导与实施，组建研究队伍、培养人才。主要学术贡献：（1）构建了具有丰富“异质结”相界面的TiO2/NiO复合半导体可见光纳米催化剂，并应用于水体中染料分子的光催化降解，发展的半导体“异质结”的构建新方法和所揭示的催化剂构效关系机制为传统半导体光催化剂的高效改性和利用提供实验依据和理论参考；（2）构建了具有高催化活性石墨烯/金/TiO2可见光三元复合催化剂，并应用于水体中染料分子的光催化降解，为高效可见光催化剂的构建提供新的思路。对主要发现点一和三做出了重要贡献，是代表性论文1、6、7的通讯作者。 2 张永才 副教授 扬州大学 扬州大学 主要学术骨干。负责对材料的制备、表征和光催化应用进行具体指导和实验，协助负责人开展全面的日常工作。主要学术贡献：（1）提出SnO2/SnS2复合半导体可见光纳米催化剂的合成方法，并应用于水体中高价铬离子的光催化还原，发展的半导体“异质结”的构建新方法和所揭示的催化剂构效关系机制为传统半导体光催化剂的高效改性和利用提供实验依据和理论参考；（2）较早地将SnS2用作可见光催化剂，提出具有高活性位点的SnS2纳米片的合成新策略，揭示了新型SnS2光催化材料的可见光催化机理以及材料结构和功能的构效关系。对主要发现点一和二做出了贡献，是代表性论文2-5的第一和通迅作者。 3 王明贵 讲师 扬州大学广陵学院 扬州大学 主要学术骨干。负责TiO2/NiO复合半导体可见光纳米催化剂、石墨烯/金/TiO2可见光三元复合催化剂等功能材料的制备、表征及光催化性能测试。对主要发现点一和三作出了贡献，是代表性论文1、6、7的第一作者。 4 刁国旺 教授 扬州大学 扬州大学 主要学术骨干。主要学术贡献：构建了具有高催化活性和磁性可回收功能的三元复合催化剂，为多功能、高效催化剂的构建提供新的思路。对主要发现点三做出了贡献，是代表性论文8的通讯作者。 5 张明 教授 扬州大学 扬州大学 主要学术骨干。主要负责SnS2纳米片、SnO2/SnS2复合半导体可见光纳米催化剂的合成、表征及光催化性能测试等工作的指导。对重要发现点一和二做出了贡献，是代表性论文2、5的参与者，代表性论文4的通迅作者。 6 郭荣 教授 扬州大学 扬州大学 主要学术骨干，主要负责TiO2/NiO复合半导体可见光纳米催化剂、石墨烯/金/TiO2可见光三元复合催化剂等功能材料的制备、表征及光催化性能测试等工作的指导。对重要发现点一和三做出了贡献，是代表性论文1、6、7的通讯作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 TiO2/NiO hybrid shells: p-n junction photocatalysts with enhanced activity under visible light/J. Mater. Chem. A/Minggui Wang, Yimin Hu, Jie Han, Rong Guo, Huixin Xiong, Yadong Yin 2 High-performance visible-light-driven SnS2/SnO2 nanocomposite photocatalyst prepared via in situ hydrothermal oxidation of SnS2 nanoparticles/ACS Appl. Mater. Interfaces/Yong Cai Zhang, Zhen Ni Du, Kun Wei Li, Ming Zhang, Dionysios D. Dionysiou 3 One-step hydrothermal synthesis of high-performance visible-light-driven SnS2/SnO2 nanoheterojunction photocatalyst for the reduction of aqueous Cr(VI)/Appl. Catal. B/Yong Cai Zhang, Long Yao, Geshan Zhang, Dionysios D. Dionysiou, Jing Li, Xihua Du 4 Novel synthesis and high visible light photocatalytic activity of SnS2 nanoflakes from SnCl2·2H2O and S powders/Appl. Catal. B/Yong Cai Zhang, Zhen Ni Du, Shi Yin Li, Ming Zhang 5 Size-tunable hydrothermal synthesis of SnS2 nanocrystals with high performance in visible light-driven photocatalytic reduction of aqueous Cr(VI)/Environ. Sci. Technol./Yong Cai Zhang, Jing Li, Ming Zhang, Dionysios D. Dionysiou 6 Nanostructured hybrid shells of r-GO/AuNP/m-TiO2 as highly active photocatalysts/ACS Appl. Mater. Interfaces/Minggui Wang,Jie Han, Huixin Xiong, Rong Guo, Yadong Yin 7 Yolk@shell nanoarchitecture of Au@r-GO/TiO2 hybrids as powerful visible light photocatalysts/Langmuir/Minggui Wang, Jie Han, Huixin Xiong, Rong Guo 8 In situ synthesis of silver nanostructures on magnetic Fe3O4@C core-shell nanocomposites and their application in catalytic reduction reactions/J. Mater. Chem. A/Maiyong Zhu, Chengjiao Wang, Dehai Meng, Guowang Diao	自然奖	韩杰,张永才,王明贵,刁国旺,张明,郭荣	扬州大学	江苏省教育厅
205	0762-101	能源应用工程中特殊介质的流动与传热特性研究 项目名称 能源应用工程中特殊介质的流动与传热特性研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 南京工程学院,南京航空航天大学 项目简介 清洁低碳的聚变新能源是我国能源规划中的重要部分，液态金属是聚变反应堆能量转换系统中冷却剂介质的重要选项之一。但流动的导电液态金属受到聚变强磁场作用，引起复杂的磁流体动力学效应，带来诸如改变流体速度分布，抑制湍流度，产生磁流动阻力和流动不稳定性等问题。如何提高液态金属的流动传热性能，减阻降耗，提高载热能力成为液态金属这种特殊介质在能源应用工程中当前亟待研究解决的重大课题。 项目以提高能源利用率为目标，利用磁场主动控制导电金属流体，针对其流动传热特性，减小磁流体压降，抑制流动不稳定性和提高换热效率等课题，进行了大量的应用基础研究，完成了液态金属在聚变堆工程应用中与磁场相互作用机理，流动演化规律和强化传热机理等关键技术和应用基础研究。项目成果对提高聚变能源的高效利用和安全运行具有重要的工程应用价值。 项目取得了如下创新性成果：（1）提出一种强化换热和形态控制的新方法，通过流体内控实现局部/全局扰动强化换热目的，实现对流体成型的非接触式控制。研究了强磁场作用下导电金属流体对流换热，揭示磁场对有限空间内液态金属磁流体温度分布的抑制作用，自然对流在高Ha下加剧对流，磁场使热剪切层扰动加剧，得到了边界层强化传热的磁场作用机理。得到了非均匀局部衰变磁场对导电金属流体的流场和温度场的演化作用关联，完善了磁流体压降在可接受范围内换热增量提高的规律。（2）提出了非均匀导电壁面及球凸/凹等小尺寸涡流发生器对导电流体的传热强化作用，发展了组合式磁生涡流发生器和磁钝体涡流发生器，揭示了导电流体与磁场相互作用下不同涡流结构的形成机理。突破了传统涡流发生器附带流动阻力的缺点，在高Ha数时强化传热效果可提高1.2-1.9倍，强化传热性能因子为1.45-1.9。解决了实体涡流发生器引入壁面摩擦和影响污垢沉积的弊端，提出利用磁钝体作为上游小扰动体来减小下游大钝体的阻力，使得下游方柱减阻幅度在105.6%-111.1%。（3）构建了多孔介质流动及固液相变传热的介观格子Boltzmann方程数学模型，诠释了多孔微结构中流动与固液相变传热及其耦合传热机制，提出肋翅片与超轻多孔泡沫金属复合强化固液相变传热换热器。发展了超轻多孔泡沫金属复合强化固液相变传热方法，构建了多相耦合非稳态传热新格子Boltzmann方程数学模型，改进了基于表征单元尺度的局部热非平衡的固液相变传热数学模型，推进了格子Boltzmann方法在多孔介质传热传质领域的应用。克服了传统模型只适用于稳态耦合传热的缺陷，具有更好地精度、稳定性和计算效率。 8篇代表性论文所发表的期刊在JCR分区表中7篇一区，1篇三区，被SCI引用103次，他引79次，google学术他引126次。他引高水平期刊如Applied Energy、Energy等，部分成果得到包括美国杜克大学A. Bejan教授、亚利桑那州立大学Chan教授、西安交通大学何雅玲院士课题组、华中科技大学长江学者郭照立教授课题组、上海交通大学长江学者赵长颖教授课题组等引用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王红艳 教授 南京工程学院 南京工程学院 本人为项目研究提出了整体思路和指定研究内容，为第一和第二重要科学发现内容的执行人和参者。主要贡献为针对局部磁场对导电流体的扰动作用，建立了有效的三维数学模型和适用于非均匀局部边缘磁场效应的磁流体动力学耦合能量方程的CFD程序。系统地研究了磁场强度和构型，来流强度及壁面效应对导电流体流经局部磁场时的复杂磁涡系产生条件、演化规律的动力学特征及复杂热流耦合等的影响。通过透明循环水洞，高速摄影仪和红外热像仪相结合的方式跟踪拍摄涡的动力学特征和换热特性，并与数值结果进行对比分析。结果表明磁涡可以很好的卷带周围流体从而强化壁面换热，且涡的脱落频率不受磁约束因子的影响等。 2 张喜东 副教授 南京工程学院 南京工程学院 本人为重要科学发现第一点及第二点的完成人，有四篇代表性论文均为第一作者。在本项目前期研究的基础上，本人主要探索利用非均匀局部磁场与导电流体相互作用产生局部非均匀洛伦兹力的特点对流体流动的进行扰动产生涡流，从而实现局部或全局的对流换热强化。避免了实体涡流发生器影响换热设备内污垢沉积的缺点；避免了粘性流体绕流柱型涡流发生器时会发生流动分离而使得流动阻力增加的问题；避免了实体涡流发生器在微小通道中安装的困扰，消除了实体钝体与流体之间的摩擦阻力。首次研究并发现了磁钝体涡流结构特点及尾迹演化规律和对换热的促进作用。 3 黄护林 教授 南京航空航天大学 南京工程学院 本人为项目研究提出了整体思路和指定研究内容，为第一和二重要科学发现内容的执行人和参与者，有四篇代表性论文本人为通讯作者或合作者。本人的主要贡献为提出利用局部涡流进行强化换热、理论和数值研究了涡流不稳定性的产生条件、演化机理，提出了利用外部磁场来实现对流体流动的非接触性主动控制。提出利用激光剪切干涉法研究双层流体热毛细-浮力对流的流动特性，并发展了代数重建算法对获得的干涉图像进行温度场的三维重建，从而获得整个温度场的信息 4 杲东彦 副教授 南京工程学院 南京工程学院 本人为第三点重要科学发现的执行人，为第三篇代表性论文的作者。将超轻多功能多孔介质材料应用于强化固液相变传热,发展了局部热非平衡条件下多孔介质内固液相变传热过程的格子Boltzmann方程模型及改进模型，推进了格子Boltzmann方法在多孔介质传热传质领域的应用。针对多孔介质内多相耦合非稳态传热问题构建一个新的格子Boltzmann方程数学模型，相对于传统模型,该模型具有更好的数值精度、稳定性和计算效率;此外, 区别于传统单一强化传热技术，发展了肋翅片与超轻多孔介质复合强化固液相变传热方法，为研发高性能复合相变换热器提供一定理论支撑。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Numerical simulation of nature convection and heat transfer of the liquid LiPb in Cubic Enclosure with a magnetic field / Fusion Engineering and Design / HY Wang, XD Zhang, KK Ding, W Wang 2 Preliminary analysis of liquid LiPb MHD flow and pressure drop in DWT blanket of FDS-I / Fusion Engineering and Design / H Wang, C Tang 3 Effect of magnetic obstacle on fluid flow and heat transfer in a rectangular duct / International Communications in Heat and Mass Transfer / Xidong Zhang, Hulin Huang 4 A thermal lattice Boltzmann model for natural convection in porous media under local thermal non-equilibrium conditions / International Journal of Heat and Mass Transfer / D Gao, Z Chen, L Chen 5 Influence of a magnetic obstacle on faorced convection in a three-dimensional duct with a circular cylinder / Journal of Heat Transfer / Xidong Zhang, Hulin Huang, Yin Zhang, Hongyan Wang 6 Blockage effects on viscous fluid flow and heat transfer past a magnetic obstacle in a duct/Chin. Phys. B/Zhang Xi-Dong, Huang Hu-Lin 7 Flow and heat transfer past row of magnetic obstacles for various separation ratios / International Communications in Heat and Mass Transfer / Xidong Zhang, Hulin Huang, Hongyan Wang 8 Analysis of flow and MHD pressure drop in liquid metal LiPb duct with flow channel inserts / Fusion Engineering and Design / H Wang, C Tang, Z Zhu	自然奖	王红艳,张喜东,黄护林,杲东彦	南京工程学院,南京航空航天大学	江苏省教育厅
206	0767-101	多场耦合环境下煤岩介质损伤破裂机制及双孔隙介质渗流理论 项目名称 多场耦合环境下煤岩介质损伤破裂机制及双孔隙介质渗流理论 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 徐州工程学院,中国矿业大学 项目简介 随着浅部煤炭资源逐渐逐步开采殆尽。我国煤炭资源开采已进入深部，深部开采将成为常态。深部煤岩赋存环境普遍呈现“三高”特征，即高地应力、高地温、高岩溶水压，给煤矿安全生产带来了严峻挑战。与浅部环境相比，“三高”及煤岩突出（冲击地压、瓦斯爆炸等）动力作用等复杂工程环境下煤岩结构的力学响应存在显著差异。多物理场耦合作用下煤系岩层的变形及损伤破裂机制、多孔介质中煤层气的运移规律，是深部煤炭资源安全开采亟待解决的关键基础科学问题。本项研究的主要科学发现和贡献如下：（1）揭示了高温与地应力耦合作用下煤岩的破裂机制，建立了相应的蠕变损伤本构模型获得了高温及地应力耦合作用下煤岩宏细微观力学性能，揭示了高温及高地应力耦合作用下煤岩的破裂机制，建立了高温及高地应力耦合作用下煤岩介质的损伤演化方程及本构模型。澳大利亚莫纳什大学土木工程系学术带头人Ranjith教授评价本成果为“目前仅有的关于砂岩在800℃下实时高温的测试结果”。（2）揭示了高温及高应变率下煤岩介质的损伤破裂机理，建立了高应变率损伤本构模型系统测定了高应变率载荷作用下煤岩介质的变形及破裂特征，获得了煤岩介质的力学特性随应变率的变化规律，揭示了高温作用对高应变率下煤岩介质力学性能及破裂的特征影响，建立了考虑应变率及高温作用效应的煤岩损伤演化方程及本构模型。中国科学院院士何满潮教授引用该成果，并指出“暴露在100℃温度下的花岗岩试件的破坏机制可能是由于矿物晶界处形成了微裂纹而导致了晶间断裂机制”。（3）提出了含瓦斯煤层双孔隙介质多物理场耦合作用模型，揭示了煤层中CO2/CH4竞争吸附的作用机制提出了一种多物理场耦合作用模型，定量地描述了孔隙、裂隙的几何尺寸和原位地应力对煤岩基质变形的影响，揭示了气体运移过程中煤层基体、孔隙、裂隙的多物理场耦合作用机制。建立了双重孔隙介质中气体对流扩散耦合作用模型，揭示了煤层中CO2封存及驱替煤层气（CH4）的耦合作用机制。美国工程院院士Derek Elsworth教授评价本成果“在山西沁水盆地的无烟煤炭煤试验中，成功模拟了一种现有的单井-ECBM试验”，并采用本成果研究了二氧化碳注入对煤层渗透性的影响；法国东巴黎大学Patrick Dangla教授引用了本成果中提出的双孔隙和渗透率模型，并基于该模型提出了一种煤基体的热物理特性的双孔隙模型。围绕上述科学问题所研究取得的成果在《International Journal of Coal Geology》、《Rock Mechanics and Rock Engineering》等国内外著名期刊上发表学术论文100余篇，其中：SCI检索46篇，在SCI数据库中被引用851次，其中他引568次。8篇代表性论文被他引275次（SCOPUS数据库），SCI他引193次，单篇最高被他引86次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张连英 教授 徐州工程学院 徐州工程学院 项目负责人，主持项目研究的全过程，第1及第2代表性论文作者，科学发现一主要贡献者。具体贡献包括：得到了实时高温作用下煤岩介质力学性能的变化规律;揭示了高温与应力共同作用下煤系岩层介质的损伤演化及破坏机理;建立了温度与应力共同作用下煤系岩层介质的损伤演化的本构方程；构建高温作用下煤岩介质蠕变模型，揭示实时高温下煤岩介质损伤破裂机理。 2 吴宇 副研究员 中国矿业大学 中国矿业大学 项目主要完成人员，参与项目研究的全过程，第5、6、7、8代表性论文作者，科学发现三主要贡献者，具体贡献为：基于煤系岩石破坏过程中的微破裂演化特征，结合煤系岩石裂隙和孔隙系统之间的相互作用，建立了适合各自特点的渗透率变化模型；根据多孔介质弹性理论的有效应力原理建立了煤系岩石的变形方程，并根据流体在煤系岩石中的流动和吸附特点建立了裂隙和孔隙中流体的流动方程。 3 李明 助理研究员 中国矿业大学 中国矿业大学 项目主要完成人员，参与项目研究的全过程，第4代表性论文作者，科学发现二主要贡献者，具体贡献为：给出了高温热处理对煤系岩层介质动态力学特性的影响特征;探究了 温度加载速率对煤系岩层介质动态力学特性的影响特征；揭示高温热处理对煤系岩层介质损伤破裂机理；建立了高温高应变率下煤系岩层介质损伤演化本构方程。 4 唐芙蓉 副教授 中国矿业大学 中国矿业大学 项目主要完成人员，参与项目研究的全过程，第3代表性论文作者，科学发现一主要参与者，具体贡献为：研究了实时高温作用下的煤岩热物理及热破裂特性，明确给出不同岩石热导率等特性参数的临界突变温度。 5 郭晓倩 副教授 中国矿业大学 中国矿业大学 项目主要完成人员，参与项目研究的全过程，第2代表性论文作者，科学发现一主要参与者，具体贡献为：系统研究高温作用下煤岩介质的蠕变特性；构建开展蠕变本构模型的及参数识别。 6 茅献彪 教授 中国矿业大学 中国矿业大学 项目主要完成人员，参与项目研究的全过程，第1、2、4及6代表性论文作者，科学发现一、二及三主要参与者，具体贡献为：整体项目试验方案制定；揭示了宏观损伤破坏机理和微损伤破坏机理；建立了温度与应力共同作用下煤系岩层介质的损伤演化的本构方程；揭示高温高应变率下煤岩介质损伤破裂机理。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Experimental Study on the Mechanical Properties of Rocks at High Temperature. / Science China-Technological Sciences. / Zhang L Y, Mao X B, Lu A H 2 The Mechanical Properties of Mudstone at High Temperatures: An Experimental Study. / Rock Mechanics and Rock Engineering. / Zhang L Y, Mao X B, Liu R X, Guo X Q 3 Thermophysical Properties of Coal Measure Strata under High Temperature. / Environmental Earth Sciences. / Tang F, Wang L, Lu Y, Yang X 4 Effects of Thermal Treatment on The Dynamic Mechanical Properties of Coal Measures Sandstone. / Rock Mechanics and Rock Engineering. / Li M, Mao X B, Cao L L, Pu H, Mao R R, Lu A H. 5 Dual Poroelastic Response of A Coal Seam to CO2 Injection / International Journal of Greenhouse Gas Control. / Wu Y, Liu J, Elsworth D, Chen Z W, Connell L, Pan Z J. 6 Development of anisotropic permeability during coalbed methane production. / Journal of Natural Gas Science and Engineering. / Wu Y, Liu J, Elsworth D, Miao X X, Mao X B. 7 A Dual Poroelastic Model for CO2 -Enhanced Coalbed Methane Recovery. / International Journal of Coal Geology. / Wu Y, Liu J, Chen Z W, Elsworth D, Pone D. 8 Evolution of Coal Permeability: Contribution Of Heterogeneous Swelling Processes. / International Journal of Coal Geology. /Wu Y, Liu J, Elsworth D, Siriwardane H, Miao X X.	自然奖	张连英,吴宇,李明,唐芙蓉,郭晓倩,茅献彪	徐州工程学院,中国矿业大学	江苏省教育厅
207	0767-102	与极紫外光刻光源相关联的高离化态原子光谱与参数研究 项目名称 与极紫外光刻光源相关联的高离化态原子光谱与参数研究 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 徐州工程学院 项目简介 本成果属于自然科学研究领域的物理及其相关研究领域，来源于2项国家自然科学基金项目、1项江苏省高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师项目。该成果由8篇学术代表作组成，其中中国科学院JCR期刊分区2区论文4篇（4篇为2区Top）。SCI收录论文引用检索报告表明，已发表论文他引21次，单篇最高引用8次。 “中兴事件”说明核心技术必须立足于自己，而芯片的发展离不开光刻光源即光刻机，目前我国用于出产芯片的高端光刻机完全依靠进口。全球最大芯片光刻设备供货商是欧盟的阿斯麦（ASML），其最新产品极紫外光刻机单价超1亿美元，却坚决不卖给中国。没有高端光刻机，芯片厂商要提高工艺制程，提升我国的半导体工艺是万万不可能做到的，因此国产高端光刻机的发展是集成电路产业发展的重中之重。当芯片特征尺寸接近原子尺度时，量子效应将起主要作用。考虑到当前特征尺寸的限制因素是衍射极限，寻找短波长的崭新光刻机光源才能在未来满足大批量制造的需求。本成果围绕如何产生极紫外光刻光源进行了详细的研究，主要研究内容如下：1、在对光源产生的理论机制方面，我们不仅计算了较少电子体系的Ka X射线的跃迁光谱数据，更进一步拓展到较多电子体系（类Mg离子），系统研究了Z=19-92类Mg离子的能级结构。结果显示我们的计算结果明显比其它理论值更接近于实验值，为极紫外光刻光源提供了很好的数据值，填补了国内外关于此部分离子的数据空白。本工作受到中科院JCR二区分区期刊《Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer》匿名审稿人的高度赞扬。 “Apart from some specific issues discussed below, this is an excellent piece of work.”认为本工作是相当优秀的工作。2、计算了类硼等电子序列内壳激发高自旋态里德堡系列的能级、精细结构、辐射跃迁、X 射线波长、能级寿命等。标定其组态结构，分析其辐射跃迁率随主量子数n 和核电荷数Z 的变化规律。计算类硼离子内壳层激发四重态的能级结构、精细结构、辐射跃迁率、俄歇跃迁率、分支率、俄歇电子能量谱等。对实验中的俄歇电子谱进行标定，同时探索总结内壳层激发态的辐射跃迁和俄歇跃迁规律，相关工作发表在中科院JCR二区分区期刊《Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer》等杂志。3、对产生极紫外光刻光源的等离子体进行了详细的研究，解释了测量的3240~3360 eV之间的类Cu到类Ge的Au的谱线，将理论结果与实验结果差异减少到了1.3eV之内。用建立的模型分别模拟了同温度不同电子密度以及同密度不同电子密度的Al等离子体的发射谱，以及同电子密度不同电子温度Al等离子体的布居分布。用建立的模型，解释了SILEX-I装置上产生的激光等离子体Al光谱。相关工作发表在《Radiation Effects and Defects in Solids》等杂志。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 胡峰 副教授 徐州工程学院 徐州工程学院 利用组态相互作用方法对极紫外光刻光源的光谱和参数进行了详细的研究，对产生的光谱进行了辨识，建立Al等离子体模型加以解释。对重要发现1、2、3做出了主要学术贡献。是代表性论文1、2、5、6的第一作者或通讯作者，是代表性论文3、4、7、8的共同作者。投入该项目研究的工作量占本人平时工作量的80%。 2 孙言 副教授 徐州工程学院 徐州工程学院 利用Rayleigh-Ritz变分方法对极紫外光刻光源的光谱和参数进行了详细的研究，探讨了能级、精细结构、辐射跃迁、X射线波长等内容。对重要发现2做出了主要学术贡献。是代表性论文3、4的第一作者或通讯作者，是代表性论文1、2的共同作者。投入该项目研究的工作量占本人平时工作量的80%。 3 韩百萍 副教授 徐州工程学院 徐州工程学院 研究了泵浦和探测场共同驱动下无谱扩散时单分子（简单原子）二能级体系发射荧光光子的统计性质。对重要发现1做出了主要学术贡献。是代表性论文7的第一作者，是代表性论文1、2的共同作者。投入该项目研究的工作量占本人平时工作量的80%。 4 梅茂飞 副教授 徐州工程学院 徐州工程学院 通过水滴之间的势能函数的研究，来借鉴原子内部势函数的计算。对重要发现1、3做出了主要学术贡献。是代表性论文8的第一作者，是代表性论文1、2、3、6的共同作者。投入该项目研究的工作量占本人平时工作量的80%。 5 樊秋波 副教授 徐州工程学院 徐州工程学院 研究了泵浦和探测场共同驱动下无谱扩散时单分子（简单原子）二能级体系发射荧光光子的统计性质。对重要发现1做出了主要学术贡献。是代表性论文7的共同作者。投入该项目研究的工作量占本人平时工作量的80%。 6 韩崇 讲师 徐州工程学院 徐州工程学院 利用凝聚态物理中有关电子结构的方法对极紫外光刻光源的光谱产生机制进行了详细的研究。对重要发现1、2、3做出了主要学术贡献。是代表性论文1、2、6、8的共同作者。投入该项目研究的工作量占本人平时工作量的80%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Accurate multiconfiguration Dirac–Hartree–Fock calculations of transition probabilities for magnesium-like ions/Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer/ Feng Hu,Maofei Mei,Chong Han,Baiping Han,Gang Jiang,Jiamin Yang 2 Correlation effects for nl-n'l' transitions in nine isoelectronic sequences of silver ions, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer/ Feng Hu,Maofei Mei,Chong Han,Baiping Han,Gang Jiang,Jiamin Yang 3 Energies, fine structures, and transitions of the core-excited sextet states 6Se,o(n) and 6Pe,o(n) (n=1-5) of B-like ions/Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer/ Yan Sun, Dongdong Liu, Maofei Mei, Chunmei Zhang, Chong Han, Feng Hu, and Bingcong Gou 4 Energy levels and radiative transitions of the K-shell excited sextet states in boron-like sulfur ion/Canadian Journal of Physics/ Yan Sun, CuiCui Sang, KaiKai Li, XinYu Qian, Feng Hu, DongDong Liu, and BingCong Gou 5 The spectral lines of highly charged gold ions/Radiation Effects and Defects in Solids: Incorporating Plasma Science and Plasma Technology/ Feng Hu,Jiamin Yang,Jiyan Zhang,Gang Jiang 6 A K-shell model for laser-produced Al plasma/Radiation Effects and Defects in Solids: Incorporating Plasma Science and Plasma Technology/ Feng Hu,Chong Han,Maofei Mei,Jiamin Yang,Jiyan Zhang,Gang Jiang 7 Photon Statistical Properties of Single Terrylene Molecules in P-Terphenyl Crystals/Chinese physics letter/ Bai-Ping Han, Yujun Zheng, Feng Hu, Qiubo Fan 8 Time-averaged droplet size distribution in steady-state dropwise condensation/ International Journal of Heat and Mass Transfer / Maofei Mei, Feng Hu,Chong Han, Yanhai Cheng	自然奖	胡峰,孙言,韩百萍,梅茂飞,樊秋波,韩崇	徐州工程学院	江苏省教育厅
208	0801-101	消化道胶囊内窥镜天线的创新 项目名称 消化道胶囊内窥镜天线的创新 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 西交利物浦大学 项目简介 无线胶囊内窥镜是一种无创伤无痛检测技术，可用于观察与诊断人体肠胃和食道部位的健康状况，从而帮助医生对病人的准确诊断。胶囊内窥镜技术经历了若干年的发展历程，期间出现了许多优秀的研究成果，展现了深厚的发展潜力与巨大的发展价值。但是，当前的胶囊内窥镜还存在着图像分辨率低，电池供电不足，无法进行精确定位和运动控制等问题，极大地制约了胶囊内窥镜技术的临床应用。无线胶囊内窥镜进入人体后，将其传感器检测到的胃肠道图片信息转换成电信号经无线发射部件发送至体外。在载有这些信息的电磁波信号经由体内向体外的传播过程中，电磁波信号会和生物组织发生能量交换，主要是生物组织吸收电磁波能量，使之衰减。为了使胶囊内窥镜能够正常通信、精确定位胶囊内窥镜在胃肠道的位置以及对胶囊内窥镜进行无线供电，该项目研究了体内的无线通信，特别是超宽带信号在人体内电磁辐射的传播特性和可靠性。而且该项目已研发了一种适合用于人体小肠内的新型小尺寸高增益超宽带微带型天线，由于人体电介质特性对天线的影响，从而进一步研究了胶囊内窥镜进行无线通信的传输特性和定位原理。这两部分是这个项目亟需解决的关键问题，解决方案是由以下步骤来实现： 1）研发一对适合用于人体小肠内的新型超宽带微型天线。天线负责把无线胶囊内窥镜采集的数据辐射到体外，其性能的好坏关系到整个系统能否正常工作。无线胶囊内窥镜在人体胃肠道内工作，空间较为狭小，需要一个小尺寸的天线；而且人体生物组织器官较多，构成复杂，故研究天线在人体内的辐射效率、辐射特性等是非常困难的。因此，设计无线胶囊内窥镜天线，需要综合考虑人体组织器官引起的多径损失、人体生物组织对天线辐射的影响、天线尺寸较小等因素。该项目根据无线胶囊内窥镜的结构特点，设计研发了一对适合用于人体小肠内工作于350MHz至700MHz波段的小尺寸新型超宽带微型发射及接收天线，并分析该组天线在自由空间及人体模型中的信号传输特性。 2）随着胶囊内窥镜在肠胃道的移动，其位置是不断改变的，因此人体表面的接收天线放置位置极为关键。基于上述对发射接收天线组在人体模型中的信号传输特性，我们可以有效地为接收天线设置选择最佳的位置和适宜的数量。该项目设计的超宽带微型天线的性能和尺寸能完全满足无线胶囊内窥镜的实际应用要求，并为新一代的无线胶囊内窥镜的开展打下良好的基础。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 LIMENGGEE 教授 西交利物浦大学 西交利物浦大学 全面负责本项目的计划制订、研究工作的组织实施、项目的总体设计和数据分析以及实际应用性的可行性检验，具体包括：1、前期相关研究的文献收集、整理和概述；2、天线的理论分析和小型化天线设计的指导研究；3、对无线胶囊内视镜传输天线在人体小肠内的电磁场辐射传播特性研究；4、仿真结果的数据整理和分析；5、实验结果的验证工作，对设计出的天线进行仿真和测试的对比，并进行反复优化以获得最优结果；6、对项目的研究成果进行推广和发表。 2 王炤 副教授 西交利物浦大学 西交利物浦大学 全面指导研究胶囊天线的传播特性，建立胶囊天线和体外天线之间的通信信道，精确定位胶囊在人体肠胃内的位置，具体包括：1、建立胶囊天线与体外天线的位置模型；2、研究胶囊天线与体外天线的传输模型，利用高斯信号分析传输特性；3、根据数据结果分析的传输特性，确定所需的体外接收天线的个数和位置，以此达到对胶囊内窥镜的精确定位。 3 KaLokMan 教授 西交利物浦大学 西交利物浦大学 全面负责研究结果的数据分析和结果优化，具体包括：1、进行小型化天线的性能和尺寸的优化，对天线的性能进行分析并改进；2、建立体内天线和体外天线的通信信道模型，分析一组体内外天线的传输特性；3、针对天线所在的不同介质环境，对天线的性能进行理论分析指导。 4 MarkLeach 副教授 西交利物浦大学 西交利物浦大学 主要负责天线设计的可行性实验工作，具体包括：1、提出天线的实际应用要求，全面考虑天线的性能指标是否满足实际需求；2、体内体外天线通信信道的理论研究；3、模拟人体组织溶液的配制和调试，保证天线能在一个近似人体环境的状态下进行实际测试，确保测量结果的有效性。 5 王璟琛 其他 西交利物浦大学 西交利物浦大学 主要负责对发射天线和接收天线之间传输特性的仿真，具体包括：1、针对接收天线在人体表面不同位置，仿真接收天线与发射天线的传输结果；2、针对体内发射天线在人体肠胃内的不同位置，进行发射天线和接收天线的信道仿真；3、利用不同传输信号，进行发射天线和接收天线的信道仿真。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 UWB Antennas – Past and Present/ IAENG International Journal of Computer Science/E. G. Lim, Z. Wang, C. Lei, Y. Wang, K.L. Man, 2 State-of-art Power Line Communications Channel Modelling/ Procedia Computer Science/ W. Zhu, X. Zhu, E.G. Lim, Y. Huang 3 Wearable Textile Substrate Patch Antennas/ Engineering Letters/ E.G. Lim, Z. Wang, J. Wang, M. Leach, R. Zhou, C. Lei and K.L. Man 4 Review of the Wireless capsule transmitting and receiving antennas/ Wireless Communications and Networks - Recent Advances. Intech Open/ Zhao Wang, Eng Gee Lim, Tammam Tillo, Fang Zhou Yu 5 Medical Applications of Microwave Imaging,/ The Scientific World Journal/ W. Zhao, E.G. Lim, Y. Tang, and M. Leach 6 UWB planar Antennas for Wireless Capsule Endoscopy/ The 9th International Workshop on Antenna Technology (iWAT 2013)/ Jing Chen Wang, Eng Gee Lim, Zhao Wang, Yi Huang, Tammam Tillo, Meng Zhang, Rula Alrawashdeh 7 The UHF Band In-body Antennas for Wireless Capsule Endoscopy/ Engineering Letters/ E.G. Lim, J. Wang, Z. Wang, T. Tillo and K.L. Man 8 Parameter estimation of photovoltaic models via cuckoo search/ Journal of Applied Mathematics/ J Ma, TO Ting, KL Man, N Zhang, SU Guan, PWH WongWang, T. Tillo and K.L. Man	自然奖	LIMENGGEE,王炤,KaLokMan,MarkLeach,王璟琛	西交利物浦大学	江苏省教育厅
209	0862-101	不确定数据流聚类关键技术与应用 项目名称 不确定数据流聚类关键技术与应用 推荐/提名单位/人 江苏省教育厅 主要完成单位 江阴职业技术学院 项目简介 2012.7该团队申请的课题“不确定数据流聚类关键技术研究”获得了江苏省自然科学基金的资助（BK2012128），并于2016.12顺利通过验收结项。经过课题组三年多的研究，项目取得了预期的成果。近年来，许多领域中数据生成的随机性、测量的不准确性和数据汇总的不完备性，使得不确定性数据( uncertain data)广泛存在。面向不确定数据流的分析与挖掘给数据挖掘技术带来新的挑战。其中，聚类问题是数据挖掘中的重要任务，因此，对不确定数据流聚类已经成为当前研究的热点之一。该课题的研究内容：研究存在性不确定数据模型下的数据流聚类算法中聚类参数设定方法和标准，包括多维数据间的距离的合理定义、聚类中心点的确定、聚类特征统计向量的定义、聚类质量的衡量标准定义以及这些定义的合理性证明。研究在滑动窗口和衰减系数两种模式下，对不确定数据流进行聚类的算法，以挖掘任意形状的聚类，并给出相应快速、高效的查询算法，使之能够有效的降低算法的时空复杂度。对不确定数据流中的孤立点或异常点进行检测的方法进行系统的研究。以上问题的解决对于扩大不确定数据流聚类算法的应用范围有重要意义。项目取得了如下研究成果：1、给出了基于概率密度网格框架下的不确定数据流聚类方法框架、并给出了格结构的数学模型，网格合并机制以及参数设置方法和证明。2、给出了在网格结构和基于时间衰减模型下的聚类机制来挖掘任意形状聚类。引入时间衰减因子，并考虑元组的存在概率，计算格的特征向量来统计流数据的概要信息。在聚类过程中，通过计算概率中心距离来衡量两个相邻强格或中间格是否“足够靠近”，从而选择合并，进一步提高聚类质量。3、给出在滑动窗口模型下的不确定数据流聚类算法。算法的在线模块将数据流上到来的每个数据项映射到对应的网格，每个网格通过采样窗口机制来统计网格的概要信息，并采用链表队列存储采样窗口，提高处理效率。离线模块根据网格的概率密度划分网格类型，通过合并相邻网格进行聚类调整。聚类过程中定期对窗口中的过期网格进行清理，以保证聚类有效性。4、给出了网格结构下的异常点和孤立点的检测和删除机制。提出对弱格进行鉴别，区分孤立网格的有效方法，通过动态孤立网格的删除机制可以有效过滤噪音数据，降低算法的时空复杂度。5、将上述算法的理论成果应用到基于机器视觉的车辆套牌检测，视频检测机器人传感器网络，技防监控平台数据分析等领域，提高了不确定数据流上的聚类算法的效率和性能，并扩大了应用范围，取得了很好的应用和实用价值。已在相关领域发表论文19篇，其中SCI收录3篇，EI收录10篇，中文核心期刊5篇。与江阴市公安局等企事业单位合作，将研究成果应用到基于机器视觉的车牌检测，视频检测机器人传感器网络，技防监控平台数据分析等领域，申报实用新型专利2项，并获授权，并取得软件著作权8项，取得一定的社会和经济效益。获无锡市、江阴市、校级各级各类优秀学术论文奖7项次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 屠莉 副教授 江阴职业技术学院 江阴职业技术学院 在课题研究期间主要负责项目总体设计和算法研究。1、给出了基于概率密度网格框架下的不确定数据流聚类方法框架、并给出了格结构的数学模型，网格合并机制以及参数设置方法和证明。2、给出了在网格结构和基于时间衰减模型下的聚类机制来挖掘任意形状聚类。3、给出在滑动窗口模型下的不确定数据流聚类算法。4、研究了网格结构下的异常点和孤立点的检测和删除机制。发表论文9篇，其中SCI收录1篇，EI收录5篇，中文核心期刊3篇。获市、校等优秀学术论文奖7项次。指导研究生1人获硕士学位。取得软件著作权1项，获得了很好的应用效果，产生社会效益。 2 陈崚 教授 扬州大学 扬州大学 主要负责本项目的理论研究与算法设计，将聚类算法研究与智能优化、复杂网络等领域结合起来，在不确定网络数据流上进行聚类研究，并引入蚁群算法提高算法的性能。以第一作者或通讯作者发表论文8篇，其中SCI收录4篇，EI收录4篇。 3 包芳 教授 江阴职业技术学院 江阴职业技术学院 主要负责图像不确定数据流上的算法研究和验证，将本课题的研究与机器视觉，人脸识别等领域结合起来。通过在机器视觉领域不确定图像数据流上进行聚类和分类识别研究，取得了较好的研究成果，在核心期刊上发表论文1篇。 4 吴懋刚 副教授 江阴职业技术学院 江阴职业技术学院 主要负责应用实践，将算法研究和实际应用问题结合起来。通过与江阴市公安局等企事业单位合作，以横向课题为载体，将不确定数据流聚类的研究成果应用到智能交通领域的技防监控平台数据分析等领域，取得了很好的经济效益和社会效益。申请专利1项，获得软件著作权1项。 5 杨立志 讲师 江阴职业技术学院 江阴职业技术学院 主要负责本项目的应用实践，实证研究，将研究成果应用到基于机器视觉的车牌检测，视频检测机器人传感器网络等领域，发表论文3篇，其中EI收录1篇，核心期刊2篇，申报实用新型专利1项，并获授权，取得软件著作权2项。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Anti-modularity and Anti-community Detecting in Complex Networks，Information Science，Ling Chen, QIang Yu, Bolun Chen 2 Improving constrained clustering via swarm intelligence, Neurocomputing, Xiaohua Xu, Lin Lu, Ping He, ZhouJin Pan, Ling Chen 3 A link prediction algorithm based on ant colony optimization，Applied Intelligence，Bolun Chen，Ling Chen 4 Ant colony optimization applied to web service compositions in cloud computing， Computer and Electrical Engineering，Qiang Yu, Ling Chen, Bin Li 5 基于时间衰减模型的不确定数据流聚类算法，小型微型计算机系统，屠莉，吴懋刚，杨立志 6 A Density Grid-based Clustering Algorithm for Uncertain Data Streams，Proceedings of 2013 10th Web Information System and Application (WISA 2013)，Li Tu, Peng Cui, Keming Tang 7 一种基于蚁群优化的图像分类算法，计算机应用与软件，屠莉，杨立志 8 基于在线增量学习的实时人脸跟踪算法，计算机应用与软件，包芳，张炎凯，王士同	自然奖	屠莉,陈崚,包芳,吴懋刚,杨立志	江阴职业技术学院	江苏省教育厅
210	0893-101	若干新型低维超导体的发现 项目名称 若干新型低维超导体的发现 推荐/提名单位/人 浙江大学 主要完成单位 浙江大学 项目简介 超导电性作为一种宏观量子现象呈现多种奇异的物理效应，涉及深刻的物理机制，也有着广泛的高科技实际（潜在）应用。超导体的零电阻和完全抗磁特性，能用于极低损耗的直流输电，可制造超低能耗的超导强磁体（目前已经大规模地应用在诸如磁共振成像等医疗设备以及一些前沿科技领域中），也可以开发超导磁悬浮列车。利用超导体的约瑟夫森效应，可制造出灵敏度极高的超导量子干涉磁强计以及未来的量子计算核心元件。目前进入实际应用的超导材料大多数仍然是临界温度较低的传统超导体，其使用成本相对较高；而已有的铜氧化物高温超导材料难于加工成型，其应用也受到很大的限制；寻找可替代的实用高温超导材料乃至室温超导材料是科学家孜孜以求的目标。另一方面，非常规超导体的机理问题目前仍悬而未决，寻找新的非常规超导体系可提供新的研究平台，是解决该问题的重要途径。相对于大部分各向同性（或弱各向异性）晶态材料，具有强各向异性的（准）低维固态体系具有结构相对简单、涨落性强、可调性强等特点。现有的两类常压高温超导体—铜氧化物超导体和铁基超导体—均为准二维层状材料。因此，在（准）低维晶态体系中寻找新型超导材料是当今凝聚态物理以及其他相关学科中的重要研究课题。我们在国家自然科学基金系列项目、科技部973项目“新型量子功能体系的物性表征及其材料探索”以及教育部“长江学者和创新团队发展计划”的资助下，经过8余年的持续探索研究，发现了若干种新型低维超导体，包括：（1） 准一维铬基超导体A2Cr3As3 (A=K, Rb, Cs)，超导临界温度Tc = 2.2-6.1 K；（2） 以Ba2Ti2Fe2As4O (Tc = 21 K)和KCa2Fe4As4O2 (Tc = 33 K)为代表的交生（intergrowth）结构铁基高温超导体；（3） 铁基铁磁超导体AEuFe4As4 (A=Rb, Cs) (Tc ~ 35 K, 居里温度TC ~ 15 K);（4） 包含链结构的层状超导体Ta4Pd3Te16 (Tc = 4.6 K)；（5） 包含Eu混合价态的新型层状超导体EuBiS2F (Tc = 0.3 K)和Eu3Bi2S4F4 (Tc = 1.5 K)。这些超导新材料（尤其是准一维铬基超导体）的发现，丰富了超导家族谱系，提供了崭新的超导研究对象，为进一步认识非常规超导机理提供新的机遇。相关发现也得到国际同行的高度关注，一些国内外知名研究组进行了持续的跟踪研究。此外，本项目还发展了探索新型层状超导体的结构设计方法，为继续寻找超导新材料提供帮助。本项目发表SCI收录论文30余篇，代表作包括Phys. Rev. X 1篇、J. Am. Chem. Soc. 3篇、Phys. Rev. B 3篇和国内期刊Sci. China Mater. 1篇。这8篇代表作的SCI引用总数达到437次，SCI他引达到287次。相关研究成果在国际学术会议上做邀请报告10余次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 曹光旱 教授 浙江大学 浙江大学 本项目组成员包括两名在职教师（许祝安教授和本人）和本人的六名博士生（他们中五人已经毕业，另一名今年6月即将毕业）。作为本研究的主要负责人，本人提出项目的总体研究思路并负责具体研究方案的实施。在项目中，本人指导项目组研究生的各种具体研究工作，并与项目组成员一起，对实验数据进行分析、归纳和总结，负责学术论文的写作和发表。 2 许祝安 教授 浙江大学 浙江大学 本人带领本项目的负责人一起承担国家自然科学基金重大项目子课题（“新型非常规超导材料探索和机理研究”）和教育部长江学者和创新团队发展计划（“非常规超导电性和强关联电子体系”）。在项目的具体执行中，主要对样品的磁测量负责，取得了若干关键性实验数据，还参与相关学术论文的写作等过程。 3 鲍金科 其他 美国阿贡国家实验室博士后 浙江大学 本人是项目负责人的博士生，2015年10月毕业。作为准一维铬基超导体的主要发现者，本人在K-Cr-As体系观察到超导迹象后，成功地获得高质量K2Cr3As3单相多晶样品和单晶样品，解析出其晶体结构，并克服了样品稳定性等困难，获得良好的实验数据，最终合作完成了高质量研究论文（Phys. Rev. X 5, 011013 (2015)）。 4 孙云蕾 副教授 浙江大学城市学院 浙江大学 本人是项目负责人的博士生，2015年6月毕业。作为“自掺杂”新型铁基超导体Ba2Ti2Fe2As4O的主要发现者，本人的主要学术贡献表现在：样品的设计与大量合成探索，成功地获得高质量单相多晶样品和单晶样品，解析出其晶体结构，并合作完成了高质量研究论文（J. Am. Chem. Soc. 134, 12893 (2012)）。 5 王志成 其他 博士在读 浙江大学 本人是项目负责人的博士生，预期在2019年6月毕业。作为“12442型”铁基高温超导体家族的主要发现者，本人的主要学术贡献表现在：样品的设计与大量合成探索，成功地获得12442体系高质量单相多晶样品和单晶样品，解析出其晶体结构，获得其大块超导电性的实验证据，并合作完成了高质量研究论文（J. Am. Chem. Soc. 138, 7856 (2016)等）。 6 焦文鹤 副教授 浙江科技学院 浙江大学 本人是项目负责人的博士生，2014年6月毕业。本人经过文献调研，注意到Ta4Pd3Te16是可能的超导体。此后成功地制备出高质量单晶样品，获得了其大块超导电性的实验证据，合作完成了高质量研究论文（J. Am. Chem. Soc. 136, 1284-1287 (2014)）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Superconductivity in Quasi-One-Dimensional K2Cr3As3 with Significant Electron Correlations/Phys. Rev. X/J. K. Bao et al., 2 Superconductivity in KCa2Fe4As4F2 with Separate Double Fe2As2 Layers/J. Am. Chem. Soc./Zhi-Cheng Wang et al., 3 Superconductivity in a Layered Ta4Pd3Te16 with PdTe2 Chains/J. Am. Chem. Soc./Wen-He Jiao et al., 4 A New Superconductor Containing Fe2As2 Layers and Ti2O Sheets/J. Am. Chem. Soc./Yun-Lei Sun 5 Unconventional superconductivity in quasi-one-dimensional Rb2Cr3As3/Phys. Rev. B/Zhang-Tu Tang et al., 6 Possible charge-density wave, superconductivity, and f-electron valence instability in EuBiS2F/Phys. Rev. B/Hui-Fei Zhai et al., 7 Superconductivity and ferromagnetism in hole-doped RbEuFe4As4/Phys. Rev. B/Yi Liu et al., 8 Superconductivity in quasi-one-dimensional Cs2Cr3As3 with large interchain distance/Sci. China Mater. /Zhang-Tu Tang et al.,	自然奖	曹光旱,许祝安,鲍金科,孙云蕾,王志成,焦文鹤	浙江大学	浙江大学
211	0893-103	电动汽车广泛随机接入的电力系统规划与运行研究 项目名称 电动汽车广泛随机接入的电力系统规划与运行研究 推荐/提名单位/人 浙江大学 主要完成单位 浙江大学,深圳大学,国网电力科学研究院有限公司 项目简介 项目来源于国家重点基础研究发展计划（973计划）、多个国家自然科学基金等项目。未来可入网电动汽车的规模化应用，将对电力系统规划与运行层面的现有理论和方法提出新的挑战。大量电动汽车的无序充电行为有可能给电力系统的安全与经济运行带来显著的负面影响。因此，研究电动汽车广泛随机接入的电力系统规划与运行优化具有非常重要的的理论和实际意义。项目以电动汽车广泛随机接入的电力系统规划与运行优化问题研究为核心，探索确保电动汽车广泛随机接入后电力系统规划与运行的安全可靠性、经济性的新模型和新方法。研究主要包括三个方面的内容：电动汽车充电站的选址规划、电动汽车广泛随机接入的电力系统扩展规划、电动汽车广泛随机接入的电力系统优化运行。项目研究的创新点为：1、计及多因素的电动汽车充电站选址规划建模。提出了计及地理因素和服务半径的电动汽车充电站选址规划模型，获得了综合考虑多种因素的电动汽车充电站选址的最优方案；构建了配电系统和交通系统的耦合模型，发展了考虑交通约束和电池容量约束的电动汽车充电站多目标选址优化模型与方法，确保了电动汽车充电站的服务能力。2、电动汽车广泛随机接入的电力系统扩展规划建模。构建了配电系统与电动汽车充电网络的联合规划模型，实现了配电系统扩展规划与电动汽车充电网络建设的协调；构建了计及规划水平年常规负荷发展水平、电动汽车保有量、有序充电策略能否顺利实施等不确定因素的配电系统规划场景，提出了考虑电动汽车广泛接入的计及适应成本的配电系统灵活规划策略，实现了配电系统的韧性规划；提出了考虑电动汽车和储能装置辅助作用的电力系统恢复规划方案的多目标优化模型与方法，获得了电力系统恢复规划的最优方案。3、电动汽车广泛随机接入的电力系统运行的框架设计与优化建模。构建了计及电动汽车和风电出力不确定性的电力系统经济调度模型，获得了电动汽车广泛随机接入的电力系统运行最优方案；构筑了对电动汽车进行分层分区调度的框架，提出了对电动汽车充放电行为进行优化调度的双层优化模型，获得了电动汽车广泛随机接入电力系统时运行优化模型的“高效求解”方法；提出了计及电动汽车充放电及可再生能源出力不确定性的电动汽车随机优化调度模型，对不确定性因素进行了合理而有效的处理。研究形成的计及电动汽车广泛随机接入的电力系统规划与运行优化的新模型和新方法能够提高电力系统规划与运行的的安全性、可靠性和经济性。项目已发表60余篇论文，其中20余篇被SCI收录，且8篇代表作的SCI他引次数为384次，他引总次数为590次。其中入选"ESI（Essential Science Indicators）高被引论文1篇，入选"领跑者5000--中国精品科技期刊顶尖学术论文"（简称F5000）5篇，入选Google Scholar (谷歌学术) 2009-2013年期间H5指数论文1篇；获国家发明专利5项。开发的电动汽车充电设施规划方法和软件已经在杭州、广州和金华得到应用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 文福拴 教授 浙江大学 浙江大学 项目主要负责人之一，对主要科学发现点1、2、3均做出了贡献，主要贡献为计及多因素的电动汽车充电站选址规划建模、电动汽车广泛随机接入的电力系统扩展规划建模、电动汽车广泛随机接入的电力系统运行的框架设计与优化建模的研究，在代表性论文1、2、4、5、6、7和8中为通讯作者，分别位列第2、2、3、3、3、3和4位；并参与代表性论文3的工作，位列第3位。 2 赵俊华 副教授 香港中文大学（深圳） 香港中文大学（深圳） 项目主要参与人之一，对主要科学发现点1、2、3均做出了贡献，主要贡献为计及多因素的电动汽车充电站选址规划建模、电动汽车广泛随机接入的电力系统扩展规划建模、电动汽车广泛随机接入的电力系统运行的框架设计与优化建模的研究，在代表性论文2、4、5、6中为作者，分别位列第1、2、2、2位。 3 林振智 副教授 浙江大学 浙江大学 项目主要参与人之一，对主要科学发现点2做出了贡献，主要贡献为电动汽车广泛随机接入的电力系统扩展规划建模的研究、软件实现和成果的推广应用，参与代表性论文8的工作，位列第3位。 4 王贵斌 副研究员 深圳大学 深圳大学 项目主要参与人之一，对主要科学发现点1、3均做出了贡献，主要贡献为计及多因素的电动汽车充电站选址规划建模、电动汽车广泛随机接入的电力系统运行的框架设计与优化建模的研究，在代表性论文3中为通讯作者，并位列第1位；并在代表性论文6的工作中，位列第1位。 5 薛禹胜 教授级高工 国网电力科学研究院有限公司 国网电力科学研究院有限公司 项目主要参与人之一，对重要科学发现点2、3均做出了贡献，主要贡献为电动汽车广泛随机接入的电力系统扩展规划建模、电动汽车广泛随机接入的电力系统运行的框架设计与优化建模的研究，参与代表性论文2、4、5、6、7、8的研究工作，分别位列第4、4、5、4、5、5位。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Scenario-based comprehensive expansion planning for distribution systems considering integration of plug-in electric vehicles / IEEE Transactions on Power Systems / Weifeng Yao, C. Y. Chung, Fushuan Wen, Mingwen Qin, Yusheng Xue. 2 Multi-objective restoration optimization of power systems with battery energy storage systems / IET Generation, Transmission and Distribution / Weijia Liu, Lei Sun, Zhenzhi Lin, Fushuan Wen, Yusheng Xue. 3 Dispatch strategy of PHEVs to mitigate selected patterns of seasonally varying outputs from renewable generation / IEEE Transactions on Smart Grid / Guibin Wang, Junhua Zhao, Fushuan Wen, Yusheng Xue, Gerard Ledwich. 4 Optimal planning of electric-vehicle charging stations in distribution systems/ IEEE Transactions on Power Delivery/ Zhipeng Liu, Fushuan Wen, Gerard Ledwich. 5 Optimal dispatch of electric vehicles and wind power using enhanced particle swarm optimization / IEEE Transactions on Industrial Informatics / Junhua Zhao, Fushuan Wen, Zhaoyang Dong, Yusheng Xue, Kit-po Wong. 6 Traffic-constrained multiobjective planning of electric-vehicle charging stations / IEEE Transactions on Power Delivery / Guibin Wang, Zhao Xu, Fushuan Wen, Kitpo Wong. 7 A hierarchical decomposition approach for coordinated dispatch of plug-in electric vehicles / IEEE Transactions on Power Systems / Weifeng Yao, Junhua Zhao, Fushuan Wen, Yusheng Xue, Gerard Ledwich. 8 A multi-objective collaborative planning strategy for integrated power distribution and electric vehicle charging systems / IEEE Transactions on Power Systems / Weifeng Yao, Junhua Zhao, Fushuan Wen, Zhaoyang Dong, Yusheng Xue, Yan Xu, and Ke Meng.	自然奖	文福拴,赵俊华,林振智,王贵斌,薛禹胜	浙江大学,深圳大学,国网电力科学研究院有限公司	浙江大学
212	0893-109	多维度智能感知的基础理论与方法 项目名称 多维度智能感知的基础理论与方法 推荐/提名单位/人 浙江大学 主要完成单位 浙江大学 项目简介 近年来物联网、信息物理融合系统等网络系统迅猛发展并在工业、交通等领域广泛应用，成为当前我国科技发展战略的重要内容。作为网络系统的核心前端，网络化感知是实现对物理对象实时、全面量测与高效、可靠调控的前提与基础。感知需求的多样化及环境的复杂动态性，使网络化感知在感知模型、感知对象、应用场景等维度面临模型失效、关联失准、资源失配等重大挑战。因此，深入系统研究与发展多维度智能感知理论与方法，协调感知资源与感知性能之间的矛盾，是解决上述挑战的有效途径。 项目组在国家基金委等项目资助下，在多模态感知的统一表达、多尺度感知的内在关联、分布式自主智能感知机制三方面取得了新突破，开辟了该方向研究的新思路。主要学术贡献如下： （1）刻画不同感知模态下高能效网络化感知问题的差异特征，利用保凸运算等对问题进行转化归约，实现了网络化多模态感知问题的统一表达，揭示了该问题的复杂性本质；给出了直线型、曲线型和区域型网络化感知下传感器最优/近似最优的部署条件，建立了通用的传感器部署方法。 （2）揭示了高能效线型网络化感知中检测概率最小路径与感知节点的空间几何关系，构建了包含所有局部检测概率最小路径集合的维诺图，极大降低了决策空间搜寻的复杂度；发掘感知模型的空间连续性和几何特性，解析刻画了物理空间临近两点感知质量的内在关系，设计了点-线-面网络化感知问题转化归约方法，揭示了三类问题之间的本质关联性。 （3）量化网络化感知质量与应用性能之间的权衡关系，建立了融合感知质量要求和应用特性的分布式全局协同优化框架；揭示了事件监测应用中感知质量与感知时间的非线性函数关系，设计了传感器周期协同调度与动态协同感知机制，构建了全局分布式协同优化新方法，推动了网络化感知在多个领域的应用。 本项目出版英文专著1部，在主要期刊和会议上发表论文23篇，谷歌学术总引用1736次。8篇代表性论著SCI他引587次，引文包括160余篇ACM/IEEE汇刊论文，获得英国、加拿大、瑞典等国家工程院院士及ACM/IEEE Fellow 70余位知名学者的高度正面评价；其中5篇论文进入ESI前1%高被引，1篇论文获得IEEE通信学会亚太区杰出论文奖。第一完成人2015年受聘教育部长江学者奖励计划特聘教授，入选IEEE Fellow、IEEE VTS Distinguished Lecturer、2014-2018年爱思唯尔中国高被引学者。项目组成员1人受聘教育部长江学者奖励计划青年学者，2人入选中组部“青年千人”计划，3人获IEEE通信学会亚太区杰出青年研究学者奖，2人获教育部霍英东青年教师奖，1人获CAA青年科学家奖；应邀共担任信息科学与工程领域6本ACM/IEEE汇刊编委。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈积明 教授 浙江大学 浙江大学 本项目负责人，针对多维度智能感知问题，得到了多模态感知模型下网络覆盖问题的统一表达，发现了概率感知模型下栅栏覆盖到点覆盖问题的归约方法，设计了能量有效的区域陷阱覆盖算法，是全部8篇代表性论著的主要作者。对主要科学发现1、2、3均做出重要贡献。对该项研究的工作量占本人工作总量的70%。 2 贺诗波 研究员 浙江大学 浙江大学 本项目技术骨干，建立了异构感知模型下感知节点的通用栅栏覆盖部署算法，发现了点-线-面覆盖问题之间的本质关联性，构建了利用应用特性和感知节点移动能力来提高网络覆盖性能的机制，是代表性论著[2-7]的主要作者。对主要科学发现1、2、3 做出贡献。对该项研究的工作量占本人工作总量的60%。 3 程鹏 教授 浙江大学 浙江大学 本项目技术骨干，揭示了网络覆盖性能与感知节点的移动能力、调度方案等的内在关系，得到了最优覆盖性能的系统参数配置方法，设计了感知节点局部协同算法。是代表性论著[5]的主要作者。对主要科学发现2做出重要贡献，对该项研究的工作量占本人工作总量的50%。 4 邓瑞龙 研究员 浙江大学 浙江大学 本项目技术骨干，将网络化感知成果应用到智能电网领域，提出了频谱感知与信道切换技术，证明了存在唯一的最优频谱感知时间以达到最佳感知-控制性能权衡，是代表性论著[7]的主要作者。对主要科学发现3做出重要贡献，对该项研究的工作量占本人工作总量的40%。 5 张永敏 其他 浙江大学 浙江大学 本项目技术骨干，深入研究分布式自主智能感知机制，提出了最佳的能量管理策略，设计了涵盖物理层功率分配、网络层路由选择、传输层拥塞控制的一体化动态数据感知与传输性能全局协同优化方法。是代表性论著[8]的主要作者，对主要科学发现3做出重要贡献，对该项研究的工作量占本人工作总量的40%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Trapping Mobile Targets in Wireless Sensor Networks: An Energy-Efficient Perspective/IEEE Transactions on Vehicular Technology/Jiming Chen, Junkun Li, Ten H. Lai 2 Energy Provisioning in Wireless Rechargeable Sensor Networks/IEEE Transactions on Mobile Computing/Shibo He, Jiming Chen, Fachang Jiang, David K. Y. Yau, Guoliang Xing, Youxian Sun 3 Optimal Scheduling for Quality of Monitoring in Wireless Rechargeable Sensor Networks/IEEE Transactions on Wireless Communications/Peng Cheng, Shibo He, Fachang Jiang, Yu Gu, and Jiming Chen 4 Energy-Efficient Probabilistic Area Coverage in Wireless Sensor Networks/IEEE Transactions on Vehicular Technology/Qianqian Yang, Shibo He, Junkun Li, Jiming Chen, Youxian Sun 5 Full-View Area Coverage in Camera Sensor Networks: Dimension Reduction and Near-Optimal Solutions/IEEE Transactions on Vehicular Technology/Shibo He, Dong-Hoon Shin, Junshan Zhang, Jiming Chen, Youxian Sun 6 Mobility and Intruder Prior Information Improving the Barrier Coverage of Sparse Sensor Networks/IEEE Transactions on Mobile Computing/Shibo He, Jiming Chen, Xu Li, Xuemin (Sherman) Shen, Youxian Sun 7 Sensing-Performance Tradeoff in Cognitive Radio Enabled Smart Grid/IEEE Transactions on Smart Grid/Ruilong Deng, Jiming Chen, Xianghui Cao, Yan Zhang, Sabita Maharjan, Stein Gjessing 8 Data Gathering Optimization by Dynamic Sensing and Routing in Rechargeable Sensor Networks/IEEE/ACM Transactions on Networking/Yongmin Zhang, Shibo He, Jiming Chen	自然奖	陈积明,贺诗波,程鹏,邓瑞龙,张永敏	浙江大学	浙江大学
213	0893-112	新型DNA损伤响应通路及其调控机制 项目名称 新型DNA损伤响应通路及其调控机制 推荐/提名单位/人 浙江大学 主要完成单位 浙江大学,中国农业科学院生物技术研究所 项目简介 生物体基因组DNA时刻经历损伤事件并导致基因组不稳定性，研究生物体DNA损伤响应与修复机制对阐明生物体维持基因组稳定性及其与细胞突变、衰老、疾病发生的关系极为重要。DNA损伤响应修复机制一直属于国际上前沿科学研究领域，但仍有许多关键的问题亟待解决，如生物体是否存在新型DNA损伤响应通路、DNA损伤响应的关键因子、DNA修复的精细调控机制等；因普通生物体对DNA损伤剂敏感而难以作为研究严重DNA损伤响应和修复模型，成为制约DNA损伤响应与修复机制研究的难题。本项目以极端耐辐射球菌为模式生物研究DNA损伤响应机制，经过十几年探索，取得如下原创性科学成果：1．发现了PprI-DdrO介导的DNA损伤响应调控新通路。率先发现一个显著贡献于耐辐射球菌极端胁迫抗性的全局性调控因子PprI（Inducer of Pleiotropic Proteins Promoting DNA Repair，也称IrrE）， 首次提出了DNA损伤响应“开关”基因的概念，PprI作为一种新型蛋白酶，特异性切割新型转录阻遏蛋白DdrO（DNA Damage Response Protein O）。DdrO通过特异性结合含辐射/干燥响应元件“RDRM”位点，抑制基因的转录表达。揭示了PprI-DdrO在细菌历经极端胁迫时的作用关系及其介导的高效DNA损伤响应修复新通路，突破了原有的DNA损伤响应调控的经典SOS途径，提出了PprI-DdrO新通路调控下游基因转录的新机制。 2. 揭示了一批与PprI-DdrO新通路相关的重要功能基因及其作用机制。发现了受PprI-DdrO调控的DrRRA、DdrB、OxyR、RecJ、RNase？J等重要功能蛋白。由此构建了在细胞响应不同阶段的基因功能网络系统及其共同抵御外界胁迫的作用机制，提出细胞抗氧化防御与DNA损伤修复密切相关的理论。3. 创建了PprI作为调控元件增强微生物和植物多种胁迫抗性的新技术。将基因pprI导入到其他模式微生物和作物中，能显著增强其渗透压（高盐）和高温等胁迫抗性，由此首次创制了pprI 转基因的玉米和油菜等新型抗逆作物，呈现出广阔的应用前景。项目研究成果在国际权威期刊Nucl Acids Res、Mol Cell Proteomics、eLife、Mol Microbiol等发表SCI收录论文103篇，8篇代表性论文篇均影响因子6.18，有关论文被美国癌症研究所、英国伦敦大学学院、法国巴黎第十大学等机构发表的Cell等SCI论文他引共1575次；8篇代表性论文他引303次，单篇最高他引94次；权威的美国癌症研究所所刊（J Natl Can Inst）以编辑社论（Editorial）全文高度评价了本项目成果“解开了40多年来耐辐射球菌的抗辐射之谜，为理解特殊DNA修复机制迈开了关键的第一步”；相关成果论文被F1000推荐阅读；组织了香山科学会议和多次国际会议；获授权发明专利12项；培养了教育部“长江学者”、国家杰出青年基金获得者、973计划项目首席科学家、新世纪百千万人才工程等高端人才。本项目揭示了新型DNA损伤响应通路及其调控机制，为人类利用极端微生物特有基因资源奠定了重要的理论和应用基础。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 华跃进 教授 浙江大学 浙江大学 本项目科研思想的提出者和主要技术路线的设计者。发现并鉴定了显著贡献于耐辐射球菌极端抗性的全局性调控因子——PprI，提出该细菌中存在着一条特色高效的应激修复响应系统，并率领项目组成员确定了该新基因产物是一种新型蛋白酶，能特异性切割新型转录阻遏蛋白DdrO，介导了一条不同于经典SOS途径的DNA损伤响应调控新通路。是代表性论文1、2、3、4、5、6、8的通讯作者，获得发明专利8项，见附件授权专利和代表性论文证明。 2 林敏 研究员 中国农业科学院生物技术研究所 中国农业科学院生物技术研究所 为本项目科研思想的提出者和主要技术路线的设计者之一，对耐辐射球菌全局调控蛋白PprI（IrrE）在提高微生物和农作物耐盐性中的研究，尤其在农作物抗逆性改良中的应用研究有重要贡献。是代表性论文7的通讯作者，获得发明专利4项，见附件授权专利和代表性论文证明。 3 田兵 教授 浙江大学 浙江大学 为本项目科研思想的提出者和主要技术路线的设计者之一，并发现一类结构特异的四萜类化合物参与该途径相关的抗氧化作用，作为研究工作的指导者和主要完成人首先阐明了其合成机制。代表性论文4篇，是论文6的第一作者,见附件授权专利和代表性论文证明。 4 王劲 研究员 中国农业科学院生物技术研究所 中国农业科学院生物技术研究所 本人对本项目主要学术贡献是对耐辐射球菌全局调控蛋白PprI（IrrE）在提高微生物和农作物耐盐、抗逆性的重要功能进行研究，尤其对PprI在作物抗逆性提高机制研究有重要贡献。是论文7的共同第一作者，获得发明专利3项，见附件授权专利和代表性论文证明。 5 王梁燕 副高级 浙江大学 浙江大学 本人对本项目主要学术贡献是具体引导发现了pprI新基因产物是一种新型蛋白酶，能特异性切割新型转录阻遏蛋白DdrO，并鉴定了一个与极端抗性相关的反应调节蛋白DrRRA，且作为研究工作的指导者和主要完成人首先阐明了DrRRA的体内作用机制，以及与PprI蛋白的相互关系。代表性论文4篇，是论文8的第一作者，获得发明专利3项，见附件授权专利和代表性论文证明。 6 周正富 副研究员 中国农业科学院生物技术研究所 中国农业科学院生物技术研究所 本人对本项目主要学术贡献是开展了耐辐射球菌全局调控蛋白PprI（IrrE）在提高微生物和农作物耐盐、抗逆性重要功能的生物学机制研究，对PprI在农作物抗逆性改良应用研究有重要贡献。是代表性论文7的第二作者，获得授权专利4项，见附件授权专利和代表性论文证明。 7 陆辉明 其他 UT Southwestern Medical Center 浙江大学 本人对本项目主要学术贡献是具体实验发现PprI蛋白介导一条不同于经典SOS途径的高效的急损伤响应调控新通路，调控了包括胁迫响应途径、转录翻译途径、能量和物质代谢途径、抗氧化途径等在内的200多个下游基因的转录，构成一个DNA损伤响应和细胞生存新通路。代表性论文2篇，是论文1的第一作者，获得发明专利1项，见附件授权专利和代表性论文证明。 8 陈明 研究员 中国农业科学院生物技术研究所 中国农业科学院生物技术研究所 本人对本项目主要学术贡献是发现耐辐射球菌全局调控蛋白PprI（IrrE）在提高农作物耐盐性中的重要作用，为科研思想的提出者和主要技术路线的设计者之一。是代表性论文7的共同通讯作者，获得发明专利4项，见附件授权专利和代表性论文证明。 9 赵烨 教授 浙江大学 浙江大学 对PprI介导新型DNA损伤响应途径所调控的重要蛋白RNase J进行了结构和功能的研究，揭示了该蛋白参与RNA成熟的作用机理及其活性转换机制，并为细胞内高浓度锰离子调控核酸代谢相关酶的活性提供了直接证据。代表性论文3篇，是论文2的第一作者。 10 张维 研究员 中国农业科学院生物技术研究所 中国农业科学院生物技术研究所 本人对本项目主要学术贡献是开展了耐辐射球菌全局调控蛋白PprI（IrrE）在提高细胞耐盐、抗逆性重要功能的生物学机制研究，是该项目的任务实施的主要完成人之一。是代表性论文7的第四作者，获得发明专利4项，见附件授权专利和代表性论文证明。 11 高冠军 教授 上海科技大学 浙江大学 本人对本项目主要学术贡献是对全局性基调控因子—PprI蛋白的体内外功能进行了详细分析，发现蛋白调控了包括胁迫响应途径、转录翻译途径、能量和物质代谢途径、抗氧化途径等在内的200多个下游基因的转录，构成一个DNA损伤响应和细胞生存新通路。代表性论文2篇，获得发明专利1项，见附件授权专利和代表性论文证明。 12 王云光 助理研究员 杭州真核生物科技有限公司 浙江大学 本人对本项目主要学术贡献是发现了PprI蛋白是一种新型蛋白酶，能特异性切割新型转录阻遏蛋白DdrO。DdrO能特异性结合含“RDRM”位点的基因，并抑制含这些基因的转录表达，揭示了PprI-DdrO信号通路在细菌历经极端胁迫时的作用关系。代表性论文1篇，是论文5的第一作者，获得发明专利3项，见附件授权专利和代表性论文证明。 13 程凯莹 其他 英国帝国理工学院 浙江大学 本人对本项目主要学术贡献是对受PprI介导的新型损伤响应新通路调控的重要特色蛋白Rec？J进行了功能分析和结构解析，完美地演绎完美地演绎了RecJ，SSB和RecQ三者参与的RecFOR系统对任何形式DNA末端切割的过程。代表性论文1篇，是论文3的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Deinococcus radiodurans PprI Switches on DNA Damage Response and Cellular Survival Networks after Radiation Damage. /MOLECULAR & CELLULAR PROTEOMICS/Lu, Huiming; Gao, Guanjun; Xu, Guangzhi; Fan, Lu; Yin, Longfei; Shen, Binghui;？Hua, Yuejin. 2 Structural insights into catalysis and dimerization enhanced exonuclease activity of RNase J/ NUCLEIC ACIDS RESEARCH/ Zhao, Ye; Lu, Meihua; Zhang, Hui; Hu, Jing; Zhou, Congli; Xu, Qiang; Shah, Amir Miraj Ul Hussain; Xu, Hong; Wang, Liangyan;？Hua, Yuejin. 3 Structural basis for DNA 5 '-end resection by RecJ./ ELIFE/Cheng, Kaiying; Xu, Hong; Chen, Xuanyi; Wang, Liangyan; Tian, Bing; Zhao, Ye;？Hua, Yuejin. 4 PprI: a general switch responsible for extreme radioresistance of Deinococcus radiodurans/BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS/ Hua, YJ; Narumi, I; Gao, GJ; Tian, B; Satoh, K; Kitayama, S; Shen, BH. 5 Protease Activity of PprI Facilitates DNA Damage Response: Mn(2+)-Dependence and Substrate Sequence-Specificity of the Proteolytic Reaction/PLOS ONE/Wang, Yunguang; Xu, Qiang; Lu, Huiming; Lin, Lin; Wang, Liangyan; Xu, Hong; Cui, Xianyan; Zhang, Hui; Li, Tingting;？Hua, Yuejin. 6 Carotenoid biosynthesis in extremophilic Deinococcus-Thermus bacteria/ TRENDS IN MICROBIOLOGY/ Tian, Bing;Hua, Yuejin. 7 IrrE, a global regulator of extreme radiation resistance in Deinococcus radiodurans, enhances salt tolerance in Escherichia coli and Brassica napus/PLOS ONE/ Pan, Jie; Wang, Jin; Zhou, Zhengfu; Yan,Yongliang; Zhang, Wei; Lu, Wei; Ping, Shuzhen; Dai, Qilin; Yuan, Menglong; Feng, Bin; Hou, Xiaoguang; Zhang, Ying; Ma, Ruiqiang; Liu, Tingting; Feng, Lu; Wang, Lei; Chen, Ming; Lin, Min. 8 DrRRA: a novel response regulator essential for the extreme radioresistance of Deinococcus radiodurans/ MOLECULAR MICROBIOLOGY/ Wang, Liangyan; ？Xu, Guangzhi; Chen, Huan; Zhao, Ye; Xu, Nan; Tian, Bing;？Hua, Yuejin.	自然奖	华跃进,林敏,田兵,王劲,王梁燕,周正富,陆辉明,陈明,赵烨,张维,高冠军,王云光,程凯莹	浙江大学,中国农业科学院生物技术研究所	浙江大学
214	0893-113	离子型谷氨酸受体膜运输调控的分子机制、突触功能及生理病理联系 项目名称 离子型谷氨酸受体膜运输调控的分子机制、突触功能及生理病理联系 推荐/提名单位/人 浙江大学 主要完成单位 浙江大学,南京医科大学 项目简介 离子型谷氨酸受体（iGluRs）是中枢神经系统最重要的兴奋性递质受体。位于突触的iGluR数量和亚型组成直接调控兴奋性突触的传递效能和可塑性，进而影响神经环路功能及学习记忆等生理过程；相反，突触iGluR数量及组成异常则是多种神经精神疾病的重要突触病理机制。然而，决定突触iGluR数量和亚型组成的受体膜运输机制、突触功能及在生理病理过程中的作用尚未阐明。 本项目在2003-2015年期间，采用分子生物学、细胞生物学、生物化学、电生理记录及行为学等多种技术和方法，系统深入地研究了iGluR亚型NMDA受体和AMPA受体的亚基装配、膜运输及其调控的分子机制，并阐明与突触可塑性及生理病理过程的联系，获得了一系列重要的发现。主要科学发现概括如下：（1）揭示了GluN2A-NMDA受体亚型经非经典膜转运途径选择性表达于突触的全新分子机制及功能：发现GluN2A亚基与内质网伴侣蛋白Bip具有特异性相互作用，位于树突的这种结合态的GluN2A在神经元活动时与Bip分离并参与新GluN2A-NMDA受体的装配并转运至突触，干扰二者的结合会损害突触可塑性及条件性恐惧记忆的形成；（2）揭示了AMPA受体和NMDA受体膜转运调控突触可塑性及方向的新机制：首次发现PKCλ是LTP表达阶段直接作用于AMPA受体造成其转运上膜的关键激酶；发现活动依赖的NMDA受体GluN2A/GluN2B的比值能调节LTP/LTD诱导的阈值，进而影响AMPA受体在突触后膜转运的方向。（3）揭示了NMDA受体和AMPA受体介导的细胞内信号途径的新机制及功能：首次发现突触NMDA受体活动能征募接头蛋白APPL1于受体复合物，进而激活下游AKT信号通路起到神经元保护作用，揭示了一种NMDA受体与下游信号偶联的新机制及功能；发现岛叶皮层AMPA受体功能改变通过AC1/cAMP/PKA信号通路介导了痛觉中枢敏化和慢性病理痛；（4）系统揭示了NMDA受体亚基装配的分子机制：首次采用FRET技术在活细胞内揭示NMDA受体“二聚体二聚化”的亚基装配过程，发现GluN2亚基C末端近膜区域是克服GluN1亚基C末段ER滞留信号作用实现NMDA受体装配的关键区域；发现决定NMDA受体亚基同/异二聚体装配的关键功能域；还揭示了GluN2B亚基C末端1070Y与Fyn互作的酪氨酸磷酸化调控NMDA受体的表达的新机制； 以上是12年期间本项目组聚焦关键科学问题深入研究获得的系列成果，多角度深化和拓展了对iGluR膜运输分子机制及其功能的认识，具有重要的理论意义和潜在的应用价值，受到国内外同行广泛关注和正面评价，产生较大的学术影响力。该项目8篇代表性论文发表在国际专业权威期刊Cell Res、EMBO J、J Neurosci、JBC上，至今已被引用558次，其中他引321次；项目组总共发表与该成果相关论文69篇，被引1652次，其中3篇与发现2、4密切相关的论文也列出供参考；引用论文的期刊包括Nat Rev Neurosci、Pharmacol Rev、J Neurosci、J Biol Chem等。第一完成人罗建红主讲了生物科学和临床医学本科的神经生物学课程，获得国家教学成果二等奖和浙江省教学成果一等奖1项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 罗建红 教授 浙江大学 浙江大学 是该系列研究成果的最主要贡献者，是该学术团队的带头人，支撑该项目研究主要科研基金的负责人，8篇代表性论文中5篇论文的通讯作者，负责确定研究方向、指导实验研究、撰写修改论文等。 2 陆巍 教授 东南大学 南京医科大学 首次发现PKCλ是LTP发生时直接磷酸化AMPA受体导致其膜转运的关键激酶，并揭示NMDA受体的GluN2亚基功能构成在调节LTP域值中的作用及机制。LTP 是研究突触可塑性及学习记忆的重要细胞模型，其关键分子机制是活动依赖的AMPA受体膜转运，但仍不清楚可塑性发生时是何种分子直接作用于AMPA受体导致其上膜。我们发现PKCλ是执行这一功能的关键激酶。PKCλ选择性地在LTP早期表达阶段起作用，被上游分子激活后能借助p62蛋白的帮助，招募AMPA受体GluA1亚单位结合至p62蛋白上而直接磷酸化GluA1，促使AMPA受体上膜。另外，关于NMDA受体GluN2亚单位在LTP及LTD中的作用存在广泛争论。我们的研究结果提示GluN2A及GluN2B 介导电流的比值是双向调节LTP/LTD产生阈值 3 邱爽 教授 浙江大学 浙江大学 本人为该团队学术骨干，负责所承担课题设计、组织实施，首次利用荧光共振能量转移技术在活细胞内分析了NMDA受体亚单位的装配，证实其二聚体的二聚化装配方式；首次在NMDA受体的N末端鉴定出决定ER质控的功能域，为理解NMDA受体的装配提供新的思路；证实APPL是偶联NMDA受体与下游AKT信号通路的核心骨架蛋白，解析了NMDA受体参与保护神经元的信号通路；首次分析了慢性神经痛过程中岛叶皮层AMPA受体功能的改变及介导该改变的上游信号通路，从而提供直接证据证实岛叶皮层AMPA受体参与神经损伤导致的痛觉敏化。 4 杨巍 教授 浙江大学 浙江大学 本人为该团队学术骨干，负责所承担课题设计、组织实施。首次揭示了NMDA受体GluN2亚单位C末端保留三个氨基酸长度即可掩盖GluN1的内质网滞留基序，从而确保NMDA受体从内质网输出到达细胞膜表面；首次鉴定了GluN2B亚基C末端1070Y为酪氨酸磷酸化调节位点，与激酶Fyn结合，参与NMDA受体表面表达的调控。 5 张筱敏 副教授 浙江大学 浙江大学 本人为该团队学术骨干，负责所承担课题设计、组织实施，首次发现GluN2A亚基在完成装配前，由于与内质网分子伴侣蛋白Bip结合而被滞留在树突内质网中，形成GluN2A亚基的储备，当神经元受到可塑性刺激时，NMDA受体GluN2A亚基可经非经典运输途径上膜表达，从而实现突触膜表面不同亚型NMDA受体比例的快速调整。此外，当GluN2A的非经典运输被干扰多肽阻断时，将影响小鼠的恐惧记忆形成。以上研究结果揭示了含GluN2A的NMDA受体膜表达的可塑性调控机制及其生理意义。 6 朱丽君 副教授 浙江大学 浙江大学 利用生物信息学手段模拟了GluN2A的ATD结构和Bip的SBD结构的结合方式和结合界面，通过结合界面，找到了相互结合关键蛋白，依此设计短肽阻断两者的相互作用。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Activity-induced synaptic delivery of the GluN2A-containing NMDA receptor is dependent on endoplasmic reticulum chaperone Bip and involved in fear memory /Cell Res /Zhang XM, Yan XY, Zhang B, Yang Q, Ye M, Cao W, Qiang WB, Zhu LJ, Du YL, Xu XX, Wang JS, Xu F, Lu W, Qiu S, Yang W, Luo JH 2 PKC lambda is critical in AMPA receptor phosphorylation and synaptic incorporation during LTP / EMBO J /Ren SQ, Yan JZ, Zhang XY, Bu YF, Pan WW, Yao W, Tian T, Lu W 3 Metaplastic Regulation of Long-Term Potentiation/ Long-Term Depression Threshold by Activity-Dependent Changes of NR2A/NR2B Ratio /J Neurosci /Xu Z, Chen RQ, Gu QH, Yan JZ, Wang SH, Liu SY, Lu W 4 Adaptor Protein APPL1 Couples Synaptic NMDA Receptor with Neuronal Prosurvival Phosphatidylinositol 3-Kinase/Akt Pathway /J Neurosci /Wang YB, Wang JJ, Wang SH, Liu SS, Cao JY, Li XM, Qiu S, Luo JH 5 An Endoplasmic Reticulum Retention Signal Located in the Extracellular Amino-terminal Domain of the NR2A Subunit of N-Methyl-D-aspartate Receptors /J Biol Chem /Qiu S, Zhang XM, Cao JY, Yang W, Yan YG, Shan L, Zheng J, Luo JH 6 Subunit assembly of N-methyl-d-aspartate receptors analyzed by fluorescence resonance energy transfer /J Biol Chem /Qiu S, Hua YL, Yang F, Chen YZ, Luo JH 7 A three amino acid tail following the TM4 region of the N-methyl-D-aspartate receptor (NR) 2 subunits is sufficient to overcome endoplasmic reticulum retention of NR1-1a subunit /J Biol Chem /Yang W, Zheng CY, Song QL, Yang XJ, Qiu S, Liu CQ, Chen Z, Duan SM, Luo JH 8 GluA1 Phosphorylation Contributes to Postsynaptic Amplification of Neuropathic Pain in the Insular Cortex /J Neurosci /Qiu S, Zhang M, Liu Y, Guo YY, Zhao H, Song Q, Zhao MG, Huganir RL, Luo JH, Xu H, Zhuo M	自然奖	罗建红,陆巍,邱爽,杨巍,张筱敏,朱丽君	浙江大学,南京医科大学	浙江大学
215	0893-114	区域综合能源系统信息网络架构与能量调控机制 项目名称 区域综合能源系统信息网络架构与能量调控机制 推荐/提名单位/人 浙江大学 主要完成单位 浙江大学 项目简介 鉴于日益加剧的环境污染和石化能源危机，构建供能多元化和环境友好型的区域综合能源系统的迫切性凸显，是转变我国能源供给模式和实现低碳、高效、可持续化发展的必然选择。综合能源系统在多时间-空间尺度上呈现出信息-物理深度耦合和源-网-荷紧密互动的显著特性，使其面临供能模式耦合、运行机理复杂、信息网络异构、能量调控困难的严峻挑战。因此，围绕该系统的泛在信息网络融合架构和多元能量协同调控机制两大关键科学问题开展理论与方法研究，对保障能源安全供给和提升能源综合利用效率，具有重大的科学研究意义。项目在国家高技术研究发展计划和国家基金等项目支持下，通过近十年不懈努力和研究攻关，建立了区域综合能源系统优化运行理论研究体系，突破了信息流-能量流在离散-连续时空上的协同调控瓶颈，取得如下原创性科学发现：1.揭示了多能源协同互济运行机理。针对区域综合能源系统中分布式电源间歇性、冷-热-电耦合性、电动汽车泛在随机性和多元储能分散性，探明了异质化能量流在多时空尺度上的动力学特性和互动作用机理，发现了光、风、热、冷、电多种能量形式间的天然互补增效性，构建了支撑多时空尺度下多能源互济协同的系统运行新模型，破解了区域综合能源系统多能流关联耦合不确定性下的系统模型构建难题。2.建立了异构信息网络融合化架构。针对区域综合能源系统中通信节点分散、信息交互频繁、通信终端多元、通信协议差异的问题，建立了具有高实时性、高可靠性、高安全性和高互操作性的层次化网络空间体系，提出了涵盖低轨卫星、光纤通信、电力载波、无线传感等有线-无线异构、地空融合的多模态组网方式，构建了信息-物理耦合的数模混成仿真评价方法，解决了区域综合能源系统中泛在感知和融合互联的数据通信难题。3.提出了多能源协同优化调控机制。针对区域多类型能源分散调度、缺乏协同所导致的可再生能源消纳不足和能量调控困难的问题，提出了多能互补、源荷互动和网储互惠的能量协同机制，创建了自治性多类型耦合能源系统在多时间尺度上的能量互济调控策略，实现了合作性多能源耦合系统跨空间尺度的低复杂度、高扩展性、高鲁棒性的协同优化调度方法，解决了该系统多类型能源协同调控和分布式可再生能源高效消纳的难题。 该项目8篇代表性论文主要发表于IEEE Trans on Power systems/Industrial Informatics/ Smart Grid等国际权威期刊，他引总数392次（单篇最高他引131次），其中SCI他引252次。美/英/中、国际期刊主编/副主编和众多IEEE Fellow评价该成果“提升了综合能源系统供需平衡能力的作用”、“可有效地支撑分布式控制和能量调控”、“通过发电再分配可维持孤岛微电网电力平衡”。授权发明专利10项、申请发明专利10项、授权软件著作权2项、发表SCI论文40余篇，EI论文60余篇，学术专著2部。该项目揭示了多能源协同互济运行机理，建立了异构信息网络融合化架构，并提出了多能源协同优化调控机制，为我国区域综合能源系统规模化应用提供了理论支撑。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 颜文俊 教授 浙江大学 浙江大学 项目负责人，是重要科学发现一、二、三主要学术思想的提出者，规划制订了总体研究方案，组织队伍、指导学生，系统性地开展了项目研究。提出了区域综合能源系统信息网络架构与能量调控机制的理论和方法；是代表性论著3、4、8的主要学术思想提出者，对重要科学发现中所列第1、2、3项发现均做出了重要贡献。 2 包哲静 副教授 浙江大学 浙江大学 项目第二完成人，提出了区域综合能源系统的能量协同优化调度方法，解决了多能源协同调度统一模型和时间尺度差异的关键问题，是代表性论著5、6的主要学术思想提出者，对重要科学发现中所列第1、3项发现做出了创造性贡献。 3 杨强 教授 浙江大学 浙江大学 项目第三完成人，提出了区域综合能源系统信息网络架构与混合组网模式方案；设计了自治微网和互联合作微网群的协同优化调控和能量互济方法，是代表性论著1、2、7、8的主要学术思想提出者，对重要科学发现中所列第2、3项发现做出了创造性贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 On the use of LEO satellite constellation for active network management in power distribution networks/ IEEE Transactions on Smart Grid/Q. Yang, J. Barria, D. Laurenson 2 Communication infrastructures for distributed control of power distribution networks/IEEE Transactions on Industrial Informatics/Q. Yang, J. Barria, T. Green 3 Coordinated energy dispatching in microgrid with wind power generation and plug-in electric vehicles/IEEE Transactions on Smart Grid/T. Wu, Q. Yang, Z. Bao, W. Yan 4 H∞control synthesis for Lurie networked control systems with multiple delays based on the non-uniform characteristic/Asian Journal of Control /P. Li, Z. Bao, Q. Yang, W. Yan 5 A multi time-scale and multi energy-type coordinated microgrid schedule solution- Part I: Model and methodology/IEEE Transactions on Power systems /Z. Bao, Q. Zhou, Z. Yang, Q. Yang, T. Wu 6 A multi time-scale and multi energy-type coordinated microgrid schedule solution- Part II: Optimization algorithm and case studies/IEEE Transactions on Power systems/Z. Bao, Q. Zhou, Z. Yang, Q. Yang, T. Wu 7 Cooperative energy dispatch for multiple autonomous microgrids with distributed renewable sources and storages/ Energy/X. Fang, S. Ma, Q. Yang, J. Zhang 8 Coordinated dispatch in multiple cooperative autonomous islanded microgrids/Applied Energy/X. Fang, Q. Yang, J. Wang, W. Yan	自然奖	颜文俊,包哲静,杨强	浙江大学	浙江大学
216	0893-115	纳米材料的环境界面行为与微生物毒性效应 项目名称 纳米材料的环境界面行为与微生物毒性效应 推荐/提名单位/人 浙江大学 主要完成单位 浙江大学,中国环境科学研究院 项目简介 纳米科技的持续健康发展需要科学评估纳米材料(NM)的环境归趋与生物生态效应。界面过程控制NM在水和土壤环境中的归趋与生物生态效应。单细胞藻类和细菌分别是重要的初级生产者和分解者，生态功能不可或缺。越来越多的NM在生产和使用过程中排入环境，必然与广泛分布的这两类微生物相互作用，从而可能影响其活性和生态功能。项目围绕NM环境界面过程及生物毒性机制等前沿科学问题，系统研究了常用NM的环境界面行为、微生物毒性效应以及界面过程介导下的环境转化对毒性效应的影响等关键科学难题，为评估NM的环境归趋与生物生态效应提供科技支持。主要发现点如下： 1. 构建了NM-微生物界面作用的研究方法体系，阐明了作用机制与影响因素：基于胶体作用的实验分析、显微观察和理论计算构建了NM-微生物细胞界面过程的研究方法体系。阐明了NM可通过静电、疏水等非专属作用和氢键、配体-受体等专属作用吸附在细胞表面，进一步团聚包埋细胞和通过胞吞作用等进入细胞；NM的化学组成、粒径和晶型等可影响其表面电荷、官能团和自由能等，控制其与生物/环境介质的界面作用；离子强度、pH和天然有机质(NOM)等环境因子通过改变NM的表面性质和分散性能等影响其环境界面行为。这为研究NM的环境归趋与生物效应提供了方法与理论基础。2. 揭示了常用纳米材料的微生物毒性效应及致毒机理：阐明了NM毒性效应的本质在于尺寸效应，即NM毒性总体上随粒径减小而增强，但粒径过小会增强NM自相团聚而抑制其与微生物的界面作用和毒性效应，且化学组成与晶型结构可通过影响离子溶出、氧化损伤、遮光效应、生物界面过程等影响毒性效应；阐明了溶出离子对金属基NM毒性的贡献大小取决于受试生物的敏感程度，回答了金属基NM毒性效应中溶出离子作用大小的争议；建立了NM致毒机理的定量分析方法，首次定量了氧化损伤、遮光效应和接触物理损伤等对碳纳米管藻类毒性的贡献，丰富了NM环境毒理知识。3. 探明了界面过程介导下的纳米材料环境转化对毒性效应的影响：发现NOM可强烈负载到NM表面，抑制TiO2纳米颗粒与微生物细胞界面作用，降低其毒性效应；自由溶解态Zn2+决定ZnO纳米颗粒的细菌毒性，pH、共存离子、NOM控制溶出Zn2+的浓度及形态，显著影响其毒性效应；铁基NM在地表水中会因氧化而降低毒性。提高了对真实环境中NM毒性效应的认识。项目共发表46篇SCI论文，SCI他引2079次，其中8篇代表性论文SCI他引944次，2篇ESI高被引论文，授权国家发明专利1件。相关成果编入4本专著，受到国内外同行高度评价与跟踪对比，并被经济合作与发展组织(OECD)作为重要依据出台了关于NM环境风险与影响研究的官方文件，推进了国内外对NM环境归趋和生物生态效应的研究。项目执行期间，两位完成人分别获得国家杰出青年和优秀青年基金项目支持，率先开设了《环境纳米材料》本科生课程，推动科技部布署国家重点研发计划“纳米科技”重点专项-用于土壤有机污染阻控与高效修复的纳米材料与技术，促进了环境学科和纳米科技的发展。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 林道辉 教授 浙江大学 浙江大学 第一完成人，提出了本项目的总体学术思想与研究方案，负责总体设计、规划与实施。探明了纳米材料的水、土壤和生物界面过程与机制，建立了纳米材料与微生物界面作用的研究方法；揭示了常用纳米材料的微生物毒性效应，建立了致毒机理的定量分析方法；阐明了pH、离子强度、天然有机质等环境因子对常用纳米材料的环境转化和微生物毒性效应的影响和机制。对主要发现点1-3有重要贡献，是所有代表性论文的共同作者，其中6篇是通讯作者，授权国家发明专利1件，获国家杰青项目资助。 2 朱利中 教授 浙江大学 浙江大学 阐明了溶出离子在金属基纳米材料微生物毒性效应中贡献，指出贡献大小取决于受试生物对溶出离子的敏感程度，回答了金属基纳米材料毒性效应中溶出离子作用大小的争论；揭示了水质因子对ZnO纳米颗粒微生物毒性的影响。对主要发现点2、3有重要贡献，代表性论文3、6。 3 吴丰昌 研究员 中国环境科学研究院 中国环境科学研究院 分析了环境界面过程在纳米材料环境归趋中的重要作用；揭示了碳纳米管可通过遮光效应、氧化损伤和接触物理损伤对小球藻产生毒性；阐明了天然有机质对TiO2纳米颗粒与小球藻细胞界面作用的影响，指出其可降低纳米毒性效应。对主要发现点2、3有重要贡献，代表论文4、7。 4 雷铖 其他 浙江大学 浙江大学 系统研究了铁基纳米材料的毒性效应及影响因素，明确了铁基纳米材料粒径、氧化程度和晶型对毒性的影响；揭示了氧化损伤和接触物理损伤是铁基纳米材料的主要致毒机理，铁离子作用可忽略；发现铁基纳米材料在地表水中会因表面氧化而毒性降低。对主要发现点3有重要贡献，代表性论文8。 5 李梅 讲师 浙江农林大学 浙江大学 阐明了ZnO纳米颗粒对大肠杆菌的毒性取决于溶出的游离态锌离子浓度；揭示了pH、离子强度和天然有机质等环境因子可改变游离态锌离子浓度而影响ZnO纳米颗粒的细菌毒性。对主要发现点2、3有重要贡献，代表性论文3、6。 6 杨坤 教授 浙江大学 浙江大学 阐明了化学组成和晶型结构对纳米材料与微生物细胞界面作用的影响；解析了纳米氧化物在水环境中的自团聚及与微生物的异相团聚行为；分析了天然有机质和水质因子对纳米材料藻类毒性的影响。对主要发现点1-3有贡献，代表性论文1、4、7、8，获国家优秀青年基金项目资助。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Heteroagglomeration of oxide nanoparticles with algal cells: Effects of particle type, ionic strength and pH/ ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY/ Ma, S.; Zhou, K.J.; Yang, K.; Lin D.H.* 2 Fate and transport of engineered nanomaterials in the environment/JOURNAL OF ENVIRONMENTAL QUALITY/Lin, D.H.*; Tian, X.L.; Wu, F.C.; Xing, B.S.* 3 Toxicity of ZnO nanoparticles to Escherichia coli: Mechanism and the influence of medium components/ ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY/ Li, M.; Zhu, L.Z.*; Lin, D.H. 4 Systematic and quantitative investigation of the mechanism of carbon nanotubes' toxicity toward algae/ ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY/ Long, Z.F.; Ji, J.; Yang, K.; Lin, D.H.*; Wu, F.C.* 5 Toxicity of oxide nanoparticles to the green algae Chlorella sp./ CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL/ Ji, J.; Long, Z.F.; Lin, D.H.* 6 Effects of water chemistry on the dissolution of ZnO nanoparticles and their toxicity to Escherichia coli/ ENVIRONMENTAL POLLUTION/ Li, M.; Lin, D.H.; Zhu, L.Z.* 7 The influence of dissolved and surface-bound humic acid on the toxicity of TiO2 nanoparticles to Chlorella sp./ WATER RESEARCH/ Lin, D.H.*; Ji, J.; Long, Z.F.; Yang, K.; Wu, F.C.* 8 Toxicity of iron-based nanoparticles to green algae: Effects of particle size, crystal phase, oxidation state and environmental aging/ ENVIRONMENTAL POLLUTION/Lei, C.; Zhang, L.Q.; Yang, K.; Zhu, L.Z.; Lin, D.H*	自然奖	林道辉,朱利中,吴丰昌,雷铖,李梅,杨坤	浙江大学,中国环境科学研究院	浙江大学
217	0893-116	压缩感知领域中若干前沿问题研究 项目名称 压缩感知领域中若干前沿问题研究 推荐/提名单位/人 浙江大学 主要完成单位 浙江大学 项目简介 项目组在压缩感知领域中针对于由T. Tao（菲尔兹奖获得者）、D. Donho（高斯奖获得者、美国科学院院士）、E. J. Candes（美国科学院院士，国际数学家大会一小时报告人）等提出的若干基本核心问题开展研究，取得了突破性进展，其中包括：解决了E.Candes等提出的关于信号分离的公开问题，解决了由 Milenkovic ( IEEE Fellow) 等提出的“正交匹配算法”的收敛性问题的猜想，实质性发展了T.Tao与E.Candes提出的著名DS理论以及系统的建立了小波框架下压缩感知理论等重要成果。1、给出压缩感知核心概念约束等距性质 (RIP) 最优上界的极限估计。研究成果实质性发展了菲尔兹奖获得者、压缩感知领域奠基人 T. Tao、E. Candès 以及世界统计学界最高奖考普斯总统奖 (COPSS Presidents' Award) 获得者 T. Cai 等人在该方面的代表性工作。工作被包括 T. Cai等学者多次重点引用。此外，近期课题组主要成员与合作者完全解决了关于RIP最佳上界的刻画问题。2、发展了 T. Tao 与 E. Candès 提出的著名 Dantzig Selector (DS)理论，首次提出了紧小波框架下的 DS 模型，证明了该模型与著名的广义 LASSO 模型具有相同的逼近性能，并进一步建立了系统的理论。该理论成果多次被国际著名学者在论文中与E.Candes等人在该方面的代表性工作并列提及。3、 解决了E. Candès 等学者提出的关于信号分离的公开问题。该问题的研究起源于2013年邵逸夫奖以及2018年高斯奖获得者 D. Donoho 与 X.M. Huo给出的关于可分离信号重构刻画的奠基性工作。在压缩测量的情况下重构此类信号则是 E. Candès 等学者提出的公开问题。我们结合小波框架下约束等距性质以及凸优化理论，回答了该问题，并进一步地研究了非凸模型，取得了较系统的理论结果。4、解决了由 Milenkovic等提出的“正交匹配算法”的收敛性问题的猜想，构造出了不收敛反例。2013年由Spring 出版的著作《A Mathematical Introduction to Compressive Sensing》详细介绍了此项研究成果：将该论文中反例作为章节内容，定理作为书中习题。此外，证明了在较少测量次数下，随机 Fourier 矩阵为测量矩阵的正交匹配算法以大概率恢复信号支集，成果部分回答了J.A Tropp 等人提出的公开问题。5、证明了利用远远少于凸优化模型测量的前提下，通过非凸优化模型能够重构稀疏信号。课题组在2010年就证明了该项成果。此项工作被包括；徐宗本院士课题组以及美国Harvard大学的Jelani Nelson教授课题组在论著中重点引用。6、提出了小波框架下的约束特征值 (D-RE) 条件的概念。当小波框架为恒等矩阵时，该条件由国际统计学大师 P. Bickel 等学者于2009年提出，并被认为是研究统计理论中稀疏参数回归的重要工具之一。针对于小波框架下具有稀疏表示参数的回归问题，我们利用D-RE条件系统地建立了该问题的稳定性理论，成果弥补了 P.Bickel 等提出的RE理论不能够处理此类参数的缺点。研究成果被SCI他引116次，Google他引244次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李松 教授 浙江大学 浙江大学 作为项目总负责人，全面负责课题组研究工作的开展。课题组从2009年9月开始从事压缩感知领域的研究工作，取得了系统性的研究成果。主要贡献包括解决了本领域的几个著名猜想与公开问题、系统地建立了小波框架下的压缩感知理论。参与的主要工作包括论著[1-2,4-8]对应项目介绍中的研究内容1-6。给出了压缩感知核心概念约束等距性质 (RIP) 最优上界的极限估计。首次提出了紧小波框架下的 DS 模型；研究了小波框架下的信号分离问题；研究了压缩感知中的“正交匹配算法”的收敛性问题。研究了小波框架下具有稀疏性参数的统计回归问题，提出了小波框架下的约束特征值 (D-RE) 条件。 2 沈益 教授 浙江大学 浙江大学 主要工作包括代表论著[2,3,5-7]。对应于研究内容3-5。其中关于的优化模型工作是完成人沈益在浙江大学从事博士后研究工作期间和李松教授，林俊宏博士完成。对于正交匹配算法，主要工作为给出了无噪音和有噪音两种情况下，算法对稀疏信号的恢复的收敛性刻画（合作者分别为李松教授，莫群教授）。论著的部分工作是在完成人沈益在浙江理工大学工作期间投稿并发表。 3 林俊宏 研究员 浙江大学 浙江大学 主要工作包括代表论著[1,2,7]。对应于项目介绍中2,3,4,5。研究成果主要是关于紧小波框架稀疏表示下的欠采样恢复及信号分离、正交匹配算法的非一致收敛理论。这些成果是林俊宏在浙江大学攻读博士期间与指导导师李松教授共同完成的（其中有两篇是和沈益教授共同完成的）。研究成果首次提出了ADS模型，并且证明了和广义的LASSO具有相同的逼近性能，并进一步地建立了包括非凸模型的稳定性分析的系统理论；解决了信号分离模型的公开问题；部分解决了正交匹配算法在部分随机傅立叶采样下非一致收敛的公开问题。 4 莫群 副教授 浙江大学 浙江大学 主要工作为代表论著[3]，对应于项目介绍中3。主要研究了压缩感知中的“正交匹配算法”的收敛性问题。基于RIP条件，对于稀疏信号的一致恢复问题，给出了算法收敛的充分条件，解决了由 Milenkovic ( IEEE Fellow) 等提出的猜想，并给出了算法不收敛的反例。（合作者：沈益） 5 夏羽 讲师 杭州师范大学 浙江大学 主要工作为代表论著[8]，对应于项目介绍中6。研究了小波框架下具有稀疏性参数的统计回归问题，提出了小波框架下的约束特征值 (D-RE) 条件。对于小波框架下稀疏参数回归问题，利用D-RE条件，与李松教授系统地建立了该问题的稳定性理论，弥补了 P. Bickel 等提出的 RE 理论不能够处理此类参数的缺点。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Sparse recovery with coherent tight frames via analysis Dantzig selector and analysis LASSO/ APPLIED AND COMPUTATIONAL HARMONIC ANALYSIS/ Junhong Lin, and Song Li 2 Compressed data separation with redundant dictionaries/ IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY/ Junhong Lin, Song Li and Yi Shen 3 A remark on the restricted isometry property in orthogonal matching pursuit/ IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY/Qun Mo and Yi Shen 4 The bounds of restricted isometry constants for low rank matrices recovery/ SCIENCE CHINA-MATHEMATICS/Huiming Wang and Song Li 5 Restricted p-isometry property and its application for nonconvex compressive sensing/ ADVANCES IN COMPUTATIONAL MATHEMATICS/Yi Shen and Song Li 6 Sparse signals recovery from noisy measurements by orthogonal matching pursuit/ INVERSE PROBLEMS AND IMAGING/ Yi Shen and Song Li 7 New bounds for restricted isometry constants with coherent tight frames/ IEEE TRANSACTIONS ON SIGNAL PROCESSING/ Junhong Lin, Song Li and Yi Shen 8 Analysis recovery with coherent frames and correlated measurements/ IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY/Yu Xia and Song Li	自然奖	李松,沈益,林俊宏,莫群,夏羽	浙江大学	浙江大学
218	0911-102	倾斜光纤光栅传感机理及其应用基础研究 项目名称 倾斜光纤光栅传感机理及其应用基础研究 推荐/提名单位/人 浙江省教育厅 主要完成单位 中国计量大学 项目简介 光纤光栅（FBG）传感技术因其抗电磁干扰、本质安全、体积小、重量轻、可嵌入物体等优点，近10年来已对人类社会和日常生活产生了重要影响。然而，普通FBG具有较高的稳定性，但表面敏感度不够，不具备多样化、高性能的光纤表面传感能力，而长周期光纤光栅（LPG）虽然具备表面包层模式传感功能，但稳定性差。兼具FBG的高稳定性以及LPG高敏感性特点的倾斜光纤光栅（TFBG），具有极佳的传感潜力。但基于当时对TFBG传感机理的研究不足，且受到结构、工艺等方面的束缚，传感器的灵敏度、精度、稳定性等尚不能满足日益增长的多参量、高精度传感发展需要。基于此，本研究团队自2008年以来在国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等资助下，围绕TFBG中的光偏振相关特性、调控及传感机理开展研究工作，取得了系统性研究成果： 1.揭示了TFBG表面倏逝波近场和远场光辐射特性，获得了其包层模辐射模式，建立了利用TFBG透射谱中包层模和芯模来传感的理论和技术，首次提出了光纤几何结构调控TFBG反射光谱的技术，为基于TFBG的各类功能性传感应用提供了理论基础。 2.提出了基于TFBG包层模表面倏逝波的高灵敏折射率、湿度、磁场、弯曲传感，研制了一系列高性能传感器及光子器件和低成本传感解调方法，并实现了温度自校准功能。利用测量偏振相关损耗的方法，简化了测量方法，将折射率测量灵敏度提高到10-7，并突破了液体折射率绝对测量的限制瓶颈。 3.提出在TFBG的表面镀上纳米金膜，实现了其倏逝波表面等离子共振的激发，获得了其共振特性并将其应用于偏振、扭曲、矢量倾斜等光纤型的表面等离子共振传感器，为多物理量的精确和绝对测量提供了新思路。 项目共发表论文59篇，总他引2610次（GoogleScholar数据），8篇代表论文他引307次，单篇论文他引达70次，其中包括来自Nature Photonics、Advance in Optics and Photonics、OL、JLT、APL、SNB等光学类和传感器类国际权威期刊论文的他引和报导。例如：完成人沈常宇给出的TFBG表面等离子共振技术（Appl. Phys. Lett.104,071106,2014）被Advance in Optics and Photonics（影响因子21.286）上论文引用，指出本技术可进一步极大提高传感器的灵敏度和实现多通道传感；完成人邵理阳的“基于TFBG的紧凑型光纤矢量倾斜仪（Opt. Lett., 2010(35):1034）”论文曾被Nature Photonics作为研究亮点特别报导；乔学光教授组在其论文的Method章节中大段引用本成果给出的TFBG制备细节及其控制技巧来作为他们文章所用的TFBG制备及控制技术。Aston University大学Kaiming Zhou指出本成果研究的TFBG具有强烈耦合基模能量进入包层模的能力，拥有了独一无二的偏振相关光谱特性。葡萄牙University of Aveiro大学Nélia Alberto教授发文整段引用本成果创新点和图片。此外，本成果的研究工作还受到美国、加拿大、德国、英国、丹麦、新加坡、韩国、瑞典、中国香港等地学者的广泛关注和引用，对本领域的发展起到了重要的推动和借鉴作用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 沈常宇 教授 中国计量大学 中国计量大学 1、负责项目的方案设计和倾斜光纤光栅传感理论研究，对创新点一、三做出了创造性贡献，是代表作1、3、5、8的第一作者和通信作者、代表作2的通信作者。2、揭示了倾斜光纤光栅表面倏逝波近场和远场偏振相关光辐射特性，解释了倾斜光纤光栅包层模近场辐射周期性强度分布原因，并且对比了倾斜光纤光栅远场辐射的场分布，为倾斜光纤光栅表面倏逝波的传感研究提供了理论基础。系统建立了倾斜光纤光栅圆柱表面光场辐射与入射光场的偏振特性、入射方向、入射波长以及圆柱表面2π空间的关系，为倾斜光纤光栅表面任意点光场及表面波的传感奠定了基础和提供了方向。3、投入工作量占本人工作量的80%。 2 董新永 教授 中国计量大学 中国计量大学 1、负责项目的方案设计和倾斜光纤光栅传感理论研究，对创新点一、三做出了创造性贡献，是代表作4的第一作者和通信作者、代表作6的通信作者。2、系统地建立了倾斜光纤光栅中P、S偏振特性的精密调控理论，通过结构及参数设计实现了对倾斜光纤光栅中P、S偏振光传感机理及其调谐和控制。提出和设计并实现了基于倾斜光纤光栅的P、S偏振光的超高灵敏度的光纤曲率、折射率、扭曲、磁场等传感器，创新性的提出消除温度影响的快慢轴差分技术将曲率传感器的温度敏感和光源波动影响分别降低了94%和91%。3、投入工作量占本人工作量的60%。 3 邵理阳 教授 南方科技大学 中国计量大学 1、负责项目的方案设计和倾斜光纤光栅传感理论研究，对创新点二做出了创造性贡献，是代表作4的共同作者。2、提出了在倾斜光纤光栅的表面镀上纳米金膜，实现了其倏逝波表面等离子共振的激发，获得了其共振特性并将其应用于偏振、扭曲、矢量倾斜等光纤型的表面等离子共振传感器，为多物理量的精确和绝对测量提供了新思路。提出了一种计算金属纳米颗粒介电常数的方法，获得了其与颗粒大小，以及产生表面等离子体共振波的关系。3、投入工作量占本人工作量的60%。 4 金永兴 教授 中国计量大学 中国计量大学 1、负责项目的方案设计和倾斜光纤光栅传感理论研究，对创新点一做出了创造性贡献，是代表作7的第一作者和通信作者。2、发现了倾斜光纤光栅的透射谱和反射谱并不互补的特性，并诠释了其内在机制。通过实验结果证实，倾斜光纤光栅透射谱中可以观察到两类模式：芯模和包层模式；其反射谱中只能得到芯模，主要是包层由于不满足传输条件泄漏了；通过利用一段多模光纤光纤结构，使得反射谱中的包层模耦合进入芯模，从而在反射谱中也一样能得到芯模和包层模，为后续倾斜光纤光栅包层模结合芯模传感奠定了坚实的基础。3、投入工作量占本人工作量的60%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Fiber optic relative humidity sensor based on the tilted fiber Bragg grating coated with graphene oxide/ Applied Physics Letters / Youqing Wang, Changyu Shen, Weimin Lou, Fengying Shentu, Chuan Zhong,Xinyong Dong, and Limin Tong 2 Polarization-dependent curvature sensor based on an in-fiber Mach-Zehnder interferometer with a difference arithmetic demodulation method / Optics Express / Changyu Shen, Chuan Zhong, Yang You, Jinlei Chu, Xin Zou, Xinyong Dong, Yongxing Jin, Jianfeng Wang, and Huaping Gong 3 Magnetic field sensor using tilted fiber grating interacting with magnetic fluid / Optics Express / Jie Zheng, Xinyong Dong, Peng Zu, Li-Yang Shao, Chi Chiu Chan,Ying Cui, and Perry Ping Shum 4 Polarization-Resolved Near- and Far-Field Radiation from Near-Infrared Tilted Fiber Bragg Gratings / Journal of Lightwave Technology / Changyu Shen, Lingyun Xiong, Aliaksander Bialiayeu, Yang Zhang, and Jacques Albert 5 Intensity-modulated magnetic field sensor based on magnetic fluid and optical fiber gratings / Applied Physics Letters / Jie Zheng, Xinyong Dong, Peng Zu, Junhua Ji, Haibin Su, and Perry Ping Shum 6 Temperature-independent bending sensor with tilted fiber Bragg grating interacting with multimode fiber / Optics Communications / Y.X. Jin, C.C. Chan, X.Y. Dong, Y.F. Zhang 7 Novel temperature-insensitive fiber Bragg grating sensor for displacement measurement / Sensors and Actuators A: Physical / Changyu Shen, Chuan Zhong 8 Au-coated tilted fiber Bragg grating twist sensor based on surface plasmon resonance / Applied Physics Letters /Changyu Shen, Yang Zhang, Wenjun Zhou, and Jacques Albert	自然奖	沈常宇,董新永,邵理阳,金永兴	中国计量大学	浙江省教育厅
219	0915-101	全介孔半导体纳米纤维及其高效光催化产氢 项目名称 全介孔半导体纳米纤维及其高效光催化产氢 推荐/提名单位/人 浙江省教育厅 主要完成单位 宁波工程学院,太原理工大学 项目简介 1. 主要研究内容：利用太阳能进行光催化分解水，被认为是最具发展前景的产氢技术，其重要基础之一是高效光催化剂的研发。与传统纤维和介孔纤维相比，全介孔纳米纤维拥有更高的比表面积、相互连通的通道结构等特性，为新一代高效光催化剂的研发带来了契机。本项目围绕清洁能源产氢技术和原理的研发，聚焦解决高效光催化剂研发中普遍面临的两大关键共性科学难题：材料制备和物性强化，开展的主要研究内容包括：i) 全介孔纳米纤维普适性生长技术和原理;ii) 结构精细控制与设计原理;iii) 光催化产氢特性协同强化原理。2. 科学发现点：1) 首次提出了一种全介孔纳米纤维的普适性材料制备技术和原理：在传统静电纺丝工艺技术的基础上，耦合发泡微造孔技术，在国际上首次提出了发泡辅助静电纺丝技术。该技术的基本原理为：均匀分散在静电纺丝的聚合物纤维中的发泡剂，在后续热处理过程中，将快速分解产生大量气体，在有机聚合物转化成无机非金属的同时，一步法在纤维的表面和内部完成微造孔，从而实现全介孔纳米纤维的可控制备。本技术为传统静电纺丝技术的改进和完善，能够成为全介孔纳米纤维的普适性可控制备技术。2) 发现了发泡剂精细调控介孔纳米纤维微观结构的原理。通过调控发泡剂的引入量和种类，能够实现气体产生量和聚合物纤维外层溶剂的挥发速度，进而达到纳米纤维的比表面积和横截面微观形貌的调控效果，实现纤维微观结构的精细调控；3) 提出了集增加活性位点、拓宽光谱响应范围、增强光生载流子分离等于一体，实现全介孔纳米纤维光催化特性的协同强化原理。3. 科学价值：1) 提出了一种全介孔半导体纳米纤维的普适性材料制备技术和原理，能够实现高纯度、孔结构空间均匀分布的全介孔纳米纤维的一步法可控制备，推动了传统静电纺丝技术的发展；2) 发现了全介孔半导体纳米纤维的结构调控原理，实现了其微观结构的精细控制与设计，为发泡辅助静电纺丝工艺的完善提供一定的理论指导；3) 提出了全介孔半导体纳米纤维光催化特性的协同强化原理，实现了性能国际领先的TiO2和ZnO基光催化剂的研发，推动了面向清洁能源应用的高效产氢技术的发展。4. 同行引用及评价：1) 发表SCI论文15篇(总影响因子(IF)之和~91，平均每篇IF~6，SCI一区top期刊7篇)1区TOP期刊7篇)，总他引292次，总SCI他引283次；2) 理论研究成果得到同行高度肯定和评价(请见第三方评价)；3) 授权发明专利18项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 杨为佑 研究员 宁波工程学院 宁波工程学院 技术和创新的主要完成人，领导和负责全介孔半导体纳米纤维材料料生长的普适性原理、结构精细控制原理、光催化特性的协同强化原理等全部科学发现研究工作的开展，对所有创新点均有贡献。对项目贡献的主要代表性论文专著包括：论文1-8。 2 侯慧林 讲师 宁波工程学院 宁波工程学院 技术和创新的主要完成人，作为核心成员参与完成了全介孔半导体纳米纤维生长的普适性生长原理、结构精细控制原理、光催化特性的协同强化原理等科学发现。对项目贡献的主要代表性论文专著包括：论文1-8。 3 王霖 中级 宁波工程学院 宁波工程学院 技术和创新的主要参与者，作为核心成员参与研究了全介孔半导体纳米纤维制备方法、生长原理和结构精细控制原理，为其作为高效光催化剂提供可靠数据。对项目贡献的主要代表性论文专著包括：论文1-4、8。 4 尚明辉 副教授 宁波工程学院 宁波工程学院 技术和创新的主要参与者，作为主要成员参与完成了全介孔半导体纳米纤维光催化剂协同强化原理等科学发现。对项目贡献的主要代表性论文专著包括：论文2、4、7。 5 唐宾 教授 太原理工大学 太原理工大学 技术和创新的主要参与者，主要贡献包括：全介孔半导体纳米纤维的普适性材料制备技术及其性能协同强化。对项目贡献的主要代表性论文专著包括：论文1、6、8。 6 高凤梅 教授 宁波工程学院 宁波工程学院 技术和创新的主要参与者，参与完成了全介孔半导体纳米纤维生长的普适性生长原理、结构精细控制原理、光催化特性的协同强化原理等科学发现。对项目贡献的主要代表性论文专著包括：论文1-8。 7 郑金桔 副研究员 宁波工程学院 宁波工程学院 技术和创新的参与者，参与完成了全介孔半导体纳米纤维生长的普适性生长原理、结构精细控制原理、光催化特性的协同强化原理等科学发现。对项目贡献的主要代表性论文专著包括：论文2、3、4、8。 8 刘乔 讲师 宁波工程学院 宁波工程学院 技术和创新的参与者，参与完成了全介孔半导体纳米纤维生长的普适性生长原理、结构精细控制原理、光催化特性的协同强化原理等科学发现。对项目贡献的主要代表性论文专著包括：论文4、6。 9 杨祚宝 讲师 宁波工程学院 宁波工程学院 技术和创新的参与者，参与完成了全介孔半导体纳米纤维生长的普适性生长原理、结构精细控制原理、光催化特性的协同强化原理等科学发现。对项目贡献的主要代表性论文专著包括：论文 2。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 General Strategy for Fabricating Thoroughly Mesoporous Nanofibers, J. Am. Chem. Soc., Huilin Hou, Lin Wang, Fengmei Gao, Guodong Wei, Bin Tang, Weiyou Yang* and Tom Wu* 2 Superior Thoroughly Mesoporous Ternary Hybrid Photocatalysts of TiO2/WO3/g-C3N4 Nanofibers for Visible-light-driven Hydrogen Evolution, J. Mater. Chem. A, Huilin Hou, Fengmei Gao, Lin Wang, Minghui Shang, Zuobao Yang, Jinju Zheng and Weiyou Yang* 3 Shape-Enhanced Photocatalytic Activities of Thoroughly Mesoporous ZnO Nanofibers, Small, Xiaolong Ren, Huilin Hou, Zhixiong, Liu, Fengmei Gao, Jinju Zheng, Lin Wang, Wenge Li, Pengzhan Ying, Weiyou Yang* and Tom Wu* 4 Highly Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution in Ternary Hybrid TiO2/CuO/Cu Thoroughly Mesoporous Nanofibers, ACS Appl. Mater. Interfaces, Huilin Hou，Minghui Shang, Fengmei Gao, Lin Wang, Qiao Liu, Jinju Zheng and Weiyou Yang* 5 Tailored Fabrication of BiVO4 Thoroughly Mesoporous Nanofibers and Their Visible Light Photocatalytic Activities, ACS Appl. Mater. Interfaces, Huabing Liu, Huilin Hou, Fengmei Gao Xiaohong Yao* and Weiyou Yang* 6 High-performance solar-blind ultraviolet photodetector based on electrospun TiO2-ZnTiO3 heterojunction nanowires，Nano Res., Haining Chong, Guodong Wei, Huilin Hou, Huijun Yang, Minghui Shang, Fengmei Gao, Weiyou Yang* and Guozhen Shen* 7 Tailored Electrospinning of WO3 Nanobelts as Efficient Ultraviolet Photodetectors with Photo-Dark Current Ratios up to 1000, ACS Appl. Mater. Interfaces, Zhiyang He, Qiao Liu, Huilin Hou, Fengmei Gao, Bin Tang* and Weiyou Yang* 8 Fabrication of Porous Titanium Dioxide Fibers and Their Photocatalytic Activity for Hydrogen Evolution, Int. J. Hydrogen Energy, Huilin Hou, Lin Wang, Fengmei Gao, Guodong Wei, Jinju Zheng, Bin Tang*, and Weiyou Yang*	自然奖	杨为佑,侯慧林,王霖,尚明辉,唐宾,高凤梅,郑金桔,刘乔,杨祚宝	宁波工程学院,太原理工大学	浙江省教育厅
220	0920-101	刺参弧菌性疫病发生的分子基础及其生态防控机理 项目名称 刺参弧菌性疫病发生的分子基础及其生态防控机理 推荐/提名单位/人 浙江省教育厅 主要完成单位 宁波大学 项目简介 弧菌是造成海水养殖生物疫病发生的最常见和最主要病原，给刺参等养殖业造成巨大的经济损失，探究弧菌性疾病爆发的分子基础是水产养殖可持续发展的保证。综合病原致病力和宿主免疫防御能力矛盾体的研究是突破当前单一要素研究局限性和风险的唯一途径，是实现疾病绿色防治的基础和前提。 项目组面向国家需求和宿主-病原互作学术前沿，选取经济价值和科学价值并重的棘皮动物刺参，聚焦其典型疾病“腐皮综合症”发生的分子机制这一科学问题，从宿主免疫应答分子和信号通路的识别与鉴定、代谢介导免疫应答途径、宿主免疫响应调节途径和病原（灿烂弧菌）致病机制四个方面上开展了多项创新工作，主要发现点如下：1、整合高通量测序技术批量发掘了刺参的免疫功能基因、蛋白、代谢产物、非编码RNA以及病原的致病关键因子，获得了刺参Toll样受体（TLR）、JNK-STAT、补体系统等信号通路基因4000余个，鉴定了免疫功能蛋白300余个，系统阐明了20余个蛋白的免疫功能和保护效果，发现了氨基酸类、糖脂类、能量代谢等代谢物50余个，富集了疾病发生密切相关miRNA和circRNA分子200余个，发掘了灿烂弧菌致病关键因子和调控分子20余个。该工作突破了刺参免疫研究零碎和单一性的现状，为全局性阐明刺参免疫调节机制奠定了基础。2、引领和发展了刺参代谢免疫学研究的新内容，发现了脂代谢产物神经酰胺的积累直接诱导体腔细胞凋亡发生，阐释了Toll样受体通路精细调控精氨酸代谢方向的分子途径，首次证实了灿烂弧菌精胺酶通过调控宿主精氨酸代谢促进感染的分子途径，极大的拓宽了海洋无脊椎动物免疫研究的广度和深度。3、在国际上建立了第一个以刺参为代表的非编码RNA发掘、靶基因识别和功能鉴定平台，突破了海洋无脊椎动物免疫基因功能研究的瓶颈，揭示了miR-137和miR-2008分化调控同一靶基因介导宿主免疫的新途径；发现刺参以间隔序列成环为主的circRNAs环化模式，搭建了“circRNA-miRNA-靶基因”共调控网络。4、构建了刺参病原菌灿烂弧菌致病因子发掘和功能鉴定体系，发展了基于群体信号分子的致病因子表达和疾病防治策略，系统阐明了铁调控相关基因、金属蛋白酶和溶血素的致病机制，攻克了病原检测效率低、灵敏度差的实际，发展了基于铁吸收调节分子的灿烂弧菌快速灵敏检测方法，检出限低至8×10-3 pg/μL，比16S-23S间隔序列检出限低了800倍、比ELISA的检出限低100倍。 本项目共发表SCI论文32篇，其中I区论文20篇，Top期刊论文23篇。8篇代表性论文平均发表时间不足4年，被Reviews in Aquaculture、PLOS Pathogens、FEMS Microbiology Reviews、Frontiers in Immunology等权威期刊他引319次，SCI他引200次，形成了在国内外学术同行中有影响力的系统性理论成果，丰富和发展了海洋无脊椎动物分子免疫学的基础理论。研究成果产出期间，培养“优青”1名、“曾呈奎海洋科技奖青年科技奖”1项和浙江省优秀博士学位论文1篇。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李成华 研究员 宁波大学 宁波大学 项目的总体设计和技术负责人，对科学发现点I，II，III做出了创造性贡献，是科学创新点IV的重要贡献者，围绕该4个创新点发表第一作者和通讯作者SCI论文37篇，是8篇代表论文的通讯作者，是2个发明专利的第一完成人。主持成果相关国家自然科学基金项目2项，浙江省杰出青年科学基金1项。本人在本项目投入的工作量占本人工作量的80%。 2 张卫卫 副研究员 宁波大学 宁波大学 项目主要参与人，对科学发现点IV做出了创造性贡献，围绕该创新点发表第一作者和通讯作者SCI论文5篇，是代表论文6的第一作者，是代表论文1和8的重要参与者，是2个发明专利的第一完成人。本人在本项目投入的工作量占本人工作量的50%。 3 邵铱娜 讲师 宁波大学 宁波大学 项目的主要参与人，对科学发现点I、II、III做出了创造性贡献，是科学创新点I、IV的重要贡献者，围绕该创新点发表第一作者SCI论文6篇，是代表论文7的第一作者，是代表论文4和5的重要参与者，本人在本项目投入的工作量占本人工作量的30%。 4 苏秀榕 教授 宁波大学 宁波大学 项目的主要参与人，对科学发现点I、II、III做出了重要贡献，是科学创新点I的重要贡献者，围绕该创新点的工作参与发表SCI论文11篇，是代表论文2的共同通讯作者，本人在本项目投入的工作量占本人工作量的20%。 5 张鹏娟 其他 宁波大学 宁波大学 项目的主要参与人，对科学发现点I、II、III做出了重要贡献，围绕该创新点发表第一作者SCI论文3篇,是代表论文1、3的第一作者，是代表论文7和8的重要参与者，本人在本项目投入的工作量占本人工作量的20%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The roles of two miRNAs in regulating the immune response of sea cucumber/Genetics/Zhang P., Li C*., Zhang R., Zhang W., Jin C., Wang L., Song L 2 Characterization of skin ulceration syndrome associated microRNAs in sea cucumber Apostichopus japonicus by deep sequencing/ Fish & Shellfish Immunology/ Li C*., Feng W., Qiu L., Xia C., Su X*., Jin C., Zou T., Zeng Y., Li T 3 iTRAQ-based proteomics reveals novel members involved in pathogen challenge in sea cucumber Apostichopus japonicus/Plos ONE/ Zhang P., Li C*., Zhang P., Jin C., Pan D., Bao Y 4 Proteomic identification of differentially expressed proteins in sea cucumber Apostichopus japonicus coelomocytes after Vibrio splendidus infection/ Developmental & Comparative Immunology/ Zhang P., Li C*., Li Y*., Zhang P., Shao Y., Jin C., Li T 5 Two adaptor molecules of MyD88 and TRAF6 in Apostichopus japonicus Toll signaling cascade: molecular cloning and expression analysis/ Developmental & Comparative Immunology/ Lu Y., Li C*., Zhang P., Shao Y., Su X., Li Y., Li T 6 Exploiting quorum sensing interfering strategies in gram-negative bacteria for the enhancement of environmental applications/ Frontiers in Microbiology/Zhang W., Li C* 7 Metabolomic responses of sea cucumber Apostichopus japonicus to thermal stresses/ Aquaculture/Shao Y., Li C*., Chen X., Zhang P., Li Ye., Li T., Jiang J 8 miRNA-133 augments coelomocyte phagocytosis in bacteria-challenged Apostichopus japonicus via targeting the TLR component of IRAK-1 in vitro and in vivo / Scientific Reports/Lu M., Zhang P., Li C*., Lv Z., Zhang W., Jin C	自然奖	李成华,张卫卫,邵铱娜,苏秀榕,张鹏娟	宁波大学	浙江省教育厅
221	0920-102	海藻天然活性物质发掘及富集关键技术 项目名称 海藻天然活性物质发掘及富集关键技术 推荐/提名单位/人 浙江省教育厅 主要完成单位 宁波大学,中国科学院海洋研究所 项目简介 本项目属于海洋生物资源开发利用领域。藻类不仅可以作为水产动物饵料，还可以为人类提供食用和药用资源。藻类养殖能有效吸收空气中的CO2，释放O2，因此也具有重要的生态价值。本项目依托国家和省市科技项目支撑，对藻类生物活性物质进行了筛选和发掘，利用化学合成和生物培养方法富集活性物质并研究其积累规律。从药源角度建立了药源合成和生物反应器高效培养技术，获得了具有降糖降压作用作用的海藻溴酚和降压肽候选药物各1个。主要原创性成果：1、根据海洋卤代化合物特征，从松节藻中分离出系列海藻溴酚先导化合物，并成功地进行了活性引导的定向合成和活性筛选。采用高通量筛选技术，结合色谱-核磁共振解析技术，成功地从松节藻中得到了20个生物活性先导化合物，其中14个为国际上首次发现的新化合物；系统设计了6类卤代化合物，合成了卤代化合物415个，其中新化合物295个，占国际上同类化合物的60%。构建了计算机辅助的DLS筛选平台，获得了高选择性PTP1B抑制活性的溴酚化合物，为海洋溴酚药物开发奠定了基础。2、优化了海洋微藻光生物反应器高效培养技术，发明了植物激素调控微藻活性物质快速积累技术，阐明了逆境胁迫和异养培养促进活性物质积累的分子机制。建立了海洋微藻快速分离筛选技术，优化了微藻光生物反应器培养技术；利用逆境胁迫等调控技术使总脂含量达到50%以上，为工业化利用微藻生产海洋生物活性物质奠定了基础。3、首次阐述了海藻溴酚的降血糖和降血压作用机理，从合成的新型氧化吲哚酮衍生物中筛选获得了多个新型溴酚化合物，发现了其通过阻断FGF/FGFR信号通路保护棕榈酸诱导的肝细胞凋亡及胰岛素抵抗的抗肿瘤分子机制，获得了具有治疗糖尿病的候选海洋药物海普诺（HPN）。首次从海洋微藻中分离纯化出具有较强ACE抑制活性的降压肽，建立了海藻ACE抑制剂模型，筛选获得了降压活性强、获取技术成熟的海藻多肽产品1个。本项目所获创新性成果发表论文37篇，其中SCI收录21篇，获得授权发明专利10项。经教育部科技查新工作站查新引证，8篇代表性论文总计他引515次，其中SCI他引246次。相关论文被国际高影响因子期刊如Chemical Reviews（52.613）、Natural Product Report（11.406）等引用，受到了美国、意大利、以色列、巴西等国际专家肯定性评价。培养获得国家万人计划、省151和宁波领军拔尖等高层次人才2名，培养硕博研究生8人，相关研究为海洋藻类高值化利用奠定了理论和技术基础，具有重要的应用价值和广阔的应用前景。本项目在海藻天然产物的发现和富集两个方面开展工作，为海藻中天然活性物质的开发提供了可供参考的技术路线，整体促进了海洋藻类资源利用领域的发展。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 徐年军 研究员 宁波大学 宁波大学 项目负责人，对创新点一、二、三做出了创造性贡献。主要进行我国沿海海藻资源采集、筛选和生物活性物质分离纯化、国际上较早发现和分离到具有重要生物活性的海洋溴酚化合物；进行了海洋微藻培养积累活性物质及活性物质积累机制相关研究；进行了海藻抗肿瘤活性及其在药物开发中的应用等工作。是代表性论文1、2、5的第一作者，是代表性论文1、2、6的通讯作者，参与发表论文3、4。本人在该项目技术研究中投入的工作量占本人工作总量的70%。 2 史大永 研究员 中国科学院海洋研究所 中国科学院海洋研究所 主要完成人，对创新点一、三做出了创造性贡献。主要进行海藻溴酚类化合物合成和抗糖尿病等方面的试验、临床前药理研究等，在海藻溴酚类物质的合成和应用方面进行了较多的开拓性工作。是代表性论文7的第一作者和通讯作者，代表性论文8的通讯作者。在本项目中投入工作量占本人工作量的50%。 3 孙雪 研究员 宁波大学 宁波大学 主要完成人，对创新点二、三做出了创造性贡献。在海藻溴酚的抗肿瘤机理方面开展了研究。在海藻高效培养技术和逆境胁迫积累生物活性物质机理方面开展了主要工作。进行了海藻中降压肽活性物质的分离制备等研究，是代表性论文6及发明专利的主要作者。本人在该项目技术研究中投入的工作量占本人工作总量的45%。 4 江波 副研究员 中国科学院海洋研究所 中国科学院海洋研究所 主要完成人，对创新点一、三做出了创造性贡献。主要进行海藻溴酚类化合物合成和抗肿瘤等方面的试验、临床前药理研究等，在海藻溴酚类物质的合成和应用方面进行了较多的开拓性工作。是代表性论文7的主要作者，代表性论文8的第一作者。在本项目中投入工作量占本人工作量的40%。 5 范晓 研究员 中国科学院海洋研究所 中国科学院海洋研究所 主要完成人，对创新点一、三做出了创造性贡献。主要进行海藻溴酚类化合物合成和抗肿瘤等方面的试验、临床前药理研究等，在海藻溴酚类物质的合成和应用方面进行了较多的开拓性工作。是代表性论文3的第一作者和通讯作者。在本项目中投入工作量占本人工作量的40%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Screening marine algae from China for their antitumor activities/Journal of Applied Phycology/徐年军，范晓，严小军，曾呈奎 2 Antibacterial bromophenols from the marine red alga Rhodomela confervoides/Phytochemistry/徐年军，范晓，严小军，李宪璀，牛荣丽，曾呈奎 3 Bromophenols from the red alga Rhodomela confervoides /Journal of Natural Product/范晓，徐年军，石建功 4 Bromophenol derivatives from the red alga Rhodomela confervoides/ Journal of Natural Product/赵杰禄, 范晓, 王素娟, 李帅, 尚素琴, 杨永春, 徐年军, 吕阳，石建功 5 Effects of nitrogen source and concentration on growth and fatty acid composition of Ellipsoidion sp. (Eustigmatophyta)/Journal of Applied Phycology/徐年军，张学成，范晓，韩丽君，曾呈奎 6 Hydrolysis and purification of ACE-inhibitory peptides from the marine microalga Isochrysis galbana/ Journal of Applied Phycology/吴昊，徐年军，孙雪，余虹，周成旭 7 HPN, a synthetic analogue of bromophenol from red alga Rhodomela confervoides: synthesis and anti-diabetic effects in C57BL/KsJ-db/db mice/Marine Drugs/史大永，郭书举,江波, 郭超, 王涛, 张陆勇, 李静雅 8 Discovery of novel bromophenol 3,4-dibromo-5-(2-bromo-3,4-dihydroxy-6-(isobutoxymethyl)benzyl)benzene-1,2-diol as protein tyrosine phosphatase 1B inhibitor and Its antidiabetic properties in C57BL/KsJ-db/db mice/European Journal of Medicinal Chemistry/江波, 郭书举, 史大永, 郭超, 王涛	自然奖	徐年军,史大永,孙雪,江波,范晓	宁波大学,中国科学院海洋研究所	浙江省教育厅
222	0920-105	莱菔硫烷诱导脂肪细胞褐变、促进糖脂代谢作用研究 项目名称 莱菔硫烷诱导脂肪细胞褐变、促进糖脂代谢作用研究 推荐/提名单位/人 浙江省教育厅 主要完成单位 宁波大学 项目简介 脂肪组织代谢在肥胖形成中起重要作用，肥胖不仅与能量摄取与消耗失衡有关，还与体内贮存能量的白色脂肪组织和消耗能量的褐色脂肪组织的失衡密切相关。哺乳动物的脂肪组织分为白色脂肪组织和褐色脂肪组织两类，主要由白色脂肪细胞和褐色脂肪细胞构成。褐色脂肪组织具有促进产热和增加能量消耗的作用。长期以来“成年人体不存在功能性褐色脂肪组织”的错误认识严重阻碍了褐色脂肪组织在人类肥胖防治中的应用。近年来的研究不仅明确了成年人体存在功能性褐色脂肪组织，还证实白色脂组织在某些环境因素作用下可褐变(线粒体含量和活性显著增强)。为此，设法减少白色脂肪细胞数量和/或对白色脂肪细胞进行改造，诱导其褐变，可在降低体脂、改善肥胖相关的糖脂代谢紊乱中发挥积极作用。莱菔硫烷（sulforaphane, SFN）是十字花科蔬菜中最具活性的异硫氰酸盐，本成果针对SFN开展了系列研究，发现低剂量莱菔硫烷（1 μmol/L）可诱导白色脂肪细胞发生褐色转变。机制研究发现，低浓度（1 μmol/L）莱菔硫烷可显著上调Sirt 1/PGC-1α和Nrf2/ NRF1通路，增加细胞内线粒体生物合成；上调3T3-L1成熟脂肪细胞葡萄糖摄取和分解代谢相关蛋白GLUT-4、GCK、CS的表达，增强葡萄糖摄取和有氧氧化，进而改善白色脂肪细胞糖、脂代谢；上调脂质水解和脂肪酸β氧化相关蛋白HSL及磷酸化P-HSLSer563、P-HSLSer660和CPT1A表达，增强成熟脂肪细胞的脂质代谢，下调FAS、ACC基因水平和DGAT-1蛋白表达水平，降低葡萄糖合成脂肪酸以及甘油三酯再合成作用；同时，增强柠檬酸合酶和线粒体复合物I活性，增强细胞内ATP水平，升高UCP1表达，诱导3T3-L成熟白色脂肪细胞获得褐色脂肪细胞代谢活性。本成果还发现，高剂量（40 μM）SFN通过下调Akt/p70s6k1/Bad 通路、上调ERK通路，诱导 3T3-L1脂肪细胞凋亡。综上所述，本成果首次证实低剂量SFN可诱导白色脂肪细胞褐变、改善白色脂肪细胞糖脂代谢；高剂量SFN可诱导脂肪细胞凋亡。根据以往研究报道：一次摄取200g西兰花，10h后人体血浆SFN浓度可达1.5 μmol/L，提示每日200g西兰花的摄入可能发挥促进脂肪细胞褐变、改善糖脂代谢作用。本成果还提示SFN可开发成为控制肥胖及其相关的代谢紊乱的有效药物，为以白色脂肪细胞为靶点，探索肥胖防治措施提供了科学依据。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张晓宏 教授 宁波大学 宁波大学 作为项目的总负责人，对推荐书《重要科学发现》中所列发现4项做出了创造性贡献，是代表性论文1-8的主要学术思想提出者 2 张慧琴 初级 中国科学院大学宁波华美医院 宁波大学 作为项目的主要参与人，对推荐书《重要科学发现》中所列第1、2、3项发现做出了创造性贡献，对莱菔硫烷诱导脂肪细胞褐变以及调节糖、脂代谢的机制进行了深入挖掘，支持本人贡献的是代表性论文1、4。 3 姚安军 初级 金华市中心医院 宁波大学 作为项目的主要参与人，对推荐书《重要科学发现》中所列第4项发现做出了创造性贡献，对高剂量莱菔硫烷诱导脂肪细胞凋亡的机制进行了深入分析，支持本人贡献的是代表性论文2。 4 付建飞 中级 宁波市第一医院 宁波大学 作为项目的主要参与人，对推荐书《重要科学发现》中所列第1项发现做出了创造性贡献，提出天然食物成分莱菔硫烷对于调控代谢具有重要的应用价值，对脂肪前体细胞的分化机制进行了深入解析，支持本人贡献的是代表性论文3、5。 5 陈士勇 中级 宁波市李惠利东部医院 宁波大学 作为项目的主要参与人，对脂肪细胞褐变的抗肥胖作用以及白色脂肪细胞的褐变机制进行了深入解析，提出低剂量莱菔硫烷干预可诱导白色脂肪细胞褐变、增加细胞内线粒体含量。对推荐书《重要科学发现》中所列第1项发现做出了创造性贡献，支持本人贡献的是代表性论文1、6、7。 6 沈颖卓 中级 宁波市海曙区疾控中心 宁波大学 作为项目的参与人，对推荐书《重要科学发现》所列第4项发现做出了创造性贡献，对包括莱菔硫烷在内的多种植物化学物对脂肪组织功能的影响进行分析，提出高剂量莱菔硫烷干预具有诱导脂肪细胞凋亡的作用，支持本人贡献的是代表性论文2、8。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Sulforaphane induces adipocyte browning and promotes glucose and lipid utilization/Molecular nutrition & food research/ Hui Q. Zhang, Shi Y. Chen, An S. Wang, An J. Yao, Jian F. Fu, Jin S. Zhao, Fen Chen, Zu Q. Zou, Yu J. Shan, Yong P. Bao, and Xiao H. Zhang 2 Sulforaphane induces apoptosis in adipocytes via Akt/p70s6k1/Bad inhibition and ERK activation/ BBRC/ Anjun Yao, Yingzhuo Shen,Anshi Wang, Shiyong Chen, Huiqin Zhang, Fen Chen, Zuquan Zou, Yujuan Shan, Xiaohong Zhang 3 Molecular pathways regulating the formation of brown-like adipocytes in white adipose tissue/ Diabetes Metab Res Rev/ Jianfei Fu,Zhen Li,Huiqin Zhang,Yushan Mao,Anshi Wang,Xin Wang,Zuquan Zou,Xiaohong Zhang 4 3T3-L1细胞分化过程中线粒体含量和葡萄糖摄取的动态变化/营养学报/ 张慧琴,陈士勇,王安世,邹祖全,王欣,张晓宏 5 莱菔硫烷对代谢性疾病的调控作用研究进展/ 中国药理学与毒理学杂志/付建飞,李真,张慧琴,王安世,杨立峰,王欣,张晓宏 6 褐色脂肪细胞的发育来源研究进展/生命科学/陈士勇,王欣,付建飞,张慧琴,张晓宏 7 白色脂肪组织褐变的抗肥胖作用研究进展/ 宁波大学学报：理工版/ 陈士勇,王欣,付建飞,张慧琴,邹祖全,张晓宏 8 植物化学物诱导脂肪细胞凋亡作用研究进展/卫生研究/沈颖卓,张晓宏	自然奖	张晓宏,张慧琴,姚安军,付建飞,陈士勇,沈颖卓	宁波大学	浙江省教育厅
223	1001-101	量子系统李雅普诺夫控制理论 项目名称 量子系统李雅普诺夫控制理论 推荐/提名单位/人 中国科学技术大学 主要完成单位 中国科学技术大学 项目简介 项目完成人丛爽为中国科学技术大学二级教授，博导，系教学委员会主任。1995年在意大利罗马大学获意大利国家博士，曾获中国科学院优秀青年学者称号。现任中国自动化学会系统仿真专业委员会副主任委员，中国自动化学会控制理论与应用专业委员会委员，IFAC控制设计技术委员会委员，IEEE高级会员。完成人丛爽及其所在团队自2000年起开始进行量子系统控制理论的研究。近20年来，一直持之以恒、坚持不懈地系统深入地进行有关量子系统控制理论方面的研究。至2016年底，已经系统全面地建立起量子李雅普诺夫控制理论的框架与体系，其中包括：1）建全与完善在系统本身自由哈密顿量非衰减、控制哈密顿量全连接的理想情况下，封闭量子系统各类状态调控的李雅普诺夫控制理论；2）建立了非理想情况下的封闭量子系统各类状态的制备、转移与操控的隐李雅普诺夫控制理论；3）系统地研究了量子系统的模型参考自适应控制、基于李雅普诺夫方法的量子态轨迹跟踪的控制；建立了刘威尔量子系统中密度矩阵的量子状态轨迹跟踪理论、量子系统函数跟踪理论，以及量子门的制备；4）在开放量子系统控制理论的研究中，解决了基于李雅普诺夫控制理论实现开放量子系统中量子态操控的收敛性问题，以及受限于马尔科夫消相干的多能级系统的相干保持问题；提出实现开放量子系统中目标态为无消相干子空间中纯态情况下的收敛控制策略，以及最优动力学解耦控制方法；5）各种量子状态调控理论的设计与实现。完成人所做的研究在建全与完善已有理想情况下的量子李雅普诺夫控制理论的基础上，建立了非理想情况下封闭量子系统的隐李雅普诺夫控制理论，解决了实际量子系统不满足理想条件下的李雅普诺夫控制理论的应用问题，从理论上提供了量子李雅普诺夫控制理论应用的可能性；同时，在量子状态调控的基础上，进一步完成了量子系统状态的跟踪控制理论的建立，并极大地丰富了开放量子系统控制理论，系统完整地建立起量子李雅普诺夫控制理论。至2016年底， 借助于已经完成的2项国家自然科学基金面上项目，1项安徽省教育厅自然科学重点科研项目，以及1项高等院校博士学科点专项科研基金的支持，完成人独立出版有关量子系统控制理论与方法的英文专著1部，以第一作者出版中文专著3部；研究成果得到多名国内外知名同领域专家的正面评价或引用；在国内外有关量子信息控制专题会议上做特邀报告12次；2010年获得安徽省第六届自然科学优秀学术论文一等奖。2012年10月在韩国举行的国际控制自动化与系统大会(ICCAS2012)上，与学生合著论文获得青年女研究者奖（WISET-ICROS Young Woman Researcher Award）。2006年1月由科学出版社出版的《量子力学系统控制导论》为国内最早有关量子系统控制的专著；2014年4月由国际三大出版社之一的John Wiley & Sons出版的《Control of Quantum Systems: Theory and Methods》是国际上第一部有关基于李雅普诺夫量子系统控制理论的专著。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 丛爽 教授 中国科学技术大学 中国科学技术大学 项目完成人丛爽是本项目各种量子系统中，不同量子状态调控的李雅普诺夫控制理论及其框架建立的主要思想的提出者，是整个研究团队的设计师和导师。在本项目所有代表性论文和专著中，丛爽是其中两篇专著（附件1和2）的独立作者，5篇代表作（附件4、5、6、7、8）的第一作者，一篇代表作（附件3）的第二作者（学生为第一作者），在国内外有关量子信息控制专题会议上做特邀报告12次。代表作1《Control of Quantum Systems: Theory and Methods》是量子系统控制理论系统深入研究成果的集成，它自成体系，是一部具有全面完整论述量子系统李雅普诺夫控制理论框架的专著，是丛爽潜心研究十多年的成果结晶，也是对量子系统李雅普诺夫控制理论的最大贡献。 2 匡森 副教授 中国科学技术大学 中国科学技术大学 完成人匡森2004年起攻读丛爽教授的博士。2008年在其导师丛爽教授的指导下，以第一作者的身份，在《Automatica》上发表了有关量子李雅普诺夫控制理论的论文（代表作3），他提出了一种统一的量子普诺夫函数，严格证明了本征态调控的量子李雅普诺夫控制方法；在2016年还合作发表一篇有关随机量子系统全局稳定性控制论文（代表作7中第3作者）。十多年来，完成人匡森一直致力于有关量子李雅普诺夫控制理论的研究，是本项目中最早参与量子李雅普诺夫控制理论研究并做出突出贡献的研究者之一。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Control of Quantum Systems: Theory and Methods/ John Wiley & Sons, Singapore Pte. Ltd/ Shuang Cong 2 量子力学系统控制导论/科学出版社/丛爽 3 Lyapunov control methods of closed quantum system/ AUTOMATICA/ Sen Kuang, Shuang Cong 4 A Survey of Quantum Lyapunov Control Methods/ The Scientific World Journal/ Shuang Cong, Fangfang Meng 5 Trajectory Tracking Control of Quantum Systems/ Chinese Science Bulletin/ Shuang Cong, Jianxiu Liu 6 Control of Quantum States in Decoherence-free Subspaces/Journal Physsics A: Mathematical and Theoretical/ Shuang Cong, Fei Yang 7 Global Stabilization Control of Stochastic Quantum Systems/ Science China Information Sciences/ Shuang Cong, Jie Wen, Sen Kuang, Fangfang Meng 8 Ultrafast Manipulation of a Double Quantum-Dot Charge Qubit Using Lyapunov-Based Control Method/ IEEE Journal of Quantum Electronics/ Shuang Cong, Ming-Yong Gao, Gang Cao, Guang-Can Guo, and Guo-Ping Guo	自然奖	丛爽,匡森	中国科学技术大学	中国科学技术大学
224	1001-102	能源材料表面结构与性能调控的同步辐射研究 项目名称 能源材料表面结构与性能调控的同步辐射研究 推荐/提名单位/人 中国科学技术大学 主要完成单位 中国科学技术大学 项目简介 该项目属于物理化学学科中的能源与催化研究领域。精准测量能源材料的表面结构和探究发生在材料表面的能量转换机理是实现其性能调控的关键，对能源材料的优化设计与高效利用有着重要意义。同步辐射光源具有亮度高、准直性好、能量波段宽等诸多优异特性，已为基础科学研究提供了无可比拟的先进实验手段。该项目依托国内同步辐射大科学装置，开创了表界面结构灵敏的X射线吸收谱学(XAFS)实验技术在能源与催化的研究，率先实现原子级水平的表面结构精准解析及催化过程中表面活性结构演变的精确鉴别，引领国内外同行开展相关领域的研究工作。项目取得的原创性代表成果如下：(1) 开辟了同步辐射XAFS技术在能源催化领域的应用研究。XAFS技术有效地分离出阵列纳米管Fe2TiO5-TiO2的表面原子和电子结构信息，揭示通过“矢量迁移通道”把光生载流子定向迁移到表面实现高效分离的本质，总能量转换效率达2.7%，为当时光电解水性能的最高水平(Nature Commn.2014, 5, 5122，他引84次)。首次设计并合成出表面“开放”的CoOOH纳米片，XAFS结果阐明表面原子和电子结构对电解水性能的催化调控机制(Angew. Chem. 2015, 54, 8722，他引182次，ESI高被引用论文)，该论文被英国“WIPIMD”网站评选为2015年所在领域最具影响力的二十篇最佳论文之首。(2) 发展了表界面灵敏同步辐射XAFS技术在二维超薄能源材料领域的应用研究，实现二维超薄材料表面与内部原子结构信息的有效分离。首次合成出4个原子层厚度超薄纳米片(ZnSe)4，XAFS结果揭示其表面原子结构发生1%扭曲能显著增强光生载流子的输运能力 (Nature Commn. 2012, 3, 1057，他引204次，ESI高被引用论文)。合成出3个原子层厚度的二维超薄纳米片SnS2，其可见光光电解水的量子效率高达38.7%，XAFS结果揭示表面原子和电子结构调控载流子输运的微观机制(Angew. Chem. 2012, 51, 8727，他引261次，ESI高被引用论文)。(3) 发展了表界面灵敏同步辐射XAFS技术精准测量单原子催化剂的活性中心结构。从原子水平上精准测量出Co/N-C催化剂表面高负载单位点活性中心的Co-Nx原子结构，揭示其对氧还原活性的调控机制(Angew. Chem.2016, 55, 10800, 他引329次，ESI高被引用论文)，以及阐明表面缺陷对催化活性中心电子结构的调控，能够显著激活其电催化产氧活性(JACS 2014, 136, 15670, 他引346次，ESI高被引用论文)。该项目围绕能源材料的设计合成、表界面结构与性能调控及其构效关系的同步辐射研究等方面开展系统研究工作，已发表SCI论文176篇，其中在国际著名期刊如：《自然？通讯》、《美国化学会志》、《德国应用化学》、《物理化学学报C》等上发表研究论文61篇。该项目的8篇代表性论文累积被SCI他人引用1501次，其中5篇被ESI列为引用率进入Top 1%的高被引用论文。该项目组应邀为《自然》杂志撰写了2015年新年展望、应邀为美国化学会的《化学研究评论》和英国皇家化学会的《化学会评论》等期刊撰写多篇综述和展望性文章。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 韦世强 教授 中国科学技术大学 中国科学技术大学 项目负责人、第一完成人，提出该项目的关键学术思想、技术线路和实施方案，负责组织及指导研究和论文撰写。对推荐书中第1-3方面的重要科学发现做出了创造性贡献，是代表性论文第1-4、6-8篇的通讯作者和第6篇的主要作者。本人是国内同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)谱学实验方法的学术带头人，依托国内同步辐射大科学装置发展了表界面敏感的XAFS实验分析方法，带领课题组在国际上率先实现了原子级二维超薄单层和单原子催化剂的表界面结构探测，开创性地探索了二维超薄单层和单原子催化剂的先进能源材料表界面的原子和电子结构对性能的调控机制，阐明了表面结构调制纳米光电催化剂量子转换效率的作用，取得的研究成果获得了国际同行的认可和称赞。 2 刘庆华 副研究员 中国科学技术大学 中国科学技术大学 提出学术思想，对推荐书中第1、2点的重要科学发现做出了重要贡献，是代表性论文第1篇的第一作者、第4、7、8篇的通讯作者。主要通过调控过渡金属Ti基和Fe基氧化物纳米管光电催化剂材料的结构和表面修饰，大幅提升了材料的光电化学能量转换效率。利用同步辐射XAFS技术给出了Fe2TiO5-TiO2、Ni修饰Fe2O3纳米管表面层的结构，发现通过Fe、Ni修饰可以有效增加光生空穴载流子沿管壁径向的迁移长度，加速表面水氧化反应、减少空穴的聚集和降低电子空穴对的复合，显著提高了过渡金属氧化物在可见光区光解水的量子效率。 3 孙永福 教授 中国科学技术大学 中国科学技术大学 提出学术思想，对推荐书中第2点的重要科学发现做出了重要贡献，是代表性论文第2、3篇的第一作者。创新性地从原子晶格的特征结构出发，提出了普适的合成非层状化合物超薄二维结构的方法；并利用同步辐射XAFS技术和第一性原理的计算，首次揭示出表面扭曲的存在能够使得原子级厚的非层状化合物更加稳定的存在。基于对原子结构的调控会带来独特的电子结构这一特点，发展了一条新的途径来调控超薄二维材料的光吸收和电导率，进而改善其光电转换的效率。 4 谢毅 教授 中国科学技术大学 中国科学技术大学 提出学术思想，对推荐书中第1、2点的重要科学发现做出了重要贡献，是代表性论文第1-3、6篇的通讯作者。具体贡献如下：建立了无机超薄二维结构的系统制备策略，并首次提出利用同步辐射X射线吸收谱来探测其精细结构，被认为丰富和发展了二维无机固体化学，得到了同行的一致肯定；调制无机超薄二维结构独特的原子和电子结构实现在器件构建及能源应用中取得了系列创新性成果，为无机超薄二维结构光电器件的设计和性能的提高提供有益的指导；系统研究了低维纳米材料的结构相变以及自旋电子耦合作用，揭示了表面结构弛豫和缺陷诱导铁磁性转变的微观机理。 5 程位任 副研究员 中国科学技术大学 中国科学技术大学 提出学术思想，对推荐书中第1点的重要科学发现做出了重要贡献，是代表性论文第8篇的第一作者。主要通过调控过渡金属Fe基氧化物纳米管光电催化剂材料的结构和表面修饰，大幅提升了材料的光电化学能量转换效率。利用同步辐射XAFS技术给出了Ni修饰Fe2O3纳米管表面层的结构，发现通过Ni取代表面层Fe离子的位置，可以有效增加光生空穴载流子沿管壁径向的迁移长度，加速表面水氧化反应、减少空穴的聚集和降低电子空穴对的复合，显著提高了过渡金属氧化物在可见光区光解水的量子效率。 6 吴宇恩 教授 中国科学技术大学 中国科学技术大学 提出学术思想，对推荐书中第3点的重要科学发现做出了重要贡献，是代表性论文第5篇的通讯作者。基于金属有机框架（MOF）的骨架材料可调控性强、金属的成分或比例以及有机配体可调节等特点，发展了一种“自下而上”将MOF中的金属离子原位热解还原获得高负载量单原子催化剂的新方法。利用同步辐射XAFS技术，从原子水平上阐明了表面高负载活性的单位点Co-Nx原子电子结构对其电催化氧还原活性的调控机制。 7 姚涛 教授 中国科学技术大学 中国科学技术大学 是推荐书中所列第5篇代表性论文的第二作者，代表性论文第1、4篇的的主要作者，对推荐书中第3点的重要科学发现做出了重要贡献，在该项目中主要完成了原位X射线吸收精细结构(XAFS)谱学实验的测试和数据分析，以及催化剂结构模型的确定，为揭示单原子催化剂的构效关系提供了基础。 8 胡凤春 工程师 中国科学技术大学 中国科学技术大学 是推荐书中所列第1、4、8篇代表性论文的主要作者，对推荐书中第1点的重要科学发现做出了重要贡献，在该项目中主要完成了原位X射线吸收精细结构(XAFS)谱学实验的测试和数据分析，协助建立原位同步辐射X射线谱学研究表界面结构信息方法，研制原位同步辐射光电化学测量样品室装置工作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Aligned Fe2TiO5-containing nanotube arrays with low onset potential for visible-light water oxidation/Nature Commun./Qinghua Liu, Jingfu He, Tao Yao, Zhihu Sun, Weiren Cheng, Shi He, Yi Xie*, Yanhua Peng, Hao Cheng, YongfuSun, Yong Jiang, Fengchun Hu, Zhi Xie, Wensheng Yan, Zhiyun Pan, Ziyu Wu* and Shiqiang Wei* 2 Fabrication of flexible and freestanding zinc chalcogenide single-layers/Nature Commun./Yongfu Sun, Zhihu Sun, Shan Gao, Hao Cheng, Qinghua Liu, Junyu Piao, Tao Yao, Changzheng Wu, Shuanglin Hu, Shiqiang Wei,* and Yi Xie* 3 Freestanding Tin Disulfide Single-Layers Realizing Efficient Visible-Light WaterSplitting/Angew. Chem. Int. Ed./Yongfu Sun, Hao Cheng, Shan Gao, Zhihu Sun, Qinghua Liu, Qin Liu, Fengcai Lei, Tao Yao, Jingfu He, Shiqiang Wei,* and Yi Xie* 4 CoOOH Nanosheets with High Mass Activity for Water Oxidation/Angew. Chem. Int. Ed./Junheng Huang, Junting Chen, Tao Yao, Jingfu He, Shan Jiang, Zhihu Sun, Qinghua Liu,* Weiren Cheng, Fengchun Hu, Yong Jiang, Zhiyun Pan,* and Shiqiang Wei* 5 Single Cobalt Atoms with Precise N-Coordination as Superior Oxygen Reduction Reaction Catalysts/Angew. Chem. Int. Ed./Peiqun Yin, Tao Yao, Yuen Wu,* Lirong Zheng, Yue Lin, Wei Liu, Huanxin Ju, Junfa Zhu, Xun Hong, Zhaoxiang Deng, Gang Zhou, SQ Wei, and Yadong Li* 6 Low Overpotential in Vacancies-Rich Ultrathin CoSe2 Nanosheets for Water Oxidation/J. Am. Chem. Soc./Youwen Liu, Hao Cheng, Mengjie Lyu, Shaojuan Fan, Qinghua Liu, Wenshuai Zhang, Yuduo Zhi, Chengming Wang, Chong Xiao*, Shiqiang Wei,* Bangjiao Ye, and Yi Xie* 7 Improving Photoelectrochemical Water Splitting Activity of TiO2 Nanotube Arrays by Tuning Geometrical Parameters/J. Phys. Chem. C/Suzhen Liang, Jingfu He, Zhihu Sun, Qinghua Liu,* Yong Jiang, Hao Cheng, Bo He, Zhi Xie, and Shiqiang Wei* 8 Ni-Doped Overlayer Hematite Nanotube: A Highly Photoactive Architecture for Utilization of Visible Light/J. Phys. Chem. C/Weiren Cheng, Jingfu He, Zhihu Sun, Yanhua Peng, Tao Yao, Qinghua Liu？, Yong Jiang, Fengchun Hu, Zhi Xie, Bo He, and Shiqiang Wei*	自然奖	韦世强,刘庆华,孙永福,谢毅,程位任,吴宇恩,姚涛,胡凤春	中国科学技术大学	中国科学技术大学
225	1011-101	Riemann-Finsler几何中若干问题研究 项目名称 Riemann-Finsler几何中若干问题研究 推荐/提名单位/人 安徽省教育厅 主要完成单位 安徽师范大学 项目简介 黎曼-芬斯勒几何(Riemann-Finsler Geometry)（简称芬斯勒几何）包括其重要特例黎曼几何是现代数学中的重要前沿学科。芬斯勒几何不仅与常（偏）微分方程、李群、非线性分析等数学分支紧密相连，而且在理论物理、生物数学和信息论等方面有着重要的应用。近十年来，在中、外数学家的共同努力下，芬斯勒几何的研究得到了长足的进展。 芬斯勒几何是在其度量上无二次型限制的黎曼几何，这种度量是由德国数学家黎曼在其有名的就职演说“论作为几何学基础的假设”（1854年）中提出的，在上个世纪的巴黎国际数学家大会上，数学大师Hilbert提出的20世纪23个著名问题中有两个和芬斯勒几何学密切相关，国内外公认的20世纪数学大师陈省身院士曾预见，芬斯勒几何将是21世纪微分几何的发展方向。 在芬斯勒几何的研究中，构造和研究大量的n维欧式空间中开集U上具有某种特定属性的芬斯勒度量，是研究芬斯勒几何最基础也是最重要的问题之一。本项目依托国家自然科学基金，研究了一系列n维欧式空间中开集U上新的射影平坦、对偶平坦的芬斯勒度量，具体成果如下：（1）建立具有常旗曲率为1的射影平坦芬斯勒度量；（2）建立射影平坦球对称芬斯勒度量；（3）建立对偶平坦球对称芬斯勒度量；（4）建立具有某种属性非黎曼几何量的芬斯勒度量；（5）构造了拟复射影空间，得到其全实2-调和子流形的刚性定理。结果表明：（1）给出了Hilbert提出的20世纪23个著名问题中第4问题刻画的n维欧式空间中的开集上更多的射影平坦芬斯勒度量，在这些度量构造中，发现与生物数学有着密切的联系。（2）给出了更多的对偶平坦的芬斯勒度量，对信息科学中提出的问题的研究是相当有用的，相关研究成果发表在Turkish Journal of Mathematics、Journal of Mathematics Research with Applications、Math. Study、《数学进展》、《中国科学技术大学学报》、《华东师范大学学报》、《数学杂志》等国内外核心期刊上。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 宋卫东 教授 安徽师范大学 安徽师范大学 该成果依托国家自然科学基金和安徽省高等学校自然科学基金，在黎曼-芬斯勒几何研究领域取得了一系列重要成果：（1）构造了一系列射影芬斯勒度量；（2）构造了一系列对偶平坦芬斯勒度量；（3）构造了一系列具有特定非黎量几何量的芬斯勒度量。是6篇代表性论文的第一作者，2篇代表性论文的第二作者。 2 陈亚力 讲师 安徽师范大学 安徽师范大学 着重对球对称的芬斯勒度量进行了研究,得出了一系列新的对偶平坦和射影平坦的球对称的芬斯勒度量,并得出了具有具有迷向E-曲率的球对称芬斯勒度量满足的一般方程。是1篇代表性论文的第一作者，1篇代表性论文的第二作者。 3 刘敏 讲师 安徽师范大学 安徽师范大学 构造了拟常曲率复射影空间，建立了其全实2-调和子流形的刚性定理，是1篇代表性论文的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Spherically symmetric Finsler metrics with scalar flag curvature/Turkish Journal of Mathematics/Song Weidong, Zhou Fen. 2 一类常旗曲率为 1 的射影平坦 Finsler 度量 (英文)/数学进展/宋卫东, 朱静勇 3 A Class of Projectively Flat Spherically Symmetric Finsler Metrics/Journal of Mathematical Research with Applications/Song Weidong, Chen Yali 4 A New Class of Finsler Metrics with Scalar Flag Curvature/Journal of Mathematical Research with Applications/Song Weidong, Wang Xingshang 5 A Class of Projectively Flat Finsler Metrics/Journal of Mathematical Research with Applications/Song Weidong, Zhu Jingyong 6 Spherically Symmetric Finsler Metrics with Isotropic E-Curvature/Journal of Mathematical Research with Applications/Chen Yali, Song Weidong 7 一类对偶平坦的Finsler度量(英文)/华东师范大学学报（自然科学版）/宋卫东, 刘 凤 8 拟复射影空间中的全实2调和子流形(英文)/中国科学技术大学学报/刘敏,宋卫东	自然奖	宋卫东,陈亚力,刘敏	安徽师范大学	安徽省教育厅
226	1024-101	面向振动主动控制的智能风力机叶片结构设计与建模分析 项目名称 面向振动主动控制的智能风力机叶片结构设计与建模分析 推荐/提名单位/人 安徽省教育厅 主要完成单位 安徽科技学院 项目简介 一、主要研究内容：叶片是风机的关键部件之一，在载荷作用下叶片的振动破坏是风机常见故障。本项目提出了将压电材料嵌入到叶片复合材料内部以构成智能风机叶片的方法，并根据叶片气动和强度理论，分析翼型气动性能和强度参数，完成了智能叶片的结构设计；基于扁壳理论，将设计的智能叶片等效为压电壳体进行有限元分析；同时将分析结果与商用有限元软件的结果进行对比，验证所建模型的准确性；引入自适应滤波思想，设计智能叶片振动主动控制系统；最后，搭建了实验系统，对振动控制的效果进行实验验证。二、科学发现点：1）智能复合材料叶片载荷分析：根据叶片风载的不同，研究不同工况下的结构载荷及气动流体计算方法，并确定极限载荷发生的工况，开展了载荷模拟仿真计算研究及极端湍流风模型工况下的极限载荷统计规律进行分析。2）智能复合材料叶片结构设计：根据设定的风轮设计功率、启动风速等设计参数及叶片翼型的力学性能分析等来确定叶片气动参数。基于坐标变换方法和复合材料设计思想，开发了叶片三维建模的通用方法，研究基于叶片位移变形约束的刚度协调设计方法和准则；设计了压电板壳式风力机叶片，并进行三维建模。3）压电板壳式风力机叶片结构强度建模：翼型壳体本身是空间扭曲的，极不规则，将叶片看作两部分矩形扁壳的组合，推导了扁壳压电与弹性力学耦合方程，基于变分原理、剪切变形理论和哈密顿原理，推导并建立了压电板壳式复合材料叶片结构的机电耦合动力学模型，并开展有限元分析得出了模型在控制电压施加前后叶片各方向位移、转角的变化情况。4）针对设计的压电智能复合材料叶片，利用软件对压电材料施加电场，在电压作用下，对智能叶片上的位移、应力和应变的大小变化进行分析，表明压电材料用于风力机叶片的振动，能够对叶片振动进行有效抑制。5）智能叶片振动主动控制研究：搭建了智能叶片振动主动控制系统，设计参数可调的滤波器，由自适应滤波器对结构振动情况实时检测并滤除干扰信号后输入控制器，根据振动情况，由控制器发出控制指令给驱动器以驱动压电纤维动作，实时改变叶片刚度等结构动力学参数，实现主动控制，并设计了实验系统进行了验证。三、科学价值：压电材料嵌入风力机叶片，构成智能叶片后，当给叶片中压电材料施加控制电压后，在压电材料的逆压电效应下，压电材料对叶片作用一个电场力，在此力的作用下，叶片衰减迅速，在极端风速情况下能极大的提高风力机叶片的气动弹性稳定性，为振动控制领域智能设计和控制提供了科学参考。四、同行引用及评价：项目组先后发表20多篇相关文献，被国内外他引共86次，具体见附件文献检索报告。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 乔印虎 副教授 安徽科技学院 安徽科技学院 作为项目负责人，全面负责本项目的设计研发和实验，总体协调和把控项目进度，安排和协调项目人力物力以及资源调配。对本项目所有科学发现点做出创造性贡献，是本项目所有代表性论文的第一作者。 2 张春燕 副教授 安徽科技学院 安徽科技学院 负责本项目的结构分析，对本项的科学发现点1和2做出较大贡献，是本项所有5篇论文的国内作者。 3 陈杰平 教授 安徽科技学院 安徽科技学院 对本项目的第1和第3项科学发现点做出较大贡献，是本项目所有5篇论文的国内作者。 4 缑瑞宾 讲师 安徽科技学院 安徽科技学院 力学分析，对本项目的科学发现点 4 有较大贡献，是本项目代表性论文3 和 5 的国内作者 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Modeling smart structure of wind turbine blade/Applied Composite Materials/Qiao YH, Han J, Zhang CY, et al 2 Finite element analysis and vibration suppression control of smart wind turbine blade/Applied Coposite Materials/Qiao YH, Han J, Zhang CY, et al 3 智能夹层风力机叶片振动主动控制研究/太阳能学报/乔印虎,韩江,刘春辉,陈杰平 4 智能复合材料风力机叶片设计与有限元分析/材料工程/乔印虎,韩江,张春燕,陈杰平 5 风力机叶片压电振动的主动控制研究/应用力学学报/乔印虎,韩江,张春燕,陈杰平,缑瑞宾 6 压电板壳风力机叶片动力学建模与分析/太阳能学报/乔印虎,韩江,张春燕,陈杰平,柳伟续 7 风力发电机叶片振动失效机理分析/.机械工程师/乔印虎,张春燕 8 IIR滤波器在风力发电机振动保护仪上的应用/机电工程/乔印虎,朱志坚,张春燕	自然奖	乔印虎,张春燕,陈杰平,缑瑞宾	安徽科技学院	安徽省教育厅
227	1119-101	基于动态超分子聚集体的化学传感 项目名称 基于动态超分子聚集体的化学传感 推荐/提名单位/人 厦门大学 主要完成单位 厦门大学 项目简介 发展新型识别、组装和传感模式对于分析物的检测分析、生物活性分子的功能调控、细胞分析以及疾病早期诊断等研究均具有重要意义。为了满足分析科学研究对高灵敏度、高选择性传感的需求，我们发展了基于动态超分子聚集体进行化学传感的全新途径。因之超分子聚集体形成过程涉及诱导聚集和/或聚集体结构变化的信号放大而呈现显著光谱变化，保证高的灵敏度；而构筑单元分子结构和反应性可有众多选择，聚集体中单元分子间的相对取向亦可调控，容易获得物质传感的高选择性；特别地，藉由手性转移和手性表达，该策略可分析不含生色团或生色团远离手性中心的手性物种。研究工作主要依据动态组合化学原理，以含特定作用/结合功能基团的芘和苝酰亚胺等染料小分子或硫醇化合物等为构筑单元，通过调控构筑基元的亲疏水性，使其在水溶液中以单体分散的形式存在或仅发生微弱的聚集。分析物存在时籍由硼酸-二醇、亚胺键、金属配位、硫脲-阴离子氢键结合等动态相互作用协同诱导构筑基元形成有序超分子聚集体，因之导致的显著光谱变化成功地应用于糖、多巴、氨基酸、α-羟基酸、氟离子、汞离子、银离子等重要环境/生化分析对象的高灵敏、高选择性传感（包括手性传感）。研究成果不仅为新型高灵敏识别传感模式和手性分析方法的发展提供了全新的概念和研究思路，也为分析物的精准测量、生物识别分子的高通量筛选和多层次手性物质的精准构筑奠定了可靠的物理化学和合成化学基础。发展的手性传感体系有望应用于不对称催化领域，克服色谱法分析手性产物昂贵耗时的缺点，为反应条件的快速筛选提供有力工具。基于诱导聚集策略的糖类和氟离子传感器可解决传统的小分子硼酸类传感器灵敏度低和选择性差之不足，在环境监测、临床诊断和生命科学等相关领域具有重大科学应用价值。研究成果发表于“J. Am. Chem. Soc.”、“Chem. Sci.”、“Chem. Commun.”、“Chem. Eur. J.”、“Langmuir”、“ChemPlusChem” 等重要学术期刊。该系统性工作受到国内外同行的广泛关注和好评，多次受邀撰写综述性文章发表于“Chem. Soc. Rev.”、“Chem. Commun.” 等期刊。项目执行期间在该研究方向发表SCI收录论文24篇,8篇代表性论文累计他引422次，单篇论文最高他引次数为206次，部分研究成果被美国化学会的Spotlights栏目和电子周刊Noteworthy Chemistry点评，3篇论文被Chem. Soc. Rev. 和Chem. Commun. 等国际权威期刊选为封面论文。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 江云宝 教授 厦门大学 厦门大学 项目主要负责人,将聚集、解聚集、原位形成聚集单元等策略引入分子探针的设计，获得高灵敏度、高选择性的超分子光化学传感体系，引起良好学术影响。是8篇代表性论文的通讯作者。 2 黎朝 副教授 厦门大学 厦门大学 第一完成人课题组副教授，该项目的重要参与者，侧重荧光光谱分析，并为构筑基元的设计和结构优化做出重要贡献。第1、3、4、6、7、8篇代表性论文的共同作者。 3 严小胜 其他 厦门大学 厦门大学 2010-2016年为第一完成人的博士研究生，现为博士后研究人员，该项目的主要参与者。侧重发展折叠分子构象并应用于超分子螺旋的构建和化学传感。第7篇代表性论文的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Memory of chirality in J-type aggregates of an achiral perylene dianhydride dye created in a chiral asymmetric catalytic synthesis/ Chem. Sci./Jin-Song Zhao, Yi-Bin Ruan, Rong Zhou and Yun-Bao Jiang 2 Multicomponent covalent dye assembly for tight binding and sensitive sensing of L-DOPA/Chem. Commun./Xuan-Xuan Chen, Xin Wu, Peng Zhang, Miao Zhang, Bing-Nan Song, Yan-Jun Huang, Zhao Li and Yun-Bao Jiang 3 Glucose sensing via aggregation and the use of “knock-out” binding to improve selectivity/J. Am. Chem. Soc./Yan-Jun Huang, Wen-Juan Ouyang, Xin Wu, Zhao Li, John S. Fossey, Tony D. James, Yun-Bao Jiang 4 Self-assembly of a “double dynamic covalent” amphiphile featuring a glucose-responsive imine bond/Chem. Commun./Xin Wu, Xuan-Xuan Chen, Miao Zhang, Miao, Zhao Li, Philip A. Gale, Yun-Bao Jiang 5 Metal-metal-interaction-facilitated coordination polymer as a sensing ensemble: a case study for cysteine sensing/Langmuir/Jiang-Shan Shen, Dong-Hua Li, Ming-Bo Zhang, Jun Zhou, Hui Zhang and Yun-Bao Jiang 6 Chirality sensing using Ag+-thiol coordination polymers/Chem. Commun./Qian Zhang, Yuan Hong, Na Chen, Dan-Dan Tao, Zhao Li and Yun-Bao Jiang 7 β-Turn structure in glycinylphenylalanine dipeptide based N-amidothioureas/Chem. Commun./Xiao-Sheng Yan, Kun Wu, Yuan Yuan, Ying Zhan, Jin-He Wang, Zhao Li and Yun-Bao Jiang 8 Selective sensing of saccharides using simple boronic acids and their aggregates/Chem. Soc. Rev./Xin Wu, Zhao Li, Xuan-Xuan Chen, John S. Fossey, Tony D. James and Yun-Bao Jiang	自然奖	江云宝,黎朝,严小胜	厦门大学	厦门大学
228	1119-104	可控电纺——多模式融合微纳增材制造原理与技术 项目名称 可控电纺——多模式融合微纳增材制造原理与技术 推荐/提名单位/人 厦门大学 主要完成单位 厦门大学 项目简介 富含多维、多孔、多材料、多尺度等结构是智能结构、软体机器人、生物组织、微流控及超材料等的典型特征，当前熟知的制造技术难以适应。创新微纳增材制造原理与方法已经成为学术界热点和产业界期盼，也是我国智能制造战略的核心基础。项目提出的“可控电纺”制造原理技术兼具多模式、强适应、低成本等优势特质，有望发展为一种极具潜力的微纳增材制造新技术，突破我国喷印制造卡脖子问题。在科技部863计划、教育部重大和国家自然基金重点等课题支持下，项目提出了“近场静电纺丝（Near-field Electrospinning）”原理，并发展成为“可控电纺”多模式融合制造原理和技术体系。主要科学发现和突破如下：（1）率先提出“近场静电纺丝”原理，解决了静电纺丝的百年难题——射流源随机、射流鞭动、纳米纤维无序沉积，开启了可控电纺新时代。发现了微尺度电液耦合作用机制，阐明了射流源形成、射流鞭动和沉积规律，提出了电纺调控方法；揭示了电纺诱导聚合物分子构型演变机制、力—电耦合调控规律；构建了电纺四段论（Taylor锥—稳定射流—鞭动固化—沉积）研究体系，发展出可控电纺制造的四种模式——纺丝沉积、射流直写、按需喷印、雾化喷涂，为可控电纺增材制造提供了理论支撑。（2）发现微尺度包轴效应，提出了皮升级微量高粘度流体的高精度、快响应输运方法，突破了可控电纺实现的核心技术瓶颈。揭示了高粘度流体浸润粘附—表面张力—电场耦合竞争机制，阐明了汇流、出流响应规律，解决了高粘度流体输运大流阻、长时滞等难题；发现了受限空间流体强剪切作用机制与规律，构建了二维材料剥离新方法，提出由石墨块→石墨烯→微器件的一步化制造原理与技术。实现了由“近场电纺原理”到“可控电纺制造方法”的跨越。（3）发现溶液自由表面电场诱导波动与多源射流效应，提出低电压宏量电纺方法，为富含微结构的宏器件高效、低成本制造创造了条件。揭示了电场诱导溶液表面多源射流发生机制，阐明了射流密度、尺寸、续存等行为；提出了针尖蘸取、介质近场诱导等系列化无喷嘴宏量电纺方法，突破了低电压、无堵塞纳米纤维宏量制造瓶颈；提出纳米纤维的异质混纺、气浮输运、聚焦成束、定向/定域沉积等原理技术。为可控电纺制造由原理向工程实现的跨越奠定了基础。项目共发表论文131篇，授权发明专利41项，在国际会议大会报告/特邀报告8次，总引用1362次。八篇代表作被SCI他引412次，总他引597次，其中单篇SCI他引278次，他引论文源自Nat Comm、Chem Soc Rev等权威期刊。研究工作得到了30多个国家/地区同行的正面认可，如华中科技大学熊有伦院士；东华大学俞建勇院士；英国皇家工程院院士、牛津大学Eleanor Stride和ACERS Fellow、麻省理工学院Harry L. Tuller等。代表作被Phys.org等媒体报道：“结束了静电纺丝72年的无序化历史”，获得Nanotechnology期刊在线重点推介。Harry L. Tuller给予了高度重视：“近场静电纺丝技术是一种极具潜力的直接制备纳米材料的工具”。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 孙道恒 教授 厦门大学 厦门大学 孙道恒教授作为项目负责人，负责整个项目的设计，学术思想的提出以及研究方案的确定。对发现点1、2、3均做出了核心贡献，是代表性论文【2-7】的通讯作者，代表性论文【1】的第一作者以及代表性论文【8】的主要完成人之一。 2 吴德志 教授 厦门大学 厦门大学 吴德志教授作为项目主要参与者，对发现点1、3均做出了主要贡献，是代表性论文【5】的通讯作者，代表性论文【6】的第一作者以及代表性论文【2、4】的主要完成人之一。在科学发现点1：协助完成了聚合物溶液近场电纺诱导分子结构相变机制以及射流源形成、射流鞭动演化和沉积规律的研究。在科学发现点3：发现电场诱导聚合物溶液自由表面波动机制与多源射流行为，建立准静电场驱动聚合物溶液波动模型。 3 郑高峰 副教授 厦门大学 厦门大学 郑高峰副教授作为项目主要参与者，对发现点1做出了主要贡献，是代表性论文【2】的第一作者，代表性论文【4】的主要完成人之一。在发现点1：阐明了射流源形成、射流鞭动演化和沉积规律，揭示了近场电纺单射流稳定射流发生机理和条件。 4 王凌云 副教授 厦门大学 厦门大学 王凌云副教授作为项目主要参与者，对发现点1、2均做出了主要贡献，是代表性论文【8】的通讯作者及第一作者，代表性论文【4】的主要完成人之一。在科学发现点1：协助发现了分子结构排列与晶相等力—电耦合调控行为规律。在科学发现点2：发展了压电驱动流体离散喷射方法，揭示了流体高速按需成型喷射稳定调控机理。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Near-field electrospinning. Nano Letters, Sun, D., Chang, C., Li, S., & Lin, L. 2 Precision deposition of a nanofibre by near-field electrospinning. Journal of Physics D: Applied Physics, Zheng, G., Li, W., Wang, X., Wu, D., Sun*, D., & Lin, L. 3 Electrohydrodynamic deposition of polymeric droplets under low-frequency pulsation. Langmuir, Xu, L., Wang, X., Lei, T., Sun*, D., & Lin, L. 4 Electrospinning-induced preferred dipole orientation in PVDF fibers，Journal of Materials Science, Lei, T., Yu, L., Zheng, G., Wang, L., Wu, D., & Sun*, D. 5 An improved tip-less electrospinning with strip-distributed solution delivery for massive production of uniform polymer nanofibers，Materials Letters，Wang, X., Hu, X., Qiu, X., Huang, X., Wu, D., & Sun*, D. 6 The fast fabrication of flexible electronic devices of graphene composites. Nanotechnology. Wang, S., Wang, W., Yu, L., Zhan, Z., & Sun*, D. 7 High throughput tip-less electrospinning via a circular cylindrical electrode, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, Wu, D., Huang, X., Lai, X., Sun*, D., & Lin, L. 8 Design and Experiment of a Jetting Dispenser Driven by Piezostack Actuator. IEEE Transactions on Components Packaging & Manufacturing Technology. Wang L , Du J , Luo Z , Du X, Li Y, Liu J, & Sun, D.	自然奖	孙道恒,吴德志,郑高峰,王凌云	厦门大学	厦门大学
229	1119-106	基于高通量转录组测序的植物多聚腺苷化研究 项目名称 基于高通量转录组测序的植物多聚腺苷化研究 推荐/提名单位/人 厦门大学 主要完成单位 厦门大学 项目简介 本世纪来掀起的基因组研究揭开了生物体是如何编码等奥秘，对人类疾病研究治疗、农业生产上的动植物品质改良、产量提高等方面都起到了革命性的促进作用。在后基因组时代，研究基因组的基因如何表达调控成为最热门内容之一。早在2005年，美国迈阿密大学分子生物学与中国厦门大学信息学的专家就自发组成学科交叉团队，开始通过高通量转录组测序研究植物基因组表达中的关键步骤—信使核糖核酸（mRNA）多聚腺苷化。本研究利用分子生物学研究方法及最前沿的高通量DNA测序技术，结合生物信息学分析手段，对海量数据进行深入分析和构建模型，摸索形成了一种基于互联网交互的优势互补合作模式。项目组在2007-2016年间发表相关SCI论文95篇，获得10项国家和教育部相关基金支持，形成了特色的厦门大学分子生物学与生物信息学交叉团队，得到国内外同行高度评价。主要成果有：1. 植物选择性多聚腺苷化转录组分析为国际首创：真核生物基因表达过程的第一步是将DNA的遗传信息转录成前体mRNA，然后要通过加工才能形成有功能的mRNA，其中最重要的步骤之一就是多聚腺苷酸化（polyA）。选择性多聚腺苷酸化（APA）能使一个前体mRNA产生不同的mRNA转录本，对动植物的基因表达及生长发育调节起重要作用。项目组率先在模式植物拟南芥中系统研究polyA信号及调控，在国际上首次实现全基因组水平解析植物polyA分布及其调控信号；原创开发了针对polyA研究的“PolyA-标签”测序法，在国际上第一批将高通量测序技术应用到polyA研究。利用这一技术，项目组率先绘制了多种植物的全基因组APA图谱，深入且系统地分析了植物不同组织和发育阶段APA图谱的变化及其调控机制，为探究植物转录组多样性提供了数据基础，也为研究基因表达对生物发育、环境响应等机理奠定了重要的理论依据。代表性成果发表在PNAS、Genome Res、Nucleic Acid Res、Plant Cell等国际权威期刊上，并出版一本专著。2. 多聚腺苷化预测与模型世界领先：基于高通量polyA数据，项目组利用前沿机器学习和数据挖掘相关算法模型，开发出一系列高效便捷的生物信息学工具，从海量数据中挖掘复杂的生物调控信息，包括国际上首个植物APA位点预测工具PASS、组织特异APA位点识别工具TSAPA、基于高通量RNA-seq的APA位点识别工具APAtrap、以及在基因表达聚类中首次引入APA因子的工具PASCCA等。代表性成果发表在Briefings Bioinfo、Bioinformatics等领域高水平期刊上。3. 建立了服务于同行的网络数据库与算法平台：项目组搜集整合多物种全基因组APA位点，设计高效的检索、分析方法及可视化互联网平台，为提供便捷的生物信息服务平台，包括首个植物APA位点预测网站PASPA及数据库PlantAPA、水稻APA位点可视化平台RiceAPA、植物同源基因数据库平台PlantOrDB、cDNA分析比对平台WebGMAP和WebTraceMiner、转录组装配可视化平台CBrowse、特异表达基因识别平台AEGS等系列网络平台。成果发表在Nucleic Acids Res、BMC Plant Biology、Frontiers Plant Sci等领域高水平期刊上。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李庆顺 教授 厦门大学 厦门大学 本人从生物化学、分子生物学、转录组学以及生物信息学角度对植物mRNA多聚腺苷化及其对基因表达调控进行了全面深入的剖析，通过高通量方法对植物多聚腺苷化的信号、识别蛋白及其遗传效应等进行系统研究，解决了本领域长期未解决的多聚腺苷化信号、预测及选择性多聚腺苷化规律等重要科学问题，对选择性多聚腺苷化进行高通量、深层次研究，建立高通量方法、信息学流程、探究选择性多聚腺苷化机制及对基因表达的效应，在国际上引领本领域的前沿发展方向。主持一项相关国家重点研发计划项目、发表相关SCI收录论文61篇，编著1部。是代表性论文1、2、3、6、7的通讯作者，4的编著者之一，5的共同作者之一。是完成人4的博士导师，完成人5的博士后导师。 2 吉国力 教授 厦门大学 厦门大学 本人自2005年开始与李庆顺教授开展学科交叉合作，带头启动厦门大学生物信息学学科的研究工作。这些年全力开拓多学科渗透、多方式融合的国际前沿合作，以生医信息和生医计算为主线，取得了与申报相关的大量成果，联合培养了一支有境界有激情能信任能战斗的生医信息年轻研究团队。参与国家自然科学基金重大研究计划1项、主持国家基金3项、博士点基金3项（1项优先发展领域），发表相关期刊SCI收录论文80多篇，获2012厦门大学“田昭武学科交叉奖”一等奖，在生物信息与生物计算方向培养博士毕业生10人和博士后出站1人，成效显著。是代表性论文1、2的共同作者之一，5、6的第一作者，8的通讯作者。是完成人3和完成人5的博士导师。 3 吴小惠 副教授 厦门大学 厦门大学 本人自2007年加入交叉合作团队项目组后，致力于转录组相关的生物信息学，特别是在选择性多聚腺苷化(APA)等转录调控方面的相关研究，从前期基于传统生物数据进行APA位点预测、APA信号识别、到采用高通量测序技术研究全基因组APA，利用生命科学和信息科学的交叉学科优势，针对APA相关生物问题和数据，设计模型算法，开发工具、搭建数据库和可视化平台，在APA及转录组相关的生物信息学分析领域积累了深厚的研究基础。与项目组成员合作SCI收录论文成果20余篇（PNAS、Genome Research、Briefings in Bioinformatics、Bioinformatics、Plant Cell等）。代表性论文1的第一作者，2、5的通讯作者，6的共同作者之一，7的第一和通讯作者。 4 沈英嘉 教授 厦门大学 厦门大学 本人自2007年进入交叉合作团队项目组后，主要研究植物多聚腺苷酸化信号特征及其调控机制，利用前沿的大规模生物信息分析技术，完成了包括模式作物水稻与浮游藻类模式生物衣藻在内的多种植物的多聚腺苷酸化特征的分析，在水稻中构建完成了不同组织和发育时期的高精度多聚腺苷酸化表达谱。与项目第一完成人李庆顺教授在国际著名期刊上共同署名发表了多篇研究成果（Genome Research, Nuclear Acid Research, Genetics等）。本人共发表论文30余篇，他引次数696次，h-index 12。是代表性论文2、6的共同作者之一。 5 叶从庭 讲师 厦门大学 厦门大学 本人自2011年进入本项目组，致力于利用高通量测序数据从事基因组和转录水平相关研究工作，将信息学、计算机科学成功运用到生物科学领域，包括：设计开发了基于向量计算的模式识别算法和工具，能够快速准确地从海量 RNA-seq序列中识别序列模式；构建 poly(A)位点预测的网络平台，以及构建植物同源基因数据库等。近年来也一直围绕选择性多聚腺苷化的建模与分析、算法设计与应用以及大规模单细胞数据分析与处理进行研究，成果发表在Bioinformatics、Plant Journal、RNA Biology和Briefing in Bioinformatics上，参与本项目组至今已联合发表SCI论文20余篇。参与了联合基金项目，是代表性论文8的共同作者之一。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Genome-wide Dynamics of Alternative Polyadenylation in Rice. Genome Research. Haihui Fu, Dewei Yang, Wenyue Su, Liuyin Ma, Yingjia Shen, Guoli Ji, Xinfu Ye*, Xiaohui Wu*, Qingshun Q. Li* 2 Book title: Polyadenylation in Plants: Methods and Protocols. Series title: Methods in Molecular Biology. Vol 1255. Arthur G. Hunt, Qingshun Q. Li (Editors) 3 Genome-wide identification and predictive modeling of polyadenylation sites in eukaryotes. Briefings in Bioinformatics. Guoli Ji, Jinting Guan, Yong Zeng, Qingshun Q. Li and Xiaohui Wu*. 4 Predictive modeling of plant messenger RNA polyadenylation sites. BMC Bioinformatics. Guoli Ji, Jianti Zheng, Yingjia Shen, Xiaohui Wu, Ronghan Jiang, Yun Lin, Johnny C. Loke, Kimberly M. Davis, Greg J. Reese and Qingshun Q. Li*. 5 Role of alternative polyadenylation in epigenetic silencing and antisilencing. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. Liuyin Ma, Cheng Guo and Qingshun Q. Li* 6 PlantAPA: a portal for visualization and analysis of alternative polyadenylation in plants. Frontiers in Plant Science. Xiaohui Wu*, Yumin Zhang, Qingshun Q. Li* 7 The genome-wide landscape of polyadenylation in Arabidopsis provides evidence for extensive alternative polyadenylation. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. Xiaohui Wu, Man Liu, Bruce Downie, Chun Liang, Guoli Ji, Qingshun Q. Li*, Arthur Hunt* 8 PlantOrDB: a genome-wide ortholog database for land plants and green algae. BMC Plant Biology. Lei Li, Guoli Ji*, Congting Ye, Changlong Shu, Jie Zhang, Chun Liang*.	自然奖	李庆顺,吉国力,吴小惠,沈英嘉,叶从庭	厦门大学	厦门大学
230	1119-108	生物甲烷系统中副产物的分布及无害化与资源化的机理研究 项目名称 生物甲烷系统中副产物的分布及无害化与资源化的机理研究 推荐/提名单位/人 厦门大学 主要完成单位 厦门大学 项目简介 在生物甲烷行业在全球范围内蓬勃发展同时，我们每年伴随产生的副产物沼液沼渣以亿吨级计，富含有机物、氮磷、重金属等组分的沼液、沼渣已成为我国严重的二次污染源。目前国内外的研究主要集中在高效产甲烷部分，忽略了副产物的相关研究。本项目旨在基于厌氧消化过程的理论研究，对副产物沼液沼渣中主要成分的分布进行预测，并对沼液及沼渣无害化与资源化方式都进行了机理分析与研究，为沼液沼渣的综合利用提供了有力的理论支持。 本项目对全国典型沼气工程和家庭户用沼气系统副产物沼液沼渣中主要组分组成进行了调查与分析；系统评价了7种不同的秸秆类、畜禽粪便类原料在厌氧消化反应后的甲烷产率，揭示了不同原料沼液沼渣中碳、氮、磷的分布规律，并构建了产物甲烷与厌氧消化底物的关联；建立了由原料的化学组分预测产物、副产物中碳、氮、磷组分的分布模型，与传统的甲烷产率模型预测相比，弥补了副产物组分及分布预测的空白，研究在短时间内受到了国内外同行的肯定与引用。 在沼液无害化与资源化方面，针对沼液中磷的吸附，基于氢键对磷的高选择性吸附这一关键机理，将均苯四甲酸组装、插进LDHs材料的层间，得到了对磷酸根的选择性超过90%的吸附剂，并确定了插层化合物苯环上的羧基是形成氢键的关键；针对沼液中氨氮的吸附，基于吸附与离子交换作用的机理，提出沼渣经氢氧化钾+硅酸钠活化后制备生物炭应用于吸附沼液中高浓度氨氮的创新性策略；为了更有效的利用沼液中的氮磷，本项目还系统优化了沼液耦合微藻培养并积累碳水化合物的的资源化路线，为沼液的资源化利用奠定了基础。 在沼渣的资源化利用研究方面，开发了副产物沼渣制备生物炭的新思路，揭示了沼渣制备生物炭吸附以及介导重金属As(V)转化机理。指出经氯化锌活化的沼渣生物炭对As(III)的主要吸附是通过形成Zn-O-As(III)结构的配体交换进行；提出生物炭刺激了微生物介导As(V)/Fe(III)的释放及还原的机理在于其刺激了其对电子供体（如DOM和外源介质的碳源等）的利用，研究被Carbon、Renew.Sust.Energ. Rev.等综述大篇幅报道，相关机理并被多篇Top期刊所引用并肯定。 上述研究成果已在"Renew. Sust.Energ. Rev."、"Environ. Science & Technol."、"Chem.Eng.J."、"J. Hazard. Mater."、"Bioresource Technol."、"Biotechnol. Biofuels"、"Catal. Today"等重要学术期刊上发表涉及多学科交叉的SCI 收录论文23篇，所有SCI 论文被他引280次，8篇代表性论文被他引161次。项目主要完成人之一王远鹏入选教育部新世纪优秀人才支持计划，李恒入选福建省高校杰出青年科研人才培育计划。该系列工作极大地推动了生物质产甲烷副产物减排的发展，为沼气工程副产物转化为高附加值产品的工业生产奠定了基础，是国际上开展沼液沼渣资源化研究的主要贡献者。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李清彪 教授 集美大学 厦门大学 该项目负责人，提出了项目整体学术思想和科学问题，设计了项目的总体技术路线，在厌氧产甲烷副产物沼液沼渣的无害化处理与资源化研究方面开展了前瞻性工作,提出以副产物分布研究为基础考察副产物的处理,基于污染物的去除机理开展副产物无害化研究,并提出了副产物资源化利用的新思路,指导项目的总体研究工作和共同撰写研究论文。是代表性论文1、2、 3、4、7、8的通讯作者，是代表性论文5、6的共同作者，是完成人4的导师。对该项目的所有重要科学发现都做出了创新性贡献。 2 郑艳梅 副教授 厦门大学 厦门大学 该项目的重要参与人，参与了项目整体规划和技术路线设计，参与指导项目总体研究工作和共同撰写研究论文，重点指导了不同原料沼液沼渣中碳、氮、磷的分布规律、构建（副）产物与厌氧消化底物的关联、建立由原料的化学组分预测产物、副产物中碳、氮、磷组分的分布模型等相关研究工作。是代表性论文2、4的通讯作者，代表性论文3、6、8的共同作者，对重要科学发现点1、2、3均做出重要贡献。 3 王远鹏 教授 厦门大学 厦门大学 该项目的重要参与人，参与了项目整体规划和技术路线设计，参与指导项目研究工作和共同撰写研究论文，重点指导了沼液沼渣无害化与资源化的相关机理研究。是代表性论文1、5、6、7的通讯作者，代表性论文2、3、4、8的共同作者，对重要科学发现点1、2、3均做出重要贡献。 4 李恒 讲师 厦门大学嘉庚学院 厦门大学 该项目的主要参与人，是第一完成人在厦门大学的博士研究生（2013.9-2017.6），具体开展了不同原料副产物沼液沼渣中碳氮磷组分的分布及模拟预测的研究。是代表性论文2、4的第一作者，代表性论文6、8的共同作者，对重要科学发现点1做出了重要贡献。 5 王海涛 高级工程师 厦门大学 厦门大学 该项目的主要参与人，具体开展了沼液中氨氮、磷污染物的无害化处理机理的研究以及沼渣资源化利用作为生物炭对土壤的改良作用。是代表性论文1、3、7的共同作者，对重要科学发现点2、3做出了贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Enhanced bioreduction of iron and arsenic in sediment by biocharamendment influencing microbial community composition anddissolved organic matter content and composition/Journal of Hazardous Materials/Zheng Chen, Yuanpeng Wang, Dong Xia, Xiuli Jiang, Dun Fu, Liang Shen, Haitao Wang, Qing Biao Li 2 Mass balances and distributions of C, N, and P in the anaerobic digestion of different substrates and relationships between products and substrates/ Chemical Engineering Journal/ Heng Li, Fen Tan, Lanting Ke, Dong Xia, Yuanpeng Wang, Ning He, Yanmei Zheng,Qingbiao Li 3 Highly selective adsorption of phosphate by pyromellitic acid intercalated ZnAl-LDHs: Assembling hydrogen bond acceptor sites/Chemical Engineering Journal/ Qiangqiang Yu, Yangqing Zheng, Yuanpeng Wang, Liang Shen, Haitao Wang, Yanmei Zheng, Ning He, Qingbiao Li 4 Estimating the Fates of C and N in Various Anaerobic Codigestions of Manure and Lignocellulosic Biomass Based on Artificial Neural Networks/Energy & Fuels/ Heng Li, Lanting Ke, Zheng Chen, Guangjing Feng, Dong Xia, Yuanpeng Wang, Yanmei Zheng, Qingbiao Li 5 Removal of arsenate by ferrihydrite via surface complexation and surface precipitation/Applied Surface Science/Xiuli Jiang, Changjun Peng, Dun Fu, Zheng Chen, Liang Shen, Qingbiao Li, Tong Ouyang, Yuanpeng Wang 6 ZnCl2-activated biochar from biogas residue facilitates aqueous As(III) removal/Applied Surface Science/Dong Xia, Fen Tan, Chuanpan Zhang, Xiuli Jiang, Zheng Chen, Heng Li, Yanmei Zheng, Qingbiao Li, Yuanpeng Wang 7 Role of Nanoparticles in Controlling Arsenic Mobilization from Sediments near a Realgar Tailing/Environmental Science & Technology/ Guowen Dong, Yaohua Huang, Qiangqiang Yu, Yuanpeng Wang, Haitao Wang, Ning He, Qingbiao Li 8 Nitrogen and phosphorus removal coupled with carbohydrate production by five microalgae cultures cultivated in biogas slurry/Bioresource Technology/Fen Tan, Zhi Wang, Siyu Zhouyang, Heng Li, Youping Xie, Yuanpeng Wang, Yanmei Zheng, Qingbiao Li	自然奖	李清彪,郑艳梅,王远鹏,李恒,王海涛	厦门大学	厦门大学
231	1169-101	宫内缺氧导致子代慢性疾病易感及其分子机制和干预研究 项目名称 宫内缺氧导致子代慢性疾病易感及其分子机制和干预研究 推荐/提名单位/人 福建省教育厅 主要完成单位 泉州医学高等专科学校,福建医科大学附属第二医院 项目简介 1. 项目研究方法： 本项目采用CIH动物模型、新生大鼠主动脉平滑肌细胞体外培养模型，研究宫内慢性缺氧（chronic intrauterine hypoxia, CIH）对子代成年后血管内皮功能、动脉粥样硬化、脂肪肝、糖脂代谢障碍、胰岛素抵抗和脑白质变性的影响及其分子机制，随后进一步研究子代早期体力活动训练对CIH所致的糖脂代谢障碍的干预效果。2. 项目取得的开创性成果：2.1. 首次成功建立CIH大鼠/新西兰兔模型，为今后研究产前不良环境暴露的效应提供理想模型；2.2. 首次观察到CIH导致子代宫内生长受限，出现低出生体重和出生时器官大小不相称；出生后可通过赶超生长进行补偿，但特定脏器的损害却持续存在；2.3. 首次发现CIH导致子代颈总动脉和骨骼肌组织多种基因持续性差异表达，主要参与细胞过程、发育过程、代谢过程、生物学调节等，涵盖三大营养物质代谢、胰岛素信号通路、PPAR信号转导通路在内的多条信号通路；2.4. 首次发现CIH可导致子代血管内皮功能损伤和动脉粥样硬化。出生后高脂血症会协同增强该效应，但出生后再缺氧对其无影响，性别间亦无明显差异。CIH子代抗炎抗脂质作用损害、炎症反应活化、血脂代谢障碍、NOS活性减低、胰岛素抵抗、血管平滑肌细胞增殖加快、凋亡抑制等机制与之有关；2.5. 首次观察到CIH可导致子代大鼠出现非酒精性脂肪性肝病的病理改变，并可加重高脂饮食所致的肝脏损伤。这与CIH所导致的子代脂质代谢异常和胰岛素抵抗，子代肝脏胰岛素信号转导通路受损、脂质合成上调、炎症反应活化等机制有关；2.6. 首次发现CIH可导致子代大鼠糖、脂代谢异常和胰岛素抵抗，这与CIH对参与糖、脂代谢和胰岛素信号最关键的组织器官（肝脏、骨骼肌、脂肪组织）的调控有关：CIH可促进肝脏糖异生，促进脂肪生成、摄取和储存，抑制脂肪酸氧化分解，抑制胰岛素信号通路，促进线粒体能量利用从FFA优先转换到葡萄糖；可抑制骨骼肌脂质运输和氧化分解、促进脂肪生成、损害葡萄糖摄取和代谢；可通过活化脂肪组织Wnt/JNK通路，增加IRS-1磷酸化，损害胰岛素信号通路。以上CIH所致的效应与高脂血症之间存在协同交互作用，通过子代青少年期早期体力活动干预可有效逆转，直至恢复正常；2.7. 首次观察到CIH可导致成年子代脑室旁白质病变，包括脱髓鞘、轴突损害和胶质增生。高脂血症和成年期再缺氧会协同增强该效应，但性别间无明显差异。3. 应用推广及效益情况： 本项目成果发表SCI论著8篇（含JCR-1区顶级期刊2篇）、国内核心期刊10篇，迄今已被引用90次，获国内外学者普遍公认。已经举办国家级、省市级医学继续教育学习班6届，在省、市、县级等多家综合性医院推广应用，指导心脑血管疾病、非酒精性脂肪性肝病、糖脂代谢障碍性疾病等慢性疾病的防治、宫内缺氧暴露干预和运动康复训练，收到良好效果，具有明显的社会经济效益。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 吕国荣 教授 泉州医学高等专科学校 泉州医学高等专科学校 本项目的重要完成者，广泛参与本项目所有论文的工作。对本项目所有研究内容进行指导，做出了重要的创新性贡献，在本项目研究工作中投入的工作量约占总工作量的20%。 2 王振华 副教授 福建医科大学附属第二医院 福建医科大学附属第二医院 本项目的重要完成者，系申报成果中的所有论文的通讯作者。对本项目所有研究内容进行指导，做出了重要的创新性贡献，在本项目研究工作中投入的工作量约占总工作量的25%。 3 苏毅明 副高级 泉州医学高等专科学校 泉州医学高等专科学校 本项目的重要参与人，系申报成果中“宫内慢性缺氧对子代非酒精性脂肪性肝病的影响”的主要完成者，做出了重要的创新性贡献，在本项目研究工作中投入的工作量约占总工作量的12%。 4 黄子扬 教授 福建医科大学附属第二医院 福建医科大学附属第二医院 本项目的重要参与人，系申报成果中“宫内慢性缺氧对子代动脉粥样硬化的影响”的主要完成者，做出了重要的创新性贡献。 5 王凌星 副教授 福建医科大学附属第二医院 福建医科大学附属第二医院 6 陈幼芳 教授 泉州医学高等专科学校 泉州医学高等专科学校 7 游剑虹 中级 泉州医学高等专科学校 泉州医学高等专科学校 8 谢婧娴 中级 泉州医学高等专科学校 泉州医学高等专科学校 本项目的重要参与人，系申报成果中“宫内慢性缺氧对子代糖脂代谢的影响”的主要完成者之一，做出了重要的创新性贡献，在本项目研究工作中投入的工作量约占总工作量的7%。 9 林惠通 副高级 泉州医学高等专科学校 泉州医学高等专科学校 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Maternal hypoxia has an influence on Sfrp5 expression of offspring rats and negatively correlated with Wnt/JNK signaling pathway. Int J Clin Exp Med. Xie JX, Su YM, Lv GR, Wang ZH, Lin HT 2 Metabolic programming from neonate to adulthood in rats with maternal hypoxia. Int J Clin Exp Med. You JH, Su YM, Zhuang YF, Lin HT, Cheng J, Huang H, Lv GR 3 Hypoxia during pregnancy in rats leads to early morphological changes of atherosclerosis in adult offspring. Wang Z, Huang Z, Lu G, Lin L, Ferrari M. Am J Physiol Heart Circ Physiol 4 Maternal hypoxia increases the susceptibility of adult rat male offspring to high-fat diet-induced nonalcoholic fatty liver disease. Endocrinology. Su YM, Lv GR, Xie JX, Wang ZH, Lin HT 5 Intermittent maternal hypoxia has an influence on regional expression of endothelial nitric oxide synthase in fetal arteries of rabbits. Pediatr Res. Chen YF, Wang ZH, Chen ZK, Lv GR, Ferrari M 6 Hypoxia during pregnancy in rats leads to the changes of the cerebral white matter in adult offspring. Biochem Biophys Res Commun. Wang L, Cai R, Lv G, Huang Z, Wang Z 7 Hypoxia stimulates the proliferation of neonatal rat vascular smooth muscle cells through activation of hypoxia-inducible factor-1α. Int J Clin Exp Med. Lv G, Li Y, Wang Z, Lin H 8 Juvenile activity levels affect predisposition to metabolic syndrome induced by maternal hypoxia in male offspring rats. Int J Clin Exp Med. You JH, Zhuang YF, Cheng J, Lv GR, Xie JX	自然奖	吕国荣,王振华,苏毅明,黄子扬,王凌星,陈幼芳,游剑虹,谢婧娴,林惠通	泉州医学高等专科学校,福建医科大学附属第二医院	福建省教育厅
232	1208-101	有机聚合物太阳能电池集成设计 项目名称 有机聚合物太阳能电池集成设计 推荐/提名单位/人 江西省教育厅 主要完成单位 南昌大学 项目简介 本项目研究领域为有机太阳能电池材料及其器件。发展可环境友好大面积溶液加工材料和器件是解决有机太阳能电池制备和商业化应用的基础和关键。本项目主要围绕有机太阳能电池活性层异质结、缓冲层以及电极等各层界面相互作用和稳定性开展研究，通过有机太阳能电池集成设计，解决有机光伏中界面相互作用、能级调控、形貌调控以及稳定性等关键科学问题，实现大面积绿色加工有机太阳能电池器件。针对阴极界面缓冲层，提出了n型主链工程和自掺杂效应协同效应、液晶原位取向界面偶极调控阴极界面势垒和电导率新策略，提高了电子的选择性提取和高效传输，解决了聚电解质阴极界面缓冲层对厚度的敏感性难题，实现了水/醇溶液大面积加工高性能界面层。针对阳极缓冲层界面，提出了构筑高稳定性阳极界面层的有效手段，通过单分子自组装层和铁电聚合物共轭主干和极性基团的精准设计，实现了界面偶极方向和强度的灵活调控，构建了多层界面间桥联关系，提高了阳极界面层的稳定性和普适性。针对活性层界面，提出了利用液晶分子、高结晶聚合物纳米线、自组装嵌段聚电解质界面层原位诱导等策略在分子水平上，不同维度上调控活性层给/受体纳米复合体相异质结界面相互作用和有序形貌的新策略，揭示了界面电荷分离、传输及能量转换机制，为构建稳定有序体相异质结界面的构筑提供了有效手段。针对透明电极界面，提出了利用高电导率磺化碳纳米管、磺化石墨烯和酸处理碳纳米管、磺化聚醚砜、液晶化离子液体以及协同分散石墨烯/碳纳米管，利用卷对卷工艺水溶液法制备了大面积高电导率碳基透明复合电极。基于以上研究，本项目发展了一系列高性能可环境友好大面积溶液加工的器件材料，发展了一套可全自动化、大面积溶液加工柔性光电器件卷对卷印刷设备，实现了有机太阳能电池集成设计，器件性能和稳定性得到大幅提高。研究成果在国际权威期刊上发表SCI论文106篇，他引1202次，授权专利6项，得到国际知名学者和同行高度评价和引用。本项目从可溶液加工的各层材料的分子设计、界面特性的调控、界面稳定性、器件组装和优化、透明电极大面积制备以及卷对卷印刷设备的研发等方面进行系统的研究，对于进一步理解和解决有机太阳能电池关键科学问题，实现大面积绿色加工有机太阳能电池器件具有重要意义。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈义旺 教授 南昌大学 南昌大学 陈义旺教授主要有机太阳能电池层材料和结构集成设计，材料和器件性能表征。《主要发现点》1-4项均作出贡献，为8篇代表作的作者。 2 谌烈 教授 南昌大学 南昌大学 谌烈教授主要负责材料合成，界面组装行为研究和器件性能表征。《主要发现点》1-4项均作出贡献，是代表作1-6,8的作者。 3 谈利承 教授 南昌大学 南昌大学 谈利承教授主要负责杂化太阳能电池器件的制备与性能表征，为《主要发现点》中1，3项发现主要贡献人，是代表性论文1，5的作者。 4 周魏华 教授 南昌大学 南昌大学 周魏华教授主要负责体相异质结给受体诱导结晶及界面形貌调控，为《主要发现点》中3项发现主要贡献人，是代表性论文7的作者。 5 袁凯 教授 南昌大学 南昌大学 袁凯教授主要负责界面层材料合成及其形貌调控，为《主要发现点》中1项发现主要贡献人，是代表作8的作者。 6 胡婷 讲师 南昌大学 南昌大学 胡婷博士主要负责杂化界面层的制备与性能表征，为《主要发现点》中1项发现主要贡献人，是代表性论文8的作者 7 胡笑添 研究员 南昌大学 南昌大学 胡笑添博士主要负责透明电极材料合成及其卷对卷加工，为《主要发现点》中4项发现主要贡献人，是代表作6的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Triple Dipole Effect from Self-assembled Small-molecules for High Performance Organic Photovoltaics/Adv. Mater./Liqiang Huang, Lie Chen, Pengru Huang, Feiyan Wu, Licheng Tan, Shuqin Xiao, Wei Zhong, Lixian Sun and Yiwang Chen* 2 Optimization of the Power Conversion Efficiency of Room Temperature-Fabricated Polymer Solar Cells Utilizing Solution Processed Tungsten Oxide and Conjugated Polyelectrolyte as Electrode Interlayer/Adv. Funct. Mater./Lie Chen, Chen Xie, Yiwang Chen* 3 A Versatile Buffer Layer for Polymer Solar Cells: Rendering Surface Potential by Regulating Dipole/Adv. Funct. Mater./Wei Zhong, Lie Chen, Shuqin Xiao, Liqiang Huang, Yiwang Chen* 4 Alcohol-Soluble N-type Conjugated Polyelectrolyte as Electron Transport Layer for Polymer Solar Cells/Macromolecules/Lin Hu, Feiyan Wu, Chunquan Li, Aifeng Hu, Xiaotian Hu, Yong Zhang, Lie Chen*, Yiwang Chen 5 In-situ Fabricating One-dimensional Donor-acceptor Core-shell Hybrid Nanobeams Network Driven by Self-assembly of Diblock Copolythiophenes/Macromolecules/Yueqin Shi, Licheng Tan, Lie Chen, Yiwang Chen* 6 Large-scale Flexible and Highly Conductive Carbon Transparent Electrodes via Roll-to-roll Process and Its High Performance Lab-scale ITO-free PSCs/Chem. Mater./Xiaotian Hu, Lie Chen, Yong Zhang, Qiao Hu, Junliang Yang, Yiwang Chen* 7 Post-annealing to Recover the Reduced Open-circuit Voltage Caused by Solvent Annealing in Organic Solar Cells/J. Mater. Chem. A/Yuanpeng Xie, Weihua Zhou*, Jingping Yin, Xiaotian Hu, Lin Zhang, Xiangchuan Meng, Qingyun Ai, Yiwang Chen* 8 mphiphilic Fullerenes/ZnO Hybrids as Cathode Buffer Layer to Improve Charge Selectivity of Inverted Polymer Solar Cells/Nanoscale/Ting Hu, Lie Chen, Kai Yuan, Yiwang Chen*	自然奖	陈义旺,谌烈,谈利承,周魏华,袁凯,胡婷,胡笑添	南昌大学	江西省教育厅
233	1208-102	蜂产品品质评价及快速质谱检测技术的研究 项目名称 蜂产品品质评价及快速质谱检测技术的研究 推荐/提名单位/人 江西省教育厅 主要完成单位 南昌大学 项目简介 一、项目所属科学技术领域 本项目属于食品科学领域。二、主要研究内容 蜂产品在食品、医药、化妆品等领域有着广泛的应用。然而现有蜂胶检测标准和手段的不足，无法准确评价中国蜂产品真伪和品质，加之受利益驱动，国内蜂产品产业乱象丛生，制假售假现象严重。基于此，课题组聚焦于大宗蜂产品蜂胶和蜂蜜，围绕其化学组成、生物活性、品质评价等内容展开深入研究，取得了多项原创性成果。1）发现中国蜂胶的标志性化合物：通过对来自全国各地的数十个样本、运用多种研究方法的系统研究。建立了蜂胶化学成分分组分波段测定的HPLC检测方法，发现了白杨素等10种中国蜂胶标志性化合物，明确中国蜂胶植物源以杨属为主。同时发现芦丁、杨梅酮和Pb在中国蜂胶中的存在特点，为蜂胶国家检测标准的修订提供有力的科学支撑，。2）建立中国蜂胶质量评价模型：深入分析中国蜂胶化学组分和生物活性的基础上，利用化学计量学建立了基于蜂胶产地、颜色等因子的质量评价模型。发现特定吸收率可简便快捷地评价蜂胶品质。3）改进了蜂胶提取和分析检测方法：目前中国蜂胶仅利用其醇提物，候选人发现中国蜂胶挥发油、水提物以及蜂胶醇提后的残渣仍含有丰富的活性物质，这对蜂胶提取工艺的优化和充分利用具有积极意义。 4）建立了蜂胶真伪判别方法：建立基于HPLC指纹图谱和标志物的真伪判别方法；基于红外光谱、直接质谱技术和化学计量学方法的真伪判别方法，发现了中国蜂胶与树胶（假蜂胶）区别特征因子。5）建立了蜂蜜的品质鉴别方法：明确了蜂蜜的抗氧化性和其色度、总黄酮等理化特征间的相关性；以绿色直接化学电离质谱技术ND-EESI-MS为基础，研究开发出在无需样品预处理的前提下适用于蜂产品品质高灵敏度、高通量、直接快速检测体系。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 罗丽萍 教授 南昌大学 南昌大学 项目主持人，负责制定项目实施方案，把握关键科学问题、创新点和实验技术路线，具体指导项目实施，并对实施过程中的难点问题予以解决。 2 黄学勇 讲师 南昌大学 南昌大学 负责项目中蜂蜜和蜂胶的快速质谱检测的实验设计、参与对具体实验进程的实施和指导、负责部分研究成果的整理以及论文的写作和修改等工作。 3 郭夏丽 中级 南昌大学 南昌大学 负责项目所用的蜂胶、树胶及蜂蜜等原材料的收集整理，直接主持部分研究内容的研究工作及其研究成果的整理和写作等。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Analyses of Phenolic Compounds of Water Extract from Propolis by Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography. / Chinese Journal of Analytical Chemistry / Chen, B.Luo, L. P. , Li, Y. , Xu, Y. J. , Fu, Y. X. , Gao, Y. Y. 2 7种不同蜜源蜂蜜的化学组成及抗氧化性. / 天然产物研究与开发 / 郭夏丽, 罗丽萍, 冷婷婷, 付婷, 丁红秀 3 Infrared Spectrum Analysis of Propolis and Tree Gum Collected from Different Areas. / Spectroscopy and Spectral Analysis / Luo, H. L. , Liu, X. X. , Gong, S. J. , Guo, X. L. , Luo, L. P. 4 Chemical Compositions and Antioxidant Activities of Water Extracts of Chinese Propolis, Journal of Agriculture and Food Chemistry, Xiali Guo, Bin Chen, Liping Luo,* Xi Zhang, Ximo Dai, and Shangji Gong 5 Multivariate analyses of element concentrations revealed the groupings in China, Food Chemistry, Gong Shangji, Liping Luo, Wei Gong, Yinyu Gao, Mingyong Xie 6 Direct detection of chloramphenicol in honey by neutral desorption-extractive electrospray ionization mass spectrometry, Analytical and Bioanalytical Chemistry, Huang Xueyong, Fang Xiaowei, Zhang Xi, Dai Ximo, Guo Xiali, Chen Huanwen, Luoliping 7 Recent development of chemical components in propolis. Frontiers of Biology in China， Xu, Yuanjun., Luo, Liping, Chen, Bin, Fu, Yuxin 8 Analysis of volatile components from inner mongolia propolis by gas chromatography mass spectrometry. / Chinese Journal of Analytical Chemistry / Fu, Y. X. , Xu, Y. J. , Chen, B. , Li, Y. , & Luo, L. P.	自然奖	罗丽萍,黄学勇,郭夏丽	南昌大学	江西省教育厅
234	1215-104	基于调控体内过程和血脑屏障转运的川芎“引药上行”作用的研究 项目名称 基于调控体内过程和血脑屏障转运的川芎“引药上行”作用的研究 推荐/提名单位/人 江西省教育厅 主要完成单位 江西中医药大学 项目简介 1. 项目背景：由于血脑屏障（BBB）存在，大多数药物难以透过BBB进入大脑，使得脑部疾病的药物治疗成为难题。如何提高药物血脑屏障通透性，成为脑部药物研究的热点和难点。引经理论是中医药理论的重要组成之一。“药无引使则不通病所”说明了引经药对发挥方剂疗效的重要作用，深入研究引经中药的作用及内涵，对引经中药在中药组方和制剂设计中的应用具有重要意义。川芎“上达颠顶，下至血海”，具有“引药上行”的作用。川芎在头痛组方的应用频率最高，其“引药上行”作用能否提高药物透血脑屏障作用？ 2. 项目研究内容及发现：项目立足川芎常用药对，以对脑部疾病有效、难以透过血脑屏障（BBB）的天麻素、芍药苷、松果菊苷、栀子苷等中药苷类成分为模型药，研究了川芎活性成分对苷类成分的药动学行为、脑药动学行为、体内分布，以及对苷类药物透BBB的调控作用、机制进行了研究。研究发现：(1)川芎活性成分延长药物在体内的滞留时间。天麻与川芎不同比例配伍后，天麻素达峰时间缩短，峰浓度降低，体内平均滞留时间延长，表观分布容积增大，AUC降低。当按照古方比例配伍后，天麻素峰浓度显著降低，半衰期显著延长，体内的平均滞留时间延长。按照古方配伍比例，川芎显著改变天麻活性成分的体内过程。(2)川芎提高药物的脑靶向性，减缓药物在大鼠脑内的消除速率，体现出“引药上行”的作用特点。天麻单独给药时，其活性成分天麻苷元在肾、肝、心、肺、脾和脑组织中均有分布。当天麻与川芎古方比例配伍后，肝、肾中天麻苷元的含量不同程度的下降，而肺、脑中含量极显著上升（约为单独给药的2倍）。同时，天麻配伍川芎古方比例后，天麻苷元脑内药物浓度AUC0-t极显著增加，脑内药物清除率显著降低，平均滞留时间延长。川芎与天麻配伍后，川芎能够促使天麻活性成分向肺和脑组织分布，并增加天麻活性成分在脑内的浓度，减缓其在大鼠脑内的消除速率，体现出川芎“引药上行”的作用特点。(3)川芎挥发油成分是提高药物透血脑屏障性能的重要成分。川芎中挥发油主要成分藁本内酯、洋川芎内酯A、洋川芎内酯I，能够提高天麻苷、芍药苷、栀子苷、松果菊苷等成分透血脑屏障的性能，其机制涉及调控紧密连接蛋白ZO-1，以及膜外排P-gp或MRP1，还能通过调控细胞膜上Ca2+流动，Na+-K+-ATP酶活性来调控细胞的渗透性，达到提高药物血脑屏障渗透性的作用。川芎能够促使其他药物透过血脑屏障，其中挥发油成分对提高药物血脑屏障通透性具有重要作用。3. 科学价值：项目从体外细胞模型、整体动物、计算机软件预测等多方面对川芎“引药上行”内涵进行了阐释，为解决中枢神经系统药物难以透过BBB的瓶颈问题提供了新方法，也为利用中药“引经”设计和开发靶向给药系统提供了新思路。4.同行引用情况：项目研究成果发表论文9篇，其中SCI收录3篇。他引次数共94次，其中SCI他引次数24次。其中，影响因子3.0以上SCI引用5篇（包括1篇影响因子4.196）。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 郑琴 教授 江西中医药大学 江西中医药大学 项目的负责人，负责项目全面的设计和实施。 2 杨明 教授 江西中医药大学 江西中医药大学 参与了课题的设计和研究内容的实施。 3 胡鹏翼 副教授 江西中医药大学 江西中医药大学 负责了本项目的药动学、药物透血脑屏障的作用研究。 4 岳鹏飞 副教授 江西中医药大学 江西中医药大学 负责了本项目的药动学研究工作。 5 伍振峰 副教授 江西中医药大学 江西中医药大学 参与了川芎-天麻配伍的药动学研究工作。 6 魏韶锋 讲师 江西中医药大学科技学院 江西中医药大学科技学院 参与川芎调控神经递质的研究工作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 川芎对天麻苷元大鼠脑内药动学的影响. 中国新药与临床杂志, 郑琴,刘嘉宇,傅声玲,刘彦君,钱佳,杨明*. 2 Pharmacokinetics comparative study of a novel Chinese traditional herbal formula and its compatibility/Journal of Ethnopharmacology/Qin Zheng, Peng-FeiYue, BinWu, Peng-YiHu, Zhen-FengWu, MingYang*. 3 Elucidation of Transport Mechanism of Paeoniflorin and the Influence of Ligustilide, Senkyunolide I and Senkyunolide A on Paeoniflorin Transport through Mdck-Mdr1 Cells as Blood–Brain Barrier in Vitro Model/Molecules/Peng-Yi Hu, Dan Liu, Qin Zheng*, Qing Wu*,Yu Tang, Ming Yang. 4 Pharmacokinetic Comparative Study of Gastrodin after Oral Administrationof Gastrodiaelata Bl.extract and its Compatibility with the Different Indigents of Ligusticum chuanxiongHort. to Rats/Journal of Ethnopharmacology/ Peng-yi Hu, Peng-feiYue, Qin Zheng*, Ming Yang, Guo-song Zhang, Bin Wu, Dan Liu. 5 大川芎方中川芎提取纯化工艺及镇静镇痛作用/中国实验方剂学杂志/郑琴,伍振峰,邱玲玲,魏韶锋,岳鹏飞,胡鹏翼,杨明*. 6 大川芎方对偏头痛大鼠模型血浆中CGRP及ET的影响/中药药理与临床/郑琴，魏韶锋，伍振峰，万晶，岳鹏飞，胡鹏翼，杨明*. 7 川芎在治疗头痛中成药中的组方应用分析/中草药/郑琴，魏韶锋，熊文海，薛鑫，喻进，伍振峰，李颖萌，杨明*. 8 配伍对天麻中活性成分天麻苷元在大鼠体内分布的影响研究. 中国中药杂志郑琴,熊文海,刘嘉宇,王亚琴,胡鹏翼,胡双,薛鑫,杨明*.	自然奖	郑琴,杨明,胡鹏翼,岳鹏飞,伍振峰,魏韶锋	江西中医药大学	江西省教育厅
235	1215-106	中药促进配伍中药吸收而增效的机理研究 项目名称 中药促进配伍中药吸收而增效的机理研究 推荐/提名单位/人 江西省教育厅 主要完成单位 江西中医药大学 项目简介 背景：配伍理论是中医药理论的核心，其目的是减毒增效。长期以来，关于配伍增效的现代科学实质的研究主要集中在化学和药理效应角度，未见从易化吸收阻力促进配伍中药吸收角度研究的报道；药物吸收机理主要是根据浓度对吸收的影响以及双向转运的实验结果进行判别，这种判别方法一方面难以判定每一种吸收机理的定量贡献，另一方面判定结果受药物浓度的影响，给实验设计和结果判定带来困难。原理、方法与内容：（1）基于“药物的作用与药物能否被有效地传递到作用靶点有关”的现代药剂学原理以及“肠道屏障是物质口服吸收主要屏障”的生理学原理，结合当代生理学和生物药剂学关于药物吸收阻力的最新认识，认为中药可以易化药物吸收阻力、促进配伍药物吸收而增效；并以白芷药对为主要研究对象，综合运用多学科研究方法，研究白芷对配伍对药活性成分吸收、血药浓度及效应的影响，研究配伍药物的吸收机理和白芷对药物吸收阻力的影响； (2) 根据质量守恒定律、Fick扩散定律和米氏动力学方程推导建立药物吸收机理的定量分析方法，根据方程拟合得到的吸收常数计算、分析各转运机制的贡献度和判别转运机制，并比较本法与传统方法关于转运机理判别结果的一致性。重要发现：(1) 证实了中药可促进配伍药物的吸收而增强疗效。(2) 阐明了白芷促进配伍药物吸收的机理和物质基础：外排药物转运蛋白和紧密连接参与了白芷配伍对药——黄芩、葛根活性成分的转运；总香豆素和挥发油是促进配伍对药吸收的白芷有效部位，氧化前胡素、异欧前胡素、欧前胡素是是促进配伍对药吸收的白芷有效成分；上述有效部位和有效成分可通过抑制外排药物转运蛋白的表达和功能、开放紧密连接而促进配伍药物吸收。(3) 建立的药物吸收机理的定量分析方法能区分不同转运机制对药物转运的贡献度和判别药物转运机理，这种判别方法不受药物浓度的影响。（4）初步阐明白芷增强脾胃的吸收运化功能的作用本质。意义：(1) 为中药配伍增效的现代科学实质研究提供了新视角、新思路和新方法；（2）口服药物肠道吸收是药物交互作用的重要环节，鉴于配伍用药是中药用药的主要形式、以及中西药联用越来越多的客观实际，项目研究结果可为相应药味的临床应用提供指导；特别是鉴于外排药物转运蛋白、尤其是P-gp是细菌和癌症耐药的重要方面，项目研究结果可为白芷应用于耐药菌株感染性疾病和癌症的治疗提供指导；(4) “药物吸收机理定量分析方法”为药物吸收机理的研究提供了新方法，不同转运机制的定量贡献有助于指导药剂学工作者有针对性地选用克服传递阻力的策略。论文与评价等：项目发表SCI期刊论文8篇，SCI他引95次（其中JCR小类分区一区期刊他引6次；二区期刊他引29次），他引期刊最高影响因子6.81（Top期刊），一篇文章入选Global Medical Discovery关键科学论文；北大中文核心期刊11篇，普通期刊1篇，他引总计127次 ；获江西省优秀硕士研究生论文1篇，获江西省高等学校科技成果二等和三等奖各1项；授权发明专利1项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 廖正根 教授 江西中医药大学 江西中医药大学 项目负责人：本项目学术思想的主要提出者，项目实施的组织者和实验主要设计者。(1) 证实了中药可通过促进配伍口服中药的传递而增强疗效；（2）阐明了白芷促进配伍对药活性成分吸收的机理；（3）建立了药物吸收机理的定量分析方法；（4）初步阐明了白芷增强脾胃的吸收运化功能的作用本质。对重要科学发现点1、2、3、4具有突出贡献，是代表作1、5和8的第一作者，是代表作2、3、4、6和7的通信作者。 2 梁新丽 副教授 江西中医药大学 江西中医药大学 项目的主要贡献者。本项目实验主要参与者。参与了本项目的整个学术假说提出、验证的全过程。对发现点1、2、3、4做出了重要贡献，是代表作2、3、4、6和7的第一作者，是代表作1、5和8的通信作者。 3 赵国巍 副教授 江西中医药大学 江西中医药大学 在本项目中主要学术贡献为：（1）参与白芷配伍对药活性成分特性的研究，提出不同白芷对不同吸收特性的药物的影响不同；（2）参与了整个研究过程的实验执行。对发现观点1和2有重要贡献。 4 张婧 副教授 江西中医药大学 江西中医药大学 在本项目中主要学术贡献为：主要参与药物吸收机理的定量分析方法建立的理论分析及实验验证，对重要发现3有重要贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Correlation between synergistic action of Radix Angelica dahurica extracts on Corydalis alkaloid analgesic effects and plasma concentration of dl-THP/ Journal of Ethnopharmacology/Zheng-Gen Liao, Xin-Li Liang, Jing-Yun Zhu, Guo-Wei Zhao, Ming Yang, Guang-Fa Wang, Qie-Ying Jiang, Xu-Long Chen 2 The absorption characterization effects and mechanism of Radix Angelica dahurica extracts on baicalin in Radix Scutellariae using in vivo and in vitro absorption models/Journal of Ethnopharmacology/Xin-Li Liang, Zheng-Gen Liao, Jing-Yun Zhu, Guo-Wei Zhao, Ming Yang, Rong-Li Yin, Yun-Chao Cao, Jing Zhang, Li-Jun Zhao 3 Transport properties of puerarin and effect of Radix Angelicae Dahuricae extract on the transport of puerarin in Caco-2 cell model/Journal of Ethnopharmacology/Liang Xin-li, Zhao Li-jun, Liao Zheng-gen, Zhao Guo-wei,ZhangJing,Chao Yun-chao,Yang Ming,Yin Rong-li 4 Elucidation of the transport mechanism of baicalin and the in？uence of a Radix Angelicae Dahuricae extract on the absorption of baicalin in a Caco-2 cell monolayer model/Journal of Ethnopharmacology/Meng-Liang Zhu，Xin-Li Liang, Li-Jun Zhao, Zheng-Gen Liao, Guo-Wei Zhao,Yun-Chao Cao, Jing Zhang, Yun Luo 5 Transport Properties of Puerarin and Effect of Extract of Radix Angelicae dahuricae on Puerarin Intestinal Absorption Using In Situ and In Vitro Models/ Phytotherapy Research/Zheng-Gen.Liao,Xin-Li Liang, Jing-Yun Zhu, Guo-Wei Zhao, Yong-Mei Guan, Yun-Chao Cao,Li-Jun Zhao 6 Mechanisms of improvement of intestinal transport of baicalin and puerarin by extracts of Radix Angelicae Dauricae/Phytotherapy Research/Xin-Li Liang, Jing Zhang, Guo-Wei Zhao, Zhe Li, Yun Luo, Zheng-Gen Liao and Dong-Mei Yan 7 Quantitative Evaluation of the Mechanism Underlying the Biotransportation of the Active Ingredients in Puerariaelobatae Radix and Chuanxiongrhizoma/Phytotherapy Research/Xin-Li Liang, Jing Zhang, Zheng-Gen Liao, Guo-Wei Zhao, Yun Luo, Zhe Li and Andrew Satterlee 8 Improvement of Transmembrane Transport Mechanism Study of Imperatorin on P-Glycoprotein-Mediated Drug Transport/Molecules/Zheng-Gen Liao, Tao Tang, Xue-Jing Guan, Wei Dong, Jing Zhang, Guo-Wei Zhao, Ming Yang and Xin-Li Liang	自然奖	廖正根,梁新丽,赵国巍,张婧	江西中医药大学	江西省教育厅
236	1308-101	农作物秸秆基吸附材料的制备、性能和作用行为研究 项目名称 农作物秸秆基吸附材料的制备、性能和作用行为研究 推荐/提名单位/人 山东大学 主要完成单位 山东大学 项目简介 吸附是水和废水处理中应用最普遍的物理化学处理方法。吸附材料的成本及性能是影响其应用的决定性因素。与传统吸附材料相比，农作物秸秆基吸附材料具有量大、成本低和可生物降解等特点，是一类很有发展前景的环境友好材料。因此，环境友好且吸附容量高的农作物秸秆基吸附材料的研发已成为国内外研究的热点。该项目在国家自然科学基金项目、国家“十一五”水污染控制与治理重大专项子任务等资助下，以多种农作物秸秆为原料，研制出了一系列高效、稳定的新型阳离子型农作物秸秆基吸附材料，围绕着新型阳离子型农作物秸秆基吸附材料的研制、特性、作用效果和行为等进行了深入系统地研究，揭示了新型阳离子型农作物秸秆基吸附材料去除阴离子污染物的作用和行为机制，阐明了其构效关系和影响效能的因素，为新型阳离子型农作物秸秆基吸附材料的研发和应用奠定了理论基础。取得的主要科技创新成果如下：（1）发明了基于农作物秸秆的新型阳离子型吸附材料的制备工艺技术，明确了改性作用机理。以多种农作物秸秆为原料，优化出了经济、合理、可行的阳离子型农作物秸秆基吸附材料的最佳合成方法与工艺参数，明确了基于农作物秸秆制备阳离子型吸附材料的改性机理，制备出了多种阳离子型农作物秸秆基吸附材料，为实现其工业化生产和应用提供了理论基础。（2）揭示了阳离子型农作物秸秆基吸附材料与去除阴离子污染物之间的构效关系。制备出的阳离子型农作物秸秆基吸附材料对水中多种阴离子污染物都具有良好的吸附效果，明确了阳离子型农作物秸秆基吸附材料对造成水体富营养化的硝酸盐及磷酸盐的吸附特性，揭示了其结构性能与吸附效果之间的关系；通过不同的再生方式，实现了该吸附材料的再生，有效解决了产品的稳定、高效、环境友好和经济的四者统一问题。 （3）发现了农作物秸秆基吸附材料富集Cr(VI)并同步实现高毒性Cr(VI)向低毒性Cr(III)转化的过程及机制。明确了阳离子型农作物秸秆基吸附材料对水中Cr(VI)的吸附行为及机制，揭示了富集的高毒性Cr(VI)离子在阳离子型农作物秸秆基吸附材料表面被同步还原为低毒性的Cr(III)的作用机制。这为阳离子型农作物秸秆基吸附材料高效富集水中Cr(VI)及其向低毒性Cr(III)的转化奠定了理论基础。（4）研究出了新型磁性阳离子型农作物秸秆基吸附材料的制备工艺技术。针对阳离子型农作物秸秆基吸附材料在水体中不易分离的问题，研制出了对阴离子污染物具有高效吸附性能且易分离的磁性阳离子型农作物秸秆基吸附材料。明确了该新型磁性吸附材料的结构特性及制备机制，阐明了磁性阳离子型农作物秸秆基吸附材料对不同阴离子污染物的吸附性能及构效关系，揭示了其吸附作用规律。本项目已发表学术论文121篇，有79篇被SCIE收录，授权发明专利9项，出版专著一部。8篇代表性论文中，全部为JCR分区1区，SCI他引581次，第一完成人连续多年入选Elsevier 高被引学者榜单，多篇学术论文被列为高被引论文。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 高宝玉 教授 山东大学 山东大学 （1）8篇代表性论文中有5篇通讯作者；（2）对发现点1的贡献：制备出了各种具有高吸附容量的阳离子型生物质吸附剂，探索出了经济、合理、可行的阳离子型生物质吸附剂的合成方法与工艺技术。支撑材料为代表性论文1；（3）对发现点2的贡献：揭示了阳离子型生物质吸附剂去除硝酸盐、磷酸盐的构效关系。支撑材料为代表性论文2和3；（4）对发现点3的贡献：揭示了阳离子型生物质吸附剂富集Cr(VI)的过程及富集Cr(VI)同步还原转化的作用机制。支撑材料为代表性论文4-6；（5）对发现点4的贡献：研发了新型磁性生物质阳离子型吸附剂的新工艺。支撑材料为代表性论文7和8。 2 许醒 副教授 山东大学 山东大学 （1）代表性论文1-3的第一作者，代表性论文4-8的主要作者；（2） 对发现点1的贡献：明确了三种基于生物质材料制备阳离子型生物质吸附剂的改性方法（吡啶催化法、中间体引入法、乙二胺交联法）的改性机理，研究了不同改性方法的最佳改性条件。支撑材料为代表性论文1。（3） 对发现点2的贡献：明确了阳离子型生物质吸附剂对阴离子污染物的吸附特性及再生特性。支撑材料为代表性论文2和3。（4） 对发现点4的贡献：明确了磁性纳米颗粒负载的最佳条件. 支撑材料为代表性论文7和8。 3 岳钦艳 教授 山东大学 山东大学 （1）代表性论文4-6的通讯作者；（2）对发现点3的贡献：揭示了阳离子型农作物秸秆基吸附材料对水中Cr(VI)的吸附性能，发现其对水中的Cr(VI)具有极强的吸附容量。支撑材料为代表性论文4-6。 4 陈素红 高级工程师 国网山东省电力公司电力科学研究院 山东大学 （1）代表性论文4-6的第一作者；（2）对发现点3的贡献：明确了被富集于吸附剂表面的Cr(VI)离子与农作物秸秆基吸附材料表面酸性含氧官能团之间的作用关系，明确了富集的高毒性的Cr(VI)被还原为低毒性的Cr(III)的过程及机制。支撑材料为代表性论文4-6。 5 宋雯 其他 山东大学 山东大学 （1）代表性论文7-8的第一作者；（2）对发现点4的贡献：制备了磁性阳离子型生物质吸附剂，优化了制备条件，明确了制备机制。支撑材料为代表性论文7-8。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Preparation of agricultural by-product based anion exchanger and its utilization for nitrate and phosphate removal/ Bioresource Technology/ Xing Xu, Bao-Yu Gao*, Qin-Yan Yue, Qian-Qian Zhong 2 Preparation and utilization of wheat straw bearing amine groups for the sorption of acid and reactive dyes from aqueous solutions/Journal of Hazardous Materials/ Xing Xu, Bao-Yu Gao*, Qin-Yan Yue, Qian-Qian Zhong 3 Nitrate removal from aqueous solution by Arundo donax L. reed based anion exchange resin/ Journal of Hazardous Materials/ Xing Xu, Baoyu Gao？, Yaqing Zhao, Suhong Chen, Xin Tan, Qinyan Yue, Jianya Lin, Yan Wang 4 Removal of Cr(VI) from aqueous solution using modified corn stalks: Characteristic, equilibrium, kinetic and thermodynamic study/ Chemical Engineering Journal/ Suhong Chen, Qinyan Yue*, Baoyu Gao, Qian Li, Xing Xu 5 Adsorption of hexavalent chromium from aqueous solution by modified corn stalk: A fixed-bed column study/ Bioresource Technology/ Suhong Chen, Qinyan Yue*, Baoyu Gao, Qian Li, Xing Xu, Kaifang Fu 6 Equilibrium and kinetic adsorption study of the adsorptive removal of Cr(VI) using modified wheat residue/ Journal of Colloid and Interface Science/ Suhong Chen, Qinyan Yue*, Baoyu Gao, Xing Xu 7 High-capacity adsorption of dissolved hexavalent chromium using amine-functionalized magnetic corn stalk composites/ Bioresource Technology/Wen Song, Baoyu Gao*, Tengge Zhang, Xing Xu, Xin Huang, Huan Yu, Qinyan Yue 8 Adsorption–desorption behavior of magnetic amine/Fe3O4 functionalized biopolymer resin towards anionic dyes from wastewater/ Bioresource Technology/Wen Song, Baoyu Gao*, Xing Xu, Lulu Xing, Shuang Han, Pijun Duan, Wuchang Song, Ruibao Jia	自然奖	高宝玉,许醒,岳钦艳,陈素红,宋雯	山东大学	山东大学
237	1308-102	非线性期望下的倒向随机微分方程及其应用 项目名称 非线性期望下的倒向随机微分方程及其应用 推荐/提名单位/人 山东大学 主要完成单位 山东大学 项目简介 成果所属领域：概率论与数理统计—随机微分方程、随机控制与金融数学。倒向随机微分方程是彭实戈和Pardoux于1990年提出的一个新的研究领域，近年来成果丰富，并与拟线性偏微分方程的概率表示、随机控制、金融衍生产品的定价和风险度量等理论有着密切的联系。非线性期望理论作为经典概率论的推广，是在概率模型本身还无法确定的情形下,能对各种风险进行稳健的定量分析和计算的数学理论。本项目在非线性期望框架下推广了经典的倒向随机微分方程理论，并将这一新的理论应用到随机优化和投资组合优化等领域中。重要科学发现和研究成果包括：（1）非线性期望下的倒向随机微分方程理论：建立G-布朗运动驱动下的倒向随机微分方程的基本理论。在得到了G-布朗运动驱动下的线性倒向随机微分方程的显式解的基础上，证明了比较定理、全非线性Feynman-Kac公式和Girsanov变换等基础结果。得到的比较定理和Girsanov变换是研究波动率不确定环境下的资本资产定价、稳健投资策略和风险监控的有力工具；得到的全非线性Feynman-Kac公式建立起G-布朗运动驱动下的倒向随机微分方程的解和一类全非线性偏微分方程的解之间的内在联系，不仅在理论上是重要的，其结果还可以导出偏微分方程的解的Monte-Carlo形式的新的计算方法。 （2） G-期望的表示定理和G-期望空间的刻画：把概率论中的Kolmogorov方法推广到次线性数学期望下，得到了G-期望的表示定理。证明了G-期望空间中的元素是拟必然连续的，并给出了其元素的充分必要刻画。使用偏微分方程的技术和Krylov估计，揭示出G-期望空间包含足够多的示性函数，从而可以通过简单随机变量（随机过程）逼近拟连续随机过程（随机变量）。G-期望的表示定理以及由其推导出的容度语言、G-期望空间中元素的刻画和随机变量序列的收敛定理为进一步硏究G-期望的性质提供了基础的工具。（3）G-期望下的随机优化问题：在G-期望空间下，研究了随机递归最优控制问题，该控制问题的目标泛函被一个G-布朗运动驱动下的倒向随机微分方程的解所刻画。通过拟线性化和弱收敛方法解决了G-期望的非可加性，得到了随机最大值原理，并进一步的研究了随机线性二次最优控制问题。随机最大值原理是研究随机最优控制的基础工具，我们的结果在波动率不确定情形下的经济和金融优化问题中有很好的理论和应用前景。（4）倒向终端摄动方法及其在金融中的应用：提出了“倒向随机微分方程终端摄动方法”，是一种全新的变分方法，克服了财富方程非线性和投资策略带有复杂约束条件的难点。在不完全市场下的最优投资组合选择、风险度量领域有广泛的应用。为金融市场中最优财富和投资策略的计算、金融风险的度量和防控提供了有力的工具。项目组的8篇代表性论文的SCI他引数为82次，49篇部相关论著的SCI他引数为384次。项目完成人多次应邀在重要的国际学术会议上作邀请报告。项目第一完成人2011年入选教育部新世纪优秀人才支持计划。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 嵇少林 教授 山东大学 山东大学 嵇少林为代表性论著 [1、3、4、5、6]的通讯作者，[5、6]的第一作者合作论文遵照国际数学界惯例按作者姓名的字母顺序署名。嵇少林对推荐书中所列的科学发现均作出了实质性贡献。 2 胡明尚 教授 山东大学 山东大学 胡明尚为代表性论著[8]的通讯作者，[1、2、3、4、7、8]的第一作者。合作论文遵照国际数学界惯例按作者姓名的字母顺序署名。胡明尚对推荐书中所列的科学发现均作出了实质性贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 On representation theorem of G-expectations and paths of G-Brownian motion / Acta Mathematicae Applicatae Sinica-English Series / Mingshang Hu, Shige Peng 2 Stochastic maximum principle for stochastic recursive optimal problem under volatility ambiguity / SIAM Journal On Control And optimization / Mingshang Hu,Shaolin Ji 3 A stochastic recursive optimal control problem under G-expectation framework / Applied Mathematics And Optimization / Mingshang Hu, Shaolin Ji, Shuzhen Yang 4 Terminal perturbation method for the backward approach to continuous time mean-variance portfolio selection / Stochastic Processes And Their Applications / Shaolin Ji, Shige Peng 5 Dual method for continuous-time Markowitz's problems with nonlinear wealth equations / Journal Of Mathematical Analysis And Applications / Shaolin Ji 6 Quasi-continuous random variables and processes under the G-expectation framework / Stochastic Processes And Their Application / Mingshang Hu, Falei Wang, Guoqiang Zheng 7 Comparison theorem, Feynman-Kac formula and Girsanov transformation for BSDEs driven by G-Brownian motion / Stochastic Processes And Their Applications / Mingshang Hu, Shaolin Ji, Shige Peng, Yongsheng Song 8 On the integral representation of g-expectations / Comptes Rendus Mathematique / Mingshang Hu	自然奖	嵇少林,胡明尚	山东大学	山东大学
238	1308-104	蛋白质泛素化调控抗病毒天然免疫的分子机制研究 项目名称 蛋白质泛素化调控抗病毒天然免疫的分子机制研究 推荐/提名单位/人 山东大学 主要完成单位 山东大学 项目简介 天然免疫是机体抗感染的“第一道防线”，其快速活化对于病原微生物的清除起着至关重要的作用，但天然免疫的异常活化会导致自身免疫病、炎性疾病以及肿瘤等人类重大疾病的发生，因此，天然免疫的活化必须受到严格调控。其调控机制研究是国际免疫学领域的研究热点，研究成果将为抗感染药物的设计以及炎性相关疾病的治疗提供理论指导。申请者及团队近十年来围绕天然免疫活化的调控机制这一核心科学问题，以病毒感染信号通路RIG-I-MAVS-TBK1-IRF3-IFN为轴线，系统探索了蛋白质泛素化修饰在天然免疫信号转导中的功能和调控机制，取得了多项原创性成果。 1，揭示了RLR信号通路中接头分子MAVS的泛素化调控机制。在国际上首次报告了对抗病毒关键节点蛋白MAVS进行K63位泛素化修饰的E3连接酶TRIM31，证明TRIM31对MAVS的K63位泛素化修饰是其聚合及活化的重要条件，阐明了TRIM31调控机体抗病毒的分子机制（Nat Immunol，2016 online）。 2，系统阐述了天然免疫信号通路中蛋白激酶TBK1的泛素化调控机制。TBK1是天然免疫抵抗病毒感染的关键激酶，可直接诱导IRF3的磷酸化及IFN的生成。发现了E3连接酶RNF128可以促进TBK1发生K63位泛素化修饰及活化，促进IFN分泌（Nat Immunol，2016）；发现了去泛素化酶USP2b可以去除TBK1的K63位泛素链，抑制TBK1的激酶活化（J Immunol，2014）；发现了对TBK1直接进行K48位泛素化修饰的E3连接酶TRIP，阐明TRIP通过蛋白酶体途径降解TBK1并负向调控IFN产生的机制（J Exp Med，2012）；发现泛素连接酶TRIM38可介导TBK1协同分子NAP1 进行K48位泛素化修饰和降解，从而负向调控TBK1的激酶活性（J Immunol，2012）。 3，揭示了RNA识别受体RIG-I的去泛素化调控机制。RIG-I是识别病毒核酸成份RNA的关键受体，发现了去泛素化酶USP4可以去除RIG-I上的K48位泛素链，稳定RIG-I的表达，过表达USP4可以增强机体的抗病毒能力，这些为抗病毒药物设计提供了新靶点（J Virol，2013）。 4，揭示了干扰素合成及其介导信号转导终止的调控机制。IRF3是抗病毒信号通路关键转录因子，可以启动IFN的产生，IFN通过JAK1-STAT1/2信号通路诱导大量ISG的表达，发挥抗病毒作用。发现了E3连接酶TRIM26可以与活化形式的IRF3结合，促进其发生K48位泛素化修饰及降解，终止抗病毒信号通路的持续活化（PLOS Pathog，2015）；发现了E3连接酶Smurf1可介导STAT1进行K48位泛素化修饰，导致STAT1降解及IFN信号通路的关闭（J Biol Chem，2012）。 本项目8篇代表作包括Nat Immunol（2篇）、 J Exp Med（1篇）、 PLOS Pathog（1篇）、J Immunol（2篇）、J Virol（1篇）、J Biol Chem（1篇），其中IF>20的2篇、IF>10的3篇。代表性论文被Nat Rev Drug Discov、Annu Rev Immunol、Physiol Rev等知名杂志引用273次，他引246次，发表的论文获评F1000 Prime 推荐论文， J Immunol亮点文章等。团队培养长江学者，国家百千万人才，国家杰青，国家优青等人才多名；获得国家自然基金重点项目等20余项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 高成江 教授 山东大学 山东大学 （1）为本项目负责人, 总体学术思路和研究方案的提出者, 负责本项目的规划和实施；（2）对本项目所有发现点均作出实质性贡献；（3）为代表性论文3的并列通讯作者（第一通讯），其余7篇代表性论文的独立通讯作者。 2 张猛 副研究员 山东大学齐鲁医院 山东大学 （1）负责本项目部分课题的具体实施、论文写作等工作；（2）对本项目发现点1和发现点2作出实质性贡献；（3）为代表性论文1、代表性论文5的并列第一作者，代表性论文3的独立第一作者。 3 宋冠华 副研究员 山东省医学科学院基础医学研究所 山东大学 （1）负责本项目部分课题的具体实施、论文写作等工作；（2）对本项目发现点2作出实质性贡献；（3）为代表性论文2的独立第一作者。 4 刘冰玉 助理研究员 山东大学 山东大学 （1）负责本项目部分课题的具体实施、论文写作等工作；（2）对本项目发现点1作出实质性贡献；（3）为代表性论文1的并列第一作者。 5 赵伟 教授 山东大学 山东大学 （1）负责本项目部分课题的具体实施、论文写作等工作；（2）对本项目发现点2作出实质性贡献；（3）为代表性论文3的并列通讯作者及代表性论文5的并列第一作者。 6 王鹏 助理研究员 山东大学第二医院 山东大学 （1）负责本项目部分课题的具体实施、论文写作等工作；（2）对本项目发现点4作出实质性贡献；（3）为代表性论文4的独立第一作者。 7 王丽娟 助理研究员 山东大学齐鲁医院 山东大学 （1）负责本项目部分课题的具体实施、论文写作等工作；（2）对本项目发现点3作出实质性贡献；（3）为代表性论文5的并列第一作者及代表性论文8的独立第一作者。 8 张磊 中级 山东大学 山东大学 （1）负责本项目部分课题的具体实施、论文写作等工作；（2）对本项目发现点2作出实质性贡献；（3）为代表性论文6的独立第一作者。 9 袁超 中级 山东大学第二医院 山东大学 （1）负责本项目部分课题的具体实施、论文写作等工作；（2）对本项目发现点4作出实质性贡献；（3）为代表性论文7的独立第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The ubiquitin E3 ligase TRIM31 promotes aggregation and activation of the signaling adaptor MAVS through Lys63-linked polyubiquitination./ Nat Immunol./ Liu B, Zhang M, Chu H, Zhang H, Wu H, Song G, Wang P, Zhao K, Hou J, Wang X, Zhang L, Gao C. 2 E3 ubiquitin ligase RNF128 promotes innate antiviral immunity through K63-linked ubiquitination of TBK1./ Nat Immunol./ Song G, Liu B, Li Z, Wu H, Wang P, Zhao K, Jiang G, Zhang L, Gao C. 3 TRAF-interacting protein (TRIP) negatively regulates IFN-β production and antiviral response by promoting proteasomal degradation of TANK-binding kinase 1./ J Exp Med./ Zhang M, Wang L, Zhao X, Zhao K, Meng H, Zhao W, Gao C. 4 TRIM26 negatively regulates interferon-β production and antiviral response through polyubiquitination and degradation of nuclear IRF3./ PLoS Pathog./ Wang P, Zhao W, Zhao K, Zhang L, Gao C. 5 Tripartite motif-containing protein 38 negatively regulates TLR3/4- and RIG-I-mediated IFN-β production and antiviral response by targeting NAP1./ J Immunol./ Zhao W, Wang L, Zhang M, Wang P, Yuan C, Qi J, Meng H, Gao C. 6 Ubiquitin-specific protease 2b negatively regulates IFN-β production and antiviral activity by targeting TANK-binding kinase 1./ J Immunol./ Zhang L, Zhao X, Zhang M, Zhao W, Gao C. 7 Smurf1 protein negatively regulates interferon-γ signaling through promoting STAT1 protein ubiquitination and degradation./ J Biol Chem./ Yuan C, Qi J, Zhao X, Gao C. 8 USP4 positively regulates RIG-I-mediated antiviral response through deubiquitination and stabilization of RIG-I./ J Virol./ Wang L, Zhao W, Zhang M, Wang P, Zhao K, Zhao X, Yang S, Gao C.	自然奖	高成江,张猛,宋冠华,刘冰玉,赵伟,王鹏,王丽娟,张磊,袁超	山东大学	山东大学
239	1308-105	Red/ET基因组编辑与微生物资源发掘 项目名称 Red/ET基因组编辑与微生物资源发掘 推荐/提名单位/人 山东大学 主要完成单位 山东大学 项目简介 基因组编辑是国际研究热点，基因组编辑技术已成为基因组功能研究、合成生物学等前沿学科的技术支撑。与国际相比，中国在此领域整体水平属于第二梯队，存在技术靶向性低、耗时、成本高、通量低等普遍问题。微生物是天然产物的主要来源，但大量难培养微生物难以利用，活性天然产物大片段基因簇的获取及编辑存在极大困难。本项目组二十年前发现了大肠杆菌噬菌体重组蛋白具有极高的同源重组活性，作为首创者开发了Red/ET基因组编辑技术；最早在Nature Genetics发表的文章已经被引用超过1200次； 二十多年来，围绕这套系统的工作原理、技术开发和应用，项目组在Nature及子刊发表论文十篇，国际专利十余项，已在国际三十多家著名生物医药公司和数百家科研机构得到广泛应用。为了提高基因组编辑效率，解决微生物天然产物大基因簇难获取难操作的卡脖子问题，本项目组在前期首创的Red/ET基因组编辑技术基础上，优化建立更高效的DNA大片段直接克隆与编辑体系，并用于进行肿瘤靶向治疗的天然产物的挖掘，获得系列原创性科学成果：（1）利用Red/ET的同源重组和反向筛选建立了“无缝定点突变”技术，适用于多拷贝质粒和单拷贝细菌人工染色体，实现了细菌源和哺乳动物源功能蛋白关键氨基酸的无缝替换；整合Red/ET重组酶介导的DNA直接克隆和修饰系统至同一个大肠杆菌细胞中，对载体和转移元件进行标准化，建立了不同微生物源天然产物生物合成基因簇的一步获取、异源表达以及原位激活的研究平台。（2）利用优化的Red/ET技术体系解决了纳米磁小体和抗肿瘤药物挖掘中存在的问题：完成磁小体基因簇的克隆、修饰和异源表达，解决了困扰磁小体生物合成领域三十多年的技术瓶颈（产生菌难培养难操作，基因簇大，常规技术难以获取）；并在安全性高的肿瘤靶向细菌中表达了重要的抗肿瘤活性药物基因簇。这些基因簇的获取和表达为进行肿瘤靶向治疗奠定基础；（3）针对天然产物大片段基因簇亟待挖掘和新型天然产物合成机制亟待阐释的问题，实现了抗肿瘤药物盐霉素基因簇的克隆和表达、luminmide合成途径修饰和产量的提升以及大量天然产物沉默基因簇的激活；在国际上首次证明了细胞毒素colibactin的原药成熟机制，发现并分离鉴定了多个colibactin合成途径相关的代谢产物，为其化学结构发现以及致病机理研究打下坚实的基础。以上工作在Nature Protocols、Nature Nanotechnology等刊物发表后，引起广泛关注：Nature上发表了主编撰写的Research Highlights文章，评价磁小体的研究是“向细菌生产磁小体迈出一步”；Nature Nanotechnology同期专评文章评价本项目“建立了合成磁小体的经济适用的方法”；数篇Science、Nature Chemistry、Nature Chemical Biology 论文中作为重要例子引用了本项目组colibactin的生物合成机制的研究。相关工作发表SCI论文21篇；8篇代表性论文总影响因子104，他引总数207次（SCI检索）。项目组培养的一名博士生获得山东省研究生优秀创新奖（一等奖，2016）。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张友明 教授 山东大学 山东大学 本人在重要科学发现1、2和3中均作出创造性贡献；是代表作1、2、3、4、5、6、7、8的共同通讯作者。本人作为Red/ET基因组编辑技术的重要首创人员之一，是本项目所有技术发明与科学发现的最大贡献者，承担了实验的整体设计、技术指导、监督执行等工作，保障了项目的顺利开展与完成。 2 王海龙 教授 山东大学 山东大学 本人在重要科学发现1中作出重要贡献；是代表性论文1、5的第一作者。本人致力于Red/ET微生物基因组编辑技术的深度开发，作为本项目实验的直接执行者，建立了生物合成途径高通量直接克隆、修饰和异源表达的技术平台，对大片段克隆载体和DNA修饰元件进行了标准化；开发了基于Red/ET重组和CcdB反向筛选DNA无缝定点突变新技术，为人类基因功能研究和微生物复杂生物合成途径的改造提供了有效方法。 3 卞小莹 教授 山东大学 山东大学 本人在“重要科学发现3”中作出重要贡献；是代表性论文3、6、8的第一作者。本人致力于利用Red/ET技术进行微生物药物的深度开发，作为本项目实验的直接执行者，为该项目的完成做出重要贡献。 4 符军 教授 山东大学 山东大学 本人在重要科学发现1、2和3中均作出贡献；在8项代表作中，是其中第1、4、5、7的共同通讯作者。 5 李爱英 副教授 山东大学 山东大学 本人在重要科学发现1中均作出贡献；在8项代表作中，是其中第1的共同作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 论文名称：Biosynthesis of magnetic nanostructures in a foreign organism by transfer of bacterial magnetosome gene clusters.刊名： Nature Nanotechnology作者：Kolinko, Isabel; Lohsse, Anna; Borg, Sarah; Raschdorf, Oliver; Jogler, Christian; Tu, Qiang; Posfai, Mihaly; Tompa, Eva; Plitzko, Jurgen M.; Brachmann, Andreas; Wanner, Gerhard; Müller, Rolf; Zhang, Youming; Schüler, Dirk 2 论文名称：RecET direct cloning and Redαβ recombineering of biosynthetic gene clusters, large operons or single genes for heterologous expression. 刊名：Nature Protocols作者：Wang, Hailong; Li, Zhen; Jia, Ruonan; Hou,Yu; Yin, Jia; Bian, Xiaoying; Li, Aiying; Müller, Rolf; Stewart, A. Francis; Fu, Jun; Zhang,Youming. 3 论文名称：Two more pieces of the colibactin genotoxin puzzle from Escherichia coli show incorporation of an unusual 1-aminocyclopropanecarboxylic acid moiety. 刊名：Chemical Science作者：Bian, Xiaoying; Plaza, Alberto; Zhang, Youming; Müller, Rolf. 4 论文名称：A new recombineering system for Photorhabdus and Xenorhabdus. 刊名：Nucleic Acids Research作者：Yin, Jia; Zhu, Hongbo; Xia, Liqiu; Ding, Xuezhi; Hoffmann, Thomas; Hoffmann, Michael; Bian, Xiaoying; Müller, Rolf; Fu, Jun; Stewart, A. Francis; Zhang, Youming. 5 论文名称：Improved seamless mutagenesis by recombineering using ccdB for counterselection. 刊名：Nucleic Acids Research作者：Wang, Hailong; Bian, Xiaoying; Xia, Liqiu; Ding, Xuezhi; Müller, Rolf; Zhang, Youming; Fu, Jun; Stewart, A. Francis. 6 论文名称：In Vivo Evidence for a Prodrug Activation Mechanism during Colibactin Maturation. 刊名：ChembioChem. 作者：Bian, Xiaoying; Fu, Jun; Plaza, Alberto; Herrmann, Jennifer; Pistorius, Dominik; Stewart, A. Francis); Zhang, Youming; Müller, Rolf. 7 论文名称：Direct cloning and heterologous expression of the salinomycin biosynthetic gene cluster from Streptomyces albus DSM41398 in Streptomyces coelicolor A3(2).刊名：Scientific Reports作者：Yin, Jia; Hoffmann, Michael; Bian, Xiaoying; Tu, Qiang; Yan, Fu; Xia, Liqiu; Ding, Xuezhi; Stewart, A. Francis; Mueller, Rolf; Fu, Jun; Zhang, Youming 8 论文名称：Rational and efficient site-directed mutagenesis of adenylation domain alters relative yields of luminmide derivatives in vivo.刊名：Biotechnology and Bioengineering作者：Bian, Xiaoying; Plaza, Alberto; Yan, Fu; Zhang, Youming; Müller, Rolf.	自然奖	张友明,王海龙,卞小莹,符军,李爱英	山东大学	山东大学
240	1308-106	难加工材料干式/准干式高效切削机理及高性能刀具技术 项目名称 难加工材料干式/准干式高效切削机理及高性能刀具技术 推荐/提名单位/人 山东大学 主要完成单位 山东大学 项目简介 本项目属于机械工程切削理论和切削刀具学科。 使用浇注和高压冷却等冷却润滑方式的传统切削技术面临着生产成本高、环保压力大等问题，开发生态友好型切削技术及高性能刀具成为实现钛合金、镍基合金、淬硬钢和高强度钢等难加工材料高效加工的重要途径。据此，研究团队在国家自然科学基金、教育部博士点基金和山东省自然科学基金等资助下，围绕难加工材料的干式/准干式切削机理、内冷式铣刀和变齿距减振铣刀的创新设计等关键科学问题和关键技术进行了系统研究，取得了一些原创性成果。重要科学发现点简述如下： （1）揭示了周期性裂纹的产生和局部剪切失稳的共同作用是诱发镍基合金高速切削条件下锯齿状切屑形成的主要原因；基于时频域分析技术，阐释了钛合金高速铣削条件下机床主轴频率、颤振现象和切削力突变之间的关系。 （2）提出了定量控制的低温微量润滑（CMQL）辅助切削技术，揭示了低温油气混合物对刀—屑摩擦系数、切削力和刀具磨损的影响；研究表明CMQL辅助切削技术有效地提高了淬硬钢和镍基合金的切削刀具寿命。 （3）基于流体动力学特性，揭示了内冷式铣刀结构对切削力、刀具磨损及寿命的影响机制；提出了基于切削位移和切削力数量关系的变齿距减振铣刀的设计理念。 上述工作均在国内完成，具有完全自主知识产权，项目发表SCI论文20篇，其中2篇论文发表在《Journal of Cleaner Production》上。研究成果的原始创新和理论上的重要贡献得到了国际同行专家的充分肯定。发表在国际权威杂志《Journal of Cleaner Production》、《Renewable & Sustainable Energy Reviews》、《International Journal of Machine Tools & Manufacture》等的17篇综述论文将项目成果作为代表性方法加以介绍。8篇代表性论文SCI他引为224次；其中论文“Tool life and cutting forces in end milling Inconel 718 under dry and minimum quantity cooling lubrication cutting conditions”的SCI他引为106次，连续多次入选ESI前1%高被引论文。在多次引用和推广的国际同行中，不乏相关领域的知名学者和大家，包括Dragos Axint（Int. J. Mach. Tools Manuf. 主编、CIRP Fellow、英国诺丁汉大学教授）、Tu？rul ？zel（Int. J. Mechatron. Manuf. Syst. 主编、ASME J. Manuf. Sci. Eng. 副主编、 Int. J. Mach. Tools Manuf. 编委、美国罗格斯大学教授）、John W. Sutherland（CIRP Fellow、ASME Fellow、SME Fellow、美国普渡大学教授）等知名教授。国家同行评价认为“CMQL系统将低温气体与微量润滑技术的优点完美结合”、“在可持续制造背景下，MQL加工被认为是清洁生产的实用方法之一”、“（皇等）使用变齿距刀具干式铣削薄壁钛合金Ti-6Al-4V，有效减缓了切削振动，降低了切削温度”。 项目实施期间，授权发明专利1项，登记软件著作权2项，2人入选山东省泰山学者特聘专家。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张松 教授 山东大学 山东大学 项目负责人，提出项目的总体研究方案及技术路线。对发现点1的贡献：揭示了镍基合金高速切削条件下锯齿状切屑形成的主要原因，阐释了锯齿状切屑的形成频率与切削力波动频率之间的正相关性；对发现点2的贡献：提出了CMQL辅助切削技术，搭建了CMQL辅助切削系统；对发现点3的贡献：研究了CMQL条件下的油滴尺寸与气体流量之间的关系。是代表性论文1、8的第一作者/通讯作者（附件1-1、1-8）以及代表性论文3、6、7的通讯作者（附件1-3、1-6、1-7）。 2 李剑峰 教授 山东大学 山东大学 项目主要参加者。对发现点1的贡献：分析了镍基合金高速切削条件下锯齿状切屑变化规律；对发现点2的贡献：参与提出了CMQL辅助切削技术，参与搭建了CMQL辅助切削系统；对发现点3的贡献：参与提出了变齿距减振铣刀的设计方法。是代表性论文4的通讯作者（附件1-4）以及代表性论文1、2、5、8的第二作者（附件1-1、1-2、1-5、1-8）。 3 皇攀凌 副教授 山东大学 山东大学 项目主要参加者。对发现点1的贡献：揭示了钛合金切削条件下的机床主轴频率、颤振现象和切削力突变之间的关系；对发现点3的贡献：提出了基于切削位移和切削力的数量关系的变齿距减振铣刀的设计方法。是代表性论文2、5的第一作者/通讯作者（附件1-2、1-5）以及代表性论文4的第一作者（附件1-4）。 4 丁同超 其他 江苏省句容市行政审批局 山东大学 项目主要参加者。对发现点1的贡献：阐释了切削参数对切削力的影响规律；对发现点2的贡献：揭示了切削参数及可转位刀片几何结构对表面粗糙度的影响规律。是代表性论文3、6的第一作者（附件1-3、1-6）。 5 张成良 助理工程师 中车长春轨道客车股份有限公司 山东大学 项目主要参加者。对发现点3的贡献：揭示了内冷式铣刀结构对切削力、刀具磨损及寿命的影响规律。是代表性论文7的第一作者（附件1-7）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Tool life and cutting forces in end milling Inconel 718 under dry and minimum quantity cooling lubrication cutting conditions/Journal of Cleaner Production/S. Zhang, J.F. Li, Y.W. Wang (张松, 李剑峰, 王园伟) 2 Study on performance in dry milling aeronautical titanium alloy thin-wall components with two types of tools/Journal of Cleaner Production/Pan ling Huang, Jian Feng Li, Jie Sun, Jun Zhou (皇攀凌, 李剑峰, 孙杰, 周军) 3 Empirical models and optimal cutting parameters for cutting forces and surface roughness in hard milling of AISI H13 steel/International Journal of Advanced Manufacturing Technology/Tongchao Ding, Song Zhang, Yuanwei Wang, Xiaoli Zhu (丁同超, 张松, 王园伟, 朱晓丽) 4 Vibration analysis in milling titanium alloy based on signal processing of cutting force/International Journal of Advanced Manufacturing Technology/Panling Huang, Jianfeng Li, Jie Sun, Jun Zhou (皇攀凌, 李剑峰, 孙杰, 周军) 5 Milling force vibration analysis in high-speed-milling titanium alloy using variable pitch angle mill/International Journal of Advanced Manufacturing Technology/Panling Huang, Jianfeng Li, Jie Sun, Maojie Ge (皇攀凌, 李剑峰, 孙杰, 葛茂杰) 6 A comparative investigation on surface roughness and residual stress during end-milling AISI H13 steel with different geometrical inserts/Materials and Manufacturing Processes/T.C. Ding, S. Zhang, H.G. Lv, X.L. Xu (丁同超, 张松, 吕宏刚, 徐小磊) 7 Effects of internal cooling channel structures on cutting forces and tool life in side milling of H13 steel under cryogenic minimum quantity lubrication condition/International Journal of Advanced Manufacturing Technology/Chengliang Zhang, Song Zhang, Xufan Yan, Qing Zhang (张成良, 张松, 闫续范, 张庆) 8 Saw-tooth chip formation and its effect on cutting force fluctuation in turning of Inconel 718/ International Journal of Precision Engineering and Manufacturing/Song Zhang, Jianfeng Li, Xiaoli Zhu, Honggang Lv (张松, 李剑峰, 朱晓丽, 吕宏刚)	自然奖	张松,李剑峰,皇攀凌,丁同超,张成良	山东大学	山东大学
241	1308-107	分形特性分析及同步控制 项目名称 分形特性分析及同步控制 推荐/提名单位/人 山东大学 主要完成单位 山东大学 项目简介 在科学技术的发展中，非线性问题是工程技术的主题，尤其是分形，混沌，孤立子都是非线性的经典内容，值得关注的是，近年来，分形理论成为非线性科学的研究热点。并被广泛应用在物理，生物，图像加密，地质学等交叉学科中。本项目依托四项国家自然科学基金项目（刘树堂主持）；针对分形同步控制理论进行了详尽有效的理论研究，并将研究成果汇总，在国际顶级出版社Springer 出版了系统研究分形控制理论的国际上第一本全英文专著《Fractal Control Theory》。团队研究成果引起了国际学术界高度关注，提交的代表性成果均被SCI 数据库收录。在Web of Science SCIE 数据库他引频次近111次。本项目的主要内容在于：(1) 将混沌同步控制理论拓展到了平面分形领域。混沌同步控制理论是混沌理论中一个重要分支，揭示了两混沌系统在控制器干扰下实现轨迹同步的过程。本项目首次将同步控制的理论研究拓展到分形领域，实现了多种平面分形集的边界同步控制。(2) 实现了空间分形集的仿真计算，并将分形同步控制理论拓展到Henon映射的空间分形集中。分形集的仿真计算一直以来是分形理论领域的研究热点与难点，本团队有效的利用逃逸算法实现了空间分形集的仿真计算。并将(1)中的同步控制技术有效拓展到了空间领域。(3) 提出了分形集同步范数的概念，原创了富有意义的同步成果。混沌系统研究的是系统初始点给定后系统呈现的轨迹规律，而分形集研究的是系统呈现有界规律的初始点集，因此无法使用简单的范数计算将同步过程进行量化。本课题提出分形同步范数的概念，有效的将分形同步的过程进行了有效的量化分析。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘树堂 教授 山东大学 山东大学 对重要科学发现一、二、三均有贡献，其中重要科学发现一为独立贡献。针对重要发现一，贡献为：把非线性混沌同步的技术和方法有效的建立在分形理论中，提出分形同步的概念并得到系列的原创性成果，分析点轨迹的同步与点集分布区域同步的相同点与不同之处，将混沌控制中的最优函数同步方法拓展到分形同步中去，支撑材料为代表作1,2,3,5。针对重要发现二和三，刘树堂为张永平和王达提供了初步的思路供其研究，支撑材料为代表作7,8。 2 张永平 教授 山东大学 山东大学 对重要科学发现一、二、三均有贡献，其中重要科学发现二为独立贡献。针对重要发现一，贡献为：辅助刘树堂做相关仿真计算，支撑材料为代表作4,5。针对重要发现二，贡献为：系统研究四维常复系统的分形仿真算法实现，并分析了不动点不可求时空间分形集的同步问，支撑材料为代表作6。 3 王达 副教授 山东师范大学 山东大学 对重要科学发现三为独立贡献，贡献为：通过研究拓扑学中集合距离的概念，分析了分形点集距离的特征，设计了一类分形同步范数计算方法，实现了平面分形集、空间分形集同步过程的量化，支撑材料为代表作8。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Control and synchronization of second Julia sets/Chinese Physics B/Zhang Y.P., Sun W.H., Liu C.A. 2 Gradient control and synchronization of Julia sets/Chinese Physics B/Zhang Y. P., Liu S. T. 3 Control of Julia sets of the complex Henon system/Nonlinear Dynamics/Zhang Y. P., Guo X. W. 4 On the boundedness and symmetry properties of the fractal sets generated from alternated complex map/Symmetry/Wang D., Liu S. T. 5 On spatial Lyapunov exponents and spatial chaos/International Journal of Bifurcation and Chaos/Liu. S. T., Chen G. R 6 Control and synchronization of julia sets generated by a class of complex time-delay rational map/Journal of Applied Aanlysis and Compuation/Wang D., Liu S. T., Liu K. X., Zhao Y. 7 Complex function projective synchronization of complex chaotic system and its applications in secure communication/Nonlinear Dynamics/Liu S. T., Zhang F. F. 8 Nonlinear feedback-controlled generalized synchronization of spatial chaos/Chaos, Solitons & Fractals/Liu S. T., Chen G. R.	自然奖	刘树堂,张永平,王达	山东大学	山东大学
242	1309-101	人工合成纳米颗粒的环境地球化学过程及生物响应 项目名称 人工合成纳米颗粒的环境地球化学过程及生物响应 推荐/提名单位/人 中国海洋大学 主要完成单位 中国海洋大学,清华大学深圳研究生院 项目简介 该项目属于环境地学和环境生态学交叉领域。发展纳米技术是国家的战略要求和全球科技竞争的焦点。随着纳米技术的飞速发展，大量人工合成纳米颗粒（ENPs）不可避免的进入自然环境，成为一种新型的环境污染物。为了保障纳米技术的绿色应用和健康发展，需要深入系统地认知ENPs的环境地球化学行为和环境风险。本项目完成人早在2006年就率先开展相关研究工作，在国家自然科学基金（国际合作重大项目、杰出青年基金等）的持续支持下，在ENPs的环境行为、生物响应和人体健康三个方面展开了系统研究。主要探明了ENPs在环境中的吸附-解吸附、悬浮-沉降等关键地球化学过程，揭示了ENPs的生物毒性机制和人体健康风险。研究成果赢得国内外同行的高度认可，其重要的科学发现如下：（1）ENPs的环境行为：系统研究了典型ENPs在水环境中吸附-解吸附、悬浮-沉降等关键环境地球化学过程；揭示了矿物颗粒、天然有机质等环境组分调控ENPs沉降的微观机理，为深入理解ENPs的环境归趋提供了理论依据。（2）ENPs的生物响应：探明了ENPs在高等植物体内的吸收、迁移、蓄积规律；揭示了典型ENPs对水生生物的毒性机制及生物响应机制；阐明了天然有机质对ENPs毒性的调控作用；揭示了ENPs与共存污染物的联合毒性机制，构建了ENPs生物毒性与其地球化学行为之间的内在联系。（3）ENPs的人体健康风险：率先报道了细胞外排ENPs的动态过程，阐明了CuO ENPs的颗粒效应是产生毒性的关键，而氧化胁迫是其原初反应，并揭示其关键的致毒机制；阐明了ENPs对人体细胞和神经系统关键酶的毒性作用，为ENPs的人体健康风险评价提供重要理论支撑。这些科学发现为充分认识和评价ENPs的环境归趋和生态风险提供了重要理论支持。本项目完成期间，在环境类主流期刊共发表SCI论文34篇，其中7篇为ESI高被引论文。这些研究成果得到了国内外同行的广泛认可和关注，被SCI论文正面引用3011次，其中他引2706次（截止至2019年4月）。8篇代表性论文均发表在环境类主流期刊，其中5篇论文发表在环境类顶级期刊“Environmental Science & Technology”。8篇代表作被SCI总引用1058次，他引954次，其中单篇SCI引用最高为237次。8篇论文单篇SCI引用均在50次以上，共有4篇论文入选ESI高被引论文。相关研究成果得到美国工程院院士Menachem Elimelech教授、Environmental Science & Technology副主编Jorge Gardea-Torresdey教授等国际同行的高度评价，并被Chemical Reviews、Chemical Society Reviews、Nature Chemistry等综合类或专业类顶级期刊引用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王震宇 教授 江南大学 中国海洋大学 本项目主持人，提出总体学术思想，制定总体技术路线，组织开展项目研究。本人对推荐书《重要科学发现》中所列的重要科学发现一、二、三均做出了创造性贡献，是代表性论文1、2、5、7、8的通讯作者，代表性论文3、4、7、8的第一作者，具体体现为：（1）揭示了典型ENPs在水环境中的吸附-解吸附、悬浮-沉降等关键环境地球化学过程，为深入理解ENPs的环境归趋提供了理论依据（附件1、2）；（2）首次揭示了ENPs在高等植物体内的吸收、迁移和蓄积规律（附件3）；揭示了天然有机质对ENPs毒性的调控机制（附件4、5）；（3）率先报道了细胞外排ENPs的动态过程，并揭示其关键的致毒机制（附件7）。 2 赵建 教授 中国海洋大学 中国海洋大学 与项目主持人共同制定技术路线，共同开展项目研究。对推荐书《重要科学发现》中所列的重要科学发现一、二、三均做出了创造性贡献，是代表性论文1、2、5的第一作者。具体体现为：（1）深入研究了ENPs在水环境中的悬浮-沉降和异相团聚机制；探明了矿物颗粒、天然有机质等环境组分调控ENPs沉降的微观机理，并发现底栖环境是其最终归趋（附件1、2）；（2）阐明了天然有机质对ENPs毒性的调控作用，建立起ENPs生物毒性与其地球化学行为之间的内在联系（附件4、5）；（3）阐明了ENPs对人体细胞和神经系统关键酶的毒性作用，为ENPs的人体健康风险评价提供重要理论支撑（附件8）。 3 朱小山 副研究员 清华大学深圳研究生院 清华大学深圳研究生院 对推荐书《重要科学发现》中所列的重要科学发现二做出了创造性贡献，是代表性论文6的第一作者。具体体现为：揭示了ENPs与共存污染物的联合毒性效应机制，此报道是少数最早证明ENPs与污染物联合作用可穿透胚胎绒膜并造成伤害的研究之一，也是有关ENPs复合污染的海洋生态毒理学研究的早期报道之一，该研究成果大力推动了ENPs海洋生态毒理学研究（附件6）。 4 代燕辉 助理研究员 江南大学 中国海洋大学 对推荐书《重要科学发现》中所列的重要科学发现二做出了创造性贡献，是代表性论文5的第三作者。本人提出了自然环境中天然有机质作为屏障，阻碍ENPs与微生物接触，从而降低其生物有效性，减轻其生物毒性（附件5）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Xylem- and Phloem-Based Transport of CuO Nanoparticles in Maize (Zea mays L.) / Environmental Science & Technology / Zhenyu Wang, Xiaoyan Xie, Jian Zhao, Xiaoyun Liu, Wenqiang Feng, Jason C. White and Baoshan Xing*（ESI高被引论文） 2 Toxicity and Internalization of CuO Nanoparticles to Prokaryotic Alga Microcystis aeruginosa as Affected by Dissolved Organic Matter / Environmental Science & Technology / Zhenyu Wang, Jing Li, Jian Zhao and Baoshan Xing * 3 Mitigation of CuO nanoparticle-induced bacterial membrane damage by dissolved organic matter / Water Research / Jian Zhao, Zhenyu Wang*, Yanhui Dai and Baoshan Xing* 4 TiO2 Nanoparticles in the Marine Environment: Impact on the Toxicity of Tributyltin to Abalone (Haliotis diversicolor supertexta) Embryos / Environmental Science & Technology / Xiaoshan Zhu, Jin Zhou, Zhonghua Cai* 5 Heteroaggregation of Graphene Oxide with Minerals in Aqueous Phase / Environmental Science & Technology / Jian Zhao, Feifei Liu, Zhenyu Wang*, Xuesong Cao and Baoshan Xing*（ESI高被引论文） 6 Graphene in the Aquatic Environment: Adsorption, Dispersion, Toxicity and Transformation / Environmental Science & Technology / Jian Zhao, Zhenyu Wang*, Jason C. White and Baoshan Xing*（ESI高被引论文） 7 CuO Nanoparticle Interaction with Human Epithelial Cells: Cellular Uptake, Location, Export, and Genotoxicity / Chemical Research in Toxicology / Zhenyu Wang*, Na Li, Jian Zhao, Jason C. White, Pei Qu and Baoshan Xing*（ESI高被引论文） 8 Adsorption and inhibition of acetylcholinesterase by different nanoparticles / Chemosphere / Zhenyu Wang*, Jian Zhao, Fengmin Li, Dongmei Gao and Baoshan Xing*.	自然奖	王震宇,赵建,朱小山,代燕辉	中国海洋大学,清华大学深圳研究生院	中国海洋大学
243	1309-102	纤毛虫原生动物的分子系统演化与遗传信息库构建 项目名称 纤毛虫原生动物的分子系统演化与遗传信息库构建 推荐/提名单位/人 中国海洋大学 主要完成单位 中国海洋大学,华南师范大学 项目简介 纤毛虫原生动物以其特殊的接合生殖方式和两型核等重要特征，长期以来在细胞学、进化生物学、遗传学、共生与适应机制、生态学等领域均被视为重要的模式材料和研究对象。作为一个长期备受关注的重要科学问题：该类单细胞真核生物在地球上存在超过了10亿年，在其高度多样性的表象下，其内部经历了怎样的系统演化事件和分化历程？在国家基金重点项目及10余个面上项目的持续资助下，申报人及所在团队在掌握、解析新材料、新数据的基础上，借助基因测序、生物信息学分析等手段，系统、全方位地开展了纤毛门原生动物的系统演化、DNA条形码筛选、遗传信息库构建、重要代表物种遗传信息的深度解析、系统分析方法学探讨等研究，取得了如下重要科学发现：（1）首次基于多基因分子系统学完成了对整个纤毛门55个目级阶元及内部重要类群的系统构建与亲缘关系探讨，构成了近年来国际纤毛虫系统学研究的代表性成果之一 利用以核糖体亚基基因和微管蛋白为核心的多基因联合分析、结合形态学、个体发育等特征，首次系统地重建和梳理全面覆盖纤毛门内55个目级阶元的系统进化关系；在国际上新建立了克鲁纲、中缢纲、原腹毛亚纲、林奇目4个高阶阶元；诠释了长期存疑的腹毛类、游仆类、盾纤类、管口类、侧口类等多个纲目级阶元内部类群间的地位及外延、系统关系等;澄清了包括凯毛虫等大量存疑类群的系统地位。（2）开展了全球最大的纤毛虫遗传信息库的构建，构成了国际纤毛虫数据库的重要组成部分 包括纤毛虫DNA库、标记基因库、单细胞组学信息库3个信息库：完成了全球最大、覆盖范围最广、包括了 1700余种/种群纤毛虫的DNA库构建；在此基础上，对 650种/种群的18S、5.8S、28S、mtSSU、tubulin、COI等标记基因测序，累计向GenBank提交基因序列1300余条，构成了GenBank数据库的重要组分；同期完成了单细胞/常规组学信息库的初步构建，包括对代表类群的90余种基因组/转录组的深度测序和初步解析。（3）在综合分类学框架下首次完成了多个物种的条形码数据库构建 对核基因不同高变区和COI基因作为DNA条形码的功效进行了评估、筛选和对比，明确了COI基因和28SrRNA基因D1-D2区适于刻画近缘种或隐存种, 并基于此构建了共计83个物种的基因条形码数据库。 （4）基于转录组数据揭示了纤毛虫演化关系及遗传机制 利用组学数据分析纤毛虫典型代表种类的演化关系，发现表层胞质蛋白的转录/表达水平与纤毛虫部分形态学特征存在相关性，为揭示纤毛虫独特的遗传机制提供了重要依据。上述工作先后形成SCI论文49篇，他引630余次，包括JCR一区期刊论文25篇；其中15篇系列论文连系发表在领域权威级刊物《Molecular Phylogenetics and Evolution》及《Proceedings of the Royal Society B》上。 8篇代表作引起国内外同行的广泛关注，并被《Molecular Biology and Evolution》等进化领域顶尖期刊文章多次正面引用，总计他引110次。鉴于上述成果和影响，6名项目完成人分别获得多项学术褒奖及领域认可。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 伊珍珍 教授 华南师范大学 中国海洋大学 1）利用多基因联合分析对纤毛门55个目级阶元进行了做了全景式的清理，重点开展了尾柱目、游仆目等的系统重建工作，明确了若干地位长期存疑的属、种的系统位置。是代表论文2、7、8的主要完成人之一。2）开展了对纤毛虫系统树构建理论方法的系列开拓探索性研究，首次提出构建纤毛虫多基因系统树时，应根据单基因数据集的完整程度选择不同标准评判该基因是否可用于联合基因建树。是代表论文5的第一作者。3）申请人与合作者综合比较了6个不同区段的纤毛虫物种区分效力，提出28S rDNA D2、COI、ITS1、ITS2为区分近源物种的良好标记，首次明确了前口虫属等基于序列的物种区分界限。是代表论文4的通讯作者，重要贡献2的主要完成人之一。 2 高凤 副教授 中国海洋大学 中国海洋大学 1）利用多基因联合分析及组学信息，结合形态学、发生学以及前人的工作，在综合数据分析的水平上，对整个纤毛门的系统发生关系进行了全面地梳理和廓清，给出了最新的纤毛门参考系统； 2）首次基于多基因信息完成了对盾纤亚纲全面的系统修订，并完成了对寡毛亚纲和腹毛亚纲内重要代表类群的系统关系清理，为相关类群的地位廓清提供了完整的分子信息支持；3）以尾柱类为对象，详细分析和探讨了SSU-rRNA高变区的二级结构对于系统分析的价值，为探究纤毛虫的系统关系提供了新视角；4）为主主持纤毛虫DNA库、标记基因库、单细胞组学信息库3个信息库的构建，填补了纤毛虫分子信息的大量空白。是代表论文7的第一作者，是重要贡献2的主要完成人之一。 3 赵研 助理研究员 中国科学院生态环境研究中心 中国海洋大学 1）基于物种丰富的Paramecium属各物种、种群评估了148条线粒体细胞色素c亚基I作为DNA条形码的功效，明确了线粒体COI基因在物种鉴定上的优势及发现隐存种的潜力，且首次揭示了COI基因在草履虫同一个物种、不同种群、不同个体水平上的异质性；2）利用综合分类学的方法，在传统分类学的框架下，对32个Frontonia类群的6个DNA条码候选基因进行了筛选和评估，明确了COI基因作为近缘物种物种界定的优势，且挖掘了核基因代表大核糖体亚基D1-D2高变区作为候选DNA条码的优势。是代表作4的第一作者,是重要贡献3的主要完成人之一。 4 张倩倩 副研究员 中国科学院烟台海岸带研究所 中国海洋大学 1）系统性地展开海洋裂口纲纤毛虫14个种属的多基因测序，对颇有争议的赤潮纤毛虫系统地位展开讨论，是代表作1的第一作者；2）综合形态、细胞发生和分子信息，引入AU检验方法和同源位点共享区域比对方法，对海洋浮游前口类，具有重要进化地位的篮口类、寡膜类居间类群等7个亚纲级类群的分子系统进化展开探讨；是代表作8的第一作者；是重要贡献2的完成人之一。 5 黄洁 副研究员 中国科学院水生生物研究所 中国海洋大学 1）利用多基因联合分析并结合形态学、发生学以及前人的工作，对游仆亚纲的系统发生关系进行了全面地梳理和廓清；是代表论文7的主要完成人之一；2）基于多基因数据梳理了腹毛亚纲尾柱目12个属的系统演化关系，揭示了核心尾柱类的单源性，建立了一个新属Arcuseries与异列虫属的其他物种区分开；是代表论文3的第一作者，是重要贡献2的完成人之一。 6 苗苗 副教授 中国科学院大学 中国海洋大学 1）结合形态学、发生学以及前人的工作，对吸管亚纲、盘头目、盾纤类、异毛类等的系统发生关系进行了深入分析和探讨；是代表论文7和重要贡献2的主要完成人之一。2）首次报道了具沟急游虫Strombidium sulcatum深度测序分析的RNA-seq数据并获得其转录组特征，系统发育基因组学分析显示，纤毛虫的亲缘关系在纲级水平上具有相似的拓扑学结构；3）通过比较14种纤毛虫的转录组数据，发现表层胞质蛋白的转录/表达水平与纤毛虫部分形态学特征存在一定的相关性，为揭示纤毛虫独特的遗传机制提供依据；是代表作6的通讯作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Reconsideration of systematic relationships within the order Euplotida (Protista, Ciliophora) using new sequences of the gene coding for small-subunit rRNA and testing the use of combined data sets to construct phylogenies of the Diophrys-complex/ Molecular Phylogenetics and Evolution/ Yi Z. , Song W., Clamp J., Chen Z., Gao S., Zhang Q 2 Three-gene based phylogeny of the Urostyloidea (Protista, Ciliophora, Hypotricha), with notes on classification of some core taxa/Molecular Phylogenetics and Evolution/ Huang J., Chen Z., Song W., Berger H. 3 Insights into the phylogeny of systematically controversial haptorian ciliates (Ciliophora, Litostomatea) based on multigene analyses/ Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences/ Zhang Q., Simpson A., Song W. 4 Utility of combining morphological characters, nuclear and mitochondrial genes: an attempt to resolve the conflicts of species identification for ciliated protists/Molecular Phylogenetics and Evolution/ Zhao Y., Yi Z., Gentekaki E., Zhan A., Al-Farraj S.A., Song W. 5 Sampling strategies for improving tree accuracy and phylogenetic analyses: A case study in ciliate protists, with notes on the genus Paramecium/Molecular Phylogenetics and Evolution/Yi Z., Strüder-Kypke M. Hu X., Lin X., Song W. 6 Phylogenomics of non-model ciliates based on transcriptomic analyses/ Protein Cell/ Chen X., Zhao XL., Liu X.H., Warren A., Zhao F.Q. 7 The all-data-based evolutionary hypothesis of ciliated protists with a revised classification of the phylum Ciliophora (Eukaryota, Alveolata)/ Scientific Reports/ Gao F., Warren A., Zhang Q., Gong J., Miao M., Sun P., Xu D., Huang J., Yi Z., Song W. 8 Further insights into the phylogeny of two ciliate classes Nassophorea and Prostomatea (Protista, Ciliophora)/ Molecular Phylogenetics and Evolution / Zhang Q., Yi Z., Fan X., Warren A., Gong J., Song W.	自然奖	伊珍珍,高凤,赵研,张倩倩,黄洁,苗苗	中国海洋大学,华南师范大学	中国海洋大学
244	1319-101	食品级纳米材料的构建及其应用基础研究 项目名称 食品级纳米材料的构建及其应用基础研究 推荐/提名单位/人 山东省教育厅 主要完成单位 青岛农业大学 项目简介 纳米技术作为一种新兴的前沿技术，在新材料、生物和医药等领域得到深入研究和广泛应用。但是，在食品领域的研究近年来刚刚起步，食品纳米技术在农产品深加工和副产品综合利用领域尚未得到开发和应用。纳米材料具有小尺寸效应、大比表面积、高反应活性等理化特性，这些特性使纳米材料在食品科学工程学科引起极大的兴趣。纳米材料可以提高食品品质、营养功能、安全性以及减少食品原材料的消耗，并全面促进食品科学学科的发展。淀粉、纤维素等是一类食品级的天然高分子，具有来源丰富、良好的生物相容性和生物降解性、无毒性等特点和优点，利用纳米技术将食品级天然高分子组装，可以得到性能优良的纳米颗粒。因此，本项目以淀粉、纤维素等食品级天然高分子为原料，设计纳米尺度的食品材料，深入研究其在食品领域应用中的关键科学问题。实现了纳米颗粒的可控制备及其在可食膜、抑制酶活、活性物质装载等方面的应用，并阐明了纳米颗粒的制备原理及在应用方面的作用机理，主要科学发现如下：1.以食品级天然高分子淀粉为原料，采用绿色安全的酶解结合重结晶技术、纳米沉淀技术构建了粒径可控的淀粉纳米颗粒；以食品级天然高分子纤维素为原料，采用超声结合酶解技术构建了纤维素纳米晶。揭示了淀粉、纤维素纳米颗粒的形成机理和粒径可控机理。2.研究了纳米颗粒强化可食膜技术，发现在可食膜中引入纳米颗粒，能够大大提升膜的机械性能、阻隔性能和热稳定性；揭示了纳米颗粒在强化膜中的关键作用，并基于结构和分子互作理论阐明了纳米颗粒强化膜的机理。3.探究了淀粉纳米颗粒对酶活性的影响规律，首次发现淀粉纳米颗粒可作为有效的酶促褐变抑制剂，探究了纳米颗粒与酪氨酸酶之间的相互作用，并阐明了淀粉纳米颗粒与多酚氧化酶相互作用的内在机制，为酶抑制剂的发展提供了理论依据。4.构建了纳米颗粒装载活性物质（多酚、精油）的体系，解决了活性物质不稳定、挥发快等弊端，增强了活性物质抗氧化、抑菌等性能，揭示了活性物质在体外缓释的规律，阐明了纳米颗粒装载多酚抑制酶促褐变的作用机理。由此，为活性物质的有效利用、不同结构功能的纳米运载体系的构建提供理论基础。本项目开展期间，相关研究成果在Carbohyd. Polym., Food Chem., Food Hydrocolloid., Ind. Crop. Prod., Food & Function等国际重要学术期刊上发表SCI收录论文共计59篇。8篇代表性论文分别发表在JCR期刊分区Q1和Q2区，其中高被引论文4篇。截止到2019年5月8日，代表论文被Trends Food Sci. Tech., Carbohyd. Polym.等国际权威SCI期刊正面他引，其中单篇最高SCI他引31次。项目负责人荣获山东省泰山学者荣誉称号，主持的“食用级多功能纳米复合膜关键技术研究”于2014年荣获山东高等学校优秀科研成果一等奖；1名该方向研究生获评山东省优秀硕士学位论文。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 孙庆杰 教授 青岛农业大学 青岛农业大学 本项目的主要负责人，对项目的4个重要科学发现均做出了突出贡献。对重要科学发现1的突出贡献是首创了酶解结合重结晶技术等3项纳米颗粒制备的关键技术，优化了纳米颗粒制备技术并揭示了相应机理。对重要科学发现2的突出贡献是构思了纳米颗粒增强淀粉膜，显著提高膜的机械性能。对重要科学发现3的突出贡献是将纳米颗粒用于抑制酶促褐变来克服食品保鲜中的难题，并发现了改变酪氨酸酶构象、竞争活性位点等机理。对重要科学发现4的突出贡献是构思了淀粉纳米颗粒用于装载活性物质的体系，并揭示了纳米颗粒对不同活性物质的作用机理。是8篇代表性论文的通讯作者。旁证材料：发表SCI论文59篇，授权专利9件，见附件1-8、28、29 2 姬娜 其他 青岛农业大学 青岛农业大学 主要负责淀粉纳米颗粒制备的关键技术，参与酶解结合重结晶纳米颗粒的制备及机理研究，以蜡质玉米淀粉为原料，经普鲁兰酶酶解脱支重结晶制备了淀粉纳米颗粒（60-120nm），得率最高至85%以上；阐明了淀粉纳米颗粒的成核机理和生长过程，对代表性论文1做出创造性贡献，是代表性论文1实验的主要完成人。旁证材料：附件1 3 代蕾 其他 青岛农业大学 青岛农业大学 主要负责制备纳米颗粒强化可食用膜及相关强化机理研究，对重要科学发现2有创造性贡献。对重要科学发现2的贡献是首次采用绿色、高效和低成本的酶解回生法制备了芋头淀粉纳米颗粒，解决了传统制取淀粉纳米颗粒的得率较低、污染环境和对反应设备要求较高等缺陷；首次将芋头淀粉纳米颗粒作为增强剂添加到流延法制备的甘油增塑的淀粉复合材料中，有效提高了玉米淀粉膜力学性能、不透气性及热稳定性等，有助于提高芋头淀粉的附加值，为可食性食品包装膜的制备提供理论依据。为代表性论文4的第一作者。旁证材料：附件4 4 李曼 副教授 青岛农业大学 青岛农业大学 主要负责构建淀粉纳米颗粒装载精油的纳米运载体系，对重要科学发现4有创造性贡献。对重要科学发现4的贡献是突破了原位纳米沉淀法包埋精油的纳米胶囊关键技术，成功装载了5种精油（薄荷酮、牛至精油、肉桂精油、薰衣草精油和柠檬醛），显著增强了易挥发精油的稳定性，实现了精油的持续释放。以淀粉纳米颗粒装载薄荷酮研究了对2种致病菌的抑制效果，大幅度增加了薄荷酮的抑菌时长，有效克服了精油挥发性高、作用时间短的弊端。旁证材料：附件5 5 赵梅 副高级 青岛农业大学 青岛农业大学 主要负责构建淀粉纳米颗粒装载多酚的纳米运载体系，对重要科学发现4有创造性贡献。对重要科学发现4的贡献是首创了淀粉纳米颗粒装载多酚物质的纳米运载体系，构建成功的淀粉纳米颗粒装载的多酚能耐受一定程度的pH 值、离子强度、高温、光等敏感条件，并显示出更强的抗氧化活性；纳米颗粒运载后的多酚具有缓释的效果，这为提高水溶性活性物质载体的开发提供了新的思路。旁证材料：附件8 6 熊柳 高级工程师 青岛农业大学 青岛农业大学 主要负责淀粉纳米颗粒对酶活性的影响规律及抑制机理研究，对重要科学发现3有创造性贡献。对重要科学发现3的贡献是首次研究了不同种类（空心、棒状、球状）纳米颗粒对酪氨酸酶的抑制作用，发现纳米颗粒通过与酪氨酸酶之间的相互作用力以及改变了酶的构象从而抑制了酪氨酸酶的活性。基于对酪氨酸酶活性的影响，进一步探究了不同种类淀粉纳米颗粒抑制酶促褐变的机理。旁证材料：附件7 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Green preparation and characterisation of waxy maize starch nanoparticles through enzymolysis and recrystallisation/Food Chemistry/Qingjie Sun, Guanghua Li, Lei Dai, Na Ji, Liu Xiong 2 Characterization of starch nanoparticles prepared by nanoprecipitation: Influence of amylose content and starch type/ Industrial Crops and Products/Yang Qin, Chengzhen Liu, Suisui Jiang, Liu Xiong, Qingjie Sun 3 Size-controlled starch nanoparticles prepared by self-assembly with different green surfactant: The effect of electrostatic repulsion or steric hindrance/Food Chemistry/Xiaojing Li, Yang Qin, Chengzhen Liu, Suisui Jiang, Liu Xiong, Qingjie Sun 4 Characterisation of corn starch-based films reinforced with taro starch nanoparticles/Food Chemistry/Lei Dai, Chao Qiu, Liu Xiong, Qingjie Sun 5 Preparation and characterization of essential oil-loaded starch nanoparticles formed by short glucan chains/Food Chemistry/Chao Qiu, Ranran Chang, Jie Yang, Shengju Ge, Liu Xiong, Mei Zhao, Man Li, Qingjie Sun 6 Green preparation and characterization of size-controlled nanocrystalline cellulose via ultrasonic-assisted enzymatic hydrolysis/Industrial Crops and Products/Shaoning Cui, Shuangling Zhang, Shengju Ge, Liu Xiong, Qingjie Sun 7 The inhibition effect of starch nanoparticles on tyrosinase activity and its mechanism/Food & Function/Jie Yang, Ranran Chang, Shengju Ge, Mei Zhao, Caifeng Liang, Liu Xiong Qingjie Sun 8 Adsorption mechanism of polyphenols onto starch nanoparticles and enhanced antioxidant activity under adverse conditions/Journal of Functional Foods/Chengzhen Liu, Shengju Ge, Jie Yang, Yunyi Xu, Mei Zhao, Liu Xiong, Qingjie Sun	自然奖	孙庆杰,姬娜,代蕾,李曼,赵梅,熊柳	青岛农业大学	山东省教育厅
245	1335-101	多维模糊信息集成理论及决策方法 项目名称 多维模糊信息集成理论及决策方法 推荐/提名单位/人 山东省教育厅 主要完成单位 山东财经大学 项目简介 经济全球化使实际管理决策问题益加复杂，对事物的描述和评判往往带有一定的模糊性和不确定性。如何对复杂模糊信息进行多维表征和有效集成，进而进行管理决策，成为国内外决策领域的研究热点和前沿。在此背景下，项目组综合运用优化建模、多目标决策等，从信息集成、复杂决策方法和实际应用等方面展开深入探讨，创新发展了多种模糊信息表示模型、信息集成及决策方法，更加全面地反映管理决策实际情况，使决策结果更合理、可靠，为解决复杂大型管理决策问题提供强大的理论支撑，缩短理论与实践差距。其中，主要创新成果包括：1.提出多维模糊信息表示模型并建立运算法则、信息测度和集成方法。针对工程管理、风险评价等实际决策中往往未能充分考虑决策者自身评价可靠性和信任水平的问题，创新性提出二维不确定语言变量、区间直觉不确定语言变量等多维模糊信息表示模型，使信息表达更贴近决策者的主观认识，并建立运算规则和信息测度等理论体系，为模糊决策理论研究开拓了一个新的思路和方向。针对Atanassov建立的区间直觉模糊集运算法则存在问题，引入经典的Hamcher三角模，建立了新的区间直觉模糊集运算法则，弥补原有运算在灵活性和普适性方面存在的不足，为后续区间直觉模糊集相关研究奠定理论基础。2.提出考虑复杂决策情形的多维模糊信息集成方法。一方面，针对属性值为区间梯形模糊数、区间直觉不确定语言变量等多种模糊信息，提出多种一般化区间梯形模糊集成算子和区间直觉不确定语言集成算子。另一方面，针对属性存在极大或极小数据等复杂决策情形的模糊决策问题，提出多种二维不确定语言广义幂均集成算子、直觉语言广义幂均集成算子。这些具有不同功能特性的模糊信息集成方法，弥补了传统信息集成方法在解决现实决策问题中存在的不足，进一步丰富和发展了模糊信息集成理论，为解决复杂模糊决策问题提供了多样化的集成工具。3.提出解决若干复杂决策问题的多属性决策方法。针对决策问题的不确定性、决策环境的复杂性、决策者具有主观偏好等复杂情形的决策问题，创新提出了多种模糊决策方法。包括：针对指标权重未知的供应商选择问题，提出一种基于熵权的ELECTRE-III方法，解决了基于完全补偿评价方法中假设指标之间差异完全由其它指标值来补偿的缺陷；针对决策者具有有限理性的风险决策问题，提出基于广义前景理论的决策分析方法，解决现实中决策者具有有限理性、决策信息为不确定语变量且状态概率为区间值的复杂决策问题，使决策结果更符合实际，并使现有有限理性决策方法趋于一般化。本项目8篇代表作包括 ESI 高被引论文4篇，总他引1131次，SCI他引584次，单篇最高他引233次，最高SCI他引118次。研究成果获得加拿大皇家科学院院士W.Pedrycz教授、立陶宛科学院院士E.K.Zavadskas教授、国际质量研究院院士Kwai-Sang Chin教授、IEEE 会士Simon Sherratt教授、Shyi-Ming Chen教授以及中国工程院杨善林院士、陈晓红院士等同行专家的130多次直接引用和正面评述。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘培德 教授 山东财经大学 山东财经大学 1. 申报人是8篇代表性论文的第一作者和通讯作者，对申报的所有创新点做出创造性贡献。2. 提出了二维不确定语言变量、直觉不确定语言变量等多维模糊信息表示模型，建立运算法则及距离测度、熵测度等基本信息测度理论。3. 提出考虑复杂决策情形的多维模糊信息集成方法：提出一般化区间值梯形模糊数、梯形模糊语言变量的信息集成算子，提出二维不确定语言变量、直觉语言变量的广义幂集成算子，提出直觉模糊数Heronian集成算子。4. 提出解决若干复杂决策问题的多属性决策方法：建立风险型多属性决策方法；提出了前景理论的决策参考点选择方法；定义了ELECTRE-III 的无差别阀值、严格优于阀值和否决阀值。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Some Hamacher aggregation operators based on the interval-valued intuitionistic fuzzy numbers and their application to Group Decision Making/ IEEE Transactions on Fuzzy systems/ Liu Peide 2 Group Decision Making Based on Heronian Aggregation Operators of Intuitionistic Fuzzy Numbers/ IEEE Transactions on Cybernetics/ Liu Peide; Chen Shyi-Ming 3 Methods for Aggregating Intuitionistic Uncertain Linguistic variables and Their Application to Group Decision Making/ Information Sciences/ Liu Peide; Jin Fang 4 2-Dimension uncertain linguistic power generalized weighted aggregation operator and its application in multiple attribute group decision making/ Knowledge-based systems/ Liu Peide; Yu Xiaocun 5 Multiple Attribute Group Decision Making Methods Based on Intuitionistic Linguistic Power Generalized Aggregation Operators/ Applied soft computing/ Liu Peide; Wang Yumei 6 A Weighted Aggregation Operators Multi-attribute Group Decision-making Method based on Interval-valued Trapezoidal Fuzzy Numbers/ Expert Systems With Applications/ Liu Peide 7 Research on the Supplier Selection of Supply Chain Based on Entropy Weight and Improved ELECTRE-III Method/ International Journal of Production Research/ Liu Peide; Zhang Xin 8 Research on the multi-attribute decision-making under risk with interval probability based on prospect theory and the uncertain linguistic variables/ Knowledge-based systems/ Liu Peide; Jin Fang; Zhang Xin; Su Yu; Wang Minghe	自然奖	刘培德	山东财经大学	山东省教育厅
246	1453-101	关于堆垒素数几个典型定量问题研究 项目名称 关于堆垒素数几个典型定量问题研究 推荐/提名单位/人 河南省教育厅 主要完成单位 华北水利水电大学,河南财经政法大学,同济大学,渭南师范学院 项目简介 本项目对几类经典的堆垒素数问题进行了较为系统的定量研究，以研究Goldbach猜想以及一些重要素变数方程解的定量结果为目标展开，内容涉及Goldbach猜想、Baker问题等4个方面。其主要内容及科学价值如下： 一、偶数Goldbach猜想。该猜想断言，任意大于等于6的偶数都可以表示为2个奇素数之和。Linnik的经典结果是：任一个充分大的偶数都能表示成两个奇素数及有限多个2的方幂之和。本项目主要开创了Linnik定理中2的方幂个数的上界估计，并且建立了在广义黎曼假设下，2的方幂个数与充分大的偶数之间的联系。为有效定量逼近偶数Goldbach猜想开辟了一个新途径，受到匈牙利数学家Pintz、牛津大学Heath-Brown等人的关注并跟进研究。 二、素变数方程的Baker问题与Vinogradov常数。该问题主要讨论带系数的素变数方程的最小解与系数之间的依赖关系，寻找带系数素变数方程最小解的最佳上界估计。本项目在对L-函数的非零区域以及零点密度一系列细致的数值估计的基础上，最终证明了Baker常数不超过44。当系数全部取1时，就是经典的Vinogradov三素数定理。本项目最终给出了Vinogradov常数的数值结果10^1347。即完整的证明了：任意大于10^1347的奇数都可以写成三个素数之和，这为Helfgott在2013年宣布完整证明奇数Goldbach猜想做了有创造性的定量积累。 三、算术数列中的素变数方程问题。该问题主要研究整系数素变数方程在“大模”算术数列中的可解性，致力于一些经典Waring-Goldbach结果在算术数列中的推广和延伸，为人们更好的理解素数在算术数列中的分布提供一个新的视角。本项目在保持与经典Waring-Goldbach问题变量个数一致的前提下，对一次、三次整系数素变数方程在算术数列中可解性的充要条件给出了明确的算术判定条件，从而得到了最佳的定性结果。 四、素变数丢番图逼近问题。该问题主要讨论实系数多项式在素数点取值的分布问题，以及寻找并给出逼近任意实数程度的刻画。本项目主要研究了两类形式上整齐优美的混合次幂素变量丢番图逼近问题，开创了素变量混合次幂丢番图逼近研究的先河。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王天泽 教授 华北水利水电大学 华北水利水电大学 全面主持本项目的研究工作，是重要发现（一）至（四）的主要完成人，是第1至第5篇代表性论文的主要完成人。在奇数Goldbach猜想方面，得到了目前最好的Vinogradov常数的结果；在偶数Goldbach猜想方面，开创了Linnik几乎Goldbach问题的定量研究。 2 戈文旭 讲师 华北水利水电大学 华北水利水电大学 是第7篇代表性论文的作者。 3 赵峰 讲师 华北水利水电大学 华北水利水电大学 是第8篇代表性论文的作者。 4 李伟平 教授 河南财经政法大学 河南财经政法大学 是第2和第7篇代表性论文的作者。 5 周海港 教授 同济大学 同济大学 是第5和第6篇代表性论文的作者。 6 陈斌 教授 渭南师范学院 渭南师范学院 是第6篇代表性论文的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Diophantine approximation with one prime and three squares of primes/Ramanujan Journal/Li, Weiping; Wang, Tianze 2 On the equation a1p1+a2p2+a3p3=b with prime variables in arithmetic progressions/ CRM Proc. Lecture Notes, 19/ Liu, Ming-Chit; Wang, Tianze 3 On linear ternary equations with prime variables—Baker's constant and Vinogradov's bound/A panorama of number theory or the view from Baker's garden/Liu, Ming-Chit; Wang, Tianze 4 On the almost Goldbach problem of Linnik/Journal de Théorie des Nombres de Bordeaux/ Liu, Jianya; Liu, Ming-Chit; Wang, Tianze 5 Small solutions of cubic equations with prime variables in arithmetic progressions/Acta Arith./Zhou, Haigang; Wang, Tianze 6 On completely monotone of an arbitrary real parameter function involving the gamma function/Applied Mathematics and Computation/Chen, Bin; Zhou, Haigang 7 One Diophantine inequality with unlikepowers of prime variables/Journal of Inequalities and Applications/Ge, Wenxu; Li, Weiping 8 Sums of almost equal prime cubes/ Acta Math. Hungar./Zhao Feng	自然奖	王天泽,戈文旭,赵峰,李伟平,周海港,陈斌	华北水利水电大学,河南财经政法大学,同济大学,渭南师范学院	河南省教育厅
247	1458-101	木质纤维素经离子液体分级处理制备燃料乙醇和氢能 项目名称 木质纤维素经离子液体分级处理制备燃料乙醇和氢能 推荐/提名单位/人 河南省教育厅 主要完成单位 河南科技大学 项目简介 本项目以木质纤维素（如农业废弃物秸秆等）为研究对象，通过离子液体对其进行分级处理，利用得到的不同组分制备燃料乙醇和氢气，从而实现木质纤维素资源的综合利用。研究主要包括原料组分分离、乙醇发酵、生物制氢、氢气分离四个方面。该项目不同与以往的研究，以绿色化工为指导，实现原料全利用，“三废”零排放，为经济、能源、环境可持续发展提供新的技术路线。 根据离子液体结构与性能的关系，设计并合成了多种功能化离子液体。研究了这些离子液体对木质纤维素三大组分（纤维素、半纤维素、木质素）的溶解性能，根据离子液体对木质纤维素各组分溶解能力的差异，实现了纤维素、半纤维素及木质素的初步分离。并研究了离子液体的结构与纤维素溶解度之间的关系及复合溶剂对纤维素溶解的影响机理。 分别以微晶纤维素和玉米秸秆为底物，以活性干酵母为菌种，得到了最适宜的乙醇发酵条件。研究表明，经过离子液体预处理后的微晶纤维素的乙醇发酵效率提高2.8倍；以玉米秸秆为底物，在固液比1:6，经离子液体预处理后，乙醇浓度最高可达到45.94g/L，乙醇转化率达到理论值的94.48%。 以半纤维素的水解单糖为底物，以兼性菌产气肠杆菌为菌源，测定了多种单糖的最适底物浓度和最大产氢能力。产气肠杆菌具有优良的利用半纤维素水解糖产氢的能力。在多种单糖中，甘露糖是最佳的碳源，产氢速率可达到23.1 mmol/L.h。利用混合菌进行了以木糖为底物的产氢实验，特别研究了添加化学物质强化制氢的效果。实验结果表明，加入0.027g/L的表面活性剂，产氢量可增加3.3倍，产氢速率可达到475mL/L.h，氢转化率可达到4.95mol/mol木糖。 将功能化离子液体固定在高分子微孔膜中，制备成离子液体支撑液膜（SILMs）用来分离发酵尾气中的H2/CO2混合气体。研究表明，气体在SILMs中的渗透速率随温度的增加而增加；固定离子液体[BMIM][TfO]的膜对H2/CO2混合气体分离能力最强，40℃下分离因子高达15.8。通过量子化学计算离子液体与气体分子的相互作用，提出了预测离子液体膜分离能力的有效方法。 本项目共获得5项发明专利和1项实用新型专利授权；在国内外著名期刊发表论文14篇，其中SCI收录8篇（一区5篇,二区2篇,三区1篇），EI收录4篇；出版学术专著1部。论文被引总计488次，其中单篇引用最高达231次。本项目所完成的国家863计划通过科技部的验收，河南省科技攻关和河南省高校青年骨干教师资助计划通过省级鉴定，鉴定意见为“国内领先”。由本项目编写了科技报告，被国家科技报告系统首批收录。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘振 副教授 河南科技大学 河南科技大学 对推荐书《重要科学发现》中所列第一、四项发现做出了创造性贡献。提出了离子液体分级处理木质纤维素制备燃料乙醇和氢气的技术路线，获发明专利授权（第一发明人）； 研究了离子液体预处理对生物质乙醇发酵的影响；设计并制备离子液体支撑液膜用于分离CO2/H2混合气体，提出了预测离子液体膜分离性能的方法。出版学术专著《生物质制备可再生能源》，撰写了国家科技报告，第3、8篇代表性论文的作者。 2 许爱荣 副教授 河南科技大学 河南科技大学 对推荐书《重要科学发现》中所列第二项发现做出了创造性贡献。测定了功能化离子液体的物化性质及对生物质各组分的溶解度，阐明了离子液体溶解纤维素的关键因素和复合溶剂促进纤维素溶解的机理。第1、4-7篇代表性论文的作者。 3 任云利 副教授 河南科技大学 河南科技大学 对推荐书《重要科学发现》中所列第三项发现做出了创造性贡献。研究了半纤维素水解单糖的产氢能力以及混合糖对发酵制氢的促进作用，发现加入表面活性剂可显著提高产氢效率。第2篇代表性论文的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Effects of anionic structure and lithium salts addition on the dissolution of cellulose in 1-butyl-3-methylimidazolium- based ionic liquid solvent systems/GREEN CHEMISTRY/Xu, Airong; Wang, Jianji; Wang, Huiyong. 2 Hydrogen production from the monomeric sugars hydrolyzed from hemicellulose by Enterobacter aerogenes/RENEWABLE ENERGY/Ren, Yunli; Wang, Jianji; Liu, Zhen; et al. 3 CO2 separation by supported ionic liquid membranes and prediction of separation performance/INTERNATIONAL JOURNAL OF GREENHOUSE GAS CONTROL/Liu, Zhen; Liu, Cheng; Li, Longfei; et al. 4 Cellulose dissolution at ambient temperature: Role of preferential solvation of cations of ionic liquids by a cosolvent/CARBOHYDRATE POLYMERS/Xu, Airong; Zhang, Yajuan; Zhao, Yang; et al. 5 Effect of Alkyl Chain Length in Anions on Thermodynamic and Surface Properties of 1-Butyl-3-methylimidazolium Carboxylate Ionic Liquids/INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH/Xu, Airong; Wang, Jianji; Zhang, Yajuan; et al. 6 Viscosities and Conductivities of 1-Butyl- 3-methylimidazolium Carboxylates Ionic Liquids at Different Temperature/JOURNAL OF CHEMICAL AND ENGINEERING DATA/Xu, Airong; Zhang, Yajuan; Li, Zhiyong; et al. 7 Effect of alkyl chain length in anion on dissolution of cellulose in 1-butyl-3-methylimidazolium carboxylate ionic liquids/JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS/Xu,Airong;Zhang,Yibo;Lu,Weiwei; et al. 8 Simultaneous saccharification and fermentation of cellulose to ethanol by ionic liquid pretreatment/CELLULOSE CHEMISTRY AND TECHNOLOGY/Liu, Zhen; Zhao, Dianjia; Qin, Wei.	自然奖	刘振,许爱荣,任云利	河南科技大学	河南省教育厅
248	1466-102	生物质衍生多样化燃料电池阴极催化材料 项目名称 生物质衍生多样化燃料电池阴极催化材料 推荐/提名单位/人 河南省教育厅 主要完成单位 河南师范大学 项目简介 本项目依托于生物质基多孔微纳碳基材料的合成及其氧还原性能研究（国家自然科学基金面上项目）和功能材料（河南省高校科技创新团队）两项基金项目，属于能源科学技术与材料科学的交叉学科、应用基础研究（自然科学类），成果体现形式是系列高水平论文。 全球对可再生能源的需求日益增加，加上化石燃料的耗竭及其对环境的有害影响，促使人们加紧研究可持续能源的转换和储存。燃料电池是清洁、高效的能量转换装置，其理论能量转化效率达83%，且燃料来源广泛，自问世以来就受到科研工作者的广泛关注，以期降低人类对化石能源的依赖。燃料电池阴极氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction，ORR）动力学比阳极氢气氧化反应动力学慢五个数量级，高效、耐用的ORR催化剂是这种能源技术的瓶颈之一。本项研究的具体科学研究成果如下：（1）以常见的生物质甚至是生物废弃物（包括银杏叶、牛繁缕、红苋菜、竹荪、金银花、红薯杆和旱莲草等）为碳源，经过水热处理、活化剂活化或直接高温碳化制备了一系列微观结构和元素组成多样化的碳材料，包括N掺杂碳材料（N含量0.4-2.4 at.%）、N、S双掺杂碳材料（N含量1.2-2.0 at.%，S含量0.2-0.8 at.%）、N、P双掺杂碳材料（N含量1.8 at.%，P含量0.45 at.%）、N、S、P三掺杂碳材料（N含量1.5 at.%，S含量0.5 at.%，P含量0.2 at.%），以及超亲水、多微孔、多介孔、多级孔碳材料。（2）把这些碳材料作为燃料电池阴极电催化剂，在碱性条件下通过直接4电子路径催化ORR，具有与Pt/C催化剂相当或更正的起始电位和峰电位，比Pt/C催化剂更大的峰电流密度。稳定性测试中，经过1000-20000圈CV循环，生物质基碳材料催化ORR的峰电位和峰电流密度几乎没有发生变化，而Pt/C催化剂的ORR催化活性明显衰减。在抗甲醇干扰和抗CO中毒测试中，生物质基碳材料均表现出优秀的选择性和稳定性，克服了Pt/C易受甲醇干扰和CO毒害的致命缺点。（3）N、S、P三掺杂纳米环结构碳材料的合成及其ORR性能研究。选取杂草为前驱体，经过直接碳化合成碳纳米环结构催化材料，与储量匮乏、价格昂贵的Pt/C催化剂相比，本工作提供了一种经济有效、环境友好的可持续发展战略来制备多样化ORR催化剂，为推动燃料电池的商业化进程做出重大贡献。 非金属杂原子碳材料因其优异的氧还原活性、较高的抗甲醇和抗CO中毒的能力，近年来受到科研工作者广泛的关注。2013年以来，本项目以生活中常见的多样化生物质甚至是生物废弃物为原料，通过水热处理、高温碳化、活化等手段制备多样化杂原子掺杂的多孔碳材料，深入研究其构效关系，为燃料电池规模化应用提供阴极ORR材料基础和新的技术支持，并取得了较丰硕的成果：在国际SCI源期刊发表论文14篇，均为JCR一区论文，有2篇入选ESI高被引论文（Highly cited papers，TOP前1%），论文被引总频次已达823次。本项目研究成果产生了突出的学术影响。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 高书燕 教授 河南师范大学 河南师范大学 本项目的负责人，主持、指导项目研究的各项工作。系项目所有成果的第一作者兼/或通讯作者，对《重要科学发现》中的第1、2.1-2.5、3.1-3.2、4、5项做出创造性贡献: 提出了用常见生物质甚至是生物废弃物为碳源，经过水热处理、活化剂活化或直接高温碳化制备了一系列微观结构和元素组成多样化的碳材料，如N掺杂碳材料；N、S双掺杂碳材料；N、P双掺杂碳材料和N、P、S三掺杂纳米环结构碳材料，并系统研究这些碳材料的ORR电催化性能。公开发表论文16篇，其中包含代表性论文1-8。支持上述贡献的旁证材料及其在附件中的编号：见附件中“代表性论文1-8”及获奖证明材料。 2 魏献军 教授 河南师范大学 河南师范大学 在本项目中负责碳材料的合成及电化学测试指导工作。对《重要科学发现》中的第1、2.1-2.2、2.4-2.5、3.1-3.2、4、5项做出创造性贡献：对一系列微观结构和元素组成多样化的碳材料的ORR电催化性能进行测试研究，主要测试材料的ORR峰电位和峰电流密度、稳定性、抗甲醇干扰和抗CO中毒的能力等。公开发表论文10篇，其中包含代表性论文1-4,6-8，系1篇ESI高被引论文成果的第一作者。支持上述贡献的旁证材料及其在附件中的编号：见附件中“代表性论文1-4，6-8”及获奖证明材料。 3 刘海英 副教授 河南师范大学 河南师范大学 在本项目中负责生物质材料的收集及碳材料的合成工作，对《重要科学发现》中的第2.2、3.1项做出创造性贡献：氮原子掺杂壳结构碳材料的制备及其ORR性能研究和N、S双掺杂多孔碳纳米材料的合成以及ORR性能研究。公开发表论文3篇，其中包含代表性论文1、4，系1篇ESI高被引论文成果的第三作者，1篇一区论文第二作者，1篇一区论文第三作者。支持上述贡献的旁证材料及其在附件中的编号：见附件中“代表性论文1、4”及获奖证明材料。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Transforming Organic-Rich Amaranthus Waste into Nitrogen-Doped Carbon with Superior Performance of the Oxygen Reduction Reaction/Energy & Environmental Science/Shuyan Gao, Keran Geng, Haiying Liu, Xianjun Wei, Min Zhang, Peng Wang, Jianji Wang 2 Recycling the Biowaste to Produce Nitrogen and Sulfur Self-Doped Porous Carbon as an Efficient Catalyst for Oxygen Reduction Reaction/Nano Energy/Shuyan Gao, Lingyu Li, Keran Geng, Xianjun Wei, Shuxia Zhang 3 Nitrogen-Doped Carbon Shell Structure Derived from Natural Leaves as a Potential Catalyst for Oxygen Reduction Reaction/Nano Energy/Shuyan Gao, Xianjun Wei, Hao Fan, Lingyu Li, Keran Geng, Jianji Wang 4 Honeysuckles-Derived Porous Nitrogen, Sulfur, Dual-Doped Carbon as High-Performance Metal-Free Oxygen Electroreduction Catalyst/Nano Energy/Shuyan Gao, Haiying Liu, Keran Geng, Xianjun Wei 5 Facile Construction of Mn3O4 Nanorods Coated by a Layer of Nitrogen-Doped Carbon with High Activity for Oxygen Reduction Reaction/Nano Energy/Shuyan Gao, Keran Geng 6 Functional Groups and Pore Size Distribution Do Matter to Hierarchically Porous Carbons as High-Rate-Performance Supercapacitors/Chemistry of Materials/Xianjun Wei, Xiaoqiang Jiang, Jishi Wei, Shuyan Gao 7 A Green One-Arrow-Two-Hawks Strategy for Nitrogen-Doped Carbon Dots as Fluorescent Ink and Oxygen Reduction Electrocatalysts/Journal of Materials Chemistry A/Shuyan Gao, Yanli Chen, Hao Fan, Xianjun Wei, Chuangang Hu, Lixia Wang, Liangti Qu 8 Large Scale Production of Biomass-Derived N-Doped Porous Carbon Spheres for Oxygen Reduction and Supercapacitors/Journal of Materials Chemistry A/Shuyan Gao, Yanli Chen, Hao Fan, Xianjun Wei, Chuangang Hu, Hongxia Luo, Liangti Qu	自然奖	高书燕,魏献军,刘海英	河南师范大学	河南省教育厅
249	1587-101	非光滑随机流及其应用 项目名称 非光滑随机流及其应用 推荐/提名单位/人 武汉大学 主要完成单位 武汉大学 项目简介 本项目属于概率论中随机分析领域，项目完成人张希承教授多年来一直从事随机（偏）微分方程及其相关领域问题的研究。该项目主要集中研究多维具有奇异系数以及带跳的随机微分方程的强弱适定性以及解的一些性质，比如关于初值的弱可微性、强Feller性、遍历性等问题，此外还应用相关结果到分数阶Navier-Stokes方程的概率表示以及非线性非局部偏微分方程的研究中。具体来说取得了一下主要成果：1、研究了具有Sobolev扩散系数以及奇异漂移系数随机微分方程的强适定性以及解关于初值的微分同胚流性质、关于初值的弱可微性、关于样本点的Malliavin可微性以及Bismut-Elworthy-Li型导数公式等。2、研究了分数阶Navier-Stokes方程解的概率表示问题，并且用概率的方法给出了三维分数阶Navier-Stokes方程局部适定性一新的证明。该表示的意义在于提供了用概率方法求解分析问题的途径，并且期望该表示可以用来给出模拟分数阶Navier-Stokes方程解的有效数值方法：蒙特卡洛算法。3、基于经典调和分析中的Fefferman-Stein定理研究了具有奇异非对称Lévy算子的非局部抛物和椭圆方程的L^p极大正则性，给出了一般非局部算子定义域的Bessel位势空间刻画，并获得了相应的非局部抛物和椭圆方程强解的存在唯一性。4、研究了具有时间依赖分数阶Sobolev漂移系数由α稳定过程驱动的随机微分方程强解的存在唯一性以及当噪声退化时的随机微分方程解的分布密度光滑性，即非局部H？mander亚椭圆型定理。5、基于DiPerna-Lions理论研究了可能退化的具有低正则系数的随机微分方程在关于初值Lebesgue几乎必然意义下的适定性问题，同时获得了相应的大偏差原理。上述所有结果均发表于国际重要期刊《Annals of Probability》、《Annals of Applied Probability》、《Electronic Journal of Probability》、《Communication in Mathematical Physics》、《Annales de l'Institut Henri Poincaré：Analyse Non Linéaire》、《Revista Matemática Iberoamericana》、《Stochastic Processes and their Applications》以及《Annales de l'Institut Henri Poincaré：Probabilites et Statisticques》上，到目前为止8篇代表作已被SCI他引91次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张希承 教授 武汉大学 武汉大学 该项目所有成果由申请者独立完成。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Stochastic homeomorphism flows of SDEs with singular drifts and Sobolev diffusion coefficients/Electronic Journal of Probability/Xicheng Zhang 2 Stochastic Lagrangian particle approach to fractal Navier- Stokes equations/Communications in Mathematical Physics / Xicheng Zhang 3 Well-posedness and large deviation for degenerate SDEs with Sobolev coefficients/Revista Matemática Iberoamericana /Xicheng Zhang 4 Derivative formulas and gradient estimates for SDEs driven by alpha-stable processes/Stochastic Processes and their Applications/Xicheng Zhang 5 Lp-maximal regularity of nonlocal parabolic equations and applications/Annales de l'Institut Henri Poincaré, Analyse Non Linéaire/Xicheng Zhang 6 Stochastic differential equations with Sobolev drifts and driven by alpha-stable processes / Annales de l'Institut Henri Poincaré, Probabilités et Statistiques / Xicheng Zhang 7 Densities for SDEs driven by degenerate alpha-stable processes/The Annals Probability/Xicheng Zhang 8 Stochastic differential equations with Sobolev diffusion and singular drifts and applications/ Annals of Applied Probability/Xicheng Zhang	自然奖	张希承	武汉大学	武汉大学
250	1587-102	SF6故障分解特征组分生成机理与绝缘故障诊断理论及方法 项目名称 SF6故障分解特征组分生成机理与绝缘故障诊断理论及方法 推荐/提名单位/人 武汉大学 主要完成单位 武汉大学,西安交通大学,重庆大学 项目简介 SF6气体绝缘装备已广泛用于输变电领域，因具有全金属封闭高气压结构的特点，常规电磁和超声方法难以对其绝缘状态进行全面监测。研究团队率先提出利用SF6分解特征组分(DCA)监测气体绝缘装备绝缘状态的学术观点，并历经十多年持续基础研究，在SF6气体分解特性及机理、特征组分传感、监测数据降噪和故障诊断理论及方法等方面，取得的主要理论创新有：1．揭示SF6气体绝缘介质在设备内部故障下的分解机理与生成的特征组分准确获得SF6在潜伏性和突发性绝缘故障作用下的分解特性，建立了非热力学平衡和非化学平衡的SF6双温化学动力学分解模型，揭示了故障能量、微H2O、微O2和气压等因素作用下SF6故障分解机理，建立起影响因子的化学反应动力学校正方法，筛选出适合绝缘状态监测与故障诊断的7个基本特征组分(SO2F2、SOF2、SO2、H2S、CO2、CF4和CS2)，解决了DCA绝缘状态监测与故障诊断的基础性问题。2．创新稀有微量SF6分解特征组分信息传感的理论与方法阐明了用掺杂TiO2纳米管、C纳米管和石墨烯材料传感(灵敏达到0.2μL/L)稀有微量特征组分的气敏响应机理，建立传感阵列和电子鼻算法，增强了对微量混合特征组分的选择性(检测误差？5%)，提出一种由宽渐严的多高斯迭代逼近数值解析光谱监测信号重叠峰值分离方法，提高了微量特征组分的检测灵敏度(＜0.01μL/L)。3．提出对强电磁混合干扰环境下获取微弱非平稳信号的降噪方法提出复小波变换抑制白噪与随机窄带混合干扰的方法，阐明复小波变换需用复阈值及选取步骤，采用自动捕获混频窄带干扰香农熵比值复阈值算法，具备自适应小波逐层选择最优的能力，构建出二阶统计量信噪比定量估计规则，建立起适合不同微弱非平稳脉冲信号去噪前后信噪比定量估计法，从强干扰背景中成功提取出气敏传感和光声光谱响应及PD监测的微弱非平稳脉冲信号。4．建立SF6气体绝缘装备DCA状态监测与故障诊断的理论及方法构建出4个表征故障性质的特征组分比值{f(SO2F2)/f(SO2+SOF2)、f(H2S)/f(SO2F2)、f(SO2+SOF2+SO2F2+H2S)/f(CO2+CF4+CS2)和f(CF4)/f(CO2)}，创立了诊断故障类型的决策树和反映严重程度的特征组分编码，建立了SF6气体绝缘装备DCA绝缘状态监测与故障诊断理论与方法。本成果出版中英文专著4部，发表国内外学术期刊论文475篇(SCI收录276篇)，论文和专著共被引用4102次，其中8篇代表作被SCI他引205次；获全国百篇优秀博士论文奖和提名奖各1篇；授权发明专利31项；成果部分内容被CIGRE B3.25“SF6 Analysis for AIS, GIS and MTS Condition Assessment”和B3.40“SF6 Gas Measurement Guide”工作报告及标准制定所引用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 唐炬 教授 武汉大学 武汉大学 是发现点1-4主要学术思想的提出者，代表性论文7、8的第一作者/通讯作者，代表性论文3、4、6的主要合作者，主持并指导研究团队围绕核心目标和科学问题开展深入系统的研究工作，提出了利用SF6分解原理监测气体绝缘设备绝缘状态和复小波去噪需用复阈值的学术思想，阐明了SF6故障分解机理、复杂电磁噪声抑制、纳米材料气敏响应和DCA绝缘状态监测理论。 2 张晓星 教授 武汉大学 武汉大学 是发现点2、4主要贡献者，代表性论文1、3的第一作者/通讯作者，代表性论文6、7、8的主要合作者，在发现点2中阐明了碳纳米管、TiO2等材料的气敏响应机理和响应特性调控技术，是DCA绝缘状态监测理论的主要贡献者。 3 王小华 教授 西安交通大学 西安交通大学 在发现点1中，提出了SF6双温化学动力学分解模型，代表性论文5的第一作者，阐明了SF6高能故障分解机理，建立了SF6非热力学平衡和非化学平衡的双温故障分解模型。 4 李剑 教授 重庆大学 重庆大学 对发现点3做出了贡献，代表性论文2的第一作者/通讯作者，阐明了复杂电磁噪声抑制理论。 5 曾福平 副教授 武汉大学 武汉大学 是发现点1、4的主要贡献者，代表性论文6的第一作者/通讯作者，代表性论文7的主要合作者，发现了SF6气体绝缘介质在温度低于500℃发生分解的现象，提出了利用SF6过热分解原理监测气体绝缘设备局部过热性故障的学术观点，阐明了SF6故障分解机理，是DCA绝缘状态监测理论的主要贡献者。 6 谢颜斌 工程师 重庆大学 重庆大学 对发现点3做出了贡献，代表性论文4的第一作者/通讯作者，阐明了复杂电磁噪声抑制理论。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Experimental Sensing and Density Functional Theory Study of H2S and SOF2 Adsorption on Au-Modified Graphene/ADVANCED SCIENCE/张晓星，俞蕾，吴晓琴，胡卫华 2 Scale Dependent Wavelet Selection for De-noising Of Partial Discharge Detection/ IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation /李剑，江天焱，Stanislaw Grzybowski，程昌奎 3 TiO2 Nanotube Array Sensor for Detecting the SF6 Decomposition Product SO2/Sensors/张晓星，张锦斌，贾毅超，彭晓，唐炬 4 Suppressing white-noise in partial discharge measurements-part 1: construction of complex Daubechies wavelet and complex threshold/ EUROPEAN TRANSACTIONS ON ELECTRICAL POWER /谢颜斌，唐炬，周倩 5 Dominant particles and reactions in a two temperature chemical kinetic model of a decaying SF6 arc /王小华，高青青，付宇伟，杨爱军，荣命哲，吴翊，纽春萍，Anthony B Murphy 6 Decomposition Characteristics of SF6 under Thermal Fault for Temperatures below 400℃/ IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation/曾福平，唐炬，范庆涛，潘建宇，张晓星，姚强，何建军 7 Correlation Analysis between Formation Process of SF6 Decomposed Components and Partial Discharge Qualities/ IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation/唐炬，曾福平，潘建宇，张晓星，姚强，何建军，侯兴哲 8 Partial Discharge Recognition through an Analysis of SF6 Decomposition Products Part 2:Feature Extraction and Decision Tree-based Pattern Recognition/ IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation/唐炬，刘帆，孟庆红，张晓星，陶加贵	自然奖	唐炬,张晓星,王小华,李剑,曾福平,谢颜斌	武汉大学,西安交通大学,重庆大学	武汉大学
251	1588-102	基于结构光场复杂介质光互连的基础研究 项目名称 基于结构光场复杂介质光互连的基础研究 推荐/提名单位/人 华中科技大学 主要完成单位 华中科技大学 项目简介 结构光场是一类对光波空间结构进行剪裁的特殊光场，其具有空间变化的幅度、相位和偏振分布。基于结构光场的光互连是信息技术的国际科技前沿。本项目面向国家信息领域重大战略需求，针对“结构光场全维度剪裁和调控机理”和“复杂介质信道的传输和损伤机制”两大关键科学问题，在物理学和光通信学科前沿交叉领域，以结构光场为主线，从自由空间到光纤再到芯片，系统深入开展了基于结构光场复杂介质光互连的基础研究，取得了一系列原创性成果和突破性进展，推动了新一代信息技术的发展。项目重要科学发现包括：1）在结构光场剪裁和调控方面，仅利用传统纯相位型空间光调制器，发现了任意剪裁光场空间幅度、相位、偏振的新方法，提出了基于结构光场多值性和正交性实现调制和复用通信的学术思想，解决了光场剪裁维度受限的难题，并交叉应用于信息互连、信息广播和信息交换中。2）在自由空间光互连方面，发现了涡旋光束、贝塞尔光束、矢量光束的传输规律和内禀特性，探索了大气湍流扰动的损伤机制，突破了传统空间光调制器的速率瓶颈，解决了高速结构光场调制光互连的难题，揭示了信息安全性，实现了从室内到室外的结构光场自由空间光互连。3）在光纤光互连方面，发现了光纤中线偏振模、涡旋模、矢量本征模等不同模式的联系，探索了光纤模式退简并和串扰抑制的新机理，设计研制了超模和多环等新型光纤，解决了传统单模光纤无缝连接的全光纤光涡旋难题，实现了光纤无源光网络、全双工和图像编译码光互连。4）在芯片光互连方面，发现了芯片中模场特性和波导结构的关联性及传输演变规律，探索了亚波长超颖表面结构剪裁结构光场的新机理，研究了锥形波导定向耦合结构，解决了精准模式调控与大工艺容差之间的矛盾，实现了芯片级模式交换以及波分复用和模式复用高速光互连。发表SCI论文319篇，入选ESI高被引论文，引用6228次，他引5694次，SCI他引3881次。8篇代表性论文他引369次，单篇最高他引106次。被Science、Science Advances、Nature Reviews Materials、Nature Photonics、Nature Physics、Nature Communications正面引用28次。撰写英文特邀综述文章8篇。获邀国际会议邀请报告50余次，特别地，获邀在光通信领域排名第一的美国光通信大会（OFC2016）上做1小时专题特邀报告（Tutorial Talk），这是所有19 位专题特邀报告人中唯一来自中国学者的专题特邀报告。有关结构光场复杂介质光互连部分研究成果处于国际领先水平，获邀Nature Photonics专题采访报道（News & Views），受到了国际同行的广泛关注和高度评价，对于加速未来信息技术发展和变革具有重要科学价值。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王健 教授 华中科技大学 华中科技大学 本人是项目第一完成人，创造性主要学术贡献包括（代表性论文1、2、3、4、5、7、8）：重要科学发现一：发现了任意剪裁光场空间幅度、相位、偏振的新方法，提出了基于结构光场多值性和正交性实现调制和复用通信的学术思想。重要科学发现二：突破了传统空间光调制器的速率瓶颈，解决了高速结构光场调制光互连的难题，揭示了信息安全性，实现了从室内到室外的结构光场自由空间光互连。重要科学发现三：发现了光纤中线偏振模、涡旋模、矢量本征模等不同模式的联系。重要科学发现四：探索了亚波长超颖表面结构剪裁结构光场的新机理，研究了锥形波导定向耦合结构，解决了精准模式调控与大工艺容差间的矛盾。本项目工作量占本人工95%。 2 余宇 教授 华中科技大学 华中科技大学 本人是项目第二完成人，创造性主要学术贡献包括（代表性论文6）：重要科学发现四：发现了芯片中模场特性和波导结构的关联性及传输演变规律。本项目工作量占本人工作量60%。 3 李树辉 讲师 华中科技大学 华中科技大学 本人是项目第三完成人，创造性主要学术贡献包括（代表性论文3）：重要科学发现三：探索了光纤模式退简并和串扰抑制的新机理，设计研制了超模和多环等新型光纤，解决了传统单模光纤无缝连接的全光纤光涡旋难题。 本项目工作量占本人工作量60%。 4 沈力 讲师 华中科技大学 华中科技大学 本人是项目第四完成人，创造性主要学术贡献包括（代表性论文8）：重要科学发现二：发现了涡旋光束、贝塞尔光束、矢量光束的传输规律和内禀特性，探索了大气湍流扰动的损伤机制。本项目工作量占本人工作量60%。 5 张新亮 教授 华中科技大学 华中科技大学 本人是项目第五完成人，创造性主要学术贡献包括（代表性论文6）：重要科学发现四：实现了芯片级波分复用和模式复用高速光互连。本项目工作量占本人工作量60%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Advances in communications using optical vortices / Photonics Research / Jian Wang (王健)* 2 Metamaterials-based broadband generation of orbital angular momentum carrying vector beams / Optics Letters / Zhe Zhao, Jian Wang (王健)*, Shuhui Li (李树辉), Alan E. Willner 3 Controllable all-fiber orbital angular momentum mode converter / Optics Letters / Shuhui Li (李树辉), Qi Mo, Xiao Hu, Cheng Du, Jian Wang (王健)* 4 High-base vector beam encoding/decoding for visible-light communications / Optics Letters / Yifan Zhao, Jian Wang (王健)* 5 Arbitrary manipulation of spatial amplitude and phase using phase-only spatial light modulators / Scientific Reports / Long Zhu, Jian Wang (王健)* 6 On-chip WDM mode-division multiplexing interconnection with optional demodulation function / Optics Express / Mengyuan Ye, Yu Yu (余宇)*, Guanyu Chen, Yuchan Luo, Xinliang Zhang (张新亮) 7 On-chip optical mode exchange using tapered directional coupler / Scientific Reports / Zhonglai Zhang, Xiao Hu, Jian Wang (王健)* 8 Demonstration of 20-Gbit/s high-speed Bessel beam encoding/decoding link with adaptive turbulence compensation / Optics Letters / Shi Chen, Shuhui Li (李树辉), Yifan Zhao, Jun Liu, Long Zhu, Andong Wang, Jing Du, Li Shen (沈力), Jian Wang (王健)*	自然奖	王健,余宇,李树辉,沈力,张新亮	华中科技大学	华中科技大学
252	1588-103	关键分子异常翻译后修饰促进阿尔茨海默症发病新机制及防治 项目名称 关键分子异常翻译后修饰促进阿尔茨海默症发病新机制及防治 推荐/提名单位/人 华中科技大学 主要完成单位 华中科技大学,江汉大学 项目简介 阿尔茨海默症（Alzheimer’s disease，AD，亦称老年性痴呆症）是最常见的神经退行性疾病，中国有老年痴呆患者950万人之多，占世界总病例数的四分之一强。目前对AD的发生机制尚不清楚，缺乏有效防治措施。阐明AD的病因及发病机制，寻找相应的干预对策是国家的重大需求。该项目围绕Tau及其他AD关键发病分子的异常翻译后修饰，针对神经原纤维退变发生参与AD发病展开了持续和深入的研究，获得如下创新性发现：1.阐明苏木化异常修饰促进AD神经原纤维退变形成机制（代表性论文1）。AD患者脑内苏木化水平升高且与磷酸化Tau蛋白共定位，该项目发现并证实Tau蛋白苏木化修饰与磷酸化相互促进，竞争泛素化修饰，使得Tau蛋白逃逸蛋白酶体降解系统，最终促进神经原纤维缠结形成，进而引起神经原纤维退变，导致AD发生。这一研究在苏木化修饰参与神经疾病研究领域被高度关注，并被Nature Reviews Neuroscience（IF: 32.635，引文1）等杂志论文57次正面引用，他引48次。美国Tau蛋白研究奠基人Khalid Iqbal教授致信称该研究发现对AD神经原纤维退变学说起到了重大推动作用（附件21）。2.围绕Tau磷酸化酯酶与激酶上游关键分子阐明Tau异常过度磷酸化促进Tau病变及认知功能障碍（代表性论文2-5）。蛋白磷酸酯酶PP2A活性下降是AD患者Tau异常过度磷酸化的关键因素，该项目发现并证实：PP2A内源性特异高效的抑制剂SET滞留胞浆的内在机制、锌通过抑制PP2A介导Tau磷酸化---诠释谷氨酸锌能神经元过度兴奋在促进AD样Tau病变中的作用、抑制PP2A损伤神经纤维丝的轴突运输致轴突回缩并发生“静脉曲张”样的AD早期病理改变。同时发现：在氧化应激过程中，增加的钙离子内流激活calpain，后者剪切GSK-3β活性抑制区域，进而上调Tau蛋白重要激酶GSK-3β的活性。这些工作在Tau病变研究领域被高度关注，被Journal of the American Chemical Society（IF：14.357，引文5）等杂志论文143次正面引用，他引107次。3.基于神经原纤维退变发病学基础，在AD防治的转化研究方面获得新进展（代表性论文6-8）。该项目复制出一种基于发病学基础的易于复制的、相对经济、快捷的易于产业化生产的非转基因散发性AD动物模型，为AD病因和发病机制研究、药物开发和诊断提供了一个良好的研究平台。相关内容已被编入由英国皇家化学学会编撰专著RSC Drug Discovery Series No.6神经退行性疾病动物模型部分（2011），被Nature Reviews Neurology（IF：20.257，引文6）、Nature Neuroscience（IF：19.912，引文7）等杂志论文正面引用，单篇论文被他引最高110次。针对关键的发病学分子靶点，项目发现一系列在改善胆碱系统功能、干扰Aβ形成和沉积、对抗Tau蛋白过度磷酸化、纠正钙稳态失调和抗氧化等方面具抗AD效应的候选药物。其中与企业的合作研究，促进了同时针对胆碱能损伤和钙离子紊乱的药物美可比林（SCR1693）进入临床研究http://www.chictr.org.cn/showproj.aspx?proj=27354（附件22-26）。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王小川 教授 华中科技大学 华中科技大学 王小川教授为该项目的实施提供了科研经费和基本的科研条件。作为通讯作者，构思设计并指导完成了代表性论文1,2,3,8的主要内容，作为共同作者参与完成代表性论文4,5,6,7的主要内容。具体包括研究方向和课题的确定，明确并指导了对关键分子tau、PP2A、GSK-3β、SET等在翻译后异常修饰参与AD神经原纤维退变机制的研究，以及AD动物模型和AD候选药物作用机制的深入研究等，完成了相关论文的撰写、审阅和修订。 2 刘蓉 教授 华中科技大学 华中科技大学 主导研究揭示了突触释放锌离子调节PP2A活性新机制，发现兴奋性谷氨酸能神经元突触传递过程中，锌作为神经调质同时释放，通过抑制关键磷酸酯酶PP2A，介导了阿尔茨海默病（AD）发病过程中关键致病蛋白Tau的磷酸化，从而解释了谷氨酸锌能神经元过度兴奋在促进AD样Tau病变中的作用，该研究同时揭示了PP2A活性被锌离子调节的新机制，以及微量金属离子代谢失衡在Tau相关病变中的作用。研究发表后受到国际阿尔茨海默病研究及微量金属研究领域同行广泛关注，目前已被Alzheimers & Dementia，Cell Reports，Progress In Neurobiology，Ageing Research Reviews等杂志论文他引42次。 3 舒细记 教授 江汉大学 江汉大学 针对NTFs中异常过度磷酸化的Tau存在一定程度泛素化修饰却难于降解的线索，提出在阿尔茨海默病（AD）发病过程中过度磷酸化修饰Tau蛋白也相继发生了苏木化修饰并抑制泛素化的假说。深入研究了Tau蛋白苏木化、磷酸化、泛素化之间关系，该成果以共第一作者身份发表于《美国科学院院报》（PNAS. 2014 Nov 18;111(46):16586-16591.）。该研究进一步诠释了AD发病机制，为AD防治提供了新线索。研究发表后受到研究同行广泛关注，已被Nature Reviews Neuroscience、PNAS、Trends Neurosci等杂志论文他引48次。 4 罗洪斌 副教授 湖北民族大学湖北民族大学 华中科技大学 在读博士研究生期间及毕业后在导师指导下查阅文献提出在国际阿尔茨海默病（AD）发病过程中过度磷酸化修饰Tau蛋白也相继发生了苏木化修饰并抑制其不能降解的假说。发现：i. AD患者脑内苏木化水平升高且与磷酸化Tau蛋白共定位；ii. Tau蛋白苏木化与磷酸化相互促进；iii.苏木化与Tau蛋白竞争泛素化修饰，减少其降解，使得Tau蛋白逃逸蛋白酶体降解；iv.苏木化增加不可溶性Tau促进其聚集。这些现象最终导致NFTs形成。该研究进一步诠释了AD发病机制，为AD防治提供了新线索。该成果以共第一作者身份发表于《美国科学院院报》（PNAS. 2014 Nov 18;111(46):16586-16591.）。 5 杨莹 副教授 华中科技大学 华中科技大学 利用全内反射荧光显微镜对活细胞进行实时动态检测，发现抑制蛋白磷酸酶2A/ 1损伤神经纤维丝的轴突运输过程，导致其在胞体大量聚集。随后，轴突回缩并发生“静脉曲张”样的AD早期病理改变。该研究成果发表在J Neurochem杂志。该研究工作为阐明蛋白磷酸酯酶2A/1在AD神经退行性变中的作用及机制提供了重要实验室证据。该研究中负责形态、生物化学研究工作。 6 李宏莲 副教授 华中科技大学 华中科技大学 利用全内反射荧光显微镜对活细胞进行实时动态检测，发现抑制蛋白磷酸酶2A/ 1损伤神经纤维丝的轴突运输过程，导致其在胞体大量聚集。随后，轴突回缩并发生“静脉曲张”样的AD早期病理改变。该研究成果发表在J Neurochem杂志。该研究工作为阐明蛋白磷酸酯酶2A/1在AD神经退行性变中的作用及机制提供了重要实验室证据。该研究中主要负责形态学研究工作。 7 夏亦元 讲师 华中科技大学 华中科技大学 1. 针对NTFs中异常过度磷酸化的Tau存在一定程度泛素化修饰却难于降解的线索，深入研究了Tau蛋白苏木化、磷酸化、泛素化之间关系，该成果以共第一作者身份发表于《美国科学院院报》（PNAS. 2014 Nov 18;111(46):16586-16591.）2. 氧化应激通过促进钙离子内流激活calpain，引起GSK-3β的片段化并显著上调GSK-3β活性。该成果以共第一作者身份发表于J Neurochem（2013 Jul; 126(2):234-242.）3.长期稳定表达14-3-3ζ于小鼠海马区可上调SET Ser9磷酸化，并引发SET胞浆滞留，下调PP2A活性并导致AD样病理学变化及行为学异常。 8 齐昌兴 讲师 华中科技大学 华中科技大学 本人主要负责天然产物asperterpenes A/B的分离纯化及结构鉴定工作，通过大量发酵的方法，获得曲霉属真菌土曲霉的总浸膏，采用正相硅胶柱分离、反相硅胶柱分离、凝胶及高效液相色谱等方法分离得到了化合物asperterpenes A/B，并通过NMR、单晶衍射、ECD计算等方法确定了上述化合物的结构。 9 包建 讲师 江汉大学 华中科技大学 本人博士期间在导师指导下，具体研究了asperterpenes A/B干预阿尔茨海默症（Alzheimer disease, AD）的机制研究，主要负责了该研究的生化、形态与行为学测试，发现：asperterpenes A/B可显著降低BACE1的活性，减少Aβ水平，改善AD模型鼠的学习记忆能力。 10 王群 高级工程师 华中科技大学 华中科技大学 利用全内反射荧光显微镜对活细胞进行实时动态检测，发现抑制蛋白磷酸酶2A/ 1损伤神经纤维丝的轴突运输过程，导致其在胞体大量聚集。随后，轴突回缩并发生“静脉曲张”样的AD早期病理改变。该研究成果发表在J Neurochem杂志。该研究工作为阐明蛋白磷酸酯酶2A/1在AD神经退行性变中的作用及机制提供了重要实验室证据。该研究中主要负责生化部分研究工作。 11 曾宽 助理研究员 华中科技大学 华中科技大学 1. 针对NTFs中异常过度磷酸化的Tau存在一定程度泛素化修饰却难于降解的线索，深入研究了Tau蛋白苏木化、磷酸化、泛素化之间关系，该成果以共同作者身份发表于《美国科学院院报》（PNAS. 2014 Nov 18;111(46):16586-16591.）2. 氧化应激通过促进钙离子内流激活calpain，引起GSK-3β的片段化并显著上调GSK-3β活性。该成果以共同作者身份发表于J Neurochem（2013 Jul; 126(2):234-242.）。该研究中主要负责生化、行为学研究工作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 SUMOylation at K340 inhibits tau degradation through deregulating its phosphorylation and ubiquitination/Proc Natl Acad Sci U S A/ Luo HB, Xia YY, Shu XJ, Liu ZC, Feng Y, Liu XH, Yu G, Yin G, Xiong YS, Zeng K, Jiang J, Ye K, Wang XC, Wang JZ. 2 Ser9 phosphorylation causes cytoplasmic detention of I2PP2A/SET in Alzheimer disease/Neurobiology of Aging/ Yu G, Yan TH, Feng Y, Liu XH, Xia YY, Luo HB, Wang JZ, Wang XC 3 Cleavage of GSK-3β by calpain counteracts the inhibitory effect of Ser9 phosphorylation on GSK-3β activity induced by H2O2/J Neurochem/ Feng Y, Xia Y, Yu G, Shu X, Ge H, Zeng K, Wang J, Wang XC 4 Synaptic released zinc promotes tau hyperphosphorylation by inhibition of protein phosphatase 2A (PP2A)/J Biol Chem/ Sun XY, Wei YP, Xiong Y, Wang XC, Xie AJ, Wang XL, Yang Y, Wang Q, Lu YM, Liu R, Wang JZ 5 Inhibition of protein phosphatases induces transport deficits and axonopathy/J Neurochem/ Yang Y, Yang XF, Wang YP, Tian Q, Wang XC, Li HL, Wang Q, Wang JZ 6 Alzheimer disease and amyotrophic lateral sclerosis: an etiopathogenic connection/Acta Neuropathol/ Wang XC, Blanchard J, Grundke-Iqbal I, Wegiel J, Deng HX, Siddique T, Iqbal K. 7 Asperterpenes A and B, two unprecedented meroterpenoids from Aspergillus terreus with BACE1 inhibitory activities/Chem. Sci/Qi CX, Bao J, Wang JP, Zhu HC, Xue YB, Wang XC, Li H, Sun WQ, Gao WX, Lai Y, Chen JG and Zhang YH. 8 Antioxidant therapies for Alzheimer's disease/Oxid Med Cell Longev/ Feng Y, Wang XC	自然奖	王小川,刘蓉,舒细记,罗洪斌,杨莹,李宏莲,夏亦元,齐昌兴,包建,王群,曾宽	华中科技大学,江汉大学	华中科技大学
253	1592-101	面向地质学研究的激光剥蚀微区分析理论、技术与方法 项目名称 面向地质学研究的激光剥蚀微区分析理论、技术与方法 推荐/提名单位/人 中国地质大学（武汉） 主要完成单位 中国地质大学（武汉） 项目简介 该研究成果属于地球科学领域分析地球化学的基础研究。对微观世界的探索是新世纪科学研究的重要发展方向。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）是目前国际上最重要的微区原位分析技术之一。它可以准确地获取地质样品微米尺度的元素和同位素组成信息，使人们从微观地球化学角度认识地质作用过程，促进了地球科学领域的众多创新。研究团队经过十余年的不懈努力，在LA-ICP-MS分析领域经历了从追赶国际前沿，到基础理论研究与软硬件设备和国际同类实验室并行发展，再到目前在部分方面实现了国际领先水平。在基础理论与机理研究、关键设备研制和高精度分析方法建立等方面取得了多项原创性成果。（1）基础理论与机理研究：元素分馏效应与仪器灵敏度是制约LA-ICP-MS分析的瓶颈。为了克服这些问题，我们对不同基体样品开展激光剥蚀元素分馏行为研究，揭示在高空间分辨率状态下物质基体显著地影响了元素分馏行为；发现等离子体中心通道的低温效应会强烈抑制气溶胶电离效率，是导致等离子体中元素分馏的重要因素。基于这些新认识建立的激光剥蚀分馏校正策略，有效解决了元素分馏问题；建立了氮气高效增敏技术，使50多个元素的灵敏度提高2-3倍，且氧化物干扰降低10倍。（2）关键软、硬件研制：针对激光剥蚀进样的固有不足，从开发新软件（软）和研制关键设备（硬）两个角度实现LA-ICP-MS分析关键技术突破，显著提升微区原位分析数据质量。在软件开发方面，基于新的定量分析思路和数据处理策略，开发了我国首个LA-ICP-MS数据处理软件“ICPMSDataCal”，显著提高地质样品测试准确度。在硬件研制方面，针对激光脉冲剥蚀导致的质谱仪信号波动（光谱螺纹效应），研制了新的气溶胶传输装置：“线性信号匀化装置”，成功使信号稳定性提高11倍，有效提升了分析数据质量。（3）高精度分析方法开发：针对LA-ICP-MS微量元素分析中受内标元素制约的瓶颈问题，创新性地实现无内标元素定量分析，成功建立微区原位无水硅酸盐矿物和碳酸盐矿物主微量元素定量分析方法。基于自主研发的氮气增敏技术和线性信号匀化装置，实现了横向16微米、纵向1-2微米的高空间分辨率锆石铀-铅（U-Pb）定年，并建立高精度锆石铪（Hf）同位素测定方法。基于上述成果的8篇核心论文被总他引5990次，SCI他引3920次，其中5篇论文为ESI高被引论文。自主研发的数据处理软件和仪器设备被国内微区实验室广泛使用。建立的微区原位元素分析和锆石U-Pb定年及Hf同位素分析方法为国内百余所高校、科研院所和地勘单位提供高质量的地质年代学和地球化学数据。研究团队4次获得“湖北省大型科学仪器协作共用网”先进机组奖。积极推动我国微区分析地球化学的国际学术交流，承办两届亚太地区激光剥蚀会议，该会议已成为亚太地区地球科学领域最具影响力的微区分析技术会议。4次进行国际及国内大会关于激光剥蚀微区分析的会前讲座。研究团队培养了一批分析地球化学的青年人才，为我国的微区分析地球化学研究跻身国际前列做出了重要贡献。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘勇胜 教授 中国地质大学（武汉） 中国地质大学（武汉） 代表性论著1,2和3的第一作者和通讯作者，代表性论著6的通讯作者，重要科学发现一、二、三的主要贡献者。主要学术贡献如下：（1）自主开发的LA-ICP-MS分析数据处理软件 “ICPMSDataCal” 极大地促进了LA-ICP-MS在我国的发展；（2）建立的多外标无内标多元素分析测试方法解决了传统LA-ICP-MS定量分析的内标瓶颈问题；（3）建立了横向空间分辨率16-32微米的高精度锆石U-Pb定年方法； 2 胡兆初 教授 中国地质大学（武汉） 中国地质大学（武汉） 代表性论著4和7的第一作者和通讯作者，代表性论著5和8的第一作者，重要科学发现一、二、三的主要贡献者。主要学术贡献如下： （1）揭示物质基体对激光剥蚀诱导元素分馏行为的影响机制；（2）建立了氮气高效增敏技术，使50多个元素的灵敏度提高2-3倍，且氧化物干扰降低10倍；（3）研制新的气溶胶传输装置：“线性信号匀化装置”，成功使信号稳定性提高11倍，有效提升了分析数据质量。（4）基于自主研发的氮气增敏技术和线性信号匀化装置，实现了横向16微米、纵向1-2微米的高空间分辨率锆石U-Pb定年，并建立高精度锆石铪（Hf）同位素组成测定方法。 3 张文 副研究员 中国地质大学（武汉） 中国地质大学（武汉） 代表性论著4和7的合作作者，重要科学发现二和三的主要贡献者，参与设计和开发了“线性信号匀化装置”，共同建立了微区原位锆石Hf同位素分析测试方法。 4 宗克清 副教授 中国地质大学（武汉） 中国地质大学（武汉） 代表性论著2，3和6的主要参与作者，重要科学发现二、三的主要贡献者，共同建立了微区原位高空间分辨率锆石U-Pb定年方法。 5 胡圣虹 教授 中国地质大学（武汉） 中国地质大学（武汉） 代表性论著5的主要参与作者，重要科学发现一主要贡献者，共同开展了氮气增敏技术的研究工作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 In situ analysis of major and trace elements of anhydrous minerals by LA-ICP-MS without applying an internal standard/Chemical Geology/Yongsheng Liu Zhaochu Hu Shan Gao Detlef Günther Juan Xu Changgui Gao and Haihong Chen 2 Reappraisement and refinement of zircon U-Pb isotope and trace element analyses by LA-ICP-MS/Chinese Science Bulletin/Liu Yongsheng Hu Zhaochu Zong Keqing Gao Changgui Gao Shan Xu Juan and Chen Haihong 3 Continental and Oceanic Crust Recycling-induced Melt-Peridotite Interactions in the Trans-North China Orogen: U-Pb Dating, Hf Isotopes and Trace Elements in Zircons from Mantle Xenoliths/Journal of Petrology/Yongsheng Liu Shan Gao Zhaochu Hu Changgui Gao Keqing Zong and Dongbing Wang 4 Improved in situ Hf isotope ratio analysis of zircon using newly designed X skimmer cone and jet sample cone in combination with the addition of nitrogen by laser ablation multiple collector ICP-MS/Journal of Analytical Atomic Spectrometry/Zhaochu Hu Yongsheng Liu Shan Gao Wengui Liu Wen Zhang Xirun Tong Lin Lin Keqing Zong Ming Li Haihong Chen Lian Zhou and Lu Yang 5 Signal enhancement in laser ablation ICP-MS by addition of nitrogen in the central channel gas/Journal of Analytical Atomic Spectrometry/Zhaochu Hu Shan Gao Yongsheng Liu Shenghong Hu Haihong Chen and Honglin Yuan 6 Accurate determinations of fifty-four major and trace elements in carbonate by LA-ICP-MS using normalization strategy of bulk components as 100%/Chemical Geology/Lu Chen Yongsheng Liu Zhaochu Hu Shan Gao Keqing Zong Haihong Chen 7 A "wire" signal smoothing device for laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry analysis/Spectrochimica Acta Part B-Atomic Spectroscopy/Zhaochu Hu Yongsheng Liu Shan Gao Shaoquan Xiao Laishi Zhao Detlef Günther Ming Li Wen Zhang Keqing Zong 8 Contrasting matrix induced elemental fractionation in NIST SRM and rock glasses during laser ablation ICP-MS analysis at high spatial resolution/Journal of Analytical Atomic Spectrometry/Zhaochu Hu Yongsheng Liu Lu Chen Lian Zhou Ming Li Keqing Zong Lvyun Zhu and Shan Gao	自然奖	刘勇胜,胡兆初,张文,宗克清,胡圣虹	中国地质大学（武汉）	中国地质大学（武汉）
254	1597-101	基于分子结构的进化生物学研究 项目名称 基于分子结构的进化生物学研究 推荐/提名单位/人 华中农业大学 主要完成单位 华中农业大学,山东理工大学 项目简介 生命进化机制是自然科学研究的核心问题之一。传统的进化生物学研究着重于从化石？蛋白？核酸序列出发，构建进化树，探讨进化机制。本项目创造性地提出从分子结构出发探讨进化奥秘的新思路，比较系统地开展了基于蛋白质结构？代谢物结构和染色质结构的进化生物学研究，发表代表性论文8 篇，SCI 他引147次。取得的主要结果如下:1)基于蛋白质结构的进化机制研究:建立了基于蛋白质结构的分子钟,系统追溯了有氧代谢等一系列生化反应的进化历程。传统的进化生物学方法只能推断物种分歧时间，不能追溯某一生物化学反应的进化历程？项目组基于蛋白质结构的保守性,创造性地建立了蛋白质结构的分子钟,追溯了有氧代谢相关的一系列重要生物化学反应的起源？项目组推断最早的有氧代谢反应出现于29亿年前，功能是合成磷酸吡哆醛;最早的有氧代谢所使用的氧气来源于30亿年前的过氧化氢分解(被catalase催化);氧气最早参与呼吸代谢是在28亿年前，等等？该研究的主要结果以责任作者发表于Mol. Biol. Evol.(2011, 28: 567-582)和Structure(2012, 20: 67-76),被国际同行发表于Nature等重要期刊的论文正面引用？2)基于代谢物结构的进化机制研究:系统探讨了代谢物在化学空间中的进化特征,从分子结构和化学性质角度解释了氧气促进代谢进化的分子机制。为了更深刻地解释有氧代谢促进生命进化的机制，项目组将化学信息学方法引入进化研究,发现氧气对代谢的进化产生了巨大影响？首先，有氧代谢产生了许多无氧环境中没有的产物(如胆固醇？异黄酮？多不饱和脂肪酸等);其次，有氧代谢引进了新颖的反应类型，使得代谢产物的疏水性增强;而且有氧？无氧代谢的反应出发点不同，有氧反应不是从无氧代谢网络的中心出发,而是从它的边缘出发进行反应？因此,氧气有助于开拓更广泛的分子结构空间和化学空间？这一系列结果对理解氧气浓度升高和生命复杂性进化的关系具有重要启发？相关结果以责任作者发表于PLoS Comput. Biol.(2012, 8: e1002426)，被国际同行发表于Trends Cell Biol.等重要期刊的论文正面引用？3)基于染色质结构的进化机制研究:将染色质三维结构信息引入进化研究,发现了ohnolog基因对在三维空间的共定位现象，为解释人类基因组复制基因的保留机制提供了新的思路。项目组将三维基因组学引入进化研究,提出了基于Hi-C 数据内在特征的归一化参数，开发了染色质结构自动建模方法AutoChrom3D，定义了衡量染色质拓扑结构域内部特征的聚集偏好性(Aggregation Preference)指标？进而，项目组发现了基因组倍增事件后保留下来的重复基因(ohnolog)在三维空间的共定位现象，并提出这种空间邻近有利于维持重复基因的剂量平衡，为进一步研究人类基因组复制基因的保留机制提供了新的思路？该研究的主要结果以责任作者发表于Nucleic Acids Res.(2013, 41: e183)？Nucleic Acids Res.(2015, 43: 7237-7246)和Mol. Biol. Evol.(2016, 33: 2368-2375)，被国际同行发表于Nature等重要期刊的论文正面引用？ 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张红雨 教授 华中农业大学 华中农业大学 项目总负责人，投入该项目研究的工作量占本人科研工作量的70%，（1）全面负责了本项目的设计、组织、实施和总结，是三项主要科学发现的主要完成者，是 7 篇代表性论文的通讯作者；（2）提出基于蛋白质结构的分子钟思路，并用分子化石标记了分子钟的年代，推断了一系列生物化学反应的起源和进化历程；（3）将染色质三维结构信息引入进化生物学研究，为解释ohnolog的剂量平衡进化机制提供了新的线索；（4）提出用化学信息学方法研究代谢进化的思路，从化学角度揭示了氧气对进化的促进作用。主要贡献对应于重要科学发现内容1,2,3，旁证材料见附件1-8。 2 彭城 副教授 华中农业大学 华中农业大学 项目负责人之一，投入该项目研究的工作量占本人科研工作量的40%，（1）参与负责本项目科学发现3的实施和总结，是第6、7 篇代表性论文的并列通讯作者或通讯作者。（2）发现染色质互作存在着局部衰减规律，提出了基于Hi-C 数据内在特征的归一化参数，开发了染色质三维结构自动建模方法AutoChrom3D；（3）深入分析了染色质精细结构--拓扑结构域，定义了一种描述其内部结构特征的指标--聚集偏好性（Aggregation Preference），通过整合表观组和转录组数据揭示了拓扑结构域内部结构变化和转录调控具有紧密联系。为了方便使用，提供了开源软件AutoChrom3D和TADLib。主要贡献对应于重要科学发现内容3，旁证材料见附件6，7。 3 马彬广 教授 华中农业大学 华中农业大学 项目负责人之一，投入该项目研究的工作量占本人科研工作量的45%，（1）参与了本项目中蛋白质折叠规律的研究，是 3、4 篇代表性论文的第一作者和通讯作者；（2）参与蛋白质折叠规律的研究，研究蛋白质折叠速率与其氨基酸组成之间的关联，提出了基于氨基酸序列的从头预测蛋白质折叠速率的预测指标；（3）系统研究了蛋白质折叠类型的决定因素，提出了从序列和结构出发预测蛋白质折叠类型的定量化指标。主要贡献对应于重要科学发现内容1，旁证材料见附件3,4。 4 孔德信 教授 华中农业大学 华中农业大学 项目负责人之一，投入该项目研究的工作量占本人科研工作量的45%，（1）利用化学信息学方法分析了生物小分子的进化关系和化学空间分布，为相关的生物化学反应的起源、进化历程分析提供了条件；（2）对比了氧气出现前后天然产物的理化性质差异，解释了天然产物进化过程中水溶性的规律变化，主要贡献对应于重要科学发现内容2，旁证材料见附件5。 5 杨庆勇 副教授 华中农业大学 华中农业大学 项目负责人之一，投入该项目研究的工作量占本人科研工作量的35%（1）负责基于染色质三维结构的进化机制研究工作，代表性论文8的第一作者，将染色质三维结构信息引入进化研究，负责并参与课题的设计、数据收集及分析、论文写作等工作；（2）与其他项目完成人共同发现人类基因组中通过全基因组复制事件保留下来的重复基因对（称为ohnologs）在空间上势于相互靠近。在空间彼此靠近的ohnologs呈现出更高的基因共表达趋势、基因功能相似性及更低的拷贝数变异。还发现这类基因上的突变更容易导致遗传病，说明其在功能上更加保守。该项研究结果为解释重复基因的保留的“剂量平衡机制”提供了新的证据，对应于重要科学发现内容3，旁证材料见附件8。 6 谢婷 助理研究员 中国农业科学院油料作物研究所 华中农业大学 项目主要完成人之一，投入该项目研究的工作量占本人科研工作量的40%，是代表性论文8的第一作者。（1）发现人类基因组中通过全基因组复制事件保留下来的重复基因对（称为ohnologs）在空间上相互靠近的趋势。这些具有空间邻近特征的ohnologs具有更高的共表达趋势、基因功能相似性及更低的拷贝数变异，并且这些基因上的突变更容易导致遗传病。该项研究结果为解释重复基因的保留机制提供了新的线索。主要贡献对应于重要科学发现内容3，旁证材料见附件8。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 What determines protein folding type? An investigation of intrinsic structural properties and its implications for understanding folding mechanisms. /J. Mol. Biol./ Ma B.-G.*, Chen L.-L., Zhang H.-Y.* 2 Direct correlation between proteins' folding rates and their amino acid compositions: An ab initio folding rate prediction. /Proteins/ Ma B.-G.*, Guo J.-X., Zhang H.-Y.* 3 The impact of oxygen on metabolic evolution: a chemoinformatic investigation./PLoS Comput. Biol. /Jiang Y.-Y., Kong D.-X., Qin T., Li X., Caetano-Anollés G., Zhang H.-Y.* 4 The sequencing bias relaxed characteristics of Hi-C derived data and implications for chromatin 3D modeling./Nucleic Acids Res./Peng C.*, Fu L.-Y., Dong P.-F., Deng Z.-L., Li J.-X., Wang X.-T., Zhang H.-Y.* 5 Structural heterogeneity and functional diversity of topologically associating domains in mammalian genomes. /Nucleic Acids Res./ Wang X.-T., Dong P.-F., Zhang H.-Y., Peng C 6 Spatial colocalization of human ohnolog pairs acts to maintain dosage-balance. /Mol. Biol. Evol./Xie T., Yang Q.-Y., Wang X.-T., McLysaght A.*, Zhang H.-Y.* 7 Protein domain structure uncovers the origin of aerobic metabolism and the rise of planetary oxygen./Structure/ Kim K. M., Qin T., Jiang Y.-Y., Chen L.-L., Xiong M., Caetano-Anollés D., Zhang H.-Y.*, Caetano-Anollés G.* 8 A universal molecular clock of protein folds and its power in tracing the early history of aerobic metabolism and planet oxygenation./ Mol. Biol. Evol./ Wang M., Jiang Y.-Y., Kim K. M., Qu G., Ji H.-F., Mittenthal J. E., Zhang H.-Y.*, Caetano-Anollés G.*	自然奖	张红雨,彭城,马彬广,孔德信,杨庆勇,谢婷	华中农业大学,山东理工大学	华中农业大学
255	1718-102	炔烃高效高选择性转化方法学及其应用 项目名称 炔烃高效高选择性转化方法学及其应用 推荐/提名单位/人 湖南大学 主要完成单位 湖南大学,湖南师范大学,南昌航空大学 项目简介 炔烃类化合物反应活性的多样性使其成为有机合成化学中常见的关键组分，主要作为反应的前体与多种碳、氮、氧原子等含活性氢的化合物进行加成、氧化环化或串联环化反应，从而构筑碳环或杂环骨架多环类化合物。值得指出的是，杂环化合物是很多药物的活性分子和天然产物的核心骨架，广泛用于有机合成化学、材料化学、药物化学、天然产物化学等领域，与人类卫生健康密切相关。因此，发展新型炔烃转化方法合成杂环化合物具有重要的意义。该项目设计通过炔烃的环加成反应及其串联反应合成不同类型的杂环化合物，为有机杂环化合物的经济性和多样性合成提供了新策略。主要科学发现如下：1）利用单一过渡金属催化剂实现中间炔烃高效构建策略，实现了无外加铜催化剂存在下钯/四丁基氟化铵促进的高效Sonogashira反应合成中间炔烃，同时发展了无钯催化剂存在下铜/DABCO促进的高效Sonogashira反应构建中间炔烃，实现多样性中间炔烃的高效合成，此类方法的建立，引领国内外100余个课题组的跟踪研究，两篇代表作总他引次数达374次；2）基于炔烃氧化断裂底物引发碳-氢键参与的分子内环化反应，在氧化体系下实现吲哚二酮类化合物高效构筑。使用氯化铜/氧气催化体系，发展出“氧化高价态铜催化策略”，实现无导向基团协助的芳基C-H键与醛基C-H键的C-H氧化活化偶联反应，实现高生理活性吲哚类化合物的高效合成，并使用在线红外和高分辨率质谱验证了三价铜参与的C-H氧化活化机理。3）炔烃环加成反应高效高选择性构建杂环骨架。发展一种新的银催化串联环加成方法，使用简单易得的炔烃与γ-氨基酮转化成七元杂环化合物，通过底物设计和反应条件调节，可控实现氮丙环化合物与两个相同或不同的末端炔烃环化反应构建七元杂环，同时实现芳基-1-甲苯磺酰基-1,2,3-三唑和环氧乙烷衍生物与炔烃环加成反应构建七元杂环衍生物。同时实现了烯炔类化合物高效转化构建杂环化合物，为原子经济性、步骤经济性以及绿色化构建高生物活性杂环骨架提供了新的思路。该项目系统地研究了过渡金属催化炔烃的构建及炔烃的转化中的新现象和机理，初步建立了新的具有高效、高选择性的“炔烃转化方法学”，合成出具有生物活性的杂环化合物，为杂环化合物的合成及应用提供了新的思路和途径，在包括J. Am. Chem. Soc.， Angew. Chem. Int. Ed.等国际上有影响学术期刊上发表论文158篇。8篇代表性论文（1篇J. Am. Chem. Soc.，4篇Angew. Chem. Int. Ed.，1篇Chem. Sci.，2篇J. Org. Chem.）SCI他引714次，单篇最高SCI他引214次，多篇论文发表后被积极评价。项目第一完成人获得国家杰出青年基金项目，入选国家高层次人才特殊支持计划（万人计划）、科技部中青年科技创新领军人才。2014-2018年连续五年入选Elsevier发布的“中国高被引学者”榜单，该项目已培养国家杰出青年基金获得者1名，省千人计划2名，博士后1名，博士研究生11名，硕士研究生13名，其中14人次获得研究生国家奖学金，3人次获得湖南省优秀毕业研究生。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李金恒 教授 南昌航空大学 湖南大学 项目负责人，负责项目工作的设计和研究工作的指导，项目的实施，对项目所有的重要科学发现都作出了创造性的贡献，是代表性论文1，2，3，4，5，6的通迅作者，代表性论文7和8的共同通迅作者，同时是代表性论文2的第一作者。见附件代表性论文1，2，3，4，5，6，7，8. 2 宋仁杰 副教授 南昌航空大学 湖南大学 参与了整个项目的工作，是发现炔烃高选择性转化、炔烃环加成合成氮杂七元环化合物以及烯炔类化合物的环化反应的主要研究人。是代表性论文8的共同通迅作者，代表性论文7的共同第1作者（排名第2），是代表性论文3，4，5的第2作者，代表性论文6的第5作者，见附件代表性论文3，4，5，6，7，8. 3 周明波 讲师 湖南师范大学 湖南大学 是银促进氮杂环丙烷与炔烃[5+2]环加成反应合成氮杂七元环化合物及氮杂环丙烷与两分子的相同炔烃或者不同炔烃的[3＋2＋2]环化反应合成氮杂七元环化合物的主要研究人员。是代表性论文4和5的第1作者，是代表性论文3的第5作者，是代表性论文6的第2作者，见附件代表性论文3，4，5和6。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Modified Palladium-Catalyzed Sonogashira Cross-Coupling Reaction under Copper-, Amine- and Solvent-Free Conditions/J. Org. Chem./Yun Liang, Ye-Xiang Xie, and Jin-Heng Li,* 2 CuI-Catalyzed Suzuki-Miyaura and Sonogashira Cross-Coupling Reactions Using DABCO as Ligand/J. Org. Chem./Jin-Heng Li,* Ji-Lan Li, De-Ping Wang, Shao-Feng Pi, Ye-Xiang Xie, Man-Bo Zhang, and Xi-Chao Hu 3 Copper-Catalyzed Intramolecular C-H Oxidation/Acylation of Formyl-N-arylformamides Leading to Indoline-2,3-diones/J. Am. Chem. Soc./Bo-Xiao Tang, Ren-Jie Song, Cui-Yan Wu, Yu Liu, Ming-Bo Zhou, Wen-Ting Wei, Guo-Bo Deng, Du-Lin Yin, and Jin-Heng Li* 4 Synthesis of Azepine Derivatives by Silver-Catalyzed [5+2] Cycloaddition of γ-Amino Ketones with Alkynes/Angew. Chem. Int. Ed./Ming-Bo Zhou, Ren-Jie Song, Cheng-Yong Wang, and Jin-Heng Li* 5 Hexafluoroantimonic Acid Catalysis: Formal [3+2+2] Cycloaddition of Aziridines with Two Alkynes/Angew. Chem. Int. Ed./Ming-Bo Zhou, Ren-Jie Song, and Jin-Heng Li* 6 Rhodium(III)-Catalyzed [3+2]/[5+2] Annulation of 4-Aryl-1,2,3-triazoles with Internal Alkynes through Dual C(sp2)-H Functionalizations/Angew. Chem. Int. Ed./Yuan Yang, Ming-Bo Zhou, Xuan-Hui Ouyang, Rui Pi, Ren-Jie Song, and Jin-Heng Li* 7 [5+2] Cycloaddition of 2-(2-Aminoethyl)oxiranes with Alkynes via Epoxide Ring-Opening: A Facile Access to Azepines/Angew. Chem. Int. Ed./Chao Hu, Ren-Jie Song, Ming Hu, Yuan Yang, and Jin-Heng Li,* and Shenglian Luo* 8 Intermolecular oxidative decarbonylative [2+2+2] carbocyclization of N-(2-ethynylaryl)acrylamides with tertiary and secondary alkyl aldehydes involving C(sp3)-H functionalization/Chem. Sci./Yang Li, Gao-Hui Pan, Ming Hu, Bang Liu, Ren-Jie Song,* and Jin-Heng Li*	自然奖	李金恒,宋仁杰,周明波	湖南大学,湖南师范大学,南昌航空大学	湖南大学
256	1718-103	复杂薄壳结构动态大变形计算理论与耐撞性设计方法 项目名称 复杂薄壳结构动态大变形计算理论与耐撞性设计方法 推荐/提名单位/人 湖南大学 主要完成单位 湖南大学 项目简介 本项目属于交通运输领域的复杂运载装备结构计算理论与设计方法研究。薄壳结构是汽车、轨道交通、航空航天等运载装备的重要组成部分，在很大程度上决定了产品的轻量化和碰撞安全性水平。几何形面复杂、变形剧烈、计算模型庞大是薄壳结构设计中的主要难点。本项目在国家973计划、国家自然科学基金重点项目等国家科技计划支持下，历经10余年的刻苦攻关，解决了计算过程的高效高精度、优化过程的快速可靠、设计过程的实用稳健等关键瓶颈问题，形成了薄壳结构设计计算理论与方法体系，开发出具有优异碰撞吸能特性的轻质薄壳结构，为提高运载装备结构设计水平奠定了理论基础。主要创新性成果如下：1. 为解决现有薄壳单元构造理论中精度效率无法同时保证的难题，在国际上首次提出连续性二次松弛技术及曲率重构方法，实现了基于线性插值构造高精度薄板壳单元，解决了线性插值无法求解四阶微分方程的数学难题。提出一类梯度光滑板壳单元的构造理论和计算方法，构造出低阶高精度三角形板壳单元和抗畸变四边形板壳元，解决了困扰本领域多年的低阶三角形单元的计算精度难题和高阶四边形单元畸变敏感性问题，为形成新的高效计算方法体系和原型系统，开发自主的高效计算软件系统提供理论和方法支持。2. 为解决薄壳结构动态大变形过程的优化设计中高维、强非线性带来的计算量庞大以及模型稳健性较差的问题，建立了基于代理模型技术的优化体系，包括动态代理模型构造方法、基于高维模型表示方法解耦模式的多参数优化方法以及稳健优化方法，解决了高维多参数、动态非线性、可靠稳健性等优化设计中的瓶颈问题，为运载装备薄壳结构设计提供优化技术支撑。3. 为提高薄壳结构轻量化和碰撞吸能水平，建立了性能驱动的轻质混合薄壳结构设计方法，提出了一系列具有优异耐撞性能的新结构，深入地揭示了其吸能机理；提出了“材料-工艺-性能”全耦合分析与设计方法，包括功能性多胞胞元拓扑构型自动演化算法和变厚度结构理论模型及设计方法，实现了关键零部件“量体裁衣”式设计，为运载工具碰撞安全性和轻量化设计提供了新思路和手段。本项目发表SCI论文85篇，8篇代表性论文总他引601次、SCI 他引371次。研究成果已产生广泛学术影响，得到包括国际多学科优化协会主席、SMO主编Haftka教授，澳大利亚工程院院士Yi Min Xie和Chun H. Wang教授，国际计算力学权威L. Nilsson教授，美国前计算力学学会主席J.S. Chen教授，欧洲科学院院士Chuanzeng Zhang教授等国际一流科学家的充分肯定和高度评价，认为本成果工作“made significant contribution”“has a substantial influence ”“an important work” “proposed an attractive technique”、“result in stable and accurate solutions”。本成果的理论也被国际同行广泛追踪研究，应用于机械、生物、机器人、电磁、振动与噪声等问题。项目成果已在上汽通用五菱、奇等我国自主品牌汽车设计中得到实际应用，在产品的自主创新能力建设中发挥了作用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李光耀 教授 湖南大学 湖南大学 项目总负责人。全面负责项目总体方向的确定、研究思路的提出以及研究方案的设计，对科学发现1、2、3作出创造性贡献，是8篇代表性论文的主要作者，代表性论文1、6、8的通讯作者，工作量占本人工作量的70%。 2 崔向阳 教授 湖南大学 湖南大学 科学发现1的重要贡献人，建立了线性插值Kirchhoff薄板壳单元构造理论，提出了低阶高精度三角形板壳单元、抗畸变四边形板壳元多种板壳单元。代表性论文1、2的第一作者。工作量占本人工作量的70% 3 王琥 教授 湖南大学 湖南大学 科学发现2的重要贡献人，提出了基于时序的代理模型构造方法，其特点在于在不增加样本的前提下，建立更为客观的高精度代理模型，提出了基于代理模型的稳健优化方法，代表性论文3、5的第一作者和通讯作者。工作量占本人工作量的70% 4 孙光永 副研究员 悉尼大学 湖南大学 科学发现3的重要贡献人，提出了“材料-工艺-性能”全耦合分析与设计方法，开发了一系列新型碰撞吸能结构，代表性论文4、7的通讯作者，代表性论文6的第一作者。工作量占本人工作量的70% 5 郑刚 副教授 湖南大学 湖南大学 科学发现3的重要贡献人，提出了泡沫填充新型吸能结构的设计方法，代表性论文4、7的通讯作者，代表性论文7的第一作者。工作量占本人工作量的60% 6 伍素珍 讲师 湖南大学 湖南大学 科学发现3的重要贡献人，提出了多胞薄壁吸能结构的设计方法，代表性论文4的第一作者。工作量占本人工作量的50%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Time-based metamodeling technique for vehicle crashworthiness optimization/COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING/Wang, Hu; Li, G. Y.; Li, Enying 2 A smoothed finite element method (SFEM) for linear and geometrically nonlinear analysis of plates and shells / CMES- Computer Modeling in Engineering& Sciences / Cui X.Y, Liu G.R, Li G.Y, Zhao X, Nguyen T.T, Sun G.Y 3 On design of multi-cell thin-wall structures for crashworthiness/International Journal of Impact Engineering/Suzhen Wu, Gang Zheng, Guangyong Sun, Qiang Liu, Guangyao Li, Qing Li 4 Optimization of sheet metal forming processes by adaptive response surface based on intelligent sampling method / Journal of materials processing technology / Hu Wang, Guangyao Li, Zhihua Zhong. 5 Crashing analysis and multiobjective optimization for thin-walled structures with functionally graded thickness. / International Journal of Impact Engineering / Guangyong Sun, Fengxiang Xu, Guangyao Li, Qing Li 6 Crushing analysis of foam-filled single and bitubal polygonal thin-walled tubes/ INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES/Zheng, G ; Wu, SZ ; Sun, GY ; Li, GY ; Li, Q 7 Optimization of foam-filled bitubal structures for crashworthiness criteria/MATERIALS & DESIGN/Zhang, Yong; Sun, Guangyong; Li, Guangyao; Luo, Zhen; Li, Qing 8 Analysis of plates and shells using an edge-based smoothed finite element method / Computational Mechanics / Cui X.Y , Liu G.R, Li G.Y, Zhang G.Y, Zheng G	自然奖	李光耀,崔向阳,王琥,孙光永,郑刚,伍素珍	湖南大学	湖南大学
257	1719-103	柔性压敏器件特性机理研究 项目名称 柔性压敏器件特性机理研究 推荐/提名单位/人 中南大学 主要完成单位 中南大学 项目简介 柔性压敏器件在军事民用领域起着不可替代的重要作用，在汽车工业和航空航天等现代工程中具有广泛应用前景。复合式导电高分子具有本征柔性和压阻特性，特别适于作为柔性压敏器件，但现有技术在柔性和精度等方面无法满足工程要求，其原因在于有两个挑战性学术问题尚未解决：一个是“由影响因素繁多导致的特性复杂使压阻规律难以被系统掌握”；另一个是“由导电网络变化复杂导致的机理不明晰使压阻模型难以被建立”，这已成为提高器件性能的瓶颈。为突破该瓶颈，本项目针对上述挑战性问题系统研究了柔性压敏器件的特性和机理，取得的原创性成果包括：1、系统揭示了导电相含量等内因和压缩循环等外因对压阻特性的影响规律，掌握了电阻随压力呈现出的单调递增、递减和非单调等复杂变化特性，克服了“压阻特性难以被完整揭示”--这一存在于柔性压敏器件特性研究领域多年的桎梏。2、在国际上首次提出了“有效导电通道”理论，得到了导电通道损坏/重构和隧道膜数量/面积/厚度随压力的变化规律，构建了压阻特性数学模型，克服了“现有理论不适于解释具有非单调等特征的复杂压阻现象”的局限，突破了“压阻机理建模困难”--这一存在于柔性压敏器件机理探索领域多年的瓶颈。3、在前述成果指导下，优化成分配比并提高工艺水平，制备出量程等指标优于现有技术的柔性压敏器件；进而以军民融合为指导方针，研制出军用柔性压力传感器系统，解决了某国防关键设备曲面层间压力测量的难题，其关键技术还可用于可穿戴设备研制等领域。上述成果得到IEEE Fellow麻省理工大学Jeffrey教授、美国机械工程学会Fellow香港理工大学讲席教授Xiaoming Tao和IEEE Fellow意大利理工学院Paolo教授等著名专家的高度评价，并被Prog. Polym. Sci.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.和Nat.Commun.等多家国际著名期刊广泛引用，第一完成人作为主席/主讲人多次在ACM 2017和EEEIS2016等国际学术会议上做大会特邀报告，很多科研机构都用该成果分析了压阻现象和机理，有效指导了传感器研制，进而验证了成果的正确性。第一完成人围绕上述成果取得的主要业绩包括：以通信作者在IEEE Trans. Ind. Electron.、IEEE-ASME Trans. Mecharonics、IEEE Electron Dev. Lett.、IEEE Trans. Electron Dev.和IEEE Trans. Instrum. Measur.等自动化、微机电、电子器件和测量领域的国际顶级期刊上发表系列SCI论文（其中，以第一作者发表一区SCI论文40余篇，影响因子>7的3篇、平均>3.5；总他引>千次，单篇最高他引168次）；以第一发明人申请发明专利28项（已授权18项）；在军事民用领域主持多项国家级项目，总经费>千万元。本项目成功研制出军用柔性压力传感器并解决了某国防科技难题，第一完成人入选国防科技卓越青年科学基金人才计划，从而为进一步完善压力测量系统、拓展其在国防领域的应用提供了良好平台。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王璐珩 教授 中南大学 中南大学 王璐珩多年来一直从事本项目的研究工作，所得到的原创性成果即为本推荐书所总结的三项重要科学发现，王璐珩为全部代表性论文的第一作者且通信作者，同时也是全部代表性发明专利的第一发明人。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Influence of carbon black concentration on piezoresistivity for carbon-black-filled silicone rubber composite/CARBON/Wang, Luheng;Ding, Tianhuai;Wang, Peng. 2 Effects of conductive phase content on critical pressure of carbon black filled silicone rubber composite/SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL/Wang, Luheng; Ding, Tianhuai; Wang, Peng 3 Thin Flexible Pressure Sensor Array Based on Carbon Black/Silicone Rubber Nanocomposite/IEEE SENSORS JOURNAL/Wang, Luheng; Ding, Tianhuai; Wang, Peng 4 A Review for Conductive Polymer Piezoresistive Composites and a Development of a Compliant Pressure Transducer/IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT/Wang, Luheng;Li, Yanling 5 Piezoresistive effect of carbon nanotube silicone-matrix composite/CARBON/Wang, Luheng; Cheng, Lihua. 6 Relation between repeated uniaxial compressive pressure and electrical resistance of carbon nanotube filled silicone rubber composite/COMPOSITES PART A-APPLIED SCIENCE AND MANUFACTURING/Wang, Luheng;Wang, Xueting;Li, Yanling 7 Study on compressive resistance creep and recovery of flexible pressure sensitive material based on carbon black filled silicone rubber composite/SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL/Wang, Luheng; Ma, Fangfang; Shi, Qianshu; Liu Huanghai; Wang, Xueting. 8 Variations in the capacitance and dielectric constant of multi-wall carbon nanotube filled silicone rubber composite during compressive creep/COMPOSITES SCIENCE AND TECHNOLOGY/Wang, Luheng.	自然奖	王璐珩	中南大学	中南大学
258	1719-104	面向复杂生物网络知识挖掘的基础理论与方法 项目名称 面向复杂生物网络知识挖掘的基础理论与方法 推荐/提名单位/人 中南大学 主要完成单位 中南大学 项目简介 生命系统各组成元件间通过协同合作共同行使功能，由基因、RNA、蛋白质等生命系统组成元件及其相互作用构成的复杂生物网络蕴含着探索生命机制和规律的重要信息。特别是随着高通量技术的迅猛发展，复杂生物网络数据不断累积，如何有效挖掘复杂生物网络知识至关重要，是人类从网络水平深入理解分子组成原理和揭示生物功能的重要基础，是复杂疾病致病机理研究的重要手段。本项目围绕动态网络构建、关键蛋白质识别、蛋白质复合体挖掘及生物实体关系发现开展了系统的研究，取得的主要科学发现如下：1. 动态网络构建：首次提出了基于3-sigma法则的动态蛋白质网络构建方法，该方法充分利用了每个基因表达量的特异性及表达分布的统计特性，能够识别在整个细胞周期内表达水平低但变化较大的活性蛋白质，建立了具有时空特性的蛋白质交互网络，为蛋白质组学研究提供了一个高质量的框架。2. 关键蛋白质识别：通过分析蛋白质的关键性与蛋白质同源信息等多元生物信息的复杂关联关系，提出了基于多元生物信息融合的关键蛋白质识别方法，有效提高了关键蛋白质识别的正确率，为生物学家进行相关蛋白质生物实验提供有价值的参考，能有效降低生物实验的成本。3. 蛋白质复合体挖掘：提出了基于核心-附件结构以及蛋白质网络全局信息的复合体识别方法，提高了蛋白质复合体识别的准确率；针对蛋白质网络的高噪声问题，提出了基于不确定图模型的复合体识别方法，有效降低了噪声的影响，能在高噪声情况下有效识别蛋白质复合体，为蛋白质功能研究、疾病相关模块识别等提供了有效方法。4. 生物实体关系发现：通过分析异质性生物实体之间复杂的关联关系，提出了面向异构网络的基于多相似性集成的关系发现方法，并成功应用于lncRNA-疾病和药物-疾病等生物实体关系发现，为生物实验提供了高可信的生物实体关系。项目遴选的8篇代表性论文SCI总引用418次，其中，SCI他引268次，ESI Top1%高被引论文2篇。研究成果得到了国内外学者的高度评价和广泛应用，例如，发表在Physics Reports（IF:20.099）2016年和2018的综述论文都对本项目提出的关键蛋白质识别方法进行了大篇幅描述；美国物理学会院士，匈牙利科学院院士Albert-Laszlo Barabasi教授等利用本项目构建的动态蛋白质网络DPIN作为研究时序网络的来源，取得的研究成果发表在了国际顶级期刊 Science（IF:37.205）上；英国医学研究理事会，分子生物实验室Melina Schuh教授等利用本项目研发的复合体挖掘平台ClusterViz对哺乳动物卵母细胞减数分裂过程中的关键基因进行研究，取得的研究成果发表在了国际顶级期刊 Nature（IF:40.137）上。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王建新 教授 中南大学 中南大学 对项目科学发现1、2、3和4都做出了重要贡献，提出了基于3sigma法则的动态蛋白质网络构建方法；提出了基于多元生物信息融合的关键蛋白质识别方法；提出了基于核心-附件结构以及蛋白质网络全局信息的蛋白质复合体挖掘方法；提出了基于不确定图模型的蛋白质复合体识别方法；提出了面向生物实体的lncRNA-疾病关系预测方法和基于集成的相似性度量和双向随机游走的药物重定位方法。相关工作量占本人工作量的70%，是代表性论文1-8的主要作者。 2 李敏 教授 中南大学 中南大学 对项目科学发现1、2、3和4都做出了重要贡献，提出了基于3sigma法则的动态蛋白质网络构建方法；提出了基于多元生物信息融合的关键蛋白质识别方法；提出了基于不确定图模型的蛋白质复合体识别方法；提出了面向生物实体的lncRNA-疾病关系预测方法和基于集成的相似性度量和双向随机游走的药物重定位方法。相关工作量占本人工作量的60%，是代表性论文1-3，6-8的主要作者。 3 彭玮 教授 昆明理工大学 中南大学 对项目科学发现2和3都做出了重要贡献，提出了基于核心-附件结构以及蛋白质网络全局信息的蛋白质复合体挖掘方法；提出了基于多元生物信息融合的关键蛋白质识别方法。相关工作量占本人工作量的50%，是代表性论文4-5的主要作者。 4 彭小清 讲师 中南大学 中南大学 对项目科学发现1做出了重要贡献，提出了基于3-sigma法则的动态蛋白质网络构建方法。相关工作量占本人工作量的40%。是代表性论文1主要作者。论文发表在蛋白质组学领域的国际权威期刊Proteomics上。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Construction and application of dynamic protein interaction network based on time course gene expression data/Proteomics/Jianxin Wang, Xiaoqing Peng, Min Li, Yi Pan 2 Iteration method for predicting essential proteins based on orthology and protein-protein interaction networks/BMC Systems Biology/Wei Peng, Jianxin Wang, Weiping Wang, Qin Liu, Fang-xiang Wu and Yi Pan 3 CytoNCA: a cytoscape plugin for centrality analysis and evaluation of biological networks/BioSystems/Yu Tang, Min Li, Jianxin Wang, Yi Pan, Fang-Xiang Wu 4 ClusterViz: a cytoscape APP for cluster analysis of biological network/IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics/Jianxin Wang,Jiancheng Zhong, Gang Chen, Min Li, Yi Pan 5 Detecting Protein Complexes Based on Uncertain Graph Model/IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics/Bihai Zhao, Jianxin Wang, Mi Li, Fang-Xiang Wu, Yi Pan 6 Identification of protein complexes using weighted PageRank-Nibble algorithm and core-attachment structure/IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics/Wei Peng, Jianxin Wang, Bihai Zhao, and Lusheng Wang 7 LDAP: a web server for lncRNA-disease association prediction/Bioinformatics/Wei Lan, Min Li, Kaijie Zhao, Jin Liu, Fang-Xiang Wu, Yi Pan, Jianxin Wang 8 Drug repositioning based on comprehensive similarity measures and Bi-Random walk algorithm/Bioinformatics/Huimin Luo, Jianxin Wang, Min Li, Junwei Luo, Xiaoqing Peng, Fang-Xiang Wu, Yi Pan	自然奖	王建新,李敏,彭玮,彭小清	中南大学	中南大学
259	1719-105	面向生态环境治理的复杂不确定性决策支持理论与方法 项目名称 面向生态环境治理的复杂不确定性决策支持理论与方法 推荐/提名单位/人 中南大学 主要完成单位 中南大学,湖南商学院,天津大学,湖南大学 项目简介 复杂不确定性广泛存在于自然科学和社会科学的各个领域，是决策领域中的特殊而越来越广泛的决策环境，比如：生态环境治理决策、特大突发事件应急决策、金融风险防范决策等，突出表现为决策偏好复杂不确定性、决策信息复杂不确定性和决策环境复杂不确定性，这给问题的解决带来了新的困难，需要全新的理论与方法支持。为此，项目团队从2005年开始，依托一系列密切相关的国家自然科学基金重点项目和创新群体项目的支持，在复杂不确定性大群体决策、复杂不确定性模糊多准则决策、复杂不确定性风险决策三个领域进行了长期不懈探索和研究，形成了完整的复杂不确定性决策支持理论与方法体系，包括：复杂不确定性大群体决策支持理论与方法、复杂不确定性模糊多准则决策支持方法、复杂不确定性风险决策支持方法，并在生态环境治理中进行了应用，取得一系列原始创新成果，具体如下： 1、针对决策偏好复杂不确定性问题，创新地提出了复杂不确定性大群体决策支持理论和方法体系：包括复杂不确定性大群体决策冲突协调方法、复杂不确定性大群体共识形成方法、复杂不确定性偏好信息大群体偏好集结方法等，解决了决策问题的复杂性与方法通用性之间的矛盾，为复杂不确定性大群体决策支持平台及其应用提供了理论与方法支撑，应用于生态环境评价和决策中。 2、针对决策信息复杂不确定性问题，创新性提出了复杂不确定性模糊多准则决策支持方法：包括一种基于犹豫模糊Hamacher集成算子的犹豫模糊多准则决策支持方法和一类基于概率论具有柔性且权重与特定有序位置相关的直觉三角模糊集成方法，有效解决了决策信息丢失的问题，提高了复杂不确定环境下决策结果的准确性，显著增强了多属性决策方法与复杂不确定生态环境治理实际决策问题的融合，形成了面向生态环境治理的不确定决策支持理论与工具。 3、针对决策环境复杂不确定性问题，创新性提出了复杂不确定性风险决策支持方法：包括提出了低碳经济导向、服务质量牵引、公众监管驱动的生态环境治理长效风险决策支持方法，阐明了生态环境治理同产业发展、企业经营、公众行为之间的深层联系，为长效降低生态环境污染物排放提供了决策支持；创新了生态环境污染物净化机理与风险降解方法，在此基础上开发了一种能够高效降解生态环境污染物的新型复合材料（g-C3N4/MIL-125（Ti）），改进了生态环境污染物降解的光催化过程，为生态环境治理决策者大幅减少当前生态环境污染物提供了决策支持工具。 项目成果发表的相关学术论文中被SCI/SSCI检索71篇，其中8篇代表性论著SCI他引次数415次、他引总次数524次、ESI前1%高引论文4篇，获国家授权发明专利5项。研究成果在长江经济带、湘江流域、长株潭城市群等区域的生态环境治理、两型社会与生态文明建设的众多决策实践中得到广泛应用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈晓红 教授 湖南商学院 中南大学 陈晓红对申报项目的科学发现点一、二、三做出了主要贡献。具体材料见代表论著01-08。 针对生态环境治理决策的复杂性和不确定性问题，系统地提出了复杂不确定性决策支持理论与方法体系，解决了决策问题的复杂性与方法通用性之间的矛盾，指导并应用于生态环境治理决策中，取得了显著的经济和社会效益[附件01-08、26-30]。 2 谭春桥 教授 中南大学 中南大学 谭春桥在该申报项目的科学发现点二中做出了主要贡献。具体材料见代表论著3。 针对生态环境治理中复杂不确定的决策问题，创新地提出了复杂不确定性犹豫模糊多准则决策支持方法：包括一类一般化的犹豫模糊Hamacher集成算子；一类新的更具有普适性和灵活性的犹豫模糊多准则决策方法等，有效解决了由于决策信息丢失导致决策结果失真的问题，显著提高了复杂不确定环境下决策结果的准确性，并成功应用于生态环境治理评价和决策中[附件03]。 3 任胜钢 教授 中南大学 中南大学 任胜钢在该申报项目的科学发现点三中做出了主要贡献。具体材料见代表论著6、7。 依据复杂不确定性生态环境问题决策分析，分析了中国贸易顺差的增长与CO2排放量快速增长关系， 以及工业部门的人均收入和二氧化碳排放关系之间的关系。提出了加强出口产品结构调整，完善贸易增长方式，调整外商投资构成，确保利用外商直接投资设立的行业具有环境可持续性，以及加强国际合作，充分利用市场机制，发展碳交易和碳汇经济等有效减少我国国际贸易过程中碳排放的政策建议，为制定有助于中国形成国际贸易和引进环境友好型外商投资的政策决策提供了理论依据[附件06-07]。 4 李大元 教授 中南大学 中南大学 李大元在该申报项目的科学发现点三中做出了主要贡献。具体材料见代表论著8。 公众积极参与监管是实现生态环境有效治理，全面提升生态环境质量的关键途径。探明了公众监督对企业绿色创新和环保信息披露的作用机制。公众监督将增加企业对外公布其环保信息的压力，迫使企业对外披露其环保信息和环境活动，也可以促进企业内部的绿色创新，而不论是对外披露企业环保信息还是内部进行绿色创新都有利于改善企业运营与生态环境的关系。因而公众环保意识的提升及积极参与生态保护的监督行为将成为长期有效风险决策的生态治理驱动力，为打破生态环境治理的复杂不确定性环境指明了决策方向[附件08]。 5 刘炳胜 教授 天津大学 天津大学 刘炳胜在该申报项目的科学发现点一中做出了主要贡献。具体材料见代表论著2。 大群体多属性决策问题的复杂性主要表现为决策专家和决策属性两个维度的复杂性。针对决策专家的复杂性，给出一种聚类算法。该算法首先根据先验知识将决策专家划分为若干利益群体，然后利用决策专家自身给出的决策信息对各个利益群体的成员进行局部调整。该算法保证了最终划分出的任意一个专家团体具有较强的同质性。基于该聚类算法，给出一种专家定权算法。针对决策属性的复杂性，给出一种新的属性降维、独立化算法。该算法的提出使得将基于独立化公理的传统信息集成技术应用于复杂大群体决策问题成为可能[附件02]。 6 袁兴中 教授 湖南大学 湖南大学 袁兴中对该申报项目的科学发现点三做出了贡献，具体材料见代表性论文5。 创新了生态环境污染物净化机理与降解方法，开发了一种能够高效降解生态环境污染物的新型复合材料（g-C3N4/MIL-125（Ti）），改进了生态环境污染物降解的光催化过程，有效提升了g-C3N4电子空穴分离速率，显著提高了环境污染物的降解效率，进而为生态环境治理决策者大幅减少当前生态环境污染物提供了先进技术支撑[附件05、22-24]。 7 王坚强 教授 中南大学 中南大学 王坚强在该申报项目的科学发现点二中做出了主要贡献。具体材料见代表论著4。 针对生态环境治理中复杂不确定的决策问题，创新地提出了复杂不确定性直觉模糊多准则决策支持方法，包括提出一种具有柔性且权重与特定有序位置相关的直觉三角模糊集成算子；提出一类基于直觉三角模糊集成算子的PCBA故障树分析决策方法，提出一类基于概率论的具有柔性权重与特定有序位置相关的直觉三角模糊决策支持方法等，增强了多属性决策方法与复杂不确定生态环境治理实际决策问题的融合，形成了面向生态环境治理的不确定决策支持理论与工具。应用于生态环境评价和决策中[附件04]。 8 徐选华 教授 中南大学 中南大学 徐选华对该申报项目的科学发现点一做出了主要贡献。具体材料见代表论著1。 针对复杂不确定性决策偏好，创新地提出了复杂不确定性大群体决策支持理论和方法体系：包括复杂不确定性大群体决策冲突协调方法、复杂不确定性大群体共识形成方法、复杂不确定性偏好信息大群体偏好集结方法等，解决了决策问题的复杂性与方法通用性之间的矛盾，为复杂不确定性大群体决策支持平台及其应用提供了理论与方法支撑，应用于生态环境评价和决策中[附件01、24]。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The effects of urbanization, consumption ratio and consumption structure on residential indirect CO2 emissions in China: A regional comparative analysis / Applied Energy / Baolong Yuan, Shenggang Ren, Xiaohong Chen 2 Environmental legitimacy, green innovation, and corporate carbon disclosure: evidence from CDP China 100/ Journal of Business Ethics/ Dayuan Li, Min Huang, Shenggang Ren, Xiaohong Chen, Lutao Ning 3 Synthesis and applications of novel graphitic carbon nitride/metal？organic frameworks mesoporous photocatalyst for dyes removal/ Applied Catalysis B: Environmental/ Hou Wang, Xingzhong Yuan, Yan Wu, Guangming Zeng, Xiaohong Chen, Lijian Leng, Hui Li 4 International trade, FDI (foreign direct investment) and embodied CO2 emissions: A case study of Chinas industrial sectors/ China Economic Review/ Shenggang Ren, Baolong Yuan, Xie Ma, Xiaohong Chen 5 An interval-valued intuitionistic fuzzy principal component analysis model-based method for complex multi-attribute large-group decision-making/ European Journal of Operational Research/ Bingsheng Liu, Yinghua Shen, Wei Zhang, Xiaohong Chen, Xueqing Wang 6 Hesitant fuzzy Hamacher aggregation operators for multicriteria decision making/ Applied Soft Computing/ Chunqiao Tan, Wentao Yi, and Xiaohong Chen 7 New operators on triangular intuitionistic fuzzy numbers and their applications in system fault analysis/ Information Sciences / Jianqiang Wang, Rongrong Nie, Hongyu Zhang, Xiaohong Chen 8 Consensus model for multi-criteria large-group emergency decision making considering non-cooperative behaviors and minority opinions/Decision Support Systems/Xuanhua Xu, Zhijiao Du, Xiaohong Chen	自然奖	陈晓红,谭春桥,任胜钢,李大元,刘炳胜,袁兴中,王坚强,徐选华	中南大学,湖南商学院,天津大学,湖南大学	中南大学
260	1719-106	基于解理面反应性调控的矿物选择性分选原理 项目名称 基于解理面反应性调控的矿物选择性分选原理 推荐/提名单位/人 中南大学 主要完成单位 中南大学 项目简介 锡石、镍钼矿、钒矿等矿物资源是我国战略矿产资源，其高效分选利用关系国家经济和国防安全。矿物资源分选利用最主要方法是浮选。但是，由于元素的地球化学亲和性原因，在矿石中这些战略矿物常与性质相近的脉石矿物共生，导致浮选药剂与上述矿物的作用选择性差。传统浮选理论具有局限性，这些战略矿物资源的浮选分离是本领域公认的世界性难题。 解理面是矿物在碎磨过程中产生的晶面，其作用贯穿矿物分选全过程。项目以矿物解理面反应性解析与调控为核心，创建了矿物解理面反应性的表面断裂键解析新体系，建立了基于矿物解理面反应性调控的浮选剂组装新模型，提出了调控矿物解理面暴露程度强化浮选的新方法，建立了基于解理面反应性调控的矿物选择性分选原理，发明了适应我国战略矿物资源特点的浮选新药剂和新技术，实现了战略矿物资源的高效清洁利用。 主要科学发现有：1）建立了表面断裂键密度Db的计算公式和计算准则，准确预测矿物晶面的表面能、润湿性、吸附性等，创建了矿物解理面反应性的表面断裂键解析新体系；2）首次采用实验手段测得了矿物解理面与浮选剂的作用力，发现作用力取决于解理面吸附位点的反应活性，作用选择性取决于位点的分布特征及药剂活性原子的空间匹配，建立了基于矿物解理面反应性调控的浮选剂组装新模型；3）首次发现矿物解理面的电性决定矿物颗粒的电性，首次揭示了矿物颗粒解理面暴露程度与形状指数的关联机制，发明了通过磨矿介质调控矿物颗粒解理面暴露程度和电性的新方法。理论支撑形成的解理面调控与矿物分选强化技术，可解决硫化矿、氧化矿和硅酸盐类等不同矿种的高效浮选分离难题，首次实现了镍钼、钒矿物资源的浮选高效清洁利用，并显著降低了含钙矿物、锡石等的生产成本和能耗，大幅提高了这些战略矿物资源的利用率和保障年限。 西班牙科学院Longo院士评价：表面断裂键密度Db方法体现出特定的理论价值，是开展表面研究的一种快速方法。美国Miller院士评价：Db法可解释表面化学实验结果，预测潜在的高活性浮选捕收剂。希腊科学院Matziaris院士评价：为表面化学与润湿性的直接关联提供了证据，为调控润湿性各向异性提供了有价值的理论方向。法国科学院Fillipov院士评价：发现药剂不同形式、吸附位点断裂键密度及解理面结构差异性是控制药剂吸附的关键因素。 发表SCI论文85篇，其中ESI高被引论文3篇，8篇代表性论文SCI他引214次；授权国家发明专利47项。主办第一届中国矿物加工大会，连续主办三届中国国际矿物加工青年学者论坛。3人次受邀担任《Minerals》等学科权威期刊的（顾问）编委，7人次受邀担任《Frontiers in Chemistry》等权威期刊的客座编辑。1人入选教育部长江学者，2人入选中国科协青年人才托举工程，1人获国际矿物工程青年科学家奖（亚洲首位），1人获国际矿物加工大会优秀青年作者奖。中南大学矿业工程学科在2018年软科世界一流学科排名中居全球第二位。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 孙伟 教授 中南大学 中南大学 负责项目总体方案设计和实施，对矿物解理面反应性的表面断裂键解析、矿物解理面反应性调控的浮选剂组装新模型、调控矿物解理面暴露程度强化浮选新思想等三个科学发现点都有创新性贡献，是代表性论文2、6、7、8的通讯作者。 2 高志勇 副教授 中南大学 中南大学 与孙伟教授共同负责项目总体方案设计和实施，对矿物解理面反应性的表面断裂键解析、矿物解理面反应性调控的浮选剂组装新模型、调控矿物解理面暴露程度强化浮选新思想等三个科学发现点都有创新性贡献，是代表性论文1、3的第一作者，代表性论文2、4、5的通讯作者。 3 王丽 副教授 中南大学 中南大学 对科学发现点2有重要贡献，开发了一系列新型高效组合捕收剂，应用在云母、萤石等矿物的浮选分离中，大大提高了这类型矿物的浮选效率，是代表性论文6的第一作者。 4 韩海生 副教授 中南大学 中南大学 对科学发现点3有重要贡献，在白钨矿表面电性及磨矿方面开展了研究，工业应用显著提高了浮选指标，是代表性论文8的第一作者。 5 陈攀 副教授 中南大学 中南大学 对科学发现点2有重要贡献，在铝土矿和萤石矿物浮选的药剂及工艺方面做了大量工作，是代表性论文8的合作者。 6 刘润清 副教授 中南大学 中南大学 对科学发现点2有重要贡献，在铜镍钼矿浮选药剂及工艺方面做了大量研究，是代表性论文8的合作者。 7 岳彤 其他 中南大学 中南大学 对科学发现点3有重要贡献，在白钨矿、氧化铅锌矿浮选药剂及工艺方面做了研究，是代表性论文8的合作者。 8 刘晓文 副教授 中南大学 中南大学 对科学发现点1有重要贡献，在矿物表面断裂键及反应性解析方面做了研究，是代表性论文2的合作者。 9 曹学锋 副教授 中南大学 中南大学 对科学发现点2有重要贡献，在铝土矿、白钨矿浮选药剂方面做了研究，是代表性论文4的合作者。 10 孟祥松 其他 中南大学 中南大学 对科学发现点3有重要贡献，在氧化铅锌矿等浮选分离方面做了研究，是代表性论文8的合作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Fatty acid flotation versus BHA flotation of tungsten minerals and their performance in flotation practice/ International Journal of Mineral Processing/ Han Haisheng; Hu Yuehua; Sun Wei*; Li Xiaodong; Cao Chonggao; Liu Runqing; Yue Tong; Meng Xiangsong; Guo Yanzhe; Gao Zhiyong; Chen Pan; Huang Weisheng; Liu Jie; Xie Jiawen; Chen Yulin 2 Selective flotation of scheelite from calcite and fluorite using a collector mixture/ Minerals Engineering/ Gao Zhiyong*; Bai Ding; Sun Wei; Cao Xuefeng; Hu Yuehua* 3 Selective flotation of scheelite from calcite: A novel reagent scheme/ International Journal of Mineral Processing/ Gao Yuesheng; Gao Zhiyong*; Sun Wei; Hu Yuehua* 4 Adsorption mechanism of mixed anionic/cationic collectors in Muscovite–Quartz flotation system/ Minerals Engineering/ Wang Li; Sun Wei*; Hu Yue-Hua; Xu LongHua 5 QSAR analysis of selectivity in flotation of chalcopyrite from pyrite for xanthate derivatives: Xanthogen formates and thionocarbamates/ Minerals Engineering/ Fan Yang; Wei Sun*; Yuehua Hu 6 Anisotropic surface energies and adsorption behaviors of scheelite crystal/ Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects/ Hu Yuehua; Gao Zhiyong*; Sun Wei*; Liu Xiaowen 7 Surface charge anisotropy of scheelite crystals/ Langmuir/ Gao Zhiyong; Hu Yuehua*; Sun Wei; Jaroslaw W. Drelich* 8 Mineral cleavage nature and surface energy: Anisotropic surface broken bonds consideration/Transactions of Nonferrous Metals Society of China/ Gao Zhiyong, Sun Wei, Hu Yuehua	自然奖	孙伟,高志勇,王丽,韩海生,陈攀,刘润清,岳彤,刘晓文,曹学锋,孟祥松	中南大学	中南大学
261	1724-101	中药药性与药效的超分子科学内涵研究 项目名称 中药药性与药效的超分子科学内涵研究 推荐/提名单位/人 湖南省教育厅 主要完成单位 湖南中医药大学 项目简介 一、成果所属学科领域：本成果跨中医药学和化学两学科，主要内容包括中药药性与药效的超分子化学诠释和验证研究，为阐明中医药原创理论的现代科学内涵、调控机制和作用模式奠定了基础。二、主要创新内容、特点及推广应用情况（一）创新内容与特点：本成果针对长期困绕中医药工作者的“三个重大前沿科学问题”，创建了中医药基础理论中的超分子诠释理论，阐明人体微观的超分子“印迹模板”物质运行规律，建立了中药药性与药效的超分子化学诠释和实验验证的理论、方法与技术体系，推进中医药原创理论现代化。（1）创立了能适宜中医药原创理论现代科学内涵诠释的“超分子化学”理论，阐明了中药作用的本质规律和现代科学研究的理论、方法和技术体系：循生物进化轨迹，置中药与人体于生物界，可知它们都是一个多级生物巨复超分子体，在由主客体逐级构成人体有序的超分子体过程中，主体必保留“印迹模板”孔穴通道与外界客体发生化学信息联系，由此形成了经络脏腑的微观物质基础。当中药客体进入人体主体内，在心脏搏血的推动下，溶于水中的客体与经络脏腑主体的孔穴通道按“印迹模板”产生“气析”作用，体现了自识别、自组织、自组装和自复制的调控机制，由此形成了中药客体（药素）及其配伍与经络脏腑主体（证素）的“理、法、方、药”的超分子“印迹模板”叠加的作用模式。据此可建立以中医药超分子“印迹模板”为核心的测算技术体系，包括通过物理观察和化学研究，分析结构波谱、拓扑、热力学、动力学等性质，结合药理学、毒理学、免疫指纹图谱等测算技术，构建中医药基础理论现代化研究框架，并运用该理论与技术：（2）创立了中医药药性的超分子理论及测算方法，包括中药归经、四气、五味、毒性的研究方法；（3）创立了中药药效的超分子理论及测算方法，包括成分与靶点“印迹模板”特征分析、谱动学、谱效学与谱效动力学、网络药理学与网络动力学等进行了研究。上述理论与实验研究为中医药原创理论的现代化科学内涵诠释研究奠定了基石，具有重大的原创性学术价值，取得了明显的阶段性成果。（二）推广应用情况：本成果研究前后近十年，完成了国家级项目2项，省部级项目2项，厅级重点1项，厅级优秀青年1项。共发表了论文30篇，总引257次，他引158次，单篇最大他引40次，取得了显著的学术影响；获得省中医药级学会科技成果一等奖1项；获得第三届、第四届全国中医药博士生优秀论文奖2项；获得湖南省第11届研究生创新论坛一等奖2项；产生经济效应6537.8万元，取得了显著的社会和经济效益。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 贺福元 教授 湖南中医药大学 湖南中医药大学 作为项目主持人全面负责本项目的研究工作，在本项目中的工作量占本人工作量的70%，为本项目的所有重要思想的提出者，是重大发现、验证与产业化应用扩广的贡献者，为本项目8篇代表性论文的第一作者或通讯作者。 2 刘文龙 副教授 湖南中医药大学 湖南中医药大学 在本项目研究中的工作量占本人工作量的60%，主要负责运用总量统计矩（相似度）法对不同产地、采收时期的鱼腥草挥发油指纹图谱展开研究，为其主要贡献者之一，为代表性论文1、2、3、6、7、8的作者之一。 3 邓凯文 副高级 湖南中医药大学 湖南中医药大学 在本项目研究中的工作量占本人工作量的50%，主要参与中药药性（归经）的超分子理论与实验研究，创立中药药性与药效的“穴药”研究法，为本项目的主要贡献者之一，为本项目为代表性论文4、5的第一作者。 4 唐宇 中级 湖南中医药大学 湖南中医药大学 在本项目研究中的工作量占本人工作量的20%，为本项目的进一步发展做出了贡献，为本项目代表性论文1、2、3、6、7、8的作者之一。 5 杨岩涛 副教授 湖南中医药大学 湖南中医药大学 在本项目研究中的工作量占本人工作量的50%，为本成果第1、2项主要发现与贡献者之一，为本项目代表性论文7的第一作者，为代表性论文1、2、3、6、8的作者之一。 6 周逸群 讲师 湖南中医药大学 湖南中医药大学 在本项目研究中的工作量占本人工作量的20%，主要参与超分子理论在中药炮制与饮片质量控制中的运用研究，为本项目代表性论文8的第一作者，为代表性论文1、2、3、6、8的作者之一。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 超分子化学对中医药理论的特殊影响/中国中药杂志/贺福元,周逸群,邓凯文,邓俊林,石继连,刘文龙,杨岩涛,唐宇,刘志刚. 2 基于超分子化学的中药药性理论研究方法探讨(1)中药归经/中国中药杂志/贺福元;邓凯文;杨岩涛;周逸群;石继连;刘文龙;唐宇 3 超分子“印迹模板”(药素)特征的中药药理学研究方法探索/中国中药杂志/贺福元;贺红;邓凯文;周逸群;石继连;刘文龙;杨岩涛;唐宇 4 中药归经研究的现状及“穴药”法的提出/中国中药杂志/邓凯文; 贺福元 5 针刺大鼠心经神门与少海对补阳还五汤抗脑缺血作用及成分代谢的影响/中华中医药杂志/邓凯文; 邓俊林; 孙青辉; 贺福元 6 借超分子“印迹模板”的自主作用解开金(山)银花纷争/中国中药杂志/贺福元;贺红;邓凯文;杨岩涛;周逸群;石继连;刘文龙;唐宇 7 从茜草素的超分子印迹作用探讨中药归经体外研究方法/中草药/廖琼;杨岩涛;刘志刚;胡超;唐宇;刘文龙;邓凯文;贺福元 8 中药炮制的超分子化学机制探讨/中国中药杂志/周逸群;陶叶琴;邱云;刘文龙;杨岩涛;石继连;贺福元	自然奖	贺福元,刘文龙,邓凯文,唐宇,杨岩涛,周逸群	湖南中医药大学	湖南省教育厅
262	1736-101	血管因素诱导脑淀粉样病变机制研究 项目名称 血管因素诱导脑淀粉样病变机制研究 推荐/提名单位/人 湖南省教育厅 主要完成单位 长沙医学院,中南大学 项目简介 阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD) 等痴呆性疾病为最常见的老年人群神经退行性疾病。目前AD发病机制仍不清楚。深入探讨AD病因、病理发生机制以及寻找药物靶点以指导AD预防与治疗成为神经科学领域亟待解决的重要课题。本项目在国家自然科学基金、湖南省自然科学基金、湖南省重点建设学科专项计划、湖南省教育厅重点项目、湖南省教育厅优秀青年项目以及长沙市科技局科技计划项目资助下，通过人脑组织结合动物、细胞模型，利用组织学、免疫组织化学以及生化与分子生物学等技术方法，围绕老年性痴呆淀粉样蛋白沉积发生机制进行研究，并据此提出药物干预的可能靶点及途径。课题组通过人脑、老年恒河猴、AD转基因小鼠大脑皮质、海马、嗅球以及脊髓神经病理学和实验病理学探讨，提出了失营养神经突起病变(formation of dystrophic neurites，DN) 伴随β-分泌酶（β-secretase-1, BACE1)上调是中枢神经系统发生局部淀粉样蛋白（β-amyloid, Aβ）沉积的先导因素。课题组通过观察人脑组织淀粉样斑旁血管分布的形态学特点，构建豚鼠大脑微小血管栓塞模型，在一种天然动物模型上验证了脑微小血管栓塞能诱导血管旁神经突起失营养性变并伴随局部淀粉蛋白沉积；通过中国人脑组织及人血管和软膜细胞原代培养技术，验证了脑血管内皮细胞和软膜细胞参与淀粉样蛋白生成，提出血管内皮细胞和血管旁神经末梢突起失营养性病变在脑血管淀粉蛋白沉积过程中具有关键作用，而软膜细胞过度生成淀粉蛋白也参与脑膜淀粉样病变。通过高脂饮食诱导血管病变中长链非编码RNA（lncRNAs）变化，提出该类分子通过调节血管病理生理过程进而影响AD病变。以上研究结果在组织病理、细胞学、及分子水平为AD的血管假说提供了新证据。基于血管损伤与感染及炎症反应存在密切关系，课题组采用大鼠脑内细菌内毒素脂多糖(LPS)微量注射模型，验证炎症诱导脑组织失营养性轴突病变及Aβ过度生成。基于以上研究，课题组提出BACE1抑制可能为减缓AD脑组织失营养性神经突起病变及伴随淀粉蛋白有效靶点。由于微小血管内皮细胞与血管旁神经突起BACE1上调参与脑血管淀粉样病变，以及血管损伤能够诱导脑实质淀粉样变，课题组提出非脑通透性BACE1抑制剂有望减缓中枢神经系统淀粉蛋白病变并避免严重的神经突触毒副作用。该项目研究成果在Lancet Neurology，J Alzheimers Dis，Neuroscience等国际权威杂志上发表SCI收录论文28篇。8篇代表论文影响因子总和25.495，总引用104次，单篇最高引用35次。该项目研究成果有利于认识AD病因和病理发病机制，为寻找AD防治疗手段提供依据。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李建明 教授 长沙医学院 长沙医学院 1.以第一作者在第一篇代表性论文（附件一：代表论文-1）中证实5×FAD小鼠脊髓淀粉蛋白斑病变与轴突病变关系密切；论文选为刊物当期封面文章，获得湖南省第十五届自然科学优秀学术论文二等奖；2.以第一作者在第三篇代表性论文（附件一：代表论文-3）中阐明AD与癌症发病之间存在负相关流行病学现象提示细胞存活/再生动力亢进影响其发生和发展过程；3.以第一作者在第五篇代表性论文（附件一：代表论文-5）中首次在一种天然动物模型上验证了脑微小血管栓塞能诱导阿尔兹海默样神经突起失营养性变并伴局部淀粉蛋白病变。以上工作占本项目本人工作量80%以上。 2 严小新 教授 中南大学 中南大学 1.以并立通讯作者在第一篇代表性论文（附件一：代表论文-1）中证实5×FAD小鼠脊髓淀粉蛋白斑病变与轴突病变关系密切，论文选为刊物当期封面文章，获得湖南省第十五届自然科学优秀学术论文二等奖；2.以通讯作者在第三篇代表性论文（附件一：代表论文-3）中阐明AD与癌症发病之间存在负相关流行病学现象提示细胞存活/再生动力亢进影响其发生和发展过程；3.以通讯作者在第五篇代表性论文（附件一：代表论文-5）中首次在一种天然动物模型上验证了脑微小血管栓塞能诱导阿尔兹海默样神经突起失营养性变并伴局部淀粉蛋白病变。 3 蔡艳 副教授 中南大学 中南大学 以第一作者在第二篇代表性论文（附件一：代表论文-2）中证实在AD小鼠模型和人嗅球存在年龄相关性嗅感觉神经元末梢退行性病变，该变化伴有淀粉蛋白生成相关分子（底物和酶）的过度表达，但不一定出现局部细胞外淀粉蛋白沉积。嗅觉通路第一级突触中继的轴突末梢病变可能与脑老化和神经退行性疾病过程中出现的嗅觉功能丧失存在一定关系。但是，嗅感觉神经轴突病变过表达淀粉样蛋白生成相关分子而不一定引起局部淀粉蛋白沉着的现象提示前者可能直接引起神经末梢变性死亡。实验结果也提示，细胞外淀粉蛋白沉积需要持续时间相当长的Aβ生成性轴突病变过程。 4 罗学港 教授 中南大学 中南大学 以主要作者在论文Amyloid plaque pathogenesis in 5X FAD mouse spinal cord: retrograde transneuronal modulation after peripheral nerve injury. Neurotox Res（附件一：代表论文-1）、AN AGE-RELATED AXON TERMINAL PATHOLOGY AROUND THE FIRST OLFACTORY RELAY THAT INVOLVES AMYLOIDOGENIC PROTEIN OVEREXPRESSION WITHOUT PLAQUE FORMATION,Neuroscience.（附件一：代表论文-2）、 Inverse correlation between Alzheimer’s disease and cancer: Implication for a strong impact of regenerative propensity on neurodegeneration?（附件一：代表论文-3）等7篇代表论文中均做出重要贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Amyloid plaque pathogenesis in 5X FAD mouse spinal cord: retrograde transneuronal modulation after peripheral nerve injury. Neurotox Res. Li JM ，Xue ZQ，Deng SH，Luo XG，Patrylo P R，Rose GW，Cai HB，Cai Y，Yan XX. 2 AN AGE-RELATED AXON TERMINAL PATHOLOGY AROUND THE FIRST OLFACTORY RELAY THAT INVOLVES AMYLOIDOGENIC PROTEIN OVEREXPRESSION WITHOUT PLAQUE FORMATION ，Neuroscience. Cai Y, Xue, ZQ, Zhang XM, Li MB, Wang H, Luo XG, Cai H, Yan XX 3 Inverse correlation between Alzheimer’s disease and cancer: Implication for a strong impact of regenerative propensity on neurodegeneration? BMC Neurology. Li JM ，Liu C，Hu X，Cai Y，Ma C，Luo XG，Yan XX. 4 .Non-neuronal and neuronal BACE1 elevation in association with angiopathic and leptomeningeal β-amyloid deposition in the human brain.BMC Neurol. Zhi-Qin Xue, Zheng-Wen He, Jian-Jun Yu, Yan Cai, Wen-Ying Qiu, Aihua Pan, Wei-Ping Gai, Huaibin Cai, Xue-Gang Luo, Chao Ma, Xiao-Xin Yan 5 Experimental microembolism induces localized neuritic pathology in guinea pig cerebrum. Oncotarget. Li JM , Cai Y, Liu F, Yang L, Hu X, Peter R P, Cai HB, Luo XG, Xiao D，Yan XX. 6 Impact of high fat diet on long non-coding RNAs and messenger RNAs expression in the aortas of ApoE(？/？) mice. Scientific Reports. Bao MH, Luo HQ, Chen LH, Tang L, Ma KF, Xiang J, Dong LP, Zeng J, Li GY & Li JM 7 Lipopolysaccharide induces paired immunoglobulin-like receptor B (PirB) expression, synaptic alteration, and learning-memory deficit in rats.Neuroscience.Deng XH,Li ML, Ai WM,He LX, Lu DH,Patrylo PR, Cai HB, Luo XG, Li ZY, Yan XX 8 beta-Secretase-1 elevation in aged monkey and Alzheimer's disease human cerebral cortex occurs around the vasculature in partnership with multisystem axon terminal pathogenesis and beta-amyloid accumulation. Cai, Y ， Xiong, K ， Zhang, XM ， Cai, HB，Luo, XG ， Feng, JC， Clough, RW，Struble, RG，Patrylo, PR， Chu, YP ， Kordower, JH ， Yan, XX	自然奖	李建明,严小新,蔡艳,罗学港	长沙医学院,中南大学	湖南省教育厅
263	1840-101	新型外场快速响应的钨钼氧化物纳米结构与敏感器件研究 项目名称 新型外场快速响应的钨钼氧化物纳米结构与敏感器件研究 推荐/提名单位/人 中山大学 主要完成单位 中山大学,华中科技大学 项目简介 本项目属于信息科学中的半导体材料与器件领域。金属氧化物半导体材料在气、热、电、光等外场作用下产生的物理化学响应与效应在信息、能源、环境等领域有广泛而重要的应用，例如传感、变色、电容等器件。面向物联、智能时代对实时感知和动态智慧的需求，器件如何从新材料新结构新原理的科学研究出发突破传统方法和技术在快速响应、高效转换、高灵敏度、微型与集成等性能技术上的应用瓶颈，是信息科学研究前沿。本项目以纳米新效应实现超越传统技术瓶颈的思想，研究了钨钼氧化物纳米结构的新颖外场作用响应规律与器件应用的基础问题，发现了超越传统薄膜材料灵敏度、响应时间等性能指标的新特性，揭示了纳米结构在敏感、储能材料与器件应用前景，引领和促进了领域研究前沿发展。主要发现点如下：1.发现了氧化钨纳米线网络结构气敏高灵敏特性和优异选择性，发明了它们的形态、组态、晶态可控制备技术，研制出低功耗自加热气敏器件。氧化钨纳米结构气敏探测研究，报道了当时最高的对NO2探测的灵敏度，引发了广泛研究兴趣，20篇综述引用了研究结果，指出结果展现了氧化钨纳米线网络结构在传感器实际应用的适用性。该研究为大气、能源和工业气体探测等应用需求研制高性能敏感材料和器件提供了新选择。2.发现了氧化钨纳米线超快速气致变色和快速电致着色特性，发明了在玻璃衬底上大面积制备氧化钨纳米线及微纳结构阵列的方法，研制出具毫秒级变色时间的气致变色器件。报道的三氧化钨纳米线薄膜毫秒级气致变色时间，是迄今为止报道的各种材料气致变色的最短时间纪录，为薄膜的千分之一。该研究为解决变色材料与器件超快速响应难题提供了新思路，为节能型建材、智能窗等智慧系统应用需求研制高性能变色材料与器件提供了新方向。3.发展了纳米带网络结构自支撑电极薄膜的新结构和新制备方法，实现了高比电容的自支撑透明MoO3纳米带电极薄膜及高体积电容的MoO3-x/CNT自支撑电极薄膜，研制出高性能柔性固态超级电容器器件。MoO3纳米带电极薄膜获得比电容1198 F/g，是当时报道的MoO3材料体系最高比电容值。工作被ChemistryViews以“Nanopaper for Energy Storage”为标题专题报道。该研究为解决高性能超级电容器提供了新思路，为构建自驱动传感器提供了基础。4.揭示了钨钼氧化物纳米结构快速高灵敏外场响应新机制：发现了氧化钨纳米结构的氢原子注入行为规律和自加热效应，建立了氧化钼纳米表面氢注入微观物理图像，提出了结构水与氧空位共存的气致变色模型、阳离子极化子光吸收的电致变色模型。结构水气致变色模型被作为公认模型，表面氢化作为普适机制被同行应用。该研究为促进纳米敏感材料与器件发展提供了科学基础。项目八篇代表论文总影响因子为56.8、被谷歌正面他引881篇次（SCI他引612次）、单篇最高谷歌他引409篇次（SCI他引266次）、2篇入选ESI高被引论文，引用论文的期刊170余种、综述文章48篇。获授权发明专利3项。完成人中2人获国家杰青、2人获国家优青资助。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 邓少芝 教授 中山大学 中山大学 项目工作的主要提出者和组织者，设计与指导项目的主要研究工作，是论文重要思想的主要提出者，是项目学术成果8篇代表论文中6篇论文作者，其中是第3、4、5篇论文的通讯作者，是项目技术成果3项专利的发明人，是成果相关的6项国家计划和基金项目中3项的主持人、1项的学术骨干，对科学发现一、二、四做出贡献。 2 周军 教授 华中科技大学 华中科技大学 项目发现点一研究工作实施者、发现点三的提出者和工作组织者。具体地，实施钨钼氧化物纳米结构制备和特性研究，提出并组织实施氧化钨钼纳米结构在储能器件应用的研究并设计和指导研究工作，是代表作6、7的通讯作者，是代表作1、4、5的作者，是成果相关的6项国家计划和基金项目中1项的主持人，对科学发现一、三做出贡献。 3 陈焕君 教授 中山大学 中山大学 实施氧化钨纳米结构气致变色和电致变色特性及机制、器件探索研究，是第4、5篇代表论文的第一作者，对科学发现二、四做出贡献。 4 朱联烽 工程师 深圳市戴维莱传感技术开发有限公司 中山大学 实施氧化钨纳米结构氢气敏感特性及其器件研究，是第2篇代表论文的第一作者，对科学发现一做出贡献。 5 罗坚义 副教授 五邑大学 中山大学 实施氧化钨纳米结构气致变色特性及机制研究，是第8篇代表论文的第一作者，对科学发现四做出贡献。 6 池凌飞 讲师 汕头大学 中山大学 实施氧化钨纳米结构制备方法研究，是第3篇代表论文的第一作者，对科学发现一做出贡献。 7 佘峻聪 教授 中山大学 中山大学 参加设计与指导研究生开展氧化钨纳米结构气体传感器件研究，是第2、3和5篇代表论文的作者（其中在第2篇代表论文中是第二作者），是1项专利发明人，主要对科学发现一做出贡献。 8 陈军 教授 中山大学 中山大学 参加本项目实施工作，指导研究生开展氧化钨纳米结构制备技术，是第2、3、4和5篇代表论文的作者，是3项专利发明人（其中1项发明专利第一完成人），主要对科学发现二做出贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Ultrasensitive and Highly Selective Gas Sensors Using Three-dimensional Tungsten Oxide Nanowire Networks, Applied Physics Letters, A Ponzoni*, E Comini, G Sberveglieri, J Zhou, S Z Deng, N S Xu*, Y Ding, and Z L Wang* 2 Self-Heated Hydrogen Gas Sensors Based on Pt-Coated W18O49 Nanowire Networks with High Sensitivity, Good Selectivity and Low Power Consumption, Sensors and Actuators B-Chemical, L F Zhu, J C She, J Y Luo, S Z Deng, Jun Chen, X W Ji, and N S Xu* 3 An Approach for Synthesizing Various Types of Tungsten Oxide Nanostructure, Nanotechnology, L F Chi, N S Xu, S Z Deng*, Jun Chen and J C She 4 Gasochromic Effect and Relative Mechanism of WO3 Nanowire Films, Nanotechnology, H J Chen, N S Xu*, S Z Deng*, D Y Lu, Z L Li, Jun Zhou, and Jun Chen 5 Electrochromic Properties of WO3 Nanowire Films and Mechanism Responsible for the Near Infrared Absorption, Journal of Applied Physics, H J Chen, N S Xu*, S Z Deng*, Jun Zhou, Z L Li, Hao Ren, Jun Chen, and J C She 6 Freestanding MoO3-x nanobelt/carbon nanotube films for Li-ion intercalation pseudocapacitors, Nano Energy, X. Xiao, Z. H. Peng, C. Chen, C. F. Zhang, M. Beidaghi, Z. H. Yang, N. Wu, Y. H. Huang, L. Miao, Y. Gogotsi and J. Zhou*（ESI高被引论文） 7 Evidence of Localized Water Molecules and Their Role in the Gasochromic Effect of WO3 Nanowire Films, Journal of Physical Chemistry C, J Y Luo, S Z Deng, Y T Tao, F L Zhao, L F Zhu, Li Gong, Jian Chen, and N S Xu* 8 Flexible Transparent Molybdenum Trioxide Nanopaper for Energy Storage, Advanced Materials, B. Yao, L. Huang, J. Zhang, X. Gao, J. B. Wu, Y. L. Cheng, X. Xiao, B. Wang, Y. Li*, J. Zhou？ （ESI高被引论文）	自然奖	邓少芝,周军,陈焕君,朱联烽,罗坚义,池凌飞,佘峻聪,陈军	中山大学,华中科技大学	中山大学
264	1840-102	天然大分子改性与其功能化 项目名称 天然大分子改性与其功能化 推荐/提名单位/人 中山大学 主要完成单位 中山大学 项目简介 该项目属于天然高分子化学与材料化学的交叉研究领域。 天然大分子源于植物、动物、微生物及众多农产品，是地球上取之不尽、用之不竭的可再生资源。不仅如此，一些天然大分子具有多种结构和功能基团，易于化学和物理改性，同时具有生物可降解性、生物相容性和安全性等特点。如何利用天然大分子及其衍生物设计制备结构和功能新材料，正日益成为天然高分子化学和材料化学研究领域的重要课题。 本项目的主要成果如下：⑴利用天然大分子制备水凝胶功能材料。证实壳聚糖等天然大分子可调控多羟基硅氧烷类前驱体水解缩合反应，由此发展了基于溶胶-凝胶技术制备的绿色工艺新方法，揭示了所得水凝胶基质在生物传感、药物控释等方面的应用前景；发展了环糊精主客体包合作用制备超分子水凝胶的途径和方法，证实以具有自聚集和包合特性的聚合物为客体分子可促使体系在室温下快速水凝胶化；制备了基于酪蛋白、腐植酸等天然大分子的环境敏感型水凝胶，揭示了将所得凝胶材料用于药物控释、印染废水处理等方面的条件和可能性。⑵利用天然大分子制备纳米胶束或聚电解质功能材料。合成了基于海藻酸等天然大分子的若干系列新型接枝或嵌段聚合物，发现这些产物通过分子结构剪裁可在其水溶液中实现疏水缔合胶束化和环境敏感胶束化, 同时发现所形成的纳米胶束对抗炎药物茚甲新等方面很好的包埋和控制释放功效；融合聚酰胺-胺树枝状分子、树状聚赖氨酸等的结构特点，设计制备出基于环糊精、壳聚糖的新型多糖衍生物，探讨了有关药物释放行为及其与基因共传递的可能性。⑶利用天然大分子制备杂化磁性功能材料。探索了利用羧甲基化壳聚糖等天然大分子制备磁性杂化功能材料的途径和方法，发现经其表面修饰后的磁性纳米粒子既具有优良的分散稳定和生物相容性又能通过共价偶联对木瓜蛋白酶一类生物活性分子进行有效固定，还发现通过磁性纳米粒子在羧甲基壳聚糖大分子交联网络结构中的原位生成可实现该类杂化材料对蛋白质类大分子的有效分离。⑷利用天然大分子制备纳米电纺纤维膜。制备了玉米蛋白/胶原蛋白纳米电纺纤维膜，该类电纺膜的纤维直径、表面润湿性、力学性能、降解速率以及细胞对膜的粘附性可通过两者用量比进行调控，玉米蛋白的加入有助于改善胶原蛋白的可电纺性和纤维的力学性能，而胶原蛋白则有助于改善电纺膜的亲水性、可降解性及细胞对膜的粘附性；电纺时加入药物可使所得纤维膜具有抗菌活性。 该项目8篇代表作SCI他引748次；论文被Chemical Reviews、 Chemical Society Reviews、Progress in Polymer Science、Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials、ACS Nano等SCI刊物正面他引。有关功能材料制备和应用技术已获授权中国发明专利17件。此外，该项目完成人数次作了学术会议分会/邀请报告。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张黎明 教授 中山大学 中山大学 本项目负责人对全部发现点均有创造性贡献，提出了天然大分子改性及其功能化，是代表性论文1、2、3、7和8的通讯作者，是代表性论文4、5和6篇的共同作者。 2 杨立群 副教授 中山大学 中山大学 本项目主要参加人，对创新点“利用天然大分子制备纳米胶束或聚电解质功能材料”做出贡献，承担天然大分子的两亲化研究，是代表性论文5和6的通讯作者和第一作者。 3 易菊珍 副教授 中山大学 中山大学 本项目主要参加人，对创新点“利用天然大分子制备水凝胶功能材料”做出贡献，承担天然大分子的水凝胶化研究，是代表性论文4的通讯作者和第一作者。 4 梁媛媛 副教授 杭州师范大学 中山大学 本项目主要参加人，对创新点“利用天然大分子制备杂化磁性功能材料”做出贡献，承担天然大分子的杂化磁性化研究，是代表性论文7的第一作者。 5 宋飞 教授 四川大学 中山大学 本项目主要参加人，对创新点“利用天然大分子制备水凝胶功能材料”做出贡献，承担天然大分子的水凝胶化研究，是代表性论文3的第一作者。 6 林坚涛 副研究员 广州医科大学 中山大学 本项目主要参加人，对创新点“利用天然大分子制备纳米电纺纤维膜”做出贡献，承担天然大分子的纳米电纺纤维膜研究，是代表性论文8的第一作者。 7 王冠海 副教授 广东医科大学 中山大学 本项目主要参加人，对创新点“利用天然大分子制备水凝胶功能材料”做出贡献，承担天然大分子的水凝胶化研究，是代表性论文1的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Bioconjugation of papain on superparamagnetic nanoparticles decorated with carboxymethylated chitosan / Biomacromolecules / Liang YY(梁媛媛)，Zhang LM (张黎明) 2 Co-electrospun nanofibrous membranes of collagen and zein for wound healing / ACS Applied Materials and Interfaces / Lin JT(林坚涛), Li CH, Zhao Y, Hu JC, Zhang LM (张黎明) 3 Using novel polysaccharide-silica hybrid material to construct amperometric biosensor for hydrogen peroxide / The Journal of Physical Chemistry B / Wang GH(王冠海), Zhang LM (张黎明) 4 Bioactive supramolecular hydrogel with controlled dual drug release characteristics / Biomacromolecules / Ma D (马栋), Tu K, Zhang LM (张黎明) 5 Amphiphilic cholesteryl grafted sodium alginate derivative: Synthesis and self-assembly in aqueous solution /Carbohydrate Polymers / Yang LQ(杨立群), Zhang BF, Wen L, Liang Q, Zhang LM (张黎明) 6 Genipin-crosslinked casein hydrogels for controlled drug delivery / International Journal of Pharmaceutics / Song F (宋飞), Zhang LM (张黎明), Yang C, Yan L 7 Chemical structural and chain conformational characterization of some bioactive polysaccharides isolated from natural sources/ Carbohydrate Polymers / Yang LQ (杨立群), Zhang LM (张黎明) 8 Removal of methylene blue dye from aqueous solution by adsorption onto sodium humate/polyacrylamide/clay hybrid hydrogels / Bioresource Technology / Yi JZ (易菊珍), Zhang LM (张黎明)	自然奖	张黎明,杨立群,易菊珍,梁媛媛,宋飞,林坚涛,王冠海	中山大学	中山大学
265	1840-104	生物种群第三代模型及世纪更替率公式、TFR密钥的推导及创立 项目名称 生物种群第三代模型及世纪更替率公式、TFR密钥的推导及创立 推荐/提名单位/人 中山大学 主要完成单位 中山大学 项目简介 属于生态学中种群、群落、数量、人类、森林、农业、人口等生态学学科，兼有计划生育学、人口学、人口资源环境经济学、生态工程与规划学等交叉应用领域。成果主要属于种群生态学数量增长及预测、模拟、分析、评估的升级换代的动、静态数量模型。 TFR种群内生变量模型拨开人口迷雾，适用于所有生物种群（从一夫一妻制的人类，到一夫多妻的猴群，到一妻多夫的蜂群、蚁群）。为人类在种群数量达到一定规模之后，实现唯一的千秋万代持续发展，奠定了理论基础。具有无可替代的、原创的、全人类级别的重大学术意义。 生物种群增长、预测、模拟的第1代模型是趋势外推的无限制增长指数模型（马尔萨斯模型），既无内生变量生育率参数，也无外生变量环境容量约束。只有种群数目P的离差平方和的最小二乘法的趋势，使用范围广泛但漏洞百出（论文1、4）： P(t)=P0 ？ ert 生物种群增长、预测、模拟的第2代模型是逻辑斯谛(logistic)方程。同样属于指数模型，增加了（外生）环境容量K约束，当种群数量N接近K时，增长速度放缓，相等时停止增长（论文5）。缺乏内生变量的考量，加上外生变量复杂性，使用广泛也经常出现严重失误。 dN/dt=rN(K-N)/K 以上两类（代））模型在生物及人类人口种群增长预测中，都属于人口迷雾制造者（论文4、5、6）。我们推导并创立（或者发明）的TFR生态位替代的种群内生变量模型（论文4、5、6）为： TFR0 = 1+ S/100 （1） PN=（P女）TFR （2） PN=（（PN-1）/2）TFR （3） （1）所有生物种群及人类人口零增长（世纪更替率）计算式，也是TFR模型的核心范式。（2）性别比不均衡种群增长范式。（3）是性别比为1:1时(理想状态)的计算式。 模型涵盖人口年度出生率、年度死亡率、性别比差异、阶段起始种群数量规模等参数，属于生物种群内生变量模型。计算简洁方便，只要监控生物种群的TFR参数。在林业（论文1）、农业（论文2）、城市建设（论文3）、生态规划（论文7、8）中应用十分广泛。成果的单篇总引证最高1208（篇）次；全部的总引证7402（篇）次。 本项目最成功的应用是2009年发表的中国人口预警及世纪更替率公式创立，从理论上动摇一孩政策的立论，为2016年以后终止一孩政策做出了不可磨灭的立论贡献。解决了人类“到底应该生几个孩子”的世界性难题。获得“保二控三”的人类(中国)人口的千秋万代持续发展的零增长策略。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 钟晓青 副教授 中山大学 中山大学 所有的成果的第一作者、通讯作者或者独立完成 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 广东封开黑石顶一种亚热带常绿阔叶林群落演替动态研究/林业科学/钟晓青 2 也探生态农业及农业可持续发展的几个理论问题─和刘巽浩先生商榷/农业现代化研究/钟晓青 3 城市及城市化的生态学过程及问题探讨,城市环境与城市生态/钟晓青,张宏达 4 我国人口增长的总和生育率模型及人口预警/生态学报/钟晓青 5 马尔萨斯“警醒”与中国人口的国家干预政策/生态科学/钟晓青 6 中国人口种群百年生育图及“TFR=1 或2”的抉择/中国公共卫生管理/钟晓青 7 保靖县油桐林分混交模式及其生态经济效益/农村生态环境（学报）/钟晓青 8 深圳内伶仃岛薇甘菊危害的生态经济损失分析/热带亚热带植物学报/	自然奖	钟晓青	中山大学	中山大学
266	1840-110	固氮根瘤菌与豆科宿主间共生关系的建立 项目名称 固氮根瘤菌与豆科宿主间共生关系的建立 推荐/提名单位/人 中山大学 主要完成单位 中山大学 项目简介 该研究项目属于微生物领域，生物固氮方向，为了挖掘根瘤菌作为菌肥以及生物防治菌剂方面的潜力而开展的基础理论研究。当前，化学肥料尤其是氮肥的过度使用，导致土壤污染、水体富营养化以及化学生产过程中的能源损耗及大气污染等问题层出不穷，而生物固氮在减少氮肥的投入的同时还能够增加土壤肥力、改善土壤结构和减少污染，为实现农业可持续发展助力。在当前国际形势之下，中国需要大量种植大豆和花生等豆科作物以减少对进口大豆的依赖，但受制于根瘤菌菌剂质量不高与应用效果不稳、生产成本高等不利因素，我国大豆、花生等作物的根瘤菌接种面积尚不足其播种面积的1.0%，而美国作为大豆最大出口国，其根瘤菌接种率达到了90%以上。造成该现象的根本原因就是对根瘤菌-豆科植物共生固氮机制缺乏深入了解。为了解决这个“卡脖子”难题，本项目从三个方面对根瘤菌-豆科植物共生固氮进行了研究，取得了以下重要成果：1. 揭示根瘤菌与豆科植物III型效应因子是一个共生关系建立的重要决定因素。通过对多株根瘤菌的不同III型效应因子进行鉴定与分析，证实III型效应因子在根瘤菌的宿主特异性上起到了决定性作用，并控制着根瘤菌与宿主共生关系的建立。根瘤菌将分泌蛋白经由III型分泌系统转运到植物体内，能够抑制宿主的免疫反应以促进结瘤共生固氮。但某些特殊的III型效应因子却能够激发宿主的效应因子触发型免疫反应从而抑制结瘤，导致共生关系建立失败。2. 鉴定了豆科植物对结瘤信号的应答途径。通过对接收到根瘤菌共生信号的宿主进行研究，鉴定出宿主的共生基因，从而揭示了宿主在共生关系建立过程中的结瘤信号应答途径。豆科宿主的结瘤因子水解酶能够特异性地水解根瘤菌的结瘤因子（脂质几丁质寡糖），是应答根瘤菌结瘤信号的共生基因的产物。此外，构建了结瘤因子嵌合受体，通过不同的受体（结瘤因子或几丁质）能够改变信号的输出（结瘤信号与防御信号），证实结瘤因子能诱导宿主的结瘤共生或提高非宿主植物对病原菌的抵抗力。3. 证实根瘤菌可以促进豆科植物的生长。通过从广东省黑石顶自然保护区的光叶红豆根际土壤和根瘤中分离并鉴定出特异性的病原真菌和15株共生型根瘤菌，通过对豆科植物、根瘤菌和其他微生物在根圈中的三方相互作用的研究，证实了根瘤菌具有对病原菌的抑制作用以及对豆科宿主的生长促进作用。代表性论文8篇，均发表在Plant Physiolgy、Journal of Ecology、the Plant Journal等知名学术期刊上。因此，本项目第一完成人Christian Staehelin教授也应邀在2015年布拉格实验生物学学会年度主要会议上为效应生物学会议做主题演讲，并撰写了一篇关于根瘤菌效应因子的综述发表在Biochemical Journal上，代表性论文的引文则发表在包括NATURE REVIEWS MICROBIOLOGY在内的SCI顶尖期刊，足见研究成果的认可度之高，影响力之广。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 Christian Staehelin 教授 中山大学 中山大学 Christian Staehelin教授是该项目依托的四个项目负责人，本项目第一完成人，本项目学术思想和研究方案的提出者，也是支持本项目科研基金主要负责人。他领导科研团队开展实验和理论研究并撰写论文。对III型效应因子在调控结瘤共生途径的相关理论、并根据III型效应因子在根瘤菌与不同宿主豆科植物间促进或抑制共生结瘤途径的规律提出不同III型效应因子对于宿主特异性起到的决定性作用，及其在效应因子触发型免疫反应中的所扮演的角色与发挥的功能做出了创造性贡献。他参与本项目8篇代表性论文的工作，并是8篇文章的第一作者或通讯作者。 2 谢致平 副教授 中山大学 中山大学 谢致平副教授是本项目的第二完成人，对Christian Staehelin教授提出的III型效应因子作为根瘤菌宿主决定性因子及其对特异性宿主的共生固氮促进作用的相关理论提供了一定的指导意见，揭示了根瘤菌与宿主植物结瘤共生过程中，III型效应因子作为外泌蛋白是由根瘤菌转运到宿主细胞内抑制宿主本身的免疫反应，从而促进根瘤菌进入到宿主细胞内并完成结瘤固氮过程的本质。本项目8篇代表性论文里，她是其中5篇文章的通讯作者。 3 辛大伟 研究员 东北农业大学 中山大学 辛大伟研究员是本项目第三完成人，是本项目实验室工作的主要完成人，参与本项目依托的一个科研项目研究工作。主要对根瘤菌NGR234的一个III型效应因子NopM的生化功能进行了鉴定，结果表明NopM具有E3泛素连接酶活性，并通过酵母双杂交筛选试验鉴定出两个能与NopM存在互作的宿主蛋白，相关研究结果对NopM在根瘤菌与豆科宿主建立共生关系的分子机制进行了初步阐释。在本项目8篇代表性论文里，他是1篇文章的第一作者。 4 戴伟君 副教授 华南农业大学 中山大学 戴伟君副教授是本项目的第四完成人，是本项目实验室工作的次要完成人，参与了根瘤菌NGR234的III型效应因子NopT研究，负责NopT的重组表达、突变体的构建及不同NopT突变体蛋白间自我切割能力的分析比较确定NopT媒介催化中心的氨基酸位点的相关技术方法的提炼和总结。本项目的8篇代表性论文里，他是1篇文章的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Analysis of a negative plant-soil feedback in a subtropical monsoon forest. /Journal of Ecology./Liu, Y., Yu, S. X., Xie, Z. P., Staehelin, C 2 Symbiosis-promoting and deleterious effects of NopT, a novel type 3 effector of Rhizobium sp. strain NGR234. /Journal of Bacteriology./Dai, W. J., Zeng, Y., Xie, Z. P., Staehelin, C. 3 The type 3 effector NopL of Sinorhizobium sp strain NGR234 is a mitogen-activated protein kinase substrate./ J Exp Bot. /Ge, Y. Y., Xiang, Q. W., Wagner, C., Zhang, D., Xie, Z. P., Staehelin, C. 4 Distance-dependent effects of pathogenic fungi on seedlings of a legume tree: impaired nodule formation and identification of antagonistic rhizosphere bacteria. /Journal of Ecology./Liu, L., Yu, S. X., Xie, Z. P., Staehelin, C. 5 Nodulation outer proteins: double-edged swords of symbiotic rhizobia./ Biochemical Journal./Staehelin C., Krishnan H. B. 6 Functional analysis of chimeric lysin motif domain receptors mediating Nod factor-induced defense signaling in Arabidopsis thaliana and chitin-induced nodulation signaling in Lotus japonicus. /The Plant Journal. /Wang, W, Xie, Z P, Staehelin, C. 7 The Nodulation factor hydrolase of Medicago truncatula: Characterization of an enzyme specifically cleaving rhizobial nodulation signals./ Plant Physiology. /Tian, Y. , Liu, W., Cai, J., Zhang, L. Y., Wong, K. B., Feddermann, N., Boller, T., Xie, Z. P., Staehelin, C. 8 Functional analysis of NopM, a novel E3 ubiquitin ligase (NEL) domain effector of Rhizobium sp. strain NGR234. /Plos Pathoge./Xin, D. W., Liao, S., Xie, Z. P., Hann, D. R., Steinle, L., Boller, T., Staehelin, C.	自然奖	Christian Staehelin,谢致平,辛大伟,戴伟君	中山大学	中山大学
267	1841-102	将脱细胞支架和PHBVHHx生物材料分别用于皮肤和肝组织工程 项目名称 将脱细胞支架和PHBVHHx生物材料分别用于皮肤和肝组织工程 推荐/提名单位/人 暨南大学 主要完成单位 暨南大学 项目简介 皮肤损伤以及肝组织损伤是临床常见疾病，对皮肤损伤其主要治疗方法是使用皮肤移植，但对大面积皮肤损伤或深部皮肤损伤，纯粹的皮肤移植疗法显然有些捉襟见肘。许多研究都试图找出替代皮肤移植的新方法，但仍然没有有效的替代疗法。同样各种肝脏疾病,如急性肝衰竭,乙型肝炎肝硬化等疾病也严重威胁人类健康，因此除了使用肝脏移植方法以外，开发有效的替代疗法来治疗这些疾病也迫在眉睫。 针对以上两个科学难点，该项目团队，在国家自然科学基金（项目编号：31171304），在人间充质干细胞内新基因ZNF312b对调节关键转录因子 Oct4基因表达的机理研究项目的资助下历经探索，不断积累研究经验，在治疗皮肤损伤以及肝组织损伤领域，取得了一系列突破性的进展，为皮肤损伤以及肝组织损伤治疗提供了新思路与新方法。 本项目的相关创新性成果已在TISSUE ENGINGEERING PART A，MATERIALS SCIENCE&ENGINEERING C-MATERIALS FOR BIOLOGICAL APPLICATIONS，JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN MATERIALS等重要SCI期刊发表论文5篇；5篇代表性论文影响因子之和为16.788，被包括BIOMATERIALS等权威期刊在内的SCI期刊他引共计46次，单篇最高他引23次。授权国家发明专利2项，研究成果获得了验收专家和国际同行的高度评价，同时该项目培养了数十位博士和硕士。除了基础研究方面的创新性贡献，该项目团队所发展的具有自主知识产权的关键技术具有可观的产业化前景，对于皮肤损伤及肝组织损伤的治疗具有积极地推动意义。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 魏星 研究员 暨南大学 暨南大学 作为项目的负责人和5篇代表性论文的通讯作者，在项目推进过程中耐心指导学生发现问题从而解决问题；在论文书写，修改到最后发表的过程中都花费了大量的时间和精力；统筹项目各方面有条不紊的向前推进，最终完成项目并结题，取得一系列创新成果。 2 吴征征 其他 暨南大学 暨南大学 是代表性论文1，2的第一作者，主要负责项目中代表性论文1，2所涉及的大部分实验操作及实验数据的获取处理和论文写作。 3 苏仲春 其他 暨南大学 暨南大学 是代表性论文3，5的第一作者，主要负责项目中代表性论文3，5所涉及的大部分实验操作及实验数据的获取处理和论文写作。 4 李鹏山 其他 暨南大学 暨南大学 是代表性论文4的第一作者，主要负责项目中代表性论文4所涉及的大部分实验操作及实验数据的获取处理和论文写作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Su Z, Li P, Wu B，Ma H, Wang Y, Liu G, Zeng H, Li Z, WEI X*. PHBVHHx scaffolds loaded with umbilical cord-derived mesenchymal stem cells or hepatocyte-like cells differentiated from these cells for liver tissue engineering. Materials Science and Engineering C. 2 Li P, Zhang J, Liu J, Ma H, Liu J, Lie P, Wang Y, Liu G, Zeng H, Li Z, WEI X*. Promoting the recovery of injured liver with PHBVHHx scaffolds loaded with umbilical cord–derived mesenchymal stem cells. Tissue Eng Part A. 3 Wu Z, Fan L, Xu B, Lin Y, Zhang P, WEI X*. Use of decellularized scaffolds combined with hyaluronic acid and bFGF for skin tissue engineering. Tissue Eng Part A. 4 Wu Z, Tang Y, Fang H，Su Z, Xu B, Lin Y, Zhang P, WEI X* Decellularized scaffolds containing hyaluronic acid and EGF for promoting the recovery of skin wounds. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 5 Su Z, Ma H, Wu Z, Wu B, Zeng H, Li Z, Wang Y, Liu G, Xu B, Lin Y, Zhang P, WEI X*, Enhancement of skin wound healing with decellularized scaffolds loaded with hyaluronic acid and epidermal growth factor, Materials Science & Engineering C	自然奖	魏星,吴征征,苏仲春,李鹏山	暨南大学	暨南大学
268	1841-103	中药酚性物质的代谢规律及调控机制 项目名称 中药酚性物质的代谢规律及调控机制 推荐/提名单位/人 暨南大学 主要完成单位 暨南大学 项目简介 寻找中药发挥药效的活性成分是困扰中药疗效评价及现代化的瓶颈问题之一。对中药进行代谢动力学研究、揭示其产生药效物质的体内过程，是阐明中药体内药效物质基础的关键，对设计及优选中药给药方案，对中药新药研发、剂型改进及质量控制，均具有重要意义。酚性物质（如黄酮、香豆素及蒽醌等）是多种中药配伍（如双黄连、仙灵骨葆及茵陈蒿汤等）的主要药效成分。但复方成分繁多与代谢环节复杂给中药代谢过程分析带来巨大挑战。为解决此问题，有必要逐步明确中药成分单独和配伍后的代谢行为特征。申请人一直围绕中药酚性成分开展代谢动力学研究，主要成果为：（1）揭示了该类成分易被II相代谢酶代谢，在体内主要以II相代谢物形式存在、原型暴露低（生物利用度低）。体内存在形式的阐明为中药酚性物质的药效学及作用机制研究奠定了良好的基础，为其II相代谢物的药理作用研究提供科学依据。（2）建立了酚类化合物化学结构与其II相代谢的定量关系（即“构-代”定量关系），能对酚性成分复杂代谢进行准确预测（即“模型预测”）。这一高效快速的药物代谢预测方法，可初步解决中药代谢活性研究的复杂性，为中药体内代谢作用机理的阐述提供了有力的技术支持。（3）发现转运体介导代谢物细胞外转运（转运体呈“分子开关”样作用），并调控酚性物质代谢，率先提出了“II相代谢-转运间相互作用”的概念。并依据成分（或成分群）是否易被II相酶代谢和外排转运体外排，建立了中药的II相代谢与转运分类系统。该分类系统可预测中药的代谢规律以及肝肠局部和体内生物利用度，并且可提供通过抑制外排转运体而改善或提高中药生物利用度的原理与方法。申请人共主持科研项目7项，入选“国家优青”、“863”青年科学家、广东自然科学杰出青年及广东省“特支计划”科技创新拔尖人才等人才项目。截止2016年，以通讯或第一作者发表SCI论文67篇，第一作者16篇，通讯作者61篇（Q1区28篇，Q2区49篇），其中IF＞5（2篇）；IF＞4 (12篇)；IF＞3 (30篇)；包括BiochemPharmacol、Mol Pharm（2篇）、Drug Metab Dispo（6篇）、J Pharmacol Exp Ther、Pharm Res（4篇）、Eur J Pharm Biopharm（3篇）、Br J Pharmacol、Trends Pharmacol Sci、Int J Pharm（3篇）、Int J Nanomedicine（4篇）、Eur J Pharm Sci及J Pharm Sci（7篇）等本领域权威期刊，SCI他引896次。担任中国药代专委青委副主任委员、中国分析药理专委委员及广东药代专委副主任委员。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 吴宝剑 教授 暨南大学 暨南大学 一、揭示了中药酚性成分易被II相代谢酶代谢，在体内主要以II相代谢物形式存在、原型暴露低；二、建立了“构-代”关系及预测模型，能对中药酚类成分单酶代谢进行准确预测；三、发现外排转运体介导代谢物胞外转运（外排），并调控酚性物质代谢。对本项目《重要科学发现》中所列三点科学发现做出了创造性贡献，是所列8篇代表性论文的通讯作者。 2 张天鹏 其他 暨南大学 暨南大学 一、揭示了酚类化合物易被UGT酶代谢；二、药剂辅料可调控酚类化合物UGT代谢，影响该类物质的跨膜吸收；三、药剂辅料抑制酚类物质代谢，增加其口服生物利用度。对本项目《重要科学发现》中所列的科学发现做出了重要贡献，是所列代表性论文《Cremophor EL-based nanoemulsion enhances transcellular permeation of emodin through glucuronidation reduction in UGT1A1-overexpressing MDCKII cells》的第一作者。 3 王帅 其他 暨南大学 暨南大学 参与白藜芦醇代谢物的转运课题的设计，并完成主要实验（如QPCR, Western blot 、细胞培养、体外代谢酶孵育实验、细胞株构建和代谢物外排实验等）和进一步的数据分析，揭示了药物外排转运体MRP4 对白藜芦醇代谢物的转运作用。对本项目《重要科学发现》中所列的科学发现做出了重要贡献，是所列代表性论文《Efflux Transport Characterization of Resveratrol Glucuronides in UDP-Glucuronosyltransferase 1A1 Transfected HeLa Cells》的第一作者。 4 赵梦静 其他 暨南大学 暨南大学 参与研究了外排转运体介导代谢物外排及对化合物代谢的影响。对本项目《重要科学发现》中所列的科学发现做出了重要贡献，是所列代表性论文《Arylsulfatase B mediates the sulfonation-transport interplay in HEK293 cells overexpressing sulfotransferase 1A3》的第一作者。 5 孙华 讲师 河南大学 暨南大学 （1）提出并验证了中药酚性物质易于发生II相代谢（如UGT代谢和SULT代谢），主要以II相代谢物的形式存在，是其生物利用度低的重要原因；外排转运体（如BCRP和MRPs）介导中药酚性物质II相代谢物的外排；（2）建立了筛选UGT1A1酶抑制剂的细胞模型（HeLa-1A1细胞模型），并明确了酚性物质可抑制UGT1A1酶活性；（3）发现并验证了辣椒素和补骨脂定易被UGT酶代谢。主要负责辣椒素代谢的亚型酶为UGT1A1、和2B7，主要负责补骨脂定代谢的亚型酶为UGT1A1、1A7、1A8和1A9。此外发现，补骨脂定（3-OH的代谢）可以作为UGT1A9的特异性底物。对本项目的科学发现做出重要贡献，是所列代表性论文中2篇的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Stable knock-down of efflux transporters leads to reduced glucuronidation in UGT1A1-overexpressing HeLa cells/Xingwang Zhang, Dong Dong, Huailing Wang, Zhiguo Ma, Yifei Wang, and Baojian Wu/Molecular pharmaceutics 2 Efflux transport of chrysin and apigenin sulfates in HEK293 cells overexpressing SULT1A3/ Wan Li, Hua Sun, Xingwang Zhang, Huan Wang, Baojian Wu/ Biochemical Pharmacology 3 Characterization of Chrysin Glucuronidation in UGT1A1-Overexpressing HeLa Cells/ Enxi Quan, Huailing Wang, Dong Dong, Xingwang Zhang, and Baojian Wu/ Drug Metabolism and Disposition 4 Arylsulfatase B mediates the sulfonation-transport interplay in HEK293 cells overexpressing sulfotransferase 1A3/ Mengjing Zhao, Shuai Wang, Feng Li, Dong Dong, and Baojian Wu/ Drug Metabolism and Disposition 5 Efflux Transport Characterization of Resveratrol Glucuronides in UDP-Glucuronosyltransferase 1A1 Transfected HeLa Cells/ Shuai Wang, Feng Li, Enxi Quan, Dong Dong, and Baojian Wu/ Drug Metabolism and Disposition 6 MRP4 Controls Efflux Transport of Hesperetin Sulfates in Sulfotransferase 1A3-Overexpressing HEK293 Cells/ Hua Sun, Xiao Wang, Xiaotong Zhou, Danyi Lu, Zhiguo Ma, Baojian Wu/ Drug Metabolism and Disposition 7 Cremophor EL-based nanoemulsion enhances transcellular permeation of emodin through glucuronidation reduction in UGT1A1-overexpressing MDCKII cells/ Tianpeng Zhang, Dong Dong, Danyi Lu, Shuai Wang, Baojian Wu/ International journal of pharmaceutics 8 Decreased Expression of Multidrug Resistance-Associated Protein 4 Leads to Reduced Glucuronidation of Flavonoids in UGT1A1-Overexpressing HeLa Cells/ Hua Sun, Xiaotong Zhou, Xingwang Zhang, and Baojian Wu/ Journal of Agricultural & Food Chemistry	自然奖	吴宝剑,张天鹏,王帅,赵梦静,孙华	暨南大学	暨南大学
269	1843-101	绿色氧化反应新方法及其应用 项目名称 绿色氧化反应新方法及其应用 推荐/提名单位/人 华南理工大学 主要完成单位 华南理工大学 项目简介 该项目属于有机化学学科，相关研究是绿色有机合成化学的热点和前沿课题。项目以绿色、高效、可控的理念为指导，基于源头消除污染的策略从现代合成工业氧化过程的关键科学问题入手开展研究，发现和发展了一些绿色氧化反应新方法与新途径，探索了催化氧化新机制，总结了高效可控氧化规律，完成了若干功能杂环分子材料的汇聚性合成。主要科学发现点如下：（一）首次提出金属活性中心-分子氧配位调控的概念，揭示了分子氧中氧-氧键的活化机制，发展了温和条件下氧气为单一氧化剂的高效、清洁氧化新方法。针对氧气分子低温低浓度活性差、高温高浓度不易控制的特点，运用钯或铜催化剂调控分子氧的催化活化过程，发现了碱金属卤化物具有配位调控金属活性中心，实现分子氧定向活化，从而设计了过渡金属催化的新型氧化体系，解决了氧气分子高效活化、反应选择性控制等挑战性难题。项目发展了氧气为单一氧化剂的一系列烯烃双官能团化反应及烯基碳-氢键的选择性氧化新方法。（二）首次提出氧化-还原中性的自氧化促进活化的策略，开辟了内源氧化剂参与氧化反应的新途径，实现了化学键的选择性断裂和可控性组合。运用肟酯中的氮-氧键具有氧化性的特点，采用铜催化活化新策略，实现了肟酯兼做内源氧化剂和反应底物，解决了氮-氧、碳-氢键的定向活化与转化难题，避免了化学计量的高毒性、高污染、昂贵氧化剂的使用，发展了氧化-还原中性条件下若干功能有机分子的快速、高效与环境友好合成新方法。（三）针对定向引入杂原子的挑战性和杂环分子在生命、材料、信息等领域的功能性导向需求，提出了氧化过程中活性序列设计和汇聚性合成的策略，实现了多种反应组分或多类化学键并存情况下原子经济性和步骤经济性的完美结合，运用汇聚性活化策略发展以大宗、廉价、易得原料分子到功能性杂环分子的氧化环化新方法，解决了杂原子定向引入难题，完成了含COX-2拮抗剂在内的若干功能有机杂环分子的绿色、实用、高效合成。项目发展的绿色氧化新方法，丰富了绿色有机合成化学内涵，实现了功能有机分子在发光材料、医药方面的应用，项目成果处于国际领先水平。8篇代表作包括Acc. Chem. Res. 1篇，J. Am. Chem. Soc. 3篇，Angew. Chem. Int. Ed. 2篇, Chem. Sci. 1篇，Chem. -Eur. J. 1篇，SCI他引共888次，单篇最高他引246次，入选 ESI 1% 高被引论文4篇；主译教材1部，授权中国发明专利2项。发展的合成方法被国内外同行广泛正面评价和应用。项目组成员多次在国内外学术会议上做大会、主题和邀请报告。项目第一完成人入选广东省南粤百杰、Elsevier 2014-2016年中国高被引学者，被德国应用化学刊登了其 Author Profile；第二完成人获广东省优秀博士毕业论文奖、入选中组部青年“千人计划”；第三完成人入选广东省特支计划青年拔尖人才；第四完成人获全国优秀百篇博士论文提名奖、广东省优秀博士毕业论文奖。项目组2012年入选教育部长江学者与创新团队发展计划，2016年获滚动支持。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 江焕峰 教授 华南理工大学 华南理工大学 该完成人对所有重要科学发现都有贡献，主要研究思路的提供者和指导者，完成项目各课题的课题负责人，全部代表性论文的通讯作者及发明专利等知识产权的持有者。具体提出了绿色氧化新方法及其合成应用的课题设计思路与实施方案，解决了反应过程中配位活化与选择性控制等关键科学问题，总结了绿色氧化反应的基本规律，指导了研究生的论文撰写与修改等。完成人在该项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的百分比大约80％。 2 黄良斌 教授 华南理工大学 华南理工大学 该完成人对第1项重要科学发现有贡献，对第 2、3项有部分贡献，主要体现在攻读博士学位期间在导师指导下参与了本项目的部分实验与论文撰写工作。完成了铜/氧气催化体系氧化 [3+2]环加成反应实现烯烃的双官能团化合成γ-丁内酯的实验工作。研究成果发表在J. Am. Chem. Soc.（代表作3）上。完成人在该项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的百分比大约90%。 3 伍婉卿 教授 华南理工大学 华南理工大学 该完成人对3项重要科学发现均有部分贡献，发展了一系列氧气为单一氧化剂的高效合成新方法。撰写了不饱和烃氧化反应的Accounts（代表作4)等，协助第一完成人指导研究生实验的设计和论文的撰写、修改等。完成人在该项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的百分比大约90％。 4 王阿忠 工程师 福建首能科技有限公司 华南理工大学 该完成人对第1项重要科学发现有贡献，主要体现在攻读博士学位期间在导师指导下参与了本项目的部分实验与论文撰写工作。完成了氧气作为单一氧化剂烯烃双乙酰氧化反应的实验工作，发现了不同催化条件对反应产物选择性的影响并从机理上给予了合理的解释。研究成果发表在 J. Am. Chem. Soc.（代表作1）上。完成人在该项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的百分比大约50% 。 5 姬小趁 副教授 湘潭大学 华南理工大学 该完成人对第1，3项重要科学发现有贡献，主要体现在攻读博士学位期间在导师指导下参与了本项目的部分实验与论文撰写工作。完成了过渡金属钯-氧气催化体系中脱氢氧化合成取代喹啉和溴代烯胺的相关反应，并提出了合理的反应机理。研究成果发表在 J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.（代表作2和代表作6）上。完成人在该项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的百分比大约90% 。 6 唐晓冬 副教授 南方医科大学 华南理工大学 该完成人对第2项重要科学发现有贡献，主要体现在攻读博士学位期间在导师指导下参与了本项目的部分实验与论文撰写工作。完成了过渡金属铜-氧气催化条件下肟酯与与亚磺酸钠的自氧化偶联反应，并提出了合理的反应机理。研究成果发表在 Angew. Chem. Int. Ed.（代表作5）上。完成人在该项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的百分比大约90%。 7 李先纬 副教授 广东工业大学 华南理工大学 该完成人对第3项重要科学发现有贡献，主要体现在攻读博士学位期间在导师指导下参与了本项目的部分实验与论文撰写工作。完成了过渡金属铜-氧气催化体系中三类功能杂环分子材料的合成，并提出了合理的反应机理。研究成果发表在 Chem. Sci.和 Chem. Eur. J.（代表作7和代表作8）上。完成人在该项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的百分比大约 90% 。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Palladium Catalyzed Sequential Formation of C-C Bonds: Efficient Assembly of 2-Substituted and 2,3-Disubstituted Quinolines/ ANGEWANDTE CHEMIE INTERNATIONAL EDITION/ Xiaochen, Ji; Huawen, Huang; Yibiao, Li; Huoji, Chen; Huanfeng,Jiang* 2 Copper Catalyzed Aerobic Oxidative N-S Bond Functionalization for C-S Bond Formation: Regio and Stereoselective Synthesis of Sulfones and Thioethers/CHEMISTRY A EUROPEAN JOURNAL / Xianwei,Li; Yanli, Xu; Wanqing, Wu; Chang, Jiang; Chaorong,Qi; Huanfeng, Jiang* 3 Copper catalyzed oxidative [2+2+1] cycloaddition:regioselective synthesis of 1,3-oxazoles from internalalkynes and nitriles/ CHEMICAL SCIENCE/ Xianwei,Li; Liangbin, Huang; Huoji, Chen; Wanqing, Wu; Huawen, Huang; Huanfeng, Jiang* 4 Palladium Catalyzed Diacetoxylation of Alkenes with Molecular Oxygen as Sole Oxidant/ JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY/ Azhong,Wang; Huanfeng, Jiang*; Huoji, Chen 5 Palladium Catalyzed Intermolecular Dehydrogenative Anninohalogenation of Alkenes under Molecular Oxygen: An Approach to Brominated Enamines/JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY/ Xiaochen, Ji; Huawen, Huang; Wanqing,Wu; Huanfeng, Jiang* 6 Copper Catalyzed Intermolecular Oxidative [3+2]Cycloaddition between Alkenes and Anhydrides: A New Synthetic Approach to gamma Lactones/JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL/Liangbin, Huang; Huanfeng, Jiang*; Chaorong, Qi;Xiaohang, Liu 7 Palladium Catalyzed Oxidation of Unsaturated Hydrocarbons Using Molecular Oxygen/ ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH / Wu, Wanqing; Jiang,Huanfeng* 8 Copper Catalyzed Coupling of Oxime Acetates with Sodium Sulfinates: An Efficient Synthesis of Sulfone Derivatives/ ANGEWANDTE CHEMIE INTERNATIONAL EDITION /Xiaodong,Tang; Liangbin, Huang; Yanli, Xu; Jidan, Yang;Wanqing, Wu; Huanfeng, Jiang*	自然奖	江焕峰,黄良斌,伍婉卿,王阿忠,姬小趁,唐晓冬,李先纬	华南理工大学	华南理工大学
270	1843-102	面向高性能储能电池隔膜和电极材料的研究 项目名称 面向高性能储能电池隔膜和电极材料的研究 推荐/提名单位/人 华南理工大学 主要完成单位 华南理工大学 项目简介 任务来源于国家自然科学基金的支持，属于化工轻纺组化学工程领域。在储能电池关键材料的应用需求中面临如下关键问题：商用聚烯烃隔膜熔点低和电解液浸润性差带来电池安全隐患和锂离子传输阻力大；电极材料容量低，大电流充放电和循环性能稳定性差等。针对这些问题，申请人提出构筑具有高效锂离子传输通道的高安全无机隔离膜的设计新思路，研制并探索高性能石墨烯及其复合负极的制备新方法及储能机制，发展大面积柔性自支撑薄电极的制备新策略等，为构建基于无机隔膜的新型高安全储能电池，揭示石墨烯及其复合材料的结构与电化学性能的关系，推进柔性储能器件的工业化进程等提供了知识积累，理论基础和技术支撑。主要发现点如下：(1) 首次提出了设计高安全无机多孔膜用于储能电池隔离膜，以高热稳定的无机颗粒为结构单元构建系列高孔隙结构的无机薄膜，使之具有高效锂离子传输通道和超高的热稳定性，用作锂离子电池隔膜可大幅提高储能电池在多温区的安全及电化学性能，为发展新型高安全储能电池提供新思路。(2) 发展了化学氧化结合高温热剥落技术实现高质量少层石墨烯的制备，并率先研究了层数较少的石墨烯的储锂性能，揭示了石墨烯的高储锂容量与其大比表面、少层数及残留官能团的关系。探索了新型气液界面反应法制备系列石墨烯基复合材料的组装机理及在储能电池中的应用，石墨烯构建的三维导电网络可提高体系内的电子传输而改善电池电化学性能，证实了石墨烯与纳米颗粒间的协同作用有利于改善电池循环性能，实现电池性能的大幅度提升，为建立和发展石墨烯及其复合材料在储能电池的应用提供技术支撑。(3) 创新性的发展了碳纤维及其复合薄膜电极的制备新策略，实现柔性自支撑薄膜电极的大面积制备和电池能量密度提升。三维碳纤维骨架可以提升材料的电子传输速率和内部离子传输通道，通过调控碳纤维的微结构和碳化程度提升薄膜电极的机械强度及电子电导，引入杂原子掺杂提高碳纤维中的活性位点，降低非活性基底和组分的引入来提升电池体系的能量密度，获得柔性自支撑薄膜电极电化学性能的提升，为推动柔性储能器件工业化进程提供知识积累。 通过上述研究，获得高安全、高性能储能电池关键材料的设计新思路，通过隔膜的全无机设计和电极的结构/组分设计，提高储能电池的安全性，并实现了高容量和高倍率性能，为建立高性能隔膜、薄膜电极及电极材料的设计提供相关理论基础和技术支撑。项目在Adv. Energy Mater., Small, J. Membr. Sci., Electrochem. Acta等重要期刊发表SCI论文43篇，SCI他引总数达3169次。所选8篇代表性论文被他人SCI正面引用和评述1560次，其中ESI高被引论文5篇，3篇论文多次入选权威电化学期刊Electrochim. Acta近五年高引论文（Top Cited Paper），1篇论文在Electrochim. Acta期刊2004年至2018年间发表的23187篇文章引用排名排名第5（前四均为综述论文，即在研究论文引用排名第1），单篇最高SCI他引600次，3篇论文的单篇SCI他引次数超过260次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王海辉 教授 华南理工大学 华南理工大学 本项目总体研究思路和研究内容的提出者和设计者，对本项目“重要科学发现”所列第1,2,3项科学发现点均做出创造性贡献，是全部代表性论文的通讯作者。 2 王素清 研究员 华南理工大学 华南理工大学 本项目研究内容的主要提出者与设计者之一，对本项目《重要科学发现》中所列科学发现点1和3有重要贡献，是代表性论文1，4的第一作者，代表性论文6，8的共同作者。 3 廉培超 副教授 昆明理工大学 华南理工大学 读博期间完成了石墨烯及其复合电极材料方面的研究工作。对科学发现点2有重要贡献，是代表作3，5，7？的第一作者。 4 李忠 教授 华南理工大学 华南理工大学 对本项目《重要科学发现》中所列科学发现点1和2做出了重要贡献，是代表作2，3，5，7的共同作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Free-standing nitrogen-doped carbon nanofibers films: Integrated electrodes for sodium-ion batteries with ultralong cycle life and superior rate capability/Adv. Energy Mater./S. Q. Wang, L. Xia, L. Yu, L. Zhang, H. H. Wang, X. W. Lou 2 An inorganic membrane as a separator for lithium-ion battery/J. Power Sources/H. F. Xiang, J. J. Chen, Z. Li，H. H. Wang 3 Large reversible capacity of high quality graphene sheets as an anode material for lithium-ion batteries/Electrochim. Acta/P. C. Lian, X. F. Zhu, S. Z. Liang, Z. Li, W. S. Yang, H. H. Wang 4 Flexible SnO2/N-doped carbon nanofiber films as integrated electrodes for lithium-ion batteries with superfior rate capacity and long cycle life/Small/L. Xia, S. Q. Wang, G. X. Liu, L. Ding, D. D. Li, H. H. Wang, S. Z. Qiao 5 Enhanced cycling performance of Fe3O4-graphene nanocomposite as an anode material for lithium-ion batteries/Electrochim. Acta/P. C. Lian, X. F. Zhu, H. F. Xiang, Z. Li, W. S. Yang, H. H. Wang 6 Performance of through-hole anodic aluminum oxide membrane as a separator for lithium-ion battery/J. Membr. Sci./J. J. Chen, S. Q. Wang, L. X. Ding, Y. B. Jiang, H. H. Wang 7 High reversible capacity of SnO2/graphene nanocomposite as an anode materials for lithium-ion batteries/Electrochim. Acta/ 8 Porous SiO2 as a separator to improve the electrochemical performance of spinel LiMn2O4 cathode/J. Membr. Sci./J. J. Chen, S. Q. Wang, D. D. Cai, H. H. Wang	自然奖	王海辉,王素清,廉培超,李忠	华南理工大学	华南理工大学
271	1843-103	高分子复合材料增强增韧机理及表征 项目名称 高分子复合材料增强增韧机理及表征 推荐/提名单位/人 华南理工大学 主要完成单位 华南理工大学 项目简介 增强增韧是当今材料科学研究的热点和重点之一。无机粒子填充是常用的高分子材料改性方法。以往有关无机粒子增强增韧高分子材料机理的研究尚不深入，一些关键性的进展未见诸报道，如界面粘合状态与拉伸强度的关系（尤其是非球形无机粒子填充高分子复合体系）、断口形貌与冲击韧性的关系、冲击韧性与界面形态的相关性、以及脆-韧转变的定量描述等。申请人就此展开历时10多年的系统研究，取得如下创新性成果。阐明高分子复合材料增强机理。引入界面粘合状态参数，建立预测球形和非球形无机粒子填充聚合物复合材料拉伸模量数学模型。创造性地提出界面粘合角的概念，建立描述拉伸过程中界面脱粘的物理模型，进而导出球形和非球形无机粒子填充聚合物复合材料拉伸强度公式。阐明高分子复合材料增韧机理。考虑无机粒子在树脂基体中存在的积聚现象，构建描述复合材料脆-韧转变的物理模型，进而建立新的临界应力球体积分数的数学模型，可较好地描述复合体系发生脆-韧转变时的逾渗行为。揭示试样断口形貌与高分子复合材料冲击韧性之间的相关性。试样断口形貌与材料冲击韧性紧密关联。应用分形理论，构建了复合材料断口形貌与冲击韧性的定量关系。填料与基体之间界面层厚度与复合体系的力学性能密切相关。推导出估算无机粒子与树脂基体之间界面层厚度公式。提出了复合材料冲击韧性与其结晶特性相关性的新见解。揭示无机粒子在树脂基体中分散状态与高分子复合材料增强增韧效果及其他性能之间的相关性。基于热分析原理和分形理论，分别建立了描述无机粒子在树脂基体中分散的物理模型，进而提出评估无机粒子在树脂基体中宏观分散的简便方法。上述数学模型中所含的参数易于确定，便于聚合物复合材料的实验研究及其研发中应用。应用实验测量数据（包括同行学者）对相关数学模型进行了验证。结果表明，理论计算值与实测值有良好的一致性。 研究成果含130篇学术论文及2部学术专著。论文被SCI收录79篇， EI收录11篇。学术论文和专著获引用或正面评价1798次。其中，SCI他引1043次；单篇论文他引226次，其中SCI他引203次。8篇代表作他引143次，SCI他引114次。成果丰富和发展了高分子基复合材料科学理论，对促进材料加工学科的发展具有积极的意义。成果可用于指导高分子复合材料设计与制备，以及材料性能及形态的表征。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 梁基照 教授 华南理工大学 华南理工大学 深入系统地研究了高分子复合材料力学行为及其机理。提出粒子填充聚合物复合材料增强增韧新概念、建立相应的物理模型。在此基础上，构建了高分子复合材料增强增韧的定量表征，如球形和非球形无机粒子填充聚合物复合材料拉伸模量公式和拉伸强度公式，脆-韧转变的应力球公式，并进行实验验证。提出评估无机粒子在树脂基体中宏观分散的简便方法。导出界面层厚度公式。130篇主要论文均为第一作者或通讯作者。两部专著为单独作者。在该项目研发工作中投入的工作量占总工作量的90%以上。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Reinforcement and quantitative description of inorganic particulate-filled polymer composites/Composites Part B./Liang J.Z. 2 Predictions of tensile strength of short inorganic fiber reinforced polymer composites/Polym. Test./Liang J.Z. 3 Estimation of tensile strength of inorganic plate-like particulate reinforced polymer composites/ Polym. Eng. Sci./ Liang J.Z. 4 Predictions of Young's modulus of short inorganic fiber reinforced polymer composites/Composites Part B. /Liang J.Z. 5 Quantitative description of interfacial strength in polypropylene/inorganic particle composites/Polym. Compos./Liang J.Z. 6 Mechanical properties of PPS/PC/GF/Nano-CaCO3 hybrid composites/Polym. Plast. Technol. Eng./Liang J.Z. 7 Impact fracture toughness of hollow glass bead-filled polypropylene composites/ J. Mater. Sci./Liang J.Z. 8 Evaluation of dispersion of nano-CaCO(3)particles in polypropylene matrix based on fractal method/ Composites Part A. /Liang J.Z.	自然奖	梁基照	华南理工大学	华南理工大学
272	1843-104	多糖基无机复合材料的绿色构建与功能调控 项目名称 多糖基无机复合材料的绿色构建与功能调控 推荐/提名单位/人 华南理工大学 主要完成单位 华南理工大学 项目简介 本项目属于轻工技术与工程领域。以国家可持续发展重大战略需求为导向，针对多糖功能单一的瓶颈，建立了以无机材料为掺杂的多糖基复合材料的新技术和新方法，围绕多糖与无机材料杂化机理和界面作用机制的关键科学问题，在多糖基无机复合材料的结构设计、绿色杂化机理、界面作用、功能调控及协同增效等方面取得了若干重要的创新性成果，拓宽了多糖在造纸、食品、医药、化工等方面的应用。相关理论与方法为多糖资源的多功能化利用提供了重要的科学依据与指导，为实现造纸等传统产业的可持续健康发展、结构调整与升级起到积极推动作用。研究成果达到国内外同类研究的国际先进水平，部分研究成果达到国际领先水平。主要内容与发现点如下： 1．多糖与零维无机纳米材料绿色杂化机理。系统阐明了多糖绿色还原和稳定零维纳米材料的界面作用机制；率先提出了多糖基材料固定纳米银的有效新方法； 建立了多糖高效负载钯纳米粒子并进行结构调控的新途径；揭示了多糖为软模板和高效稳定剂绿色制备共价化合物纳米粒子的机理。该成果解决了多糖与零维纳米材料难以高效杂化难题，为功能纸张及多糖基功能材料的制备提供了理论依据和技术支撑。 2．多糖基二维杂化材料的绿色构建机制。率先采用物理辅助新方法解决了多糖难以对二维层状材料进行剥离的难题，完善并发展了多糖与二维层状材料的杂化与构建机制；阐明了多糖绿色还原氧化石墨烯的机理；建立了多糖基二维杂化材料的静电自组装方法。该成果解决了多糖与二维材料绿色构建的关键问题，为多糖功能化提供了重要的科学依据，大大拓宽了多糖在造纸、生物医药、电化学等领域的应用前景。 3. 多糖与无机材料协同增效的有效途径与机制。通过界面作用实现了多种无机材料对多糖材料力学性能的协同增强，阐明了多糖与无机材料的协同增强机理；提出了多糖与二维层状材料之间的界面协同作用机制，利用多糖与无机材料的协同增效作用构建了新型多糖基功能材料的方法，开辟了多糖基无机复合材料在生物医药、食品包装、传感及油/水分离等方面的应用新途径。 本项目共发表SCI收录论文142篇，其中IF>5的62篇，研究成果被国际同行广泛引用、高度评价和积极跟进，被他人在SCI期刊中正面引用1369次，8篇代表性论文SCI他引225次。参编英文专著4部，授权发明专利16件，其中美国发明专利1件（US10,005,957B2），申请PCT国际专利3件。所有完成人均入选省部级以上人才支持计划，1名完成人入选“万人计划”科技创新领军人才，2名完成人入选青年拔尖人才，2名完成人入选青年长江学者，1名完成人获得国家优秀青年科学基金的资助，1名完成人获“全国百篇优秀博士论文”奖，2名完成人获“全国百篇优秀博士论文提名论文”奖，4名完成人入选教育部新世纪优秀人才支持计划，3名完成人获广东省杰出自然科学基金，3名完成人入选珠江科技新星。本项目组曾获广东省五一劳动奖状和广东省三八红旗集体奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王小英 教授 华南理工大学 华南理工大学 项目总体负责及总体实验设计完成人。尤其是对第一发现点作出了以下贡献：系统阐明了多糖绿色还原和稳定零维纳米材料的机理，率先提出了多糖基材料固定纳米银的有效方法；对第二发现点作出了以下贡献：提出多糖和二维纳米层状材料之间的相互作用机制，完善了多糖绿色制备二维层状材料的机理；对第三发现点作出了以下贡献：深入研究了具有高效抗菌止血性能的多糖基无机复合海绵，阐明了壳聚糖与纳米银的界面协同作用，揭示了复合海绵高吸血能力、氨基、巯基与血细胞协同作用的止血机理。从事该项研究占本人同期工作量的90%。（主要论文有代表性论文1,3,4,5） 2 刘传富 教授 华南理工大学 华南理工大学 对第一发现点作出了以下贡献：阐明了以多糖为软模板和稳定剂绿色制备硫化铜纳米粒子的机制；对第三发现点作出了以下贡献：开展了微纤维化、硅烷疏水改性获得具有高度分级结构的高性能多糖基油/水分离材料的研究，提出了多糖基无机复合材料优异弹性的制备途径。从事该项研究占本人同期工作量的80%。（主要论文有代表性论文8） 3 彭新文 教授 华南理工大学 华南理工大学 对第二发现点作出了以下贡献：揭示多糖高效负载钯纳米粒子并进行结构调控的途径，阐明多糖基纳米催化材料的性能调控途径。对第三发现点作出了以下贡献：提出了多糖与无机复合的界面协同机制。从事该项研究占本人同期工作量的80%。（主要论文有代表性论文2,8） 4 任俊莉 教授 华南理工大学 华南理工大学 对第三发现点作出了以下贡献：利用多糖表面极性功能团与无机纳米材料之间的相互作用，引入“双网络”理念，通过界面设计，获得具有可拉伸的多糖/石墨烯复合水凝胶以及高强度的多糖基无机复合膜。从事该项研究占本人同期工作量的80%。（主要论文有代表性论文7） 5 王小慧 教授 华南理工大学 华南理工大学 对第三发现点作出了以下贡献：发现了少量纳米无机材料的引入促进了多糖之间的交联作用，阐明了多糖与无机材料协同增强的机理，获得了超强机械性能的纤维素/石墨烯复合气凝胶。从事该项研究占本人同期工作量的80%。（主要论文有代表性论文6） 6 钟林新 副教授 华南理工大学 华南理工大学 对第一发现点作出了以下贡献：揭示了多糖作为还原剂和稳定剂制备纳米钯的机理；对第三发现点作出了以下贡献：发现了纳米微晶纤维素与二维材料的表/界面机制，进而构建了具有优异力学性能与压力传感性能的气凝胶材料。从事该项目研究占本人同期工作量的80%。（主要论文有代表性论文2，8） 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Green synthesis of silver nanoparticle in xylan solution via Tollens reaction and its detection for Hg2+/Nanoscale/Luo YQ, Shen SQ, Luo JW, Wang XY, Sun RC 2 Electrospun cellulose acetate supported Ag@AgCl composites with facet-dependent photocatalytic properties on degradation of organic dyes under visible-light irradiation/Carbohydrate Polymers/Zhou ZD, Peng XW, Zhong LX, Wu L, Cao XF, Sun RC 3 Chitosan derivatives/reduced graphene oxide/alginate beads for small-molecule drug delivery/Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications/Chen KH, Ling YZ, Cao C, Li XY, Chen X, Wang XY 4 Multifunctional cellulosic paper based on quaternized chitosan and gold nanoparticle-reduced graphene oxide via electrostatic self-assembly/Journal of Materials Chemistry A/Ling YZ, Li XY, Zhou SW, Wang XY, Sun RC 5 Assembly of layered silicate loaded quaternized chitosan/reduced graphene oxide composites as efficient absorbents for double-stranded DNA/ACS Sustainable Chemistry & Engineering/Li XY, Han Y, Ling YZ, Wang XY, Sun RC（封面论文） 6 Highly tough cellulose/graphene composite hydrogels prepared from ionic liquids/Industrial Crops and Products/Xu MM, Huang QB, Wang XH, Sun RC 7 TiO2-containing PVA/xylan composite films with enhanced mechanical properties, high hydrophobicity and UV shielding performance/Cellulose/Ren JL, Wang SY, Gao CD, Chen XF, Li WY, Peng F 8 An ultralight,elastic,cost-effective,and highly recyclable superabsorbent from microfibrillated cellulose fibers for oil spillage cleanup/Journal of Materials Chemistry A/Wang S, Peng XW, Zhong LX, Tan JW, Jing SS, Cao XF, Chen W, Liu CF, Sun RC	自然奖	王小英,刘传富,彭新文,任俊莉,王小慧,钟林新	华南理工大学	华南理工大学
273	1843-105	膜式热质传递过程性能调控原理 项目名称 膜式热质传递过程性能调控原理 推荐/提名单位/人 华南理工大学 主要完成单位 华南理工大学,香港理工大学 项目简介 本项目属工程热物理学科。《十三五国家战略性新兴产业发展规划》将节能环保业快速壮大列为八大任务之一。膜式热质传递过程能同时实现热量传递和质量的选择性传递，在节能和环保产业有重大需求。它的瓶颈问题为：传质效率不高，所需膜面积大，成本高。根本原因在于膜和膜组件的性能调控手段匮乏。更深层次的原因在于，传统的金属换热器理论已经不能用来指导膜式热质传递过程的性能调控。因此，急需要建立新型膜式热质传递过程的性能调控原理。涉及的关键科学问题：（1）膜材料的传质机理与性能调控；（2）膜流道的传热传质规律；（3）膜组件效率的调控原理。针对上述科学问题，本项目在国家自然科学基金、RGC基金等科技计划资助下，针对膜式热质传递过程的性能调控原理开展研究，经过十余年的工作，突破了其基于经典换热器的理论瓶颈，阐明了膜式热质传递过程性能调控原理。创新点如下：（1）阐明了透湿膜的传质机理。提出了透湿膜的传质阻力模型，揭示了通过优化操作参数和材料物化性质对膜性能进行调控的原理，藉此，发明了一种亲水-憎水复合透湿膜，其传质系数比国外同类产品提高7.8倍。（2）揭示了膜流道的传热传质规律。(a) 针对板翅式膜流道，发现了翅片导温和导湿因子对膜流道传热传质性能的影响规律，建立了膜流道在膜耦合边界条件下的传热传质准则方程，推翻了经典的等壁温或等热流密度边界条件假设，揭示并澄清经典的j比拟在膜流道发生失效的根本原因。(b) 针对中空纤维膜流道,发现了随机分布的中空纤维膜流道的分形特征，建立了平均膜流道传热传质准则的分形计算公式，提供一种指导中空纤维膜流道设计的数学工具。（3）首次提出了描述膜组件性能调控方法的效率-传递单元数解析解。建立了膜组件的热质交换数学模型，将热湿耦合、影响因素众多的组件变量，归纳为一对互相独立的传热和传质单元数，并首次得出其性能解析解，预测精度比传统经验公式提高45%。加拿大萨省大学教授Besant指出："张立志首次提出了(first introduced by Zhang)中空纤维膜组件的解析解"。本项目发表SCI论文65篇和2本英文专著，获SCI他引1935次；8篇代表性论文获SCI他引507次, 最高单篇SCI他引123次。成果获国际知名学者好评，被多次评价为"first"、"novel"、"in depth"等。提出的准则方程和解析解被国际同行连续反复采用，并多次被评价为"excellent agreement"、 "reliable"等。获发明专利3项。按此理论研制的高效透湿膜已经获得应用。第一完成人连续5年入选Elsevier公布的"中国高被引学者"榜单，并获得了国家杰出青年基金资助。第一和第二完成人分别担任本领域顶级期刊Energy & Buildings (JCR1区)副主编和主编。做国际大会特邀报告19次。上述研究引领了国际上膜式热质传递过程的研究，促进了膜技术与传热传质学的学科交叉，为建立新学科分支-膜式传热传质学，做出了贡献。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张立志 教授 华南理工大学 华南理工大学 项目学术负责人，负责了项目内容的设计与规划、研究方向与研究内容的确定、指导与实施。提出了膜流道传热传质准则式，发现了翅片导热和导湿因子对膜流道的影响规律，首次提出了膜组件性能的解析解。对项目发现点1，2和3作出了主要贡献。是代表性论文[3-8]的第一作者和通讯作者，是代表性论文[1,2]的第二作者。 2 牛建磊 教授 香港理工大学 香港理工大学 项目主要学术骨干，通过将对流传质阻力与膜扩散阻力进行分离，提出了透湿膜的传质阻力模型，揭示了通过优化操作参数和材料物化性质对膜性能进行调控的原理。提出了冷却吊顶与膜全热交换器相结合新型空调系统的模拟方法和节能原理，评价了新型湿度控制技术的节能效果。是代表论文[1,2]的第一和通讯作者。 3 梁才航 研究员 桂林电子科技大学 华南理工大学 项目主要学术骨干，协助第一完成人研究了膜性能调控原理，协助研究了新型膜式湿度控制原理。对项目发现点1，2 作出了贡献。是代表性论文[5]的第二作者。 4 黄斯珉 副教授 东莞理工学院 华南理工大学 项目参与人，协助第一完成人研究了新型膜式湿度控制原理。对项目发现点2做出了贡献。是代表性论文[6]的第二作者。 5 裴丽霞 副教授 华南理工大学 华南理工大学 项目参与人，参与了项目中“高效复合透湿膜”的设计、性能优化与调控。对本项目发现点1，2作出了贡献。是代表性论文[5]的第三作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Membrane-based enthalpy exchanger: material considerations and clarification of moisture resistance/ Journal of membrane science/J. L. Niu, L. Z. Zhang 2 Energy savings potential of chilled-ceiling combined with desiccant cooling in hot and humid climates/ Energy and Buildings/J. L.Niu, L. Z. Zhang, H.G. Zuo 3 Energy performance of independent air dehumidification systems with energy recovery measures/Energy/L. Z. Zhang 4 Heat and mass transfer in plate-fin sinusoidal passages with vapor-permeable wall materials/International Journal of Heat and Mass Transfer/L. Z. Zhang 5 Conjugate heat and mass transfer in membrane-formed channels in all entry regions/International Journal of Heat and Mass Transfer/L. Z. Zhang, Cai-hang Liang, Li-Xia Pei 6 Coupled heat and mass transfer in a counter flow hollow fiber membrane module for air humidification/International Journal of Heat and Mass Transfer/L.Z. Zhang, S.M. Huang 7 Heat and mass transfer in a randomly packed hollow fiber membrane module: a fractal model approach/International Journal of Heat and Mass Transfer/L.Z. Zhang 8 An analytical solution to heat and mass transfer in hollow fiber membrane contactors for liquid desiccant air dehumidification/ASME Journal of Heat Transfer/L.Z. Zhang	自然奖	张立志,牛建磊,梁才航,黄斯珉,裴丽霞	华南理工大学,香港理工大学	华南理工大学
274	1843-106	变化环境下流域水文过程模拟与极端气候水文事件研究 项目名称 变化环境下流域水文过程模拟与极端气候水文事件研究 推荐/提名单位/人 华南理工大学 主要完成单位 华南理工大学,香港中文大学,中山大学 项目简介 由于气候变化与人类活动影响背景下的流域水文过程与极端气候水文事件发生的复杂性和不确定性，使得以全球气候变暖为主要特征的变化环境及其引发的流域水文过程与极端气候水文事件模拟预测成为水文水资源领域研究的热点和难点问题。本项目在国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划等项目的支持下，系统开展了变化环境下流域水文过程模拟与预测、极端水文事件风险评估、极端气候事件的时空演变规律分析以及未来变化环境下极端气候水文事件发展趋势预测研究等。取得的科学发现点及其科学价值主要体现在：（1）变化环境下流域水文过程模拟与预测。构建了适用于珠江流域水文过程模拟的大尺度水文模型，在湿润地区实现了短历时洪水的高精度模拟，揭示了变化环境下珠江流域水文过程的时空演变规律。（2）基于人工智能算法的极端水文事件模拟与风险评价。提出了基于智能算法的流域洪水风险评价模型，为流域洪水风险评估提供了重要方法；提出了基于线性矩法的枯水径流频率分析方法，为极端水文事件频率分析研究提供了可靠的技术手段。（3）气候变化对重大水利工程防洪安全影响评估。提出了水文气象变量趋势稳定性的识别框架，揭示了珠江流域极端气候水文事件演变规律；提出了气候变化对流域洪水风险影响的评价方法和分析计算途径，评估了不同排放情景、多组气候模式条件对流域洪水风险区重大水利工程防洪安全的影响。（4）极端气候水文事件对变化环境的响应及不确定性分析。揭示了变化环境下珠江流域降雨侵蚀力的时空分布特征及其变化规律，识别了流域水土流失潜在区域；预估了未来情景下极端气候水文事件的时空演化特征，评估区域极端事件模拟和预估的不确定性。本项目共发表学术论文180多篇，其中SCI收录128篇，8篇代表性论文他引154次，出版专著1部。成果发表后得到了国内外学者的广泛关注，多篇代表性论文成为所发表期刊中下载次数最多的文章之一，且有一篇代表性论文（代表性论文2）至今已被SCI论文他引46次，并在Web of Science上被标记为高被引论文（归入到Engineering学术领域中最优秀的1%行列）。同时通过本项目研究，入选国家杰出青年基金获得者1人、教育部新世纪优秀人才支持计划2人、广东省“珠江人才计划”青年拔尖人才1人；并获得中国自然资源学会纪念成立30周年所颁发的优秀科学奖、华南理工大学优秀博士学位论文、广东省优秀学生（研究生阶段）、香港气象学会“Heywood Young Scientists Award”、香港研究资助局富布赖特奖学金及香港中文大学研究生学术成果奖等奖项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 黄国如 教授 华南理工大学 华南理工大学 项目负责人，负责本项目研究工作的提出、设计、实施和总结等，构建了适用于珠江流域水文过程模拟的大尺度水文模型，在湿润地区实现了短历时洪水的高精度模拟，揭示了变化环境下珠江流域水文过程的时空演变规律；提出了水文气象变量趋势稳定性的识别框架，揭示了珠江流域极端气候水文事件演变规律；提出了气候变化对流域洪水风险影响的评价方法和分析计算途径，评估了不同排放情景、多组气候模式条件对流域洪水风险区重大水利工程防洪安全的影响；是代表性论文1、3和4的通讯作者，对本项目的重要科学发现1、2和3做出了重要贡献。 2 陈永勤 教授 香港中文大学（深圳） 香港中文大学 项目的主要研究人员和完成人之一，提出了基于线性矩法的枯水径流频率分析方法，为极端水文事件频率分析研究提供了可靠的技术手段；提出采用多个GCM输出，基于GCM栅格输出与站点观测极端事件对应关系，采用统计方法直接对GCM极端事件统计特征进行降尺度，预估未来情景下站点尺度极端降水及气温事件变化；是代表性论文5的第一作者和通讯作者，对本项目的重要科学发现2和4做出了重要贡献。 3 张强 教授 北京师范大学 中山大学 项目的主要研究人员和完成人之一，提出采用多个GCM输出，基于GCM栅格输出与站点观测极端事件对应关系，采用统计方法直接对GCM极端事件统计特征进行降尺度，预估未来情景下站点尺度极端降水及气温事件变化；提出采用五个ESM输出数据，预估未来情景下极端气候水文事件的时空演化特征，评估区域极端事件模拟和预估的不确定性；是代表性论文6和7的通讯作者，对本项目的重要科学发现4做出了重要贡献。 4 王兆礼 副教授 华南理工大学 华南理工大学 项目的主要研究人员和完成人之一，提出了基于随机森林智能算法的洪水风险评价模型，揭示了东江流域洪水风险空间分布特征，识别了各因子对洪水风险的贡献率，为流域洪灾风险评价提供了新的思路；利用降雨侵蚀力模型分析了珠江流域降雨侵蚀力的时空分布特征及变化规律，发现了流域降雨侵蚀力与降雨呈现极强相关性并呈现总体上升趋势的规律，揭示了降雨侵蚀力的上升是导致流域中上游特别是喀斯特地区水土流失和石漠化的潜在因素；是代表性论文2的第一作者和代表性论文8的通讯作者，对本项目的重要科学发现2和4做出了重要贡献。 5 武传号 副教授 暨南大学 华南理工大学 项目的主要研究人员和完成人之一，构建了适用于珠江流域水文过程模拟的大尺度水文模型，在湿润地区实现了短历时洪水的高精度模拟，揭示了变化环境下珠江流域水文过程的时空演变规律；提出了水文气象变量趋势稳定性的识别框架，揭示了珠江流域极端气候水文事件演变规律；提出了气候变化对流域洪水风险影响的评价方法和分析计算途径，评估了不同排放情景、多组气候模式条件对流域洪水风险区重大水利工程防洪安全的影响；是代表性论文1、3和4的第一作者，对本项目的重要科学发现1和3做出了重要贡献。 6 赖成光 教授 华南理工大学 中山大学 项目的主要研究人员和完成人之一，提出了基于随机森林智能算法的洪水风险评价模型，揭示了东江流域洪水风险空间分布特征，识别了各因子对洪水风险的贡献率，为流域洪灾风险评价提供了新的思路；利用降雨侵蚀力模型分析了珠江流域降雨侵蚀力的时空分布特征及变化规律，发现了流域降雨侵蚀力与降雨呈现极强相关性并呈现总体上升趋势的规律，揭示了降雨侵蚀力的上升是导致流域中上游特别是喀斯特地区水土流失和石漠化的潜在因素；是代表性论文2的通讯作者和代表性论文8的第一作者，对本项目的重要科学发现2和4做出了重要贡献。 7 李剑锋 其他 香港浸会大学 香港中文大学 项目的主要研究人员和完成人之一，提出采用多个GCM输出，基于GCM栅格输出与站点观测极端事件对应关系，采用统计方法直接对GCM极端事件统计特征进行降尺度，预估未来情景下站点尺度极端降水及气温事件变化；提出采用五个ESM输出数据，预估未来情景下极端气候水文事件的时空演化特征，评估区域极端事件模拟和预估的不确定性，是代表性论文6和7的第一作者，对本项目的重要科学发现4做出了重要贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Changing spatiotemporal patterns of precipitation extremes in China during 2071–2100 based on Earth System Models / Journal of Geophysical Research: Atmospheres / Jianfeng Li, Qiang Zhang, Yongqin David Chen, ChongYu Xu, Vijay P Singh 2 Spatio-temporal variation in rainfall erosivity during 1960-2012 in the Pearl River basin, China/Catena/Chengguang Lai, Xiaohong Chen, Zhaoli Wang, Xushu Wu, Shiwei Zhao, Xiaoqing Wu, Wenkui Bai 3 Prediction of extreme floods based on CMIP5 climate models: a case study in the Beijiang River basin, South China/ Hydrology and Earth System Sciences/Wu Chuanhao, Huang Guoru, Yu Haijun 4 Flood hazard risk assessment model based on random forest/ Journal of Hydrology/Zhaoli Wang, Chengguang Lai, Xiaohong Chen, Bing Yang, Shiwei Zhao, Xiaoyan Bai 5 Projection of climate extremes in the Zhujiang River basin using a regional climate model/ International Journal of Climatology/Wu Chuanhao, Huang Guoru 6 Impact of climate change on reservoir flood control in the upstream area of the Beijiang River Basin, South China/Journal of Hydrometeorology/Wu Chuanhao, Huang Guoru, Yu Haijun, Chen Zhijing, Ma Jingguang 7 Regional analysis of low flow using L-moments for Dongjiang basin, South China/ Hydrological sciences journal/ Yongqin David Chen, Guoru Huang, Quanxi Shao, Chongyu Xu 8 GCMs‐based spatiotemporal evolution of climate extremes during the 21st century in China/Journal of Geophysical Research: Atmospheres/Jianfeng Li, Qiang Zhang, Yongqin David Chen, Vijay P Singh	自然奖	黄国如,陈永勤,张强,王兆礼,武传号,赖成光,李剑锋	华南理工大学,香港中文大学,中山大学	华南理工大学
275	1843-107	食品营养活性物质的分子基础与调控机制 项目名称 食品营养活性物质的分子基础与调控机制 推荐/提名单位/人 华南理工大学 主要完成单位 华南理工大学 项目简介 【领域】食品科学技术。【背景】食物营养属性取决于其构成分子的结构特征，但目前缺乏可在分子层面准确表征营养组分特性的系统理论和方法，迄今尚未阐明食品营养活性物质互作机制。如何解析食品营养活性物质的构效关系及互作机制，精准调控制备活性营养组分，是食品营养与健康领域亟需解决的重大科学基础问题。【实施内容及意义】本项目以探究食品营养组分互作及促进食品营养与健康产业发展的国家重大需求为导向，围绕食品营养活性物质“分子杂化轨道特性—结构特征—互作机制—功效调控”等关键科学问题展开研究，构建了一套可表征分子结构特性的理论体系（新方法），创建了可阐明营养活性物质交互作用机制的分子效应特征指数（新策略），实现了食品营养活性物质功效的精准调控（新思路）。相关研究为特医特膳食品科学配方设计提供重要理论基础与科学指导，为促进食品营养与健康产业发展及升级提供理论与技术支撑。【主要科学发现】1、基于分子杂化轨道理论构建食品营养活性物质结构表征新方法。针对传统方法中以官能团为指征参数存在的构效关系预测不准确问题，率先利用分子杂化轨道理论构建了食品营养活性物质的结构表征新方法，从崭新的视角将复杂的结构问题归到本质化学基础上，凝练出一套客观、准确、可量化的分子结构表征理论体系，扩充并丰富了食品营养活性物质结构表征的新方法，为复杂体系中营养活性物质的构效关系研究开辟了新思路。2、食品营养活性物质互作机制解析与功能设计新策略。基于食品营养活性物质中分子轨道孤对电子/成键电子在交互作用中的重要贡献，创新性构建了多维度、多元化、可量化表征交互作用规律的分子效应特征指数，深度解析了食品营养活性物质的特异性互作机制，结合营养功效评价体系，提出了一套基于营养功能导向的互作产物设计新策略。3、食品营养活性物质分子修饰与精准功效调控。基于食品营养活性物质的构效关系及互作机制，创新集成限制性可控酶解、生物转化与高效利用、官能团修饰与改性等多种技术手段，实现了具有特定营养功效的食品活性物质模块化组件（功能性多肽、功能性多酚、功能性多糖等）的精准调控，为特医特膳食品新型功能性配料的开发及在个性化营养食品中的应用提供了科学理论依据和技术支撑。本项目成果共发表SCI收录论文412篇，创新性成果受到国内外学者广泛关注，所发表论文被国内外其他研究小组（包括国外30多个国家的500多个研究团队、国内50多家科研单位等）在SCI期刊中正面引用12306次，其中6篇研究论文入选ESI高被引论文。8篇代表性论文总他引825次。2名完成人连续四年（2015-2018）入选农业与生物化学领域“中国高被引学者”；1名完成人获教育部长江学者特聘教授；1名完成人入选国家万人计划青年拔尖人才；2名完成人入选广东特支计划科技创新青年拔尖人才；1名完成人入选教育部新世纪优秀人才计划；2名完成人获得广东省杰青基金资助；1名完成人获广东省优博论文奖；1名完成人入选广州市珠江新星。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 任娇艳 教授 华南理工大学 华南理工大学 项目总体负责人及总体实验设计完成人。对创新点 1 作出以下贡献：构建了食品营养活性物质的结构表征新方法，凝练出了一套客观、准确、可量化的分子结构表征理论体系。对创新点 2 作出以下贡献：创新性构建了多维度、多元化、可量化表征交互作用规律的分子效应特征指数。对创新点 3 作为以下贡献：利用限制性可控酶解结合高效分离纯化技术制备了目标功能性多肽，实现营养活性物质精准调控。从事该项研究占本人同期工作量的80%（代表性论文 1,2,3,5）。 2 赵谋明 教授 华南理工大学 华南理工大学 对创新点2作出以下贡献：基于多糖和蛋白的结构特征及功能性质，深度解析了两者的特异性互作机制。对创新点3作出以下贡献：基于食品营养活性物质互作机制，开展了系列特医、特膳食品功能性配料组合方案设计。从事该项研究占本人同期工作量的50%（代表性论文1,2,3,4,5,6,7,8）。 3 游丽君 副研究员 华南理工大学 华南理工大学 对创新点1作出以下贡献：构建了动物蛋白多肽抗氧化、抗疲劳等活性评价新方法，为目标活性肽筛选奠定了理论基础。对创新点2作出以下贡献：解析了动物多肽与植物多酚互作机制，阐明两者协同增效的分子基础。从事该项研究占本人同期工作量的80%（代表性论文2,3,4,5）。 4 杨宝 研究员 中国科学院华南植物园 华南理工大学 对创新点2作出以下贡献：建立了植物多糖的高效分离提取方法，对目标活性成分结构特征进行谱学鉴定及特征成分解析，结合营养功能性质对功效成分进行了综合评价。对创新点3作出以下贡献：利用生物转化与高效富集技术手段，定向制备了功能性多酚。从事该项研究占本人同期工作量的80%（代表性论文4,6,7,8）。 5 罗维 高级工程师 华南理工大学 华南理工大学 对创新点1作出以下贡献：构建了植物酚类活性物质抗氧化活性评价新方法，通过自由基产生方式、反应体系参数优化等技术改良，提高了抗氧化活性评价方法的准确性和客观性。从事该项研究占本人同期工作量的50%（代表性论文7）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 In vitro antioxidant activity and in vivo anti-fatigue effect of loach (Misgurnus anguillicaudatus) peptides prepared by papain digestion/Food Chemistry/You,LJ;Zhao,MM; Regenstein, JM ; Ren,JY. 2 Effect of degree of hydrolysis on the antioxidant activity of loach (Misgurnus anguillicaudatus) protein hydrolysates/Innovative Food Science & Emerging Technologies/You,LJ; Zhao,MM; Cui,C; Zhao,HF; Yang,B. 3 Purification and identification of antioxidative peptides from loach (Misgurnus anguillicaudatus) protein hydrolysate by consecutive chromatography and electrospray ionization-mass spectrometry/Food Research International/You,LJ; Zhao,MM ; Regenstein,JM ; Ren,JY. 4 Identification of polysaccharides from pericarp tissues of litchi (Litchi chinensis Sonn.) fruit in relation to their antioxidant activities/Carbohydrate Research/Yang, B ; Wang, JS ; Zhao, MM ; Liu, Y ; Wang, W ; Jiang, YM. 5 Changes in the antioxidant activity of loach (Misgurnus anguillicaudatus) protein hydrolysates during a simulated gastrointestinal digestion/Food Chemistry/You,LJ; Zhao,M; Regenstein,JM; Ren,JY. 6 Identification of bioactive compounds in Phyllenthus emblica L. fruit and their free radical scavenging activities/Food Chemistry/Luo, W ; Zhao, MM ; Yang, B; Shen, GL ; Rao, GH. 7 Purification and identification of antioxidant peptides from grass carp muscle hydrolysates by consecutive chromatography and electrospray ionization-mass spectrometry /Food Chemistry/Ren,J; Zhao,M; Shi,J; Wang ,J; Jiang,Y; Cui,C; Kakuda,Y; Xue,SJ. 8 Immunomodulatory and anticancer activities of flavonoids extracted from litchi (Litchi chinensis Sonn.) pericarp/International Immunopharmacology/Zhao, MM ; Yang, B ; Wang, JS ; Liu, Y ; Yu, LM ; Jiang, YM.	自然奖	任娇艳,赵谋明,游丽君,杨宝,罗维	华南理工大学	华南理工大学
276	1843-108	流体与设备/材料设计协同促进高分子材料高性能轻量化的作用机理 项目名称 流体与设备/材料设计协同促进高分子材料高性能轻量化的作用机理 推荐/提名单位/人 华南理工大学 主要完成单位 华南理工大学 项目简介 几乎所有高分子材料都必须经过加工成型才能成为有用的制品，主要发展方向是研制新型加工技术与设备成型高性能制品。我国高分子材料加工经过60多年的发展，技术水平不断提高，是我国轻工业的最大行业，但关键核心技术竞争力不足。目前，轻量化、功能化等是我国高分子加工的发展方向，如“聚合物材料的轻量化技术”被列为国家“十三五”重大项目。本项目自2002年开始，在国家和广东省自然科学基金、教育部高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划等的支持下，就提出通过流体（包括超临界流体和水）这类绿色介质与加工技术/设备的创新设计和材料体系的设计，协同促进高分子材料的高性能、轻量化和功能化，对相关科学问题开展了系统的探索研究。取得的重要科学发现和创造性贡献如下。1. 提出了一种集成的迭代优化策略，并应用于复杂的吹塑过程，发现可快速获得优化的加工参数，避免复杂制造过程优化时陷入局部最优化的问题，适于解决复杂工程的优化问题。研究揭示了水辅助注塑（WAIM）中模腔内熔体在高压水穿透下呈现的复杂流动行为和温度场。2. 首次提出采用微孔发泡方法制备碳支架电极，发现其表面呈明显的三维开孔结构，生物相容性好，用作微生物燃料电池阳极时明显提高其产电性能。发现提出的几种新方法改善了难发泡材料微纳米孔发泡性能，一定程度上突破了“共混物相畴尺寸较小才能形成细小泡孔”的传统观念。发现在高压水穿透下复杂流动行为和温度场与材料体系设计的协同作用下，WAIM成型的制品呈多层次的结晶结构/相形态，突破了“在高分子薄膜上才能形成横晶”的传统观念。3. 基于流变性能的加工设备/材料体系设计，明显提高PLA的综合性能，揭示了相关机理，为材料体系设计提供了基础。本项目已发表SCI论文80余篇，SCI他引约1000次。8篇代表性论文发表在J Mater Chem A, Expert Sys Appl和Comps B以及高分子材料加工领域重要国际期刊Polym Adv Technol和J Appl Polym Sci上，其中代表性论文1曾被列为ESI高被引论文，已被Energy Environ Sci, Chem Soc Rev, Adv Mater等SCI他引261次。项目成果得到了国际上高分子材料领域最活跃的研究团队和学者（包括加拿大皇家和工程院院士、中科院院士、工程院院士、高分子和流变学界国际知名学者等）的广泛引用和高度评价，相关成果入选: 庆祝中国化学会成立80周年: 高速发展的中国化学––“聚合物加工与成型）。已获相关授权发明专利21件（其中国际专利3件），成果应用取得显著经济效益。主要完成人多次受邀在国内外学术会议上做邀请报告，入选国家人事部、科技部、教育部、自然科学基金委等七部委新世纪首届“百千万人才工程”国家级人选和广州市“珠江新星”，获得“国务院政府特殊津贴”、教育部“高校青年教师奖”等；第一完成人指导的博士生获教育部、国务院学位委员会“博士研究生学术新人奖”、全国博士生学术年会优秀论文奖等各层次奖励。充分说明专家给予本项目成果的高度认可和评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 黄汉雄 教授 华南理工大学 华南理工大学 是本项目负责人，所有科学发现点的主要贡献者。创新性地提出通过流体（包括超临界流体和水）这类绿色介质与加工技术和设备创新设计/材料体系设计的思想，协同促进高分子材料的高性能、轻量化和功能化，对相关科学问题和新方法开展了系统的探索研究。提出了一种集成的迭代优化策略，应用于复杂的吹塑过程；提出了改善难发泡材料微纳米孔发泡性能、调控其泡孔结构的系列新方法，一定程度上突破了“共混物相畴尺寸较小才能形成细小泡孔”的传统观念；提出基于流变性能的加工设备/材料体系设计，明显提高PLA的性能。 2 蒋果 教授 华南理工大学 华南理工大学 是科学发现点三的主要贡献者。提出以流变性能为桥梁，建立加工流场参数与PLA基多相体系形态结构与性能之间的关系，把流场参数和流变性能作为监控加工过程中形态结构演变的一种手段，为实现通过控制混炼流场参数制备形态结构可控、综合性能高的PLA材料奠定了基础。采用混沌混炼制备PLA/LLDPE共混物，发现，LLDPE含量较低（30%）时共混物即发生相反转，形成了致密的共连续相结构，明显提高了共混物的性能。 3 汪斌 副教授 东华理工大学 华南理工大学 是科学发现点二的主要贡献者。研究发现了水辅助注塑成型高分子共混物的多层次相形变，在外表层和芯层都出现了大量的PP的β晶型，内表层则由紧密堆积的横晶（α晶型为主）组成，率先、系统提出水辅助注塑成型高分子材料及其多相体系多层次晶体结构及形成机理。实现了在水辅助注塑成型制品厚度上更大范围地形成可提高制品性能的横晶，这突破了“在高分子薄膜上才能形成横晶”的传统观念。 4 王建康 副教授 天津科技大学 华南理工大学 是科学发现点二的主要贡献者。采用混炼流场促进多相体系相形态/微观结构演变，有效调控泡孔结构，制备纳米级泡孔。设计的混炼流场促进纳米粒子的剥离和分散，进一步降低了高分子多相体系界面处泡孔成核的活化能，有效提高泡孔的成核密度，明显减小泡孔尺寸，发现泡孔成核最高效率出现在共混物两组分与纳米粒子三者共存的界面处。良好分散的纳米CaCO3粒子具有大比表面积和高表面能，且其表面的脂肪酸可降低材料的模量，明显改善了PP的发泡性能。 5 李炯城 教授级高工 广东省电信规划设计院有限公司 华南理工大学 是科学发现点一的重要贡献者。将数值模拟方法、神经网络方法、遗传算法和模拟退火算法有机结合起来，建立非解析的数学模型，提出了一种迭代优化策略。其中提出改进的LM算法加速神经网络模型的收敛，把模拟退火算法嵌入遗传算法中以提高其局部搜索能力。把该优化策略应用于复杂的高分子材料吹塑过程，研究发现，经过很少的迭代次数，就可根据制品壁厚要求按迭代方式快速进行机头模口间隙曲线的反向推算，获得优化的加工参数，避免复杂制造过程优化时陷入局部最优化的问题，明显减少调机工作量。 6 黎珂 中级 埃克森美孚化工商务（上海）有限公司 华南理工大学 是科学发现点三的重要贡献者。以共混物动态流变响应为基础，制备了具有不同相形态的PLA/PBAT共混物，如海岛结构、共连续相结构等，为共混物性能的调控提供了理论指导。 7 王亚琼 助理研究员 华南理工大学 华南理工大学 是科学发现点二的重要贡献者。采用微孔发泡方法制备MFC阳极，研究发现，这增强了质量传输和电子转移面积以及微生物附着和细胞外电子转移；残留的亲水功能–C=N基团明显提高了阳极的生物相容性，进一步促进微生物附着。3D开孔碳支架用作MFC阳极时，这两方面有助于微生物代谢的电子转移至电极。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Rheological responses and morphology of polylactide/linear low density polyethylene blends produced by different mixing type/Polymer-Plastics Technology and Engineering/Jiang,Guo;Huang,Han-Xiong;Chen,Zhao-Ke 2 A proposed iteration optimization approach integrating backpropagation neural network with genetic algorithm/Expert Systems with Applications/Huang,Han-Xiong;Li,Jiong-Cheng;Xiao,Cheng-Long 3 Novelly developed three-dimensional carbon scaffold anodes from polyacrylonitrile for microbial fuel cells/Journal of Materials Chemistry/Wang,Ya-Qiong;Huang,Han-Xiong;Li,Bin;Li,Wei-Shan 4 Improving polypropylene microcellular foaming through blending and the addition of nano-clacium carbonate/Journal of Applied Polymer Sciene/Huang,Han-Xiong;Wang,Jian-Kang 5 Preparation of microcellular polypropylene/polystyrene blend foams with tunable cell structure/Polymers for Advanced Technologies /Huang,Han-Xiong;Xu,Hong-Fei 6 Polymorphism in polyamide 6 and polyamide 6/clay nanocomposites molded via water-assisted injection molding/Composites Part B-Engineering/Huang,Han-Xiong;Wang,Bin;Zhou,Wei-Wen 7 Dynamic rheological behavior and morphology of polylactide/poly(butylenes adipate-co-terephthalate) blends with various composition ratios/Advances in Polymer Technology/Li,Ke;Peng,Jun;Sun,Xiao-Fei;Turn,Lih-Sheng;Huang,Han-Xiong 8 Preparation and characterization of biodegradable polylactide/thermoplastic polyurethane elastomer blends/Journal of Applied Polymer Science/Han,Juan-Juan;Huang,Han-Xiong	自然奖	黄汉雄,蒋果,汪斌,王建康,李炯城,黎珂,王亚琼	华南理工大学	华南理工大学
277	1846-103	化学致癌的非编码RNA机制研究 项目名称 化学致癌的非编码RNA机制研究 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 广州医科大学 项目简介 本研究内容属毒理学、环境卫生、肿瘤病因等交叉领域。肿瘤是严重危害人类健康的重要疾病，环境化学因素是诱发肿瘤的主要原因。本研究着眼于化学致癌，从表观遗传毒理学新视角，率先开展化学物诱导肿瘤发生发展过程中非编码RNA作用机制及其标志物意义的创新研究。一直以来，细胞内非编码RNA被认为是无功能意义的垃圾分子，本成果的系列研究，在国际毒理学和环境与健康研究领域，领先报道了微小非编码RNA（miRNA）及长链非编码RNA（lncRNA）等非编码RNA在环境有害物诱导机体细胞损伤中具有重要作用，并且具有作为肿瘤发生发展的早期分子标志物的潜在价值。 本系列研究在6项国家自然科学基金等项目资助下，从分子、细胞、动物及人群多层面，以环境广泛存在的污染物苯并（a）芘、香烟烟气中特有化合物NNK，以及饮食相关亚硝基化合物MNNG等化学物为代表，较为系统而深入地探索了化学物诱导肺癌胃癌等肿瘤发生发展过程中，多个miRNA及lncRNA的功能机制及其标志物意义。研究阐明了miR-106a、miR-494、miR-320等miRNA，以及lncRNA-AK001796、lncRNA-DQ786227、lncRNA-LOC728228等lncRNA，在致癌物诱导细胞恶变和癌症发生中的重要作用，鉴定了它们调控的靶基因；同时还发现了miR-622等若干具有抗癌作用的非编码RNA分子。揭示了化学致癌过程中miRNA及lncRNA表达谱改变的动态规律性；以miR-27a基因单核苷酸多态性与胃癌发生易感性为例，进一步阐明了化学物与表观遗传交互作用对人类肿瘤发生的重要影响。结合环境有害物暴露人群及化学致癌动物模型，发现化学致癌物致肺癌发生过程中，循环血液中miR-1a、miR-206和miR-154-5p等miRNA表达的异常改变，具有良好的肿瘤早期分子标志物价值。本系列研究成果创新性地探索了化学物暴露有害作用中的非编码RNA机制，为非编码RNA用于环境化学物暴露健康风险评估提供了理论依据，极大丰富了表观遗传学的科学内容，特别是拓展了表观毒理学的知识内涵。 本项目研究成果发表论文27篇，其中SCI论文19篇，多篇发表在Oncogene、Carcinogenesis和Toxicological Sciences等相关领域权威杂志上。论文正面引用合计583次，其中SCI他引546次，多次在国际著名权威杂志上引用和评述。其中8篇代表性SCI论文共被SCI引用332次，SCI他引319次，单篇他引最高达69次，多次被Nat Rev Genet、Nat Commun及Nat Chem Biol等顶级期刊引用。研究成果多次受邀在国际和国内重要毒理学学术大会上作主旨报告或特邀发言，系列科学发现被写入全国研究生规划教材《分子毒理学》及本科生教材《毒理学基础》，产生了广泛的学术影响，推动了表观毒理学的发展。系列研究培养造就了国家百千万人才工程入选专家、享受国务院政府特殊津贴专家、全国研究生教材《分子毒理学》主编及国际毒理学权威杂志Toxicological Sciences 副主编；培养博士和硕士研究生共22人。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 蒋义国 教授 广州医科大学 广州医科大学 本人是该项目总体设计者，负责课题的总体规划、设计、申请和实施；从表观遗传学角度，率先提出并开展环境化学致癌的非编码RNA（miRNA及lncRNA）功能及调控机制的研究，拓展了环境化学致癌研究新领域。首次提出并开展血液非编码RNA在环境化学物诱导肿瘤发生发展过程中的生物标志物作用。以通讯作者发表与本项目相关论文27篇，其中SCI论文19篇，其中代表性论文8篇（见代表性论文1-8即附件1-8）。 2 杨巧媛 教授 广州医科大学 广州医科大学 本人主要参与完成miRNA及lncRNA功能研究，及miRNA基因变异在环境致癌发生过程中作用机理研究，并完成相关临床流行病学分析。是创新性地发现miR-27a基因变异是miR-27a表达水平下调的重要原因；证实miR-21是一种具有毒理意义的非编码RNA分子；发现lncRNA AF118081在Bap的终致癌物反式二羟环氧苯并芘（BPDE）诱导永生化人支气管上皮细胞恶性转化过程中表达异常并具有类癌功能的主要贡献者之一。以第一作者发表与本成果相关的论文6篇，其中SCI论文5篇，代表性论文2篇。（见代表性论文1和代表性论文5；即附件1及附件5） 3 吴建军 教授 广州医科大学 广州医科大学 本人主要参与完成负责香烟烟雾中致癌物NNK诱导大鼠肺癌动物模型构建，参与完成血液miRNA作为环境致癌物诱发肺癌早期新标志物研究。 是创新性发现致癌物NNK可诱导动物血清miRNA表达谱发生改变，miR-206及miR-133b具有作为肺癌早期标志物潜力的主要贡献者之一。以第一作者发表与本成果相关的论文2篇，其中SCI论文2篇，代表性论文1篇。（见代表性论文6，即附件6） 4 李勋 讲师 广州医科大学 广州医科大学 本人主要参与完成负责香烟烟雾中致癌物NNK诱导大鼠肺癌动物模型构建，参与完成血液miRNA作为环境致癌物诱发肺癌早期新标志物研究。 是创新性发现致癌物NNK可诱导动物血清miRNA表达谱发生改变，miR-206及miR-133b具有作为肺癌早期标志物潜力的主要贡献者之一。以第一作者发表与本成果相关的论文2篇，其中SCI论文2篇，代表性论文1篇。（见代表性论文4，即附件4） 5 韩志远 副教授 广州医科大学 广州医科大学 本人在本项目中参与完成非编码RNA作为化学致癌过程中肿瘤化学预防的分子靶点研究。是创新性地发现发现天然植物化学成分白藜芦醇可以抑制BPDE诱导的永生化人支气管上皮恶性转化细胞、肺癌H460增殖，发现在白藜芦醇处理的恶变细胞及肺癌H460细胞中表达上调的miR-622可通过靶向K-Ras基因参与恶变细胞增殖的抑制，证实了miR-622具有作为化学致癌的预防靶点的潜在价值。以第一作者发表与本成果相关的论文3篇，其中SCI论文1篇，代表性论文1篇。（见代表性论文2，即附件2） 6 刘林华 副教授 广东医科大学 广州医科大学 本人在本项目中主要参与完成miRNA作为功能性调控分子影响细胞恶性表型的研究。是创新性发现miR-494及miR-22在BPDE诱导永生化人支气管上皮恶性转化细胞中具有癌基因功能，证实miR-494及miR-22共同靶向PETN基因的主要贡献者之一。以第一作者发表与本成果相关的论文3篇，其中SCI论文2篇，代表性论文1篇。（见代表性论文7，即附件7） 7 段慧菡 助教 广州医科大学 广州医科大学 本人在本项目中主要参与环境化学物急性暴露过程具有毒理学意义的miRNA分子筛选研究工作。是创新性发现用一定浓度苯并芘（Bap）对小鼠原代支气管上皮细胞进行染毒，抑制细胞中上调的miR-320和miR-494的表达，进而影响Bap诱导的细胞周期进程，证实了miR-320表达改变是化学物有害暴露早期的分子事件,具有重要的毒理学意义。以第一作者发表与本成果相关的论文1篇，其中SCI论文1篇，代表性论文1篇。（见代表性论文8，即附件8） 8 黄锦坤 正高级 广州医科大学 广州医科大学 本人在本项目中主要参与人群流行病学分析，开展环境致癌物暴露人群血清miRNA表达研究。将血液miRNA研究拓展到环境致癌物暴露人群，参与发现在肺癌患者血清中miR-206和miR-133b可能是肺癌发生发展的潜在生物标志物；并发现非编码小分子RNA hsa-let-7i-3p 和 hsa-miR-154-5p 表达水平在吸烟人群血清中表达下调，且与吸烟指数呈显著负相关，可能作为吸烟致肺癌人群的一种潜在标志物的主要贡献者之一。以第一作者发表与本成果相关的论文2篇，其中SCI论文2篇。（见代表性论文6，即附件6） 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Genetic variations in miR-27a gene decrease mature miR-27a level and reduce gastric cancer susceptibility/Oncogene /Qiaoyuan Yang, Zhigang Jie, Sheng Ye, Zhengrong Li, Zhiyuan Han, Jianjun Wu, Chengfeng Yang, Yiguo Jiang. 2 MicroRNA-622 functions as a tumor suppressor by targeting K-Ras and enhancing the anticarcinogenic effect of resveratrol/Carcinogenesis/Zhiyuan Han, Qiaoyuan Yang, Bingbing Liu, Jianjun Wu, Yuanqi Li，Chengfeng Yang, Yiguo Jiang. 3 miR-106a-mediated malignant transformation of cells induced by anti- benzo[a]pyrene-trans-7,8- diol-9,10-epoxide/Toxicological Sciences/ Yiguo Jiang, Yan Wu, Anne R. Greenlee, Jianjun Wu, Zhiyuan Han, Xun Li，Yao Zhao. 4 Altered miRNA expression profiles and miR-1a associated with urethane- induced pulmonary carcinogenesis/Toxicological Sciences/ Xun Li, Jianjun Wu, Jingli Zheng, Yuanqi Li, Ti Yang, Gongcheng Hu, Jiabin Dai, Qiaoyuan Yang, Lijun Dai, Yiguo Jiang. 5 A novel long noncoding RNA AK001796 acts as an oncogene and is involved in cell growth inhibition by resveratrol in lung cancer/Toxicology and Applied Pharmacology/ Qiaoyuan Yang, Enwu Xu, Jiabin Dai, Binbin Liu, Zhiyuan Han, Jianjun Wu, Shaozhu Zhang, Baoying Peng, Yajie Zhang, Yiguo Jiang. 6 Alteration of serum miR-206 and miR-133b is associated with lung carcinogenesis induced by 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl) -1-butanone/Toxicology and Applied Pharmacology/ Jianjun Wu, Ti Yang, Xun Li, Qiaoyuan Yang, Rong Liu, Jinkun Huang, Yuanqi Li, Chengfeng Yang, Yiguo Jiang. 7 Overexpressed miR-494 down-regulates PTEN gene expression in cells transformed by anti-benzo(a)pyrene-trans-7,8-dihydrodiol-9,10-epoxide/Life Sciences/ Linhua Liu, Yiguo Jiang, Hongyu Zhang, Anne R.Greenlee, Zhiyuan Han. 8 MiR-320 and miR-494 affect cell cycles of primary murine bronchial epithelial cells exposed to benzo(a)pyrene/Toxicology in Vitro/ Huihan Duan, Yiguo Jiang, Hongyu Zhang, Yan Wu.	自然奖	蒋义国,杨巧媛,吴建军,李勋,韩志远,刘林华,段慧菡,黄锦坤	广州医科大学	广东省教育厅
278	1850-102	光化学构筑微/纳结构材料与器件 项目名称 光化学构筑微/纳结构材料与器件 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 华南师范大学 项目简介 本项目以光化学合成为基础，以材料在环境领域的应用为牵引，以典型的金属、半导体、氧化物、聚合物及其复合材料为代表，开展环境功能材料微/纳结构与器件的构筑及其在光催化、金属离子吸附与环境气体检测方面的应用等的研究。围绕材料形成的光化学反应机理、微/纳结构控制与器件化及结构-性能关系三个关键科学问题进行深入系统的探讨，取得了一系列在国际上有重要影响的创新性成果，具体体现在：（1）气-液界面光化学合成技术为本项目首次提出。实现了模板诱导的可自由操控有序多孔薄膜的构筑、界面化学反应（无模板和表面活性剂）辅助的CdS纳米管与纳米孔SnO2的合成以及表面活性剂诱导的SnO2纳米管阵列的构筑，发现了光化学反应与界面化学反应在材料和相应结构形成方面的耦合机制。（2）提出了光化学合成光催化材料的理念。首次将光化学合成的半导体材料应用于光催化领域，发现了CdS纳米管、纳米孔SnO2以及SnO2纳米管阵列的高光催化活性及其机制，为光催化材料的制备提供了新技术和新机理；进一步，提出在溶液体系内将半导体纳米颗粒固定与聚合微球以提高性能，实现了CdS纳米颗粒在壳聚糖微球表面的固定和光催化性能提高，发现了微球表面功能集团对光催化材料活性提高的机制。（3）提出了密闭体系室温光化学构筑聚合物微球。改变了传统热化学方法必须通惰性气体保护、高温以及环境非友好溶剂使用的现状，采用乙醇/水作为溶剂，在密闭体系内通过光化学反应实现了多种聚合物微球的合成，以聚(苯乙烯-马来酸酐）微球为例，发现调整功能单体的量可实现其对Ni2+的吸附性能的调控。（4）光化学合成技术被引入气体传感器的构筑，实现了光化学构筑微/纳结构器件。以二维胶体晶体为模板，通过光化学反应在通用的陶瓷管衬底上构筑了SnO2单层有序孔薄膜气体传感器，发现光照时间可调控表面孔径的尺寸和气敏性能，提升了器件的实用性。 整个研究形成了“材料光化学合成→结构调控→性能→器件”的完整链条，可促进光化学合成成为材料合成、环境应用以及微/纳结构器件构筑的一个有力工具。 本项目以第一完成人为通讯作者共发表论文42篇（SCI论文26篇，Web of Science自检他引493次），其中8篇代表性论文全部为SCI收录，发表在Angewandte Chemie、Applied Catalysis B、ACS Applied Materials & Interfaces、Journal of Materials Chemistry、Chemical Engineering Journal等化学、环境、材料和工程领域的顶级期刊上，其中影响因子大于6.0的7篇。代表性论文得到了重要引用，8篇代表论文他引241次，其中SCIE他引229次。同时，项目授权国家发明专利8件。本项目第一完成人入选了教育部“新世纪优秀人才”支持计划、广东省“千百十”人才工程省级培养对象，并获评“千百十”人才工程先进个人。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 孙丰强 研究员 华南师范大学 华南师范大学 本项目的总体设计和组织者，设计了本项目的研究方案和技术路线，提出了本项目所有重要科学发现的原创性思路，是本项目成果的主要贡献者。提出了气液界面光化学合成、光化学合成光催化材料、室温光化学合成共聚微球材料、光化学构筑气体传感器等技术和理念，获得了一系列功能材料的新型结构，并将光化学合成技术推向了微/纳结构器件加工方面的应用，发现了这些新材料结构在光催化、吸附和气敏方面的优异性能，解决了结构形成原理、性能机理等科学问题。为本项目中所有8篇代表性论文的第一/通讯作者。 2 王红娟 副研究员 广州大学 华南师范大学 项目的主要参与者与实施者，完成了气-液界面光化学合成SnO2光催化材料的工作（代表性论著3和5），实现了无模板和表面活性剂合成SnO2纳米孔材料，发现了SnO2在光照条件下的形成机制和多孔结构形成机制，将光化学合成的SnO2材料应用到了光催化领域，发现了其高光催化性能和机制；实现了模板诱导SnO2纳米管阵列的合成，解决了其中的反应机理和结构形成机制，实现了阵列薄膜在光催化降解污染物方面的灵活应用。是代表性论文3和5的第一作者，并授权两件国家发明专利。 3 张丽鹤 中级 广东省安全生产专业服务机构协会 华南师范大学 项目的主要参与者与实施者，完成了光化学构筑CdS-壳聚糖复合微球及光催化性能研究方面的工作。首次采用光化学合成技术构筑聚合物微球-无机半导体纳米复合材料，提供了一种将无机纳米材料固定于高分子材料表面的方法；发现了CdS与壳聚糖复合以后其光催化机制发生了变化，即在光催化反应体系内只有超氧自由基作为氧化剂；提出了有机功能集团的孤对电子增加光生载流子的分离效率的观点。是代表性论文7的第一作者，该论文SCI影响因子11.698，他引25次。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Photochemical Preparation of Two-dimensional Gold Spherical Pore and Hollow Sphere Arrays on a Solution Surface/Angewandte Chemie - International Edition/Fengqiang Sun*， Jimmy C. Yu* 2 Photochemical Growth of Cadmium-Rich CdS Nanotubes at the Air-water Interface and Their Use in Photocatalysis/Journal of Materials Chemistry/Yuying Huang, Fengqiang Sun*, Hongjuan Wang, Yong He, Laisheng Li, Zhenxun Huang, Qingsong Wu, Jimmy C. Yu 3 Photochemical Growth of Nanoporous SnO2at the Air-Water Interface and Its High Visible-Light Photocatalytic Activity/Journal of Materials Chemistry/Hongjuan Wang, Fengqiang Sun*, Yu Zhang, Laisheng Li, Hongyu Chen, Qingsong Wu, Jimmy C. Yu 4 Nanoporous SnO2 prepared by a photochemicalstrategy: Controlling of specific surface area and photocatalytic activity in degradation of dye pollutants/Microporous and Mesoporous Materials/Wei Chen，Fengqiang Sun*，Zhimin Zhu，Zhilin Min, Weishan Li 5 Photochemical construction of free-standing Sn-filled SnO2 nanotube array on a solution surface for flexible use in photocatalysis/Journal of Materials Chemistry/Hongjuan Wang, Fengqiang Sun*, Yu Zhang, Kaiyuan Gu, Wei Chen, Weishan Li 6 Poly (styrene-co-maleic anhydride)microspheres prepared in ethanol/water using a photochemical method and their application in Ni2+adsorption/Chemical Engineering Journal/Zhimin Zhu, Fengqiang Sun*, Liting Yang， Kaiyuan Gu, Weishan Li 7 Immobilisation of CdS Nanoparticles on Chitosan Microspheres via a Photochemical Method with Enhanced Photocatalytic Activity in the Decolourisation of Methyl Orange/Applied Catalysis B: Environmental/Lihe Zhang, Fengqiang Sun*, Yanbing Zuo, Caifeng Fan, Shipu Xu, Shumin Yang, Fenglong Gu 8 Photochemistry-Based Method for the Fabrication of SnO2 Monolayer Ordered Porous Films with Size-TunableSurface Pores for Direct Application in Resistive-Type Gas Sensor/ACS Applied Materials & Interfaces/Shipu Xu,Fengqiang Sun*, Fenglong Gu，Yanbing Zuo, Lihe Zhang, Caifeng Fan,Shumin Yang, Weishan Li	自然奖	孙丰强,王红娟,张丽鹤	华南师范大学	广东省教育厅
279	1861-101	图像特征提取与增强 项目名称 图像特征提取与增强 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 深圳大学 项目简介 本项目属于信息科学领域，主要研究针对噪声、遮挡鲁棒的图像特征提取与增强问题。重要科学发现包括空谱联合的图像特征提取与选择、基于字典和稀疏表示的图像特征增强以及基于鉴别子空间投影的特征增强等三项。针对高光谱图像中像元同时存在空间和光谱域信息变化的特点，国际上首次提出基于三维Gabor小波的高光谱图像特征提取方法，将各个方向、尺度提取的Gabor特征独立设计字典，然后通过联合稀疏表示的框架进行识别；针对空间-光谱域Gabor特征维度大、计算量复杂问题，提出基于互信息理论选择重要且非冗余的分类特征，在不降低地物分类准确率的同时，大大减少特征数量，提高特征提取效率。针对图像特征提取中的噪声和遮挡等问题，依据先验知识设计特征模式字典，以及能够同时学习该字典和像素表达能力权重的稀疏表示求解算法，大大增强图像特征对于噪声和遮挡的鲁棒性；将提出的字典学习与稀疏表示理论成功应用于高光谱图像分类、有遮挡人脸识别以及细胞荧光图像分类识别，大大增强了相关特征性能，取得非常好的有遮挡人脸识别效果，开发的细胞荧光图像分类算法连续获得IEEE ICIP（国际图像处理会议）2013、ICPR（国际模式识别会议）2016细胞荧光图像分类比赛冠军。针对传统局部保持投影中的欧氏距离测度对噪声敏感问题，运用保持投影、稀疏性及低秩性来构造仿射图，提出了一种全新的低秩保持投影(LRPP) 降维方法；在子空间学习过程中加入基于L21范数的联合稀疏鉴别分析和弹性网稀疏鉴别分析，联合特征选择与子空间学习，进一步增强图像特征的鲁棒性。项目成果发表在IEEE Trans. On Cybernetics,IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing, Pattern Recognition 和 Neurocomputing等知名期刊上，其中8篇代表作总影响因子36.28，SCI他引总次数249次。研究成果先后被IEEE Fellow、IAPR Fellow、中国科学院谭铁牛院士、IEEE计算机学会的杰出演讲者、IEEE Fellow、IAPR Fellow、香港理工大学特聘教授David Zhang教授、IEEE Fellow唐远炎教授、IEEE Fellow、IAPR Fellow、国际著名期刊IEEE Trans. On pattern Analysis and Machine Intelligence的主编Kevin W. Bowyer教授、长江学者杨健教授等知名学者引用。本申请项目针对图像特征提取和识别问题，建立了从特征提取、选择、增强及应用的完整理论体系，有效克服了传统图像特征对噪声和遮挡鲁棒、维数高、计算量复杂的不足，实现了较少特征量下的图像高精度分类。本申请项目研发成果可广泛应用于普通二维、三维图像，进一步可推广应用于遥感、环境检测以及医学图像分析等领域。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 沈琳琳 教授 深圳大学 深圳大学 对项目的第一、二项科学发现做出了创造性贡献，提出了基于三维Gabor小波的联合光谱-空间特征提取和选择方法，以及对噪声、遮挡鲁棒的稀疏字典图像特征增强方法，是代表论文1、2、3、4、5、6的作者。 2 赖志辉 教授 深圳大学 深圳大学 对项目中的第三项科学发现做出了创造性贡献，提出了基于低秩表达的保持投影方法和L21范数的稀疏鉴别分析方法，是代表论文7、8的作者。 3 陆玉武 讲师 深圳大学 深圳大学 对项目的第三项科学发现做出了创造性贡献，提出了低秩保持投影方法用于图像特征选择，是代表论文7的作者。 4 朱泽轩 教授 深圳大学 深圳大学 对项目的第一项科学发现做出了创造性贡献，提出了基于对称不确定性和马尔可夫覆盖的方法来选择用于高光谱图像分类的三维Gabor特征，是代表论文5、6的作者。 5 杨猛 副教授 中山大学 深圳大学 对项目的第二项科学发现做出了创造性贡献，设计能够同时学习该特征模式字典、以及每个像素表达能力权重的稀疏表示求解算法，最终大大增强图像特征对于噪声和遮挡的鲁棒性，在有遮挡的人脸识别问题上的测试表明，采用该方法提取的图像特征能够在有太阳镜和围巾遮挡的AR数据集上，获得超过99%的识别准确率，是代表论文1的作者。 6 孙怡雯 副教授 深圳大学 深圳大学 对项目的第一项科学发现做出了创造性贡献，设计实现了基于对称不确定性和近似马尔科夫覆盖的特征选择方法，在考虑特征与类标相关度的前提下，快速剔除冗余特征，减少选择特征数量，保证分类准确率。新算法相比传统最大相关最小冗余算法计算复杂度明显降低，准确率有所提升，是代表论文5、6的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Joint representation and pattern learning for robust face recognition/Neurocomputing/Meng Yang, Pengfei Zhu, Feng Liu, Linlin Shen 2 HEp-2 image classification using intensity order pooling based features and bag of words/Pattern Recognition/Linlin Shen, Jiaming Lin, Shengyin Wu, Shiqi Yu 3 Three-dimensional Gabor wavelets for pixel based hyperspectral imagery classification/IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing/Linlin Shen, Sen Jia 4 Gabor feature-based collaborative representation for hyperspectral imagery classification/IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing/Sen Jia, Linlin Shen, Qingquan Li 5 Three-dimensional Gabor feature extraction for hyperspectral imagery classification using a memetic framework/Information Sciences/Zexuan Zhu, Sen Jia, Shan He, Yiwen Sun, Zhen Ji, Linlin Shen 6 Discriminative Gabor feature selection for hyperspectral image classification/IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters/Linlin Shen, Zexuan Zhu, Sen Jia, Jiasong Zhu and Yiwen Sun 7 Low rank preserving projections/IEEE Transactions on Cybernetics/Yuwu Lu, Zhihui Lai, Yong Xu, Xuelong Li, David Zhang, and Chun Yuan 8 Face Recognition by Sparse Discriminant Analysis via Joint L2,1-norm Minimization/Pattern Recognition/Xiaoshuang Shi, Yujiu Yang, Zhenhua Guo, Zhihui Lai	自然奖	沈琳琳,赖志辉,陆玉武,朱泽轩,杨猛,孙怡雯	深圳大学	广东省教育厅
280	1864-101	离散系统的变分法 项目名称 离散系统的变分法 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 广州大学 项目简介 本项目是基于我们课题组自上世纪末以来经过不断探索和富有原创性的一系列理论研究而形成的一项成果。随着计算机技术及互联网的飞速发展，离散系统的理论发展显得尤为重要。数值计算与模拟为研究离散系统解的性质提供了重要的方法，因此相继出现了用离散系统刻画现实问题的许多数学模型。然而，离散系统除了便于数值计算与模拟外，与微分系统相比，却缺少行之有效的、系统的和严谨的理论与方法。本项目从探索如何将离散问题转化为连续可微问题入手，在对一类二阶离散系统周期解问题的研究中发现这一想法是行之有效的。实践证明许多离散系统的周期解、边值问题、同宿轨甚至异宿轨问题都可以转化为一个变分泛函的临界点问题，从而为临界点理论在离散系统的成功应用提供了理论基础。本课题组率先应用临界点理论研究了二阶差分方程和离散Hamilton系统的周期解、次调和解、同宿轨与异宿轨、边值问题解的存在性及多重性以及离散Schr？dinger方程的离散孤立子等问题，获得了一系列开创性的研究成果。目前这种方法已被众多国内外学者采用并开展了更广泛和更深入的研究。如Mawhin(比利时)，Schechter，Pankov，Krawcewicz，Erbe，Agarwal(美国)，Radulescu(罗马尼亚)，Iannizzotto(意大利)，Tersian(保加利亚)，Cabada(西班牙)，Mihailescu(匈牙利)，Galewski(波兰)，Garcia-Azpeitia(墨西哥)，郑穗生(中国台湾)以及丁彦恒、唐春雷、唐先华、马世旺、马如云等都在这方面做出了重要贡献，这已经发展成为一个新的研究分支。1. 本项目于2003年发表的论文[1, 2]首次应用临界点理论研究了离散系统的周期解与次调和解的存在性问题，是这一领域的两个奠基性工作，单篇SCI他引次数分别达到138篇次和146篇次。包括著名数学家Mawhin教授（比利时皇家科学院院士），Erbe教授，Balanov教授等在内许多同行学者都对我们研究工作的原创性做了充分肯定。2. 受将离散系统周期解问题转化为变分泛函临界点问题的启发，成功建立了边值问题相应的变分结构。代表性论文[6]研究了二阶离散自共轭系统边值问题解的存在性、唯一性与多解性。2006年开始，我们克服了无穷维空间中紧性缺失带来的困难，将有限维空间中处理离散系统周期解与边值问题的方法推广到无穷维空间中研究同宿轨和异宿轨，应用临界点理论率先研究了二阶离散系统同宿轨和异宿轨存在的条件。著名学者Cabada, Iannizzotto和Tersian高度评价了我们的工作，指出在这一研究方向上我们做出了开创性的工作。3. 离散Schr？dinger方程是量子力学中的重要方程。美国数学家Pankov于2006年提出了关于离散Schr？dinger方程离散孤立子存在性的两个公开问题。我们成功地回答了这两个公开问题，研究表明离散系统的动力学行为是极其复杂的。本项目的研究成果和所采用的方法是国际领先的。这些研究成果填补了离散系统研究领域的空白，也为进一步研究离散系统定性理论提供了新的思路和方法，对离散系统理论的发展和在实际问题中的应用将起重要的推动作用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 庾建设 教授 广州大学 广州大学 本人于上世纪末就提出了将临界点理论应用到离散系统的基本思路。作为合作导师，2001年与博士后郭志明合作完成了本成果的奠基性工作，见代表性论文［1，2］，从而开辟了离散系统研究的新领域。在该研究方向培养了8名博士研究生。2016年，应邀在日本举行的第22届国际差分方程会议上做大会报告。 2 郭志明 教授 广州大学 广州大学 在博士后合作导师庾建设教授的建议和指导下，从2001年9月开始，探讨应用临界点理论研究离散系统的周期解与边值问题。我们克服了差分方程离散性的本质困难，通过构造适当的变分泛函，将离散系统周期解与边值问题解对应变分泛函的临界点，从而应用临界点理论中的环绕定理、鞍点定理研究了超线性和次线性二阶差分方程周期解与次调和解的存在性[1, 2]，应用几何指标理论研究了超二次离散Hamilton系统次调和解的多重性[3]。与庾建设教授的博士生马满军合作研究了离散系统的同宿轨，在非线性项具有和不具有周期性两种情形下，分别应用不同的技巧得到同宿轨的存在性与多解性[9]。这些研究开辟了应用临界点理论研究离散系统周期解与边值问题的新方法。 3 周展 教授 广州大学 广州大学 首先，受原创性工作[1, 2]的启发，我们提出并突破了从纯量方程到高维离散系统相关问题的研究，通过建立合适的函数空间和恰当的变分结构，利用临界点理论，获得了一类高维离散系统周期解的存在性[4]，这也是利用临界点理论讨论离散系统周期解较早的工作之一。进一步，我们结合周期逼近技巧，成功地回答了美国数学家Pankov在离散Schr？dinger方程的离散孤立子存在性方面的开创性工作中所提出的两个公开问题，我们的结果也大大改进了相关文献的结果，同时我们还建立了离散Schr？dinger不存在离散孤立子的判据[7，8]。更进一步，我们考虑了一般的离散非线性周期系统，获得了其同宿解的存在条件，特殊情况下还是充要条件。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Existence of periodic and subharmonic solutions for second-order superlinear difference equations/ Science in China (Series A)/ Zhiming Guo, Jianshe Yu 2 The existence of periodic and subharmonic solutions to subquadratic second-order difference equations/ Journal of the London Mathematical Society/ Zhiming Guo, Jianshe Yu 3 Periodic and subharmonic solutions for superquadratic discrete Hamiltonian systems/ Nonlinear Analysis-Theory Methods & Applications/ Zhiming Guo, Jianshe Yu 4 Periodic solutions of higher-dimensional discrete systems/ Proceedings of the Royal Society of Edinburgh/ Zhan Zhou, Jianshe Yu, Zhiming Guo 5 Homoclinic orbits for second order self-adjoint difference equations/Journal of Mathematical Analysis and Applications/Manjun Ma, Zhiming Guo 6 On boundary value problems for a discrete generalized Emden-Fowler equation / Journal of Differential Equations / Jianshe Yu, Zhiming Guo 7 On the existence of homoclinic solutions of a class of discrete nonlinear periodic systems/Journal of Differential Equations/Zhan Zhou, Jianshe Yu 8 Homoclinic solutions in periodic difference equations with saturable nonlinearity/ Science China-Mathematics/ Zhan Zhou, Jianshe Yu, Yuming Chen	自然奖	庾建设,郭志明,周展	广州大学	广东省教育厅
281	1864-102	云计算中数据安全关键理论与技术 项目名称 云计算中数据安全关键理论与技术 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 广州大学,西安电子科技大学 项目简介 云计算技术作为一种新型的数据计算和存储模式，可为上层应用服务提供底层支撑基础框架。云计算带来了计算方式和商业模式的颠覆性变革，对我国冲破国外技术壁垒、实现网络安全自主可控具有重要战略意义。然而，由于云环境中数据所有权和管理权的分离，使得数据安全问题成为制约云计算发展的关键因素。 本项目围绕云计算中数据安全计算与存储关键技术进行系统研究，在国家自然基金、新世纪优秀人才支持计划等项目资助下，历时5年基础攻关与技术创新，突破了云数据可验证计算、完整性审计和密文去重等“卡脖子”关键技术难题，形成了云环境下数据安全保护技术体系。主要创新点如下： 1. 建立了密文数据可验证外包计算新理论，设计了基于属性加密的密码方案安全外包通用构造，提出了外包数据公开可验证计算方法，突破了云计算中安全外包协议效率瓶颈。 2. 设计了动态数据库可验证安全审计框架，解决了密文数据库更新中可公开验证性与自动更新不兼容问题，提出了多模式密文检索的完备性验证算法，实现了高效的数据库完整性验证和检索。 3. 提出了密文数据去重的分布式密钥管理机制，设计了混合云模型下细粒度授权去重方法，解决了密文去重系统密钥管理难题，实现了密文差异化去重。 8篇代表性论文均为网络与信息安全顶级IEEE Transactions期刊论文，Google总引用1813次，他引总次数1583次，SCI他引总次数774次，5篇文章入选ESI高被引论文。项目成果主要完成人获陕西省青年科技奖、中国密码学会密码创新奖、中国密码学会优秀博士学位论文奖等多项奖励。项目研究成果发展和完善了云计算数据安全理论，为构建自主可控云环境中数据安全存储与计算技术体系提供理论和技术支撑。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李进 教授 广州大学 广州大学 李进对本项目的主要学术贡献在科学发现一、二和三：建立了密态数据可验证计算体系，设计了支持用户撤销的外包身份加密算法，提出了可验证外包属性基加密方案，实现了密钥分发和加密的安全外包；利用收敛加密技术提出了授权数据去重，基于秘密共享技术及聚合加密技术提出了分块去重方案；构建了动态大数据库的可验证安全审计框架，解决了密文大数据库更新中的自动更新攻击问题，构造了支持全操作更新的VDB 方法，设计了云环境下多模式可验证密文检索方法。是代表作[1-3，7-8]的第一作者，代表作[4-5]的主要完成人。 2 陈晓峰 教授 西安电子科技大学 西安电子科技大学 陈晓峰对本项目的主要学术贡献在科学发现一、二和三：建立了密文数据可验证计算密码新理论，设计了基于属性加密方案安全外包新算法设计了基于门限密码体制的数据去重密钥管理方法和可授权密文数据去重机制；提出了动态大数据库的可验证安全审计框架，解决了密文大数据库更新中的自动更新攻击问题，提出了可验证的数据库递增更新 (Inc-VDB) 概念，构造了支持全操作更新的VDB 方法，设计了云环境下多模式可验证密文检索方法。是代表作[4-5]的第一作者，代表作[1-3,6-8]的主要完成人。 3 王剑锋 讲师 西安电子科技大学 西安电子科技大学 王剑锋对本项目的主要学术贡献在科学发现二：提出了可验证密文数据索引结构通用构造方法，解决了服务器返回空集时检索结果完备性验证的困难问题，设计了多模式密文检索的完备性验证算法，是代表作[6]的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Identity-Based Encryption with Outsourced Revocation in Cloud Computing / IEEE Transactions on Computers / Jin Li, Jingwei Li, Xiaofeng Chen, Chunfu Jia, Wenjing Lou 2 Securely Outsourcing Attribute-Based Encryption with Checkability / IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems / Jin Li, Xinyi Huang, Jingwei Li, Xiaofeng Chen, Yang Xiang 3 OPoR: Enabling Proof of Retrievability in Cloud Computing with Resource-Constrained Devices / IEEE Transactions on Cloud Computing / Jin Li, Xiao Tan, Xiaofeng Chen, Duncan S. Wong, Fatos Xhafa 4 New publicly verifiable databases with efficient updates / IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing / Xiaofeng Chen, Jin Li, Xinyi Huang, Jianfeng Ma, Wenjing Lou 5 Verifiable computation over large database with incremental updates / IEEE Transactions on Computers / Xiaofeng Chen, Jin Li, Jian Weng, Jianfeng Ma, Wenjing Lou 6 Verifiable Auditing for Outsourced Database in Cloud Computing / IEEE Transactions on Computers / Jianfeng Wang, Xiaofeng Chen, Xinyi Huang, Ilsun You, Yang Xiang 7 A hybrid cloud approach for secure authorized deduplication / IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems / Jin Li, Yan Kit Li, Xiaofeng Chen, Patrick P.C.Lee, Wenjing Lou 8 Secure deduplication with efficient and reliable convergent key management / IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems / Jin Li, Xiaofeng Chen, Mingqiang Li, Jingwei Li, Patrick P.C.Lee, Wenjing Lou	自然奖	李进,陈晓峰,王剑锋	广州大学,西安电子科技大学	广东省教育厅
282	1864-104	生物计算中的自组装模型与算法 项目名称 生物计算中的自组装模型与算法 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 广州大学,华中科技大学,中国石油大学（华东）,温州大学 项目简介 本项目属于计算机科学技术的基础理论领域，具有前沿多学科交叉特性，涉及计算机科学、数学和生物等学科。随着大数据时代的来临，人类对计算的需求指数增长，传统的电子计算机体系面临着重大挑战。半导体工艺逐渐接近其物理极限，保持摩尔定理的压力与挑战越来越大，传统计算机遭遇了发展瓶颈。因此，发展新的并行高效的计算技术势在必行，目前呼声较高的是量子计算和DNA计算，其中DNA计算是一种非常有潜力的计算方式。DNA计算是以DNA和相关生物酶为基本材料，利用某些生化反应进行计算的一种新型的分子生物计算方法。DNA分子具有高并行性和海量的存储能力等优势。本项目在863计划“大数分解DNA计算机模型研究”、国家自然科学基金“基于DNA纳米技术的信息存储系统研究”、“基于DNA可编程自组装技术的分子计算研究”等多项面上基金资助下，研究如何利用生物分子存储密度高、巨量运算并行、极低能耗的优势，设计DNA计算模型及算法，解决一些NP-hard问题。本项目主要发现点为：1. 本项目第一完成人在国际上首次提出了可编程自组装DNA分子结构--Sub Tile：实现可编程Sub Tile结构可控三维空间组装；实现对纳米管壁纳米孔大小的控制（可控范围在5-20nm）；解决了单链Tile（SST）自组装的热力学陷阱问题。该研究成果被生物纳米技术的先驱Carlo Montemagno教授评价为DNA纳米技术中里程碑式的重要结果之一。2. 发展了“星细胞”控制下的多神经细胞协同策略，初步构建了基于脉冲神经系统的逻辑电路基本框架；扩展了脉冲神经系统的参数范围，提出“反脉冲”和“白洞神经元”的智能信息处理机制，阐明了扩大参数范围对于提升脉冲神经膜系统计算能力的机理；突破了传统神经膜系统拓扑结构固定的约束，发展了神经细胞“自组织”协同计算模型，发现了动态拓扑。3. 发展了生物基因网络的动态行为分析及干预调控方法：提出了启发式搜索算法确定吸引子；提出刻画布尔网络长程动态相关性的计算方法；提出了基于布尔网络模型干预调控算法。该研究成果得到美国英科智能生物医药公司创始人Alex Zhavoronkov博士等人的高度评价与肯定。项目共发表SCI论文62篇，包括Nature Biomedical Engineering，Nucleic Acids Research、Nanotechnology、Soft Matter等相关领域国际顶级期刊论文。编写一本专著《DNA计算中的编码方法》，翻译了一本专著《基因组信号处理》。相关理论和技术成果被引用630次（Google Scholar统计），其中SCI他引345次。8篇代表性论文被他引294次，其中113次为SCI引用。成果受到纳米技术领域最高大奖-费曼奖获得者、加拿大Alberta大学智能纳米系统研究主席Carlo Montemagno教授，欧洲科学院院士 Gh. Paun，欧洲生物材料学会主席、国际生物材料科学与工程学会联合会（IUSBSE）会士、意大利Luigi教授，韩国科学技术院（KAIST）生物与大脑工程中心负责人Kwang-Hyun Cho教授等人的高度评价与肯定。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 石晓龙 教授 广州大学 华中科技大学 本项目的主要负责人，领导组织本项目的总体研究工作，确定研究方向和方案，为项目的选题、立项进行总的规划、指导性工作。是科学发现点一和代表性论文1，2，3的主要完成人。在本项目中主要完成了如下工作：国际上首次提出了可编程自组装DNA分子结构--Sub Tile（1）实现可编程Sub Tile结构可控三维空间组装；（2）实现对纳米管壁纳米孔大小的控制（可控范围在5-20nm）；（3）解决了单链Tile（SST）自组装的热力学陷阱问题。该研究成果被生物纳米技术的先驱Carlo Montemagno教授评价为DNA纳米技术中里程碑式的重要结果之一。 2 宋弢 副教授 中国石油大学（华东） 中国石油大学（华东） 本项目的研究工作主要合作者之一，是科学发现点二和代表性论文2，3，4，5，6的的主要完成人。在本项目中的具体贡献是：发展了多神经细胞协同进行逻辑计算的模型，为神经逻辑电路的实现提供理论模型；发展了多神经细胞自组织的神经计算系统，数学上严格证明了该系统具有通用计算能力；建立了细胞感知与协同信息处理的智能计算模型，阐明了环境应激对系统计算性能的影响。 3 许鹏 其他 广州大学 温州大学 本项目的研究工作主要合作者之一，是科学发现点三和代表性论文7的主要完成人。在本项目中，主要完成了以下工作：（1）基于布尔网络模型提出了刻画网络长程动态相关性的计算方法，为研究网络的动态演化规律提供有效的解决方案；（2）提出了一类新的扩展型POST有序函数，对于研究网络的复杂演化规律，以及制定调控干预策略具有重要的意义。 4 刘文斌 教授 广州大学 温州大学 本项目的研究工作主要合作者之一，是科学发现点三和代表性论文7的主要完成人。在本项目中，主要完成了以下工作：（1）计算布尔网络的吸引子是一个NP-hard问题，基于布尔网络模型提出了启发式搜索算法确定吸引子，使得可以计算的网络规模提高到1000节点左右，对于研究真实的基因调控网络具有重要的意义；（2）基于布尔网络模型提出了刻画网络长程动态相关性的计算方法，为研究网络的动态演化规律提供有效的解决方案；（3）基于布尔网络模型，我们提出了基于布尔网络状态空间图转换以及基于状态域大小的干预策略。该算法的提出为设计有效的药物靶点提供理论依据。 5 黄勇 教授 广州大学 广州大学 本项目的研究工作主要合作者之一，是科学发现点三和代表性论文8的主要完成人。在本项目中，为本项目的顺利开展提供了数学理论、及算法方面的指导，具体完成了以下工作：提出了一种复合型方法用于计算包括S-Kdv和mZK方程在内非线性方程所有亚纯解。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Spiking Neural P Systems With White Hole Neurons/ IEEE TRANSACTIONS ON NANOBIOSCIENCE/ Song Tao （宋弢）, Gong Faming, Liu Xiyu, Zhao Yuzhen, Zhang Xingyi （张兴义） 2 On the Computational Power of Spiking Neural P Systems with Self-Organization/ SCIENTIFIC REPORTS/ Wang Xun （王珣）, Song Tao （宋弢）, Gong Faming, Zheng Pan 3 The complex fluctuations of probabilistic Boolean networks/ BIOSYSTEMS/ Gao Yuanming （高圆明）, Xu Peng （许鹏）, Wang Xianghong, Liu Wenbin （刘文斌） 4 All traveling wave exact solutions of two nonlinear physical models/ APPLIED MATHEMATICS AND COMPUTATION/ Yuan Wenjun （袁文俊）, Huang Yong （黄勇）, Shang Yadong 5 Design of logic gates using spiking neural P systems with homogeneous neurons and astrocytes-like control/ INFORMATION SCIENCES/ Song Tao （宋弢）, Zheng Pan, Wong M. L. Dennis, Wang Xun （王珣） 6 Programmable DNA tile self-assembly using a hierarchical sub-tile strategy/ NANOTECHNOLOGY/ Shi Xiaolong （石晓龙）, Lu Wei, Wang Zhiyu, Pan Linqiang, Cui Guangzhao, Xu Jin, LaBean Thomas H 7 Construction of DNA nanotubes with controllable diameters and patterns using hierarchical DNA sub-tiles/ NANOSCALE/ Shi Xiaolong （石晓龙）, Wu Xiaoxu, Song Tao （宋弢）, Li Xin （李新） 8 A Novel Bio-Sensor Based on DNA Strand Displacement/ PLOS ONE/ Shi Xiaolong （石晓龙）, Wang Zhiyu, Deng Chenyan, Song Tao （宋弢）, Pan Linqiang （潘林强）, Chen Zhihua	自然奖	石晓龙,宋弢,许鹏,刘文斌,黄勇	广州大学,华中科技大学,中国石油大学（华东）,温州大学	广东省教育厅
283	1864-106	超脉泽的多波段观测研究 项目名称 超脉泽的多波段观测研究 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 广州大学,中国科学院上海天文台 项目简介 脉泽，极端物理条件下的产物，是一种在我们地球环境中难以产生，但在物质密度极低的星际空间常出现的有趣现象。天体脉泽又称“宇宙激光”，天体脉泽斑非常明亮且致密。基于这些特点，天体脉泽已经成为研究脉泽所在的被严重遮蔽的天体的重要工具，相关衍生课题是当前天体物理的研究热点。本项目主要申请并多次获得国际先进望远镜的观测时间，系统地开展了对河外星系超亮脉泽源的多波段观测研究，主要包括水超脉泽寄主星系的射电多波段特性、羟基超脉泽星系的红外多波段特性、河外星系中新的分子超脉泽的巡天及研究等。 该完成项目在国际天体物理专业期刊共发表了41篇学术论文，其中31篇被SCI收录，多篇工作发表在Nature子刊和国际三大天体物理专业期刊ApJ、MNRAS、A&A上。研究成果显示度高，被天体物理和物理等专业顶级期刊（ApJ、ApJS、A&A、MNRAS、Reports on Progress in Physics等）论文多次引用；项目完成人被邀请在脉泽研究领域的国际天文学大会上做特邀报告。其中，首次探测到氧化硅、甲醇两种新分子的超脉泽，此前约40年的观测只探测到水、羟基、甲醛三种分子的超脉泽辐射。该工作发表在自然子刊-通讯（Nature-Communication，王均智，张江水等2014），并被作为当期的亮点工作进行重点介绍，同时，被国内外多家媒体（如新华社）报导。在由中科院、国家天文台等主办的每年一次的评选中，该成果（“超脉泽家族新添了两位新成员”）被国内天文同行评选为“2014年十大天文科技进展”。此外，关于水超脉泽射电特性的工作，被经典国际射电天文教材---《Tools of radio astronomy》（Springer出版社）所引用。 项目组一直从事天体脉泽的观测研究，项目完成人（第一、第二、第三）为国内该领域的主要专家。第一完成人博士期间就开始利用德国Effelsberg望远镜开展河外超脉泽的搜寻，并对这类脉泽的X射线特性，及其与活动星系核区超脉泽的产生的关联进行了研究，相关工作（Zhang et al. 2006,A&A,450,933）取得了好的国际显示度，被国际同行引用了60多次。第二完成人多年来积极申请并获得国际先进望远镜（如IRAM30，NOEMA，ALMA等）的观测时间，开展河外星系星际介质的观测研究，该项目中主要开展了河外星系新分子超脉泽的搜寻，并首次发现了氧化硅、甲醇两种新分子的超脉泽。第三完成人一直开展天体脉泽的观测研究，多次成功开展了河内甲醇脉泽巡天，发现的甲醇脉泽数目占到目前这类脉泽数目的一半以上，本项目中主要负责河外星系甲醇脉泽的搜寻和观测研究，首次开展成图观测发现新的甲醇超脉泽。项目组获得了国家自然科学基金重大、面上等项目和科技部973项目（子课题）等资助。需要专门提出的是，该项目完成人一直积极参加我国新建成的世界最大的单天线望远镜的早期科学研究工作，并获评“中国天眼”杰出学者（FAST Fellow）,该项目的研究成果为充分利用我国新建成的世界最大射电望远镜FAST，在超脉泽巡天等领域早出、多出好成果打下好的基础。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张江水 教授 广州大学 广州大学 为本项目的申请人，全面负责整个项目的研究方案的制定和实施，主导开展了水超脉泽寄主星系的射电特性的观测研究、羟基超脉泽星系的红外特性研究、羟基超脉泽星系的X射线特性研究等，作为主要成员参与了河外星系新超脉泽的搜寻和观测研究等。为代表作第1,2,3,7,8的第一作者/通讯作者，第4篇代表作的第二作者和第6篇代表作的第三作者，主要贡献了第 2,3,4,6项重要科学发现。 2 王均智 研究员 中国科学院上海天文台 中国科学院上海天文台 在本项目的主要学术贡献：主要负责河外星系中新分子超脉泽的搜寻观测研究，申请并获得了国际最先进毫米波望远镜IRAM30的观测时间，首次探测到甲醇分子超脉泽和氧化硅分子超脉泽辐射，此前 40 年的观测只发现了水分子，羟基分子和甲醛分子超脉泽。主要贡献了第 1 项科学发现，为第 4 篇代表作（发表在Nature子刊，影响因子11.203）的第一作者，并为代表作2,3,7的合作者。 3 陈曦 教授 广州大学 中国科学院上海天文台 在本项目中的主要学术贡献：首次开展河外星系中甲醇超脉泽的搜寻观测研究，并成功地在星爆星系Arp220首次探测到甲醇超脉泽辐射。结合分析样本源的多波段观测特性，显示这类甲醇超脉泽可能是星爆活动和活动星系核反馈的潜在重要探针，为第5,6篇代表作的第一作者，主要贡献于第5项重要科学发现。 4 王金 中级 广州大学 广州大学 在本项目的主要学术贡献：主要开展了超脉泽寄主星系的 X 射线辐射特性的研究。其中对水超脉泽星系的大量 X 射线观测资料进行了处理分析，发现水超脉泽星系的 X 射线谱存在软过剩，硬X射线谱变平和存在较强的Fe Ka谱线等特征，主要贡献了第5项科学发现，为第8篇代表作的第一作者，第1，2，7篇代表作的合作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 ON THE NUCLEAR OBSCURATION OF H2O MASER GALAXIES/ApJ（美国天体物理杂志）/张江水 等 2 Radio properties of H2O maser host galaxies /A&A（欧洲天文与天体物理）/张江水等 3 The middle infrared properties of OH megamaser host galaxies /A&A（欧洲天文与天体物理）/张江水 王均智等 4 SiO and CH3OH mega-masers in NGC 1068 /Nature Communication/王均智 张江水等 5 Detection of a Methanol Megamaser in a Major-Merger Galaxy/ApJ（美国天体物理杂志）/陈曦 等 6 Class I methanol megamasers: a potential probe of starburst activity and feedback in active galaxies/MNRAS（英国皇家天文学会月刊）/陈曦等 7 Isotopic Ratios of 18O/17O in the Galactic Central Region /ApJS（美国天体物理杂志副刊）/张江水等 8 XMM-Newton observations of H2O maser galaxy NGC 7479 /RAA（天文与天体物理研究）/王金 张江水等	自然奖	张江水,王均智,陈曦,王金	广州大学,中国科学院上海天文台	广东省教育厅
284	1868-101	微量氨气检测用静电纺纳米纤维/石英晶体微天平传感系统 项目名称 微量氨气检测用静电纺纳米纤维/石英晶体微天平传感系统 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 五邑大学 项目简介 氨气是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体，环境中过量的氨气会导致皮肤、眼睛以及呼吸道等的损伤。建筑施工中使用的混凝土外加剂、室内装饰材料中的添加剂和增白剂等都会释放氨气，给人类的健康带来严重危害。目前我国卫生标准规定的住宅室内氨气最高允许浓度为0.2mg/m3（265.3ppb），因此需要高灵敏度的微量氨气检测方法。现有的微量氨气检测方法如气相色谱法、光谱吸收法、分光光度法等检测时都必须先现场采样，再进行实验室内分析，虽然检测精度较高，但存在设备体积大、检测时间长、操作复杂繁琐、价格昂贵等不足，不能充分满足微量氨气实时快速监测的现场检测需求。因此，开发灵敏度高、响应速度快、实时监控微量氨气的在线检测新技术，已成为当今环境保护领域关注的热点之一。石英晶体微天平（Quartz Crystal Microbalance，QCM）是一种非常灵敏的振频式质量检测仪，常温下可以精确检测到纳克数量级的微小质量变化，被称为“纳米称”。由于QCM具有体积小、检测速度快、准确灵敏、可直接现场检测及连续检测等优点，已引起国内外学者的密切关注，并被广泛应用于传感器研究领域。但QCM传感器本身对气体或蒸汽不具有选择性，当QCM电极表面被覆盖上一层具有选择性吸附特定物质的敏感性材料后，它的灵敏度和选择性将会得到大幅提高。近年来，研究人员都是将敏感性材料以实心膜的形式固定在QCM电极上，从而提高其对被检测气体的灵敏度和选择性。Ayad等将聚苯胺薄膜覆盖在QCM电极上，成功制备了能有效检测氨气的气体传感器，并验证了该传感器具有较好的可重复性。Xie等利用喷射法将聚乙烯吡咯烷酮/氧化石墨烯（PVP/GO）微米纤维复合膜修饰到QCM电极表面，实验结果表明PVP/GO基传感器在室温下即可实现对氨气的检测，检测极限为20ppm。然而，由敏感材料实心膜和传统微米纤维膜所修饰的QCM，其灵敏度仍不足以检测到ppb数量级的极低浓度气体，且存在响应时间慢的缺陷。研究发现，QCM晶片表面的敏感膜比表面积越大，其检测灵敏度越高。因此，设计出灵敏度高、响应速度快、重现性好、可实时监控微量氨气的QCM传感器不仅在环境和能源领域具有重要应用价值，还可促进化学、物理、材料和环境等学科的综合交叉与有机融合，有着重要的学术意义。近年来，纳米纤维因其比表面积大、孔道结构丰富、易修饰改性等优点，在吸附传感领域表现出巨大的应用潜力，逐渐被应用到传感器研究领域。而在纳米纤维的制备方法中，静电纺丝法具有制造装置简单、纺丝成本低廉、工艺可调性强等特点，已成为当前有效制备纳米纤维的重要途径之一。纳米级的纤维直径和具有介孔的纤维表面为纤维膜提供了高比表面积，且提高了QCM电极与介孔纳米纤维膜界面粘合的紧密程度，进而大大提高了QCM传感器的检测灵敏度。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 贾永堂 教授 五邑大学 五邑大学 采用现有溶液静电纺丝的研究理论，设计出独特的聚合物和溶剂体系，一步制备具有刚性介孔结构的纳米纤维膜。获得高比表面积的刚性介孔结构纳米纤维的成型过程及机理，实现刚性介孔纳米纤维膜的可控制备。构筑表面羧基含量高、分布均匀且比表面积大的刚性介孔纳米纤维膜，实现纳米纤维表/界面修饰过程与高比表面积的协同优化。研究纳米纤维本体结构与氨气吸附灵敏性、选择性、重现性等各项性能之间的构效关系，揭示富含羧基的刚性介孔纳米纤维传感膜对氨气的高灵敏响应机制。 2 于晖 副教授 五邑大学 五邑大学 1.简化静电纺纳米纤维/QCM氨气传感器制备工艺，采用一步法制备PS-b-PMA纳米纤维传感膜，研究比表面积与氨气检测灵敏度之间关系。2. 将二维高比表面积氧化石墨烯（GO）材料应用到静电纺纳米纤维/QCM传感器系统中。3.使用纳米纤维表面修饰工艺，通过控制原液特性和静电加工参数得到PS纳米纤维载体，在其表面采用小分子苯乙酸涂敷制备表面富含羧基纳米纤维传感膜，研究结果表明，采用表面涂覆的方式可以成功修饰原有PS纳米纤维载体，该传感器具有很好的稳定性，可实现对1.5 ppm氨气的快速检测，这方面工作为本项目中调控纳米纤维载体表面物理化学性质相关内容提供了研究基础。 3 董凤春 助教 五邑大学 五邑大学 采用共混静电纺丝工艺制备聚丙烯酸/聚乙烯醇共混纳米纤维膜，调控聚合物共混比例等参数得到表面不同羧基含量纳米纤维膜，应用于微量氨气检测实验中。表面不同羧基/羟基比率聚丙烯酸/聚乙烯醇纳米纤维膜与传感器系统氨气吸附质量成线性关系，这部分工作为纤维表面性质与传感器检测性能之间的构效关系提供了研究基础。采用静电纺丝工艺制备表面富含羧基聚丙烯酸纳米纤维膜，组装聚丙烯酸/QCM氨气传感系统，在考察传感器氨气检测稳定性、灵敏度的同时，选择10种不同性质气体作为研究对象，考察氨气检测选择性。研究表明：聚丙烯酸/QCM氨气传感系统具有高选择性，这部分工作为纳米纤维/QCM传感系统氨气检测选择性研究提供实验基础。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Cellulose acetate nanofibers coated layer-by-layer with polyethylenimine and graphene oxide on a quartz crystal microbalance for use as a highly sensitive ammonia sensor/Colloids and Surfaces B: Biointerfaces /Yongtang Jia; Hui Yu; Yumei Zhang; Fengchun Dong; Zhe Li 2 Regulation of biphasic drug release behavior by graphene oxide in polyvinyl pyrrolidone/poly(ε-caprolactone) core/sheath nanofiber mats/Colloids and Surfaces B: Biointerfaces /Hui Yu; Peng Yang; Yongtang Jia; Yumei Zhang; Qiuying Ye; Simin Zeng 3 Phenylacetic acid-modified nanofibrous polystyrene membranes for use as highly sensitive ammonia sensors/Sensors and Actuators B: Chemical /Yongtang Jia; Hui Yu; Yumei Zhang; Lizhu Chen; Fengchun Dong 4 Graphene oxide/polystyrene composite nanofiberson quartz crystal microbalance electrode for theammonia detection/RSC Advances /Yongtang Jia; Lizhu Chen; Hui Yu; Yumei Zhang; Fengchun Dong 5 One-step fabrication of ammonia sensor by electrospinning PS-b-PMA nanofibers on quartz crystal microbalance/Sensors and Actuators B: Chemical /Yongtang Jia; Chengcheng Yan; Hui Yu; Lizhu Chen; Fengchun Dong 6 PCL/PEG core/sheath fibers with controlled drug release rate fabricated on the basis of a novel combined technique/International Journal of Pharmaceutics /Hui Yu; Yongtang Jia; Chaoming Yao; Yanxia Lu 7 Synthesis and characterizaton of block tercopolymer and degradation behavior of their nano-structured fibers via electrospinning/？Polymer Degradation and Stability/Gang Huang; Fengchun Dong; Junhua Wang; Yongtang Jia	自然奖	贾永堂,于晖,董凤春	五邑大学	广东省教育厅
285	1868-102	延时耦合VCSEL的矢量混沌和同步特性及其在全光信号处理中的应用 项目名称 延时耦合VCSEL的矢量混沌和同步特性及其在全光信号处理中的应用 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 五邑大学 项目简介 延时耦合的垂直腔表面发射激光器（VCSEL）具有非常丰富的混沌动力学行为，偏振转换和偏振双稳态的独特特性。利用这些特性来探索混沌保密通信系统，全光混沌逻辑计算，全光混沌雷达测距等领域中的关键技术成为止前国内外的研究热点。本项目基于时延半导体激光器网络的非线性动力学行为，探明全局混沌同步以及实时同步特性；激光混沌网络保密通信系统的实际光路的实现和实验的调控技术；基于时延垂直腔表面发射激光器的偏振转换机理、研究和分析了可重构的动态全光混沌逻辑运算光路构成及其内在机理，研究了可重构的动态全光混沌逻辑运算。主要研究成果：实现高品质和更强稳健性的混沌同步的技术实现方法，提出了电光调制对网络节点之间实时混沌同步的稳健性和品质的操控方法；基于光注入垂直腔表面发射激光器的偏振转换机制和新电光调制理论，实现了一种新的方法实现光电逻辑门；基于光注入级联VCSEL，利用偏振态双稳态，提出了一个新颖的全光随机逻辑门实现方案，实现了可靠的基本逻辑门；在外部光注入垂直腔表面发射激光器的混沌系统中，利用混沌偏振双稳态特性和门限阈值机制，提出了一个新颖的全光混沌逻辑计算的实现方案，实现了可重构的全光混沌基本逻辑计算； 本项目研究成果有助于推动全光网络混沌保密通信系统实用化，全光混沌逻辑体系的生态构建。本项目已获得1项授权专利，1项国际专利PCT，申请4项国家发明专利。8篇代表性论文SCI他引次数达到47次，在Web of Science 核心集中他引次数达到50次。同行认为本项目成果有助于推动半导体激光器混沌及其同步特性推广应用于高速混沌保密通信、物理随机数的获取、光信号处理、光混沌雷达等应用领域的发展。VCSEL的两偏振分量之间的转换很容易通过控制激光偏置电流，工作温度，外部光反馈和外部光注入来触发。此外，结合不同扰动方法能加强半导体激光器非线性动力学行为复杂性，改进系统的可控性，这为半导体激光器非线性动力学行为实际应用打开了更广宽的窗口。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 钟东洲 教授 五邑大学 五邑大学 对“重要科学发现”中三项均做出了创造性的贡献，是8篇代表性论文的第一作者。具体如下：1，构建了延时耦合VCSEL混沌和同步特性的实验测试平台；2，提出了用于揭示延时耦合VCSEL混沌动力学行为演变的数学模型，以及完全混沌同步理论和广义混沌同步理论。3.提出了激光混沌脉冲线性电光调制理论，延时耦合VCSEL的矢量混沌偏振控制理论，提出了延时耦合VCSEL的非线性动力学行为的控制方案。4. 提出了基于VCSEL 偏振混沌转换的可控光电复合逻辑门的实现方案，实现了在外加电场控制下各种基本混沌逻辑运算。5. 揭示了基于级联VCSEL 的可控全光混沌逻辑和它们的延时存储的物理机制，提出了全光混沌逻辑运算的控制和延时存储方案。 2 许葛亮 助教 巢湖学院 五邑大学 对“重要科学发现”中第3项做出了创造性贡献，是第2和6篇代表性论文的作者。具体如下：构建了基于VCSEL 偏振混沌转换的可控光电复合逻辑门的理论模型，数值分析了光电复合逻辑运算的实现，实验验证了光电复合逻辑运算。实现了在外加电场控制下各种基本混沌逻辑运算。 3 罗伟 工程师 安费诺东亚电子科技（深圳）有限公司 五邑大学 对“重要科学发现”中第3项做出了创造性贡献，是代表性论文第1，2和6的作者。具体如下：构建了与项目相关的理论模型，数值分析了基于VCSEL 偏振混沌转换的可控光电复合逻辑门的实现方案，实现了在外加电场控制下各种基本混沌逻辑运算。提出了外部光注入垂直腔表面发射激光器的偏振转换及非线性动力学行为的操控方案。 4 计永强 其他 广州云徙科技有限公司 五邑大学 对“重要科学发现”中的第1和3项做出了创造性的贡献，是代表性论文第1-3篇的作者。具体如下：提出了基于VCSEL 偏振混沌转换的可控光电复合逻辑门的实现方案，实现了在外加电场控制下各种基本混沌逻辑运算。揭示了外部光注入垂直腔表面发射激光器的偏振转换及非线性动力学行为的演变规律，提出了偏振转换和非线性动力学行为的控制方案。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Optelectronic composite logic gates controlled by the logic operation in a VCSEL with external optical injection,Int. J. Bifur and Chaos, Dongzhou Zhong, Wei Luo, Geliang Xu, and Yongqiang Ji. 2 电光调制对外部注入垂直腔表面发射激光器的偏振转换和非线性动力学行为操控性研究，物理学报，钟东洲，计永强，邓涛，周开利 3 双信道偏振复用保密通信系统的完全混沌同步操控性研究，物理学报，钟东洲，邓涛，郑国梁 4 电光调制对VCSEL 的输出矢量偏振混沌载波的操控，物理学报，钟东洲，吴正茂 5 Controllable all-optical stochastic logic gates and their delay storages based on the cascaded VCSELs with optical-injection，Chin.Phys.B，Dongzhou Zhong, Wei Luo, and Geliang Xu 6 Complete chaotic synchronization mechanism of polarization of VCSEL with anisotropic optical feedback，Opt. Commun， Dong-zhou Zhong, Zheng-Mao Wu 7 Complete chaotic synchronization characteristics of the linear-polarization mode of vertical-cavity surface-emitting semiconductor lasers with isotropic optical feedback，Opt. Commun，Dong-Zhou Zhong, Guang-Qiong Xia, Zheng-Mao Wu, Xin-Hong Jia. 8 Controllable optoelectric composite logic gates based on the polarization switching in an optically injected VCSEL，Opt.Express，Zhong Dongzhou ， Ji Yongqiang， Luo Wei	自然奖	钟东洲,许葛亮,罗伟,计永强	五邑大学	广东省教育厅
286	1873-101	复杂网络化系统状态估计与协同控制 项目名称 复杂网络化系统状态估计与协同控制 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 广东工业大学,北京航空航天大学,杭州电子科技大学 项目简介 随着计算机和通信技术不断向控制领域渗透，复杂网络化系统逐渐成为控制领域的研究热点。对于复杂网络化系统，其现有能控性、能观性分析方法都依赖于系统模型，稳定性判据过于保守，状态估计与协同控制方法适用范围受限，这些都是当今控制领域的前沿与核心问题，长期困扰着系统与控制理论应用研究。为此，本项目建立基于数据的能控性、能观性和稳定性判定准则，给出网络传输特性依赖的状态估计器设计和状态重置方法，提出保守性低的协同控制方法。其主要科学发现如下：1)建立复杂网络化系统能控性、能观性分析新方法和稳定性判定新准则，探索系统能控性、能观性与系统状态和输出测量数据之间的关系，创建基于数据的能控性、能观性分析新方法，克服复杂网络化系统因难以建立精确机理模型，导致无法根据模型分析系统性能的困难，提出基于积分不等式的时延系统指数稳定性判定方案，解决已有方法保守性大的难题。2)创立复杂网络化系统状态估计新方式，提出基于优化方法的有限时间状态估计和异步耗散状态估计方法，设计网络传输状态依赖的低保守性状态估计器，给出基于状态重置的观测器设计方案，揭示估计误差与量化器结构的内在联系，进一步降低估计误差。3)提出通信与结构受限复杂网络系统的间接数据驱动协同跟踪控制方法和预测协同控制方法，克服复杂网络化系统未建模动态导致控制器难以设计和现有方法过于保守的困难；设计基于网络的复杂网络部分节点协同控制方案，解决节点状态向量维数不一致时复杂网络系统控制器设计的难题。本项目8篇代表性论文均发表在国际SCI期刊，其中IEEE 汇刊论文7篇，长文6篇。他引共530次，其中SCI他引380次（单篇最高101次），其中ESI高被引论文2篇。该项目研究成果被25位院士、IEEE/IFAC Fellow等国内外著名学者引用。一些工作被国际同行评价为 “essential”、“important”、“active”；一些结果被形容为“significant”、“fundamental”、“profound”。 以相关成果为基础，第一完成人先后主持国家杰出青年科学基金、科技部重点领域研发计划专项、国家基金委-广东大数据科学中心项目、广东省科技发展专项资金、浙江省自然科学基金委杰出青年项目各1项；入选了长江学者特聘教授、国家万人计划、科技创新领军人才；作为负责人获批了科技部创新人才培养示范基地、科技部重点领域创新团队、广东省重点实验室和广东省自然科学基金研究团队。第二完成人先后主持科技部重点领域研发计划专项子课题和国家自然科学基金面上项目各1项，入选了第十二批国家“千人计划”青年项目。第三完成人主持面上项目1项、入选了广东省青年珠江学者和科技部重点领域创新团队核心成员。第四完成人先后主持国家自然科学基金重点项目、面上项目和浙江省自然科学基金委杰出青年项目各1项。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 鲁仁全 教授 广东工业大学 广东工业大学 1.参与创新性成果1)复杂网络化系统能控性、能观性和稳定性分析的研究工作，并对创新点b.基于时变时延和非线性扰动的不确定中立型时延系统的指数稳定性分析作出贡献；2.参与创新性成果2)复杂网络化系统状态估计与重置的研究工作，并对创新点a.基于非线性传感器的耦合马尔科夫神经网络状态估计，创新点b.基于不确定测量的耦合结构跳变复杂网络状态估计，创新点c.基于状态重置的复杂网络量化系统输出反馈控制作出贡献；3.参与创新性成果3)复杂网络化系统协同控制的研究工作，并对创新点a.基于间接数据驱动的协同跟踪控制，创新点b.基于改进状态空间模型的复杂网络化系统协同预测跟踪控制，创新点c.基于网络的复杂网络同步牵制控制作出贡献。 2 王卓 教授 北京航空航天大学 北京航空航天大学 1.参与创新性成果1)复杂网络化系统能控性、能观性和稳定性分析的创新点a.基于数据的离散系统能控性、能观性分析作出贡献；2.参与创新性成果2)复杂网络化系统状态估计与重置的研究工作，并对创新点a.基于非线性传感器的耦合马尔科夫神经网络状态估计作出贡献；3.参与创新性成果3)复杂网络化系统协同控制的研究工作，并对创新点a.基于间接数据驱动的协同跟踪控制作出贡献。 3 徐雍 副教授 广东工业大学 广东工业大学 1.参与创新性成果2)复杂网络化系统状态估计与重置的研究工作，并对创新点a.基于非线性传感器的耦合马尔科夫神经网络状态估计，创新点b.基于不确定测量的耦合结构跳变复杂网络状态估计作出贡献；2.参与创新性成果3)复杂网络化系统协同控制的研究工作，并对创新点b.基于改进状态空间模型的复杂网络化系统协同预测跟踪控制作出贡献。 4 陈云 教授 杭州电子科技大学 杭州电子科技大学 1.参与创新性成果1)复杂网络化系统能控性、能观性和稳定性分析，并对创新点b.基于时变时延和非线性扰动的不确定中立型时延系统的指数稳定性分析作出贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 On robustly exponential stability of uncertain neutral systems with time-varying delays and nonlinear perturbations/Nonlinear Analysis: Theory, Methods and Applications/Yun Chen, Anke Xue, Renquan Lu, Shaosheng Zhou. 2 Networked control with reset quantized state based on Bernoulli processing/IEEE Transactions on Industrial Electronics/Renquan Lu, Fang Wu, Anke Xue. 3 Synchronization on complex networks of networks/ IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems/Renquan Lu, Wenwu Yu, Jinhu Lü, Anke Xue. 4 Data-based controllability and observability analysis of linear discrete-time systems/IEEE Transactions on Neural Networks/Zhuo Wang, Derong Liu. 5 A new design of model predictive tracking control for networked control system under random packet loss and uncertainties/IEEE Transactions on Industrial Electronics/Renquan Lu, Yong Xu, Ridong Zhang. 6 Asynchronous dissipative state estimation for stochastic complex networks with quantized jumping coupling and uncertain measurements/IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems/Yong Xu, Renquan Lu, Hui Peng, Kan Xie, Anke Xue. 7 An indirect data-driven method for trajectory tracking control of a class of nonlinear discrete-time systems/IEEE Transactions on Industrial Electronics/Zhuo Wang, Renquan Lu, Furong Gao, Derong Liu. 8 Finite-time state estimation for coupled Markovian neural networks with sensor nonlinearities/IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems/Zhuo Wang, Yong Xu, Renquan Lu, Hui Peng.	自然奖	鲁仁全,王卓,徐雍,陈云	广东工业大学,北京航空航天大学,杭州电子科技大学	广东省教育厅
287	1877-101	胃癌进展的分子机制及临床防治策略优化的研究 项目名称 胃癌进展的分子机制及临床防治策略优化的研究 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 南方医科大学 项目简介 胃癌是全球常见的消化道肿瘤之一。全球癌症统计数据显示2012年全球新发胃癌病例约95万，死亡病例约72万例。我国更是胃癌高发区，全球约一半的胃癌发生在中国，严重威胁了国民的生命和健康。同时，由于其起病隐匿，进展快速，很多患者确诊时已为进展期，生存质量与生存时间均大大降低。尽管近年来进展期胃癌的药物治疗模式较前发生了诸多改变，如从单一的手术切除模式转化为以化疗和手术结合的综合治疗，但治疗效果均不理想。因此，如何对进展期胃癌患者进行合理的分层管理，提高药物治疗疗效具有重要意义，也是未来兼顾价效比等卫生经济学考量的最佳合理选择。为此，本项目同时立足基础与临床转化，围绕进展期胃癌发生转移的分子机制、新型纳米载药材料开发、晚期胃癌临床分层管理体系的建立等领域开展系列研究，取得如下创新成果：1.深入阐明以MACC1分子为核心的胃癌浸润转移新机制，构建新分子网络。侵袭转移是进展期胃癌的致死主因。多年来，围绕胃癌转移的分子生物学机制，本团队进行了深入探索。其中，团队以MACC1分子为核心，围绕其对肿瘤细胞转移潜能、细胞代谢模式及肿瘤微环境等与转移发生密切相关的多个环节所起的调控作用及具体的分子生物学机制进行解析。同时，项目组亦首次报道了多个与MACC1存在上下游调控关系的分子，如Nav 1.7、NHE1等在介导胃癌侵袭转移中的生物学作用。相关研究成果对全面认识胃癌转移的分子机制具有重要意义，可为进展期胃癌的诊断、治疗、预后分析等提供新的分子靶点。2.新型纳米载药材料研发。开发高效低毒的新型抗癌药物是实现肿瘤精准治疗的主要途径，也一直是研究者们孜孜以求、不懈努力的奋斗目标。基于纳米材料的递送系统可有效促进药物在肿瘤部位的富集、延长药物在肿瘤组织滞留时间，减少正常组织的药物积累，是肿瘤精准治疗发展中理想的载体选择。项目组经过多年努力，在纳米载药材料研发领域取得一定的成果，开发出多种可实现肿瘤内特异性积聚、对肾脏、肝脏、心脏等无明显毒性的新型纳米载药材料，具有良好的临床转化前景，为精准化疗的实现提供新思路。3.提出基于淋巴结转移评价的晚期胃癌患者临床分层管理理念。临床方面，我们率先报道了淋巴结清扫以及不同淋巴结转移指标在预后评价、治疗决策等方面的作用，为可行姑息手术的晚期胃癌患者建立基于淋巴结转移情况评估的临床分层管理体系提供重要的科学依据。本项目相关的8篇代表性SCI论著累计影响因子为56.134，被SCI期刊他引达202次，研究内容在ASCO年会以海报形式展出。项目进行期间共培养博士与硕士研究生14人。本项目促进了晚期胃癌的诊治水平的提升，具有重要的社会效益。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 廖旺军 正高级 南方医科大学 南方医科大学 主要负责项目的整体规划，参与 “构建以MACC1分子为核心的胃癌浸润转移分子调控网络”、 “新兴纳米载药材料开发”以及“建立基于淋巴结转移评价的晚期胃癌患者临床分层管理体系”等的研究设计，并参与所有项目的开展与实施。在该项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的70%。作为通讯作者发表代表性论文1-8。 2 石敏 正高级 南方医科大学 南方医科大学 主要负责项目中有关“新兴纳米载药材料开发”的研究，设计开发可载药的自组装还原性纳米材料。参与设计并指导项目中“构建以MACC1分子为核心的胃癌浸润转移分子调控网络”的相关研究。在该项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的60%，以第一作者发表代表性论文5，参与发表代表性论文1/4/6/7/8 3 林立 副教授 南方医科大学 南方医科大学 主要负责项目中有关“构建以MACC1分子为核心的胃癌浸润转移分子调控网络”的研究，参与项目中基础研究的实施。主要发现为MACC1在调控胃癌细胞适应代谢应激中的作用及具体分子机制。在各项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的50%，以第一作者发表代表性论文2,参与发表代表性论文1\3\4 4 孙丽 中级 南方医科大学 南方医科大学 主要负责项目中有关“构建以MACC1分子为核心的胃癌浸润转移分子调控网络”的研究，参与项目中基础研究的实施。主要发现为MACC1在调控胃癌淋巴管生成中的作用。在各项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的40%，以第一作者发表代表性论文3,参与发表代表性论文1\4 5 黄娜 中级 南方医科大学 南方医科大学 主要负责项目中有关“构建以MACC1分子为核心的胃癌浸润转移分子调控网络”的研究，参与项目中基础研究的实施。参与项目中有关晚期胃癌淋巴结评价系统建立的部分工作。在各项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的40%，参与发表代表性论文1/2/3/4/8。 6 周敏钰 初级 南方医科大学 南方医科大学 主要负责项目中有关“新兴纳米载药材料开发”研究的开展与实施, 研发的多柔比星负载的单壁纳米管温敏水凝胶，在胃癌细胞模型中展现出较传统治疗更优的疗效。在项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的30%，以第一作者发表代表性论文6。 7 周锐 初级 南方医科大学 南方医科大学 主要负责项目中有关“建立基于淋巴结转移评价的晚期胃癌患者临床分层管理体系”研究的开展与实施。在项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的30%，以第一作者发表代表性论文8。 8 吴珍珍 初级 南方医科大学 南方医科大学 主要负责项目中有关“建立基于淋巴结转移评价的晚期胃癌患者临床分层管理体系”研究的开展与实施。在项目研发工作中投入的工作量占本人总工作量的20%，以第一作者发表代表性论文8。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 MACC1 supports human gastric cancer growth under metabolic stress by enhancing the Warburg effect./ Oncogene/Lin L#, Huang H#, Liao W, Ma H, Liu J, Wang L, Huang N, Liao Y, Liao W* 2 Metastasis-associated in colon cancer-1 upregulation predicts a poor prognosis of gastric cancer, and promotes tumor cell proliferation and invasion./Int J Cancer./ Wang L#, Wu Y#, Lin L, Liu P, Huang H, Liao W, Zheng D, Zuo Q, Sun L, Huang N, Shi M, Liao Y, Liao W*. 3 Metastasis-associated in colon cancer-1 upregulates vascular endothelial growth factor-C/D to promote lymphangiogenesis in human gastric cancer./ Cancer Lett./ Sun L, Duan J, Jiang Y, Wang L, Huang N, Lin L, Liao Y, Liao W* 4 Voltage-gated sodium channel Nav 1.7 promotes gastric cancer progression through MACC1-mediated upregulation of NHE1./ Int J Cancer./ Xia J, Huang N, Huang H, Sun L, Dong S, Su J, Zhang J, Wang L, Lin L, Shi M, Bin J, Liao Y, Li N, Liao W* 5 Reducible polyamidoamine-magnetic iron oxide self-assembled nanoparticles for doxorubicin delivery/ Biomaterials./ Chen J#, Shi M#, Liu P, Ko A, Zhong W, Liao W*, Xing MM* 6 Doxorubicin-Loaded Single Wall Nanotube Thermo-Sensitive Hydrogel for Gastric Cancer Chemo-Photothermal Therapy./ Adv Funct Mater./ Zhou M#, Liu S#, Jiang Y, Ma H, Shi M, Wang Q, Zhong W, Liao W*, Xing M* 7 Theranostic pH responsive doxorubicin loaded nanoparticles inducing active targeting and apoptosis for advanced gastric cancer./ Biomacromolecules./ Ma H#, Liu Y#, Shi M, Shao X, Zhong W, Liao W*, Xing MM* 8 Clinical significance of accurate identification of lymph node status in distant metastatic gastric cancer./ Oncotarget./ Zhou R#, Wu Z#, Zhang J, Wang H, Su Y, Huang N, Shi M, Bin J, Liao Y, Liao W*	自然奖	廖旺军,石敏,林立,孙丽,黄娜,周敏钰,周锐,吴珍珍	南方医科大学	广东省教育厅
288	1899-101	“量－质－生”三维水资源短缺评价理论、方法与应用 项目名称 “量－质－生”三维水资源短缺评价理论、方法与应用 推荐/提名单位/人 广东省教育厅 主要完成单位 南方科技大学,北京林业大学 项目简介 水资源短缺已成为制约世界各国可持续发展的关键因素。2013年联合国教科文组织发布国际水文 计划，将“水资源短缺和水质问题”列为六大研究主题之一。我国水资源短缺问题极为突出，2011年中央一号文件将水安全提升到国家安全的战略高度。科学评价水资源短缺，对于保障水安全具有重要理论和现实意义。 国内外多以水量为基础构建水短缺评价指标，缺乏水质型缺水定量评价方法；支撑评价的水资源 和水环境模型未充分利用空间大数据，难以对人类活动因子进行精准刻画。本项目构建了基于空间大数据的水资源模拟和营养元素循环模型，在国际上首次提出了“量－质－生”三维水短缺评价理论体系，发展了水量型－水质型缺水评价新方法，解决了水质型缺水难以定量核算的难题，发表了包括2篇PNAS论文在内的一系列文章。主要取得3项创新性成果：（1）建立了全球/中国植被、气象、土壤、作物、灌溉、施肥等空间大数据，构建了基于空间大数 据的能同时模拟蓝水（地表水/地下水）和绿水（土壤水）的水资源模拟模型，在全球尺度实现了高空间分辨率的蓝水-绿水资源模拟，并在模拟中对灌溉、施肥等因子进行了精准刻画；构建了基于空间大数据的包含6项氮源和5项氮汇的营养元素循环模型，在全球尺度实现了高空间分辨率的农田氮通量模拟，揭示了全球氮源中17%以淋溶方式进入水体加剧水质型缺水的规律。发表在PNAS的氮循环模型论文被88种SCI源刊他引155次。（2）在国际上首次提出了综合考虑水量、水质和水生态的“量－质－生”三维水短缺评价理论体系，阐明了我国典型省份和流域水量型-水质型缺水空间分布格局；建立了以实际耗水与水资源承载力为基础的水量型缺水评价方法、以灰水足迹与生态环境承载力为基础的水质型缺水评价方法，解决了水质型缺水难以定量核算的难题。国际水文科学协会十年水文计划专门成立“水资源短缺评价”工作组，完善该项目提出的“量－质－生”水短缺评价方法并在全球应用。（3）构建了基于投入产出理论的水－经济耦合模型，揭示了我国虚拟水贸易“自西向东”的主体流动规律；发现了不同区域间存在水资源问题转移现象，发达地区通过进口虚拟水加剧了欠发达地区水短缺压力；提出了通过区域间水资源补偿机制缓解水压力的解决方案。美国工程院院士Bridget Scanlon评价耦合模型为虚拟水模拟提供了“巧妙的新方法”。英国皇家艺术学会会士John Barrett评议区域间水资源补偿机制值得在全球推广。 8篇代表性论文发表在PNAS、Water Resources Research等高水平期刊上，总引737次，被159种SCI源刊他引544次，其中被Nature、PNAS、Nature子刊和Science Advances他引20次。项目共发表论文38篇（SCI论文25篇），总引1310次，他引1149次，SCI他引941次。2篇代表性论文入选“ESI高被引论文”，1篇入选“中国百篇最具影响国际学术论文”。主要完成人获国家杰出青年科学基金资助，获中国青年科技奖，入选“万人计划”科技创新领军人才，获国务院特殊津贴，入选英国皇家地理学会会士。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘俊国 教授 南方科技大学 南方科技大学 本项目的总体设计和组织者，设计了本项目的研究方案和技术路线，提出了本项目所有重要科学发现的原创性思路，是本项目研究成果的主要贡献者。构建了空间显性的水资源模拟与营养元素循环模型，提出了基于水资源、水环境和水生态的“量—质—生”三维水短缺评价体系与方法，组织团队构建了基于投入产出理论的水－经济耦合模型。为本项目中所有8篇代表性论文论文的第一/通讯作者。 2 赵旭 副研究员 河海大学 北京林业大学 发展了水-经济耦合模型，揭示我国虚拟水贸易和水足迹的演变规律和政策内涵，以及虚拟和实体水在水资源系统中的间接消耗及相应的再分配机理，发现我国实体水调度和虚拟水贸易对水资源空间再分配的驱动效应，揭示实体和虚拟水在我国省份间的流动规律，阐明国实体水调度和虚拟水贸易对水资源短缺的作用机制。是代表性论文②和⑧的第一作者。 3 曾昭 其他 南方科技大学 北京林业大学 核算了黑河流域的蓝绿水足迹，分析和评价其用水结构以及流域的蓝水资源可持续性；同时，引入水足迹理念，构建结合水量水质综合评价水资源短缺的指标和模型，对北京市的水资源短缺的特征和时空分布进行了定量评价，分析探讨了北京市地下水位下降和水质逐年恶化的现象，为不同尺度的水资源短缺评价提供了方法支持。是代表性论文④和⑥的第一作者。 4 臧传富 副研究员 华南师范大学 北京林业大学 收集中国大型水利工程的基础数据，分析了水利工程对水资源短缺的缓解作用，并提出了应对水资源短缺的未来水利基础设施发展方向。是代表性论文⑦的第二作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A high-resolution assessment on global nitrogen flows in cropland. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Liu J.*, You L.Z., Amini M., Obersteiner M., Herrero M., Zehnder A.J.B., Yang H. 2 Physical and virtual water transfers for regional water stress alleviation in China. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Zhao X., Liu J.*, Liu Q., Tillotson M.R., Guan D., Hubacek K. 3 Spatially explicit assessment of global consumptive water uses in cropland: green and blue water. Journal of Hydrology. Liu J.*, and Yang H. 4 A simple approach to assess water scarcity integrating water quantity and quality. Ecological Indicators. Zeng Z., Liu J.*, Savenije H.H.G. 5 Assessing water scarcity by simultaneously considering environmental flow requirements, water quantity, and water quality. Ecological Indicators. Liu J.*, Liu Q. Yang H. 6 Assessing water footprint at river basin level: a case study for the Heihe River Basin in northwest China. Hydrology and Earth System Sciences. Zeng Z., Liu J.*, Koeneman P.H., Zarate E., Hoekstra A.Y. 7 Water conservancy projects in China: achievements, challenges and way forward. Global Environmental Change. Liu J.*, Zang C., Tian S., Liu J., Yang H., Jia S., You L., Liu B., Zhang M. 8 Burden-shifting of water quantity and quality stress from megacity Shanghai. Water Resources Research. Zhao X., Liu J.*, Yang H., Duarte R., Tillotson M.R.,Hubacek K.	自然奖	刘俊国,赵旭,曾昭,臧传富	南方科技大学,北京林业大学	广东省教育厅
289	1994-101	中国西南岩溶区旱涝灾害演变机理及水安全 项目名称 中国西南岩溶区旱涝灾害演变机理及水安全 推荐/提名单位/人 广西壮族自治区教育厅 主要完成单位 桂林理工大学 项目简介 水灾害与水安全是当今世界最为关注的热点问题之一。中国西南岩溶区旱涝灾害是气象、人类参变与岩溶多重介质环境变异的综合产物，亦是气象灾害、地质灾害和人为灾害的复合体。中国西南岩溶区水灾害防治与水安全保障，关系该地区社会稳定与经济持续发展，为当地政府与各族人民高度关注。项目的研究内容属生态环境、气象灾害和水文地质等学科的交叉领域，旨在探索西南岩溶区旱涝灾害的演变机理和水安全利用模式，为岩溶区旱涝灾害防治和水安全提供借鉴。项目在全球气候变化的大环境下，以2009年秋至2010年春中国西南大旱为出发点，针对中国西南岩溶区特殊的地表地下双层岩溶水文地质结构，充分利用长序列旱涝灾情历史数据，选取重灾区为主要研究对象，从气象因素和地质因素等方面着手，深入研究，经数据统计分析，物理模拟实验及数值模拟，旱涝演变机理分析以及典型岩溶干旱区地下水开发利用等方面进行层层深入分析和研究，取得以下几项主要研究成果：1.探明了典型岩溶地下河流域内旱涝灾害成灾的内外因；2.通过模型模拟提取了关键性致灾因素，进一步提高了对中国西南岩溶区降水量和地表地下因素（地下岩溶管道结构、岩溶洼地类型、岩溶地形地貌、地表地下岩溶管道连通方式、地下岩溶管道埋深、地下岩溶管道水力坡度）旱涝致灾过程的认识；3.明确了岩溶旱涝灾害的“源”、“流”、“场”、“效应”和“灾情”的链式规律的内外关联性，揭示了中国西南岩溶区旱涝灾害的演变机理；4.结合中国地质调查局工作项目“西南严重缺水地区地下水勘查”的示范工程，总结了西南严重缺水地区地下水赋存规律和开发利用经验，并提出了中国西南岩溶地下水资源开发利用的有效模式。研究成果对中国西南岩溶区旱涝灾害防御和水安全保障具有积极意义。项目开展期间公开发表专著一部，论文10篇。近五年，项目第一完成人培养硕士生共11人。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 郭纯青 教授 桂林理工大学 桂林理工大学 1、主要负责整个研究成果的创新及方法研究，是第一本代表性著作的第一作者，所有代表性论文的通讯作者；2、对推荐书《重要科学发现》中所列第一、二和三项发现做出了创造性贡献，考虑岩溶区多重介质环境的复杂性，结合全球气候变化，确定中国西南岩溶区旱涝灾害的研究内容、方法和体系，包括理论分析、物理模型设计、数值模拟和条件分析等，发现中国西南岩溶旱涝灾害的“源”、“流”、“场”、“效应”和“灾情”的链式规律以及岩溶区旱涝灾害演变机理；3、承担中国西南严重缺水地区地下水勘查的技术指导，全面负责西南严重缺水地区地下水赋存规律和开发利用经验总结。 2 潘林艳 工程师 桂林理工大学 桂林理工大学 主要负责中国西南岩溶区旱涝灾害演变物理模型的建立、运行以及数值模拟的实现，重点是岩溶地下管道系统的研究。对推荐书《重要科学发现》中所列第一和二项发现做出了主要贡献，是第1篇著作，第4、5、7和8篇代表性论文的作者。 3 田西昭 工程师 河北省环境地质勘察院 桂林理工大学 主要负责中国西南岩溶严重缺水地区地下水野外勘查和打井找水工作，以及这类地区地下水资源开发利用模式和水安全保障研究。对推荐书《重要科学发现》中所列第四项发现做出了主要贡献，是第1篇著作，第2篇代表性论文的作者。 4 刘景兰 高级工程师 天津华北地质勘查局地质研究所 桂林理工大学 主要负责中国西南岩溶区气象、水文、地质资料的搜集、处理和分析工作，以及岩溶区岩溶旱涝灾害规律总结和致灾因子分析。对推荐书《重要科学发现》中所列第一项发现做出了主要贡献，是第1篇代表性著作的作者。 5 胡君春 工程师 云南省煤炭地质勘察院 桂林理工大学 主要负责云南省岩溶区某工程建设场地岩溶分布和形成机制以及西南块所岩溶区洼地旱涝灾害演变规律的研究。对推荐书《重要科学发现》中所列第四项发现做出了主要贡献，是第1篇著作，第2和4篇代表性论文的作者。 6 周蕊 工程师 鄂北地区水资源配置工程建设与管理局广悟工程建设管理部 桂林理工大学 主要负责中国西南岩溶区降水与旱涝灾害的关系分析，重点研究西南岩溶区旱涝灾害演变模拟中的岩溶地表洼地系统。对推荐书《重要科学发现》中所列第一和三项发现做出了主要贡献，是第1篇著作，第5、6和7篇代表性论文的作者。 7 于映华 工程师 重庆蜀通岩土工程有限公司 桂林理工大学 主要负责中国西南岩溶区遥感水文地质调查研究以及岩溶地下水天然出露点信息提取与识别。对推荐书《重要科学发现》中所列第四项发现做出了主要贡献，是第1篇代表性著作和第3篇论文的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 基于ASTER数据的岩溶地下水天然出露点信息提取与识别/水文地质工程地质/于映华,郭纯青,莫源富 2 中国西南典型岩溶洼地旱涝灾害演变规律——以西南块所岩溶区为例/中国农村水利水电/郭纯青,胡君春,潘林艳 3 2009—2010 年中国西南岩溶区旱情分析与减灾对策——以广西岩溶区为例/桂林理工大学学报/郭纯青,潘林艳,周蕊 4 中国西南岩溶区1900_2012年旱涝灾害分析/水资源与水工程学报/郭纯青,周蕊,潘林艳 5 中国西南岩溶区多因素组合下旱涝灾害分析/中国农村水利水电/周蕊,郭纯青,潘林艳 6 中国西南岩溶地下河系统旱涝致灾因素模拟分析/桂林理工大学学报/潘林艳,张文婷,郭纯青 7 中国西南岩溶区旱涝灾害演变机理及水安全/科学出版社/郭纯青、张树刚、田西昭、潘林艳等 8 云南某工程建设场地岩溶分布与形成机制/地质与勘探/郭纯青,李志宇,杨军,田西昭,田月明,胡君春	自然奖	郭纯青,潘林艳,田西昭,刘景兰,胡君春,周蕊,于映华	桂林理工大学	广西壮族自治区教育厅
290	2065-101	基于电荷输运增强及能级调控的光电材料及器件应用 项目名称 基于电荷输运增强及能级调控的光电材料及器件应用 推荐/提名单位/人 海南省教育厅 主要完成单位 海南大学,电子科技大学 项目简介 一、开发新型光电—热电复合界面新能源器件国际上首次设计并实现了光伏—热电复合界面新能源器件。通过优化提升效率40%，为低成本太阳能综合利用提供了新的研究思路。该项研究发表在国际顶级期刊之一Energy & Environmental Science（IF：30.067），已被SCI他引126次。国际钙钛矿太阳电池权威、牛津大学教授H. Snaith将其选为Energy & Environmental Science期刊光电领域优秀论文之一。美国佐治亚理工大学教授Z.L. Wang认为该新型器件能明显提高光电转换效率。二、开发高质量钙钛矿薄膜的制备方法率先系统分析空间蒸镀法和溶液法合成有机无机杂化钙钛矿薄膜的晶化行为，提出空间蒸镀法可有效改善钙钛矿薄膜晶体质量。相比常规溶液法，能量转换效率提升了约40%。该项研究发表在国际知名期刊之一ACS Applied Materials & Interfaces（IF：8.097），已被SCI他引49次。牛津大学教授H. Snaith高度认同我们提出的理论“气相和液相等不同晶化条件对钙钛矿薄膜的形貌有直接影响，并进一步影响到载流子扩散长度”。发表在Advanced Science论文认同“空间蒸镀方法制备钙钛矿薄膜的重要性”。 三、开发新型SrRuO3单晶薄膜对电极材料国际上首次以单晶SrRuO3薄膜作为对电极材料，并从全新视角阐释晶格畸变同电催化活性的内在关联机制，为高催化活性对电极设计提供新的研究思路。该项研究发表在国际知名期刊之一Journal of Materials Chemistry A（IF：9.931）。同时被顶级期刊Advanced Energy Materials引用并认可我们研发的新型SrRuO3薄膜对电极材料。四、开发增强电荷输运用热电纳米纤维材料项目组设计并实现基于热电纳米纤维的新型复合光伏器件，为提高光生电荷收集效率提供了新的思路。该项研究发表在国际知名期刊Journal of Materials Chemistry A（IF：9.931）和Small（IF：9.598），同时被顶级期刊Advanced Materials引用，评价我们的研究充分说明 “钙钛矿薄膜在介孔光阳极中的附着量对钙钛矿光伏器件性能起着至关重要的作用”。五、开发新型碳纳米管气凝胶对电极体系项目组系统研制了高催化活性的碳纳米管气凝胶对电极体系，从比表面积，导电性和催化点位等研究电催化性能，扩充了碳材料对电极范畴。相关研究发表在国际知名期刊Journal of Materials Chemistry A（IF：9.931）和Electrochimica Acta（IF：5.116）该项研究被顶级期刊Chemical Society Reviews引用并积极认可我们提出的结论“碳纳米管气凝胶/铂复合对电极有效改善电催化活性，降低电荷传输阻抗，提升扩散能力”。六、开发新型二维硫化物无机敏化太阳能电池率先以二维半导体材料MoS2作为“无机染料”，获得能带匹配，光吸收能力强，电荷分离及注入效率高的光吸收层，初步实现了二维硫化物无机敏化氧化钛太阳能电池的原型验证。该项研究发表在国际知名期刊之一Journal of Power Sources（IF：6.945），并在顶级综述性期刊论文Chemical Reviews和Advanced Materials描述我们的研究成果。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王宁 教授 海南大学 海南大学 作为项目总负责人，为本项目所列出的全部6点发现做出了重要贡献，而且是8篇代表性论文的通讯作者。本人在光电—热电复合太阳能电池材料与器件，染料敏化太阳能电池复合电极材料（电子传输电极材料、对电极材料），钙钛矿太阳电池光吸收材料等方面做了大量的顶层设计、性能表征、实验分析、成果总结、论文和专利撰写等工作。着重设计并实现了光电/热电复合界面新能源器件，并通过优化提升效率40%，为低成本太阳能综合利用提供了新的研究思路。率先系统分析空间蒸镀法和溶液法合成有机无机杂化钙钛矿薄膜的晶化行为，提出空间蒸镀法可有效改善钙钛矿薄膜晶体质量。相比常规溶液法，能量转换效率提升了约40%。 2 刘涛 副教授 海南大学 海南大学 本人是第3、4、5、6代表性论文的作者，为本项目所列第3、4、5项发现做出了重要贡献。具体表现如下：在国际上首次提出以单晶SrRuO3薄膜作为染料敏化太阳能电池的对电极材料，并从全新视角阐释晶格畸变同电催化活性的内在关联机制，为高性能对电极设计提供全新的研究思路。此外，设计并实现基于热电纳米纤维的新型复合钙钛矿光伏器件。将热电纳米纤维引入到光伏电池内部，利用温差电动势改善电子和空穴传输层载流子传递能力，为提高光生电荷收集效率提供了新的思路。最后，系统研制了高催化活性的碳纳米管气凝胶对电极体系，从比表面积，导电性和催化点位等多角度研究电催化性能，扩充了碳材料对电极体系的范畴。 3 何泓材 教授 电子科技大学 电子科技大学 本人为全部8篇代表性论文的作者，尤其为本项目所列第4、6项发现做出了重要贡献。主要表现如下：设计并制备了基于热电纳米纤维的新型染料敏化太阳能电池，可有效改善光化学太阳能电池光阳极电子传输层和空穴传输层载流子传递能力，实现电子空穴的有效分离，提高了光电转换效率。此外，率先以二维半导体MoS2作为“无机染料”，采用化学浴法控制沉积层数来调节能带间隙，获得能带匹配，光吸收能力强，电荷分离及注入效率高的高性能光吸收层，初步实现了二维硫化物无机敏化氧化钛太阳能电池的原型验证。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Thermoelectric-photoelectric composite nanocables induced a larger efficiency in dye-sensitized solar cells/ Journal of Materials Chemistry A/ Hongcai He, Chuanbo Zhang, Tao Liu, Yonghai Cao, Ning Wang*, Zhanhu Guo* 2 A novel high-performance photovoltaic- thermoelectric hybrid device/ Energy & Environmental Science/ Ning Wang*, Li Han, Hongcai He,Nam-Hee Park, Kunihito Koumoto* 3 Comparative study of vapor- and solution-crystallized perovskite for planar heterojunction solar cells/ ACS Applied Materials & Interfaces/ Tian Du, Ning Wang*, Haijun Chen, Hong Lin, Hongcai He 4 Correlation between the in-plain substrate strain and electrocatalytic activity of strontium ruthenate thin films in dye-sensitized solar cells/ Journal of Materials Chemistry A/ Tao Liu, Juan Hou, Bing Wang, Feiming Bai, Haijun Chen, Lei Gao, Yonghai Cao, Hongcai He, Jinshu Wang, Ning Wang*, Guozhong Cao*, Zhanhu Guo* 5 Enhanced electron collection in perovskite solar cells employing thermoelectric NaCo2O4/TiO2 coaxial nanofibers/ Small/ Tao Liu, Cheng Wang, Juan Hou, Chuanbo Zhang, Haijun Chen, Hongcai He, Ning Wang*, Hui Wu*, Guozhong Cao* 6 Synergistic carbon nanotube aerogel-Pt nanocomposites toward enhanced energy conversion in dye-sensitized solar cells/ Journal of Materials Chemistry A/ Haijun Chen, Tao Liu, Jing Ren, Hongcai He, Yonghai Cao, Ning Wang*, Zhanhu Guo* 7 TiO2-based solar cells sensitized by chemical-bath-deposited few-layer MoS2/ Journal of Power Sources/ Tian Du, Ning Wang*, Haijun Chen, Hongcai He, Hong Lin, Kai Liu 8 Enhanced dye-sensitized solar cells with catalytic carbon aerogel counter electrodes/ Electrochimica Acta/ Haijun Chen, Tao Liu, Ning Wang*, Lijuan Zhao, Qinghong Zhao, Jing Ren, Hongcai He, Hong Lin	自然奖	王宁,刘涛,何泓材	海南大学,电子科技大学	海南省教育厅
291	2084-103	大气海洋和生物学中几类非线性发展方程解若干问题的研究 项目名称 大气海洋和生物学中几类非线性发展方程解若干问题的研究 推荐/提名单位/人 重庆大学 主要完成单位 重庆大学,长江师范学院,北京应用物理与计算数学研究所 项目简介 非线性发展方程是现代数学的一个热点领域，活跃着一批世界顶尖的数学家。本成果在2项973项目和6项国家自然科学基金项目资助下，提出了若干新的概念、构建了新的数学模型和新的研究方法，导出了若干新的定理，在抛物方程、色散方程、离子体物理和大气海洋动力学中重要的非线性发展方程等多个方面取得了突破性进展，为一些非线性发展方程的研究奠定了理论基础，很好解决了非线性发展方程研究中的若干前沿科学问题，取得了突破性创新成果。 (1) 首次针对非线性偏微分方程（组）初值和初边值问题解的交界面的扩张速率、Fujita 型临界指数、第二临界指数、一致有界性、大时间渐近行为等热点问题以及拟线性抛物-抛物趋化模型，获得了一系列原创性成果。率先从理论上解释了随着细胞不断地繁殖和死亡，细胞不会出现聚合的现象，与实际情形相符合；通过建立一个大大削弱了权函数限制条件的比较原理，率先获得了一类带有非局部边界条件的多孔介质方程解的若干新性质。 (2) 关于大气海洋动力学中重要数学模型，率先建立了大气三维原始方程组的整体适定性和大气吸引子存在性的理论。首先证明了湿大气三维原始方程组的整体适定性，并获得了强解关于时间的一致有界性估计，进而得到了对应的无穷维动力系统的湿大气吸引子的存在性，奠定了人们利用该模型进行数值天气预报的重要数学物理基础。由于该方程组对应的无穷维动力系统的大气吸引子存在且是有限维的，人们可以采用低阶谱截断方法将复杂的大气方程组化为常微分方程组，问题大大简化，并在大气科学中得到应用。 (3) 率先获得几类非线性色散波方程解的局部适定性、持久性质以及无限速度传播等一系列重要性质，发现了一些重要的守恒定律，并以此为基础解决了若干公开问题。证明了一类分数阶非线性薛定谔方程的稳定性；导出了一类新方程，著名的浅水波方程成为该类方程的特殊情形；在一维空间中，率先探讨广义形式的Boussinesq 方程解的长时间渐近行为，并将该类形式的Boussinesq 方程有关散射结果从四阶方程推广到了六阶的情形。 近年来，项目团队在国际著名学术期刊上发表了200余篇SCI论文，其中8篇代表性论文他引300余次(SCI他引165余次)，被德国著名数学家M. Rockner、法国科学院院士R. Temam、美国数学家E. Titi、M. Ziane、德国数学家I. Horenko、法国数学家A. Debussche、日本数学家T. Ozawa， F Linares、 JC Saut、 D Han-Kwan 、 Alexandru D、 Ionescu、Benoit Pausader等著名学者在Mathematical Models and Methods in Applied Sciences，Journal of the Atmospheric Sciences，Journal of Functional Analysis，Journal of Differential Equations，SIAM Journal on Numerical Analysis，Physica D: Nonlinear，Nonlinearity 等国际著名SCI期刊引用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 穆春来 教授 重庆大学 重庆大学 在项目中负责研究思路的把握，研究方案与技术路线的制定，以及协调项目的顺利完成。学术上负责几类非线性偏微分方程（组）初值和初边值问题解的交界面的扩张速率、完全与非完全爆破、熄灭、Fujita 型临界指数、第二临界指数、生命跨度、一致有界性、大时间渐近行为等热点问题以及拟线性抛物-抛物（抛物-椭圆）趋化模型和带有 Logistic 源的趋化模型解的性质和动力学行为研究。对[1][2][6][7][8]代表性成果中的科学发现都有重要贡献，在该项目研究中投入的工作量占本人总工作量的80%。 2 米永生 教授 长江师范学院 长江师范学院 在项目中负责协助研究总体方案与技术路线的制定与实施、协调项目的完成。主要负责色散方程解的性质研究的工作。对本成果重要科学发现中[6][7]项做出了创新性贡献，在该项目研究中投入的工作量占总工作量的80%。 3 黄代文 研究员 北京应用物理与计算数学研究所 北京应用物理与计算数学研究所 在项目中负责协助项目研究总体方案与技术路线的制定与实施、协调项目的完成，主要负责研究大气中的流体方程的性质和动力学行为。在该项目研究中投入的工作量占总工作量的50%。数学上严格证明了大气海洋科学家关心的重要问题之一-大气海洋吸引子的存在性，率先建立了大气海洋随机三维原始方程组的数学理论：整体适定性和大气海洋吸引子的存在性。对[3][4][5]代表性成果中的科学发现有创造性的贡献。 4 郭柏灵 研究员 北京应用物理与计算数学研究所 北京应用物理与计算数学研究所 主要指导整个项目的实施。在该项目研究中投入的工作量占总工作量的50%。提炼出了具有科学意义的数学问题，研究了辐射输运和物质能量守恒耦合方程组的初值问题与吸收边界问题整体解的存在唯一性， 和辐射平均自由程趋于零时扩散逼近的收敛性，并得到了误差估计；提炼出了大气海洋原始方程组的数学问题。对[3][4][5]代表性成果中的科学发现有重要贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 On a quasilinear parabolic–elliptic chemotaxis system with logistic source/Journal of Differential Equations/Liangchen Wang,Chunlai Mu,Pan Zheng 2 Life span and a new critical exponent for a degenerate parabolic equation/Journal of Differential Equations/Yuhuan Li,Chunlai Mu 3 Existence of weak solutions and trajectory attractors for the moist atmospheric equations in geophysics/Journal of Mathematical Physics/Boling Guo,Daiwen Huang 4 Existence of the universal attractor for the 3-D viscous primitive equations of large-scale moist atmosphere/Journal of Differential equations/Boling Guo,Daiwen Huang 5 On the Cauchy problem for the modified Novikov equation with peakon solutions/Journal of Differential equations/Yongsheng Mi,Chunlai Mu 6 On the solutions of a model equation for shallow water waves of moderate amplitude/Journal of Differential equations/Yongsheng Mi,Chunlai Mu 7 Decay and scattering of solutions for a generalized Boussinesq equation/Journal of Differential equations/Ying Wang, Chunlai Mu,Yonghong Wu 8 Existence and stability of standing waves for nonlinear fractional Schr？dinger equations/Journal of Mathematical Physics/Boling Guo,Daiwen Huang	自然奖	穆春来,米永生,黄代文,郭柏灵	重庆大学,长江师范学院,北京应用物理与计算数学研究所	重庆大学
292	2084-104	力热能量密度等效原理及其拓展应用 项目名称 力热能量密度等效原理及其拓展应用 推荐/提名单位/人 重庆大学 主要完成单位 重庆大学,北京大学 项目简介 超常服役条件下材料力学行为与强度理论是各领域关注的核心问题。目前，材料高温力学性能测试极其困难、非唯象的理论表征模型缺乏，制约了超高温材料的研制和应用，急需在高温强度理论及温度相关性强度表征方法等方面取得突破。本成果在国家自然科学基金重大科研仪器研制专项、重大研究计划、面上，国防973等10余项国家级项目的支持下，历时十余年研究，原创性提出了一个可定量考虑温度对材料力学性能影响的方法——力热能量密度等效原理，创建了高温强度理论，并在不同领域得到了成功拓展应用与验证，具有重要的科学意义与应用价值。主要发现点如下：一、原创性提出了一个可定量考虑温度对材料力学性能影响的方法——力热能量密度等效原理，建立了不含任何拟合参数的脆性材料温度相关性断裂强度理论表征模型，考虑不同机制及其随温度的演化，建立了系列温度相关性断裂强度理论模型，形成了高温断裂强度理论框架。相关工作被国际材料研究学会联盟创始人Shigeyuki S？miya教授和德国最高科学奖——莱布尼茨奖获得者Peter Greil教授等九位国外的知名专家共同编著的《Handbook of Advanced Ceramics》(Elsevier出版，第二版)作为近十年来先进陶瓷领域唯一的高温断裂强度理论表征工作收录。二、基于原创性提出的力热能量密度等效原理，通过建立热能与形变能间的等效关系，提出了金属材料温度相关性屈服准则，建立了无任何拟合参数的可考虑宽温域下温度对金属材料屈服强度定量影响的理论模型。系统地研究了控制金属材料屈服强度的各种机制及其随温度的演化规律，建立了可考虑不同机制及其组合影响的系列温度相关性屈服强度理论表征模型，形成了高温屈服强度理论框架。三、原创性提出的力热能量密度等效原理在更广泛领域进行了成功拓展应用。通过建立不同形式能量之间的等效关系，把原创性提出的力热能量密度等效原理已成功应用于多种材料体系的温度相关性力学、物理性能及尺寸相关性力学、物理性能的理论表征，为材料在更广泛服役条件下的力学、物理性能表征开辟了新途径。项目核心成果在包括国际固体力学领域旗舰期刊JMPS，力学领域重要期刊IJP、IJSS、IJMS、Eur. J. Mech. A-Solid，陶瓷领域最权威期刊JACerS、JECerS，复合材料领域顶级期刊CST，物理领域重要期刊JAP、JPD，航空航天领域重要期刊AIAA J.在内的国际期刊上发表SCI论文100余篇，8篇代表性论文SCI他引76次，得到杜善义、韩杰才、魏悦广、郭万林、王自强、张传增等国内外院士及来自美、俄、德、英等国知名教授的正面引用与高度评价。在Elsevier旗下SciVal数据库中，关于温度相关性断裂强度与屈服强度研究方面以相关关键词检索，近5年第一完成人在相关领域发表JCR Q1区期刊(各学科影响因子排名前25%的期刊)论文数位于世界最前列，推动了高温固体力学的发展。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李卫国 教授 重庆大学 重庆大学 负责整个项目的组织和实施工作。对项目发现点1、2、3做出了创造性贡献。提出了本项目的主要学术思想，创造性提出了材料力学性能温度相关性建模思想——力热能量密度等效原理，创建了温度相关性强度理论建模方法，构建了系列温度相关性断裂强度模型。旁证：代表性论文1、2、3、4、5、6、7、8，授权发明专利附件5-1、5-2。 2 方岱宁 教授 北京理工大学 北京大学 在项目中负责协助研究总体方案与技术路线的制定与实施，主要负责超高温陶瓷及其复合材料温度相关性断裂强度和金属材料屈服强度理论与实验表征工作，与重庆大学团队合作建立了一系列温度相关性材料断裂强度和屈服强度理论表征模型。旁证：代表性论文1、3、4、5、7、8，授权发明专利附件5-1。 3 成天宝 副研究员 重庆大学 重庆大学 在项目中主要负责陶瓷材料温度相关性强度理论和实验表征及陶瓷材料抗热冲击性能实验方案与技术路线的制定与实施。对本项目主要创造性贡献包括：建立了陶瓷材料温度相关性理想拉伸强度理论表征模型，提出了陶瓷材料单轴拉伸强度实验测试方法，建立了多样性复杂使役环境下材料抗热冲击性能理论表征模型与方法。旁证：代表性论文2、7、8，授权发明专利附件5-1。 4 王如转 副教授 重庆科技学院 重庆大学 在项目中主要负责陶瓷材料强韧化理论表征与实验方案设计与实施。对本项目主要创造性贡献包括：基于理论分析与实验研究，建立了可计及温度、残余热应力、晶粒尺寸及缺陷尺寸等共同影响的超高温陶瓷基复合材料温度相关性断裂强度模型，提出了一种合理的预测材料断裂强度、温度、材料微结构及其演化之间的定量关系的理论方法。旁证：代表性论文4、5、6，授权发明专利附件5-1。 5 麻建坐 副教授 重庆大学 重庆大学 在项目中主要负责材料温度相关力学性能实验方案与技术路线的制定与实施性和温度相关性性能理论表征。对本项目主要创造性贡献包括：建立了材料温度相关性断裂强度和屈服强度测试方法，向国家专利局申请并获权了脆性材料温度相关性断裂强度和塑性材料温度相关性屈服强度的测试方法相关发明专利。旁证：代表性论文6，授权发明专利附件5-1、5-2。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Thermal shock resistance of ultra-high-temperature ceramic thermal protection system/Journal of Spacecraft and Rockets/Tianbao Cheng(成天宝), Weiguo Li(李卫国), Wei Lu(逯维), Yushan Shi(石玉珊), Daining Fang (方岱宁) 2 Thermal shock resistance of ultra-high-temperature ceramics under aerodynamic thermal environments/ AIAA Journal/ Tianbao Cheng (成天宝), Weiguo Li (李卫国), Daining Fang (方岱宁) 3 The temperature-dependent strength model for ultra-high temperature ceramics/Acta Mechanica Sinica/Weiguo Li (李卫国), Fan Yang (杨帆), Daining Fang (方岱宁) 4 The temperature-dependent ideal tensile strength of ZrB2, HfB2, and TiB2/ Journal of the American Ceramic Society/ Tianbao Cheng (成天宝), Weiguo Li (李卫国) 5 Modelling the effect of temperature and damage on the fracture strength of ultra-high temperature ceramics/ International Journal of Fracture/ Weiguo Li (李卫国), Dengjian Li (李邓建), Chuanzeng Zhang (张传增), Daining Fang (方岱宁) 6 A new temperature dependent fracture strength model for the ZrB2-SiC composites/ Journal of the European Ceramic Society/Ruzhuan Wang (王如转), Weiguo Li (李卫国), Dingyu Li (李定玉), Daining Fang (方岱宁) 7 Theoretical prediction of temperature dependent yield strength for metallic materials/ International Journal of Mechanical Sciences/Weiguo Li (李卫国), Xianhe Zhang (张先贺), Haibo Kou (寇海波), Ruzhuan Wang (王如转), Daining Fang (方岱宁) 8 The temperature-dependent fracture models for fiber-reinforced ceramic matrix composites/ Composite Structures/Yong Deng (邓勇), Weiguo Li (李卫国), Ruzhuan Wang (王如转), Jiaxing Shao (邵家兴), Peiji Geng(耿培基), Jianzuo Ma (麻建坐)	自然奖	李卫国,方岱宁,成天宝,王如转,麻建坐	重庆大学,北京大学	重庆大学
293	2084-105	面向移动智能的最优化协作信息传输与多源数据挖掘 项目名称 面向移动智能的最优化协作信息传输与多源数据挖掘 推荐/提名单位/人 重庆大学 主要完成单位 重庆大学,西南大学 项目简介 物联网、大数据与人工智能的飞速发展推动了万物互联的智能时代到来。移动化与智能化将成为未来各类应用的新方向。如何实现在移动环境中面向高动态、多源异构数据的高效传输与智能挖掘，是推动移动智能发展过程中亟待解决的关键科学问题。 在国家自然科学基金、中国博士后科学基金以及国际合作项目的支持下，本团队在移动计算、群智计算与智能计算等交叉学科领域展开了深入研究。率先提出带无线能量补充和链路有损传输的联合资源分配理论和方法，为解决网络资源以及节点能量受限下提供高速率低延迟网络服务这一难题提供了理论支撑。同时，面向车联网环境中的信息传输与数据挖掘，基于智能计算与最优化理论，围绕服务架构、通信协议与轨迹挖掘进行了理论与方法的综合研究与协同创新。主要科学创新点如下：1）针对可充电传感网移动数据收集中资源分配模式单一问题，提出可充电传感网中分布式数据速率控制、链路带宽分配和网络流调度的联合资源分配方法，实现了能量补充、资源分配和数据收集的高度统一和融合。2）针对有损移动自组织网络链路传输的资源分配公平性不足问题，提出链路有损移动自组织网络带公平性约束的联合传输速率、链路功率和平均延迟的分布式跨层资源分配方法，克服传统方法没有考虑链路速率逐渐递减的局限。3）针对车联网信息服务中的时态数据更新与传输问题，综合考虑时态数据的依赖关系、服务时间约束、数据质量约束，提出了基于V2I通信的信息服务的理论模型与算法，结合网络编码与协作缓存策略，提出了基于V2I/V2V混合通信的数据分发策略，突破了基于传统广播策略的带宽瓶颈。4）针对具体移动智能应用，提出基于出租车轨迹数据挖掘的城市动态特性模型及多源城市大数据融合的智能路径规划算法。以出租车为泛在传感网络感知城市动态特性，针对复杂多样的用户出行需求，基于多源异构城市数据，提出了数据融合和智能路径规划新算法，实现了智能出行个性化推荐服务。5）针对传统移动智能优化搜索效率低，速度慢问题，提出智能优化搜索与迁移学习结合的新型智能优化模型，实现了问题间的知识挖掘和迁移学习，进而能大幅加速智能优化搜索。该研究为面向最优化的协作信息传输与智能数据挖掘奠定了理论基础。项目组在国内外著名期刊如IEEE ToN、TMC、TCOM和国际会议如IEEE INFOCOM、SECON等上发表论文278篇，第一作者论文或通讯作者论文156篇，其中CCF A类论文21篇、SCI一区论文73篇。SCI他引2429次，Google Scholar他引5780次，单篇最高他引193次。8篇代表作中总他引次数332次，SCI他引次数247次，1篇论文入选ESI“高被引”论文。科学出版社出版专著2部，在Springer出版专著1部。所发表的论文被包括美国国家工程院/科学院院士、瑞典皇家科学院院士、ACM/IEEE Fellow等国际同行引用和正面评价。项目组与国网重庆市电力公司合作，将部分应用于国家电网输电线路故障检测系统。相比于原有系统，数据传输速率提高了56%，能耗降低了25%。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 郭松涛 教授 重庆大学 西南大学 第一完成人为本项目的顺利开展提供了全方位的指导，并参与了各项具体工作。首先，针对无线网络资源匮乏的问题，创新性地将物理层的功率控制及频谱分配、传输层的拥塞控制相结合，提出了跨层协作的资源分配策略。其次，对于无线传感器网络，率先提出了联合电池耦合无线充电技术和移动数据收集的并发策略，由此一方面通过移动数据收集平衡了网络的流负载并缓解了网络拥塞，另一方面通过无线充电延长了网络寿命。再者，首次将无线信息和能量并发传输技术引入无线传感器网络，为传感器网络的无线充电提出了新思路。对本成果中的各项科学发现均做出了较大贡献，是代表性论文1，2，3的作者。在该项研究中的工作量占本人工作量的70%。 2 刘凯 研究员 重庆大学 重庆大学 第二完成人全面参与了项目各项具体工作，特别在以下2 方面做出了主要贡献：a) 形式化定义了车联网中基于V2I 通信的时态数据分发问题，综合考虑服务时间约束、一致性约束与数据质量约束，提出了权衡服务率与数据质量的启发式算法。b) 面向车联网大规模信息服务，提出了在I2V/V2V 混合通信环境中基于网络编码与缓存协作的数据调度算法，突破了一般广播策略的带宽瓶颈问题。对本成果重要科学发现中第3点做出了创新性贡献，是代表性论文4，5 的作者。本项目研究工作量占本人工作总量的60%。 3 陈超 教授 重庆大学 重庆大学 第三完成人针对本项目中基于群智计算的智能交通研究与应用做出了重要贡献，包括基于出租车轨迹数据挖掘的城市动态特性模型研究、基于多源城市大数据融合的智能路径规划策略研究，提出了基于车联网的数据融合、智能路径规划等新算法，实现了基于不同需求的个性化推荐服务。对本成果重要科学发现中第4点做出了创新性贡献，是代表性论文6，7的作者。本项目研究工作量占本人工作总量的60%。 4 冯亮 研究员 重庆大学 重庆大学 第四完成人在本项目中主要负责加速移动智能优化的迁移学习模型及智能优化算法研究。针对传统移动智能优化搜索效率低、优化速度慢等问题，提出具有开创性的适应于智能优化搜索的迁移学习模型，为面向最优化的协作信息传输与智能数据挖掘打下了坚实的理论基础。对本成果重要科学发现中第5点做出了创新性贡献，是代表性论文8 的作者。本项目研究工作量占本人工作总量的50%。 5 王飞 中级 西南大学 西南大学 第五完成人针对宽带无线移动网络资源严重不足的问题，从网络跨层协作的角度，深入研究了宽带无线移动网络中速率、功率、频谱等资源的分配问题。特别地，基于蚁群算法，提出了一种适用于多小区OFDMA网络的功率、频谱等资源的分配算法，从而在综合考虑网络信道衰落状态、用户服务需求等的基础上，公平地分配了无线网络资源。此外，针对无线网络节点能量不足的问题，将基于射频信号的无线能量和信息并发传输技术引入无线移动网络，提出了适用于可充电无线移动网络的无线充电策略与功率、频谱等资源的分配策略。对本成果重要科学发现中第1点作出了创新性贡献，是代表性论文3的作者。在该项研究中的工作量占本人工作量的50%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Temporal Data Dissemination in Vehicular Cyber-Physical Systems/ IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS/ Kai Liu(刘凯), Victor Lee, Joseph Ng, Jun Chen and Sang Son 2 Understanding Taxi Service Strategies from Taxi GPS Traces/ IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS/ Daqing Zhang, Lin Sun, Bin Li, Chao Chen (陈超), Gang Pan, Shijian Li and Zhaohui Wu. 3 TripPlanner: Personalized Trip Planning Leveraging Heterogeneous Crowdsourced Digital Footprints/ IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS / Chao Chen (陈超), Daqing Zhang, Bin Guo, Xiaojuan Ma, Gang Pan, Zhaohui Wu 4 Network Coding Assisted Data Dissemination via Cooperative Vehicle-to-Vehicle/-Infrastructure Communications / IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS / Kai Liu (刘凯), Joseph Ng, Junhua Wang, Victor Lee, Weiwei Wu, Sang Son 5 Energy-Efficient Cooperative Transmission for Simultaneous Wireless Informationand Power Transfer in Clustered Wireless Sensor Networks/IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS/Songtao Guo(郭松涛),FeiWang(王飞),YuanyuanYang,Bin Xiao 6 Joint Optimal Data Rate andPower Allocation in Lossy Mobile Ad Hoc Networks with Delay-Constrained Traffics/IEEE TRANSACTIONS ON COMPUTERS/Songtao Guo(郭松涛),Changyin Dang,Yuanyuan Yang 7 Joint Mobile Data Gatheringand Energy Provisioning in Wireless Rechargeable Sensor Networks/IEEE TRANSACTIONS ON MOBILE COMPUTING/SongtaoGuo(郭松涛),CongWang, YuanyuanYan 8 Memes as building blocks: a case study on evolutionary optimization + transfer learning for routing problems / Memetic Computing Journal / L. Feng (冯亮), Y.-S. Ong, A.-H. Tan, and Ivor W. Tsang	自然奖	郭松涛,刘凯,陈超,冯亮,王飞	重庆大学,西南大学	重庆大学
294	2088-101	组蛋白表观遗传修饰调控肿瘤发生的作用机制研究 项目名称 组蛋白表观遗传修饰调控肿瘤发生的作用机制研究 推荐/提名单位/人 西南大学 主要完成单位 西南大学 项目简介 目前，肿瘤已成为严重威胁人类生命的重大疾病。根据世界卫生组织发布的全球癌症报告，全球癌症患者数量正以惊人的速度增加，据统计平均每8个死亡病例当中就有1名死于癌症。癌症发病率的急剧上升促使全球的科学家们致力于探索肿瘤的发生机理及其有效的治疗方法。近年来研究发现，在多种癌症发生过程中组蛋白的表观遗传学调控起着重要的作用，比如组蛋白甲基化调控紊乱与多种肿瘤的发生及肿瘤细胞的代谢异常密切相关，组蛋白去乙酰化酶的异常表达或突变在肿瘤发生中也是普遍存在的，组蛋白的泛素化修饰在肿瘤细胞的基因转录调控、细胞周期及DNA损伤修复等过程中发挥着重要作用，提示组蛋白的表观遗传学修饰或许能够作为癌症治疗的潜在药物靶标。因此，了解肿瘤发生与形成过程中组蛋白表观遗传修饰调控的作用机理，揭示表观遗传机制如何调控肿瘤细胞的增殖或转移，对肿瘤的防治工作意义重大。本项目针对肿瘤发生发展与组蛋白表观遗传修饰调控机制开展研究，取得如下创新成果： 1. 组蛋白去甲基化酶调控肿瘤细胞增殖及代谢的分子机制，为肿瘤细胞治疗靶点的选取提供了理论依据。2. 泛素蛋白酶体调节因子CSN6通过调控EGFR的泛素化降解影响胶质母细胞瘤增殖及转移的分子机制，为肿瘤细胞治疗靶点的选取提供了理论依据。3. 组蛋白去乙酰化酶9（HDAC9）与TAZ相互作用并调控其表达，为肿瘤治疗提供新的治疗策略。4. 蛋白磷酸化修饰调控肿瘤细胞增殖及转移的分子机制，为肿瘤治疗提供新的策略。上述成果为肿瘤的个体化治疗奠定了理论基础，并为肿瘤的靶向治疗提供了新策略及理论依据。本次提交的8篇代表性论文，主要发表在Cell Reports(IF=8.282), Neuro Oncology(IF=7.786), Oncogene（IF=6.854）等国际杂志上。本次提交的8篇论文共被SCI源杂志引用95次，包括英国著名肿瘤学专家Karen H. Vousden在Nat Rev Cancer杂志上引用并正面评价了相应的项目成果。 2012年以来参加和主持国际国内学术会议并作大会报告30多次，先后与美国、英国及澳大利亚等国家的学者建立了科研合作及学术交流。培养博士研究生13名，硕士研究生31名，有力推动了我国肿瘤学相关学科基础研究的发展。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 崔红娟 教授 西南大学 西南大学 本研究成果的项目主持人，揭示了组蛋白去甲基化酶 KDM4C 通过与ATF4协调合作调控肿瘤细胞代谢重编程的分子机制，为进一步研究肿瘤细胞代谢重编程机制和解释沃伯格效应(Warburg effect)的原因提供一定的理论基础；并同时揭示了促进恶性胶质母细胞瘤增殖及转移的关键基因MINA、CSN6、HOXC9和TAZ，阐明其作用机理，为靶向药物的研发提供了参考。同时，发现广谱性抗生素替加环素和天然产物棉酚AT-101可以通过调节miRNA-199b-5p-HES1-AKT和RhoA / ROCK1 / PTEN通路抑制肿瘤的生长，为肿瘤的临床治疗提供了有希望的靶标。对该项目“主要创新点”1-4点作出创造性贡献，在该项目研究工作量占工作总量的60%，支持本人贡献的论文为 8 篇代表性论文1-8。 2 侯建兵 中级 西南大学 西南大学 研究发现CSN6在人胶质母细胞瘤中的表达显著高于正常脑组织。并且CSN6的高表达与胶质瘤病人的预后差密切相关。揭示了CSN6通过EGFR介导的信号途径促进肿瘤的增殖和转移。进一步研究发现CSN6通过增加EGFR的E3泛素化连接酶CHIP的泛素化降解来增加EGFR的稳定性，为揭示肿瘤增殖和转移的机制，以及为肿瘤的治疗寻找新的靶点提供新的线索。对该项目“主要创新点”第2点作出创造性贡献，在该项目研究工作量占工作总量的50%，支持本人贡献的论文为代表性论文3。 3 赵二虎 副教授 西南大学 西南大学 研究发现KDM4C可以转录激活氨基酸生物合成和转运进程，进而导致细胞内氨基酸水平明显的升高。进一步揭示了KDM4C还可以直接调控转录激活因子ATF4的蛋白水平，并与其一起转录激活丝氨酸生物的合成过程，重编程肿瘤细胞的氨基酸代谢，为肿瘤细胞的无限增殖提供物质基础。我们的结果为进一步研究肿瘤细胞代谢重编程机制和解释沃伯格效应(Warburg effect)的原因提供一定的理论基础；同时也为研究瘤发生发展过程中的表观遗传调控机制奠定一定的基础，为治疗和预防肿瘤等疾病提供理论依据。对该项目“主要创新点”第1点作出创造性贡献，在该项目研究工作量占工作总量的50%，支持本人贡献的论文为代表性论文1。 4 杨丽群 教授 西南大学 西南大学 研究发现HOXC9是一种新型自噬调节因子，并且发现HOXC9的高表达是胶质母细胞瘤预后不良的指标。 HOXC9敲低会导致细胞活力，迁移，侵袭和致瘤性的显著降低以及自噬的显著增加。在自噬过程中，HOXC9通过直接结合DAPK1的启动子来抑制DAPK1的转录。 HOXC9的下调释放其对DAPK1的转录抑制，导致DAPK1-Beclin1途径的激活，其在胶质母细胞瘤细胞中诱导自噬。对该项目“主要创新点”第4点作出创造性贡献，在该项目研究工作量占工作总量的50%，支持本人贡献的论文为代表性论文4。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 HDAC9 promotes glioblastoma growth via TAZ-mediated EGFR pathway activation. Oncotarget. Rui Yang, Yanan Wu, Mei Wang, Zhongfeng Sun, Jiahua Zou, Yundong Zhang*, Hongjuan Cui*. 2 Tigecycline inhibits glioma growth by regulating microRNA-199b-5p-HES1-AKT pathway. Molecular Cancer Therapeutics. Rui Yang#, Liang Yi#, Zhen Dong, Qing Ouyang, Ji Zhou, Yi Pang, Yanan Wu, Lunshan Xu*, Hongjuan Cui* 3 RhoA/ROCK/PTEN signaling is involved in AT-101-mediated apoptosis in human leukemia cells in vitro and in vivo. Cell Death and Disease. Guobing Li#, Lei Liu#, Changyu Shan, Q Cheng, Amit Budhraja, Ting Zhou, Hongjuan Cui*, Ning Gao*. 4 Transcriptional co-activator TAZ sustains proliferation and tumorigenicity of neuroblastoma by targeting CTGF and PDGF-β. Oncotarget. Mei Wang#, Yang Liu#, Jiahua Zou, Rui Yang, Fan Xuan, Yi Wang, Ning Gao*, Hongjuan Cui*. 5 KDM4C and ATF4 Cooperate in Transcriptional Control of Amino Acid Metabolism. Cell Reports. Erhu Zhao#, Jane Ding#, Yingfeng Xia, Mengling Liu, Bingwei Ye, Jeong-Hyeon Choi, Chunhong Yan, Zheng Dong, Shuang Huang,Yunhong Zha, Liqun Yang, Hongjuan Cui*, Han-Fei Ding*. 6 MINA controls proliferation and tumorigenesis of glioblastoma by epigenetically regulating cyclins and CDKs via H3K9me3 demethylation. Oncogene. Mengying Huang, Fan Xuan, Wen Liu, Hongjuan Cui*. 7 CSN6 controls the proliferation and metastasis of glioblastoma by CHIP-mediated degradation of EGFR. Oncogene. Jianbin Hou, Qing Deng, Ji Zhou, Jiahua Zou, Yajun Zhang, Peng Tan, Weibo Zhang, Hongjuan Cui*. 8 Homeobox C9 suppresses Beclin1-mediated autophagy in glioblastoma by directly inhibiting the transcription of death-associated protein kinase 1. Neuro-Oncology .Fan Xuan, Mengying Huang, Wen Liu, Han-Fei Ding, Liqun Yang* and Hongjuan Cui*.	自然奖	崔红娟,侯建兵,赵二虎,杨丽群	西南大学	西南大学
295	2149-103	手性双氮氧-金属配合物催化不对称反应 项目名称 手性双氮氧-金属配合物催化不对称反应 推荐/提名单位/人 四川大学 主要完成单位 四川大学 项目简介 手性化合物广泛存在于医药、农药、精细化学品以及材料等各个领域，与生命科学和人类健康息息相关。不对称催化是精准创造手性物质最重要和高效的途径之一。本项目针对不对称催化合成中新反应的发现以及手性生物活性分子的高效合成等难题，利用发展的具有自主知识产权的手性双氮氧-金属配合物催化体系，发展了高效高选择性不对称催化新反应、新方法和新策略，为合成手性药物和候选药物分子及天然产物提供了有效途径。主要发现点包括：1. 利用手性双氮氧-金属配合物催化剂，高效高选择性实现了40多类不对称催化反应，包括7类不对称催化新反应，如创造性地将重氮化合物作为亲电试剂用于酮的不对称α-胺化反应，被世界著名有机化学家、美国芝加哥大学教授Hisashi Yamamoto评论为“照亮了重氮化学的多样性”；发展的首例烯烃的不对称溴胺化反应，攻克了长期存在的烯烃双官能团化区域和立体选择性控制的难题，该工作被2001年诺贝尔化学奖得主Ryoji Noyori教授写入德国Wiley公司出版的有机化学专著《有机化学—突破和展望》。这些不对称反应的发展，尤其是不对称新发应，大大丰富了有机反应的类型，促进了有机化学的蓬勃发展。2. 发展了基于手性双氮氧-金属配合物催化体系的双金属接力催化新策略，该策略完全符合绿色合成化学的理念，同时也对单一催化剂的局限性实现了重要突破。发展了基于手性双氮氧-金属配合物催化体系的対映选择性发散型合成新方法，为同时合成两种相反构型手性化合物提供了新途径，有效解决了因为手性源匮乏而导致难以获得两种相反构型产物的难题。3. 利用手性双氮氧-金属配合物催化剂，为16个手性药物、候选药物及天然产物提供了简单有效的合成方法，如首次以41%总收率和高对映选择性的不对称合成方法完成了抗疟疾候选药物NITD609的合成；以71%的收率一步合成了抗癌细胞增殖剂，大大缩减了以往需要七步的合成步骤；普瑞巴林等药物的合成方法专利成果已转让给九洲药业进行产业化研究。本项目8篇代表性论文包括J. Am. Chem. Soc. 2篇和Angew. Chem. Int. Ed. 6篇，SCI他引443次，单篇最高他引98次，8篇代表性论文均被评论性杂志Synfacts收录评价。研究工作受到了国内外同行的广泛关注和高度评价，包括2001年诺贝尔化学奖得主Ryoji Noyori教授、2016年诺贝尔化学奖得主Ben L. Feringa教授及中国和其他多国科学院院士等世界著名有机化学家。多篇论文被评为VIP论文、封面文章，或被编入《国家自然科学基金资助项目优秀成果选编》。基于该项目研究成果，主要完成人冯小明2013年当选中科院院士，2014年当选英国皇家化学会会士；应邀在Chem. Rev.、Acc. Chem. Res.等国际著名综述类期刊撰写综述5篇、在国外专著撰写13个章节，授权中国发明专利4项；在国内外学术会议上作大会报告和邀请报告48次；2018年获得有“中国诺奖”之称的第三届未来科学大奖物质科学奖。主要完成人刘小华获2018年第十五届中国青年女科学家奖和第六届中国化学会-英国皇家化学会青年化学奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 冯小明 教授 四川大学 四川大学 冯小明在本项目中全面负责项目的总体设计、指导分工和协调工作。对课题的选择、反应条件的优化以及催化剂的改造和修饰做了方向性的指导。冯小明对所有发现点均作出创造性贡献，是所有代表性论文的通讯作者，在本项目中的工作量占本人工作量的90%。 2 刘小华 教授 四川大学 四川大学 刘小华2006年从四川大学毕业，留校任教并加入冯小明课题组，从事不对称催化研究，工作至今。对课题的选择、反应条件的优化以及文章的撰写做了方向性的指导。刘小华对所有发现点均作出创造性贡献，是代表性论文3、4、7的通讯作者，是代表性论文1、2、5、6、8的作者，在本项目中的工作量占本人工作量的90%。 3 林丽丽 教授 四川大学 四川大学 林丽丽2008年从四川大学毕业，留校任教并加入冯小明课题组，从事不对称催化研究，工作至今。对反应条件的优化以及文章的撰写做了方向性的指导。林丽丽对所有发现点均作出创造性贡献，是所有代表性论文的作者，在本项目中的工作量占本人工作量的90%。 4 董顺喜 研究员 四川大学 四川大学 董顺喜2008年作为硕博连读研究生加入四川大学冯小明课题组，从事不对称催化研究。主要贡献包括：将手性双氮氧-钪(III)配合物催化剂成功用于3-位烷基取代吲哚酮的α-芳基化反应，为抗癌细胞扩散药物的高效高対映选择合成提供了方法。对发现点3做出了创造性贡献，是代表性论文6的作者，见发现点3和代表性论文6，在本项目中的工作量占本人工作量的100%。 5 曹伟地 副研究员 四川大学 四川大学 曹伟地2010年作为硕博连读研究生加入四川大学冯小明课题组，从事不对称催化研究。主要贡献包括：利用手性双氮氧-钪(III)配合物催化剂，实现了首例重氮酯对酮的α-胺化反应，在温和条件下以优异的对映选择性和收率得到烷基腙类化合物；利用手性双氮氧-镍(II)-铁(II)双金属催化剂，实现了氧杂恩与β-酮酸酯的氧化交叉偶联反应。对发现点1、2做出了创造性贡献，是代表性论文1的作者，见发现点1、2和代表性论文1，在本项目中的工作量占本人工作量的100%。 6 李伟 其他 日本理化研究所 四川大学 李伟2009年作为硕博连读研究生加入四川大学冯小明课题组，从事不对称催化研究。主要贡献包括：利用手性双氮氧-钪(III)或镱(III)配合物催化剂，实现了多类重氮酯与酮的不对称反应，包括α-胺化反应、增链反应、扩环反应、不对称同系化反应，在温和条件下以优异的对映选择性和收率得到目标产物。对发现点1做出了创造性贡献，是代表性论文1的第1作者，见发现点1和代表性论文1，在本项目中的工作量占本人工作量的100%。 7 蔡云飞 研究员 重庆大学 四川大学 蔡云飞2009年作为硕博连读研究生加入四川大学冯小明课题组，从事不对称催化研究。主要贡献包括：利用手性双氮氧-钪(III)配合物催化剂，实现了查尔酮的区域专一性和高立体选择性的不对称卤胺化反应，包括氯胺化反应、溴胺化反应和碘胺化反应，在温和条件下，以0.05%的催化剂用量高收率地得到了α-卤代-β-氨基酮类化合物。对发现点1做出了创造性贡献，是代表性论文2的第1作者，见发现点1和代表性论文2，在本项目中的工作量占本人工作量的100%。 8 夏勇 其他 德国明斯特大学 四川大学 夏勇2012年作为硕博连读研究生加入四川大学冯小明课题组，从事不对称催化研究。主要贡献包括：利用手性双氮氧-钪(III)配合物催化剂，实现了多类亲核试剂对环丙烷偕二酮的不对称开环新反应，包括苯硫酚、醇和羧酸、苯胺、邻苯二胺，高收率和高対映选择性地得到相应的开环产物。对发现点1做出了创造性贡献，是代表性论文3的第1作者，见发现点1和代表性论文3，在本项目中的工作量占本人工作量的100%。 9 李军 其他 海德堡大学 四川大学 李军2012年作为硕博连读研究生加入四川大学冯小明课题组，从事不对称催化研究。主要贡献包括：利用双金属接力催化策略，成功将金/手性双氮氧-镍(II)配合物用于催化炔醇/胺与β,γ-不饱和α-酮酸酯的高效高选择性不对称串联反应。对发现点2做出了创造性贡献，是代表性论文4的第1作者，见发现点2和代表性论文4，在本项目中的工作量占本人工作量的100%。 10 王震 副教授 重庆大学 重庆大学 王震2009年作为硕博连读研究生加入四川大学冯小明课题组，从事不对称催化研究。主要贡献包括：基于手性双氮氧-金属配合物催化体系，通过调节中心金属的种类，实现了吡唑啉酮对烯酮的不对称Michael反应，同时合成了吡唑啉酮衍生物的两种对映异构体。对发现点2做出了创造性贡献，是代表性论文5的第1作者，见发现点2和代表性论文5，在本项目中的工作量占本人工作量的100%。 11 郭静 其他 多伦多大学 四川大学 郭静2012年作为硕博连读研究生加入四川大学冯小明课题组，从事不对称催化研究。主要贡献包括：将手性双氮氧-钪(III)配合物催化剂成功用于3-位烷基取代吲哚酮的α-芳基化反应，为抗癌细胞扩散药物的高效高対映选择合成提供了方法。对发现点3做出了创造性贡献，是代表性论文6的第1作者，见发现点3和代表性论文6，在本项目中的工作量占本人工作量的100%。 12 郑海丰 其他 德州大学圣安东尼奥分校 四川大学 郑海丰2013年作为硕博连读研究生加入四川大学冯小明课题组，从事不对称催化研究。主要贡献包括：将手性双氮氧-镍(II)配合物催化剂成功用于3-乙烯基吲哚与靛红衍生的酮亚胺之间的不对称氮杂Diels-Alder反应，高收率、高立体选择性的获得一系列螺环吲哚化合物，为高抗疟疾活性分子NITD609的合成提供了一条高效、简洁的路线。对发现点3做出了创造性贡献，是代表性论文7的第1作者，见发现点3和代表性论文7，在本项目中的工作量占本人工作量的100%。 13 周林 讲师 西南民族大学 四川大学 周林2009年作为硕博连读研究生加入四川大学冯小明课题组，从事不对称催化研究。主要贡献包括：将手性双氮氧-钪(III)配合物催化剂成功用于不对称Baeyer–Villiger氧化反应，实现了前手性环丁/己酮的高对映选择性去对称化反应，获得一系列高ee值的五、七元环内酯，为合成乙酰胆碱酯酶抑制剂中间体提供了一个简单高效的方法。本人对发现点3做出了创造性贡献，是代表性论文8的第1作者，见发现点3和代表性论文8，在本项目中的工作量占本人工作量的100%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Enantioselective Baeyer？Villiger Oxidation: Desymmetrization of Meso Cyclic Ketones and Kinetic Resolution of Racemic 2-Arylcyclohexanones, J. Am. Chem. Soc./ Lin Zhou, Xiaohua Liu, Jie Ji, Yuheng Zhang, Lili Lin, Xiaoming Feng* 2 Catalytic Asymmetric Bromoamination of Chalcones: Highly Efficient Synthesis of Chiral α-Bromo-β-Amino Ketone Derivatives/ Angew. Chem. Int. Ed./ Yunfei Cai, Xiaohua Liu, Yonghai Hui, Jun Jiang, Wentao Wang, Weiliang Chen, Lili Lin, Xiaoming Feng* 3 Asymmetric Ring-Opening of Cyclopropyl Ketones with Thiol, Alcohol, and Carboxylic Acid Nucleophiles Catalyzed by a Chiral N,N'-Dioxide–Scandium(III) Complex./ Angew. Chem. Int. Ed./ Yong Xia, Lili Lin, Fenzhen Chang, Xuan Fu, Xiaohua Liu*, Xiaoming Feng* 4 New Electrophilic Addition of α-Diazoesters with Ketones for Enantioselective C-N Bond Formation/ J. Am. Chem. Soc./ Wei Li, Xiaohua Liu, Xiaoyu Hao, Xiaolei Hu, Yangyang Chu, Weidi Cao, Song Qin, Changwei Hu, Lili Lin, Xiaoming Feng* 5 Highly Enantioselective Michael Addition of Pyrazolin-5-ones Catalyzed by Chiral N,N'-dioxide-Lanthanide(III) Complex: Metal Directed Reversal of Enantioselectivity/ Angew. Chem. Int. Ed./ Zhen Wang, Zhigang Yang, Donghui Chen, Xiaohua Liu, Lili Lin, Xiaoming Feng* 6 Chiral Scandium(III)-Catalyzed Enantioselective α-Arylation of N-Unprotected 3-Substituted Oxindoles with Diaryliodonium Salts/Angew. Chem. Int. Ed./ Jing Guo, Shunxi Dong, Yulong Zhang, Yulong Kuang, Xiaohua Liu, Lili Lin, Xiaoming Feng* 7 Bimetallic Gold(I)/Chiral N,N'-Dioxide Nickel(II) Asymmetric Relay Catalysis: Chemo- and Enantioselective Synthesis of Spiroketals and Spiroaminals/ Angew. Chem. Int. Ed./ Jun Li, Lili Lin, Bowen Hu, Xiangjin Lian, Gang Wang, Xiaohua Liu,* Xiaoming Feng* 8 Regio- and Enantioselective Aza-Diels–Alder Reactions of 3-Vinylindoles: A Concise Synthesis of the Antimalarial Spiroindolone NITD609/ Angew. Chem. Int. Ed./ Haifeng Zheng, Xiaohua Liu,* Chaoran Xu, Yong Xia, Lili Lin, Xiaoming Feng*	自然奖	冯小明,刘小华,林丽丽,董顺喜,曹伟地,李伟,蔡云飞,夏勇,李军,王震,郭静,郑海丰,周林	四川大学	四川大学
296	2149-104	基于纳米生物材料的抗肿瘤创新药物的基础研究 项目名称 基于纳米生物材料的抗肿瘤创新药物的基础研究 推荐/提名单位/人 四川大学 主要完成单位 四川大学 项目简介 癌症严重威胁人类健康和生命，亟需发展新的治疗手段。纳米技术为癌症治疗研究提供了新手段，纳米药物递送技术有望引领肿瘤治疗研究取得新突破，是国际上的研究热点。本研究在国家自然科学基金委杰出青年基金、国家自然科学基金委优秀青年基金、863重点项目、教育部新世纪人才基金等10余项课题资助下，围绕当前肿瘤治疗面临的难题，将纳米药物递送技术用于肿瘤基因治疗、化疗及综合治疗的研究，在新型纳米药物递送系统及肿瘤治疗新策略等研究方面取得了一系列研究成果，包括：1）设计、构建基于小分子聚乙烯亚胺的新型非病毒基因导入系统，建立了多种肿瘤基因治疗新策略，研制了多种新型候选基因药物制剂；2）发现两亲性嵌段共聚物自组装成纳米胶束及水凝胶的新规律，设计、构建了多种新型小分子药物递送系统及药物制剂，阐释了降低药物毒副作用及增强疗效的作用及机制，研制了纳米粒介导的紫杉醇、多烯紫杉醇（多西他赛）等多种新型制剂进入临床研究；3）设计、构建了多种新型功能性纳米材料，发现在化疗与光热治疗、光动力治疗等联合治疗中作用及机制，建立了多种肿瘤治疗新策略，为肿瘤治疗提供了新思路和潜在新选择。已发表的8篇代表性论文，发表在ACS Nano（IF=13.709）、Biomaterials（IF=8.806）、Theranostics（IF=8.537）等国际知名学术期刊，8篇代表性论文的平均影响因子为9.18分，相关研究受到了国际学术领域重视，8篇代表性论文被Chemical Reviews、Chemical Soc Reviews、Progress Polymer Sci等国际著名期刊SCI他引583次，ESI高被引论文3篇。除了8篇代表性论文以外，该研究总共发表SCI论文127篇，并应邀在Chem Soc Rev（IF=40.182）、Adv Drug Delivery Rev（IF=13.66）、Nanomedicine (UK)等国际知名学术期刊发表特邀综述17篇，应邀担任Current Drug Metabolism、Int J Pharm等期刊的客座编辑并组织专刊，27次在国内外学术大会上做特邀报告。在基础理论取得重要进展的基础上，我们还非常注重成果的转化，本项目申请中国发明专利60余项，其中27项专利获得授权，研发的12个纳米载体材料应用于基因药物及小分子化疗药物的递送，并向企业转化（总经费1.2亿元），目前处于联合开发阶段，其中2个2.2类新药获得国家食品药品监督管理总局临床试验批件。项目实施期间，项目负责人钱志勇教授获得国家万人计划科技创新领军人才、国家杰出青年基金，钱志勇、苟马玲、巩长旸获得国家优秀青年基金资助，巩长旸获得中组部“万人计划”青年拔尖人才，钱志勇担任科技部“十一五”863重点项目召集人，17人次担任SCI期刊编委，钱志勇教授担任J Biomed Nanotechnol主编(IF=5.068)、J Biological Eng (IF=5.256)和Chin Chem Lett(IF=2.631)副主编等。本项目培养博士研究生51人，硕士研究生66人。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 钱志勇 教授 四川大学 四川大学 作为项目第一完成人，针对发现点第1,2,3部分具有重要的创造性贡献。为本项目的总负责人，负责本项目的总体设计、组织实施等工作，将纳米药物递送技术用于肿瘤基因治疗、化疗及综合治疗的研究，在新型纳米药物递送系统及肿瘤治疗新策略等研究方面取得了一系列研究成果，工作涵盖创新成果全部，为8篇代表性论文的通讯作者。 2 魏霞蔚 教授 四川大学 四川大学 主要从事设计、构建新型纳米生物材料及研究其用于恶性肿瘤等疾病治疗中的作用及机制。参与设计、构建及合成聚酯类共聚物，发展了纳米胶束的制备方法。工作涉及创新研究成果第2和第3部分；为代表论文4的第一作者，为代表论文7的作者之一。 3 苟马玲 研究员 四川大学 四川大学 主要从事设计、构建新型纳米生物材料及研究其用于恶性肿瘤等疾病治疗的作用及机制。成功构建HPEI纳米递送系统，对治疗基因进行高效递送；成功构建了纳米药物递送系统，用于改善疏水药物水难溶性。 工作涉及创新研究成果第1和第2部分，为代表性论文1和论文3的第一作者，并为代表性论文6的作者之一。 4 巩长旸 研究员 四川大学 四川大学 主要从事设计、构建新型温度敏感性纳米胶束水凝胶及研究其用于恶性肿瘤等疾病治疗中的作用及机制。成功构建了 PEG-PCL 温度敏感水凝胶，用于药物局部递送、术后防粘连等；成功构建纳米胶束/水凝胶复合递送系统，并应用于肿瘤治疗。 工作涉及创新研究成果第2部分，为代表性论文6的共同第一作者。 5 彭锦荣 副研究员 四川大学 四川大学 主要从事设计、构建新型纳米生物材料及研究其用于恶性肿瘤等疾病治疗中的作用及机制。参与设计、构建及合成纳米微凝胶载体，发展了纳米药物的制备方法。 工作涉及创新研究成果第2和第3部分，为代表论文5的第一作者，代表论文8的共同第一作者，代表论文7的作者之一。 6 史琨 助理研究员 四川大学 四川大学 主要从事设计、构建新型纳米生物材料及研究其用于恶性肿瘤等疾病治疗中的作用及机制。参与设计、构建及合成可降解聚乙烯亚胺衍生物并作为基因药物和化疗药物的载体，发展了纳米药物的制备方法；并合成了一系列温度敏感水凝胶材料。工作涉及创新研究成果第1和第3部分，为代表论文2的共同第一作者，为代表论文8的作者之一。 7 曲莹 副研究员 四川大学 四川大学 主要从事设计、构建新型纳米生物材料及研究其用于恶性肿瘤等疾病治疗中的作用及机制。参与设计、构建及合成可降解聚乙烯亚胺衍生物并作为基因药物和化疗药物的载体，参与肿瘤联合治疗研究。工作涉及创新研究成果第1和第3部分，为代表论文2、5、7的作者之一。 8 楚冰洋 助理研究员 四川大学 四川大学 主要从事设计、构建新型纳米生物材料及研究其用于恶性肿瘤等疾病治疗中的作用及机制。参与设计、构建及合成可降解聚乙烯亚胺衍生物并作为基因药物和化疗药物的载体，参与肿瘤联合治疗研究。工作涉及创新研究成果第1部分，为代表论文2、5的作者之一。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Efficient Inhibition of C-26 ColonCarcinoma by VSVMP Gene Deliveredby Biodegradable Cationic Nanogel Derived from Polyethyleneimine/ACS Nano/ MaLing Gou, Ke Men, Juan Zhang, YuHua Li, Jia Song, Shan Luo, HuaShan Shi,YanJun Wen, Gang Guo, MeiJuan Huang,Xia Zhao, ZhiYong Qian, YuQuan.Wei 2 Self-assembled honokiol-loaded micelles based on poly(？-caprolactone)-poly(ethylene glycol)-poly(？-caprolactone) copolymer/International Journal of Pharmaceutics/ XiaWei Wei, ChangYang Gong, Shuai Shi, ShaoZhi Fu, Ke Men, Shi Zeng, XiuLing Zheng, MaLing Gou, LiJuan Chen, LiYan Qiu, ZhiYong Qian 3 The use of cationic MPEG-PCL-g-PEI micelles for co-delivery of Msurvivin T34A gene and doxorubicin/Biomaterials/ Shuai Shi, Kun Shi, LiWei Tan, Ying Qu, GuoBo Shen, Bingyang Chu, Shuang Zhang, XiaoLan Su, XingYi Li, YuQuan Wei, ZhiYong Qian 4 Curcumin-loaded biodegradable polymeric micelles for colon cancer therapy in vitro and in vivo/Nanoscale/ MaLing Gou, Ke Men, HuaShan Shi, MingLi Xiang, Juan Zhang, Jia Song, JianLin Long, Yang Wan,Feng Luo, Xia Zhao, ZhiYong Qian 5 Controlled release of cisplatin from pH-thermal dual responsive nanogels/Biomaterials/ JinRong Peng, TingTing Qi, JinFeng Liao, BingYang Chu, Qian Yang, WenTing Li, Ying Qu, Feng Luo, ZhiYong Qian 6 Honokiol nanoparticles in thermosensitive hydrogel: therapeutic effects on malignant pleural effusion/ACS Nano/ FangFang, ChangYang Gong, ZhiYong Qian, XiaoNing Zhang, MaLing Gou, Chao You, LiangXueZhou, JiaGang Liu, Yu Zhang, GangGuo, YingChun Gu, Feng Luo,LiJuan Chen, Xia Zhao, YuQuan Wei 7 Combined cancer photothermal-chemotherapy based on doxorubicin/gold nanorod-loaded polymersomes/ Theranostics/ JinFeng Liao, WenTing Li, JinRong Peng, Qian Yang, He Li, YuQuan Wei, Zhang X, ZhiYong Qian 8 Mild photothermal therapy/photodynamic therapy/chemotherapy of breast cancer by Lyp-1 modified Docetaxel/IR820 Co-loaded micelles/Biomaterials/ WenTing Li, JinRong Peng, LiWei Tan, Jing Wu, Kun Shi, Ying Qu,XiaWei Wei, Zhiyong Qian	自然奖	钱志勇,魏霞蔚,苟马玲,巩长旸,彭锦荣,史琨,曲莹,楚冰洋	四川大学	四川大学
297	2149-105	天然活性物质分离纯化新理论、合成新方法及天然药物发现中的应用 项目名称 天然活性物质分离纯化新理论、合成新方法及天然药物发现中的应用 推荐/提名单位/人 四川大学 主要完成单位 四川大学 项目简介 本项目属于“药物化学”研究领域。 天然活性物质具有独特生物相容性、新颖结构骨架和广泛药理活性，至今依然是创新药物发现的重要手段。但天然来源药物研发面临分离成本高、合成难度大、靶点不清等挑战，如何快速、高效纯化天然活性物质，发展新型合成方法解决其成药性，明确其作用靶标和机制是天然来源创新药物研究关键和瓶颈，也是亟待解决的重大科学问题。本项目组近10年在国家重大相关课题连续资助下，取得了如下创新成果： 针对快速、高效地纯化天然活性物质瓶颈。建立了高效、快速、规模化分离天然产物活性成分的新型高速逆流色谱分离技术，首次提出了高容量高速逆流色谱（HPHSCCC）快速分离天然活性物质的新方法和新理论，实现了高速逆流色谱技术从微量分析线性放大到工业化（公斤级单体/天）的规模，并将该理论和技术用于厚朴、厚果崖豆藤等30多种天然植物活性成分规模化分离纯化。针对分离所获得的天然化合物结构复杂、合成难度大，研发合成新方法是天然创新药物研发的重点，项目首次发展了基于铜催化的芳基卤化物羟基化反应，为天然多酚类、芳醚和苯并呋喃衍生物的合成提供了新方法，且开发了一类简便易得，具有良好稳定性、耐水性的手性双咪唑啉配体应用于天然手性化合物高效合成。针对天然活性物质靶点确定难点。首次解析了唯一作用于α微管蛋白、能克服耐药的天然化合物pironetin的晶体结构，证实其与316位半胱氨酸形成共价键的全新作用模式，为后续开发靶向α微管蛋白微管药物奠定了基础。 以上关键科学问题的突破应用于肿瘤、自身免疫性疾病等重大疾病的天然创新药物研究。目前已发现100余种活性物质，具有开发价值15种，10种已完成初步药效学评价，1个创新药物已获得临床批件，正在进行I期临床试验。 研究成果发表于Nature Communications、Angewandte Chemie International Edition、Journal of Medicinal Chemistry、Journal of Chromatography A等本领域权威期刊。建立的分离新理论被瑞士联邦理工学院Otto Sticher教授在Natural Product Reports（IF=7.45）正面评述，指出我们重新定义了高速逆流色谱，将“高速”的定义从几个小时缩短至几分钟；发展的天然产物合成新方法被Chemical Reviews（IF=47.92）、Chemical Society Reviews (IF=33.383) 等杂志多次引用并大段评述。基于靶点确证工作被瑞士分子生物研究室首席研究员Andrea E. Prota在Trends in Cell Biology（IF=18.564）杂志详细描述并正面肯定。发表代表性论文8篇（6篇IF大于5, 2篇IF大于10），他引次数557次，SCI他引462次，单篇最高他引171次。授权专利7项，其中2项获美国、日本授权。第一完成人是863重点项目牵头人，承担多项重大新药创制研究, 2015年新世纪人才基金获得者，2017年药明康德生命化学奖获得者；第二完成人是国家杰出青年基金获得者，曾获得2010年教育部自然科学一等奖（排名第二）。主要完成人在领域主流会议做特邀讲座20余次，担任16本国际杂志编委。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈俐娟 教授 四川大学 四川大学 作为项目第一完成人，针对发现点一、二、四具有重要创造性贡献。是第1、2、5、6、7、8篇代表性论文的通讯作者。占本人工作量的90%。建立了高效、快速、规模化分离天然产物活性成分的新型高速逆流色谱分离技术。首次提出了高容量高速逆流色谱（HPHSCCC）快速分离天然活性物质的新方法和新理论，并发展了多种提高逆流色谱分离效率的新方法，这些新方法形成了一个完整的体系。揭示了天然产物pironetin、和厚朴酚的靶点和作用机制；开发了第一个基于高容量高速逆流色谱的天然创新药物“和厚朴酚脂质体冻干粉”；研发了四个1类创新药物，并先后获得十一五、十二五和十三五的滚动支持。目前1个候选药物已进入I期临床。 2 游劲松 教授 四川大学 四川大学 作为项目主要完成人之一，针对发现点三有重要贡献。是代表性论文3、4的通讯作者和代表性论文8的完成作者。占本人工作量的50%。参与并实施本项目中基于铜催化的芳基卤化物羟基化反应，有效解决了天然多酚类、芳醚和苯并呋喃衍生物的合成；开发了一类简便易得，具有良好稳定性、耐水性的手性双咪唑啉配体，实现了天然手性化合物的高效合成。为开发原创、具有全新结构的创新药物提供了重要合成手段。完成人还参与了苯并吡喃查尔酮类先导化合物Millepachine的药物化学结构优化工作。 3 叶昊宇 副研究员 四川大学 四川大学 作为项目主要完成人之一，针对发现点一有重要贡献。是代表性论文7的并列第一作者。占本人工作量的50%。参与研究并实施本项目中与逆流色谱理论研究和新型洗脱方法建立的相关工作。特别的发现了Pumping out的逆流色谱新洗脱模式，缩短了分离时间，提高了逆流色谱分离效率。完成人还负责了和厚朴酚原料药的逆流色谱分离纯化及生产工艺开发、质量研究及申报等工作；同时也是本项目中活性查尔酮类化合物millepachine的发现人之一。 4 杨壮 助理研究员 四川大学 四川大学 作为项目主要完成人之一，针对发现点三有重要贡献。是代表性论文8的第一作者。占本人工作量的50%。参与研究并实施本项目中天然活性小分子化合物的药物化学方法的结构优化相关工作。特别的基于我们首次从豆科植物Millettia pachycarpa Benth(豆科植物)中分离得到苯并吡喃查尔酮类先导化合物Millepachine（MIL），通过药物化学的研究方法，合成了MIL的系列衍生物，获得了具有更优抗肿瘤增殖活性的新型微管解聚剂化合物SKLB015；完成人还参与了和厚朴酚的药物化学结构优化工作；同时也是本项目中天然小分子pironetin与微管蛋白结合机制研究的参与人。 5 杨建洪 助理研究员 四川大学 四川大学 作为项目主要完成人之一，针对发现点3和4有重要贡献。是代表性论文2的第一作者。占本人工作量的50%。参与分离获得天然产物pironetin及millepachine的靶点鉴定；同时参与I类新药和厚朴酚脂质体的临床前开发研究。 6 王誉熹 研究员 四川大学 四川大学 作为项目完成人之一，重点是合作参与了微管天然产物/新合成衍生物的靶点解析工作。对解析微管天然产物Pirontin具有一定贡献。是代表性论文2的并列第一作者。占本人工作量的30%。利用结构生物学X-Ray的技术与手段，从原子、分子和化学键的角度，参与研究并实施本项目中关于微管抑制剂的靶点解析与构型关系的研究工作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Rapid Purification and Scale-up of Honokioland Magnolol Using High Performance Countercurrent Chromatography/J Chromatogr A/ Lijuan Chen, Qiang Zhang, Guangli Yang, Linyu Fan, James Tang, Ian Garrard, Svetlana Ignatova, Derek Fisher and Ian A. Sutherland 2 Pironetin reacts covalently with Cysteine-316 of α-tubulin to destabilize microtubule/Nat Commun/ Jianhong Yang, Yuxi Wang, Taijing Wang, Jian Jiang, Catherine H. Botting, Huanting Liu, Qiang Chen, Jingliang Yang, James H. Naismith, Xiaofeng Zhu, Lijuan Chen 3 Synthesis of Phenol, Aromatic Ether, and Benzofuran Derivatives by Copper-Catalyzed Hydroxylation of Aryl Halides/Angew Chem Int Ed/ Dongbing Zhao, Ningjie Wu, Shuai Zhang, Peihua Xi, Xiaoyu Su, Jingbo Lan, Jingsong You 4 Rational Design of Sterically and Electronically Easily Tunable Chiral Bis-imidazolines and Their Applications in Dual Lewis Acid/Brφsted Base Catalysis for Highly Enantioselective Nitroaldol (Henry) Reactions/Chem Eur J/ Kuoyan Ma, Jingsong You 5 Structural Modification of Honokiol, a Biphenyl Occurring in Magnolia officinalis: the Evaluation of Honokiol Analogues as Inhibitors of Angiogenesis and for Their Cytotoxicity and Structure–Activity Relationship/J Med Chem/Liang Ma, Jinying Chen, Xuewei Wang, Xiaolin Liang, Youfu Luo, Wei Zhu, Tianen Wang, Ming Peng, Shucai Li, Shi Jie, Aihua Peng, Yuquan Wei, and Lijuan Chen 6 Liposomal honokiol inhibits VEGF-D-induced lymphangiogenesis and metastasis in xenograft tumor model/Int J Cancer/ Jing Wen, Afu Fu, LiJuan Chen, Xingjiang Xie, Guangli Yang, Xiancheng Chen, Yongsheng Wang, Jiong Li, Ping Chen, Minghai Tang, Ximing Shao, You Lu, Xia Zhao and Yuquan Wei 7 Millepachine, a novel chalcone, induces G2/M arrest by inhibiting CDK1 activity and causing apoptosis via ROS-mitochondrial apoptotic pathway in human hepatocarcinoma cells in vitro and in vivo/Carcinogenesis/ enshuang Wu, Haoyu Ye, Li Wan, Xiaolei Han, Guangcheng Wang, Jia Hu, Minghai Tang, Xingmei Duan1 Yi Fan, Shichao He, Li Huang, Heying Pei, Xuewei Wang, Xiuxia Li, Caifeng Xie, Ronghong Zhang, Zhu Yuan, Yongqiu Mao, Yuquan Wei, Lijuan Chen 8 Synthesis and Biological Evaluation of Novel Millepachine Derivatives As a New Class of Tubulin Polymerization Inhibitors/J Med Chem/ Zhuang Yang，Wenshuang Wu，Jingjing Wang，Li Liu，Luyuan Li，Jianhong Yang，Guangcheng Wang，Dong Cao，Ronghong Zhang，Minghai Tang，Jiaolin Wen，Jun Zhu，Wei Xiang，Fang Wang，Liang Ma，Mingli Xiang，Jingsong You，Lijuan Chen	自然奖	陈俐娟,游劲松,叶昊宇,杨壮,杨建洪,王誉熹	四川大学	四川大学
298	2149-107	基于认知不确定的决策理论及其应用 项目名称 基于认知不确定的决策理论及其应用 推荐/提名单位/人 四川大学 主要完成单位 四川大学 项目简介 在不确定决策环境和大数据时代背景下，信息之间的不确定性和不完备性日益显著。因此，合理准确地描述复杂决策信息并将其应用于实际决策环境显得尤为重要。随着社会的快速发展，基于认知不确定的决策理论能更有效地模拟复杂的现实决策环境，从而更好地辅助管理决策。基于认知不确定的决策理论主要基于人类认知对复杂决策信息进行建模，从多个方面构建基于不确定信息的决策理论框架，为解决现实中复杂决策问题提供有效工具，是国内外长期研究的焦点。多年来，本项目深入系统地研究基于认知不确定的决策理论及其应用，取得了一系列原创性研究成果，主要包括：1. 创建了直觉模糊决策理论。本项目从隶属度、非隶属度和犹豫度三个方面对复杂不确定决策信息进行建模，构建了基于直觉模糊信息和区间直觉模糊信息的融合理论和决策理论，创新性地提出了基于直觉模糊信息的新理论和新方法。2. 系统地构建了犹豫模糊信息决策理论框架体系。本项目对以犹豫模糊信息为基础的决策问题系统地进行了研究，建立了一系列基于犹豫模糊信息的决策模型与方法，系统地构建了犹豫模糊信息决策理论框架体系，为智慧决策奠定了良好基础。3. 创建了复杂不确定模糊语言信息决策理论。本项目从定性的角度系统地研究了不确定复杂模糊语言信息条件下的决策理论与方法，构建了复杂模糊语言信息条件下的多属性决策方法体系，创建了基于复杂模糊语言信息的决策理论。在本项目的研究成果基础上系统地构建了基于认知不确定的决策理论，并将其应用到了关系国家社会民生的实际案例中。8篇代表性论文共被SCIE和SSCI引用1917次，其中他引1670次，在Google学术中被引3400余次，其中6篇英文论文为ESI高被引论文。IEEE Fellow、IFSA Fellow、IET Fellow Shyi-Ming Chen教授，社会风险分析（中国）最佳贡献奖(SRA)获得者、土耳其著名学者Cengiz Kahraman教授，西班牙皇家工程院院士、IFSA Fellow Francisco Herrera教授，立陶宛科学院院士Edmundas Kazimieras Zavadskas教授，波兰科学院院士、IFSA终身Fellow、IEEE Fellow Janusz Kacprzyk教授，中国工程院院士、湖南商学院校长陈晓红教授，国际模糊集管理与经济协会 (SIGEF) Fellow Pavel Sevastjanov教授，国际系统与控制科学院院士、长江学者特聘教授徐玖平教授等国内外知名学者在他们的论著中引用了我们的研究成果且给予高度好评。成果完成人一为汤森路透中国引文桂冠奖-高被引科学家奖(2014)获得者，全球高被引科学家 (2014-2018)，中国高被引学者(2014-2016, 2018年蝉联计算机科学领域榜首)，为迄今中国大陆第一位同时获得IEEE Fellow、IFSA Fellow、IET Fellow、BCS Fellow、RSA Fellow五项殊荣的学者。本项目部分研究成果为中国科学院科技战略咨询研究院发布的《2016研究前沿》及《2018研究前沿》报告中的国际研究前沿“犹豫模糊集理论及其在决策中的应用”、“群体决策一致性的模糊语言建模”、“大数据背景下的管理学问题研究”等做了大量奠基性工作。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 徐泽水 教授 四川大学 四川大学 本人为本项目的负责人，参与“重要科学发现”中1、2、3项的研究：创立了基于认知不确定信息的融合理论，创新性地提出直觉模糊信息、犹豫模糊信息和模糊语言信息的测度理论与聚类方法；构建基于认知不确定信息的偏好关系决策框架体系，建立直觉模糊信息、犹豫模糊信息和模糊语言信息的一系列排序方法，一致性检验和非一致性修正方法；构造直觉模糊信息、犹豫模糊信息和模糊语言信息下的多属性决策理论，建立了不同决策环境下的基于认知不确定信息的多属性决策方法。本人为本项目8篇代表性论文的第一作者或通讯作者，以上工作占完成人同期总工作量的80%以上。 2 廖虎昌 研究员 四川大学 四川大学 本人为该项目第二完成人，对“重要科学发现”中1、2、3项均做出贡献：提出直觉模糊信息、犹豫模糊信息和模糊语言信息的一系列信息融合方法、测度方法、一致性方法和群体共识方法等；构建直觉模糊层次分析法，完善犹豫模糊信息和语言模糊信息下的偏好关系；研究基于认知不确定环境下的决策理论与方法。本人为该项目代表性论文8的第一作者，以上工作占完成人同期总工作量的60%以上。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Induced uncertain linguistic OWA operators applied to group decision making/Information Fusion/ZS Xu 2 Choquet integrals of weighted intuitionistic fuzzy information/ Information Sciences/ZS Xu 3 区间直觉模糊信息的集成方法及其在决策中的应用/控制与决策/徐泽水 4 Generalized aggregation operators for intuitionistic fuzzy sets/ International Journal of Intelligent Systems / Hua Zhao, Zeshui Xu, Mingfang Ni, Shousheng Liu 5 On distance and correlation measures of hesitant fuzzy information/International Journal of Intelligent Systems/ZS Xu, MM Xia 6 Hesitant fuzzy geometric Bonferroni means/Information Sciences/ B Zhu, ZS Xu, MM Xia 7 Interval-valued hesitant preference relations and their applications to group decision making/Knowledge-Based Systems/N Chen, ZS Xu, MM Xia 8 Distance and similarity measures for hesitant fuzzy linguistic term sets and their application in multi-criteria decision making/Information Sciences /HC Liao, ZS Xu, XJ Zeng	自然奖	徐泽水,廖虎昌	四川大学	四川大学
299	2149-108	多肽蛋白类药物口服高效递释系统基础研究 项目名称 多肽蛋白类药物口服高效递释系统基础研究 推荐/提名单位/人 四川大学 主要完成单位 四川大学 项目简介 本项目属于“医药卫生”学科中的“药剂学”研究领域。多肽蛋白类药物在重大疾病治疗中发挥着极其重要的作用。口服给药虽可极大提高患者尤其是慢性病患者的顺应性和安全性，但由于多肽蛋白类药物体内稳定性差、透膜性低等问题，生物利用度仅不到1%，远低于注射给药。因此，临床给药基本以注射为主，口服制剂极少上市。如何使该类药物在胃肠道及体内保持活性，并突破各种生理屏障到达病灶部位，是解决其口服有效性的关键科学问题，也是世界范围内的研究难题。近年来研究发现采用纳米递药系统包裹多肽蛋白类药物，可提高稳定性、促进吸收。但由于肠道上皮细胞以及覆盖在其表面的黏液层屏障作用，给药系统构建难度大、口服生物利用度仍难以提高。本项目组自2006年开始，在国家重大专项及自然科学基金的资助下，对多肽蛋白类药物口服传递和释药系统设计及原理等进行系统研究，取得了显著成果。主要科学发现如下：1、首次发现肠道第二大分布量的杯状细胞也是纳米递药系统口服吸收进入血循环的通路，成功设计构建杯状细胞靶向递药系统，显著提高胰岛素、鲑鱼降钙素等多肽蛋白类药物口服生物利用度（5-15倍）。被美国三院院士Robert Langer教授、前国际控释协会主席Kinam Park教授等国际同行大量引用，美国工程院院士、哈佛大学Mitragotri教授高度评价为“杯状细胞靶向可有效提高胰岛素跨膜吸收，为口服给药提供了很好的前景”。2、首次发现肠道黏液层与肠上皮细胞对纳米递药系统性质要求的平衡关系，创造性地构建了系列既能帮助药物很好穿过黏液层又能促进上皮细胞吸收的递药系统，最高可使胰岛素穿黏液能力提高近8倍，吸收提高30多倍。被药剂学权威综述杂志Adv. Drug Deliver. Rev.高度评价为“纳米载体设计的杰出典范(outstanding example)”、“精致的策略（elegant approach）”。美国犹他大学杰出教授You Han Bae认为本研究“成功解决了穿黏液与细胞摄取对纳米粒表面性质要求存在的矛盾”。3、原创性地构建了可显著提高多肽蛋白类药物载药量和稳定性的新型核壳型纳米粒，并能良好地实现可控性释药。研究成果指导了国际同行的后续研究，被Nat. Commun.评价“为构建良好的纳米载体提供了有效策略”。本项目研究成果在包括ACS Nano，Adv. Funct. Mater.，Angew. Chem. Int. Ed.，J. Control. Release等本领域权威杂志发表代表性论文8篇（其中3篇IF＞10），他引总次数512次，SCI他引422次，单篇最高SCI他引127次；1篇为ESI高被引论文。这些系统、创新的工作多次被Nat. Rev. Drug Discov.、Adv. Drug Deliver. Rev.等杂志引用和评述。授权中国发明专利4项，其中1项正与国内药企进行临床前研究。项目执行期间，相关研究获得药学领域第一个自然基金重大项目以及药剂学国家杰青1项。多次在国内外本领域权威会议做报告。所在 “靶向药物与释药系统教育部重点实验室”是我国最早从事该领域研究的部级重点实验室，本团队也入选四川省青年科技创新研究团队。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 黄园 教授 四川大学 四川大学 项目总负责人。全面负责项目总体方向的确定、研究思路的提出以及研究方案的设计。对重要科学发现一、二、三做出创造性贡献。发现肠道第二大分布量的杯状细胞也是纳米递药系统口服吸收进入血循环的通路，并成功设计构建杯状细胞靶向递药系统；发现肠道黏液层与肠上皮细胞屏障对纳米递药系统性质要求的平衡关系，构建了系列既能帮助药物很好穿过黏液层又能促进上皮细胞吸收的的递药系统；构建了可显著提高多肽蛋白类药物载药量和稳定性的新型核壳型纳米粒。代表性论文1-8的通讯作者或共同通讯作者【旁证材料：代表性论文（序号1-8）】。 2 张志荣 教授 四川大学 四川大学 对重要科学发现一、二、三做出重要贡献。完成了杯状细胞靶向递药系统的体外表征，设计了表面性质可随环境变化的核-壳型纳米递药系统，完成了载鲑鱼降钙素的固体脂质纳米粒的体外表征。代表性论文1、4、5、8的重要贡献作者【旁证材料：代表性论文（序号1、4、5、8）】。 3 朱晰 助理研究员 上海益诺思生物技术股份有限公司 四川大学 对重要科学发现一、二、三做出重要贡献。完成了既可穿过黏液，又具有与上皮细胞特异性亲和力的具有仿生表面特性的纳米粒的构建和表征工作，以及可同时吸附转铁蛋白和包裹蛋白药物的纳米粒的构建和表征工作，并对这两种纳米粒进行了体内外的评价和相关机理研究。代表性论文2、3的共同第一作者【旁证材料：代表性论文（序号2、3）】。 4 金韵 助理研究员 四川省人民医院 四川大学 对重要科学发现一做出重要贡献。完成了杯状细胞靶向的壳聚糖纳米粒的构建，以及体内外评价工作，并首次证明杯状细胞靶向可以提高纳米粒和药物在肠道的摄取。代表性论文4的共同第一作者【旁证材料：代表性论文（序号4）】。 5 宋玉品 讲师 石家庄学院 四川大学 对重要科学发现一做出重要贡献。参与完成杯状细胞靶向壳聚糖纳米粒处方筛选工作和体外表征以及机理研究，并首次参与证明杯状细胞靶向可以提高纳米粒和药物在肠道的摄取。代表性论文4的共同第一作者【旁证材料：代表性论文（序号4）】。 6 山伟 员级 四川科伦博泰生物医药股份有限公司 四川大学 对重要科学发现二做出重要贡献。完成构建了可帮助药物穿过黏液和促进细胞吸收的表面性质可随环境变化的核-壳型纳米递药系统，并对其体内外行为、纳米粒结构带来的功能特殊性等进行了评价和机理方面的研究。代表性论文1的第一作者。【旁证材料：代表性论文（序号1）】。 7 刘敏 员级 重庆药友制药有限责任公司 四川大学 对重要科学发现二做出重要贡献。完成构建了具有可脱落性质的可穿过黏液层，同时又可打开上皮紧密连接的纳米递药系统，并对其体内外行为等进行了评价和机理方面的研究。代表性论文5的第一作者。【旁证材料：代表性论文（序号5）】。 8 樊婷婷 副高级 空军军医大学第一附属医院 四川大学 对重要科学发现一、三做出重要贡献。完成了细胞穿膜肽修饰的载鲑鱼降钙素固体脂质纳米粒的构建，并对于其跨细胞转运机理进行了研究，发现了配体受体相互作用可增加/改变药物的摄取以及胞内转运途径。代表性论文7的第一作者，代表性论文8的共同第一作者【旁证材料：代表性论文（序号7、8）】。 9 张健 其他 成都市龙泉驿区第一人民医院 四川大学 对重要科学发现一做出重要贡献。完成了杯状细胞靶向纳米粒肠道跨细胞转运及机理研究，发现杯状细胞特异性配体修饰可以调控药物的跨膜转运。代表性论文6的第一作者。【旁证材料：代表性论文（序号6）】。 10 陈春会 其他 上海景泽生物技术有限公司 四川大学 对重要科学发现三做出重要贡献。完成了混合脂质材料和反相胶束法结合制备载多肽类药物的固体脂质纳米粒的构建，实现了多肽药物达90%以上的包封率，并完成核壳结构对药物稳定性和释放可控性的机理研究工作。代表性论文8的共同第一作者【旁证材料：代表性论文（序号8）】。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Overcoming the Diffusion Barrier of Mucus and Absorption Barrier of Epithelium by Self-Assembled Nanoparticles for Oral Delivery of Insulin/ ACS nano/ Wei Shan, Xi Zhu, Min Liu, Lian Li, JiajuZhong, Wei Sun, Zhirong Zhang, and Yuan Huang* 2 Sub-50 nm Nanoparticles with Biomimetic Surfaces to Sequentially Overcome the Mucosal Diffusion Barrier and the Epithelial Absorption Barrier/ Adv. Funct. Mater./ Xi Zhu#, Jun Wu#, Wei Shan,Zhou Zhou, Min Liu,Yuan Huang* 3 Polymeric Nanoparticles Amenable to Simultaneous Installation of Exterior Targeting and Interior Therapeutic Proteins/ Angew. Chem. Int. Ed./ Xi Zhu#, JunWu#, Wei Shan, Wei Tao, Lili Zhao, Jong-Min Lim, Mathew D’Ortenzio,RohitKarnik, Yuan Huang,* Jinjun Shi,* and Omid C. Farokhzad* 4 Goblet cell-targeting nanoparticles for oral insulin delivery and the influence of mucus on insulin transport/ Biomaterials/ Yun Jin#, Yupin Song#, Xi Zhu, Dan zhou, Chunhui Chen, Zhirong Zhang, Yuan Huang* 5 Efficient mucus permeation and tight junction opening by dissociable “mucus-inert” agents coated trimethyl chitosan nanoparticles for oral insulin delivery/ J. Control. Release/ Min Liu, Jian Zhang, Xi Zhu, Wei Shan, Lian Li, JiajuZhong, Zhirong Zhang and YuanHuang* 6 Mechanism Study of Cellular Uptake and Tight Junction Opening Mediated by Goblet Cell-Specific Trimethyl Chitosan nanoparticles/Molecular Pharmaceutics/Jian Zhang, Xi Zhu, Yun Jin, Wei Shan, Yuan Huang* 7 Design and evaluation of solid lipid nanoparticles modified with peptide ligand for oral delivery of protein drugs/Eur J Pharm Biopharm/ Tingting Fan, Chunhui Chen, Han Guo, Juan Xu, Jian Zhang, Xi Zhu, Yang Yang, Zhou zhou, Lian Li, Yuan Huang* 8 Orally delivered salmon calcitonin-loaded solid lipid nanoparticles prepared by micelle–double emulsion method via the combined use of different solid lipids/Nanomedicine/Chunhui Chen# , Tingting Fan# , Yun Jina, Zhou zhou, Yang Yang, Xi Zhu, Zhi-rong Zhang, Qiang Zhang, Yuan Huang*	自然奖	黄园,张志荣,朱晰,金韵,宋玉品,山伟,刘敏,樊婷婷,张健,陈春会	四川大学	四川大学
300	2150-101	大功率燃料电池系统优化控制理论与混合动力能量管理方法 项目名称 大功率燃料电池系统优化控制理论与混合动力能量管理方法 推荐/提名单位/人 西南交通大学 主要完成单位 西南交通大学 项目简介 氢能利用是国家新能源发展的战略领域，而质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统是氢能转换为电能的核心和关键。目前，中小功率（百千瓦级以下）PEMFC系统已在汽车领域得到成功应用，而在轨道交通、舰艇船舶等领域，大功率（百千瓦甚至兆瓦级）系统具有更加广阔的应用前景，正成为研究热点，但其寄生功耗与系统效率的耦合关系、电堆服役行为对系统寿命的影响、多堆混合动力系统能量管理与协调控制是亟待解决的科学问题和主要挑战。 本项目在国家自然科学基金、国家科技支撑计划等项目资助下，在大功率PEMFC系统效率提升、服役寿命延长、多堆系统协调控制与混合动力能量管理方面取得了重要突破，成果在大功率燃料电池混合动力机车研制中得到成功应用。主要科学发现及创新成果如下： 1. 发现了大功率PEMFC系统“氧饱和”现象，揭示了区域最优过氧比与系统效率的耦合机理，提出了大功率系统效率优化方法。通过理论分析与实验研究，发现大功率系统不仅存在“氧饥饿”，还存在对效率影响明显的“氧饱和”现象；针对该现象，首次建立了面向大功率系统控制的多时间尺度系统动态模型，探明了区域最优过氧比与系统效率的耦合关系，提出了基于满意牵引运行条件的系统效率优化方法，为提高系统效率奠定了理论基础。 2. 揭示了复杂工况下两极压差与电压不均衡对系统寿命的影响机理，提出了系统状态估计和阴极流量优化控制方法。针对氮气积累和两极压差波动问题，首次提出了系统非线性状态估计、基于动态扩展和H∞次优算法的压差非线性鲁棒控制、阴极流量优化控制方法，解决了不确定性参数摄动所引起的压差波动对电压均衡性的影响问题，为保障系统寿命提供了有效手段。 3. 揭示了多源混合动力系统能效特性，提出了系统能量管理及多堆协调控制方法，解决了复杂工况下多源动力的能量优化分配问题。首次建立了大功率多源混合动力系统等效氢耗模型，揭示了系统能效特性，构建了系统最优拓扑；提出了多源混合动力系统能量管理及多堆协调控制方法，解决了复杂工况下的能量优化分配问题，为系统经济可靠运行奠定了基础。 本项目研究成果得到丹麦技术科学院Frede Blaabjerg院士、清华大学欧阳明高院士、北京理工大学孙逢春院士等国内外学者的正面评价，并成功应用于项目组所研制的国内首辆燃料电池调车机车和世界首列燃料电池混合动力有轨电车，获应用单位高度评价。同时，应邀在国际氢能铁路大会、国际氢能大会等重要国际会议上做特邀报告，在国内外产生了重大影响。 本项目已发表SCI论文53篇、EI论文80篇（其中ESI 1%论文2篇、ESI 3%论文3篇，IF>4.0论文25篇，Google Scholar累计被引1521次、SCI他引431次），其中8篇代表作累计被引376次、SCI他引218次；出版中文专著1部、英文专著（章节）3部；授权发明专利21项。项目组成员入选IET Fellow 2名、省教学名师1名、省学术带头人及后备人选4名，获茅以升铁道科技奖1项、省百人计划1项、省杰青1项、省优博论文2篇。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈维荣 教授 西南交通大学 西南交通大学 该项目学术负责人和主要创新成果贡献者：首次探明了大功率轨道交通用燃料电池发电系统效率在最优运行点、最优运行轨迹、满意运行区域等多个维度下的优化特征，提出了大功率燃料电池发电系统阴极流量优化控制、级联变流器谐振电流控制和轨道交通用多源混合动力系统能量管理方法，并实现了研究成果在国内首辆燃料电池调车机车和世界首列燃料电池混合动力有轨电车上的成功应用（涉及创新点1、2和3的主体部分）；是代表性论文1的第一作者，代表性论文6的通讯作者，代表性论文2、3、4、5、7和8的合作者。 2 李奇 教授 西南交通大学 西南交通大学 该项目主要创新成果贡献者：首次提出了基于满意牵引运行条件的轨道交通用燃料电池发电系统效率优化方法、大功率燃料电池发电系统的非线性状态估计和基于鲁棒二自由度的阴极流量控制方法，以及首次建立了大功率轨道交通用燃料电池混合动力系统的等效氢耗模型，并提出了基于瞬时等效氢耗最小化控制和有限状态机滞环控制的混合动力系统能量管理和多堆协调控制方法（涉及创新点1、2和3的主体部分）；是代表性论文2、3、4、5、6的第一作者，代表性论文1和7的合作者。 3 戴朝华 副教授 西南交通大学 西南交通大学 该项目主要创新成果贡献者：建立了计及轨道交通用燃料电池发电系统效率、电堆运行温度和电压波动率的多目标适应度函数，结合满意牵引运行约束条件，首次提出了基于搜寻者群体智能优化算法的大功率燃料电池发电系统效率优化方法，实现了对系统满意牵引运行条件的参数化求解和多目标寻优，以及作为主研完成了研究成果在国内首辆燃料电池调车机车上的成功应用（涉及创新点1的主体部分和创新点2的部分内容）；是代表性论文7和8的第一作者。 4 马磊 教授 西南交通大学 西南交通大学 该项目主要创新成果贡献者：提出了基于小波变换与模糊逻辑等策略的多编组混合动力发电系统能量管理方法，达到了在兼顾整车动力性和燃料经济性条件下对多编组系统的暂态功率自适应分配，有效提高了燃料经济性，以及作为主研完成了研究成果在世界首列燃料电池混合动力有轨电车上的成功应用（涉及创新点2的部分内容和创新点3的主体部分）；是代表性论文3的合作者。 5 郭爱 讲师 西南交通大学 西南交通大学 该项目主要创新成果贡献者：针对轨道交通用燃料电池发电系统大功率载荷需求下存在的“氧饥饿”和“氧饱和”现象，建立了包含氢气循环泵、空气压缩机、散热器、增湿器等子系统的系统机理静态、动态及混合辨识模型，并提出了基于净功率最大化的阴极流量控制方法，以及作为主研完成了研究成果在国内首辆燃料电池调车机车上的成功应用（涉及创新点2的主体内容）；是代表性论文5的合作者。 6 韩莹 其他 西南交通大学 西南交通大学 该项目主要创新成果贡献者：以等效氢耗量为评价指标开展了基于不同动力源混合度匹配指标的系统最优拓扑结构和多源混合动力发电系统能效特性分析，提出了基于状态机控制的轨道交通用燃料电池混合动力发电系统能量管理和谐振电流控制方法，以及作为主研完成了研究成果在世界首列燃料电池混合动力有轨电车上的成功应用（涉及创新点2的部分内容和创新点3的主体部分）；是代表性论文1的通讯作者，代表性论文6的合作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Control of Proton Exchange Membrane Fuel Cell System Breathing based on Maximum Net Power Control Strategy/Journal of Power Sources/Qi Li, Weirong Chen, Zhixiang Liu, Ai Guo, Shukui Liu 2 A State Machine Strategy based on Droop Control foran Energy Management System of PEMFC-Battery-Supercapacitor Hybrid Tramway/International Journal of Hydrogen Energy/QiLi, Hanqing Yang, Ying Han, Ming Li, Weirong Chen 3 Seeker Optimization Algorithm for Global Optimization: A Case Study on Optimal Modelling of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC)/International Journal of Electrical Power and Energy Systems/Chaohua Dai,Weirong Chen, Zhanli Cheng, Qi Li, Zhiling Jiang, Junbo Jia 4 Seeker Optimization Algorithm: A Novel Stochastic Search Algorithm for Global Numerical Optimization/Journal of Systems Engineering and Electronics/Chaohua Dai, Weirong Chen, Yonghua Song, Yunfang Zhu 5 Nonlinear Robust Control of Proton Exchange Membrane Fuel Cell by State Feedback Exact Linearization/Journal of Power Sources/Qi Li, Weirong Chen, Youyi Wang, Junbo Jia, Ming Han 6 Parameter Identification for PEM Fuel Cell Mechanism Model Based on Effective Informed Adaptive Particle Swarm Optimization/IEEE Transactions on Industrial Electronics/Qi Li, Weirong Chen, Youyi Wang, Shukui Liu, Junbo Jia 7 Development of Energy Management System based on a Power Sharing Strategy for a Fuel Cell-Battery-Supercapacitor Hybrid Tramway/Journalof Power Sources/Qi Li, Weirong Chen, Zhixiang Liu, Ming Li, Lei Ma 8 Design of Proton Exchange Membrane Fuel Cell Grid-connected System based on Resonant Current Controller/International Journal of Hydrogen Energy/Weirong Chen, Ying Han, Qi Li, Zhixiang Liu, Fei Peng	自然奖	陈维荣,李奇,戴朝华,马磊,郭爱,韩莹	西南交通大学	西南交通大学
301	2150-103	多场耦合断裂和接触问题三维精确解 项目名称 多场耦合断裂和接触问题三维精确解 推荐/提名单位/人 西南交通大学 主要完成单位 西南交通大学,浙江大学 项目简介 功能材料多场耦合行为的科学表征和精准评价是先进制造领域的关键科学问题和迫切需求，已成为智能材料与结构力学研究的热点和难点，具有重要的研究意义和科学价值。在国家自然科学基金等项目的支持下，申请团队开展了十余年的深入研究，形成了完备的理论体系，建立了铁电和准晶两类代表性功能材料的多场耦合断裂和接触问题的系列三维精确解，为智能器件的设计、分析与评价奠定了重要的理论基础，推动了智能材料与结构力学的新发展。主要发现点为：发现点一：建立了多场耦合三维弹性力学问题通解。针对铁电和准晶材料，基于力-电-磁-热和声子-相位子-电等多场耦合基本方程组，建立了广义弹性力学问题的、用调和函数表示的通解，克服了传统通解中因考虑热效应而包含特解的困难，颠覆了著名的Papkovich-Goodier通解框架，是对热弹性力学三维通解的重要突破。被中国科学院石耀霖院士评价为“寻找P波和S波广义波动位移显式表达式的方法”；国际著名学者、香港力学学会前会长梁以德教授称之为“简洁的三维通解（a compact three-dimensional general solution）”。发现点二：开拓了先进功能材料断裂力学问题三维精确解体系。在相关通解的基础上，针对铁电和准晶材料中币状、外圆、半无限和椭圆平面裂纹，推演了控制微分－积分方程，获得了用初等函数表示的全场封闭三维断裂问题系列精确解，提出了裂纹柔度矩阵新概念，揭示了断裂行为的多场耦合效应，突破了含非轴对称载荷和几何构型的求解瓶颈，开拓了三维断裂力学精确解体系。被认为是“静态和动态断裂力学问题的主要成就（main achievement）”。发现点三：创构了先进功能材料接触力学问题三维精确解体系。针对铁电材料的平底圆柱、球形、锥形、椭圆和半无限压头的接触问题，进一步考虑压头的电、磁特征，建立了边界积分方程，改进了光滑压头接触半径的确定方法，导出了广义压力－压入深度的内禀关系，阐明了压头几何形状和材料特性的耦合作用，厘清了压头电磁特性对接触行为的调控机制；首次获得了全场封闭三维接触问题精确解，揭示了材料广义压入刚度系数的对称性，创构了三维接触力学精确解体系。被认为是“这一新方向的代表性工作（representative work in this new direction）”。该项目 8 篇代表性论文被 SCI 他引239 次，代表性论文 3入选ESI高被引论文。现代势理论方法的创始人Fabrikant教授、JAP/APL等期刊编委、美国橡树林国家实验室杰出研究员Kalinin博士，欧洲科学院等三院院士张传增教授，加拿大工程院Rajapakse院士，中国科学院方岱宁院士及石耀霖院士等国际知名学者均对该项目工作做出正面评价。基于该项目研究成果，第一完成人李翔宇教授入选教育部“新世纪优秀人才”支持计划，获得德国“洪堡”基金会资助；第二完成人陈伟球教授入选“长江学者奖励计划”，连续5年入选Elsevier中国高被引学者榜单；第三完成人康国政教授入选“长江学者奖励计划”，连续5年入选Elsevier中国高被引学者榜单。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李翔宇 教授 西南交通大学 西南交通大学 项目组织者，发现点2、3和1.2的主要完成人，所有8篇代表性论著的作者。主要创新性研究成果包括：1）针对准晶材料，基于声子-相位子-电-热等多场耦合基本方程组，建立了广义弹性力学问题的、用调和函数表示的通解；2）在相关通解的基础上，针对铁电和准晶材料中币状、外圆、半无限和椭圆平面裂纹，推演了控制微分－积分方程，与郑瑞峰合作，获得了用初等函数表示的全场封闭三维断裂问题系列精确解，开拓了先进功能材料断裂力学问题三维精确解体系；3）针对铁电材料平底椭圆柱压头和半无限压头的接触问题，与陈伟球、吴法和郑瑞峰合作，首次获得了全场封闭三维接触问题精确解，创构了三维接触力学精确解体系。 2 陈伟球 教授 浙江大学 浙江大学 项目组织者之一，发现点3和1.1的主要完成人，第1-4、7 等5篇代表性论著的作者。主要创新性研究成果包括：1）针对铁电和准晶材料，基于力-电-磁-热等多场耦合基本方程组，建立了广义弹性力学问题的、用调和函数表示的通解；2）针对平底圆柱、球形、锥形和椭圆压头的接触问题，进一步考虑压头的电、磁特征，建立了广义压力－压入深度的内禀关系，阐明了压头几何形状和材料特性的耦合作用，厘清了电磁特性对接触行为的调控机制；3）首次获得了全场封闭三维接触问题精确解，揭示了材料广义压入刚度系数的对称性，与李翔宇合作创构了三维接触力学精确解体系。 3 康国政 教授 西南交通大学 西南交通大学 项目主要参与者，发现点2.2的主要完成人，第5和6 等2篇代表性论著的作者。主要创新性研究成果包括：1）针对铁电材料椭圆和币状裂纹问题，提出了裂纹柔度矩阵的新概念，建立了应力强度因子和能量释放率之间的内禀关系，揭示了断裂行为的多场耦合效应；2）利用互易定理，证明了裂纹柔度矩阵为对称矩阵。 4 吴法 其他 西南交通大学 西南交通大学 项目参与者，发现点3.2的主要完成人，第3篇代表性论著的作者。主要创新性研究成果为：1）针对铁电材料平底椭圆柱压头的三维接触问题，与李翔宇合作，首次获得了全场封闭三维接触问题精确解，参与创构了三维接触力学精确解体系。 5 郑瑞峰 其他 西南交通大学 西南交通大学 项目参与者，发现点2.2和3.2的完成人，第4和7等2篇代表性论著的作者。主要创新性研究成果包括：1）针对铁电复合材料的椭圆平面裂纹问题，推演了控制微分－积分方程，与李翔宇合作，获得了用初等函数表示的全场封闭三维断裂问题系列精确解，开拓了先进功能材料断裂力学问题三维精确解体系；2）与李翔宇合作获得了铁电材料半无限压头接触问题的三维精确解，参与创构了三维接触力学精确解体系。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 General solution for transversely isotropic magneto-electro-thermo-elasticity and the potential theory method./International Journal of Engineering Science/Chen WQ, Lee KY, Ding HJ. 2 Theory of indentation on multiferroic composite materials./Journal of the Mechanics and Physics of Solids./Chen WQ, Pan E, Wang H, Zhang C 3 3D coupled field in a transversely isotropic magneto-electro-elastic half space punched by an elliptic indenter. /Journal of the Mechanics and Physics of Solids/Li XY, Wu F, Jin XQ, Chen WQ 4 Fundamental solutions to contact problems of a magneto-electro-elastic half-space indented by a semi-infinite punch./International Journal of Solids and Structures/Li XY, Zheng RF, Chen WQ 5 Elastic field in an infinite medium of one-dimensional hexagonal quasi-crystal with a planar crack./International Journal of Solids and Structures /Li XY 6 Fundamental elastic field in an infinite medium of two-dimensional hexagonal quasicrystal with a planar crack：3D exact analysis./International Journal of Solids and Structures/Wang YW, Wu TH, Li XY, Kang GZ 7 Closed-form field in an infinite space of transversely isotropic multi-ferroic composite medium with an elliptical or penny-shaped crack: 3D exact analysis/International Journal of Solids and Structures/ Li XY, Zheng RF, Kang GZ, Chen WQ, Müller R 8 Three-dimensional fundamental solutions for one-dimensional hexagonal quasicrystal with piezoelectric effect./Physics Letters A/Li XY, Li PD, Wu TH, Shi MX, Zhu ZW	自然奖	李翔宇,陈伟球,康国政,吴法,郑瑞峰	西南交通大学,浙江大学	西南交通大学
302	2258-101	跨域数据安全基础理论与方法 项目名称 跨域数据安全基础理论与方法 推荐/提名单位/人 贵州省教育厅 主要完成单位 贵州大学,福州大学,西安电子科技大学 项目简介 该项目属于网络安全领域。在云计算、大数据环境下异构网络已被广泛应用到军事国防、轨道交通、医疗健康等事关国计民生的重大行业领域，其跨域数据安全技术已成为影响国家网络空间安全的重要因素。该项目结合国家战略和贵州省大数据产业发展需求，针对异构网络中跨域认证、存储、共享与计算等环节所面临的数据安全技术难题，提出了对应的安全与隐私计算理论和方法，形成了以下主要创新点： (1) 提出了公平共享可组合理论，形成了跨域数据模块化共享模式，克服了公平、理性可组合模型中均衡可区分的安全缺陷。 (2) 设计了跨域多安全属性的认证体系，形成了安全匿名认证优化方法, 达到了多属性安全与认证效率的最佳平衡，解决了异构网络中认证效率低、安全性弱的矛盾。 (3) 提出广义安全存储新模式，形成了复杂结构数据的跨域间转化、可验证容错存储技术，解决了异构网络中用户对复杂数据存储的安全和可靠性问题。 (4) 构建了多模态隐私计算框架，形成了跨域数据安全计算理论体系，实现了数据在域间安全、实时与动态处理，解决了海量隐私数据在异构网络中可用性问题。 提出的公平共享可组合理论融入博弈理论和贝叶斯规则，克服了传统可组合模型不支持跨域模式下的安全缺陷；提出的匿名认证协议体系兼顾安全与效率最佳的同时实现了更多的安全特性；提出的广义安全存储与共享方法实现可公开验证特性的同时，将数据存储效率提升了近50%；提出的隐私计算框架将用户通信量由常数轮降至1轮、云端开销从秒级降低为毫秒级、将现有外包计算效率提升200 多倍，为千万量级数据提供隐私处理方法。 在IEEE Transactions、ACM 等期刊和学术会议上发表论文48篇，其中SCI检索35篇、JCR一、二区论文23篇、ESI高被引论文8篇、论文累计他引943多次，已获授权技术发明专利1项，申请技术发明专利1项，登记软件著作权2项。 取得的成果被加拿大工程院、科学院院士Xuemin (Sherman) Shen，康奈尔大学 Lorenzo Alvisi教授(IEEE / ACM Fellow)，IEEE通信与信息系统安全技术委员会(CISTC)主席Xiaodong Lin(IEEE Fellow)，著名密码学家、杰出教授Athanasios V. Vasilakos，IBM 数据隐私保护技术总监 Aris Gkoulalas-divanis博士等著名学者在本领域顶级会议ACM SIGCOMM(CCF Rank A)、顶级期刊IEEE Communications Surveys & Tutorials (IF=20.23)、IEEE TDSC(CCF Rank A)上对组合安全理论方面的成果给以高度评价，对匿名认证方面的工作进行赞许，并强调隐私计算方面工作的突破性意义。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 田有亮 教授 贵州大学 贵州大学 对创新点1、2和3有贡献，设计了专利CN201610562318。提出了一种新的公平共享可组合理论，构建了多网络融合的面向异构环境的数据公平可组合理论，解决了组合模型中理想环境和现实环境下均衡一致性问题，克服了组合模型中融合公平、理性条件下纳什均衡可区分的安全缺陷，为多网融合背景下数据“模块化”式共享技术提供理论依据；设计了异构网络的容错存储机制，构造了信息率渐进最优的可验证秘密共享方案及容错存储方案。 2 刘西蒙 研究员 福州大学 福州大学 对创新点3和4有贡献，提出了密文跨域数据的安全存储与隐私函数计算方法，解决了跨域密文数据计算中函数无法保护的难题，实现了异构加密域数据的安全存储。提出了基于神经网络的隐私保护的跨域决策模型，将非线性函数的通用计算框架规约为现有的隐私计算问题，并精确化、系统化地定义了跨域网络中隐私保护系统中的隐私级别，实现了多模态隐私计算模型在异构网络中的有效应用。 3 彭长根 教授 贵州大学 贵州大学 对创新点1和2有贡献，设计了认证技术发明专利CN201610140978。指导提出了公平理性组合框架，指导设计了异构网络的容错存储机制，设计了高效跨域认证协议。 4 姜奇 副教授 西安电子科技大学 西安电子科技大学 对创新点2和3有贡献，设计了高效多因子认证协议，解决了移动互联网、医疗信息系统、无线传感器网络等异构网络融合模式，确保了跨域数据安全认证需求。参与设计双陷门分布解密方法，使得在分布式授权的情况下，对数据进行解密并实现密钥的动态更新，满足了数据的跨域共享需求。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A rational framework for secure communication/Information Sciences/Youliang Tian,Jianfeng Ma, Changgen Peng, Yichuan Wang, Liumei Zhang 2 Fair (t,n) threshold secret sharing scheme/IET Information Security/Youliang Tian, Jianfeng Ma,Changgen Peng, Qi Jiang 3 Bayesian mechanism for rational secret sharing scheme/Science China Information Sciences/YuliangTian,Changgen Peng, Dongdai Lin,Jianfeng Ma,Qi Jiang,Wenjiang Ji 4 An efficient two-factor user authentication scheme with unlinkability for wireless sensor networks/Peer-to-peer Networking and Applications/Qi iang, J Ma, X Lu, Y Tian 5 An untraceable temporal-credential-based two-factor authentication scheme using ECC for wireless sensor networks/Journal of Network and Computer Applications/Q Jiang, J Ma, F Wei, Y Tian, J Shen, Y Yang 6 A Privacy-Preserving Outsourced Functional Computation Framework Across Large-Scale Multiple Encrypted Domains /IEEE Trans. Computers/Ximeng Liu, Baodong Qin, Robert H. Deng, Rongxing Lu, Jianfeng Ma 7 Privacy-Preserving Patient-Centric Clinical Decision Support System on Na？ve Bayesian Classification/IEEE J. Biomedical and Health Informatics/Ximeng Liu, Rongxing Lu, Jianfeng Ma, Le Chen, Baodong Qin 8 Efficient and privacy-preserving skyline computation framework across domains/ Future Generation Comp. Syst./Ximeng Liu, Rongxing Lu, Jianfeng Ma, Le Chen, Haiyong Bao	自然奖	田有亮,刘西蒙,彭长根,姜奇	贵州大学,福州大学,西安电子科技大学	贵州省教育厅
303	2258-103	基于氮杂卡宾催化实现的多种新型催化活化模式的探索 项目名称 基于氮杂卡宾催化实现的多种新型催化活化模式的探索 推荐/提名单位/人 贵州省教育厅 主要完成单位 贵州大学 项目简介 化学合成是基础性战略性学科，也是制备精细化学品、医药、农药及功能性分子的必须手段。如何实现功能分子的高效绿色构建，是合成化学的核心挑战。尽管合成化学在世界范围内及我们国家取得了巨大的发展，但现有合成手段大部分仍集中于经过很长反应途径去获得目标化合物，冗长的合成步骤带来生产成本的增加、目标化合物收率的降低和环境污染等一系列问题。对已有反应路线进行条件优化或工艺改进只能在有限的范围内解决部分难题。要从根本上实现目标分子的高效绿色构建，颠覆常规思路的新型活化反应模式将是最佳方案。我们研究团队围绕化学合成领域根本性科学难题和我国在医药农药工业生产中的重大应用技术需求，致力于从本质上去设计和发展原创新型活化模式和反应策略，以实现化学键的直接活化修饰及精准的反应控制，从而最终实现医药、农药、精细化学品等功能分子的高效绿色构建。近年来，以氮杂环卡宾（N-Heterocyclic Carbene, NHC）作为核心有机催化剂，我们系统的发展了三大类原创新型的催化活化模式，并以此为基础开发了独特的不对称有机合成策略。第一方面，我们实现了对羧酸酯等羰基类化合物的新型不对称催化活化。羧酸酯是重要的工业原料，我们的催化策略实现了对羧酸酯上多个碳原子的不对称选择性精准活化，比如对惰性的饱和酯beta-sp3-碳原子的直接活化修饰。第二方面，我们实现了NHC催化的仿生的单电子转移自由基活化模式。受生物体内维生素B1催化的单电子转移途径的启发，我们利用单电子氧化剂成功获得了NHC催化形成的自由基中间体，并实现了自由基参与的不对称催化反应。第三方面，我们实现了NHC催化剂与多个催化剂协同催化活化模式，特别是NHC与过渡金属催化剂共催化活化。通过调控反应热力学及动力学，我们解决了过渡金属催化剂与NHC催化剂的不兼容问题，实现金属与NHC共催化活化模式，催生了NHC催化领域的一个新的研究方向。基于这几类新型活化模式，我们开发了高效简洁的合成策略，实现了对非天然氨基酸，芳杂环等功能分子的快速构建。我们本项目的工作在较大程度上突破了对化学键活化模式的常规性理解，挑战了有机催化反应领域的传统性思维，引领有机催化（尤其是氮杂环卡宾催化）进入了一个新的发展阶段，为相关学科及产业的发展提供了科学上及技术上重要支撑。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 池永贵 教授 贵州大学 贵州大学 申报人作为项目主持人，从科学问题的提出，研究方向的凝练，研究方案的设计等全方位领导项目的开展。围绕化学合成领域根本性科学难题和我国在医药农药工业生产中的重大应用技术需求，致力于发现原创性的新型活化模式和反应策略，创造性的提出了多个重要的学术设想并带领团队通过周密的实验设计加以实现，在本项目的执行中发现了三大类基于氮杂卡宾催化（NHC）的原创新型活化模式，具体如下：①实现了对羧酸酯等羰基类化合物的新型不对称催化活化及反应模式，推动了有机分子的高效绿色合成；②实现了NHC催化的仿生单电子转移自由基活化模式，为NHC催化开启了一个全新的方向；③实现了NHC与多种催化剂协同活化模式，开拓了NHC协同催化的新领域。 2 郑鹏程 讲师 贵州大学 贵州大学 第二项目完成人主要负责执行项目申报人的研究方案并参与部分方案的设计。主要贡献包括催化剂的合成，底物的设计合成，反应条件的筛选优化，反应机理的探索，以及部分生物活性的测试。在催化氧化单电子转移反应，羰基类化合物的催化活化，反应动力学热力学研究等方面取得了重要成绩。 3 金智超 讲师 贵州大学 贵州大学 第三项目完成人参与了研究思路的凝练，在项目主持人的指导下深度参与了反应路线的设计和执行。主要贡献包括开发出对羧酸酯及其衍生物的NHC 催化活化新策略及不对称反应的新路线，精确的实现了反应的化学选择性及空间选择性；同时，实现了NHC催化的亚胺性新活化以及NHC和手性氢键催化剂的协同催化。 4 刘斌 其他 贵州大学 贵州大学 第四项目完成人主要在实验操作方面参与了本项目的工作。主要贡献包括原料及催化剂的制备合成，反应条件的系统性优化，底物的拓展，反应产物的衍生，部分产物生物活性的测试等。重点参与了羰基类化合物活化，NHC催化氧化等具体项目。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Carbene-catalysed reductive coupling of nitrobenzyl bromides and activated ketones or imines via single-electron-transfer process. Nature Commun. Bao-Sheng Li, Yuhuang Wang, Rupert S. J. Proctor, Yuexia Zhang, Richard D. Webster, Song Yang, Baoan Song, and Yonggui Robin Chi* 2 Enantioselective Nucleophilic β-Carbon-Atom Amination of Enals: Carbene-Catalyzed Formal [3+2] Reactions. Angew. Chem. Int. Ed. Xingxing Wu, Bin Liu, Yuexia Zhang, Martin Jeret, Honglin Wang, Pengcheng Zheng, Prof. Song Yang, Prof. Bao-An Song, and Yonggui Robin Chi* 3 Carbene-catalyzed dynamic kinetic resolution of carboxylic esters.J. Am. Chem. Soc.Xinkuan Chen, Jacqueline Zi Mei Fong, Jianfeng Xu, Chengli Mou, Yunpeng Lu, Song Yang, Bao-An Song, and Yonggui Robin Chi* 4 N Heterocyclic Carbene-Catalyzed Radical Reactions for Highly Enantioselective β Hydroxylation of Enals/ J. Am. Chem. Soc./ Yuexia Zhang, Yu Du, Zhijian Huang, Jianfeng Xu, Xingxing Wu, Yuhuang Wang, Ming Wang, Song Yang, Richard D. Webster, and Yonggui Robin Chi* 5 Carbon-Carbon Bond Activation of Cyclobutenones Enabled by Addition of Chiral Organocatalyst to Ketone/ Nature Commun. / Bao-Sheng Li, Yuhuang Wang, Zhichao Jin, Pengcheng Zheng, Rakesh Ganguly and Yonggui Robin Chi* 6 Aminomethylation of Enals through Carbene and Acid Cooperative Catalysis: Concise Access to β2-Amino Acids/ Angew. Chem. Int. Ed./ Jianfeng Xu, Xingkuan Chen, Ming Wang, Pengcheng Zheng, Bao-An Song, and Yonggui Robin Chi* 7 Benzene construction via organocatalytic formal [3+3] cycloaddition reaction/ Nature Commun./ Tingshun Zhu, Pengcheng Zheng, Chengli Mou, Song Yang, Bao-An Song and Yonggui Robin Chi* 8 Enantioselective Sulfonation of Enones with Sulfonylimine via Cooperative NHC/Thiourea/Tertiary Amine Multi-Catalysis/ Angew. Chem. Int. Ed./ Zhichao Jin, Jianfeng Xu, Song Yang, Bao-An Song, and Yonggui Robin Chi*	自然奖	池永贵,郑鹏程,金智超,刘斌	贵州大学	贵州省教育厅
304	2328-101	华南特异化石库记录的早期生命演化 项目名称 华南特异化石库记录的早期生命演化 推荐/提名单位/人 云南省教育厅 主要完成单位 云南大学,昆明理工大学,贵州大学 项目简介 (一) 主要研究内容布尔吉斯页岩型和奥斯坦型化石因能保存动物软体附肢，微米级精细构造，备受国际科学界关注。本项目调查了华南一系列寒武纪及埃迪卡拉纪剖面或露头，采获大量具高保真度化石。结合现代生物学，从细微处和崭新的视角洞察远古生命，在早期生命演化和古生物学领域取得一系列具科学意义的新发现。(二) 科学发现点1. 寒武纪后生动物躯体构建与早期演化。1）发现全球已知最完整保存的寒武系第3阶泛节肢动物多毛柯林斯虫（Collinsium ciliosum）并证实：叶足动物比其他近亲类群和现生的有爪动物更加彰显形态分异和附肢的复杂化，具备滤食的习性、简单的视觉器官，以及独特的微细构造与蜕壳机制。它们在寒武纪大爆发期间迅速分异并成功开拓出独自的生态空间，这些在叶足类研究领域的新发现和实现的突破，为后生动物的早期演化提供了关键信息，开拓了新探索方向。2）首次报道了寒武纪早期小石坝化石库干群真节肢动物昆明澄江虾 (Chengjiangocaris kunmingensis)以实体形式保存、纵贯其躯体的腹神经索 (VNC)。阐明了泛节肢动物腹神经索的原始特征。这些新知为辨识真伪神经组织，探讨早期泛节肢动物神经系统本质特征，在相关各类群中的分异，以及随时代的演化提供了可靠证据。2. 特异保存化石：生活模式与古生态环境。1）都匀寒武系第5阶高台组中的粪便化石，为深入了解遗迹化石背后隐藏的生物群、相关群落的营养结构和古生态系统提供了直接依据。2）双壳瓣真节肢动物详尽构造特征及形态功能分析诠释了适应主动扑食的生活模式，丰富了早期生态系统后生动物取食方式分异的认知。3）寒武纪小石坝化石库中的鳃曳动物塞尔扣克虫，其多态化的消化道内容物，揭示了摄食和消化食物的方式与过程。3. 化石库展现的躯体细节、构造与组构。1）首次准确展现以奥斯坦型保存叶足类躯体内的肌肉构型及祖先泛节肢动物特有的周边肌肉组织。2）小石坝化石库的Wiwaxia sp.标本提供了其形态和生长的详尽写照，其发育模式喻示了与软体动物的亲缘联系。3）贵州埃迪卡拉纪陡山沱组浅水白云岩中具有恒定右旋结构的微化石，被推断为已灭绝绿藻类群，这种解释与利于光合生物以及它们曾经生活的古环境相一致。 (三) 科学价值本项目立足华南得天独厚的化石资源，获取种种实证并开辟出全新的视野，揭示了若干寒武纪生物类群的形态特征、躯体组构与发育，改变和增进了我们对其早期演化模式的认识。上述具原创性和开拓性科学发现点的取得，让我国特异保存化石库研究跻身世界前列，并为该领域的后续发展做出了坚实的铺垫。(四) 同行引用及评价本项目8篇代表性论著SCI他引88次，总引115次。其中一些研究的广度和深度达到国际同领域前列水平，得到发表在权威杂志论文的正面引用。其建树受到同行及相关学科学者普遍关注，例如，英国皇家学会院士N. J. Strausfeld和G. D. Edgecombe（2016）曾撰文，引用并赞同本项目2篇PNAS论文做出的突破性贡献。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张喜光 教授 云南大学 云南大学 是代表论著1-7的通讯作者，并且6,7的第一作者。是这些论著的主要学术思想的提出者，并对全部科学发现点都做出了实质性贡献。于每项研究课题的总体设计与确立，与合作者核心论点、创新点的商讨，野外室内调研检测，测试结果分析运用，论文书写、改稿和定稿，均发挥了主导和关键作用。 2 杨杰 副研究员 云南大学 云南大学 是代表论著1,2,4,5的第一作者。参与商讨并确立这些论著的学术思想，并对其科学发现点都做出了实质性贡献。是小石坝化石库的发现人，领队发掘收集了用于本项目的小石坝化石。参与了核心论点、创新点的商讨、改稿和定稿。承担室内化石修整，关键化石结构辨认与形态功能分析。 3 申岑 副教授 昆明理工大学 昆明理工大学 是代表论著3的第一作者。负责了论文各部分内容的撰写，对该论文核心内容的发现和讨论均做出了实质性贡献。作为本项目团队的主要成员，一直从事磷酸盐（含Orsten型）化石及微体遗迹化石等研究，也参与项目团队的其他研究项目。在野外调查、论文撰写、数据分析等工作中均发挥了重要作用。 4 兰天 讲师 贵州大学 贵州大学 是代表论著8的第一作者和通讯作者，也是该论文主要学术思想的提出人和确立人。参与并商讨其他合作论著的学术思想，并对其科学发现点、创新点都做出了贡献。参与发掘、收集用于本项目的小石坝化石，以及关键化石结构辨认与形态功能分析。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A superarmored lobopodian from the Cambrian of China and early disparity in the evolution of Onychophora/ Proceedings of the National Academy of Sciences, USA/ Yang, J., Ortega-Hernández, J., Butterfield, N.J., Hou, J.-B., Lan, T., Zhang, X.-G. 2 The fuxianhuiid ventral nerve cord and early nervous system evolution in Panarthropoda/ Proceedings of the National Academy of Sciences, USA/ Yang, J., Ortega-Hernández, J., Butterfield, N.J., Liu, Y., Boyan, G. S., Hou, J.-B., Lan, T., Zhang, X.-G. 3 Phosphatized coprolites from the middle Cambrian (Stage 5) Duyun fauna of China/ Palaeogeograpgy, Palaeoclimatology, Palaeoecology/ Shen, C., Pratt, B.R., Zhang, X.-G. 4 A predatory bivalved euarthropod from the Cambrian (Stage 3) Xiaoshiba Lagerst？tte, South China/ Scientific Reports/ Yang, J., Ortega-Hernández, J., Hou, J.-B., Lan, T., Zhang, X.-G. 5 Articulated Wiwaxia from the Cambrian Stage 3 Xiaoshiba Lagerst？tte/ Scientific Reports/ Yang, J., Smith, M.R., Lan, T., Hou, J.-B., Zhang, X.-G. 6 Onychophoran-like musculature in a phosphatized Cambrian lobopodian/ Biology Letters/ Zhang, X.-G., Smith, M.R., Yang, J., Hou, J.-B. 7 Possible algal origin and life cycle of Ediacaran Doushantuo microfossils with dextral spiral structure/Journal of Paleontology/ Zhang, X.-G., Pratt, B.R. 8 The feeding behaviour of the Cambrian tubiculous priapulid Selkirkia/ Lethaia/ Lan, T., Yang, J., Hou, J.-B., Zhang, X.-G.	自然奖	张喜光,杨杰,申岑,兰天	云南大学,昆明理工大学,贵州大学	云南省教育厅
305	2328-103	狄拉克激波及相关问题研究 项目名称 狄拉克激波及相关问题研究 推荐/提名单位/人 云南省教育厅 主要完成单位 云南大学 项目简介 狄拉克激波及其相关问题已成为非线性偏微分方程的十分活跃研究课题之一。本项目在国家自然科学基金持续支持下，致力于狄拉克激波及其相关问题的一些国际热点和公开问题，开展研究工作，取得了一系列有重要影响的学术成果。（一）对一类耦合双曲守恒律系统，包括零压气体动力学系统，建立了狄拉克激波的较一般数学理论，所提出的狄拉克激波的广义Rankine-Hugoniot条件是一个较完全的条件，完善了狄拉克激波的数学理论，关闭了一类重要的双曲守恒律系统的狄拉克激波的讨论，研究了狄拉克激波与真空之间的相互作用，解决了一类初始具有集中的初值问题，带动了相关问题的研究和发展。（二）对一类非严格的双曲守恒律系统，包括非线性色谱方程组和几何光学系统，发现了一类新型的狄拉克激波现象，建立了一个具有两个状态变量均包含狄拉克测度的狄拉克激波的理论，解决了相应的黎曼问题。这一理论对于困扰了人们许多年的一个具有两个状态变量均包含狄拉克测度的狄拉克激波问题，取得了方法和理论上的突破性进展，具有一般性和实用性，覆盖了自1977年以来关于狄拉克激波的一系列研究工作，成功地用于解决Korchinski(1977)，Tan，Zhang和Zheng(1991)，Ercole(2000)等所研究的系统，获得了1990年Tan和Zhang研究的一个二维黎曼问题的狄拉克激波的显式公式。解决了美国科学院院士、UCLA大学Bj？rn Engquist教授等1996年提出的几何光学系统的一个公开问题。这是目前关于狄拉克激波的一个全新的结果，引发了许多相关问题的研究。（三）针对高维气体动力学零压流系统，解决了几类具有不同初值的黎曼问题，获得了一些新的结果。对于两片初始值的黎曼问题，发现了依单参数簇的多维平面狄拉克激波，证明了这类狄拉克激波和真空状态解的存在唯一性和稳定性。通过引进广义平面波解的思想，提出了平面狄拉克激波解的定义，提炼出它的广义Rankine-Hugoniot条件，解决了一类初始密度具有集中的黎曼问题，研究了两个平面狄拉克激波的相互作用，给出了一个简化方法解决了传统四片初始值的二维黎曼问题。（四）提出了相对论Chaplygin气体欧拉方程组，并解决了相应的黎曼问题，获得了5类不同的显示解结构，其中一类涉及狄拉克激波。对于狄拉克激波，提出了它的广义Rankine-Hugoniot条件，获得了它的存在性和唯一性。这一工作带动了相对论Chaplygin气体欧拉方程组相关问题的研究。该项目在国际重要学术期刊发表SCI论文32篇，其中8篇代表性论文Web of Science他引158次，被美国、英国、法国、德国、俄罗斯等17个国家38所知名大学的学者在国际重要学术期刊SCI论文引用53次，得到了国内外专家的高度评价。主要完成人应邀在国内外一些著名大学及本专业学术会议作学术报告22场，培养毕业了7名博士研究生和35名硕士研究生，毕业的7名博士研究生在国内高等院校从事教学科研工作，作为主持人承担了7项国家自然科学基金项目。总之，该项目在研究成果和人才培养方面都取得了突出的成绩。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 杨汉春 教授 云南大学 云南大学 本项目是由本人领导的云南大学偏微分方程研究团队近20年来的研究成果，所有研究工作都是本人及其培养的博硕士研究生共同完成的。本人是8篇“代表性论文专著”主要学术思想的提出者，并在全部“代表性论文专著”中都有署名，且是代表性论文的第一作者或通讯作者，对推荐书《重要科学发现》中所列4项发现做出了创造性贡献。 2 程红军 副教授 云南大学 云南大学 本人是第五、第八篇代表性论文作者之一，对一类非线性色散方程发现了两个状态变量上出现狄拉克函数的狄拉克激波，解决了相对论Chaplygin欧拉方程组的黎曼问题，对推荐书《重要科学发现》中所列第二项、第四项发现做出了创造性贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Riemann problems for a class of coupled hyperbolic systems of conservation laws/Journal of Differential Equations/杨汉春 2 The Riemann problem with delta initial data for a class of coupled hyperbolic systems of conservation laws/Nonlinear Analysis-Theory Methods&Applications/杨汉春，孙文华 3 New developments of delta shock waves and its applications in systems of conservation laws/Journal of Differential Equations/杨汉春，张艳艳 4 Delta shock waves with Dirac delta function in both components for systems of conservation lawss/Journal of Differential Equations/杨汉春，张艳艳 5 Delta shock waves in chromatography equations/Journal of Mathematical Analysis and Applications/程红军，杨汉春 6 Delta-shocks as limits of vanishing viscosity for multidimensional zero-pressure gas dynamics/Quarterly of Applied Mathematics/李杰权，杨汉春 7 Generalized plane delta-shock waves for n-dimensional zero-pressure gas dynamics//Journal of Mathematical Analysis and Applications/杨汉春 8 Riemann problem for the relativistic Chaplygin Euler equations/Journal of Mathematical Analysis and Applications/程红军，杨汉春	自然奖	杨汉春,程红军	云南大学	云南省教育厅
306	2413-101	连通多孔介质的热质传输机理及应用 项目名称 连通多孔介质的热质传输机理及应用 推荐/提名单位/人 西安交通大学 主要完成单位 西安交通大学 项目简介 连通多孔介质具有比表面积高和连通性强的优点，作为紧凑型的热量和质量输运载体，广泛应用于能源、环境和国防等领域。连通多孔介质的孔隙中会发生固液相变、溶蚀/沉淀及界面反应等复杂的热质传输过程，该过程受迂曲复杂的形貌结构特征和骨架界面理化效应所主导，呈现此消彼长的反向制约或展现相辅相成的正向协同关系。目前对该反向制约的主导因素和正向协同的促进机制认识不清，难以从连通多孔介质孔隙尺度层面对其宏观性能进行定向调控，束缚了其热质传输理论体系的发展及应用。该项目历时9年，开展了连通多孔介质的固液相变、溶蚀/沉淀及界面反应过程研究，揭示了连通多孔介质中反向制约或正向协同的热质传输机理，并应用于国防工业实践。主要发现点如下：1. 建立了连通多孔介质的局部非热力学平衡下固液相变传热模型，明晰了骨架强化导热与抑制自然对流、提升潜热释放速率与降低储热量间的此消彼长竞争机制，提出了间歇性热源与填充相变材料连通多孔介质复合的夹芯“三明治”冷却结构。ASME Fellow、香港科技大学赵汝恒教授和加拿大工程院院士I. Dincer教授分别引用指出：“建立了固液相变传热模型”、“提出了三明治冷却结构”。 2.提出了连通多孔介质的微纳孔隙结构内多相流、传质和溶蚀/沉淀反应耦合的孔尺度模型及方法，揭示了其相界面传质反应和多孔骨架溶蚀/沉淀演变的相互作用机理，并阐明了其化学流体输运强化与骨架溶蚀发展间的协同促进机制。美国斯坦福大学H.Tchelepi教授和橡树岭国家实验室V. F. Almeida研究员分别引用指出：“发展了多组分多相流模型”、“提出并验证了包含相变、溶解沉淀的多相反应输运孔尺度方法”。3.构建了连通多孔介质非均质活性位点分布与界面反应耦合的孔尺度模型，揭示了其基体各向异性结构、活性位点分布和能质输运、反应速率间的匹配关系，提出了在多孔骨架上原位逐层还原、分层叠加微细活性颗粒的方法，并实现反应输运过程强化。美国电化学学会主席P.A.Kohl等12位学者在Energ.&Environ.Sci.（IF=30.067）上引用指出：“提出了分层叠加调控方法，制备了功率密度远高于现有涂刷方法的金属多孔电极”。4.基于上述机理，该项目提出了含有连通多孔介质，并适用于航空航天装备结构热防护、载人航天生命保障气体净化设备、航天器热管理器件设计的方法、准则及样机，并应用于载人航天器二氧化碳吸附装置、舰载机燃气偏流板、高超声速飞行器热防护层、实践-17和实践-20卫星环路热管的研制，解决了国防应用急需。该项目发表论文40篇，8篇代表论文SCI他引403次，2篇论文入选ESI高被引论文。该项目授权国家发明专利11项（国防专利2项），参与制定国家标准1项。成果被收录入美国、加拿大等国家知名学者编写的7部专著，并受到美国陆军研究实验室、美国海军水面作战中心的高度关注。引用学者包括10余名院士、国际期刊主编或编委70人次、ASME等协会的50余位Fellow。项目完成人担任6个国际期刊编委，在高水平会议作特邀报告25次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 屈治国 教授 西安交通大学 西安交通大学 作为该项目的负责人，是项目的组织、设计和直接实施者，是代表论文1、2、3的通讯作者（证明材料见附件1），是代表论文3的第一作者，对发现点1、4做出了创新性贡献。建立了连通多孔介质的局部非热力学平衡下固液相变传热模型，明晰了骨架强化导热与抑制自然对流、提升潜热释放速率与降低储热量间的此消彼长竞争机制，提出了间歇性热源与填充相变材料连通多孔介质复合的夹芯“三明治”冷却结构，为间歇性热源的热调控提供了新思路；实施了该项目理论在若干国防重点型号和项目设计中的应用。 2 陈黎 教授 西安交通大学 西安交通大学 是代表作4、5、6的第一作者(证明材料见附件1)，对发现点2作出了重要贡献，对发现点3做出了贡献；提出了连通多孔介质的微纳孔隙结构内多相流、传质和溶蚀/沉淀反应耦合的孔尺度模型及方法，揭示了其相界面传质反应和多孔骨架溶蚀/沉淀演变的相互作用机理，并阐明了其化学流体输运强化与骨架溶蚀发展间的协同促进机制，丰富了孔尺度耦合多相流、反应及骨架演变的输运理论体系。 3 李印实 教授 西安交通大学 西安交通大学 是代表性论文7、8的第一作者和通讯作者（证明材料见附件1），对发现点3做出了重要贡献；提出了在连通多孔骨架上原位逐层还原、分层叠加微细活性颗粒的方法实现反应输运过程强化，为提升多孔介质能质转化效率提供了新途径。 4 李文强 副教授 西北工业大学 西安交通大学 是代表论文1、2的第一作者，是代表论文3的第二作者（证明材料见附件1），对发现点1做出了重要贡献。参与建立了连通多孔介质的局部非热力学平衡下固液相变传热模型，揭示了孔尺度相界面的迁移规律，提出了连通多孔介质/相变材料/间歇热源的“三明治”结构冷却系统，为间歇性热源的热调控提供了新思路。 5 陶文铨 教授 西安交通大学 西安交通大学 是研究团队学术带头人，代表作1、3、4、5、6的作者（证明材料见附件1），对发现点1和2作出了重要贡献；参与建立了连通多孔介质的非热力学平衡下固液相变传热模型；参与提出了连通多孔介质微纳孔隙结构内多相流、传质和溶蚀/沉淀反应耦合的孔尺度模型及方法；对整个项目的技术路线的实施做出了重要贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Experimental and numerical studies on melting phase change heat transfer in open-cell metallic foams filled with paraffin/ Applied Thermal Engineering/ W.Q. Li, Z.G. Qu*, Y.L. He, W.Q. Tao 2 Experimental study of a passive thermal management system for high-powered lithium ion batteries using porous metal foam saturated with phase change materials/ Journal of Power Sources/ W.Q. Li, Z.G. Qu*,Y.L. He, Y.B. Tao 3 Numerical model of the passive thermal management system for high-power lithium ion battery by using porous metal foam saturated with phase change material / International Journal of Hydrogen Energy/ Z.G. Qu*, W.Q. Li, W.Q. Tao 4 Pore-scale modeling of multiphase reactive transport with phase transitions and dissolution-precipitation processes in closed systems/ Physical Review E/ L. Chen, Q.J. Kang*, B.A. Robinson, Y.L. He, W.Q. Tao 5 Nanoscale simulation of shale transport properties using the lattice Boltzmann method: permeability and diffusivity/ Scientific Reports/ L. Chen, L. Zhang, Q.J. Kang*, H. S. Viswanathan, J. Yao, W.Q. Tao 6 Layer reduction method for fabricating Pd-coated Ni foams as high-performance ethanol electrode for anion-exchange membrane fuel cells/ RSC Advances/ Y.S. Li*, Y.L.He* 7 A high-performance direct formate-peroxide fuel cell with palladium-gold alloy coated foam electrodes/ Journal of Power Sources/ Y.S. Li*, Y.L.He, W. W. Yang 8 Pore-scale study of dissolution-induced changes in hydrologic properties of rocks with binary minerals/ Water Resources Research/ L. Chen, Q.J. Kang*, H. S. Viswanathan, W.Q. Tao	自然奖	屈治国,陈黎,李印实,李文强,陶文铨	西安交通大学	西安交通大学
307	2413-102	挠曲电材料与结构的力电耦合理论及应用 项目名称 挠曲电材料与结构的力电耦合理论及应用 推荐/提名单位/人 西安交通大学 主要完成单位 西安交通大学 项目简介 该项目属于电介质固体力学的基础研究领域。提高压电材料换能效率和温度稳定性是压电器件微型化集成化的前沿与难点。挠曲电效应是指电介质非均匀变形引起的极化，它可极大提升纳米电介质换能效率且有较好的温度稳定性。利用挠曲电效应有望突破压电器件力电耦合性能与温度稳定性难以兼顾的瓶颈。亟待解决的科学问题是：如何分析和表征挠曲电纳米材料和结构的力电耦合行为，揭示挠曲电效应、表/界面能及静电力对性能和换能效率的影响。该项目在国际上较早系统深入研究了挠曲电纳米材料与结构力电耦合行为的基本问题，为其性能表征、新器件设计提供了理论基础和新思路。主要科学发现如下：（1）建立了挠曲电纳米材料力电耦合理论：系统地提出了考虑挠曲电效应、表面应力及表面极化的电介质变分原理，建立了考虑挠曲电效应、静电力及表面能的力电耦合理论框架，克服了传统理论没有描述挠曲电效应和静电力的局限，推动了挠曲电效应的研究。该发现点被ASME Fellow、SES主席Sharma教授等欧美学者称为“Shen Formulation”, “Shen and Hu’s framework”, “pioneering studies”及“pioneering theoretical frameworks”，并作为他们研究的起点或基础。（2）建立了挠曲电结构的振动及屈曲分析模型：针对智能结构的主要构型，发展了挠曲电梁、板、膜模型，得到了结构振动、屈曲的解析解，建立了响应和挠曲电效应、应变梯度、表面效应、静电力的尺度相关的解析关系，证明了挠曲电效应可显著提高结构力电耦合特性。为纳米智能结构性能和稳定性分析提供了理论基础。该发现点被国内外学者作为研究基础或验证标准，并被用来分析纳米压电结构力电耦合性能。（3）发展了悬臂梁式器件分析模型及挠曲电效应测试方法：悬臂梁是智能器件常用典型元件，该项目得到挠曲电纳米梁弯曲的解析解，揭示了挠曲电效应和表面效应对挠度、电场等的影响规律，建立了外力-曲率-电荷（电场）的正比关系，为挠曲电智能器件设计原理奠定基础，设计了挠曲电智能器件，发展了挠曲电效应测试方法。该发现点得到国内外学者积极评价，并作为其研究结果的验证标准。被集成铁电学终身成就奖获得者、瑞士EPFL的Tagantsev教授等在综述文章列为“tremendous advances”之一。8篇代表作发表在固体力学旗舰刊物JMPS, Smart Mater. Struct.,《中国科学-物理、力学和天文》（英文版）等上，2篇代表作被Ann. Rev. Mater. Res.、Nanoscale上3篇长篇综述文章引用作为挠曲电理论的代表性进展。被美、英、德、俄、日等24个国家299个机构的院士与同行在JMPS、Adv. Func. Mater.、ACS Nano等刊物他引408次, SCI他引299次。1篇代表作入选ESI高被引论文，1篇获IOP 2018年中国学者高引论文奖。第一完成人任ASME JAM副主编及多个国内外期刊编委、中国力学学会和中国复合材料学会常务理事，获ICCES Distinguished Fellow。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 申胜平 教授 西安交通大学 西安交通大学 提出了本项目的主要学术思想，代表作1-8主要学术思想的提出者，代表作1主要贡献者。对发现点1、2、3作出了创造性贡献。建立了考虑挠曲电效应、静电力及表面能的力电耦合连续介质理论框架，克服了传统理论的局限；发展了挠曲电梁、板和膜模型，证明了挠曲电效应可显著提高结构力电耦合特性，为微纳智能结构性能分析和稳定性分析提供了理论基础；建立了基于挠曲电效应的外力-曲率-电荷的正比关系，为挠曲电智能器件的设计原理奠定基础，发展了挠曲电效应测试方法。 2 梁旭 副教授 西安交通大学 西安交通大学 代表作3、6、8主要贡献者，对发现点2、3作出了创造性贡献。发展了挠曲电梁、板、膜模型，得到了结构振动、屈曲解析解，证明了挠曲电效应可显著提高结构力电耦合特性；揭示了挠曲电和表面效应对结构力电耦合行为的影响规律，建立了外力-曲率-电荷的正比关系，为挠曲电智能器件设计提供了理论基础。 3 胡淑玲 教授 西安交通大学 西安交通大学 代表作2、4的主要贡献者，对发现点1、2、3作出了创造性贡献。建立了挠曲电纳米材料的连续介质理论；建立了挠曲电结构的振动及稳定性分析模型，证明了挠曲电效应可显著提高结构力电耦合特性，为微纳智能结构性能分析和稳定性分析提供了理论基础；建立了悬臂梁式器件性能分析模型，并发展了挠曲电效应测试方法。 4 杨文君 其他 西安交通大学 西安交通大学 代表作7主要贡献者，对发现点2作出了创造性贡献。建立了挠曲电板模型，得到了挠曲电板挠度和固有频率的解析解，揭示了挠曲电效应对有效弯曲刚度和固有频率的影响规律，为微纳智能器件设计提供了理论基础。 5 刘晨晨 其他 美国博通公司 西安交通大学 代表作5的主要贡献者，对发现点3作出了创造性贡献。得到了弯曲压电纳米线中静电势分布的精确解，揭示了挠曲电效应对压电纳米线力电耦合性能的影响，为挠曲电智能器件设计原理奠定基础。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A theory of flexoelectricity with surface effect for elastic dielectrics/ Journal of the Mechanics and Physics of Solids / Shen, S.P. and Hu, S.L. 2 Electric Field Gradient Theory with Surface Effect for Nano-Dielectrics /CMC-Computers Materials & Continua / Hu, S.L. and Shen, S.P. 3 Effects of surface and flexoelectricity on a piezoelectric nanobeam /Smart Materials and Structures / Liang, X., Hu, S.L. and Shen, S.P. 4 Variational principles and governing equations in nano-dielectrics with the flexoelectric effect / Science China Physics, Mechanics and Astronomy / Hu, S.L. and Shen, S.P. 5 Effect of flexoelectricity on electrostatic potential in a bent piezoelectric nanowire / Smart Materials and Structures / Liu, C.C., Hu, S.L. and Shen, S.P. 6 Size-dependent buckling and vibration behaviors of piezoelectric nanostructures due to flexoelectricity / Smart Materials and Structures / Liang, X., Hu, S.L. and Shen, S.P. 7 Electromechanical responses of piezoelectric nanoplates with flexoelectricity / Acta Mechanica / Yang, W.J., Liang, X. and Shen, S.P. 8 Buckling and vibration of flexoelectric nanofilms subjected to mechanical loads / Journal of Physics D: Applied Physics / Liang, X., Yang, W.J., Hu, S.L. and Shen, S.P.	自然奖	申胜平,梁旭,胡淑玲,杨文君,刘晨晨	西安交通大学	西安交通大学
308	2413-103	城市冠层内复杂多相多分散性污染物输运的力学基础理论及应用 项目名称 城市冠层内复杂多相多分散性污染物输运的力学基础理论及应用 推荐/提名单位/人 西安交通大学 主要完成单位 西安交通大学 项目简介 本项目属环境流体力学与环境科学的交叉领域。城市立体化发展导致城市冠层空间空气污染严重。合理城市规划能改善城市风环境、促进污染物扩散，对人居环境质量改善具有重要意义。街谷/街区尺度的时空间歇流动行为体现了冠层外大尺度流动与冠层内街谷/街区尺度流动的非稳态相互作用；街谷/街区尺度大气流动及污染物传输规律是合理城市规划中通风潜力评估的理论基础。真实非均匀街谷/街区尺度建筑-植被系统的各向异性阻力效应与非稳态驱动流的模化是研究大气/颗粒物多相流动的关键。本项目构建了反映建筑形态及布局与植被层热/阻力效应的非均匀街谷/街区多相流物理力学模型，并基于时间序列大尺度来流提出了风速廓线保型方法，实现了城市复杂边界非稳态驱动流模拟；提出了群体平衡模型与流场耦合方法，阐明了大气中颗粒污染物粒径谱演变及输运机制；研究成果揭示了冠层空间内宏观间歇流及污染物传输规律，提供了城市风环境评估的基础理论，为建筑布局规划提供了分析工具。主要发现点如下：1．提出了反映建筑形态及布局的非均匀街谷物理概念模型和反映时间序列大气阵风特征来流的风速廓线保型方法，研究了植被层的热-阻力效应及时变来流下城市街谷内复杂流场特征，揭示了街谷内外宏观交换及街谷顶部剪切层拍动流规律。MIT的Britter教授评价风速廓线保型方法“解决了传统模拟研究中对真实来流及湍流处理的困难”，英国雷丁大学Yao教授评价非稳态驱动流的模拟“发现了街谷内湍流的间歇性与街谷顶部剪切层的拍动（flapping）”。2．提出了体现多分散性粒径谱特征的颗粒污染物系统群体平衡方程的高效求解方法，首次实现群体平衡模型和描述流体-颗粒多相流的欧拉-拉格朗日方法耦合，完成了颗粒自身特征参数演变过程的一体化预测，阐明了颗粒污染物的输运机制以及聚并、破碎、长大等微观行为驱动下的颗粒粒径谱演变规律。巴西联邦大学Lage教授评价“可调节矩积分方法是矩方法的重要进展”；澳大利亚工程院院士Yu引用代表论文[6]提出的RIGID算法用于固定边界以及移动边界的颗粒流动模拟。3．构建了基于城市街谷/街区尺度风场及污染物传输效率的空气质量评价理论，揭示了非均匀建筑布局对街谷内污染物扩散的促进及对街谷内外宏观对流交换行为的影响机制，为城市规划提供了风环境分析工具，在国家级新区—西咸新区规划中进行了示范性应用，提高了城市规划的科学性。中山大学杭建教授评价非均匀街谷模型揭示的“污染物浓度降低及良好的通风环境”指明了风环境设计方向；世界卫生组织空气质量与健康研究学者Morawska教授在国际会议主旨报告中引用代表作[8]阐述城市规划对空气质量的影响。8篇代表作发表在Nature Geoscience (IF14.391)、Atmospheric Environment及Building and Environment等国际著名期刊，SCI他引178次；项目成员获中国气溶胶青年科学家奖、陕西省环境保护青年科技奖，代表论文[7]获SAGE出版社2012年度最佳论文奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 顾兆林 教授 西安交通大学 西安交通大学 本项目学术带头人，总的学术思想和理论体系的提出者。提出非均匀街谷物理概念模型与城市建筑群-植被系统多孔介质模型及阻力源参数化方法，发展大涡模拟的新亚格子模式，提出了群体平衡方程的高效求解方法，阐明了湍流流场中颗粒污染物的输运机制，以及在聚并、破碎、长大等微观行为驱动下的颗粒尺度分布演变规律，对城市冠层内街谷/街区多尺度风场及污染物传输分析平台的构建做出主要贡献，并成功进行了示范性应用。是发现点1，2，3的核心贡献者，所有8篇代表作的通讯作者及代表作1，3的第一作者。 2 张云伟 副教授 西安交通大学 西安交通大学 项目主要参加者。首次实现了时变来流下城市街谷内复杂流场的模拟，在建筑布局与空气质量评价的理论与城市冠层内街谷/街区多尺度风场及污染物传输分析平台构建中做出重要贡献，并揭示了建筑非均匀布局对街谷内污染物扩散的促进作用及街谷内外宏观对流交换规律。对发现点1，3做出了主要贡献，是项目代表作2，7，8的第一作者及代表作1，3的主要作者之一。 3 苏军伟 副教授 西安交通大学 西安交通大学 项目主要参加者。首次实现群体平衡模型和描述流体-颗粒体系的欧拉-拉格朗日方法耦合，在阐明湍流流场中颗粒污染物的输运机制，以及在聚并、破碎、长大等微观行为驱动下的颗粒尺度分布演变规律中做出主要贡献。对发现点2做出了主要贡献，是项目代表作4，5，6的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Effect of uneven building layout on air flow and pollutant dispersion in non-uniform street canyons/ Building and Environment/ Gu ZL, Zhang YW, Cheng Y, Lee SC 2 Effect of real-time boundary wind conditions on the air flow and pollutant dispersion in an urban street canyon—large eddy simulations/ Atmospheric Environment/ Zhang YW, Gu ZL, Cheng Y, Lee SC 3 Large eddy simulation of flow in a street canyon with tree planting under various atmospheric instability conditions/Science China-Technological Sciences/Gu ZL, Zhang YW, Lei KB 4 Solution of population balance equation using quadrature method of moments with an adjustable factor/ Chemical Engineering Science/ Su JW, Gu ZL, Li Y, Feng SY, Xu XY 5 An adaptive direct quadrature method of moment for population balance equation/AIChE Journal/ Su JW, Gu ZL, Li Y, Feng SY, Xu XY 6 Discrete element simulation of particle flow in arbitrarily complex geometries/ Chemical Engineering Science/ Su JW, Gu ZL, Xu XY 7 Numerical simulation and in situ investigation of fine particle dispersion in an actual deep street canyon in Hong Kong/ Indoor and Built Environment/ Zhang YW, Gu ZL, Lee SC, Fu TM, Ho KF 8 Air quality by urban design/ Nature Geoscience/ Zhang YW, Gu ZL	自然奖	顾兆林,张云伟,苏军伟	西安交通大学	西安交通大学
309	2413-104	生物可降解支架微结构仿生设计制造基础 项目名称 生物可降解支架微结构仿生设计制造基础 推荐/提名单位/人 西安交通大学 主要完成单位 西安交通大学 项目简介 属于机械工程与生物医学交叉领域。人体组织器官制造是科技发展的前沿方向，具有巨大市场需求。生物可降解三维支架是实现人体组织器官制造的理想途径，是细胞粘附生长、营养输送进而形成组织器官的结构载体，决定着再生组织的功能。目前，生物可降解支架向自体组织转化过程中存在营养输送难、微结构与生长/力学不匹配、人工支架与人体组织固定难等挑战，制造科学的关键问题在于阐明微结构与细胞营养输送的关系、多尺度结构对组织生长与力学的作用规律、软-硬界面融合固定机制。围绕上述科学问题，本项目开展了生物可降解支架微结构仿生设计制造理论与方法研究，阐明了生物可降解支架的结构-功能转化机制，推动了可降解软组织生物制造从实验研究向临床应用发展。主要发现点如下： 1、提出了微流道网络促进营养高效传输的仿生设计制造理论与方法。发现了自然组织内部微流道结构呈75度特征角分叉生长的普遍规律，提出了仿生微流道网络的设计与可控制造方法，揭示了仿生微流道网络的无外力驱动的高效动态传输特性，显著提高了人工组织的生物活性。美国工程院/医学院院士Peppas、Mooney等评价“提出了仿生微血管网络的制造方法”、“创新技术，可无驱灌流”、“高细胞活性”、“对构建血管化器官非常重要”。2、发现了可降解支架高孔隙化结构与细胞生长及软组织力学的适配规律。建立了可降解支架曲线结构设计匹配软组织力学柔性的新方法，提出了微流道与定向开放微孔洞复合的双级高孔隙化微结构的冰模板制造新策略，阐明了高孔隙化结构与冷冻温度、支架力学性能的作用关系，促进了细胞在微结构内部的生长增殖，实现了可降解乳腺支架国际首例临床应用。英国皇家科学院院士Kumacheva等评价“新技术”、“优异结构特性”、“促进细胞均匀生长”、“具有重要应用价值”。3、建立了仿生梯度结构实现软-硬组织嵌合生长的生物固定理论与方法。探究了自然关节软骨、韧带与硬质骨固定界面的微观梯度结构连接特性，提出了可降解梯度支架界面嵌合仿生设计与多材料制造方法，揭示了梯度结构促进多组织界面生长的转化机制，实现了软质植入物与宿主骨组织的“生长固定”，为解决传统“机械固定”存在的疲劳失效难题提供了新思路。美国工程院/医学院院士Laurencin评价“精确模拟自然韧带物理结构”、“为材料与结构同时刺激提供可能”、“具有构建复杂结缔组织潜力”。本项目共发表SCI论文29篇，他引952次；8篇代表作发表在Biofabrication、Acta Biomaterialia等JCR一区期刊，SCI他引183次，单篇SCI他引最高82次；代表作6、7被Biofabrication选为年度“亮点论文”，1篇入选该期刊封面、特色论文及年度宣传册；被8名美国院士、4位期刊主编/副主编等国际知名学者引用和评价。获授权发明专利18项，相关临床应用被国际知名专家专题评述：“解决了长期困扰医学界的先天性畸形修复难题”、“医生、科学家与工程师成功合作的优秀典范”。部分成果获2017年陕西高等学校科学技术一等奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 贺健康 教授 西安交通大学 西安交通大学 （1）本项目的总负责人，对发现点1、2、3 均有重要贡献，组织和实施了微流道网络促进营养高效传输的仿生设计制造理论方法研究、可降解支架高孔隙化结构与软组织力学柔性及细胞生长的适配规律研究、可降解韧带/骨梯度支架仿生设计制造与转化研究，实现了可降解乳腺支架、气管外支架的设计制造与临床应用，完成12例。（2）佐证材料：代表作1、2、3、6、8的第一作者或通讯作者。本项目占本人全部工作量的80%。 2 李涤尘 教授 西安交通大学 西安交通大学 （1）本项目的重要规划及贡献人，对发现点1、2、3的核心内容均有重要贡献，是微流道网络促进营养高效传输的仿生设计制造理论、以及采用可降解韧带/软骨/骨梯度支架进行软硬组织生物固定思路的提出者和研究参与者，对可降解乳腺支架、气管外支架的临床应用提供了指导。（2）佐证材料：代表作1、2、4、7的通讯作者。本项目占本人全部工作量的40%。 3 连芩 副教授 西安交通大学 西安交通大学 （1）本项目的重要参与与贡献人，对发现点1、2、3的核心内容均有重要贡献。负责实施了可降解关节软骨/骨梯度支架仿生设计制造与转化研究，重点阐明了关节软骨/骨微观界面的梯度连接特征，建立了梯度支架的仿生设计与制造方法，研究了梯度结构促进软骨/骨界面多组织再生机制。（2）佐证材料：代表作5的通讯作者。本项目占本人全部工作量的40%。 4 卢秉恒 教授 西安交通大学 西安交通大学 （1）本项目的重要规划与贡献人，对发现点1、2的核心内容均有重要贡献。是微流道网络促进营养高效传输的仿生设计制造理论、以及采用可降解韧带/软骨/骨梯度支架进行软硬组织生物固定思路的主要提出者，参与微流道网络促进营养高效传输的仿生设计制造理论研究，对可降解乳腺支架、气管外支架的临床应用提供了指导。（2）佐证材料：代表作1、2的参与作者。本项目占本人全部工作量的20%。 5 刘亚雄 教授 西安交通大学 西安交通大学 （1）本项目的重要组织与贡献人，对发现点1、2的核心内容均有重要贡献。是微流道网络促进营养高效传输的仿生设计制造研究思路的主要提出者，参与组织实施微流道网络促进营养高效传输的仿生设计制造理论研究，对可降解乳腺支架、气管外支架的临床应用提供了指导。（2）佐证材料：代表作7的第一作者，代表作4的共同通讯作者。本项目占本人全部工作量的30%。 6 毛茅 其他 西安交通大学 西安交通大学 （1）本项目的重要参加人与贡献人，对发现点1、2的核心内容均有重要贡献。主要提出了基于冰模板的可降解支架开放定向微孔结构的制造新策略，研究了微结构与细胞生长的关系，参与了仿叶脉微流道网络的制造与无驱动态灌流特性研究。（2）佐证材料：代表作4的第一作者，代表作3的第二作者。本项目工作量占本人全部工作量的80%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Fabrication and characterization of chitosan/gelatin porous scaffolds with predefined internal microstructures/ Polymer/ Jiankang He, Dichen Li, Yaxiong Liu, Bo Yao, Bingheng Lu, Qin Lian 2 Fabrication of nature-inspired microfluidic network for perfusable tissue constructs/ Advanced Healthcare Materials/ Jiankang He, Mao Mao, Yaxiong Liu, Jinyou Shao, Zhongmin Jin, Dichen Li 3 Ice-template-induced silk fibroin-chitosan scaffolds with predefined microfluidic channels and fully porous structures/ Acta Biomaterialia/ Mao Mao, Jiankang He, Yaxiong Liu, Xiao Li, Dichen Li 4 The Effect of Interface Microstructure on Interfacial Shear Strength for Osteochondral Scaffolds Based on Biomimetic Design and 3D Printing/ Materials Science & Engineering C/ Weijie Zhang, Qin Lian, Dichen Li, Kunzheng Wang, Weiguo Bian, Zhongmin Jin 5 Layer-by-layer micromolding of natural biopolymer scaffolds with intrinsic microfluidic networks/ Biofabrication/ Jiankang He, Ye Wang, Yaxiong Liu, Dichen Li, Zhongmin Jin 6 The fabrication and cell culture of three-dimensional rolled scaffolds with complex microarchitectures/ Biofabrication/ Yaxiong Liu, Xiao Li, Xiaoli Qu, Lin Zhu, Jiankang He, Qian Zhao, Wanquan Wu, Dichen Li 7 Design and Fabrication of biomimetic multiphased scaffolds for ligament-to-bone fixation/ Materials Science and Engineering C/ Jiankang He, Wenyou Zhang, Yaxiong Liu, Xiang Li, Dichen Li, Zhongmin Jin 8 Preparation of chitosan-gelatin hybrid scaffolds with well-organized microstructures for hepatic tissue engineering/Acta Biomaterialia/ Jiankang He, Dichen Li, Yaxiong Liu,Bo Yao, Hanxiang Zhang, Qin Lian, Bingheng Lu, Yi Lv.	自然奖	贺健康,李涤尘,连芩,卢秉恒,刘亚雄,毛茅	西安交通大学	西安交通大学
310	2413-105	高倍率容量锂离子电池材料的微观结构及其储锂动力学机制研究 项目名称 高倍率容量锂离子电池材料的微观结构及其储锂动力学机制研究 推荐/提名单位/人 西安交通大学 主要完成单位 西安交通大学,中国人民解放军火箭军工程大学 项目简介 锂离子电池是移动电子设备、电动汽车、储能系统以及宇宙空间站等应用领域的“生命源”，研发大功率、长寿命、安全可靠的新型锂离子电池是国际热点难题，锂离子电池的电极材料和锂离子的嵌/脱动力学是实现其高倍率容量、循环寿命和安全性的核心要素，其关键科学问题是：如何制备出具有特定微观结构的电极材料，实现锂离子的快速嵌入与脱嵌、使其具有高倍率容量，进而揭示锂离子的嵌/脱动力学新机制，降低锂离子电池的安全隐患。本项目从发现单晶锰酸锂纳米线在水溶液电解液中具有高倍率容量高的新现象入手，提出了新型电极材料与水溶液电解液之间的协同效应理论，揭示了锂离子嵌/脱动力学的新机制，进而构建了新型锂离子电池体系，得到了新型锂电在动力和储能领域中应用的新理论和新技术。主要发现点如下：1. 发现了具有特定微观结构的电极材料在水溶液电解液中高倍率容量高的新现象。单晶锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂等嵌锂化合物正极材料，以及单晶钒酸钠和钒酸钾负极材料在水溶液电解液中均表现出高倍率容量高的新特性，通过化学模板法等对其纳米结构和微观形貌进行调控，得到了具有特定微观结构的新型电极材料，能够大幅度提高其高倍率容量和循环稳定性，解决了电极材料高倍率容量低和循环稳定差的难题。成果被材料领域TOP期刊Chemical Reviews和Adv. Energy Mater.大篇幅引用并高度评价为“electrochemical performance of anodes significantly improved”、“promising cathode material”。2. 提出了新型电极材料与水溶液电解液之间的协同效应理论。研究了嵌锂化合物的电极表面与不同物化性质的水溶液之间相互作用，揭示了锂离子嵌/脱动力学的新机制，为阐明新型电极材料的高倍率新特性提供了理论基础，高倍率容量高的新特性，有利于设计和组装大功率新型锂离子电池体系。成果被电池领域TOP期刊J. Power Sources、Electrochem. Commun.等期刊评价为 “beneficial for the high power Li-ion battery”、“provides a practical way for excellent rate capability”。3. 提出了构建高倍率容量锂离子电池的理论。建立了水溶液电解液的特性与锂离子电池的倍率性能、库仑效率、能量密度之间的数学模型，阐明了优化水溶液物化特性在实现新型锂离子电池安全性方面的关键作用，降低了传统锂离子电池存在的安全隐患。成果被TOP期刊Adv. Energy Mater.、Chemical Reviews大篇幅引用原文和原图并高度评价为“firstly assembled”、“significantly increased the capacity retention of an ARLB”。8篇代表作均发表在J. Power Sources、Nanoscale、Electrochimi. Acta JCR一区期刊，1篇入选ESI论文，2篇为陕西省自然科学优秀学术论文，Google学术他引次数为364次，SCI他引296次，单篇被引最高次数为77次。新型锂离子电池体系及其电极材料的核心技术已获授权国家发明专利9项，成果被欧、美、加、韩、中、日等多国院士和学者广泛引用，具有重要的科学意义和应用价值。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 赵铭姝 教授 西安交通大学 西安交通大学 对该项目的第1、2、3项科学发现具有重要贡献。承担高倍率容量锂离子电池材料的微观结构和储锂动力学机制的深入研究工作；和第2、3、4、5、6完成人发现了锂电体系中高倍率容量高的新现象，提出了电极材料与电解液体系之间的协同效应理论以及构建高倍率容量锂离子电池的理论。作为项目负责人是8篇代表作的第一和通讯作者（附件1-4）或主要作者（附件5-8），以第一发明人获中国授权发明专利9项（附件20-28），参编6部译著（附件30）。 2 汪飞 副教授 西安交通大学 西安交通大学 对该项目的第1、2项科学发现有重要贡献。承担金属氧化物电极材料的循环稳定性和倍率性能的研究工作；和第1、3、4、5、6完成人开发了原位NaCl模板法、碳纳米管与分段修饰法等多种纳米材料/复合材料制备新方法；揭示了电极材料储锂动力学新机制。以第一作者或通讯作者发表代表性论文6（ESI高被引论文）、7、8（附件6-8、附件29），以主要作者发表代表性论文1、3-5（附件1、附件3-5），作为主要发明人获中国授权发明专利7项（附件22-28）。 3 郑青阳 副教授 中国人民解放军火箭军工程大学 中国人民解放军火箭军工程大学 对该项目第3项科学发现有重要贡献。承担高倍率容量锂离子电池的组装和研发工作；和第1、2、6完成人设计和搭建了新型锂电系统的测试平台；建立了锂离子嵌/脱过程中动力学参数的计算模型。作为主要作者发表了代表性论文3（附件3），作为主要发明人获中国授权发明专利4项（附件24、26-28），参编4部译著（附件30）。 4 卢学刚 副教授 西安交通大学 西安交通大学 对该项目第1项科学发现有重要贡献。承担高倍率容量锂离子电池电极材料的微观结构和性能的研究工作；和第1、2、6完成人发现了单晶锰酸锂纳米线高倍率容量高的新现象；提出了铁基氧化物在水溶液体系中氢离子在颗粒内部嵌入和脱出的新电化学反应机制。作为主要作者发表了代表性论文4（附件4）。 5 孙占波 教授 西安交通大学 西安交通大学 对该项目第3项科学发现有重要贡献。承担高倍率容量锂离子电池金属氧化物和合金负极材料的制备和锂嵌脱机理研究工作；和第1、2、6完成人揭示了高倍率容量锂离子电池负极材料的锂嵌脱机制。作为主要作者发表了代表性论文6（附件6）。 6 宋晓平 教授 西安交通大学 西安交通大学 对该项目的第1、2、3项科学发现有重要贡献。承担高倍率容量锂离子电池的系统研究工作；和第1、2、3、4、5完成人提出了构建高倍率容量锂离子电池的理论，揭示了新型锂电的锂嵌脱动力学新机制。以主要作者发表代表性论文1-8（附件1-8），作为主要发明人获中国授权发明专利9项（附件20-28），参编3部译著（附件30）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Characteristics and electrochemical performance of LiFe0.5Mn0.5PO4/C used as cathode for aqueous rechargeable lithium battery / J. Power Sources/ M.S. Zhao*, G.L. Huang, B. Zhang, F. Wang, X.P. Song. 2 Excellent rate capabilities of (LiFePO4/C)//LiV3O8 in an optimized aqueous solution electrolyte / J. Power Sources / M.S. Zhao*, B. Zhang, G.L. Huang, H.Y. Zhang, X.P. Song. 3 Electrochemical performance of high specific capacity of lithium-ion cell LiV3O8//LiMn2O4 with LiNO3 aqueous solution electrolyte / Electrochim. Acta / M.S. Zhao*, Q.Y. Zheng, F. Wang, W.M. Dai, X.P. Song. 4 Electrochemical performance of single crystalline spinel LiMn2O4 nanowires in an aqueous LiNO3 solution / Electrochim. Acta / M.S. Zhao*, X.P. Song, F. Wang, W.M. Dai, X.G. Lu. 5 Co3O4-carbon nanotube heterostructures with bead-on-string architecture for enhanced lithium storage performance / Nanoscale / M.W. Xu, F. Wang, Y. Zhang*, S. Yang, M.S. Zhao, X.P. Song*. 6 Solid state coalescence growth and electrochemical performance of plate-like Co3O4 mesocrystals as anode materials for lithium-ion batteries / J. Power Sources / F. Wang*，C. Lu, Y. Qin, C. Liang, M.S. Zhao, S. Yang*, Z.B. Sun, X.P. Song. 7 The structure dependent electrochemical performance of porous Co3O4 nanoplates as anode materials for lithium-ion batteries / J. Power Sources / C. Liang, D. Cheng, S. Ding, P. Zhao, M.S. Zhao, X.P. Song, F. Wang*. 8 Nano-sized SnSbCux alloy anodes prepared by co-precipitation for Li-ion batteries / J. Power Source / F. Wang*, M.S. Zhao, X.P. Song.	自然奖	赵铭姝,汪飞,郑青阳,卢学刚,孙占波,宋晓平	西安交通大学,中国人民解放军火箭军工程大学	西安交通大学
311	2414-102	轻合金高性能构件塑性成形的多尺度机制与精确形性调控 项目名称 轻合金高性能构件塑性成形的多尺度机制与精确形性调控 推荐/提名单位/人 西北工业大学 主要完成单位 西北工业大学 项目简介 本项目属于机械工程塑性成形科学领域。塑性成形是机械加工-材料-计算等多学科交叉融合方向，涉及多尺度机制、多场耦合等多重非线性的物理过程，是实现复杂构件成形成性一体化制造不可替代的关键技术。轻合金高性能构件塑性成形的多尺度机制与精确形性调控是国际塑性成形科学领域的前沿课题，又是航空航天等领域高性能装备制造迫切需要解决的关键问题。在国家973课题、国家优青基金、国家自然基金面上/青年项目等资助下，本项目经过10余年系统深入研究，取得创新性进展，推动了塑性成形理论和材料加工学科的发展，成果的主要发现点为：1、创建了轻合金构件塑性成形的多尺度全耦合精确预测模型。提出了三维元胞机-晶体塑性有限元全耦合方法并建立了模型；以内变量表征微观响应，发展了多尺度全耦合建模理论，突破了轻合金构件热力加载下成形与组织演化同步耦合预测的瓶颈。2、阐明了轻合金构件成形的多尺度耦合作用机制与规律。揭示了轻合金材料多相宏观塑性变形行为的细微观机制，阐明了细观非均质变形和织构演变模式的组织形态依赖性机理,构建了多尺度机制的关联关系。3、揭示了轻合金构件成形的多尺度缺陷形成机制与规律。揭示了轻合金材料晶界损伤断裂、微观孔洞与细观剪切带的演化机制，及其与宏观折叠缺陷和应力响应的关系，建立了缺陷形成的理论判据，为精确形性调控提供了依据。4、发展了主动控制热力加载路径实现精确形性调控的新原理。发展了协调热力加载路径定向驱动形性演变的原理，提出了近等温多道次热变形、调控多道次放电路径提高轻合金构件成形精度和极限的精确形性调控新方法，突破了传统技术极难实现的复杂构件精确成形成性一体化难题。本项目发展出“塑性成形多尺度机制与精确形性调控研究”新学科方向，具有重大科学意义。8篇代表作包括国际塑性领域TOP1期刊International Journal of Plasticity (IJP) 4篇 (IF>5)，热加工顶级期刊Journal of Materials Processing Technology (JMPT) 1篇；被美、德、英、法等26个国家和地区，剑桥大学、帝国理工、亚琛工大等110所研究机构的640余位学者在IJP、JMPT、Acta Mat等他引239次（SCI他引180次）。被帝国理工林建国院士等评价为“非常有意义的进展”、“显著进展”、“最先进机制”，极大地提升了我国塑性成形科学的国际地位。本项目还获发明专利4件和软件著作权4项，形成了成套工艺和核心技术，成果应用于沈飞等3家单位，解决了航空航天关键构件的高性能精确成形制造难题。项目组成员在重要学术会议做大会报告7次、邀请报告19次，担任分会场主席6次，被选为全国塑性工程学会副理事长、Manuf Review副主编等；获国家杰青、优青、教育部新世纪人才、陕西省杰青、中国科协青托人才、人社部香江学者、上银优博奖等；组建了陕西省高性能精确成形技术与装备重点实验，在国内学术领域产生了重要影响。项目主持人还承担了多门本科、研究生课程，取得了优异教学效果，获校级优秀班主任称号。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李宏伟 教授 西北工业大学 西北工业大学 本项目主持人。提出了本项目的主要学术思想，提出了基于多尺度建模仿真的形性协同调控总体研究方案，与团队成员合作，和研究生一起实施了研究方案。对《重要科学发现》中的第1)、2)、3)、4)点做出了突出贡献，是第1、3篇代表作第一作者，第4篇代表作通讯作者。从2007年9月到2016年12月，本人在本项研究中的工作量占本人工作总量的80%。 2 高鹏飞 副教授 西北工业大学 西北工业大学 本项目的主要完成人之一。系统研究了钛合金复杂构件成形过程宏微观建模、变形与组织演化机理与规律以及缺陷抑制和高性能组织调控方法等科学问题，对《重要科学发现》中第2)、3)、4）点做出重要贡献，是第5、8篇代表作的第一作者、第6篇代表作的第三作者，在该项研究中的工作量占研究工作总量的80%。 3 樊晓光 教授 西北工业大学 西北工业大学 本项目的主要完成人之一。系统研究了钛合金复杂构件等温/近等温局部加载成形过程中的宏微变形机理与组织性能交互作用、热力加载路径调控形性一体化原理与方法等科学问题，对《重要科学发现》中第1)、2)、4)点做出重要贡献，是第2篇、第6篇代表作的第一作者和第5篇、第8篇代表作的第三作者，在该项研究中的工作量占研究工作总量的80%。 4 詹梅 教授 西北工业大学 西北工业大学 本项目的主要完成人之一。系统研究了高强铝合金复杂构件成形过程材料变形性能和电磁渐进成形原理与方法等科学问题，对《重要科学发现》中第3)、4)点做出重要贡献，是第7篇代表作的通讯作者，在该项研究中的工作量占研究工作总量的50%。 5 严思梁 其他 西北工业大学 西北工业大学 本项目的主要完成人之一。系统研究了铝合金高速成形宏微观机理与大型薄壁壳体电磁渐进成形调控方法等科学问题，对《重要科学发现》中第3)、4)点做出重要贡献，是第4篇代表作的第一作者和第7篇代表作的第四作者，在该项研究中的工作量占研究工作总量的80%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A three-dimensional cellular automata-crystal plasticity finite element model for predicting the multiscale interaction among heterogeneous deformation, DRX microstructural evolution and mechanical responses in titanium alloys/International Journal of Plasticity/Hongwei Li, Xinxin Sun, He Yang 2 Internal-state-variable based self-consistent constitutive modeling for hot working of two-phase titanium alloys coupling microstructure evolution/International Journal of Plasticity/Xiaoguang Fan, He Yang 3 Crystal plasticity modeling of the dynamic recrystallization of two-phase titanium alloys during isothermal processing/International Journal of Plasticity/Hongwei Li, Chuan Wu, He Yang 4 A unified model for coupling constitutive behavior andmicro-defects evolution of aluminum alloys underhigh-strain-rate deformation/International Journal of Plasticity/Siliang Yan, He Yang, Hongwei Li, Xuan Yao 5 Unified modeling of flow softening and globularization for hot working of two-phase titanium alloy with a lamellar colony microstructure/Journal of Alloys and Compounds/Pengfei Gao, He Yang, Xiaoguang Fan, Shuai Zhu 6 Through-process macro-micro finite element modeling of local loading forming of large-scale complex titanium alloy component for microstructure prediction/Journal of Materials Processing Technology/Xiaoguang Fan, He Yang, Pengfei Gao 7 A modified Johnson-Cook model for tensile flow behaviors of 7050-T7451 aluminum alloy at high strain rates/Materials Science and Engineering A/Jinqiang Tan, Mei Zhan, Shuai Liu, Tao Huang, Jing Guo, He Yang 8 Forming limit of local loading forming of Ti-alloy large-scale rib-web components considering defects in the transitional region/International Journal of Advanced Manufacturing Technology/Pengfei Gao, He Yang, Xiaoguang Fan, Penghui Lei	自然奖	李宏伟,高鹏飞,樊晓光,詹梅,严思梁	西北工业大学	西北工业大学
312	2414-103	先进金属结构材料摩擦焊接头界面结合机理与性能评价 项目名称 先进金属结构材料摩擦焊接头界面结合机理与性能评价 推荐/提名单位/人 西北工业大学 主要完成单位 西北工业大学 项目简介 本项目属于材料成形制造技术领域。在现代航空航天、轨道交通等领域，高强铝合金、钛合金、高温合金等先进金属结构材料获得了广泛应用，在其成形制造过程中，焊接是实现创新结构设计、轻量化、复杂构件精密制造的关键技术之一。摩擦焊接在先进金属材料连接中具有突出的冶金优势，可获得接近甚至超过母材力学性能的接头。然而，摩擦焊接过程是在强烈热力耦合极端非平衡条件下形成界面结合，使接头结合机理的理论研究面临巨大挑战；同时，摩擦焊接头力学性能可靠性评价理论与方法尚不成熟，严重制约了其在航空航天等重要领域关键构件上的推广应用。本项目在国家自然科学基金、航空基金等项目支持下，历时12年，持续深入研究了摩擦焊接界面产热机理、塑性金属流动行为、组织结构演变、接头性能与可靠性评价等基础科学问题，主要科学发现如下：1)摩擦焊接产热机理及接头温度场调控方法。发现并提出了塑性变形产热为主导的摩擦焊接热源机制，建立了完全热力耦合的摩擦焊接数值模型；提出了梯度冷却的接头温度场调控方法，有效解决了接头不同区域对热输入需求不同的难题；建立了摩擦焊接物理模拟实验方法，实现了界面金属流动与温度场演变的可视化与量化，为改善接头质量提供了新的研究思路。2)线性摩擦焊界面微结构演变与力学性能相关性。发现了钛合金线性摩擦焊界面α相异常长大与不完全再结晶现象，提出了基于界面温度控制的焊缝晶粒细化方法，实现了接头组织与性能的有效调控；建立了线性摩擦焊接头变形量与工艺参数的数学模型，为接头轴向位置的精确控制提供了理论基础。3)搅拌摩擦焊接头力学性能预测与评价。发现了单轴载荷下搅拌摩擦焊接头不同区域局部变形行为的不均匀性，建立了接头分区力学本构模型，实现了接头全局力学性能有效预测；建立了多轴载荷下接头各向异性力学本构模型，准确评价了接头各向异性屈服行为；提出了二次环状搅拌消除搅拌摩擦点焊接头钩状缺陷的新方法，显著提高了接头力学性能。截至2016年底，项目共发表SCI论文68篇，其中IF>3论文28篇，WOS他引937篇次，SCI他引843篇次。8篇代表性论文发表在Int Mater Rev、Acta Mater等本领域著名期刊，WoS他引283篇次，SCI他引252篇次，单篇最高SCI他引46篇次。项目成果获得国际顶级期刊Prog Mater Sci上2篇相关综述论文高度评价，其中1篇引用项目论文18篇，提及82篇次。第一完成人受邀在国际会议上做大会/邀请报告9次，担任分会主席11次；受邀担任Sci Technol Weld Join(SCI，IF=1.936)、J Mater Sci Technol(SCI，IF=3.609)、J Eng Sci Technol Review(EI)、China Welding、焊接学报(EI)、表面技术(EI)等杂志编委，Weld World(SCI，IF=1.206)杂志主审，国际焊接学会压力焊专委会摩擦焊分会共同主席。成果已在西安航空动力股份有限公司、中煤科工集团西安研究院、东莞精明五金科技有限公司等国防及民用企业获得应用，产生了显著的社会和经济效益。培养博士研究生14名，硕士研究生71名。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李文亚 教授 西北工业大学 西北工业大学 在科学发现1, 2和3中做出了创造性贡献，是本项目的学术负责人，提出项目的总体研究方案和主要学术思想。系统研究了摩擦产热机理、界面微结构演变，并对接头的力学性能进行预测与评价，揭示了界面金属流动行为与温度场的关系，界面动态再结晶机理，实现了接头组织与性能调控。是本项目代表性论文1、3、4、7和8的第一作者和1、2、3、4、5、6、7和8的通讯作者。 2 杨夏炜 副教授 西北工业大学 西北工业大学 在科学发现1中做出了创造性贡献，设计了线性摩擦焊接过程界面摩擦行为与变形行为耦合的物理模拟实验，建立了界面剪切-挤压复合模型，可视化与量化了界面金属流动与温度场演变，并用于研究线性摩擦焊接头飞边不闭合的成形难题，揭示了接头界面在摩擦与挤压共同作用下的变形行为及成形机制，为改善接头质量提供了新思路。是本项目代表性论文2的第一作者，该论文入选高被引论文。 3 马铁军 副教授 西北工业大学 西北工业大学 在科学发现2中做出了创造性贡献，通过研究TC4钛合金线性摩擦焊接过程，获得了由超细微结构组成的优质接头，且焊缝冲击韧性明显高于母材，为钛合金线性摩擦焊接头组织控制及预测提供了技术指导。是本项目代表性论文5的第一作者，代表性论文1、3和4的作者。 4 张勇 副教授 西北工业大学 西北工业大学 在科学发现2中做出了贡献，参与研究了45号钢线性摩擦焊接过程，获得了具有细小组织的优质接头，揭示了接头飞边宏观形貌形成特点、飞边成形行为和温度场及变形速率的关系。是本项目代表性论文4的作者。 5 丰焱 副教授 西北工业大学 西北工业大学 在科学发现3中做出了贡献，参与研究了2024铝合金搅拌摩擦焊接各向异性，是本项目代表性论文6的作者。 6 李京龙 教授 西北工业大学 西北工业大学 在科学发现1、2和3均做出了一定贡献，参与研究了TC4钛合金线性摩擦焊接过程温度场；参与研究了45号钢线性摩擦焊接头飞边成形过程；参与研究了搅拌摩擦焊接头各向异性。是本项目代表性论文1、4和6的作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Linear and rotary friction welding review/International Materials Reviews/W.Y. Li, A. Vairis, M. Preuss, T.J.Ma 2 Effect of friction time on flash shape and axial shortening of linear friction welded 45 steel/ Materials Letters / W.Y. Li, T.J.Ma, S.Q. Yang, Q.Z. Xu, Y. Zhang, J.L. Li, H.L. Liao 3 Impact toughness and fracture analysis of linear friction welded Ti-6Al-4V alloy joints/Materials & Design/ T.J.Ma, W.Y. Li, S.Q. Yang 4 Global anisotropic response of friction stir welded 2024 aluminum sheets/ Acta Materialia / Z.H. Zhang, W.Y. Li, Y. Feng, J.L. Li, Y.J. Chao 5 Improving mechanical properties of pinless friction stir spot welded joints by eliminating hook defect/ Materials & Design / W.Y. Li, J.F. Li, Z.H. Zhang, D.L. Gao, W.B. Wang, C.L. Dong 6 Effects of tool rotational and welding speed on microstructure and mechanical properties of bobbin-tool friction-stir welded Mg AZ31/ Materials & Design / W.Y. Li, T. Fu, L. Huetsch, J. Hilgert, F.F. Wang, J. F. dos Santos, N. Huber 7 Numerical simulation of linear friction welding of titanium alloy: Effects of processing parameters /Materials & Design/ W.Y. Li, T.J. Ma, J.L. Li 8 Thermo-physical simulation of the compression testing for constitutive modeling of GH4169 superalloy during linear friction welding/Journal of Alloys and Compounds/ X.W. Yang, W.Y. Li, J. Ma, S.T. Hu, Y. He, L. Li, B. Xiao	自然奖	李文亚,杨夏炜,马铁军,张勇,丰焱,李京龙	西北工业大学	西北工业大学
313	2414-104	金属材料非平衡相变的热-动力学协同效应与调控 项目名称 金属材料非平衡相变的热-动力学协同效应与调控 推荐/提名单位/人 西北工业大学 主要完成单位 西北工业大学 项目简介 该项目属于金属材料加工工程科学领域。金属热加工通过相变决定材料最终组织和性能。随非平衡技术快速发展，热加工工艺趋于极端化和多样化，控制相变的热力学与动力学机制从简单近平衡条件下的相对独立转变为复杂远平衡条件下的高度关联。基于热-动力学独立处理的传统理论已无法应对上述过程涉及的相变描述、组织预测和过程控制。这已然成为高端制造业迫切需要解决的关键问题，也给金属材料非平衡相变研究带来了挑战和发展机遇。为此，该项目提出了热-动力学协同作用的新理念，建立了系统理论，发现了复杂体系相变规律和组织形成机制，突破了基于相变调控的关键技术。主要发现点如下：1、发现了与非平衡相变路径相关的热-动力学效应以准确描述相变机理。发现并定量表征了与相变路径相关的热-动力学效应，建立了多元浓溶液合金非平衡凝固模型，扩展了传统可加性原理及等动力学概念，发展了基于新相与母相间错配的固态相变热-动力学理论框架，更为精确地描述了相变机理。该成果被广泛应用于金属热加工、功能材料合成、化学反应机理等复杂相变问题；荷兰皇家科学院院士van der Zwaag在专著《Phase Transformations in Steels》中称该方法是“全面且普适的模型，提供了准确可靠的动力学参数确定方法”。2、提出了非平衡凝固与固态相变一体化的概念以准确预测组织形成。发现了非平衡凝固热-动力学竞争的本质，提出了非平衡凝固与固态相变一体化的概念，准确预测了晶粒细化的动力学过程，实现了DD3高温合金制备的热-动力学协同，在不降低力学性能的前提下省却传统工艺必需的热处理过程。中国工程院院士薛群基、中国科学院院士刘维民等将该成果应用于非平衡凝固效应下形核、长大及晶体缺陷控制的研究。3、揭示了非平衡相变热-动力学的协同作用机制以准确控制相变过程。发现了非平衡相变中溶质与缺陷的交互作用机制，提出了基于热-动力学协同的相变调控新思路，建立了工艺参数同热-动力学函数耦合的相变路径设计方法，实现了晶界及位错的稳定性调控，以及工程合金中面向复杂工艺流程的组织控制。美国工程院院士Koch评价该成果是纳米晶热-动力学复合稳定化的两个代表性工作之一；相变调控方法应用于宝钢155Ksi高强韧套管钢、大规格壁厚16Mn钢管及火箭军XX型号铝合金等工程合金研制及工艺开发，大幅缩短了研发周期，提高了企业核心竞争力。该项目在金属结构材料领域TOP1刊物ACTA MATER等刊出的8篇代表性论文被NATURE、PNAS、ACTA MATER等期刊他引484次（SCI 他引397次），2篇入选ESI高被引论文。在TMS 2018等重要学术会议作邀请报告30余次。项目提出的相变调控技术申请国家发明专利9件、已授权4件。被INTER MATER REV主编评价为：“a great improvement”、“a new mechanism”，被荷兰皇家科学院院士van der Zwaag评价为：“全面且普适（extensive and general）的模型”。项目第一完成人受邀担任《Journal of Materials Science & Technology》、《金属学报》等期刊编委。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 刘峰 教授 西北工业大学 西北工业大学 该项目的负责人，提出了该项目的主要学术思想，对科学发现点1、2、3 做出重要贡献，是代表论文1、3、4、5、6、8的通讯作者，代表论文2、4、5的第一作者。建立了考虑与非平衡相变路径相关的热-动力学效应的相变动力学模型、提出了非平衡凝固与固态相变一体化的概念、揭示了非平衡相变热-动力学的协同作用机制，提出了基于热-动力学协同的相变调控新思路。 2 陈豫增 教授 西北工业大学 西北工业大学 对科学发现点3做出重要贡献，是代表论文7的第1作者，以及3件发明专利的第1发明人。系统研究了非平衡相变中溶质-缺陷交互作用机制，提出了微观缺陷热-动力学的复合稳定化方法，实现了金属纳米晶晶界及位错稳定性的定量调控；将基于热-动力学参数协同的相变路径设计方法应用于宝钢155Ksi型套管钢及关键部件用铝合金的组织调控及工艺设计，缩短了产品研发周期，提高了材料的性能。 3 杨长林 副教授 西北工业大学 西北工业大学 对科学发现点1、3 做出重要贡献，是代表论文4的第2作者，以及7件发明专利的第1发明人。研究了固态相变的可加性原理，将传统可加性原理扩展至等温/非等温复杂转变的速率分析，提出了相变动力学机制的确定方法；将基于热-动力学参数协同的相变路径设计方法应用于纳米晶软磁材料和镁基复合材料的制备，制备出性能优异的高热稳定性三相复合Fe-B纳米共晶软磁材料和高性能原位自生镁基复合材料。 4 宋韶杰 副教授 西北工业大学 西北工业大学 对科学发现点1 做出重要贡献，是代表论文3的第1作者。深入研究了转变路径相关的热-动力学效应作用下的固态相变机理，考虑与路径相关的生长各向异性效应，揭示了碰撞修正及碰撞因子的物理意义，分析了相界面迁移、溶质长程扩散和转变错配弹塑性调节三者间交互，建立了转变错配效应下界面/扩散混合模式控制的固态相变动力学模型。 5 陈正 副教授 中国矿业大学 西北工业大学 对科学发现点3做出重要贡献。是代表论文6的第一作者。深入研究了纳米晶长大的热-动力学建模及机理分析，建立综合考虑晶界能降低及动力学溶质拖曳效应的纳米晶长大热-动力学模型，提出了纳米晶金属材料热-动力学复合调控方法。 6 王慷 其他 西北工业大学 西北工业大学 对科学发现点1 做出重要贡献，是代表论文1的第一作者。深入研究了多元浓溶液合金非平衡凝固动力学理论建模及模型应用等科学问题，考虑非平衡热力学效应，耦合热-动力学数据库处理组元间互作用，建立了多元、浓溶液合金的非平衡凝固界面动力学模型；结合线性稳定性分析建立了界面临界稳定性判据和枝晶生长动力学模型。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Modeling dendrite growth in undercooled concentrated multi-component alloys/Acta Materialia/Kang Wang, Haifeng, Wang, Feng Liu, Haimin Zhai 2 Analysis of solid state phase transformation kinetics: models and recipes /International Materials Reviews/F. Liu, F. Sommer, C. Bos, E.J. Mittemeijer 3 Analysis of elastic-plastic accommodation due to volume misfit upon solid state phase transformation/Acta Materialia/S.J.Song, F. Liu, Z.H. Zhang 4 Additivity rule, isothermal and non-isothermal transformations on the basis of an analytical transformation model/Acta Materialia/F. Liu, C. Yang, G. Yang, Y. Zhou 5 Rapid solidification of highly undercooled bulk liquid superalloy: recent developments, future directions/International Materials Reviews/F. Liu, G.C. Yang 6 A thermokinetic description for grain growth in nanocrystalline materials/Acta Materialia/Z. Chen, F. Liu, H.F. Wang, W. Yang, G.C. Yang, Y.H. Zhou 7 Nanocrystalline Fe-C alloys produced by ball milling of Iron and graphite/Acta Materialia/Y.Z. Chen, A. Herz, Y.J. Li, C. Borchers, P. Choi, D. Raabe, R. Kirchheim 8 Hot deformation characteristics and processing map analysis for Nickel-based corrosion resistant alloy/Journal of Alloys and Compounds/L. Wang, F. Liu, J.J. Cheng, Q. Zuo, C.F. Chen	自然奖	刘峰,陈豫增,杨长林,宋韶杰,陈正,王慷	西北工业大学	西北工业大学
314	2414-106	高超声速飞行动力学分析与控制及应用 项目名称 高超声速飞行动力学分析与控制及应用 推荐/提名单位/人 西北工业大学 主要完成单位 西北工业大学,中国人民解放军火箭军工程大学 项目简介 高超声速飞行严酷且未被充分认识的环境条件和独特的机身一体化结构使其动力学具有高度非线性、静不稳定性以及气动不确定性等特点，导致现有的依赖精确数学模型的传统控制器难以解决高超飞行控制面临的高精度控制、全局性控制和稳定性控制问题。本项目自2012年开始探讨高超声速飞行动力学与控制问题，先后得到1项国家自然科学基金（NSFC）重点项目、1项NSFC优秀青年科学基金项目、1项NSFC面上项目，2 项NSFC青年项目等支持，期间与国防科大等牵头的研发实验团队合作完成了飞行试验。项目从高超声速飞行器结构特点出发，分析系统非线性动力学特性并提出控制方法，确保飞行稳定性和机动性的协调达到预期的任务要求。主要科学发现如下：（1）分层关联特性与高精度控制：分析了高超声速飞行非线性动力学模型阶次高难以清晰刻画内部规律的问题，提出了基于飞行力学机理的分层递阶动力学分析方法，引入内部学习性能评价提出了内外部结合的复合学习控制方法，突破已有设计框架实现了不确定影响下的高精度控制。（2）静不稳定特性与全局性控制：分析了高超声速飞行动力学本质存在的静不稳定性，提出了基于新型切换机制的高超声速飞行器鲁棒自适应控制方法，实现了逼近域外鲁棒控制快速拉回以及逼近域内自适应控制精细调整，打破已有单一设计框架实现了静不稳定特性下的全局性控制。（3）执行器非线性与稳定性控制：揭示了执行器非线性带来的系统失稳与控制偏差现象，给出了基于辅助误差信号构造的调整机制，保证了系统稳定性，提出基于时变增益补偿的自适应控制方法，使得期望控制信号有效执行，实现了执行器非线性下的稳定性控制。（4）应用验证：所开展的动力学分析与控制方法成功用于北京空天技术研究所、国防科技大学空天科学学院、上海航天控制技术研究所等单位的高超声速飞行器飞行控制系统设计、研制、地面测试以及3次飞行试验演示验证。8篇代表作中包括7篇ESI高被引论文，5篇ESI热点论文，中科院I区及II区共5篇；SCI他引756次，单篇SCI他引最高150次。相关研究被美国、法国、英国等38个国家和地区的483所科研机构的802位学者多次正面长段引用，施引者包括孙优贤院士、郑南宁院士、宁滨院士、4位IEEE 汇刊（前）主编、20位IEEE/IFAC/AIAA Fellow，23位杰青长江团队，相关工作被评价为“first”，“novel”，“excellent”，“powerful”，“significant”，“successfully”等。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 许斌 教授 西北工业大学 西北工业大学 在主要发现点1、2、3均做出贡献；是代表作1-5和8的第一作者，在该项研究中的工作量占本人工作总量的80%，包括：建立了不确定情形下的高超声速飞行器反步法控制/智能学习控制方法，给出了静不稳定特性下的全局鲁棒自适应控制；提出了执行器带来的受限、死区、故障等问题下的自适应补偿方法。 2 史忠科 教授 西北工业大学 西北工业大学 在主要发现点1、3做出了贡献；是代表作2、8的作者，在该项研究中的工作量占本人工作总量的70%，包括：给出了不确定情形下的高超声速飞行器分层递阶动力学分析及相应反步法控制方法，分析了控制性能指标给出强化学习性能自适应方法，属于发现点1；给出了执行器受限下的控制方法，属于发现点3。 3 扈晓翔 副教授 西北工业大学 中国人民解放军火箭军工程大学 在主要发现点2做出了贡献；是代表作6、7的第一作者，在该项研究中的工作量占本人工作总量的70%，包括：提出模型参考自适应控制方法实现干扰情形高超鲁棒控制并结合智能建模给出燃料消耗优化下的鲁棒控制方法。 4 凡永华 研究员 西北工业大学 西北工业大学 在主要发现点3及应用验证做出了贡献，是代表作5的作者，在该项研究中的工作量占本人工作总量的70%，包括：在执行器非线性情形给出了故障模式，属于发现点3；在“临近空间高超声速飞行器演示验证”项目中对相关算法进行应用验证。 5 郭雨岩 其他 西北工业大学 西北工业大学 在主要发现点3及应用验证做出了贡献，是代表作5的作者，在该项研究中的工作量占本人工作总量的70%，包括：提出了执行器故障下的高超声速飞行器容错鲁棒自适应控制方法，属于发现点3。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Global neural dynamic surface tracking control of strict-feedback systems with application to hypersonic flight vehicle/IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems/Bin Xu, Chenguang Yang, Yongping Pan 2 Composite neural dynamic surface control of a class of uncertain nonlinear systems in strict-feedback form/IEEE Transactions on Cybernetics/Bin Xu, Zhongke Shi, Chenguang Yang, Fuchun Sun 3 Robust adaptive neural control of flexible hypersonic flight vehicle with dead-zone input nonlinearity/Nonlinear Dynamics/Bin Xu 4 Dynamic surface control of constrained hypersonic flight models with parameter estimation and actuator compensation/Asian Journal of Control/Bin Xu, Xiyuan Huang, Danwei Wang, Fuchun Sun 5 Fault-tolerant control using command filtered adaptive back-stepping technique: application to hypersonic longitudinal flight dynamics/International Journal of Adaptive Control and Signal Processing/Bin Xu, Yuyan Guo, Yuan Yuan, Yonghua Fan, Danwei Wang 6 Adaptive sliding mode tracking control for a flexible air-breathing hypersonic vehicle/Journal of the Franklin Institute/Xiaoxiang Hu, Ligang Wu, Changhua Hu, Huijun Gao 7 Adaptive sliding mode control of non-linear non-minimum phase system with input delay/IET Control Theory & Applications/Xiaoxiang Hu, Ligang Wu, Xiaosheng Si, Bin Xu 8 An overview on flight dynamics and control approaches for hypersonic vehicles/SCIENCE CHINA Information Sciences/Bin Xu，Zhongke Shi	自然奖	许斌,史忠科,扈晓翔,凡永华,郭雨岩	西北工业大学,中国人民解放军火箭军工程大学	西北工业大学
315	2416-101	不完备金融市场的建模、定价与风险控制 项目名称 不完备金融市场的建模、定价与风险控制 推荐/提名单位/人 西安电子科技大学 主要完成单位 西安电子科技大学,南京大学 项目简介 本项目所属学科是数学-概率论-应用概率论。在现实金融活动中，由于交易成本、违约传染和第三方交易等因素的影响，大部分金融市场是不完备的。自从07-08年美国次贷危机爆发以来，源于不完备金融市场的系统性风险的防范已关乎国家金融安全与稳定。受限于不完备市场的风险相关性建模的复杂性、风险中性定价测度的不确定性和资产价格的受控限制，不完备市场的动态建模、定价测度识别和受控风险控制问题至今没有得到彻底解决。本项目依托国家自然科学基金青年和面上项目，引入了新的不完备市场模型和概率方法，系统研究了三类代表性的不完备金融市场并取得了重要的科学发现，主要体现在：(1) 信用不完备市场下的定价与投资组合管理：信用资产的违约相关性与违约传染的建模和量化是研究金融最优投资组合和系统性风险的关键科学问题。本项目发展了随机分析理论中的弱收敛、鞅问题和迭代动态规划原理方法，建立了带有一般违约相关性信用投资组合的系统风险渐进解析定价公式和最优投资策略。顶级期刊Manag. Sci.的金融领域主编，美国斯坦福大学K. Giesecke教授在其Math. Finan.论文中将我们的渐进定价公式列为研究Large Credit Portfolio的主要工作之一。(2) 机制转换跳扩散不完备市场下的定价与风险度量：本项目独立地提出了分解形式的Esscher变换方法，用以建立机制转换跳扩散市场的风险中性定价测度，从而提供了一种识别不完备市场风险中性定价测度的有效方法。在此基础上，将动态违约视为机制转换，通过PDE理论系统研究了不完备市场下的风险控制问题。诺贝尔经济学奖提名人R. Elliott教授在其Insur. Math. Econ.论文中多达19次引用和正面评价本项目提出的Esscher变换方法。权威期刊《North Amer. Actua. J.》副主编Yijia Lin讲席教授在其Insur. Math. Econ.论文中评价我们的Esscher变换公式为“物理风险度量和风险中性Esscher度量下参数之间如此明确的解析关系为数值分析提供了显著便利”。(3) 受控不完备市场的建模、定价与风险控制：在受控金融市场，其产品、资产或服务的价格往往受政府的调控（如水、电、天然气等价格及利率和汇率等）。本项目首次提出反射扩散模式下的动态受控市场模型并量化了最小宏观调控量，通过结构化和不完全信息方法研究该类受控市场下的违约风险与定价问题。国际数理统计学会会士Y.Z. Hu教授在其Quant. Finan.论文中指出“对于反射SDE及其在金融中应用的更多动机和好的实例，我们建议读者参见系列论文Bo et al.[1,2,3,4]”。基于上述科学发现点的8篇代表作分别发表于金融数学顶级期刊Math. Finan， Finan. Stoch.和量化金融、保险精算及应用概率权威期刊Quant. Finan.，Insur. Math. & Econ.，Adv. Appl. Prob.。代表作Google总他引141次，SCI他引61次。第一完成人获得2011年度陕西省科学技术奖一等奖，陕西省工业与应用数学学会第一届青年科技奖，并入选2012年教育部新世纪优秀人才支持计划。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 薄立军 教授 西安电子科技大学 西安电子科技大学 完成人在本项目科学发现点(1)中发展了随机分析理论中的弱收敛、鞅问题和迭代动态规划原理方法建立了带有一般违约相关性信用投资组合的系统风险渐进解析定价公式和最优投资策略；在科学发现点(2)中独立提出了分解形式的Esscher变换方法，用以建立机制转换跳-扩散市场的风险中性定价概率测度，从而提供了一种不完备市场风险中性定价测度的有效识别方法；在科学发现点(3)中首次提出反射扩散模式下的动态受控市场模型并首次量化了最小宏观调控量，通过结构化和不完全信息方法研究该类受控市场下的违约风险与定价问题。本完成人是三个科学发现点主要思想的提出者和关键数学证明的实施者，对八篇代表作均做出主要贡献。 2 杨学伟 副教授 南京大学 南京大学 本完成人是本项目科学发现点(2)机制转换跳扩散不完备市场下的定价与风险度量和科学发现点(3)受控不完备市场的建模、定价与风险控制的所有数值分析、实证研究和主要数学证明的具体实施者。本完成人对与项目科学发现点(2)和(3)相关的代表作【3】-【8】均做出主要贡献。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Optimal Investment in Credit Derivatives Portfolio under Contagion Risk/Mathematical Finance/Lijun Bo and Agostino Capponi 2 Bilateral Credit Valuation Adjustment for Large Credit Derivatives Portfolios/Finance and Stochastics/Lijun Bo and Agostino Capponi 3 Markov-Modulated Jump-Diffusions for Currency Option Pricing/Insurance: Mathematics and Economics/Lijun Bo, Yongjin Wang and Xuewei Yang 4 An Optimal Portfolio Problem in a Defaultable Market/Advances in Applied Probability/Lijun Bo, Yongjin Wang and Xuewei Yang 5 On the Conditional Default Probability in a Regulated Market with Jump Risk/Quantitative Finance/Lijun Bo, Xindan Li, Yongjin Wang and Xuewei Yang 6 On the Conditional Default Probability in a Regulated Market: A Structural Approach/Quantitative Finance/Lijun Bo, Dan Tang, Yongjin Wang and Xuewei Yang 7 Maximum Likelihood Estimation for Reflected Ornstein–Uhlenbeck Processes/Journal of Statistical Planning and Inference/Lijun Bo, Yongjin Wang, Xuewei Yang and Guannan Zhang 8 Some Integral Functionals of Reflected SDEs and Their Applications in Finance/Quantitative Finance/Lijun Bo, Yongjin Wang and Xuewei Yang	自然奖	薄立军,杨学伟	西安电子科技大学,南京大学	西安电子科技大学
316	2421-101	计算机辅助典型抗艾滋病与肽类药物分子设计研究及应用 项目名称 计算机辅助典型抗艾滋病与肽类药物分子设计研究及应用 推荐/提名单位/人 陕西省教育厅 主要完成单位 陕西科技大学 项目简介 1、主要研究内容计算机辅助药物分子设计是药物开发领域一个非常活跃的研究方向，本项目创建系列不借助任何实验参数及毋需样本构象重叠的药物分子结构参数化方法，以克服目前提出的二维分子结构表征方法难以表达药物配基与受体间立体作用，而高维方法在不同程度上有参数选取随意、计算过程复杂、构象重叠困难等的不足。首先设计药物分子性质高效表达方法。基于典型抗艾滋病药物分子结构，将分子中原子按其化学性质差异进行细致分类；综合电子、立体、疏水、氢键、电荷转移等效应，构建能包含丰富药物分子势能分布信息的描述子。其次揭示药物分子结构与活性间显著相关规律。以多种化学统计学方法建立抗艾滋病药物结构与药物活性间定量相关关系，同时考查所得模型稳定性。另外目前肽类药物的理论计算工作主要基于序列和结构两方面。基于序列层次提出的肽分子结构表征方法无法处理长度不一的肽序列，甚至有些描述子的物理意义不明确；而基于结构层次提出的描述子存在通用性差的问题。本项目构建高效表征肽分子结构特征的描述子，以建立肽分子定量结构活性显著相关模型，筛选、设计合成高活性肽分子。首先基于氨基酸、肽分子结构，构建能包含丰富氨基酸、肽分子势能分布信息的描述子；其次以多种化学统计学方法建立肽结构与活性间定量相关关系，考查所得模型稳定性，以揭示肽分子结构与活性间显著相关规律；然后采用同源模建、分子对接及动力学模拟方法筛选、设计合成具有潜在应用价值的高活性抗艾滋病和肽类药物分子，为我国药物创制取得突破性进展提供有效手段，也为构建高效表征化合物结构特征的描述子提供新思路。2、发现点（1）通过基于定量序效模拟的分析方法，构建了新型氨基酸描述子VSW、SEEVA、SVRG、SVWG。（2）构建了3D矢量分子结构信息表征技术——三维全息原子场作用矢量。（3）构建了一种高效表征药物分子结构特征的药物分子结构参数化方法——基于虚拟蛋白质受体原子探针的分子表面随机采样分析。3、科学价值本项目从分子最基本特征和最重要影响因素出发，综合电子、立体、疏水、氢键、电荷转移等效应以及整体拓扑结构、内部原子相互作用和外部分子之间影响，在不借助实验参数及毋需样本构象重叠的前提下，构建高效表征抗艾滋病药物和肽类药物分子结构的多种参数化方法：三维全息原子场作用矢量、分子表面随机采样分析方法、新型氨基酸描述子VSW、SEEVA、SVRG、SVWG。为构建高效表征化合物结构描述子提供了新思路，为我国抗艾滋病药物创制取得突破性进展提供了有效手段。4、同行引用及评价本项目研究相关成果在国际国内高水平期刊上已经发表，并受到相关国际著名期刊Food Chemistry等的多次正面引用，本项目的研究成果——氨基酸新描述子VSW、SVEEVA更是被国内外知名学者多次引用，并给予了高度评价。这些工作不仅表明该研究得到了国内外同行的认可，还充分显示出该工作的前沿性与创新性。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 仝建波 教授 陕西科技大学 陕西科技大学 ①重要科学发现1中构建高效新型氨基酸描述子VSW、SVEEVA、SVRG和SVWG，并建立相关模型；重要科学发现2中构建3D矢量分子结构信息表征技术—三维全息原子场作用矢量建立相关模型；重要科学发现3中构建了一种高效表征药物分子结构特征的药物分子结构参数化方法—基于虚拟蛋白质受体原子探针的分子表面随机采样分析，建立相关模型；设计合成高效抗艾滋病药物分子。②指导学生进行了重要科学发现（1-3）中新型药物分子描述子的构建，定量相关模型的建立及新型药物分子的设计合成。（见重要科学发现1、2、3）旁证材料：发表论文[1-8]。 2 陈洋 初级 陕西科技大学 陕西科技大学 重要科学发现1中构建新型氨基酸描述子SVWG，建立相关模型，参与构建新型氨基酸描述子SVEEVA、SVRG，评估模型的准确性；重要科学发现2中通过三维全息原子场作用矢量研究抗结核药物，并建立相关模型，设计合成高效药物分子；重要科学发现3中参与研发—高效表征药物分子结构特征的药物分子结构参数化方法—基于虚拟蛋白质受体原子探针的分子表面随机采样分析，建立相关模型。（见重要科学发现1、2、3）旁证材料：发表论文[3]、[4]、[5]、[7]。 3 车挺 初级 陕西科技大学 陕西科技大学 重要科学发现1中构建新型氨基酸描述子SVEEVA、SVRG，建立相关模型，参与构建新型氨基酸描述子SVWG，负责筛选药物分子、评估模型结果，设计合成高效抗艾滋病药物分子；重要科学发现2中参与研发三维全息原子场作用矢量方法；重要科学发现3中参与研发—高效表征药物分子结构特征的药物分子结构参数化方法—基于虚拟蛋白质受体原子探针的分子表面随机采样分析，建立相关模型。（见重要科学发现1、2、3）旁证材料：发表论文[3]、[4]、[7]。 4 李云飞 初级 陕西科技大学 陕西科技大学 重要科学发现1中参与构建新型氨基酸描述子SVEEVA、SVRG，负责筛选药物分子、评估模型结果，重要科学发现2中通过三维全息原子场作用矢量研究苯并恶嗪酮衍生物抗血栓药物，建立相关模型，设计合成高效药物分子；重要科学发现3中参与研发—高效表征药物分子结构特征的药物分子结构参数化方法—基于虚拟蛋白质受体原子探针的分子表面随机采样分析，建立相关模型。（见重要科学发现1、2、3）旁证材料：发表论文[3]、[4]、[8]。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 A novel descriptor of amino acids and its application in peptide QSAR. Journal of Theoretical Biology. Tong Jianbo, Liu Shuling, Zhou Peng, Wu Bulan, Li Zhiliang. 2 Three-dimensional holographic vector of atomic interaction field applied in QSAR of anti-HIV HEPT analogues. QSAR & Combinatorial Science. Tong Jianbo, Liu Shuling. 3 SVEEVA descriptor application to peptide QSAR. Archive Der Pharmazie. Tong Jianbo, Che Ting, Liu Shuling, Li Yunfei, Wang Ping, Xu Xiameng, Chen Yang. 4 A descriptor of amino acids: SVRG and its application to peptide quantitative structure–activity relationship. SAR and QSAR in Environmental Research. Tong Jianbo, Che Ting, Li Yunfei, Wang Ping, Xu Xiameng, ChenYang. 5 QSAR studies of antituberculosis drug using three-dimensional structure descriptors. Medicinal Chemistry Research. Tong Jianbo, Chen Yang, Liu Shuling, Xu Xiameng. 6 QSAR studies of imidazo[4,5-b]pyridine derivatives as anticancer drugs using RASMS method. Medicinal Chemistry Research. Tong Jianbo, Zhao Xiang, Zhong Li. 7 A descriptor of amino acids SVWG and its applications in peptide QSAR. Journal of Chemometrics. Tong Jianbo, Chen Yang, Liu Shuling, Che Ting, Xu Xiameng. 8 Quantitative structure activity relationship studies of benzoxazinone derivative antithrombotic drug using new three-dimensional structure descriptors. Chinese Journal of Structural Chemistry. Tong Jianbo, Li Yunfei, Liu Shuling, Meng Yuanliang.	自然奖	仝建波,陈洋,车挺,李云飞	陕西科技大学	陕西省教育厅
317	2421-106	持久耐用多功能超疏水表面的构筑研究 项目名称 持久耐用多功能超疏水表面的构筑研究 推荐/提名单位/人 陕西省教育厅 主要完成单位 陕西科技大学 项目简介 （1）项目背景超疏水表面因在自清洁、防雾防冰、防腐抗阻、微流体芯片等方面展现出诱人的应用前景，受到学术研究界以及工业生产领域的广泛关注。然而大多数研究制备得的超疏水表面处于亚稳态，稳定性差，当超疏水表面受到外界特殊环境如强酸、强碱、机械摩擦、紫外光照等作用时，会永久的失去超疏水性，这一致命缺陷是阻碍超疏水表面得以实际应用的巨大挑战，因此制备持久耐用超疏水表面已经成为国内外学术界以及工业生产领域的研究热点。（2）主要研究内容本研究针对超疏水材料研究领域及应用基础研究科学问题，通过仿生荷叶表面的微纳粗糙结构及低表面能性质，提出制备以低表面能物质为软核，表面功能化改性的多孔二氧化硅为硬壳的核/壳结构胶囊颗粒，并将其作为涂层构筑单元通过共价结合方式构筑超疏水涂层，实现表面微观粗糙结构重现与表面化学组分的再生,建立自修复超疏水表面的制备方法；利用有机硅弹性体的耐磨特性及其与十八烷基胺化合物的复合组装微纳粗糙结构特性，建立了耐损伤、长寿命的超疏水表面的制备方法；在此基础上，在涂层构筑过程中引入具有紫外线吸收功能的纳米材料、阻燃材料以及芳香化合物，分别制备出了持久耐用的多功能超疏水材料，探明了材料表面超疏水性能的持久耐用机理并研究材料的多功能协同共存行为。（3）本项目的发现点、发明点和创新点研究发现核/壳结构胶囊颗粒构筑的超疏水涂层内部具有相似网络结构，当涂层表面的化学组分受破坏后，该网络结构中的软核低表面能物质受热力学驱动会通过多孔二氧化硅向外释放,使低表面能化学组分获得再生；当涂层受到强烈的机械作用时，该网络体系中的硬壳发生破裂从而暴露内腔结构，这种空腔结构不仅使材料表面变得粗糙，破壳溢出的低表面能物质也能够提高材料表面的疏水特性。因此，无论是涂层表面受到化学破坏或是物理破坏，其超疏水性能均能够得以长久保持；而且利用这种核/壳结构的封装特性及材料复合方法，还可以引入阻燃材料、芳香试剂或紫外线吸收材料等使涂层材料得以多功能化。（4）科学价值核/壳结构胶囊颗粒涂层材料的研究不仅为胶囊颗粒结构调控、表面构筑技术的优化提供了理论依据，而且为实现涂层表面粗糙结构的修复奠定基础，为实现表面组分的修复开拓了新的途径。通过优化胶囊颗粒结构调控、改性和表面构筑方法，调控胶囊壳层孔隙结构、核/壳相结构和涂层空间结构，建立了涂层空间自相似网络多级结构与超疏水表面自修复性能之间的关系，获得结构稳定、性能持久的自修复超疏水功能表面制备方法。（5）同行引用及评价项目研究成果发表在Journal of Materials Chemistry A, ACS Applied Materials & Interfaces, Cellulose等国际著名学术期刊，相关工作被国际著名期刊Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Journal of Materials Chemistry A、ACS Applied Materials & Interfaces、Small、Chemical Engineering Journal、Nanoscale等正面引用，总计引用240次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 薛朝华 教授 陕西科技大学 陕西科技大学 组织领导了该项目的全部工作过程，负责整个课题研究方案的设计及实验实施，并对实验结果进行系统的分析和总结。具体如下：（1）全面负责项目的申报、方案设计和项目的实施和协调工作；（2）指导所有实验研究工作的具体实施；（3）负责项目的创新设计和论文修改；（4）进行项目总结材料的撰写、整理。本人对推荐书《重要科学发现》中所列第一、二、三、四项发现做出了创造性贡献（即是第1、2、3、4、5、6、7、8篇代表性论文的通讯作者）。 2 贾顺田 副教授 陕西科技大学 陕西科技大学 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第一、二、三、四项发现做出了创造性贡献（即是第1、2、3、4、5、6、7、8篇代表性论文的作者）。对本项目所涉及实验进行相关测试及分析，包括扫描电镜、接触角测试仪、X射线光电子能谱、X射线衍射等。 3 白雪 其他 西安交通大学 陕西科技大学 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第一、二项发现做出了创造性贡献（即是第2、3篇代表性论文的作者）。具体贡献如下：（1）根据项目要求展开相关试验；（2）对实验进行相关测试及表征，包括扫描电镜、透射电镜、接触角测试仪、X射线光电子能谱、X射线衍射等等；（3）按照试验结果进行分析；（4）发表科技论文Surfaces with Sustainable Superhydrophobicity upon Mechanical Abrasion[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, 8(41): 28171？28179; Robust, self-healing superhydrophobic fabrics prepared by one-step coating of PDMS and octadecylamine[J]. Scientific Reports, 2016, 6: 27262. 4 张治东 工程师 武汉中原长江科技发展有限公司（752厂） 陕西科技大学 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第一项发现做出了创造性贡献（即是第1篇代表性论文的作者）。具体贡献如下：（1）根据项目要求展开相关试验；（2）对实验进行相关测试，包括扫描电镜、透射电镜、接触角测试仪、X射线光电子能谱、X射线衍射等等；（3）按照试验结果撰写科技论文；（4）发表科技论文Lasting and self-healing superhydrophobic surfaces by coating of polystyrene-SiO2 nanoparticles and polydimethylsiloxane[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2014, 2(36): 15001-15007. 5 章琳 工程师 上海欧萨评价咨询股份有限公司 陕西科技大学 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第四项发现做出了创造性贡献（即是第4篇代表性论文的作者）。具体贡献如下：（1）根据项目要求展开相关试验；（2）对实验进行相关测试，包括扫描电镜、透射电镜、接触角测试仪、X射线光电子能谱、X射线衍射等等；（3）按照试验结果撰写科技论文；（4）发表科技论文Fabrication of superhydrophobic cotton textiles with flame retardancy[J]. Cellulose, 2016, 23(2): 1471-1480. 6 李幸 工程师 华天科技（昆山）有限公司 陕西科技大学 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第二项发现做出了创造性贡献（即是第5篇代表性论文的作者）。具体贡献如下：（1）根据项目要求展开相关试验；（2）对实验进行相关测试，包括扫描电镜、透射电镜、接触角测试仪、X射线光电子能谱、X射线衍射等等；（3）按照试验结果撰写科技论文；（4）发表科技论文 Fabrication of robust superhydrophobic fabrics based on coating with PVDF/PDMS[J]. RSC Advance, 2016, 6: 84887-84892. 7 邓凌云 工程师 成都市双流区农业农村局 陕西科技大学 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第三项发现做出了创造性贡献（即是第6篇代表性论文的作者）。具体贡献如下：（1）根据项目要求展开相关试验；（2）对实验进行相关测试，包括扫描电镜、透射电镜、接触角测试仪、X射线光电子能谱、X射线衍射等等；（3）按照试验结果撰写科技论文；（4）发表科技论文Fabrication of superhydrophobic aromatic cotton fabrics[J]. RSC Advances, 2016, 6(109): 107364-107369. 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Fabrication of superhydrophobic cotton textiles with flame retardancy/ Cellulose/ Chao-Hua Xue*, Lin Zhang, Pengbo Wei, and Shun-Tian Jia 2 Fabrication of robust superhydrophobic fabrics based on coating with PVDF/PDMS/ RSC Advances/ Chao-Hua Xue*, Xing Li, Shun-Tian Jia, Xiao-Jing Guo, and Min Li 3 Fabrication of superhydrophobic aromatic cotton fabrics/RSC Advances/ Chao-Hua Xue*, Ling-Yun Deng, Shun-Tian Jia, and Peng-Bo Wei 4 UV-durable superhydrophobic textiles with UV-shielding properties by introduction of ZnO/SiO2 core/shell nanorods on PET fibers and hydrophobization/ Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects/ Chao-Hua Xue*, Wei Yin, Ping Zhang, Jing Zhang, Peng-Ting Ji, and Shun-Tian Jia 5 二氧化钛溶胶-凝胶法制备含氟超疏水棉织物/ 印染/薛朝华, 贾顺田, 张静 6 Robust, self-healing superhydrophobic fabrics prepared by one-step coating of PDMS and octadecylamine/ Scientific Reports/ Chao-Hua Xue*, Xue Bai, and Shun-Tian Jia 7 Lasting and self-healing superhydrophobic surfaces by coating of polystyrene-SiO2 nanoparticles and polydimethylsiloxane/ Journal of Materials Chemistry A/ Chao-Hua Xue*, Zhi-Dong Zhang, Jing Zhang, and Shun-Tian Jia 8 Surfaces with sustainable superhydrophobicity upon mechanical abrasion/ ACS Applied Materials & Interfaces/ Xue Bai, Chao-Hua Xue*, and Shun-Tian Jia	自然奖	薛朝华,贾顺田,白雪,张治东,章琳,李幸,邓凌云	陕西科技大学	陕西省教育厅
318	2424-101	水轮机调节系统动力学稳定性及控制 项目名称 水轮机调节系统动力学稳定性及控制 推荐/提名单位/人 西北农林科技大学 主要完成单位 西北农林科技大学 项目简介 该项目属于水利水电的基础研究。鉴于欧美国家水力发电系统均出现设备老化、机组振动等问题，其对服役多年水电站改造和升级以提高其服役年限和运行性能。从非线性动力学角度，水力发电系统结构和性能参数等异变性引起运行性能恶化，即为水力发电系统非线性动力演变成为水电站运行性能恶化主要原因。基于上述问题，主要开展两方面研究：（1）水轮机调节系统分数阶动力学稳定性分析：针对系统结构和性能参数等异变引起的稳定性问题，通过引入分数阶阻尼力和水力不平衡力，建立考虑轴系振动影响的水轮机调节系统模型；基于广义哈密顿理论，将其转化为分数阶随机哈密顿模型，从能量耗散与传递角度探究参数异变下系统整体和局部能量特性，进一步逻辑演绎出高维分数阶微分方程组任意两参数通用表达式，给出系统在参数异变情况下的调速器调控范围，该方法有效的控制了由系统结构和性能参数等异变引起的系统动力失稳问题。（2）水轮机调节系统控制及相关理论：鉴于水轮机调节系统非线性、时变性和非最小相位特征，研究其在参数不确定和噪声扰动条件下的滑模变结构，提出一种分数阶多源控制策略，对具有N个节点系统采用比例积分(PI)曲面和饱和函数，减小误差并给出充分条件，创新性地解决了系统多工况切换过程引起的系统抖振问题。最后，采用T-S模糊控制实现整数阶与分数阶非线性系统同步，为分数阶控制系统稳定性理论提供重要支撑。总结上述研究内容，涵盖两方面发现点：（1）综合水力发电系统模型能够合理反应水力发电系统的全局动态特性，既可用于系统全局分析，也可用于系统组成模块的局部分析。（2）分数阶微积分理论在量化各独立子系统在大时间尺度下依赖性与稳定性控制方面上具其独特的优势。总结上述发现点，涵盖两方面科学价值：（1）创造性地将分数阶微积分理论引入到水轮机调节系统稳定性研究中，统一水轮机调节系统和机组轴系系统，拓展了水电站系统稳定性研究的新视角。（2）实现了一类分数阶非线性系统的控制和非线性系统之间的同步与反同步，拓展了水轮机调节系统控制方法，为研究水轮机调节系统稳定性控制提供了新途径。上述成果发表学术论文45篇，其中SCI收录40篇(中科院SCI分区：1区22篇，2区12篇）。作为该项目工作延续，成员新主持国家自然科学基金优秀青年科学基金项目1项和受聘教育部青年长江学者。SCI数据库中他引939次，单篇最高引用83次，3篇入选ESI工程学科前1%高被引论文，牛津大学Moroz教授、美国威斯康星大学Sprott教授和悉尼大学Koprins教授等多所国际知名大学的专家给予积极评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈帝伊 教授 西北农林科技大学 西北农林科技大学 陈帝伊同志作为该项目的第一完成人，负责该项目研究的全过程，提出部分主要新思想、新方法，制定项目研究的总体思路、技术路线和研究方案，完成部分论文撰写工作等。工作重点在水电站系统动力学稳定性分析与控制，非线性动力学分析与控制理论等方面。是代表性论文1-8（见附件1-8）的第一作者或通讯作者。 2 马孝义 教授 西北农林科技大学 西北农林科技大学 马孝义同志作为该项目的第二完成人，指导制订了研究总体思路、技术路线和方案、论文撰写等工作。在非线性控制理论等许多方面做了具体研究工作，是代表性论文1、5、6和8（见附件1、5、6和8）的通讯作者。 3 王斌 副教授 西北农林科技大学 西北农林科技大学 王斌同志是该项目成果的主要完人之一，参与制订了项目研究的总体思路、 技术路线和研究方案、论文撰写等工作。在水轮机调节系统控制理论方面做了许多具体研究，是代表性论文7（见附件7）的第一作者。 4 许贝贝 其他 西北农林科技大学 西北农林科技大学 许贝贝同志负责该项目研究的动力学建模与稳定性分析等。工作重点在高维分数阶水电站系统的稳定性、参数异变的调速器控制、广义哈密顿理论的应用与分析等。对部分创新点有贡献，是代表性论文2-3（见附件2-3）的第一作者，代表性论文4（见附件4）的第三作者。 5 张浩 其他 西北农林科技大学 西北农林科技大学 张浩同志负责该项目研究的瞬态建模与验证。工作重点在瞬态过程水电站系统的稳定性分析、安全高效调控等方面。对部分创新点有贡献，是代表性论文4（见附件4）的第一作者，代表性论文3（见附件3）的第三作者。 6 把多铎 教授 西北农林科技大学 西北农林科技大学 把多铎同志是该项目成果的主要完成人之一，参与制订了项目研究的总体思路、技术路线和研究方案、论文撰写等工作。在水轮机调节系统的非线性建模与工程稳定性等方面做了许多具体研究工作，是代表性论文6（见附件6）的第五作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Nonlinear dynamical analysis of hydro-turbine governing system with a surge tank/ Applied Mathematical Modelling/ Chen Diyi;Ding Cong; Ma Xiaoyi; Yuan Pu; Ba Duoduo. 2 Control of a class of fractional-order chaotic systems via sliding mode/ Nonlinear Dynamics/ Chen Diyi; Liu Yuxiao; Ma Xiaoyi; Zhang Runfan. 3 Hamiltonian modeling of multi-hydro-turbine governing systems with sharing common penstock and dynamic analyses under shock load/ Energy Conversion and Management/ Xu Beibei; Wang Feifei; Chen Diyi. 4 Dynamic analysis and modeling of a novel fractional-order hydro-turbine-generator unit/ Nonlinear Dynamics/ Xu Beibei; Chen Diyi; Zhang Hao. 5 Nonlinear modeling and dynamic analysis of hydro-turbine governing system in the process of load rejection transient/ Energy Conversion and Management/ Zhang Hao; Chen Diyi; Xu Beibei; Wang Feifei. 6 Modeling, nonlinear dynamical analysis of a novel power system with random wind power and it's control/ Energy/ Chen Diyi; Liu Si; Ma Xiaoyi. 7 Takagi-Sugeno fuzzy control for a wide class of fractional-order chaotic systems with uncertain parameters via linear matrix inequality/ Journal of Vibration and Control/ Wang Bin; Xue Jianyi; Chen Diyi. 8 水轮机调节系统的混沌现象分析及控制/中国电机工程学报/陈帝伊; 杨朋超; 马孝义; 孙在涛.	自然奖	陈帝伊,马孝义,王斌,许贝贝,张浩,把多铎	西北农林科技大学	西北农林科技大学
319	2425-101	雌雄激素阴阳属性及循期阴阳序贯疗法改善卵巢功能的机制 项目名称 雌雄激素阴阳属性及循期阴阳序贯疗法改善卵巢功能的机制 推荐/提名单位/人 陕西省教育厅 主要完成单位 陕西中医药大学 项目简介 卵巢早衰（POF）指女性在40岁以前因卵巢卵泡耗竭引起闭经、不孕、雌激素过少等临床症状。发病率为1%～3%，呈逐年升高且低龄化趋势，严重影响女性生殖及身心健康。随着国家二胎政策实施，许多年轻女性虽处于生育年龄，但生殖功能低于同龄正常水平。西医学治疗POF主要采用激素替代疗法，但有患乳腺癌、子宫内膜癌等疾病风险。本项目从2007年开始，根据“肾主生殖”及“阴阳学说”，对月经周期阴阳转换规律与性激素周期性产生进行了关联性研究，创造性提出了循期阴阳序贯疗法，证实了循期阴阳序贯疗法改善卵巢功能的有效性。重要科学发现如下：1.根据“阴阳学说”及雌雄激素交叉代谢，创新性提出了雌激素属阴、雄激素属阳的学术观点。①发现了雌雄激素峰值与阴阳消长在时相上的高度趋同性。②发现了雌雄激素生物合成的交叉性与阴阳互根和阴阳转化在内涵上的高度一致性。③发现了基础体温前低后高“双相性”与中医学“阴长阳消-重阴转阳-阳长阴消”阴阳转换规律高度相似性。④首次创造性提出了“雌激素属阴性、雄激素属阳性”。与《本草纲目》“天人相应”中“女子，阴类也”极其相似。为治疗POF临证思路奠定了理论基础。代表论文1、2、62.根据月经周期“阴阳转换学说”，首次提出了“循期阴阳序贯疗法”，改善卵巢功能。经后期为阴长阳消期,排卵期为重阴转阳期，经前期为阳长阴消期。循期阴阳序贯疗法是遵循月经周期各阶段阴阳消长、转化的特点，因势利导，调理阴阳，推动月经周期的正常转化，达到调节月经周期的目的。遵循周期分别在经后期滋补肾阴、经前期温补肾阳治疗。实验及临床研究为该法疗效提供了可靠的效应依据。代表论文3.4.83.首次提出生育期女性癌症患者在化疗前，早期给予循期阴阳序贯疗法以保护卵巢生育功能。动物实验用该法早期干预能明显逆转化疗致POF的危害，化疗同步给予也能阻断或延缓POF发生发展。证明了“未病先防”的科学性，揭示了“补肾促生殖”的分子生物学机制。代表论文7。4.从VEGF蛋白表达，创造性提出了卵巢血流灌注与中医“任脉通、太冲脉盛，月事以时下”的关联性。动物实验表明，循期阴阳序贯疗法能明显提高大鼠卵巢组织VEGFmＲNA的表达水平，明显改善卵巢微循环，提高卵巢储备功能。揭示了“任脉通、太冲脉盛，月事以时下”的科学内涵，为治疗POF提供了科学依据。代表论文55.创造性地将中医望诊延伸到病理和生化层面，将子宫内膜厚度及性激素水平纳入中医辨证论治指征。首次发现了阴虚证者雌激素低、子宫内膜薄，阳虚证者雄激素低、子宫内膜厚。阴虚当采用循期阴阳序贯疗法先补阴后补阳，阳虚当先补阳温通，再行循期阴阳序贯疗法。代表论文6本项目经过近10年潜心研究，发表论文13篇，会议交流论文6篇，研究生毕业论文12篇。在CNKI中总下载次数3927次，总引用次数166次。8篇代表论文下载次数2131次，引用次数128次。参加了中华中医药学会第九次、第十次、第十二次、第十五次全国中医妇科学术会报告交流，并荣获优秀论文奖。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 崔晓萍 教授 陕西中医药大学 陕西中医药大学 是本项目第一完成者和学术观点及研究方案的提出者，对《重要科学发现》第1、2、3、4、5项作出了创造性贡献。根据“阴阳学说”及雌雄激素交叉代谢，创新性提出了雌激素属阴、雄激素属阳的观点；首次提出了“循期阴阳序贯疗法”，改善卵巢功能；首次提出生育期女性癌症患者在化疗前，早期给予循期阴阳序贯疗法以保护卵巢生育功能；从VEGF蛋白表达，创造性提出了卵巢血流灌注与中医“任脉通、太冲脉盛，月事以时下”的关联性；创造性地将中医望诊延伸到病理和生化层面，将子宫内膜厚度及性激素水平纳入中医辨证论治指征。负责本项目临床和实验研究及全部论文工作，是1、2、3、4、5、6篇代表性论文第一作者，是7、8篇代表性论文的指导者。 2 苏燕 初级 山东菏泽市中医医院 陕西中医药大学 苏燕是本项目的第二完成者，是第7篇代表性论文的第一作者，第6篇代表性论文的第三作者，参与完成了“循期阴阳序贯疗法对化疗致 POF 大鼠卵巢 VEGF 表达影响”的实验研究，以化疗药物环磷酰胺致POF大鼠为模型，在POF大鼠动情周期的不同时段，分别给予补肾经典方左归丸和右归丸，以大鼠卵巢组织VEGFmRNA表达为切入点，研究了左归丸和右归丸在性周期不同时段保护和恢复卵巢功能的时效差异机制，承担了动物模型建立，药物干预后卵巢VEGF蛋白表达所有原始资料的采集、汇总，并进行统计学分析。从卵巢组织VEGF mRNA的表达水平探讨月经周期“肾阴阳转换说”的科学内涵，进一步揭示中医周期疗法的有效性及科学机制。 3 武淑惠 初级 郑州市中医院 陕西中医药大学 是本项目的第三完成者，是第8篇代表性论文的第一作者。第4、5篇代表性论文的第三作者。参与完成了“循期阴阳序贯疗法对化疗疗法治疗卵巢早衰”的实验及临床研究，对循期阴阳序贯疗法治疗闭经、月经不调、多囊卵巢综合征、卵巢早衰等卵巢功能障碍疾病进行了临床疗效观察，临床研究发现应用循期阴阳序贯疗法治疗卵巢早衰较单纯西药临床效果显著，能调节POF患者的血清内分泌水平，使之FSH水平下降、E2和INHB水平上升，并且改善 POF 患者子宫卵巢血流情况，降低阻力指数（RI）和搏动指数(PI)，升高血流流速(PSV)，从而促进卵泡发育，提高卵巢储备功能，达到治疗卵巢早衰的目的。 4 张勤 初级 西安科技大学 陕西中医药大学 是本项目的第四完成者，是第3篇代表性论文的主要作者。参与完成了“循期阴阳序贯疗法”临床思路的论证工作，根据“经后期为阴长阳消期,排卵期为重阴转阳期,经前期为阳长阴消期”的规律，强调遵循月经周期各阶段阴阳消长、转化的特点,因势利导,调理阴阳,推动月经周期的正常转化,达到调节月经周期的目的。参与完成了临床研究，总结了分别在经后期滋补肾阴、经前期温补肾阳治疗POF的疗效，为临床提供了可靠的效应依据。对临床观察数据进行整理、统计分析后，先后发表课题相关论文数篇，并以此作为硕士学位论文毕业。在研期间，对“循期阴阳序贯疗法”的总结、研究，使得后期申请“循期阴阳序贯疗法”的实验课题时有充足的的材料及前期基础 5 李明霞 中级 陕西省宝鸡市中医医院 陕西中医药大学 是本项目的第五完成者，是第3篇代表性论文的主要作者。参与完成了“循期阴阳序贯疗法”临床思路的论证工作。临床研究发现应用循期阴阳序贯疗法治疗卵巢早衰较单纯西药临床效果显著，中药治疗能够调节月经周期，明显改善患者潮热汗出、烦躁易怒、阴道干涩、腰膝酸软、失眠健忘、乏力心悸等一系列围绝经期症状，提高患者的生活质量。研究发现了循期阴阳序贯疗法具有多系统、多环节、多靶点整体调节的作用，特别是能提高卵巢对促性激素的反应性，进而恢复和改善卵巢功能。 6 李晓丽 中级 山西省中西结合医院 陕西中医药大学 本人从读研究生开始，即有幸参加了导师崔晓萍教授关于循期阴阳序贯疗法防治卵巢早衰的系列课题：2009-2011年，陕西省中医管理局课题《左归丸、右归丸循期阴阳序贯对卵巢早衰前期HPOA、INHB及卵巢储备功能的影响》，参与了课题的研究部分，包括临床调查、数据整理、统计分析等，发表课题相关论文数篇，并作为硕士学位论文毕业。在研期间的一系列研究，均为后期该项目的系列延伸课题打下坚实基础。 7 庆璐 中级 山西省长治市妇幼保健院 陕西中医药大学 是本项目的第7完成者，是第4、5、8篇代表性论文的主要作者。参与完成了“循期阴阳序贯疗法”治疗POF的临床研究工作。临床研究证明循期阴阳序贯疗法能调节POF患者的血清内分泌水平，使之FSH水平下降、E2和INHB水平上升，并且改善 POF 患者子宫卵巢血流情况，降低阻力指数（RI）和搏动指数(PI)，升高血流流速(PSV)，从而促进卵泡发育，提高卵巢储备功能，达到治疗卵巢早衰的目的。研究发现，循期阴阳序贯疗法具有多系统、多环节、多靶点整体调节的作用，特别是能提高卵巢对促性激素的反应性，进而恢复和改善卵巢功能，从而改善女性性功能。通过调整肾－天癸－冲任－胞宫生殖轴的功能，发挥其治疗作用。 8 李莎 中级 陕西中医药大学附属医院 陕西中医药大学 是本项目的第八完成者，是第6、7篇代表性论文的主要作者。参与完成了循期阴阳序贯疗法防治卵巢早衰的系列课题实验研究，包括动物实验、数据整理、统计分析等，发表课题相关论文2篇，并作为硕士学位论文毕业。从2014年国家自然科学基金项目“从卵巢GDF-9、Bcl-2及子宫ERαmRNA表达探讨左右归丸早期逆转化疗致POF的效应机制及时效差异”课题发现：循期阴阳序贯疗法能明显改善POF大鼠一般状态，提高化疗后大鼠体重，恢复其动情周期，能降低血清FSH和LH水平，升高E2水平，并提高子宫组织 ERαmRNA和卵巢组织GDF-9、Bcl-2mRNA的相对表达量，促进卵泡发育、抑制细胞凋亡，能改善子宫和卵巢病理状态，从而改善POF症状。 9 薛瑞霞 中级 山西省新绛县中医院 陕西中医药大学 是本项目的第9完成者，是第6、7篇代表性论文的主要作者。参与完成了循期阴阳序贯疗法防治卵巢早衰的临床及实验研究。研究结果证明了应用环磷酰胺给予大鼠腹腔注射，能使大鼠一般状态如饮食、行为等改变，使大鼠动情周期紊乱，形成血清高促性腺激素和低雌激素症状，子宫和卵巢病理状态等，均和临床上化疗导致 POF 患者症状一致，证实了环磷酰胺作为化疗致动物 POF 模型的可行性和有效性，进一步为化疗致 POF的实验研究提供了可靠的模型方案。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 雌雄激素与中医阴阳及抑郁障碍的相关性研究/陕西中医/崔晓萍,张庆文,陈玉娟,付磊强. 2 抑郁症与性激素及中医阴阳属性的相关性探索/中国中医基础医学杂志/崔晓萍,张庆文 3 循期阴阳序贯疗法改善卵巢早衰前期卵巢储备功能的临床研究思路探讨/陕西中医/崔晓萍,陈蕊,张勤，李明霞. 4 循期阴阳序贯疗法在排卵障碍性疾病中的临床应用/中医杂志/崔晓萍,李晓丽,武淑慧,庆璐. 5 抗卵巢早衰序贯方对POF患者卵巢血流再灌注及卵巢储备能力的影响/陕西中医学院学报/崔晓萍,李晓莉,武淑慧,庆璐 6 卵巢早衰性闭经患者血清性激素水平、内膜厚度与阴虚证、阳虚证关系探讨/陕西中医药大学学报/崔晓萍,李莎,苏燕,薛瑞霞 7 循期阴阳序贯疗法对化疗致POF大鼠卵巢VEGF表达的影响/陕西中医学院学报/苏燕,薛瑞霞,李莎,崔晓萍. 8 崔晓萍教授循期阴阳序贯疗法治疗卵巢早衰/陕西中医学院学报/武淑慧,庆璐,崔晓萍.	自然奖	崔晓萍,苏燕,武淑惠,张勤,李明霞,李晓丽,庆璐,李莎,薛瑞霞	陕西中医药大学	陕西省教育厅
320	2426-101	夹心式功率超声压电陶瓷换能器的研究 项目名称 夹心式功率超声压电陶瓷换能器的研究 推荐/提名单位/人 陕西师范大学 主要完成单位 陕西师范大学 项目简介 随着超声及水声技术的发展，对换能器的辐射功率和作用范围提出了更高的要求。传统的纵向夹心式压电换能器理论是一维的，对大尺寸功率换能器不适应。针对这一问题，本项目开展了两方面的研究工作。首先，提出了一种分析大尺寸纵向夹心式压电换能器耦合振动的解析方法，并对其纵径耦合振动及优化设计进行了研究。其次，研制了一种新型的径向夹心式压电陶瓷换能器并给出了其解析分析理论。该换能器是由厚度极化或者径向极化的压电陶瓷圆管、内部金属圆管以及外部金属圆管在径向方向复合而成。与传统的纵向夹心式压电陶瓷换能器相比，本项目提出的径向夹心式换能器具有一些独特的优点。第一，能够产生二维声辐射，因而扩大了换能器的声波辐射范围。第二，通过适当选择换能器内外金属圆管的材料，不但能够实现换能器的二维大范围声波辐射，还可以实现小范围的声聚焦，达到声能汇聚的目的。本研究的主要创新点及科学发现如下：1.提出了一种分析传统的大尺寸纵向夹心式压电换能器耦合振动的解析方法，并给出了此类换能器的优化设计理论。2.基于平面应力理论，对薄圆管型厚度极化径向夹心式压电换能器进行了研究，得出了换能器径向振动的精确理论及机电等效电路，并对换能器的优化设计进行了系统的理论分析和实验验证。3.基于平面应变理论，对长圆管型径向极化径向夹心式压电换能器进行了研究。首次得出了具有任意壁厚的径向极化压电陶瓷薄圆环及长圆管径向振动的六端机电等效电路，探讨了换能器的共振/反共振频率和有效机电耦合系数等参数与换能器的几何尺寸之间的依赖关系。4.基于耦合振动理论，对粗短圆管型厚度及径向极化径向夹心式压电陶瓷换能器进行了探讨，得出了换能器耦合振动的共振频率方程，探讨了换能器的纵横尺寸比对换能器的径向振动、厚度振动以及耦合振动的影响关系，并对换能器的有效机电耦合系数以及声场分布进行了优化设计。5.基于纵弯振动模式转换及耦合振动理论，提出了一种全方位大功率超声波辐射系统，实现了超声波振动系统的三维全方位超声波辐射。6.基于径向夹心式压电陶瓷换能器，提出了一种径向振动压电陶瓷变压器，得出了变压器的电压比和功率比与其几何尺寸之间的依赖关系，并对其优化设计进行了探讨。 本项目提出的大尺寸纵向夹心式压电陶瓷换能器的耦合振动理论，相对于传统的纵向夹心式压电换能器的一维设计理论是一个创新。提出的径向夹心式大功率压电陶瓷超声换能器具有辐射功率大以及声波作用范围广等优点，可作为水声以及超声技术中的大功率二维声波发射器，在水声技术、超声化学、超声提取、石油开采、污水处理以及中药提取等超声液体处理技术中获得应用。 本项目研究历时10余年，先后获得4项国家自然科学基金的资助，取得了系统的研究成果。在本领域国际著名的SCI期刊上发表论文26篇。出版学术著作2部，其中英文专著1部。8篇代表性论文在 Web of Science他引86次，SCI他引75次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 林书玉 教授 陕西师范大学 陕西师范大学 本完成人对本项目所提出的六项重要发现做出了创造性贡献，是所提交的八篇代表性论文的第一作者及通讯作者。 2 胡静 副教授 陕西师范大学 陕西师范大学 在林书玉教授的指导下,本完成人对项目的第四项和第六项重要发现做出了创造性贡献，是代表性论文6和8的作者，参与了振动系统的数值模拟以及实验测试等工作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Analysis of the sandwich piezoelectric ultrasonic transducerin coupled vibration/J. Acoust. Soc. Am./Lin Shuyu 2 Study on a new type of radial composite piezoelectric ultrasonic transducers in radial vbration/IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control/Lin Shuyu 3 The radial composite piezoelectric ceramic transducer/Sensors and Actuators A:Physical/Lin shuyu 4 An improved cymbal transducer with combined piezoelectric ceramic ring andmetal ring/Sensors and Actuators A: Physical/Lin shuyu 5 Radially sandwiched cylindrical piezoelectric transducer/Smart Mater. Struct./Shuyu Lin, Zhiqiang Fu, Xiaoli Zhang, Yong Wang and Jing Hu 6 A new type of high power composite ultrasonic transducer/Journal of Sound and Vibration/Shuyu Lin, Long Xu,Wenxu Hu 7 Optimization of the performance of the sandwich piezoelectric ultrasonic transducer/J. Acoust. Soc. Am./Lin Shuyu 8 Electromechanical characteristics of piezoelectric ceramic transformers inradial vibration composed of concentric piezoelectric ceramic disk and ring/Smart Mater. Struct./Shuyu Lin, Jing Hu and Zhiqiang Fu	自然奖	林书玉,胡静	陕西师范大学	陕西师范大学
321	2505-101	黄河中上游水系发育与环境变化研究 项目名称 黄河中上游水系发育与环境变化研究 推荐/提名单位/人 兰州大学 主要完成单位 兰州大学 项目简介 申报项目主体属于地理学领域的河流地貌研究方向，核心科学任务是研究水系的形成发育与流域环境变化历史，阐明构造-气候相互作用下流域地貌的演变过程和规律。黄河中上游流经我国两大地貌阶梯，区内构造运动活跃、气候变化显著，是开展水系发育与环境变化研究的理想区域。同时，作为华夏文明的摇篮，黄河水系格局的形成演变、河道泥沙源汇的时空变化以及流域内环境变化，对区域经济社会发展和生态安全有着重要的影响，迫切要求我们对该区水系发育和环境变化的过程、规律和机制进行深入研究。本项目执行前，相关研究主要侧重于各河段形成过程与构造-气候记录的简单对比，而缺乏对流域尺度水系格局演化历史、河道泥沙源汇与冲淤过程的系统研究。 近20年来，项目组围绕黄河中上游水系的形成演化过程、晚新生代气候环境变化以及河流泥沙来源进行了系统的研究工作，主要科学发现包括： （1）重建了黄河中上游水系的发育过程，分析了其演化变迁的驱动机制，提出了河湖系统袭夺重组的黄河发育模式，为世界巨型水系的形成演化提供了新的概念模型和研究范式。 （2）发现在北半球冰盖大幅度增长前的4.6-2.7 Ma间，黄河中上游地区气候趋于冷湿，指出此时段东亚夏季风增强引起降水增加是现代黄河水系形成演化的气候基础。 （3）揭示了不同时空尺度下黄河中上游泥沙特征与源区的差异，定量评估了不同源区对河套段泥沙的贡献率，为区域生态修复、河道治理以及大型水利工程建设提供了理论支撑。 该项目是在国家重点基础研究发展规划项目（973）课题与国家自然科学基金的支持下，以潘保田教授为学术带头人的兰州大学地貌与第四纪环境研究团队长期攻坚克难获得的重要成果之一。除六位主要完成人外，参与工作的还有邬光剑、上官冬辉、徐树建、王杰、李琼、耿豪鹏、曹泊等研究人员。共发表学术论文103篇，其中SCI论文62篇，主要成果发表在Nature Communication、Quaternary Science Reviews、Geology、Earth and Planetary Science Letters、Geophysical Research Letters等国际知名学术期刊，并在Elsevier旗下Global and Planetary Change杂志上联合汇编了一期主题为‘晚新生代河流与环境’的专辑。成果论文他引1837次，其中被SCI杂志他引1172次。8篇代表性论文被他引248次，其中被SCI杂志他引197次，发表在Nature Communications杂志上的论文入选ESI前1%高被引论文。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 潘保田 教授 兰州大学 兰州大学 本研究项目的设计者和实施者。本人对项目主要发现点的第1、2和3点作出了原创性贡献，是代表性论文1、2、3、4、7和8的主要作者。主要研究黄河中上游水系发育与演化过程，提出了河湖系统袭夺重组的黄河发育模式，揭示了黄河水系演化的环境动力背景，阐明了不同时空尺度下黄河中上游风沙与水沙相互作用过程与机制。 2 聂军胜 教授 兰州大学 兰州大学 本研究项目的设计者之一，也是主要组织者和实施者。承担气候与物源研究的野外考察、采样和实验室具体分析工作。本人对项目主要发现点的第2和3点作出了原创性贡献，是代表性论文5、6和7的主要作者。构建了能够区分降水和温度的环境磁学指标，进而揭示了黄河中上游水系演化的气候动力背景，探讨了长时间尺度下黄河上游起源、泥沙输送和黄土高原建造之间的物源宏观空间格局关系。 3 胡振波 副教授 兰州大学 兰州大学 本研究项目的主要组织者和实施者。承担水系发育和演化研究的野外考察、采样和实验室具体分析工作。本人对项目主要发现点的第1点作出了创造性贡献，是代表性论文1、3和4的主要作者。梳理了黄河中上游层状地貌面序列和地质年代框架，重建了水系发育和演化的过程，探讨了黄河中上游形成和演化的驱动机制。 4 胡小飞 副教授 兰州大学 兰州大学 本研究项目的主要组织者和实施者。承担地貌和年代学研究的野外考察、采样和实验室具体分析工作。本人对项目主要发现点的第1点作出了创造性贡献，是代表性论文1、2、3、4和7的主要作者。对比分析了黄河阶地砾石层宇生核素埋藏测年和古地磁测年结果，探讨了影响河流相宇生核素埋藏测年结果的系列参数设置和河流过程。 5 高红山 教授 兰州大学 兰州大学 本研究项目的主要实施者。承担地貌和沉积学研究的野外考察、采样和实验室具体分析工作。本人对项目主要发现点的第1和3点作出了创造性贡献，是代表性论文1的主要作者。构建了中上游贯通的年代学框架，分析了黄河宁夏-内蒙段河道泥沙来源与源区贡献率。 6 管清玉 教授 兰州大学 兰州大学 本研究项目的主要实施者。承担沉积学研究的野外考察、采样和实验室具体分析工作。本人对项目主要发现点的第3点作出了创造性贡献，是代表性论文8的主要作者。分析了黄河宁夏-内蒙段河道泥沙的粒度分布特征与源区贡献率。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Rapid fluvial incision and headward erosion by the Yellow River along the Jinshaan gorge during the past 1.2 Ma as a result of tectonic extension/Quaternary Science Reviews/Hu, Z-B., Pan, B-T., Guo, L-Y., Vandenberghe, J., Liu, X-P., Wang, J-P., Fan, Y-L., Mao, J-W., Gao, H-S., Hu, X-F. 2 Cosmogenic burial ages reveal sediment reservoir dynamics along the Yellow River, China/Geology/Hu, X-F., Kirby E., Pan, B-T., Granger, E.D., Su, H. 3 The approximate age of the planation surface and the incision of the Yellow River/Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology/Pan, B-T., Hu, Z-B., Wang, J-P., Vandenberghe, J., Hu, X-F., Wen, Y-H., Li, Q., Cao, B. 4 A magnetostratigraphic record of landscape development in the eastern Ordos Plateau, China: Transition from Late Miocene and Early Pliocene stacked sedimentation to Late Pliocene and Quaternary uplift and incision by the Yellow River/Geomorphology/Pan, B-T., Hu, Z-B., Wang, J-P., Vandenberghe, J., Hu, X-F. 5 Late Miocene-early Pleistocene paleoclimate history of the Chinese Loess Plateau revealed by remanence unmixing/Geophysical Research Letters/Nie, J-S., Zhang, R., Necula, C., Heslop, D., Liu, Q-S., Gong, L-S., Banerjee, S. 6 Pacific freshening drives Pliocene cooling and Asian monsoon intensification/Scientific Reports/Nie, J-S., Stevens, T., Song, Y-G., King, W. J., Zhang, R., Ji, S-C., Gong, L-S., Cares, D. 7 Loess Plateau storage of Northeastern Tibetan Plateau-drived Yellow River sediment/Nature Communication/Nie, J-S., Stevens, T., Rittner, M., Stockli, D., Garzanti, E., Limonta, M., Bird, A., Andò, S., Vermeesch, P., Saylor, J., Lu, H-Y., Breecker, D., Hu, X-F., Liu, S-P., Resentini, A., Vezzoli, G., Peng, W-B., Carter, A., Ji, S-C., Pan, B-T. 8 Sediment grain-size Characteristics and its source implication in the Ningxia-Inner Mongolia sections on the upper reaches of the Yellow River/Geomorphology/Pan, B-T., Pang, H-L., Zhang, D., Guan, Q-Y., Wang, L., Li, F-Q., Guan, W-Q., Cai, A., Sun, X-Z.	自然奖	潘保田,聂军胜,胡振波,胡小飞,高红山,管清玉	兰州大学	兰州大学
322	2505-102	表界面微纳结构和能量存储的构效关系与调控 项目名称 表界面微纳结构和能量存储的构效关系与调控 推荐/提名单位/人 兰州大学 主要完成单位 兰州大学 项目简介 作为高效的电化学储能器件，锂离子电池和超级电容器已广泛应用于电子设备中。然而，电动汽车、新能源存储、可穿戴智能设备以及航空航天等领域对其能量密度、功率密度、安全性及可穿戴便携性提出了更高的要求。电极材料的表界面结构以及界面上的电化学反应对提高器件的能量密度、功率密度等至关重要。因此，阐明电极材料的表界面效应、以及电荷输运与存储机制是提高电化学储能器件性能的关键科学问题。本项目围绕上述关键科学问题，首先，设计并合成了多种新型结构的电极材料，系统研究了电极的表界面结构对储能器件性能的影响，探索出了能量存储的微观过程与机制；进而，提出了集流体、活性材料和电解液之间的表界面结构与能量存储的构效关系，实现了对器件性能的调控，成功构建出了具备高能量密度、快速充放电能力和稳定循环性能的电化学电极。主要创新点有:（1）设计并制备出多种三维超轻、柔性和高导电的纳米集流体材料，阐明了集流体材质、微纳结构与形貌也是影响电荷输运性能的重要因素之一，并成功优化了活性材料在集流体上的分布和界面结构，实现了电子和离子的快速转移，提升了器件能量密度、倍率性能和循环稳定性。特别是提出了高柔性自支撑三维石墨烯结构，制备出了高性能的柔性超级电容器原型器件，成果发表后引起同行专家的极大关注，目前论文他引次数达785次，被评为“2013中国百篇最具影响国际学术论文”。谢毅院士在Chemical Society Reviews上评价“这种三维石墨烯网络结构具有优异的力学性能，使其非常有希望用于制造柔性储能器件中”。（2）研究了一些典型的新型锂离子电池负极材料，包括转换型的金属氧化物NiO、MnO、Co3O4、Fe3O4、CuO、SnO2，合金型的半导体Si、Ge等。探索了活性材料和集流体的匹配关系，提出了电极材料的表界面结构与能量存储的构效关系。特别是对NiO材料的研究，首次用原位热氧化结合表面纳米改性等技术实现了超高活性材料负载量的获得，构建了牢固、接触良好的集流体/活性材料界面，实现了优异的循环性能和倍率性能。系列成果发表在Journal of Materials Chemistry上，目前有3篇论文他引超过100次，单篇最高他引226次。（3）将结构、界面和性能的构效关系优化后的电极应用于储能器件中，制备出Ge/LCO全电池，充分利用集流体自支撑特性和表界面结构优势，全电池基于正负电极质量的能量密度达到475 Wh/kg，功率密度高达6587 W/kg。直接证明了结构、界面和性能的构效关系优化不仅能够提升电极循环性能还能大幅度提升电池能量密度。同时，提出电池的放电深度控制理论，通过电压窗口调控，大幅度提升了电池的循环性能、库伦效率和能量转换效率，相关技术已被产业界应用。本项目在国家自然科学基金和教育部高校博士点基金资助下，截止2016年，在Adv. Mater.、ACS Nano、Nano Energy等SCI国际学术期刊上发表论文96篇，总被引用4100余次。其中8篇曾入选ESI高被引论文，单篇最高他引785次，入选“中国百篇最具影响国际学术论文”1篇。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 贺德衍 教授 兰州大学 兰州大学 研究项目的主要设计者、组织者和实施者。对主要发现点的第1、2、3点均作出了贡献，是代表性论文2-7的通讯作者。研究项目的主要设计者、组织者和实施者。对主要发现点的第1、2、3点均作出了贡献，是代表性论文2-7的通讯作者。设计制备了多种纳米金属、碳基集流体，阐明了集流体材质、微纳结构与形貌也是影响电荷输运性能的重要因素之一，并成功优化了活性材料在集流体上的分布和界面结构，实现了电子和离子的快速转移及活性材料单位负载量的大幅增加，提升了器件能量密度、倍率性能和循环稳定性。 2 谢二庆 副教授 兰州大学 兰州大学 研究项目的主要组织者，对主要发现点的第1点作出了贡献，是代表性论文1、8的通讯作者。设计并制备出多种三维超轻、柔性和高导电的纳米集流体材料，阐明了集流体材质、微纳结构与形貌也是影响电荷输运性能的重要因素之一，并成功优化了活性材料在集流体上的分布和界面结构，实现了电子和离子的快速转移及活性材料单位负载量的大幅增加，提升了器件能量密度、倍率性能和循环稳定性。 3 何勇民 其他 兰州大学 兰州大学 研究项目的主要实施者。对主要发现点的第1点作出了贡献，是代表性论文1的第一作者。设计并制备出多种三维超轻、柔性和高导电的纳米集流体材料，阐明了集流体材质、微纳结构与形貌也是影响电荷输运性能的重要因素之一。 4 王星辉 教授 福州大学 兰州大学 研究项目的主要实施者。对主要发现点的第2点作出了贡献，是代表性论文2-4的第一作者。设计制备了新型电极结构，成功优化了活性材料在集流体上的分布和界面结构，实现了电子和离子的快速转移及活性材料单位负载量的大幅增加，提升了器件能量密度、倍率性能和循环稳定性。 5 刘德全 副教授 兰州大学 兰州大学 研究项目的主要实施者。对主要发现点的第1点作出了贡献，是代表性论文6的第一作者。设计制备了多种纳米金属集流体，成功优化了活性材料在集流体上的分布和界面结构，实现了电子和离子的快速转移及活性材料单位负载量的大幅增加，提升了器件能量密度、倍率性能和循环稳定性。 6 李秀万 讲师 华侨大学 兰州大学 研究项目的主要实施者。对主要发现点的第1、3点作出了贡献，是代表性论文5、7的第一作者。设计、制备了在氧化钴纳米线阵列表面生长的锗薄膜负极，并应用于全电池，有效证明了结构、界面与性能的构效关系对于性能的提升作用。 7 潘孝军 副教授 兰州大学 兰州大学 研究项目的主要组织者，对主要发现点的第1点作出了贡献，是代表性论文8的通讯作者。设计并制备出多种三维超轻、柔性和高导电的纳米集流体材料，阐明了集流体材质、微纳结构与形貌也是影响电荷输运性能的重要因素之一，并成功优化了活性材料在集流体上的分布和界面结构，实现了电子和离子的快速转移及活性材料单位负载量的大幅增加，提升了器件能量密度、倍率性能和循环稳定性。 8 付玉军 工程师 兰州大学 兰州大学 研究项目的主要实施者。对主要发现点的第1、3作出了贡献，是代表性论文7的合作作者。设计制备了多种纳米金属集流体，成功优化了活性材料在集流体上的分布和界面结构，实现了电子和离子的快速转移及活性材料单位负载量的大幅增加，提升了器件能量密度、倍率性能和循环稳定性。 9 周金元 教授 兰州大学 兰州大学 研究项目的主要组织者，对主要发现点的第1点作出了贡献，是代表性论文8的二作。设计并制备出多种三维超轻、柔性和高导电的纳米集流体材料，阐明了集流体材质、微纳结构与形貌也是影响电荷输运性能的重要因素之一，并成功优化了活性材料在集流体上的分布和界面结构，实现了电子和离子的快速转移及活性材料单位负载量的大幅增加，提升了器件能量密度、倍率性能和循环稳定性。 10 刘奇明 副教授 兰州大学 兰州大学 研究项目的主要实施者。对主要发现点的第2点作出了贡献，是代表性论文2的合作作者。设计制备了多种纳米金属集流体，成功优化了活性材料在集流体上的分布和界面结构，实现了电子和离子的快速转移及活性材料单位负载量的大幅增加，提升了器件能量密度、倍率性能和循环稳定性。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Freestanding Three-Dimensional Graphene/MnO2 Composite Networks As Ultra light and Flexible Supercapacitor Electrodes/ACS Nano/He Yongmin,Chen Wanjun,Li Xiaodong,Zhang Zhenxing,FuJiecai,ZhaoChanghui,Xie, Erqing 2 Nanostructured NiO electrode for high rate Li-ion batteries/J. Mater. Chem./Wang Xinghui, Li Xiuwan, Sun Xiaolei, Li Fei, Liu Qiming, Wang Qi, He Deyan, 3 NiO nanocone array electrode with high capacity and rate capability for Li-ion batteries/J. Mater. Chem./Wang Xinghui, Yang Zhibo, Sun Xiaolei, Li Xiuwan, Wang Desheng, Wang Peng, He Deyan 4 Mesoporous NiO nanosheet networks as high performance anodes for Li ion batteries/J. Mater. Chem. A/Wang Xinghui，Qiao Li，Sun Xiaolei，Li Xiuwan，Hu Duokai，Zhang Qing，He Deyan 5 Interconnected porous MnO nanoflakes for high-performance lithium ion battery anodes/J. Mater. Chem./Li Xiuwan, Li Dan, Qiao Li, Wang Xinghui, Sun Xiaolei, Wang Peng, He Deyan 6 Preparation of nano-networks of MnO2 shell/Ni current collector core for high-performance supercapacitor electrodes/ J. Mater. Chem./Liu Dequan, Wang Qi, Qiao Li, Li Fei, Wang Desheng, Yang Zhibo, He Deyan 7 Highly Flexible Freestanding Porous Carbon Nanofibers for Electrodes Materials of High-Performance All-Carbon Supercapacitors/ACS APPLIED MAZTERIALS&INTERFACES/Liu Ying,Zhou Jinyuan,Chen Lulu, Zhang Peng, Fu Wenbin,Zhao Hao, Ma Yufang,Pan Xiaojun, Zhang Zhengxing, Han Weihua, Xie Erqing 8 Germanium Anode with Excellent Lithium Storage Performance in a Germanium/Lithium-Cobalt Oxide Lithium-Ion Battery/ACS Nano/Li Xiuwan, Yang Zhibo, Fu Yujun, Qiao Li, Li Dan, Yue Hongwei, He Deyan	自然奖	贺德衍,谢二庆,何勇民,王星辉,刘德全,李秀万,潘孝军,付玉军,周金元,刘奇明	兰州大学	兰州大学
323	2505-103	不同环境条件下植物相互作用与物质能量代谢规律及其调控机制 项目名称 不同环境条件下植物相互作用与物质能量代谢规律及其调控机制 推荐/提名单位/人 兰州大学 主要完成单位 兰州大学,浙江大学 项目简介 物质能量代谢是所有生命体的基本属性，是生态系统物质能量流动和循环的基础。植物间相互作用将直接影响植物个体的物质能量代谢与分配，进而影响种群、群落的结构动态以及生态系统的功能服务与稳定性。代谢生态理论(Metabolic Theory of Ecology)体系认为所有生命体的物质能量代谢速率与个体大小的异速比例指数均为一恒定值3/4；并进一步预测了植物种群密度与个体大小间的自疏指数为-4/3，从而否定了传统而经典的-3/2自疏法则(Self-thinning Rule)。然而，许多学者相继对该理论体系的理论预测是否具有普适性均提出了质疑。本项目在国家重大、重点项目和优青、青长等项目支持下，以全球气候变化为背景，以创新性整合植物相互作用理论和代谢生态理论为切入点，综合野外考察、受控实验、理论建模和数据库分析等多种研究手段；探索不同环境条件下植物相互作用、物质能量代谢规律及其调控机制。取得了以下重要成果：（1）揭示了环境胁迫强度及关键因子对植物种群竞争模式和物质能量代谢规律的调控机理，提出了在资源受到限制的情况下，种群密度与个体物质能量代谢速率间的权衡理论；（2）基于植物对邻体的影响域及对称与非对称竞争理论，构建新模型揭示了随环境胁迫强度的增加植物地上、地下相互作用及其物质能量代谢与分配规律，以及调控植被格局动态变化的机理；（3）基于植物几何关系和代谢生态理论，建立了随植物生长或密度的增加植物对光和空间资源从无邻体竞争到激烈竞争的一般性动态竞争模型，并推导出了-4/3自疏法则；（4）建立了草本植物动态生长的一般性模型，并结合植物种群的自疏法则，构建了估算小个体植物种群单位面积生物量产量最大化的最适密度理论体系；（5）基于代谢理论，建立了估算植物整个生长季碳同化效率的理论体系及调控物种多样性分布格局的新理论。上述研究极大地丰富和完善了植物相互作用与代谢生态理论体系，为在植被恢复，农、林、草业生产、生态系统保护与管理以及全球气候变化应对等方面提供新的科学依据、技术支撑和政策咨询（曾为中国科协等部门提供咨询报告）。 本项目野外调查和实验工作主要在我国西北干旱荒漠区和兰州大学试验站完成，其研究成果在PNAS（2篇），Journal of Ecology（国内第一篇）, Oikos, Tree Physiology等著名SCI期刊上发表。8篇代表性论文已被SCI杂志论文正面引用193次，其中SCI他引129次，总他引216次。引用期刊包括Ecology Letters、PNAS等。而且美国著名理论生态学家Grossa and Beckage 于2012年以‘Toward a metabolic scaling theory of crop systems’为题，在PNAS上发表了长达两页的专题评述；在Jounal of Ecology上发表的论文获得该杂志主编Michael Hutchings长段评述，并授予英国生态学会“Young Investigator's Prize”国际奖（国内第一个）。完成项目过程中，主要完成人曾荣获国家“万人计划”领军人才青拔、优青和青长等称号。多次受邀在相关国内外学术会议上做口头报告，在国内外同行中得到广泛关注和好评。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 邓建明 教授 兰州大学 兰州大学 研究项目的设计者、组织者。本人对主要发现点的第1和3作出了创造性贡献，是代表性论文1、4-7的通讯作者。主要是对植物相互作用随环境梯度的变化规律提出了理论预测和实验验证。 2 王根轩 教授 浙江大学 浙江大学 研究项目的设计者、组织者。本人对主要发现点的第1和3作出了创造性贡献，是代表性论文1、4-7的通讯作者。主要是对植物相互作用随环境梯度的变化规律提出了理论预测和实验验证。 3 刘建全 教授 兰州大学 兰州大学 研究项目的组织者。本人对主要发现点的第1作出了创造性贡献，是代表性论文2-4的共同通讯作者。主要是从理论上预测了植物物质能量代谢速率的物种和环境特异性变化规律。 4 冉金枝 讲师 兰州大学 兰州大学 研究项目的实施者。本人对主要发现点的第1作出了创造性贡献，是代表性论文2的共同作者和代表论文3的共同第一作者。主要构建了植物动态竞争的一般性理论模型。 5 戴鑫烽 副研究员 自然资源部第二海洋研究所 浙江大学 研究项目的实施者。本人对主要发现点的第1作出了创造性贡献，是代表性论文5的第一作者。主要构建理论模型预测了植物高和冠层半径与盖度和密度间关系调控了不同环境条件下植物个体大小与密度间的比例关系。 6 贾昕 教授 北京林业大学 浙江大学 研究项目的主要实施者，构建并改进了植物间正负相互作用的影响阈模型，应用该模型预测了不同环境胁迫条件下植物正负相互作用调控植物生长速率以及个体大小与密度间的比例关系和种群空间分布格局，代表性论文6的第一作者。 7 张炜平 副教授 中国农业大学 浙江大学 研究项目的实施者。本人对主要发现点的第1作出了创造性贡献，是代表性论文7的第一作者。主要构建理论模型预测了不同环境胁迫条件下正负相互作用调控植物地上、地下相互作用与物质能量分配规律。 8 王志强 助理研究员 成都大学 兰州大学 研究项目的实施者。本人是代表性论文8的第一作者。主要完成了对估算植物整个生长季碳同化效率的理论预测的检验。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Plant mass–density relationship along a moisture gradient in north‐west China. / Journal of Ecology/ Deng, Jianming, Genxuan Wang, E. Charles Morris, Xiaoping Wei, Dongxiu Li, Baoming Chen, Changming Zhao, Jing Liu, and Yun Wang. 2 Trade-offs between the metabolic rate and population density of plants/ PloS One/ Deng, Jian-Ming, Tao Li, Genxuan Wang, Jing Liu, Zelong Yu, Changming Zhao, Mingfei Ji, Qiang Zhang, and Jianquan Liu. 3 Insights into plant size-density relationships from models and agricultural crops. / Proceedings of the National Academy of Sciences USA / Deng, Jianming, Wenyun Zuo, Zhiqiang Wang, Zhexuan Fan, Mingfei Ji, Genxuan Wang, Jinzhi Ran, Changming Zhao, Jianquan Liua, Karl J. Niklas, Sean T. Hammond, and James H. Brown. 4 Models and tests of optimal density and maximal yield for crop plants. / Proceedings of the National Academy of Sciences USA / Deng, Jianming, Jinzhi Ran, Zhiqiang Wang, Zhexuan Fan, Genxuan Wang, Mingfei Ji, Jing Liu, Yun Wang, Jianquan Liu, and James H. Brown. 5 Plant height–crown radius and canopy coverage–density relationships determine above-ground biomass–density relationship in stressful environments. / Biology Letters / Dai, Xinfeng, Xin Jia, Weiping Zhang, Yanyuan Bai, Junyan Zhang, Yu Wang, and Genxuan Wang. 6 Facilitation can maintain clustered spatial pattern of plant populations during density‐dependent mortality: insights from a zone‐of‐influence model. / Oikos / Jia, Xin, Xinfeng Dai, Zhuxia Shen, Junyan Zhang, and Genxuan Wang. 7 The interplay between above‐and below‐ground plant–plant interactions along an environmental gradient: insights from two‐layer zone‐of‐influence models. / Oikos / Zhang, Weiping, Xin Jia, Christian Damgaard, E. Charles Morris, Yanyuan Bai, Sha Pan, and Genxuan Wang. 8 A theoretical framework for whole-plant carbon assimilation efficiency based on metabolic scaling theory: a test case using Picea seedlings. / Tree Physiology / Wang, Zhiqiang, Mingfei Ji, Jianming Deng, Richard I. Milne, Jinzhi Ran, Qiang Zhang, Zhexuan Fan, Xiaowei Zhang, Jiangtao Li, Heng Huang, Dongliang Cheng and Karl J. Niklas.	自然奖	邓建明,王根轩,刘建全,冉金枝,戴鑫烽,贾昕,张炜平,王志强	兰州大学,浙江大学	兰州大学
324	2514-102	药用真菌对中草药的双向固体发酵作用研究 项目名称 药用真菌对中草药的双向固体发酵作用研究 推荐/提名单位/人 甘肃省教育厅 主要完成单位 河西学院 项目简介 项目“真菌对中草药的双向固体发酵作用研究”采用的技术原理是双向固体发酵技术，即：用药用真菌发酵具有活性成分的药性基质，药性基质提供给真菌菌体大量生长所需的营养，同时通过真菌菌体中的酶而改变药物基质中的原有组织成分，从而产生新的活性成分和新的功能。经发酵后得到的菌质，在增效、扩用、解毒等方面具有更加良好的功用。利用生物转化和双向固体发酵技术可以提高中药有效成分的含量，降低毒性、产生新的物质，有效提高中药的药效，使其增效扩用。该技术日趋成熟，广泛应用于多种中药材的生物转化，它既可以用于单一药物发酵，还可以用于组合药物发酵，甚至可以用药渣作为发酵基质。本项目利用药用真菌对板蓝根和川芎进行双向固体发酵，药用真菌产生的酶作为催化剂，将板蓝根和川芎药材基质中的物质进行转化，提高板蓝根和川芎的药理活性，从而提高其药用价值。研究从发酵菌株的筛选入手，采用三步筛选法，首先把各种药用真菌菌丝体，分别接种在灭菌的板蓝根和川芎粉琼脂培养基上，用菌丝体的生长速度作为筛选指标，选择生长快的菌株。然后将初筛的菌株菌丝体，接种在灭菌的袋装板蓝根、川芎基质上，选择生长速度快的菌株。最后进行决筛，复筛所得菌株发酵产物，通过TLC法测定其中的物质和相关药理药效试验，确定药效好的菌质，发酵的菌株就是决筛的菌株，然后用此菌株发酵药性基质，得到的菌质作为后期研究的材料。后期研究主要测定发酵过程中的物质含量、酶活性以及抑菌方面的试验，研究发酵前后板蓝根和川芎中的物质变化情况和药效的改变。研究发现，在以板蓝根和大青叶为基质的双向发酵过程，通过三步筛选法，得到了3株在板蓝根和大青叶培养基上生长的优势菌株—灵芝11、13和7；在大青叶上生长优势菌株—灵芝2、11和3。通过测定菌质的抑菌圈直径发现，经过灵芝菌发酵的板蓝根和大青叶菌质，抑菌效果比没有经过发酵的药材有了不同程度的提高。TLC结果显示，不同灵芝与板蓝根进行双向固体发酵后均含有靛蓝成分，并且进行发酵后其量较之前有所提高。含灵芝13发酵液的甲醇提取物，TLC检测后发现有新增加的蓝色斑点。在以川芎为基质的双向发酵过程，找到了1株在川芎基质上生长良好的菌株。经过TLC检测发现经过发酵的菌质中物质成分发生了变化，出现了新的物质。通过活血化瘀药效试验，发现菌质中小鼠耳伊文斯蓝表达量较川芎有明显的降低(P<0.05)，凝血时间和止血时间明显延长(P<0.05)，说明发酵的川芎菌质血瘀程度较川芎明显降低。通过双向固体发酵技术，发酵得到的菌质，较原生药材的药效明显提高。在发酵过程蛋白质、多糖和有效成分发生了改变，而且用TLC检测发现了新的物质产生。本研究成果完善了灵芝发酵板蓝根、川芎双向固体发酵技术研究方面的研究，奠定了板蓝根、川芎和灵芝双向固体发酵研究的基础资料，为板蓝根和川芎双向固体发酵中药材的利用开辟新的有效途径，进一步证明双向固体发酵技术在中药开发中具有重要的开发价值和应用前景。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 高慧娟 副教授 河西学院 河西学院 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第一项：药性真菌发酵板蓝根的重大发现中的《双向固体发酵对板蓝根和大青叶抑菌的增效作用初探》，第二项：药性真菌发酵川芎的重大发现的《灵芝发酵川芎产物的抑菌性实验》、《双向固体发酵对川芎活血化瘀的增效作用》和《微生物在中药开发中的应用》做出了创造性贡献，是此篇论文的第一作者。主要对药用真菌发酵板蓝根和川芎的菌株筛选、发酵条件优化、发酵过程中的动态指标测定方面进行研究，得到了在板蓝根、大青叶和川芎不同药性基质中生长良好的灵芝真菌菌株，发酵过程的物质和相关酶都在发生动态变化，说明发酵是一个复杂的生物转化过程。 2 张芬琴 教授 河西学院 河西学院 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第一项：药性真菌发酵板蓝根的重大发现（一）中的《双向固体发酵对板蓝根和大青叶抑菌的增效作用初探》做出了创造性贡献，是此篇论文的通讯作者。本人对药性真菌发酵板蓝根的产物进行TLC色谱分析，发现不同灵芝与板蓝根进行双向固体发酵后均含有靛蓝成分，并且进行发酵后其量较之前有所提高。含灵芝13发酵液的甲醇提取物TLC后发现有蓝色斑点为发酵后新增成分，但具体为何种成分，还需要进一步的探究。 3 刘志芳 副教授 河西学院 河西学院 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第二项：药性真菌发酵川芎的重大发现（四）中的《灵芝发酵川芎产物的抑菌性实验》做出了创造性贡献，是此篇论文的作者之一。本人对药性真菌发酵川芎的产物进行体外抑菌性试验，研究发现，用六种不同溶液的川芎和灵芎菌质提取液对大肠杆菌，金黄色葡萄球菌，枯草芽孢杆菌三种细菌均具有不同程度的抑制作用，其中对枯草芽孢杆菌的抑制效果最好P<0.01。在MIC实验中，对枯草芽孢杆菌的最低抑菌浓度为0.0125g/mL。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 双向固体发酵对板蓝根和大青叶抑菌的增效作用初探/中药材/高慧娟; 刘志芳; 李彩霞; 唐晓燕; 张艳丽; 张芬琴 2 灵芝发酵川芎产物的抑菌性试验/中成药/高慧娟; 景凤; 潘媛; 黄金梅; 曹艳茹; 罗霞; 张芬琴 3 微生物在中药开发中的应用/时珍国医国药/高慧娟; 郑林用; 余梦瑶; 许晓燕; 江南; 王世宽; 罗霞 4 双向固体发酵对川芎活血化瘀的增效作用/时珍国医国药/高慧娟; 余梦瑶; 江南; 魏巍; 王世宽; 罗霞	自然奖	高慧娟,张芬琴,刘志芳	河西学院	甘肃省教育厅
325	2514-103	制种玉米连作障碍产生及有机肥减量替代化肥缓解障碍研究 项目名称 制种玉米连作障碍产生及有机肥减量替代化肥缓解障碍研究 推荐/提名单位/人 甘肃省教育厅 主要完成单位 河西学院 项目简介 主要研究内容、科学发现与观点 本项目紧紧围绕河西走廊制种玉米种子生产连作（1-11年），土壤理化与生物学性状变化特征、病虫害发生规律、土壤重金属富集情况，寻找产生的主要限制生产的障碍因素，并利用糠醛渣、沼渣、牛粪等有机肥源部分替代化肥减量施用，研究其缓解制种玉米连作障碍的效应。 制种玉米连作，在现有施肥模式下，随连作年限增加，土壤物理性状变劣，pH值升高，土壤有机质、全磷、全钾、碱解氮、速效钾均呈现先增后降趋势，速效磷含量增加，总体水平偏高。不同土类间（灌漠土、灌淤旱耕人为土、盐积潮湿变性土）养分变化稍有差异。随连作年限增加，土壤脲酶活性先升后降，蔗糖酶活性先降后升，其它酶活性动态变化，土壤养分代谢能力下降，土壤有害物质含量增加。现有施肥模式下，土壤中铜、锌、锰、铁、铅与铬6种金属均没有超标，但土壤重金属镉严重超标，制种玉米对重金属富集能力较低，应调整施肥模式以进行种子安全生产。制种玉米长期连作，使过去严重发生病害进一步加重，过去零星发生病害，逐渐上升为主要病害，过去没有发生的病害，也逐年增加。特别叶部侵染性病害发生种类，病原数量巨大，多种病原复合侵染，多种病害叠加出现。玉米叶部侵染性病害病原种类52种，其中真菌病原44种，细菌病原2种，病毒病原6种，侵染引起33种玉米叶部病害，不同生育期病害发生率不同，大喇叭口期是制种玉米叶部侵染性病害病原种类数量高峰期，随连作年限增加，根腐、茎腐病发病趋势增加，几种新型病害如弯孢菌叶斑病出现。糠醛渣、沼渣、牛粪配施化肥减量施用可以有效改善土壤物理性状，土壤养分含量增加；土壤pH改善，土壤酶活增加，土壤生物学性状提高，土壤养分吸收转化能力增强，有害物质的清除能力增加，有利于土壤中养分的利用与循环，其中糠醛渣对土壤改善效应较沼渣强。但几种有机肥源长期施用导致土壤重金属的可及性增加，重金属累积度增加，重金属镉富集，增加了石灰性土壤种子生产的风险性，因此施用过程中应加强对重金属来源的检测。 自2010-2016年以来，本项目共发表论文36篇，其中SCI二区论文2篇，获得省部级一、二、三等奖项6项，授权发明专利2项，申请发明专利4项，7篇代表性论文的引文次数为68次，平均每篇引用率为9.7次，个别单篇引用率达27次。作为长期定位试验，本项目研究对象明确，区位优势明确，产业特色鲜明，而有机肥源减量替代化肥效应符合国家农业可持续发展的政策及土地质量管理良性循环的要求，需要在产业化进程中加以推广。 本项目获得的研究结论得到相关领域同行认可与赞同，认为其对长期连作过程障碍因子产生现状及采用有机肥源部分替代化肥缓解连作障碍发生起到了相应的指导作用，具有学习与借鉴的价值，可以将其成果在生产上加以利用。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 赵芸晨 教授 河西学院 河西学院 本人对重要发现一、二、四、十一、十二做出重要贡献，完成代表性论文1、2、3、4的研究内容的方案设计、数据获取及论文的撰写、投稿工作。通过研究获得制种玉米长期连作产生的主要障碍因子，土壤物理及化学性状的变化特征，重金属的富集及累积情况。并通过有机肥源牛粪，糠醛渣与沼渣减量替代化肥施用，使土壤物理性状、养分含量改善，种子产量增加。但研究发现有机肥源施用会引起土壤微量元素锌缺乏，土壤重金属镉超标，重金属可及性增加，而制种玉米对重金属的富集度较低，所以在以糠醛渣做为潜在有机肥源时，需注意其生态安全。其他研究者可通过所获得的研究结果对连作过程产生的障碍因子对照防止，而且能够寻找新型有机肥源替代化肥。 2 陈广泉 教授 河西学院 河西学院 本人对重要发现五、六、七、八做出突出贡献，完成代表性专著7、论文8研究。针对制种玉米连作，病害发生类型、主要病原菌、田间病害症状、不同发病期发病率进行研究。通过研究对制种玉米叶部侵染性病害发生规律，真菌、细菌、病毒病原菌数量的多少，侵染能引起的叶部病害种类进行了详细的阐述，指明制种玉米叶部病害主要为真菌性病原菌侵染，且叶斑病、顶腐病、褐斑病做为河西走廊制种玉米发生的主要病害，危害性逐年增加，发病率逐年加重，带来的经济损失也逐年加重。通过本人的研究成果，在制种玉米生产过程中能够按图索骥，观察田间症状，查找相关病害发生现象，或者通过病原微生物的检测，提前预防病害发生，从而减少在制种过程中的巨大损失。 3 肖占文 教授 河西学院 河西学院 本人主要对重要发现二、三、四、九做出突出贡献，针对代表性论文3、5、6的相关研究思路进行了设计，研究与实施，对玉米制种过程中除土壤因素之外的相关影响因子一一进行了排除。并提出有效的保证项目研究正常进行的高产栽培的技术手段，对研究结论进行了对比分析，对论文的撰写与投稿做出相应贡献。 4 邢会琴 副教授 河西学院 河西学院 本人主要对重要发现九做出突出贡献，设计并进行了代表性文章5的研究工作。对制种玉米连作过程土壤总微生物数量的变化进行了研究。通过研究发现连作年限增加，耕层土壤中细菌呈递减趋势，真菌呈增加趋势，放线菌数量先增后减，制种玉米连作土壤微生物结构失衡，有益微生物数量减少，而真菌数量随连作年限的增加而增加，土壤真菌化现象严重，积累了大量植物病原菌，造成土壤主要养分减少，病害发生严重。通过本研究，可以使其他研究者了解制种玉米生产过程中不同类型微生物数量的变化，了解主要致病菌的种类，土壤中微生物结构的变化特征，从而达到提前预防的效果。 5 程红玉 副教授 河西学院 河西学院 本人对重要发现二、三做出了突出贡献，完成代表性文章6的研究工作。主要对不同土类（灌淤旱耕人为土、盐积潮湿变性土）长期制种玉米连作过程的养分特征及酶活性进行了研究。研究发现：制种玉米连作，有机质含量先降后增，速效磷含量先增后降，均在连作第5年达到最大值，土壤速效钾消耗量大，pH值升高，碱解氮含量持续增加，制种玉米连作导致土壤氮素富集，钾素消耗，土壤脲酶活性先升后降，土壤蔗糖酶活性先降后升，过氧化氢酶上升，土壤养分的代谢能力减弱，清除有害物质的酶活性升高。通过本研究，可以使其他研究者在其他不同类型土壤及不同作物连作过程中的养分特征及酶活性进行有针对性的研究，并针对不同土类间进行对比。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Effects of long-term cattle manure application on soil properties and heavy metals in corn seed production in Northwest China/Environmentsl Science and Polluition Research/ Yunchen Zhao, Zhibin Yan, Jiahai Qin, Zhanwen Xiao 2 The potential of residues of furfural and biogas as calcareous soil amendments for corn seed production/ Environmental Science and pollution research/ Yunchen Zhao, Zhibin Yan, Jiahai Qin, Zhijun Ma, Youfu Zhang, Li Zhang 3 长期定点施肥对制种玉米土壤理化性状及重金属含量的影响/水土保持学报/赵芸晨，秦嘉海，肖占文， 徐琳 4 糠醛渣、沼渣与化肥配施对制种玉米田理化性质和酶活性的影响/水土保持学报/赵芸晨，秦嘉海，肖占文，张强 5 玉米连作对土壤微生物和土壤主要养分的影响/草业科学/邢会琴,肖占文,闫吉智,马建仓,孟嫣 6 连作对玉米制种田土壤养分和土壤酶活性的影响/土壤/程红玉,肖占文,秦嘉海,王瑞 7 河西走廊玉米制种田病虫草害发生与综合防治技术/中国林业出版社/陈广泉，王廷三，张勇，张宏伟，何效功，胡小明 8 河西走廊制种玉米生育中后期叶部真菌病害诊断与病原初步鉴定/玉米科学/陈广泉,闫治斌,陈占伟,郑天翔,邢会琴,张建朝,费永祥	自然奖	赵芸晨,陈广泉,肖占文,邢会琴,程红玉	河西学院	甘肃省教育厅
326	2514-105	环保型缓蚀剂及燃料电池中高效金属催化剂的设计与应用 项目名称 环保型缓蚀剂及燃料电池中高效金属催化剂的设计与应用 推荐/提名单位/人 甘肃省教育厅 主要完成单位 河西学院 项目简介 1.主要内容:首先运用量子化学密度泛函理论研究Re、Ta、W、CrO2等过渡金属或过渡金属氧化物对小分子物质（N2O、CO、CS2等）中常见化学键的活性作用，并与直接甲醇燃料电池（DMFC）中铂（Pt）催化剂的催化活性相比较，从理论上解释了Pt催化剂的催化活性的本质。其次，由于载体在催化剂的催化活性中起到不可忽视的作用，因此本项目选取了常见的碳载体——碳纳米管（CNT）。通过改性CNT载体，进而设计出高效的电极催化剂。在对过渡金属离子活化含氮分子的研究基础上，开发了几种含氮缓蚀剂，分析缓蚀剂缓蚀作用不同的原因，力求开发出高效、环保的缓蚀剂，减缓含酸试剂中Fe的腐蚀速率。解决大气污染物催化降解的理论问题和铁的缓蚀问题。2.发现点及创新点:本项目中所涉及到的小分子活化反应，采用“两态反应”机理进行研究，对Poli近期提出的过渡金属催化机理的“自旋加速”新观点从理论上给出了解释和理论验证。目前关于改性碳纳米管对金属的催化性质分析主要在实验中尝试完成，无法做到特定反应下对催化剂的高效筛选。理论上设计出高活性、高稳定性的改性碳纳米管载体催化剂材料，为燃料电池电极催化剂的研究提供坚实的理论基础。同时通过理论化学计算预算缓蚀剂的缓释效果，为缓蚀剂的开发、设计提供了一种新的方法，节省实验材料，降低污染。理论与实验相结合，运用可靠的理论设计高效电催化剂，让理论为实验服务并指导实验；在缓蚀剂的开发上，由于有理论的指导，缩短了实验次数，可自主设计高效的缓蚀剂。3.科学价值：理解金属活化未经修饰或修饰的碳纳米管表面的机制，设计出针对燃料电池电化学反应高效的此类催化剂，为实验和工程科学合理设计高效、稳定性好的新型催化剂提供了广阔的理论基础。4.同行应用评价情况:高效电催化剂理论设计方面的论文被Savagatrup、Li、Zhang等人引用在Angew. Chem.（if=12.843）、Journal of Power Sources（if=6.946）、Journal of Catalysis（if=6.759）Carbon（if=6.198）等杂志上。其中Journal of Power Sources和Journal of Catalysis两篇杂志都明确对我们文中提到的理论给予了肯定；Carbon中提到“It is reported that heteroatom doping could modify the local bonding environment and electron distribution of the carbon materials surface and hence enhance the reactivity and electronic conductivity”；Chemistry A European Journal 中提到“A theoretical study by Wang at al. indicated that the strong orbital hybridization between d orbitals of platinum atoms and p orbitals of boron atoms could account for their enhanced chemical bonding”；实验方面缓蚀剂的应用被堵锡华、钱建华等在化学通报、高分子学报等杂志上引用，其中化学通报中提到“工业生产中常常要进行酸洗除垢、酸化采油等，各种酸对金属均有腐蚀作用，尤其是无机酸最严重” 。这些都是对我们工作的肯定。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 王清云 副教授 河西学院 河西学院 以分子轨道理论、过渡态理论和量子力学等理论为基础，运用第一性原理在理论上计算模拟了过渡金属催化气体小分子（例如：CH3OH、N2O、CO、CS2等）的反应机理，通过对催化剂结构和反应过程能量转化等的量子化学计算，在分子水平上阐明催化过程本质并指导催化剂的优化设计。主要完成项目中相关的理论研究工作，代表论文1-6篇 2 佟永纯 副教授 河西学院 河西学院 完成缓蚀剂的合成及性能测试. 3 徐新建 教授 河西学院 河西学院 完成直接甲醇燃料电池的相关理论计算. 4 曹成 副教授 河西学院 河西学院 主要完成特殊结构缓蚀剂的合成和表征工作. 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Mechanism of methanol oxidation on graphene-supported Pt: defect is better or not? Electrochimica Acta, QingYun Wang, YiHong Ding 2 Theoretical study on the H2S activation by PtCH2+ in the gas phase, Structural Chemistry, QingYun Wang, YongChun Tong, XinJian Xu, YongCheng Wang 3 A theoretical study of the binding mechanisms of atomic platinum on Be-, B-, N-, O-doped (6, 6) single-walled carbon nanotubes, Sturcture Chemistry, QingYun Wang, YongChun Tong, XinJian Xu 4 The adsorption mechanism of platinum on phosphorus-doped single walled carbon nanotube, Computational and Theoretical Chemistry, YongChun Tong, XiaoYong Zhang, XinJian Xu, QingYun Wang* 5 A theoretical view on CrO2+-mediated C–H bond activation in ethane, Journal of Molecular Structure, YongChun Tong, XiaoYong Zhang, QingYun Wang*, XinJian Xu, YongCheng Wang 6 On the catalytic role of Re+ in the oxygen transport activation of N2O by CO, Sturcture Chemistry, QingYun Wang, YongChun Tong, XinJian Xu, YongCheng Wang 7 三种咪唑类药物缓蚀性能的实验与理论研究, 化学研究与应用, 佟永纯*, 王清云, 王龙德, 马银巧 8 HCl溶液中苯并咪唑类化合物对低碳钢的缓蚀性能研究, 化学通报，王清云, 佟永纯, 曹成, 郭永文	自然奖	王清云,佟永纯,徐新建,曹成	河西学院	甘肃省教育厅
327	2554-101	高原鼠兔体细胞中精子特异性乳酸脱氢酶基因的表达及其生理功能 项目名称 高原鼠兔体细胞中精子特异性乳酸脱氢酶基因的表达及其生理功能 推荐/提名单位/人 青海省教育厅 主要完成单位 青海大学 项目简介 精子特异性乳酸脱氢酶（Sperm-specific lactate dehydrogenase, LDH-C4）是一种乳酸脱氢酶同工酶，催化丙酮酸与乳酸之间的相互转化。高原鼠兔（Ochotona Curzniac）是一种世居青藏高原的土著高山动物，对低氧环境具有很强的耐受性，在长期进化过程中形成了一系列适应高原低氧环境的生理机制。本项目之前的研究表明，精子特异性乳酸脱氢酶基因（Testis-specific lactate dehydrogenase gene, Ldh-c）只在哺乳动物和鸟类的睾丸和精子以及部分肿瘤细胞中表达，正常体细胞中不表达。依据我们的前期研究基础和前人的研究结果，我们认为Ldh-c不仅在高原鼠兔精子中表达，而且在体细胞中也广泛表达；Ldh-c在高原鼠兔体细胞中广泛表达，可能有利于高原鼠兔在低氧环境中维持较高的能量代谢水平，增强对低氧环境的适应能力。在本项目中，我们通过分子克隆方法在高原鼠兔体细胞测定Ldh-a，Ldh-b，Ldh-c的序列；通过原核表达系统分离纯化高原鼠兔LDH-C4，用活性染色法确定LDH-C4在高原鼠兔体细胞乳酸脱氢酶同工酶谱中的位置；应用Western Blotting和免疫组织化学方法研究了LDHC在高原鼠兔体细胞和睾丸组织细胞中的分布；通过构建高原鼠兔Ldh-a、Ldh-b和Ldh-c基因的原核表达系统，分离纯化具有乳酸脱氢酶活性的LDH-A4、LDH-B4和LDH-C4，比较研究了它们的酶促动力学特征；应用LDH-C4特异性抑制剂和基因沉默的方法研究LDH-C4对高原鼠兔耐缺氧的作用及生理机制。通过本项目研究，发现精子特异性乳酸脱氢酶基因（Ldh-c）在高原鼠兔体细胞中表达。高原鼠兔精子特异性乳酸脱氢酶（LDH-C4）对丙酮酸的亲和力高，而且不易被高浓度乳酸抑制，有利于糖酵解的进行。高原鼠兔精子特异性乳酸脱氢酶（LDH-C4）通过提高骨骼肌中糖酵解的水平和ATP的生成速率，从而提高高原鼠兔在低氧条件下快速运动的能力。在项目实施过程中，发表论文共12篇，其中SCI收录6篇。发表论文被国际期刊共引用19次。结合项目研究，共培养研究生10人，其中博士3人，硕士7人。资助研究生共参加学术交流36人次。2名博士生获得了国家奖学金，1名博士生获得了宝钢奖学金，2名研究生获得优秀学位论文，在《第五届中国西部动物学术研讨会》中1名博士生和1名硕士生分别获得优秀研究生报告特等奖和优秀研究生报告一等奖。2015年5月15日，委托“青海省科技查新检索咨询中心”对本项目进行国际国内查新，查新结论为“精子特异性乳酸脱氢酶基因在高原鼠兔体细胞中的表达、酶促动力学研究以及生理作用机理的研究，国际国内未见文献报道”。2015年7月10日，青海省科技厅组织专家对项目研究进行成果评价，成果达到国际先进水平。通过本项目研究，在国际上首次报道了Ldh-c不仅在高原鼠兔精子中表达，而且在其体细胞中也表达；阐明了高原鼠兔LDH-C4的酶促动力学特征及其在体细胞中的表达增强了高原鼠兔适应高海拔低氧环境的生理学机制，进一步丰富了物种适应低氧环境的特异性和多样性理论。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 魏登邦 教授 青海大学 青海大学 本人在前期研究过程中发现了高原鼠兔体细胞中乳酸脱氢酶同工酶具有6条带，经查阅文献，与精子中乳酸脱氢酶同工酶谱的对比，初步认为其中一条带为精子特异性乳酸脱氢酶（LDH-C4）。为了确认体细胞中LDH-C4的位置、LDH-C4的动力学特征、LDH-C4在体细胞中表达对高原鼠兔适应的作用及其提高高原鼠兔适应低氧能力的作用机理，本人凝练了科学问题，围绕科学问题设计了每一个实验技术方案，组织申报了项目。项目中动物采样、处理、样品前处理，实验过程指导，数据分析，论文写作和修改均是由本人全程参与和指导下完成，所有发表文章，本人均为责任作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Differences in physiological adaptive strategies to hypoxic environments in plateau zokor and plateau pika. Science (suppl). Wei DB, Wang DW, Wei L, Ma BY. 2 Enzymatic kinetic properties of the lactate dehydrogenase isoenzyme C4 of the plateau pika (Ochotona curzoniae). International Journal of Molecular Sciences. Wang Y, Wei L, Wei DB, Li X, Xu LN, Wei LN. 3 Testis-specific lactate dehydrogenase (LDH-C4) in skeletal muscle enhances a pika’s sprint-running capacity in hypoxic environment. International Journal of Environmental Research and Public Health. Wang Y, Wei L, Wei DB, Li X, Xu LN, Wei LN. 4 高原鼠兔肝中Ldh-c基因的表达及其对无氧糖酵解水平的影响. 动物学杂志. 魏琳娜，魏莲，汪洋，李筱，许利娜，魏登邦. 5 高原鼠兔心脏中Ldh-c基因的表达及其对无氧糖酵解水平的影响. 生理学报. 李筱，魏莲，汪洋，许利娜，魏琳娜，魏登邦. 6 Effect of hypoxia on Ldh-c expression in somatic cells of plateau pika. International Journal of Environmental Research and Public Health. Wei DB, Wei LN, Li X, Wang Y, Wei L. 7 高原鼠兔血清中N-isopropyl oxamate的RP-HPLC检测方法的建立. 中国应用生理学杂志. 汪洋，魏莲，魏琳娜，李筱，许利娜，魏登邦. 8 Testis-specific lactate dehydrogenase is expressed in somatic tissues of plateau pikas. FEBS Open Bio. Wang DW, Wei L, Wei DB, Rao XF, Qi XZ, Wang XJ, Ma BY.	自然奖	魏登邦	青海大学	青海省教育厅
328	2554-102	青海湖周边防治沙漠化石膏基固沙植生复合材料研究与应用 项目名称 青海湖周边防治沙漠化石膏基固沙植生复合材料研究与应用 推荐/提名单位/人 青海省教育厅 主要完成单位 青海大学 项目简介 青海湖的沙漠固化技术，一直是青海省政府和施工部门高度关注的问题。现在采取的措施，主要是生物固沙和物理固沙两种。生物固沙就是在沙丘上栽种林木丛草等植物以阻止流沙移动，物理固沙主要是在青海湖周边沙漠上埋入秸秆或者石块等障碍物，或者水泥土墩等构体，阻止流沙向湖内和公路移动。在青藏高原，植物生长速度非常缓慢，种植的生物随着沙丘的移动而死亡，单纯生物固沙几乎不可行；以近距离沙障为主的物理固沙方法，成本高，只能在50米左右的近距离内发挥作用,2-5年就会被淹没填平，有效时间短。无机物尤其是接近自然的石膏及石膏沙子细粉和粘土的胶凝材料，被期待着发挥作用，青海具有丰富廉价的石膏资源，课题组在前期已经获得2项发明专利技术，包括《沙漠地区防沙固沙植生的方法》，专利号（ZL200810008732.X）(见附件26)，《一种用石膏复合材料固沙植生的方法》，专利号（ZL20071008853517）(见附件27)的基础上， 利用半水或无水石膏的特性研究开发固沙植生复合材料在青藏高原青海湖周边沙漠化治理研究和应用。本课题针对青海湖的高原特殊环境，开发了高性能低成本的无机石膏基复合材料，选择无水石膏或半水石膏为主凝固材料，以沙子为凝固载体，合理添加辅助材料，研究固沙材料的配方和优化。通过对固沙材料性能试验和制备工艺优化研究、固沙材料生物相容性试验、固沙植生结构设计和固沙机理的研究，制备出适合青藏高原气候环境特点的石膏基固沙植生复合材料。该固沙材料性能适合高原环境的气候特点，适合青藏高原生长的生物具有良好的相容性，同时研究青藏高原环境条件下石膏基固沙材料固沙植生机理；设计了适应高原环境条件的固沙植生结构。固沙材料的性能与高原环境条件影响因素方面，固沙材料在高原地区耐久性、强度、抗紫外，孔隙率、保水性方面，石膏基固沙材料与青藏高原生物相容性的研究方面和在高原沙漠地区固沙植生植被的选择性方面取得成就，为青海湖的环境保护和旅游业开发做出贡献。本课题组在项目实施期间发表科技论文8篇以上（见附件1-8），获得授权国家发明专利2项（见附件21,22），实用新型专利2项（见附件23,24）。在青海湖沙漠不同地区选择 500亩左右示范区，效果很好，本项目的研究成果具有显著的社会效益和生态效益，无直接经济效益，效益主要体现在青海湖旅游业收入。2014年青海湖旅游业达到138万人次，旅游总收入达到1.86亿元；2015年青海湖旅游业达到165万人次，旅游总收入达到2.23亿元；2016年青海湖旅游业205万人次，旅游总收入达到2.77亿元。该项目的固沙方法被同行如陶玲引用(见附件14)认为是干旱地区或有风沙危害地区防治沙害，开发利用沙区资源的重要工程手段。该项目对青海省沙漠化治理科学防治，综合防治，高原环境高原环境保护具有重要指导意义。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 铁生年 教授 青海大学 青海大学 全面负责本项目研究和实施。 本人对推荐书《重要科学发现》中所列第1.1项至1.2项，即所列所有项发现均做出了创造性贡献。发表代表性论文8篇（均通讯作者或第一作者），《添加剂对石膏基固沙材料保水性能影响》，《添加剂对石膏基固沙材料力学性能影响》，《保水剂对石膏基固沙材料影响》，《膨润土-聚丙烯酰胺复合吸水保水材料制备及性能研究》，《生态友好型固沙材料制备工艺研究》，《不同保水剂对石膏性能影响》，《石膏基固沙植生相容性材料优化工艺研究》，《石膏基固沙材料耐候性能研究》。授权发明专利2件，授权实用新型专利2项，发明人排名均第1。 2 姜雄 其他 无 青海大学 完成本项目试验研究工作。本人对推荐书《重要科学发现》中所列第1.1.1项，第1.1.2项第1.1.3项，第1.1.4项，第1.1.5项发现做出了创造性贡献。发表论文5篇: 《添加剂对石膏基固沙材料保水性能的影响》（见附件1），《添加剂对石膏基固沙材料力学性能的影响》（见附件2），《保水剂对石膏基固沙材料性能的影响》（见附件3），《膨润土/聚丙烯酰胺复合吸水保水材料的制备及性能研究》（见附件4），《生态友好型固沙材料制备工艺研究》（见附件5），为本项目做了基础性实验研究工作。 3 马晓芳 其他 无 青海大学 完成本项目试验研究工作。本人对推荐书《重要科学发现》中所列第1.2.1项发现做出了创造性贡献。发表论文1篇：《石膏基固沙植生相容性材料优化工艺研究》（见附件7），主要完成了复合材料相容性实验工作的研究。 4 柳馨 其他 青海大学 青海大学 完成本项目的实施和试验研究工作。本人对推荐书《重要科学发现》中所列第1.2.2项发现做出了创造性贡献。发表论文1篇：《石膏基固沙材料耐候性能研究》（见附件8），主要完成以石膏基固沙材料为研究对象，对其固结层的抗冻融、耐老化、抗风蚀、野外应用进行了试验研究。 5 马丽莉 副教授 青海大学 青海大学 完成本项目的实施和试验研究工作。本人对推荐书《重要科学发现》中所列第1.1.6项发现做出了创造性贡献。发表论文1篇：《不同保水剂对石膏性能的影响》（见附件6），主要研究半水石膏中掺入甲基纤维素、羧甲基纤维素、糊精和膨润土四种保水剂后石膏基料浆保水性及凝固件储水性与强度的变化趋势。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 添加剂对石膏基固沙材料力学性能的影响/硅酸盐通报/姜雄; 铁生年 2 保水剂对石膏基固沙材料性能的影响/材料导报/姜雄，铁生年 3 膨润土/聚丙烯酰胺复合吸水保水材料的制备及性能研究/硅酸盐通报/姜雄; 铁生年 4 生态友好型固沙材料制备工艺研究/硅酸盐通报/姜雄; 铁生年 5 添加剂对石膏基固沙材料保水性能的影响/硅酸盐通报/姜雄，铁生年 6 不同保水剂对石膏性能的影响/硅酸盐通报/马丽莉; 铁生年; 姜雄 7 石膏基固沙植生相容性材料优化工艺研究/材料导报/马晓芳，铁生年 8 石膏基固沙材料耐候性能研究/材料导报/铁生年;铁健;柳馨	自然奖	铁生年,姜雄,马晓芳,柳馨,马丽莉	青海大学	青海省教育厅
329	2567-101	岛叶功能及其在癫痫中的作用的基础与临床研究 项目名称 岛叶功能及其在癫痫中的作用的基础与临床研究 推荐/提名单位/人 宁夏回族自治区教育厅 主要完成单位 宁夏医科大学,宁夏医科大学总医院 项目简介 岛叶位于大脑中心区域，功能复杂神秘，长期被忽视。近年，随着功能影像学、光遗传学等先进手段的出现及应用，越来越多的科学家认识到岛叶在多种神经精神类疾病、高级认知功能中起到重要作用，岛叶也成为人类认识脑、开发脑、保护脑的一个关键节点。 癫痫是神经系统常见病，其中“颞叶癫痫”是临床最常见的癫痫类型。近年研究证实，岛叶受累是颞叶癫痫手术治疗失败的一个重要原因。因此，岛叶在难治性癫痫，尤其是在颞叶癫痫中的作用日益受到重视。此外，岛叶区域病变的手术治疗也是神经外科难度最大、最具挑战性的手术之一。深入研究岛叶在癫痫中的作用、岛叶癫痫发生机制，开展岛叶手术学研究，有助于提高难治性癫痫手术的疗效，改善预后。 本项目在国内率先开展了对岛叶显微解剖、白质纤维联系、神经影像学表现、岛叶功能学，以及岛叶癫痫发生机制等系列研究。同时，积极开展累及岛叶区域的各种疾病的临床诊治和临床研究工作，为岛叶癫痫以及脑功能的深入研究奠定了良好基础。 本项目以大量详实的解剖学研究为基础，确定了岛叶的影像学界标，完善了颞干的弥散张量纤维重建方法，提出新的解剖学标志。测量统计了正常成人岛叶的参考值范围。证实岛叶是尼古丁戒断时的信号输出节点，参与了尼古丁成瘾行为。岛叶参与了癫痫所伴发认知功能障碍的发生，并在颞叶癫痫所伴发的恐惧感中起到重要作用。岛叶是心脏自主神经调节的高级中枢，病理性激活可引起脑源性心血管和自主神经功能紊乱。 本项目证实：岛叶皮质具有独立致痫潜能；岛叶是 “岛”而非“岛”，与海马-杏仁核构成一个“灶性复合体”；岛叶广泛的白质联系，构成了岛叶癫痫体系的解剖学与功能学基础。项目充分利用现代神经外科手术工具，将岛叶解剖学、影像学、功能学研究成果应用于临床诊断与手术治疗，显著提高了岛叶手术的安全性和有效性。 本项目是在国家973计划前期研究、国家自然科学基金、宁夏科技攻关等项目的支持下完成的。至 2016年12月31日，出版专著2部，发表学术论文35篇，其中SCI收录论文3篇，CSCD 收录论文16篇，篇代表性成果他引40次。相关研究多次在国际及国内学术会议中进行了专题讲座、大会交流。借助本项目的开展，培养博士研究生1名，硕士研究生16名。本项目整合了宁夏神经科学学科方向、凝聚人才队伍，并促进神经科学研究平台建设，整体提升了宁夏地区神经科学研究水平。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 孙涛 教授 宁夏医科大学 宁夏医科大学 在项目中负责研究总体方案、制定技术路线和协调项目顺利完成。创造性贡献主要有：在国内首次提出：岛叶皮质具有独立致痫潜能；岛叶是“岛”而非“岛”，与海马-杏仁核构成一个“灶性复合体”；岛叶广泛的白质联系，构成了岛叶癫痫体系的解剖学与功能学基础。在临床工作中，充分利用现代神经外科手术工具，将岛叶解剖学、影像学、功能学研究成果应用于临床诊断与手术治疗，显著提高了岛叶手术的安全性和有效性。 本人是支撑项目1、2、3、 4主持人；是专著1.《岛叶癫痫》、2.《神经外科与癫痫》的主编；是代表性论文3、4 、7、 8的通讯作者。 2 王峰 教授 宁夏医科大学 宁夏医科大学 进行岛叶解剖学、影像学研究，确定了岛叶的影像学界标，完善了颞干的弥散张量纤维重建方法，提出新的解剖学标志。证实岛叶参与了癫痫所伴发认知功能障碍的发生，岛叶是心脏自主神经调节的高级中枢，病理性激活可引起脑源性心血管和自主神经功能紊乱。证实岛叶皮质具有独立致痫潜能；岛叶似"岛"而非"岛"，与海马-杏仁核构成一个"灶性复合体"；充分利用现代神经外科手术工具，将岛叶解剖学、影像学、功能学研究成果应用于临床诊断与手术治疗，开展岛叶病变手术治疗，显著提高了岛叶手术的安全性和有效性。 本人是支撑项目1、2、3 、4的参与人；是专著1.《岛叶癫痫》副主编，2.《神经外科与癫痫》主编；是代表性论文3、4 、8的第一作者。 3 刘诤 正高级 宁夏医科大学总医院 宁夏医科大学总医院 参与本成果依托各项项目的研究开展工作，包括 973 计划前期研究专项课题、国家自然科学基金和省级科研项目。在具体研究过程中，负责基础实验到临床手术工作，在2008年-2011年攻读硕士研究生期间，以本项目内容作为自己的课题方向。 本人是专著1.《岛叶癫痫》、2.《神经外科与癫痫》 编委；代表性论文7作者。 4 扈启宽 教授 宁夏医科大学 宁夏医科大学 实验组研究了癫痫大鼠伴发恐惧的特点和机制，结果表明癫痫可加剧动物条件反射性恐惧，其机制可能与岛叶及海马内抑微管装配蛋白（stathmin）表达增高和微管稳定性降低有关。研究结果证实了癫痫与恐惧的关系，丰富了岛叶、海马结构的功能。 本人是专著1.《岛叶癫痫》的编委；是代表性论文5的通讯作者。 5 张庆 教授 宁夏医科大学总医院 宁夏医科大学总医院 在项目中主要负责制定相关技术路线及协助工作，主要进行岛叶解剖学和功能学研究，岛叶并非独立，与周围具有广泛的白质连接，岛叶与海马-杏仁核构成一个复合体，岛叶的功能复杂，研究提供了岛叶癫痫发病的解剖学基础。证实了岛叶皮质具有独有独立的致痫潜能，将岛叶解剖学和功能学的研究结果应用于临床工作，提高了岛叶手术的有效性及安全性。 本人是专著2.《神经外科与癫痫》的编委；是代表性论文6的第一作者。 6 任双来 讲师 宁夏医科大学 宁夏医科大学 在项目中负责子课题的实施，负责电生理检测、脑片膜片钳等工作。本人是专著1.《岛叶癫痫》的编委。 7 顾金海 副教授 宁夏医科大学 宁夏医科大学 在项目中负责子课题的实施，负责动物模型构建、电生理检测等工作。本人是专著1.《岛叶癫痫》的编委。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 岛叶癫痫/人民卫生出版社/孙涛 2 神经外科与癫痫（第二版）/人民卫生出版社/孙涛、王峰 3 Diffusion tensor tractography of the temporal stem on the inferior limiting sulcus/ J Neurosurg /FENG WANG,TAO SUN,XING GANG LI, NA JIA LIU 4 Microsurgical and tractographic anatomical study of insular and transsylvian transinsular approach/ Neurol Sci /Feng Wang,Tao Sun,XinGang Li,HeChun Xia,ZongZheng Li 5 Increased stathmin expression strengthens fear conditioning in epileptic rats/ Biomed Rep/LINNA ZHANG,DANNI FENG, HONG TAO,XIANGYAN DE,QING CHANG, QIKUAN HU 6 Cognitive dysfunction in people with convulsive seizures in rural China/ Epilepsy Behav /Qing Zhang,Ding Ding,Dong Zhou ,Weihong Lin,Qingsheng Wu ,Jixin Sun ,Qianhua Zhao,Wenzhi Wang, Jianzhong Wu ,Shichuo Li, Zhen Hong 7 术中超声辅助神经导航技术切除岛叶胶质瘤/中华神经外科杂志/夏令宝,王峰,刘诤,宋子木,张震,孙涛 8 岛叶病变伴癫痫发作的手术治疗与癫痫预后/中华神经外科杂志/王峰,徐永龙,李宗正,徐军,刘诤,孙涛	自然奖	孙涛,王峰,刘诤,扈启宽,张庆,任双来,顾金海	宁夏医科大学,宁夏医科大学总医院	宁夏回族自治区教育厅
330	2588-101	抑癌基因Smad4-Jab1与胰腺癌发生发展关系的合作研究 项目名称 抑癌基因Smad4-Jab1与胰腺癌发生发展关系的合作研究 推荐/提名单位/人 新疆生产建设兵团教育局 主要完成单位 石河子大学 项目简介 TGF-β、Smad-4、Jab1与胰腺癌的发生发展可能密切相关，但具体关系如何，目前为止国内外研究仍不明确，本研究探讨TGF-β、Smad-4、Jab1三者在胰腺癌发生发展中的关系，进一步确定它们在胰腺癌进程中的作用，将有助于我们进一步研究胰腺癌的发病机制，从而为恶性程度大、病死率高、缺乏有效诊治方法的胰腺癌的治疗方案的开发提供希望和方向。主要包括以下6个方面：（1）Smad4、Jab1在人胰腺癌组织中的蛋白表达。（2）Smad4、Jab1在人胰腺癌组织中的mRNA表达（3）Smad4、Jab1在胰腺癌细胞系中的表达（4）Pearson相关分析评价胰腺癌组织中Smad4与Jab1阳性细胞比例的相关性测定胰腺癌组织切片中Jab1及Smad4染色阳性的细胞的百分比。（5）在胰腺癌细胞系中过度表达Jab1或抑制Jab1的表达，Western blot方法及免疫细胞化学(ICC)染色测定Smad4表达的变化。（6）MTT的方法测定Jab1对TGF-β胰腺癌增殖抑制作用的影响。 本项目的研究成果：（1）通过检测人胰腺癌组织及细胞系中Smad4，Jabl的蛋白及mRNA表达情况，进一步观察过度表达Jabl或抑制Jab1的表达后Smad4表达的变化，发现与正常胰腺组织相比，胰腺癌组织中smad4低表达，Jab1高表达，且Smad4与Jab1表达为负相关关系；胰腺癌细胞中下调Jab1的表达可明显增加Smad4的表达；Jab1能通过抑制TGF-β1途径促进胰腺癌细胞的增殖。（2）本课题发表文章8篇，其中SCI:2篇，中文期刊：6篇，培养研究生2名。且被多篇论文引用，如：研究环氧合酶-2 在血吸虫病大肠癌组织中的表达、姜黄素抗胰腺癌的作用机制等。 专家组的评价：项目结题时，邀请了多名专家进行验收，专家组通过对项目研究成果等进行综合评估，认为本项目为TGF-β在胰腺癌的发病机制提供了一定的理论依据。 应用推广情况： 该项目揭示了TGF-β、Smad-4、Jab1对胰腺癌的发生发展的影响，进一步确定它们在胰腺癌进程中的作用，将有助于我们进一步研究胰腺癌的发病机制，从而对恶性程度大、病死率高、缺乏有效诊治方法的胰腺癌的治疗方案的开发大有裨益。藉此项目而开展的先进技术如病毒包装、质粒构建及细胞感染等，在兵团及大学相关科研单位得以推广及应用，有利于兵团科技人才的培养，兵团科学研究水平的提高。为新疆胰腺癌以及相关性疾病提供基础研究平台，为新疆地方相关疾病的诊断、治疗、防治新技术和新方法研究奠定基础，为疾病的社会预防和治疗服务提供依据，将具有丰厚的经济利益回报和深远的社会意义。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 李军 教授 石河子大学医学院第一附属医院 石河子大学医学院第一附属医院 作为项目主持人，多年关注胰腺癌发生发展研究的进展，积极组织科研人员形成课题组，在本项目的假说的提出、研究背景及立题依据的查阅、研究内容的确立、研究方案的设计、技术方法的选择；具体实验的进行过程中问题的分析及解决方案的提出，实验进展的全盘掌控，实验步骤的具体分工；实验结果的总结及分析等起到决定性作用，并对有关实验的关键技术具有指导作用，对该项目各项任务指标的顺利完成做出了重要贡献,并作为通讯作者及第一作者发表多篇文章。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 环氧合酶 2 抑制剂的抗胰腺癌作用及相关机制 刊名：解剖学报 作者：谷倬宇， 李军，李思源， 肖智伟2，周婷 2 MMP-14 和 COX-2 蛋白在胃癌侵袭转移过程中的表达和关系 刊名：基础医学与临床 作者：谷倬宇，李军，李思源，肖智伟，周 婷 3 MMP-14 和 COX-2 蛋白在胃癌侵袭转移过程中的表达和关系 刊名：世界华人消化杂志 作者：谷倬宇, 李思源, 李 军, 肖智伟, 周 婷 4 姜黄素的抗胰腺癌作用及相关机制研究 刊名：天津医药 作者：谷倬宇，李思源，肖智伟，周婷，李军 5 人胰腺癌细胞与组织Jab1、Smad4蛋白表达及意义 刊名：山东医药 作者：李军，郑勇，田德安，李思源，孙侃 6 Reverse correlation of Jab1 and Smad4 in PANC-1 cells involved in the pathogenesis of pancreatic cance. 刊名：Int J Clin Exp Pathol 作者：Jun Li, Zhuoyu Gu, Siyuan Li, Zhiwei Xiao, Kan Sun 7 Anti-tumor effect and mechanism of cycloo- xygenase-2 inhibitor through matrix metallo- proteinase 14 pathway in PANC-1 cells. 刊名：Int J Clin Exp Pathol 作者：Siyuan Li1, Zhuoyu Gu1, Zhiwei Xiao, Ting Zhou, Jun Li, Kan Sun 8 大黄素通过上调 Smad4 蛋白表达抑制胰腺癌细胞 刊名：解剖学报 作者：肖智伟，李思源，谷倬宇，李 军	自然奖	李军	石河子大学	新疆生产建设兵团教育局
331	7101-103	流域关键水文过程的时空演变及对人类活动的响应规律 项目名称 流域关键水文过程的时空演变及对人类活动的响应规律 推荐/提名单位/人 香港大学 主要完成单位 香港大学,西安交通大学,中国农业大学,清华大学 项目简介 本项目围绕流域关键水文过程的时空演变及对人类活动响应规律的科学难题，多角度地系统研究了华南地区不同流域的干旱、洪水、水土流失、泥沙运动、水流对点面源污染物的运移过程等关键水文过程。项目通过科学创新，提升了模拟及计算能力，从而分析总结出了若干时空演变的规律，并针对人类活动的响应得到了若干重要发现。项目组成员以香港大学为纽带中心，保持着长期的合作关系。项目参与单位包括西安交通大学、中国农业大学与清华大学。通过10多年的探索，项目组获得了一系列的原创成果，共计发表相关SCI论文80篇，论文被SCI他引1100余次，其中8篇代表性论文SCI他引共185次，WOS他引205次。研究成果引起了国内外学者的广泛关注和认同。项目的主要科学创新成果归纳如下：1. 揭示了流域产汇流的时空演变及其对人类活动的响应规律。对于流域的产汇流过程，在月尺度上，即使对于几十万平方公里的大流域，河道汇流对径流波动的影响可以忽略；然而，多年调节水库对月尺度径流过程造成的影响显著。对于多年调节水库，本项目创新性地采用了四个具有实践意义的决策因子（防洪、发电、下游补给供水及蓄水）来表达水库蓄水及出流的时空演变规律；通过水库优化，发现了采用渐变的并且在丰水期中后期有较高蓄水水位的水库调度曲线可以提高水库供水效率及提升水电发电量的规律。2. 揭示了流域水沙、水质的时空演变特征及其对人类活动的响应规律。研究发现，农业用地的土壤侵蚀是林地的百倍数量级之多；河道泥沙沉积有季节性，流域中下游丰水期泥沙沉积增多，而上游河道的季节性增多不明显。基于水文过程的水质分析，发现了不同污染类型在坡面和河道中运动输移规律：点源和面源污染因素对水质中的矿物磷负荷的贡献相当，而面源污染是有机及无机氮和有机磷负荷的最主要贡献源，高氮磷负荷以及河流氮磷负荷有显著的季节性。3. 揭示了各类干旱的时空演变规律。研究发现，对于扇形流域，气象干旱和水文干旱具有较好的一致性，而对于细长型的流域，径流和土壤干旱的恢复速度要慢于气象干旱。本项目的研究成果是对现代水文学科的有益补充，有助于水利行业更好地服务于新时代社会经济可持续发展、与全球变化背景下的政策制定。本项目的研究成果主要发表于水文水资源、河流动力学及计算机科学领域具有国际影响力的专业性期刊上。项目第一完成人陈骥现为国际著名学会亚太地球科学学会（AOGS）水文科学分会的主席、国际3份水文水资源著名SCI 学术期刊（Journal of Hydrology，Stochastic Environmental Research and Risk Assessment，Journal of Hydro-environment Research）的副编辑。主要完成人吴一平为中组部 “青年千人计划”和陕西省 “百人计划”入选者、教育部自然保护与环境生态类教指委委员；牛俊为中国农业大学引进的“优秀人才”；李铁键为2015年度“长江学者奖励计划”青年学者入选者，“第二届中国出版政府奖”获得者；史海匀为2017年度国家“青年千人计划”入选者。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈骥 副教授 香港大学 香港大学 项目第1完成人，是3个香港特区政府的大学教育资助委员会的研究资助局优配研究金项目的负责人，是项目第2、第3和第6完成人的博士导师，也是第3、第5和第7完成人的博士后导师；在项目进行期间，第4完成人也加入到第1完成人在香港大学的科研队伍。第1完成人统领了项目的总体科研架构与攻关工作，引领并参与了本项目所有的科研发现工作，是代表性论文【1-3，5-6】的通讯作者。 2 吴一平 教授 西安交通大学 西安交通大学 项目第2完成人，发现点A.1、A.2、B.1、B.2和贡献点D.1的主要完成人，代表性论文【1-5，8】的第一作者。主要创造性贡献如下：（1）利用数学模型和统计分析手段揭示了华南地区东江流域土地利用方式、人类活动的水文水质响应规律。（2）明确了东江流域陆面陆相土壤侵蚀与水相水体泥沙运移的时空分布特征，确认了易侵蚀区域；系统调查了东江流域点源与非点源污染的规律。（3）探索了开发了大型多年调节水库运行模型表达运行的数学模型，从而揭示了流域水环境对提出了河流健康及，水库发电与供水最大化的响应规律调度方案。（4）开发了集成的水文-生物地化学循环耦合模型，探索了变化环境下流域水碳氮循环过程的时空演变规律。 3 牛俊 副教授 中国农业大学 中国农业大学 项目第3完成人，发现点C.1的主要完成人，代表性论文【6】的第一作者。主要学术贡献包括：（1）通过流域的数值模拟为珠江流域水问题研究提供基础性的水文信息。（2）探讨了几个关键的流域干旱指数（包括标准化降水指数SPI、标准化径流指数SRI和土壤水分异常系数SMAI），分析了西江流域干旱事件的时空演变规律，结果表明对于汇水聚集的扇形流域，气象和水文干旱具有较高的一致性；对于细长型的流域，径流和土壤干旱的恢复速度要慢于气象干旱。该成果为区域社会发展和防洪抗旱策略提供了科学依据。 4 李铁键 副教授 清华大学 清华大学 项目第4完成人，贡献点D.1的主要完成人，代表性论文【4】的通讯作者，代表性论文【7】的作者。主要创新性研究工作包括：（1）开发出了第一个基于Windows平台的并行SWAT（P-SWAT）；（2）模型应用于珠江流域并验证。 5 史海匀 研究员 南方科技大学 清华大学 项目第5完成人，贡献点D.1的主要完成人，代表性论文【7】的第一作者。主要创新性研究工作：提出了基于数值天气预报（NWP）和面向服务架构（SOA）的集合洪水预报一般性框架。 6 孙立群 助理研究员 中国科学院深圳先进技术研究院 香港大学 项目第6完成人，发现点C.1的完成人之一，代表性论文【4，6】的作者。主要创新性研究工作：参与了数值模型部分关键模块的开发，对模拟结果进行了对比分析。 7 李家叶 助理研究员 香港大学 清华大学 项目第7完成人，贡献点D.1的完成人之一，代表性论文【7】的作者。主要创新性研究工作：提取了用于预报模型的高分辨率数字河网，参与开发了预报系统的部分代码并对不同流域进行效果验证。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 An Operation-based Scheme for a Multiyear and Multipurpose Reservoir to Enhance Macroscale Hydrologic Models/Journal of Hydrometeorology/Wu YP, Chen J. 2 Modeling of soil erosion and sediment transport in the East River Basin in Southern China/Science of the Total Environment/Wu YP, Chen J. 3 Estimating irrigation water demand using an improved method and optimizing reservoir operation for water supply and hydropower generation: A case study of the Xinfengjiang reservoir in southern China/Agricultural Water Management/Wu YP, Chen J. 4 Parallelization of a hydrological model using the message passing interface/Environmental Modelling & Software/Wu YP, Li TJ, Sun LQ, Chen J. 5 Investigating the effects of point source and nonpoint source pollution on the water quality of the East River (Dongjiang) in South China/Ecological Indicators/Wu YP, Chen J. 6 Exploration of drought evolution using numerical simulations over the Xijiang (West River) basin in South China/Journal of Hydrology/Niu J, Chen J, Sun LQ. 7 A service-oriented architecture for ensemble flood forecast from numerical weather prediction/Journal of Hydrology/Shi HY, Li TJ, Liu RH, Chen J, Li JY, Zhang A, Wang GQ. 8 SWAT-DayCent coupler: an integration tool for simultaneous hydro-biogeochemical modeling using SWAT and DayCent/Environmental Modelling & Software/Wu Y, Liu S, Qiu L, Sun Y.	自然奖	陈骥,吴一平,牛俊,李铁键,史海匀,孙立群,李家叶	香港大学,西安交通大学,中国农业大学,清华大学	香港大学
332	7101-104	儿童早衰症致病机制与干预策略研究 项目名称 儿童早衰症致病机制与干预策略研究 推荐/提名单位/人 香港大学 主要完成单位 香港大学 项目简介 儿童早老症（Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome，HGPS）病人平均寿命只有13岁，多死于动脉粥样硬化引发的心脑血管病，是研究人类正常衰老的疾病模型。本项目运用动物模型和病人细胞对儿童早老症进行了深入细致的研究，围绕染色质在DNA损伤过程中的重构，从不同角度论证了核纤层蛋白A （Lamin A）调控表观遗传与干细胞的分子机制，阐述了Lamin A影响染色质结构，造成DNA损伤修复缺陷和基因组不稳定性从而导致细胞衰老和机体衰老的病变过程，从独特的角度阐释了儿童早老症的致病机理，提供了一系列的临床治疗策略。共发表SCI收录论文24篇，他引超过1200次，单篇他引最高314次；获得一项国际专利授权。1. 阐明早老症的细胞生物学机制―基因组不稳定性与细胞衰老。本项目研究发现早老症细胞中DNA损伤修复相关的重要蛋白分子不能有效募集到DNA损伤位点，导致DNA损伤累积，继而引起基因组不稳定性和细胞快速衰老，在国际上首次提出“Lamin A 突变引发染色质结构异常导致DNA修复缺陷”的儿童早老症分子机理假说，为治疗早老症提供了重要的理论依据（Nature Medicine2005; IF:29.88）。2. 阐明早老症染色体异常的表观遗传机制。本项目研究发现Lamin A与一系列组蛋白修饰酶相互作用，影响染色质结构。（1）组蛋白乙酰化酶MOF的定位和活性受到Prelamin A的影响导致染色质结构异常，造成组蛋白H4K16乙酰化修饰水平降低。喂食组蛋白去乙酰化抑制剂NaB可以增加组蛋白H4K16乙酰化，明显改善小鼠表型并延长寿命（PNAS 2011; IF:9.504）。（2）Lamin A与Suv39h1相互作用，Prelamin A 或Progerin与Suv39h1的结合更加紧密从而增加其稳定性并导致早老细胞中的H3K9me3水准升高，Zmpste24 和Suv39h1双敲除小鼠的衰老表型明显改善，寿命延长。这在国际上首次明确报导Lamin A蛋白通过其直接作用的蛋白质调控细胞及机体衰老，并通过遗传学方法延长早老小鼠的寿命（Nature Communications 2013; IF:12.353）。（3）面对DNA损伤，早老细胞中ATM-KAP-1信号通路异常导致DNA损伤诱导的染色质重塑受到明显延迟；siRNA沉默KAP-1可以挽救DNA损伤诱导的染色质重塑并延缓细胞衰老（Aging Cell 2013; IF:7.627）。(4) 最新的研究发现Lamin A亦可以结合SIRT6从而激活其去乙酰化活性，调节组蛋白乙酰化水平，促进CtIP和PARP1的活性。早老症中，Lamin A突变导致SIRT6不能被激活并转移到染色质上，SIRT6去乙酰化活性下降，从而影响依赖于PARP1的DNA损伤修复功能 （Cell Reports 2016; IF: 8.032）。3. 阐明早老症的干细胞衰老机制。首次发现早老细胞中SIRT1去乙酰化酶活性降低导致下游的氧化应激通路失调，最后引起成体干细胞快速衰老。Lamin A与SIRT1直接相互作用并激活SIRT1。白藜芦醇通过增加Lamin A与SIRT1的结合而启动SIRT1，而且可以增加干细胞数量与功能，延缓衰老（Cell Metabolism 2012; IF:20.565）。目前，Progeria Research Foundation已将白藜芦醇列入儿童早老症的临床试验系列。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 周中军 教授 香港大学 香港大学 长期研究胞外基质与核基质与发育和衰老的关系。在国际上首次建立早老症的动物模型，开创性提出早老症基因组不稳定性假说 ，揭示核基质骨架是多种表观遗传调控因子活性调控中心，其突变导致表观遗产学的改变，进而影响染色质构象及DNA损伤修复，激活p53，导致细胞过早衰老(Nat Med 2005,Nature 2005，PNAS 2011,Cell Metab 2012,Nat Commun 2013,Aging Cell 2013, Cell Rep 2015)。在国际上首次揭示lamin A是 SIRT 家族的内源性活化因子，通过改变表观遗传，显著地延长了早老症动物寿命，揭示了早老症及生理性衰老的分子机理，为临床干预提供了理论基础和切实可行的方法。其多项工作被权威综述The Hallmarks of Aging（Cell 2013）引用。 2 刘宝华 教授 深圳大学 香港大学 1.发现Progerin或Prelamin A累积造成重要的DNA损伤应答及修复因子不能有效募集到DNA损伤位点，导致基因组不稳定性和细胞快速衰老，为早衰症治疗提供了重要理论依据（Nat Med 2005）；2.发现Zmpste24与Suv39h1双敲小鼠的衰老表型得到明显改善，寿命得以延长20%-30%（Nat Commun 2013）；3.发现早老小鼠细胞中ATM-KAP-1信号通路缺陷导致染色质重塑延迟；敲低KAP-1可挽救染色质重塑，促进DNA损伤应答与修复，延缓细胞衰老（Aging Cell 2013）。4.发现早老细胞SIRT1活性降低导致下游氧化应激通路失调，引起成体干细胞过早衰老。白藜芦醇通过增加Lamin A与SIRT1结合启动SIRT1。喂食白藜芦醇可以增加干细胞数量与功能（Cell Metabolism 2012）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Genomic instability in laminopathy-based premature aging/Nature Medicine/Baohua Liu, Jianming Wang, Kui Ming Chan, Wai Mui Tjia, Wen Deng, Xinyuan Guan, Jian-dong Huang, Kai Man Li, Pui Yin Chau, David J Chen, Duanqing Pei, Alberto M Pendas, Juan Cadi？anos, Carlos López-Otín, Hung Fat Tse, Chris Hutchison, Junjie Chen, Yihai Cao, Kathryn SE Cheah, Karl Tryggvason, Zhongjun Zhou 2 Histone H4 lysine 16 hypoacetylation is associated with defective DNA repair and premature senescence in Zmpste24-deficient mice/Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America/ Vaidehi Krishnan, Maggie Zi Ying Chow, Zimei Wang, Le Zhang, Baohua Liu, Xinguang Liu, Zhongjun Zhou 3 Resveratrol rescues SIRT1-dependent adult stem cell decline and alleviates progeroid features in laminopathy-based progeria/Cell Metabolism/ Baohua Liu, Shrestha Ghosh, Xi Yang, Huiling Zheng, Xinguang Liu, Zimei Wang, Guoxiang Jin, Bojian Zheng, Brian K. Kennedy, Yousin Suh, Matt Kaeberlein, Karl Tryggvason, Zhongjun Zhou 4 Depleting the methyltransferase Suv39h1 improves DNA repair and extends lifespan in a progeria mouse model/Nature Communications/ Baohua Liu, Zimei Wang, Le Zhang, Shrestha Ghosh, Huiling Zheng, Zhongjun Zhou 5 Lamin A is an endogenous SIRT6 activator and promotes SIRT6-mediated DNA repair/Cell Reports/Shrestha Ghosh, Baohua Liu, Xi Yang, Quan Hao, and Zhongjun Zhou 6 Defective ATM-Kap-1-mediated chromatin remodeling impairs DNA repair and accelerates senescence in progeria mouse model. /Aging Cell/ Liu, BH; Wang, ZM; Ghosh, S; Zhou, ZJ.	自然奖	周中军,刘宝华	香港大学	香港大学
333	7101-105	宽禁带半导体的生长与光学性质研究 项目名称 宽禁带半导体的生长与光学性质研究 推荐/提名单位/人 香港大学 主要完成单位 香港大学 项目简介 GaN和ZnO是两种具有代表性的第三代宽禁带半导体基础材料，它们有着相同的六方晶体结构和突出的宽禁带半导体电子和光学性质，在新一代固态照明技术和高温大功率微波电子器件领域，以及新兴的光伏能源技术和下一代自旋电子技术中都有着难以替代的应用价值。尽管GaN基材料与器件的技术发展很快，但是基础研究仍然相对落后，特别是关于基本缺陷及其作用、载流子局域化及其影响，以及电子、空穴、声子、点缺陷、光子等多体耦合复杂机制及影响的研究还相当不够，这在很大程度上成为制约GaN基材料与器件性能的进一步提升的瓶颈。在ZnO材料研究方面，虽然因其突出的激子光学特性而引起世界范围内的研究热潮，但对于其P型掺杂、基本缺陷以及基础光物理性质的认识都还有待进一步的突破，以显著提升ZnO基材料及器件应用发展。因此，深入研究和深刻理解它们的外延生长机制以及光电性质，尤其是基本缺陷态的生成机制和它们的光电特性，以及电子、声子、杂质电子、光子等准粒子之间的多体耦合和基础光电子过程等课题，不但在新一代基础电子和光电子半导体材料领域具有重要的科学意义，而且具有十分清晰和重大的技术应用价值。在过去的20多年里，我们在国家自然科学基金委、香港研资局、香港大学等学术研究资助机构的基金资助和大力支持下，深入而系统地开展了GaN、ZnO及SiC薄膜以及功能纳米结构的材料生长，以及其中基础光电子过程和性质的研究，获得了一系列创新研究结果和重要发现，特别是在GaN外延膜的生长机制、GaN以及ZnO中的重要光活性缺陷态、残余应力的确定和影响、局域化激子群体发光机制、激子-声子-光子等多体互作用以及非线性荧光等方面获得了领先的研究进展和新认识，获得包括领域内世界级权威学者等的高度评价及广泛认可，在一定程度上引领和促进了GaN、ZnO等宽禁带半导体材料生长及光电特性的发展，特别是为增进我国在这些高科技材料科学领域在国际上的声誉与话语权上做出了重要贡献。通过20多年的持续努力，我们已在相关著名国际学术刊物上发表了系列研究论文，其中包括44篇Applied Physics Letters, 2篇Physical Review Letters, 11篇Physical Review B，15篇Journal of Applied Physics, 1篇Optics Letters, 1篇Optics Express, 4篇Journal of Chemical Physics 和 Journal of Physical Chemistry，4部相关专著中的4章。这些论文得到了国内外同行的大量正面引用，包括被权威学者引用到他们所再版的两部著名教科书（M. Grundmann，《The Physics of Semiconductors》；C.F. Clingshirn，《Semiconductor Optics》），著名学者的十几部学术专著，以及发表在《Reviews of Modern Physics》、《Chemical Reviews》、《Applied Physics Reviews》、《Physics Reports》、《Chemical Society Reviews》、《Advances in Physics》、《Annual Review of Materials Research》、《Coordination Chemistry Reviews》等顶尖评论杂志上的评论文章所重点引用。做邀请报告60余次。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 徐士杰 教授 香港大学 香港大学 率先发现GaN中光学活性的亚稳浅缺陷中心。系统研究了GaN异质外延薄膜中的残余应力问题，并提出一个荧光方法测GaN薄膜应力的关系公式。系统研究了GaN和ZnO中激子的基础光物理性质以及它们与光学声子互作用的光谱特征，首次实验证实早期理论所预言的声子介入的多体Fano共振现象。系统研究了声子辅助自由激子发光的物理机制，巧妙而准确地测定了GaN中自由激子的结合能，并确定出ZnO中重空穴的有效质量。发展出一个局域化电子态集体发光的定量模型，包括推导出一个新的分布函数。率先观察到ZnO中多光子吸收所导致的高效荧光现象，率先利用多模布朗振子耦合模型重现了具有周期性结构的绿光光谱。这些创新研究在一定程度上引领和推动了相关研究进展。 2 谢茂海 教授 香港大学 香港大学 系统研究了GaN、InN及其异质结结构的分子束外延生长机制机理。发现了GaN分子束外延生长过程中台阶流动模式和二维成核模式生长的各向异性机制，揭示出各向异性生长强烈影响台阶边缘的形状，并导致三角形的岛状生长结构。发现了于富镓条件下“鬼岛”的形成及其于扫描电镜实验中向正常岛的不可逆转换性质。采用斜切衬底，有效地抑制了外延GaN膜中穿透位错的形成。发现InN在GaN衬底生长过程中二维薄层生长和三维岛状生长模式并存，揭示了晶格失配应力的逐渐弛豫和生长模式之间的关系等。 3 唐叔贤 教授 香港中文大学（深圳） 香港大学 系统研究了分子束外延技术生长的GaN和ZnO薄膜材料的表面结构表征与晶体的异质生长机制。以低能电子全息成像方法研究GaN和ZnO材料表面的原子三维结构，利用密度泛函理论研究了ZnO材料中不同组分配比的表面结构中显微原子构造、形成能、吸附活性能表面现象，对不同气氛分子与ZnO材料表面的互相作用机制给出深刻的理论认识。在GaN材料的分子束外延生长研究中，发现GaN(0001)面的各项异性生长机制，从晶体生长动力学的角度认识高质量GaN材料的生长方法。 4 支志明 教授 香港大学 香港大学 无机宽禁带半导体及纳米结构以及金属有机复合化合物发光材料的化学方法合成、光电性能检测及光电子器件应用。研究GaN、SiC、ZnO宽禁带半导体以及胶体CdSe/ZnS量子点等的发光机制，通过特征发光寿命的测量，理解其中的基本光化学和光物理过程。研究无机宽禁带半导体以及有机金属复合物体系中的多光子激发与电子激发态的辐射发光过程，通过电子态的光致激发、电荷的空间分离与转移的光物理过程，认知化学反应现象，探索长寿命电子激发态和出色发光性能的获得途径。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Anisotropic step-flow growth abd island growth of GaN(0001) by molecular beam epitaxy/Physical Review Letters/M.H. Xie, S.M. Seutter, W.K. Zhu, L.X. Zheng,H.S. Wu, S.Y. Tong 2 Thermal redistribution of localized excitons and its effect on the luminescence band in InGaN ternary alloys/Applied Physics Letters/Q. Li, S.J. Xu, W.C. Cheng, M.H. Xie, S.Y. Tong, C.M. Che, H. Yang 3 Growth mode and strain evolution during InN growth on GaN(0001) by molecular-beam epitaxy/Applied Physics Letters/Y.F. Ng, Y.G. Cao, M.H. Xie, X.L. Wang, S.Y. Tong 4 Stress and its effect on optical properties of GaN epilayers grown on Si(111), 6H-SiC(0001) and c-plane sapphire/Applied Physics Letters/D.G. Zhao, S.J. Xu, M.H. Xie, S.Y. Tong, H. Yang 5 Observation of optically-active metastable defects in undoped GaN epilayers/Applied Physics Letters/S.J. Xu, G. Li, S. J. Chua, X. C. Wang, W. Wang 6 A model for steady-state luminescence of localized-state ensemble/Europhysics Letters/Q. Li, S.J. Xu, M.H. Xie, S.Y. Tong 7 Green luminescence band in ZnO: Fine structures, electron-phonon coupling, and temperature effect/Journal of Physical Chemistry B/S.L. Shi, G.Q. Li, S.J. Xu, Y. Zhao, G.H. Chen 8 Efficient multiphoton-absorption-induced luminescence in single-crystalline ZnO at room temperature/Optics Letters/D.C. Dai, S.J. Xu, S.L. Shi, M.H. Xie, C.M. Che	自然奖	徐士杰,谢茂海,唐叔贤,支志明	香港大学	香港大学
334	7101-106	历史气候变化与人类社会灾难的因果关系定量研究 项目名称 历史气候变化与人类社会灾难的因果关系定量研究 推荐/提名单位/人 香港大学 主要完成单位 香港大学,暨南大学 项目简介 一、研究内容：本项目主要是以高分辨率的古气候、生态、农业、经济、社会及人口数据为基础，采用并结合各种定量及统计分析方法，系统性地验证了在前工业时期气候变化对人类社会的影响。研究地区覆盖了中国、欧洲、北半球以及全世界。通过本项目，我们最终揭示和证明了在长时间和大空间尺度上，气候变化是战争、饥荒、瘟疫、人口锐减及朝代更替的根本原因，发现并理清了其中的内在规律和传导机制。二、学术创新：本项目根据所有已知的历史事件记录，原创性地以科学定量的方法研究了历史上气候变化与人类社会之间的关系，证明了气候变化均可在不同地区造成人类灾难，论证了时间及空间等地理尺度在理解“人－地”关系的重要性，阐明了气候变化造成人类灾难的系统性机制。本项目创立了一个新的认知人类发展的学术体系，发展了现有的学术研究。三、学术价值：①成功地揭示了在前工业时期，气候变化与人类社会之间的联系，提供了科学的证据。②通过因果关系的定量分析检验，发现了在几十年到几百年的时间尺度上，气候变化与生物生长、农业产量、经济变化、移民、社会动乱、人类营养水平、战争、传染病和人口增减之间存在的因果关系。③修正了马尔萨斯人口理论，为历史上的人口及治乱周期提供了在气候变化视野下的新的解释。④首次有力地提供了气候升温可在北半球干旱地区导致人类灾难的历史案例支持，填补了历史证据的空白。⑤在不同的时间及空间尺度上，研究了气候变化与人类社会之间的关系，成功地将地球科学引入人文社会科学领域，实现了不同学科间理论和方法学的相互促进。四、授权专利情况：无 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 章典 教授 广州大学 香港大学 是本项目的核心负责人，首先原创性地提出在前工业时期气候变化造成人类社会灾难的理念，确定了本项目的具体研究方向及方法，同时强调以大量高分辨率的历史数据和定量的统计方法为基础，实施和开展整个研究项目。从战略的高度，全面负责和实施整个研究项目的开展和运作，包括建立合作团队、培养人才梯队，包括项目研究经费的申请、组织、使用等关键内容。 2 李峯 副教授 香港中文大学 香港大学 负责定量研究气候变化与历史人口周期之间的关系。成功地建立和验证了气候变化与历史人口周期的概念模型，一方面完整地解释了两者之间的因果关系，另一方面亦成功地解释了历史人口周期长短不一的情况。 3 裴卿 讲师 香港教育大学 香港大学 负责创建和检验整个课题中的定量方法，并成功地将定量方法应用于本课题的研究中。通过收集历史气候变化及社会经济数据，利用统计学和定量的方法理论，从理论和方法学角度找到了各因素之间的潜在因果关系，并论证和完善了提出的理论模型，成功地揭示了前工业时期气候变化对社会经济影响因果关系的论断和规律。 4 王聪 教授 暨南大学 暨南大学 负责研究气候变化对社会经济影响的经济理论分析，把经济学的理论带进本研究项目，并且以经济学的方法，为前工业时期气候变化如何对社会经济产生影响的因果关系链提供了理论的解释，使本研究项目得以完全成为一个跨学科的项目。 5 李金豹 副教授 香港大学 香港大学 整理并分析树轮、湖泊等古气候数据，揭示温度、降水等主要气候要素在中国过去两千年的重要变化特征和规律，为研究气候变化影响人口、社会经济打下了基础。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Climatic change and Chinese population growth dynamics over the last millennium／Climatic Change／Lee, H.F., Fok, L., and Zhang, D.D. 2 The pulse of imperial China: a quantitative analysis of long‐term geopolitical and climatic cycles／Global Ecology and Biogeography／Zhang, D.D., Pei, Q., Lee, H.F., Zhang, J., Chang, C.Q., Li, B., Li, J., and Zhang, X. 3 The causality analysis of climate change and large-scale human crisis／Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America／Zhang, D.D., Lee, H.F., Wang, C., Li, B., Pei, Q., Zhang, J., and An, Y. 4 Climate change and large scale human population collapses in the pre-industrial era／Global Ecology and Biogeography／Zhang, D.D., Lee, H.F., Wang, C., Li, B., Zhang, J., Pei, Q., and Chen, J. 5 Climate change and the war frequency in eastern China over the last millennium／Human Ecology／Zhang, D.D., Zhang, J., Lee, H.F., and He, Y.Q. 6 气候变化与中国的战争、社会动乱和朝代变迁／科学通报／章典、詹志勇、林初升、何元庆、李峯 7 Global climate change, war, and population decline in recent human history／Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America／Zhang, D.D., Brecke, P., Lee, H.F., He, Y.Q., and Zhang, J. 8 Climate change, wars and dynastic cycles in China over the last millennium／Climatic Change／Zhang, D.D., Jim, C.Y., Lin, G.C.S, He, Y.Q., Wang, J.J., and Lee, H.F.	自然奖	章典,李峯,裴卿,王聪,李金豹	香港大学,暨南大学	香港大学
335	7101-107	n层横观各向同性弹性力学三维问题的解析闭合解研究 项目名称 n层横观各向同性弹性力学三维问题的解析闭合解研究 推荐/提名单位/人 香港大学 主要完成单位 香港大学 项目简介 经典横观各向同性弹性力学理论起源于 300 年前伽利略、胡克和牛顿时代。随着经典微积分和势场理论的发展，这套理论被包括杨氏、泊松、纳维、柯西和格林在内的数学、物理和力学家们在1830-1840 年建立。之后，更多科技人员做了大量科学与工程问题解析解的研究工作，以精准分析、预测和设计材料弹性力学响应。这是一项极其困难的解析数学力学研究工作，已发现的闭合解很少。150 年来，用发现者姓氏命名的闭合解极少，主要是均质各向同性材料的1848 年Kelvin’s 解，1885 年Boussinesq’s 解和1936 年Mindlin’s 解。 该项目给出的、被他人称为和认可的岳氏解（Yue’s solution）是历时三十年的研究成果，将经典均质材料椭圆型偏微分方程组的闭合解原创突破性地扩展到了纵向非均质和横观各向同性材料体系，更加精准预测了这类非均质非各向同性材料的多种弹性力学加载响应，推动了经典多场耦合理论边值问题解的深入发展。主要发现点为： 发现点一：创建了一套n 层横观各向同性弹性力学三维问题的统一求解体系。用经典傅氏积分变换法，发现了在直角和圆柱坐标系中解的统一矩阵积分变换表达式、两组变系数一阶常微分控制方程组和n 层横观各向同性弹性力学三维问题边值问题的统一矩阵通解和特解表达式（n 为零或任意正整数）。 发现点二：创立了一套变系数线性常微分方程组解析解的精准逆传递矩阵法。发现了变系数一阶常微分控制方程组通解和特解的精准逆传递矩阵法，获得了全场具一致收敛稳定的显示解析解和它们的显示解析渐进解。 发现点三：统一获得了多种 n 层经典弹性力学三维边值问题的矩阵闭合解。统一地发现了大量相关边值问题位移、应力和应变场的矩阵闭合解、精确解和它们之间的简明关系公式，获得了全场具任意收敛精度的计算方法和结果。 发现点四：构建了n 层经典固热液多场耦合三维初边值问题的统一求解框架。再用经典拉氏时间变换，构建了能系统考虑热弹性场等多耦合场效应的n 层抛物和双曲型偏微分方程组三维初边值问题的求解框架，获得了具体问题的解。 中国科学院院士、北京大学力学系教授和地质学系教授王仁先生在 1986 年认为该项成果“有一定创造性”。加拿大皇家学会院士、加拿大工程院院士、McGill大学教授A.P.S. Selvadurai 先生2007 年在国际著名力学论评期刊介绍了该项成果。美国Akron 大学、英国Glasgow 大学学者、法国Lille-LML 大学、浙江大学和同济大学等多位学者同行们运用与应用了该项研究成果。 Jülich 研究中心教授Merkel团队、MIT 教授Vliet团队和美国工程院院士、美国医学院院士、美国科学促进会会士、宾夕法尼亚大学教授Discher团队分别在2007、2008 和2010 年，将该项成果称为“岳氏途径”、“岳氏处理”、“岳氏方法”或“岳氏解”。中国工程院院刊、国际SCI 学报“Frontiers of Structural and Civil Engineering”2015 年发表了，以该项目唯一主要完成人岳中琦的姓氏命名的“岳氏解”上下两篇英文论文。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 岳中琦 教授 香港大学 香港大学 岳中琦是本项目唯一主要完成人。他历时三十年从事该项目研究。他找到、提出和提练了一套简明简洁的岳氏途径、岳氏处理、岳氏方法和岳氏解来解析求解包括多层横观各向同性材料经典弹性力学三维边值问题在内的经典多势场耦合理论偏微分方程组精确解析解和闭合解。他发现并解决了关键性学术疑难问题，编写了计算程序，分析了各种计算结果和重要数据，取得了数学力学上的重大突破和原始创新成果。他创建了一套n层横观各向同性弹性力学三维问题的统一求解体系，创立了一套变系数线性常微分方程组解析解的精准逆传递矩阵法，统一获得了多种n层经典弹性力学三维边值问题的矩阵闭合解，以及构建了n层经典固热液多场耦合三维初边值问题的统一求解框架。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 《N层横观各向同性的弹性层和弹性半空间问题的解析解》/ 硕士学位论文, 北京大学地质学系，北京，总页数136页./岳中琦 2 多层横观各向同性弹性力学问题解析解/《北京大学学报-自然科学版》/岳中琦, 王仁 3 Solutions for the thermoelastic problems in vertically inhomogeneous media/ Acta Mechnica Sinica (English Edition)/ Yue ZQ 4 Backward transfer-matrix method for elastic analysis of layered solid with imperfect bonding/Journal of Elasticity/Yue ZQ, Yin JH 5 Computation of point load solutions for geo-materials exhibiting elastic non-homogeneity with depth/Computers and Geotechnics/ Yue ZQ, Yin JH, Zhang SY 6 Stresses and displacements of a transversely isotropic elastic halfspace due to rectangular loadings/Engineering Analysis with Boundary Elements/ Yue ZQ, HT Xiao, LG Tham, CF Lee, JH Yin 7 Yue’s solution of classical elasticity in n-layered solids: Part 1, mathematical formulation/ Front. Struct. Civ. Eng /Yue ZQ 8 Yue’s solution of classical elasticity in n-layered solids: Part 2, mathematical verification / Front. Struct. Civ. Eng /Yue ZQ	自然奖	岳中琦	香港大学	香港大学
336	7102-101	Hippo信号通路在湍流引起的动脉粥样硬化中的新作用 项目名称 Hippo信号通路在湍流引起的动脉粥样硬化中的新作用 推荐/提名单位/人 香港中文大学 主要完成单位 香港中文大学,天津医科大学 项目简介 (1)主要研究内容动脉粥样斑块通常位于血管分叉处以及弯曲的部位。然而其原理目前尚不完全清楚。之前的研究证明，Hippo信号通路广泛参与各种机械力对细胞的调节。但Hippo通路和血流动力学，以及动脉粥样硬化的发生之间的关系尚不清楚。本项目研究了当血管内皮细胞处于不同的血流模式下Hippo信号通路的活性变化，对其分子机制进行深入研究，并阐明了在血管内皮细胞中Hippo信号通路和炎症反应之间的密切关系。利用转基因动物模型，我们证明了在ApoE-/-小鼠内皮特异性的高表达YAP加速动脉粥样硬化斑块的形成。而利用CRISPR/Cas9技术抑制内皮中YAP的表达可减轻接受颈动脉部分结扎术后ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化斑块的形成，从而表明Hippo信号通路可以作为动脉粥样硬化的一个治疗靶点。通过对临床药物的检测，我们发现动脉粥样硬化的首选药物他汀类药物可以有效抑制YAP和TAZ的活性，进一步证明了Hippo可以作为动脉粥样硬化的药物有效靶点。(2)科学发现及创新点本项目首次发现了Hippo信号通路的效应子YAP和TAZ受血流剪切力的调控，确定了YAP和TAZ与动脉粥样硬化的关系，并首次发现YAP和TAZ通过激活JNK信号通路促进炎症因子的表达。本研究首次将基因编辑技术应用到动脉粥样硬化小鼠的治疗。(3)科学价值此项研究表明，Hippo通路可作为动脉粥样硬化防治的一个新的靶点。同时，由于内皮细胞的炎症反应广泛存在于代谢性血管疾病，Hippo通路有可能更广泛地参与到血管代谢性疾病的发生与发展。结果表明，用于治疗动脉粥样硬化的一线药物 - 他汀具有很强的抑制Hippo最终效应子YAP的作用。由于YAP和TAZ参与肿瘤的形成，而作用于Hippo通路的抗肿瘤药物可能具有抑制动脉粥样硬化的作用。因此，我们建立了基于Hippo通路的药物筛选平台，希望能从临床用药以及化合物库中筛选到抑制YAP和TAZ的先导药物并研究它们对动脉粥样硬化的抑制作用，该工作已经申请美国专利（US Provisional Application No. 62/431,094）。(4)引用及评价该项研究发表在2016年底的Nature杂志上，也是我国首次在Nature上发表有关血管生物学的论文,并被同期的Nature News and Views述评，认为本研究为动脉粥样硬化形成中内皮细胞对血流剪切力的不同反应发现了新的信号通路，为动脉粥样硬化斑块形成的机制提出了创新概念，并为斑块形成的类型提供了详细阐述，开拓了动脉粥样硬化在临床研究的新领域。本研究成果已被发表在Science, Cell, Nature等杂志上的文章引用68次。被13间香港媒体，多间中国内地网站及媒体以及3间国外媒体报道。国家自然科学基金委员会医学科学部也在基金委的网站上发表文章评论本研究，认为该研究的突破性进展在预防和治疗血管炎症及动脉粥样硬化方面有重大医学价值。提示了Hippo通路可以作为治疗动脉粥样硬化的一个新靶点。同时该项研究为他汀类药物失效的动脉粥样硬化患者提供了新的治疗方案。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 黄聿 教授 香港中文大学 香港中文大学 本人是该项目代表论文1的通讯作者，负责研究方向的确立，指导实验设计和结果分析，以及统一协调与其他协作单位的合作，并组织论文的修改。 2 王力 助理研究员 香港中文大学 香港中文大学 本人是代表论文1的第一作者。完成了论文涉及的大部分实验。并为论文的组要撰写人。 3 朱毅 教授 天津医科大学 天津医科大学 我们的平行研究发现YAP蛋白在血管内皮中大量表达，层流促进YAP的磷酸化，而导致其活性降低，而湍流促进YAP的核转位，增加其活性。我们首先制备了血管内皮特异性YAP高表达的小鼠，并与ApoE敲除动脉粥样硬化模型鼠杂交，高脂喂养产生动脉粥样硬化小鼠来模拟血管内皮Hippo信号通路抑制。发现血管内皮特异性YAP高表达加速了动脉粥样硬化斑块的形成，说明Hippo通路在和动脉粥样硬化中起到了重要的作用，这一结果首次发现Hippo信号通路在心血管系统中起到的重要作用，为动脉粥样硬化的治疗提供了潜在的靶点。 4 骆江云 助理研究员 香港中文大学 香港中文大学 主要负责研究治疗药物对内皮细胞Hippo通路的调控作用，是代表性论文1的第二作者。主要参与他汀类药物对YAP/TAZ的抑制作用和YAP/TAZ受血流动力学调控等工作。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Integrin-YAP/TAZ-JNK cascade mediates atheroprotective effect of unidirectional shear flow/ Nature/ Wang L, Luo JY, Li B, Tian XY, Chen LJ, Huang Y, Liu J, Deng D, Lau CW, Wan S, Ai D, Mak KL, Tong KK, Kwan KM, Wang N, Chiu JJ, Zhu Y, Huang Y	自然奖	黄聿,王力,朱毅,骆江云	香港中文大学,天津医科大学	香港中文大学
337	7102-103	碳硼烷的可控官能团化 项目名称 碳硼烷的可控官能团化 推荐/提名单位/人 香港中文大学 主要完成单位 香港中文大学,中国科学院上海有机化学研究所 项目简介 硼笼化学是硼化学的重要组成部分，其研究热点目前主要集中在由碳、硼和氢原子组成的碳硼烷笼状分子上。碳硼烷具有超芳香性及很好的化学和热稳定性, 在能源、材料和医学等方面都取得重要应用。但是由于碳硼烷可控官能团化方法的缺乏，极大地限制了碳硼烷化学的发展，其核心涉及三个重要问题：1）碳硼烷笼上不同原子类型顶点间的化学选择性调控；2）碳硼烷中十个化学环境极相近硼顶点的区域选择性调控；3）简洁高效构筑复杂碳硼烷功能分子。围绕这些挑战性问题，本项目运用金属有机化学方法实现了碳硼烷化学领域的重大突破，发展了一系列可控官能团化合成策略，为碳硼烷化合物的应用提供了新的思路和途径。1. 针对碳硼烷硼氢键难以参与反应这一硼化学领域长期存在的挑战，开创性地提出了碳硼烷惰性硼氢键选择性活化的通用策略: 1）使用高价过渡金属活化富电子的B(8,9,10,12)H顶点；2）利用分子内反应策略活化B(3,6)H顶点；3）通过导向基策略来实现B(4,5,7,11)H的官能团化。成功实现了碳硼烷中十个化学环境极相近硼顶点的可控选择性烯基化、芳基化、炔基化、氟化、胺化、羟基化及卤化等过程。这一系列新颖官能团化方法的建立为可控合成硼取代碳硼烷功能分子开辟了新途径，极大地拓展了碳硼烷在材料、能源及医药等领域的应用范围。2. 利用消除碳硼烷相邻两个顶点（CH/CH或CH/BH）上氢原子所生成的碳硼炔为中间体，通过其与一系列有机分子直接发生 [5+2]、[4+2]、[3+2]、[2+2]环加成、sp2/sp3 C-H键插入及ene反应，实现笼碳的高效官能团化。发展了不同金属协同作用下碳硼炔参与的系列选择性[2+2+2]和[2+2+1]环加成反应。首次利用镍催化碳硼烷基镁与卤代芳烃的交叉偶联合成可应用于发光材料的芳基碳硼烷。3. 基于以上两部分经验，有机结合笼碳、笼硼选择性官能团化策略，发展了新颖的多组分串联环化反应，实现具有复杂结构的C,B-、C,C,B-取代碳硼烷衍生物的一锅法高效制备。通过关键含金属中间体的分离和结构鉴定阐明了反应机理，为一步高效合成复杂碳硼烷衍生物提供了全新途径。项目执行期间发表相关SCI论文51篇，含J. Am. Chem. Soc. 14篇，Angew. Chem. Int. Ed. 11篇，Acc. Chem. Res. 1篇。相关研究工作得到了国际知名期刊的亮点介绍和评价。研究成果被国内外同行广泛认可和借鉴，并应用于其它硼笼分子硼氢键和有机分子碳氢键的选择性官能团化领域。项目执行阶段培养博士21名，其中2人获Springer Thesis Award，3人获香港中文大学研究生最佳研究成果奖，1人入选上海市浦江人才、中科院卓越青年科学家计划、中科院卢嘉锡青年人才奖，1人获中科院院长特别奖，6人在高校或中科院任教授/副教授。项目第一完成人在国内外学术会议上作大会、主题或邀请报告42次，获2010年中国化学会黄耀曾金属有机化学奖。项目研究成果对元素有机和金属有机化学领域具有重要意义，为碳硼烷不同顶点选择性官能团化提供了一整套解决方案，推动了硼化学的研究与发展。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 谢作伟 教授 香港中文大学 香港中文大学 项目负责人，负责项目工作的设计和研究工作的指导，项目的实施，对项目所有的重要科学发现都作出了创造性贡献。是代表性论文1、2、3、5、6、7、8的通讯作者，代表性论文4的共同通讯作者。 2 全杨健 副研究员 香港中文大学 香港中文大学 是碳硼烷硼氢键官能团化和金属-碳硼炔合成及转化研究的主要研究人员。发展了无痕羧酸导向过渡金属催化碳硼烷硼氢选择性烯基化、芳基化、炔基化、胺化及卤化等反应。进行了科学发现点A1、A2、B2及C的研究工作，是代表性论文1、5、7的第一作者，代表性论文4的共同通讯作者，代表性论文6的第二作者。 3 邱早早 副研究员 中国科学院上海有机化学研究所 中国科学院上海有机化学研究所 是金属-碳硼炔络合物和碳硼烷硼氢键活化研究的主要研究人员。发展了碳硼烷B(8,9,10,12)位选择性四氟化和金属镍介导、催化的碳硼炔[2+2+2]环加成反应。进行了科学发现点A1、B2及C的研究工作，是代表性论文2、6的第一作者。 4 汪日新 研究员 华东师范大学 香港中文大学 是碳硼烷笼碳官能团化研究的主要研究人员。发展了碳硼炔与一系列有机分子的偶联反应。进行了科学发现点B1的研究工作，是代表性论文3的第一作者。 5 吕海荣 其他 芝加哥大学化学系 香港中文大学 是导向基辅助过渡金属催化碳硼烷硼氢官能团化研究的主要研究人员。发展了碳硼烷硼氢键选择性胺基化、羟基化、烯基化及芳基化等反应。进行了科学发现点A1、A2的研究工作，是代表性论文4的第一作者。 6 唐岑 其他 麻省理工学院化学系 香港中文大学 是碳硼烷笼碳官能团化研究的主要研究人员。发展了镍催化碳硼烷基格氏试剂与卤代芳烃的交叉偶联反应。进行了科学发现点B3的研究工作，是代表性论文8的第一作者，代表性论文7的第二作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Iridium Catalyzed Regioselective Cage Boron Alkenylation of o-Carboranes via Direct Cage B-H Activation/Journal of the American Chemical Society/Quan Y, Xie Z. 2 Transition Metal-Carboryne Complexes: Synthesis, Bonding, and Reactivity/Accounts of Chemical Research/Qiu Z, Ren S, Xie Z. 3 Regioselective Insertion of Carborynes into Ethereal C-H Bond: Facile Synthesis of alpha-Carboranylated Ethers/Journal of the American Chemical Society/Wang S R, Qiu Z, Xie Z. 4 Transition Metal Catalyzed Direct Amination of the Cage B(4)-H Bond in o-Carboranes: Synthesis of Tertiary, Secondary, and Primary o-Carboranyl Amines/Journal of the American Chemical Society/Lyu H, Quan Y, Xie Z. 5 Palladium-Catalyzed Regioselective Diarylation of o-Carboranes By Direct Cage B-H Activation/Angewandte Chemie International Edition/Quan Y, Xie Z. 6 Palladium-Catalyzed Selective Fluorination of o-Carboranes/Journal of the American Chemical Society/Qiu Z, Quan Y, Xie Z. 7 Palladium Catalyzed Regioselective B-C(sp) Coupling via Direct Cage B-H Activation: Synthesis of B(4)-Alkynylated o-Carboranes/Chemical Science/Quan Y, Tang C, Xie Z. 8 Nickel-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of o-Carboranyl with Aryl Iodides: Facile Synthesis of 1-Aryl-o-Carboranes and 1,2-Diaryl-o-Carboranes/Angewandte Chemie International Edition/Tang C, Xie Z.	自然奖	谢作伟,全杨健,邱早早,汪日新,吕海荣,唐岑	香港中文大学,中国科学院上海有机化学研究所	香港中文大学
338	7103-101	中国当代建筑研究 –机制、影响、呈现 项目名称 中国当代建筑研究 –机制、影响、呈现 推荐/提名单位/人 香港城市大学 主要完成单位 香港城市大学 项目简介 1978年，我国开始实行改革开放政策。近40年来，中国的经济水平成倍增长，成了仅次于美国之后的世界第二大经济体；我国城乡呈现翻天覆地的变化。城市建筑的突飞猛进和日新月异，是中国建筑革命的实际显现。旧城改建更新和新城镇建设的浪潮，其规模和数量，古今中外罕见。中国城市和乡村的巨变，是通过几百万从业人员的城市建筑设计和土建施工实现的。而中国设计业的知识和技能，都来源于20世纪中国建筑前赴后继的实践和教育基础。面对中国建筑革命的汹涌大潮和庞杂现象，本课题对其源流进行梳理，针对重点问题，进行深入调查研究，及时地在海内外将成果发表，推动了中国当代建筑话题在国际学术界的确立，和其他作者（如朱剑飞、卢端芳等）一起定义了这一领域的范畴。 本项目主要贡献如下：- 对30年来中国建筑潮流的总体梳理。通过历时性和主题化的铺排，梳理和发现中国当代建筑的主要问题；- 对建筑实践、体制的阐述。以香港和海外建筑实践比较成熟的学术体系为纲，撰写中国建筑实践，并逐渐形成中国建筑的学术话语和体系，对公营设计院历史和机制进行总结和路径探测；- 对海外输入建筑设计的趋势和个案研究。本研究对1970年代末以来的输入海外建筑，进行全面的排查，并对重点项目进行持续跟踪和调查，揭示海外建筑设计在中国的面目和本质；- 对中国符号形式和全球化影响的研究。本研究对改革开放形势下中国建筑特征进行界定和探讨，寻找全球化大潮下本土的必要性和对策；- 对建筑和城市关系的确立和重视。通过特定关键建筑类型，分析其对城市设计和区域的影响， 引人香港城市建筑经验，作为我国内地建设的参照；- 对中国援外建筑的研究。建立中国现代建筑在海外实施的资料库，对重点地区和项目进行深入跟踪调查。所有这些成果，都以中英文书籍和论文的形式，在海内外发表。这些成果，被海内外学术界广泛阅读和引用。对于世界建筑界认识中国和在英语学术界建立中国当代建筑话题，起到了关键枢纽作用。以上这些成果，属世界先进，国内唯一。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 薛求理 副教授 香港城市大学 香港城市大学 本人是中国当代建筑研究诸项目的发起人和主研究员，推荐材料中的重要科学发现，皆由本人构思研究计划，对外联络，和兄弟单位协作。带领研究人员、助理和研究生进行项目攻关。中英文论文和书籍多由本人主笔撰写，联系海外出版单位出版。在本人的带动下， “海外建筑设计在中国”、 “中国建筑实践”成为中国当代建筑研究的热门课题并召开了专门的研讨会和出版专辑，由本人担当客座主编和顾问。内地和海外许多学者和博士研究生以此为课题，撰写文章和学位论文。因为本人英文书的影响，许多外国记者为了解中国城市建设，纷纷采访本人，包括纽约《大西洋月刊》、《加拿大邮报》、《南华早报》和许多外国学者等。合作人多为本人学生。 2 丁光辉 副教授 北京建筑大学 北京建筑大学 本人自从2014年1月起与薛求理教授合作研究中国国有建筑设计院的历史演变及其当代角色，研究的主要成果是2018年在英国Routledge出版的一本英文学术著（A History of Design Institutes in China: From Mao to Market），其中本人主要负责了1972-1990年间的设计院机构改革，高校设计院的发展演变，设计院在援外项目中的作用及表现，以及全书的结论部分。这些工作为国际读者了解中国特色的建筑生产体制和建筑职业状况提供了一手资料和深入阐述，系统总结了高校设计院里的生产——教学——科学研究“三位一体”的综合模式，全面回顾了中国建筑在海外的实践历程及其社会、政治、文化等方面的价值。 3 谭峥 副教授 同济大学 同济大学 本完成人从2012年开始参与申请人的多项城市建筑学研究课题，包括“香港战后城市建筑研究”（国家自然科学基金，No.51278438），尤其在香港轨道交通主导的高密度城市建筑的演进历史研究方面取得突破，该项研究在重要学术期刊（如《建筑学报》、《Journal of Urban Design》、《Journal of Urban History》等）发表多篇中英文香港城市形态研究论文，多次参与国内重要学术会议并进行论文宣讲。从2015年任职同济大学建筑与城市规划学院后，与申请人继续合作，在中国当代城市建筑学的演进机制方面持续探索。先后多次组稿《时代建筑》、《新建筑》主题专刊，组织了对1）中国青年建筑学者群体、2）基础设施发展与建筑学、3）中国新型社区建筑形态等多方T 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 全球化冲击–海外建筑设计在中国/薛求理 2 Building New Towns in China - A case study of Zhengdong New District/Cities/Xue, Charlie Q. L., Ying Wang and Luther Tsai 3 Importation and adaptation: Building 'one city and nine towns' in Shanghai: A case study of Vittorio Gregotti's plan of Pujiang Town/Urban Design International/Xue, C.Q.L., Zhou, M. 4 Building a Revolution: Chinese Architecture since 1980/Charlie Q. L. Xue.HKU Press建造革命-1980年来的中国建筑/薛求理著，水润宇、喻蓉霞译, 清华大学出版社 5 Building practice in China《中国建筑实践》（中英文双语）/薛求理 6 Hong Kong Architecture 1945-2015: from Colonial to Global./Charlie Q. L. Xue, Singapore: Springer. 营山造海-香港建筑1945-2015/薛求理，同济大学出版社 7 China’s Architectural Aid: Exporting a transformational modernism/ Habitat International/Ding, Guanghui and Xue, Charlie Q. L. 8 Walking as a Planned Activity - Elevated Pedestrian Networkand Urban Design Regulationin Hong Kong / Journal of Urban Design /Tan, Zheng and Xue, Charlie Q. L.	自然奖	薛求理,丁光辉,谭峥	香港城市大学	香港城市大学
339	7103-103	基于机器人技术的细胞微纳操作理论与方法 项目名称 基于机器人技术的细胞微纳操作理论与方法 推荐/提名单位/人 香港城市大学 主要完成单位 香港城市大学 项目简介 细胞显微操作技术作为几乎所有细胞研究的技术基础，在操控精度、操控效率、成功率以及安全性等各个方面，均遭遇发展瓶颈。随着人类对于在细胞层面上的研究和精准医疗的要求日益增加，传统的手工操作早已无法满足需要。发展新的细胞显微操作理论及方法，已经成为凝聚共识的重大科学问题，对揭示人类生命机理和发展精准医疗技术等都具有重要的理论及现实意义。 自2002年起，项目组就开始系统性地将机器人与自动化技术融入细胞微纳操作，是国内外最早从事机器人辅助细胞自动化微纳操作研究的课题组之一。师生两代人经过10余年的协同攻关，在接触式及非接触式细胞微纳操作机器人理论及方法两个瓶颈问题上均取得了关键性突破。主要创新点如下：(一) 揭示了机器人辅助微纳操作末端执行器与活性细胞的力学作用机理。发现了光镊操作多场力耦合作用规律和显微注射过程中细胞的应变规律，建立了光镊下细胞迁移的作用力模型和针穿刺下细胞应力与压强变化模型，为实现不同类型细胞自动化微纳操作奠定了重要的理论基础。(二) 创立了机器人辅助全息光镊细胞微纳操作理论和方法体系。发现了全息光镊细胞操作控制的准确性与效率规律，提出了基于多场耦合动力学模型和显微视觉的迁移闭环控制方法，突破了复杂显微液体环境下大批量细胞同步操作的难题，开辟了群体高通量细胞操作新方向。 (三) 构建了多维感知与穿刺力控制细胞显微穿刺理论与方法体系。发现了细胞穿刺多维可感知信息与细胞穿刺质量的关系，提出了基于多维信息融合与基于力控制的穿刺控制新理论，突破了兼具高效率和高可靠性的穿刺操作难关，开辟了细胞穿刺自动化操作的新方向。8篇代表性论文获得广泛引用，单篇最高他引达172次。施引者包括中科院外籍院士、IEEE总主席福田敏男教授，ASME Fellow、南加州大学Satyandra K. Gupta教授，RSE Fellow、英国圣安德鲁斯大学Kishan Dholakia教授，香港科大、大疆董事长李泽湘教授、美国麻省理工学院Jean-Jacques Slotine教授等。部分成果开始商业化，如：香港城大郑淑娴教授（转基因鲭鳉鱼技术联合发明人）基于项目组的机器人辅助自动化注射技术，建立了世界上首套面向大批量自动化生物制造的机器人辅助鲭鳉鱼卵母细胞显微穿刺系统，培育了世界首例可用于环境监测的转基因鲭鳉鱼。 第一完成人是世界上最早应用机器人和光镊等微纳操作技术对生物细胞进行微纳米操作的少数几位学术带头人之一。其带领团队将机器人技术与多种微纳末端执行器如光镊、微针等有效结合，为以后的医学诊断和精准手术奠定了重要的理论和实践基础。其相关工作总引用接近10000余次，多次荣获国际会议最佳论文奖及香港工业奖。因其在细胞微纳操作机器人领域的杰出贡献，于2014年当选IEEE Fellow，2019年当选加拿大工程院院士。他还出任IEEE机器人与自动化学会的IEEE Fellow评选委员会委员，及中华人民共和国教育部科学技术委员会的学部委员。第二至七完成人均为香港城大博士毕业生，师从第一完成人。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 孙东 教授 香港城市大学 香港城市大学 世界上最早应用机器人技术对生物细胞进行自动化微纳米操作的少数几位学术带头人之一，为8篇文章的主要作者。首次提出机器人技术与多种微纳末端执行器如光学镊子和微针等工具有效结合，并在之后的十年成功领导团队在单细胞水平上实现了大批量、自动化精准细胞操作，研究成果在本领域的多个著名期刊全面加以报道。其相关工作的总引用接近10000余次，H-index 为51（Google Scholar数据）。这一科学实践为在之后进行的细胞医学诊断和微型手术等最新医学应用奠定了重要的理论与实践基础，为医疗机器人的发展开辟一个崭新的领域。因在该领域的杰出贡献，于2014年当选IEEE Fellow，2019年当选加拿大工程院院士。他还担任中华人民共和国教育部学部委员。 2 陈浩耀 副教授 哈尔滨工业大学 香港城市大学 项目的主要参与者之一，是科学发现一和二的主要完成人之一，提出了基于人工势场和显微视觉反馈的全息光镊细胞迁移自动控制理论和方法，实现了高效、高精度以及高抗干扰能力的全息光镊自动化细胞操控，突破了大批量细胞同步迁移控制的安全可靠性瓶颈。该工作于2012年发表在机器人领域顶级杂志IEEE Transactions on Robotics(代表性论文8)，被引用超过100次（Google Scholar数据），是国内外最早利用光镊实现大批量细胞自主迁移控制的研究，为后续许多相关研究提供了模型和方法基础。 3 黄海波 副教授 苏州大学 香港城市大学 是科学发现一和三的主要完成人之一。该工作于2009年发表在机器人领域顶级杂志IEEE Transactions on Robotics（代表性论文3），被引用超过140次（Google Scholar数据），这是该研究方向在IEEE Transactions on Robotics上发表的首篇论文，同时其研究成果连续获得了2006和2007年机器人与仿生技术国际学会（IEEE ROBIO）最佳会议论文提名。其设计的自动化细胞显微注射系统成功应用于香港城市大学生物化学系郑淑娴教授（转基因鲭鳉鱼技术的联合发明人）研究组的转基因鲭鳉鱼研究，培育世界首例可用于环境监测的转基因鲭鳉鱼。 4 谢瑜 副教授 厦门大学 香港城市大学 是科学发现一和三的主要完成人之一。该工作突破细胞操纵中力控制精度要求高、响应时间快的瓶颈，首次在机器人辅助细胞操纵中实现了微牛级力快速伺服跟踪的控制策略。同时该工作提出了基于专家穿刺经验学习的仿人穿刺控制框架，为细胞操纵机器人智能自进化学习建立了理论基础与实验依据。作为第一作者，工作发表在2010年的世界著名期刊International Journal of Robotics Research（代表性论文5）。 5 谭又华 副教授 香港理工大学 香港城市大学 是科学发现八的主要完成人之一。该工作主要应用光镊机器人技术操作红细胞，结合自我开发的力学模型成功表征红细胞在不同渗透压下的力学性能，该研究于2010年发表在生物医学工程领域顶级杂志IEEE Transactions on Biomedical Engineering（代表性论文4），被引用超过120次（Google Scholar数据），为应用机器人微操作技术测量生物细胞力学特性奠定了实验和理论基础，其研究成果获得了2009年机器人与仿生技术国际学会（IEEE ROBIO）最佳会议论文奖。 6 胡松钰 研究员 深圳大学 香港城市大学 项目主要参与者之一，是科学发现一和二的主要完成人之一，深入研究机器人辅助全息光镊与活性细胞的力学作用机理，建立了细胞在光镊作用下的迁移动力学模型，提出了多细胞同步迁移的闭环控制理论与方法，突破了多活体细胞操控时原有细胞群体图案的精准维持问题。相关工作在2010年 IEEE自动化科学与工程国际会议上唯一获“青年科学家”奖，并在机器人领域顶级杂志International Journal of Robotics Research发表（代表性论文7）。 7 王晓林 讲师 上海交通大学 香港城市大学 项目主要参与者之一，是科学发现四的主要完成人之一，提出了基于光镊微操作技术和微流控技术的自动化细胞分选方法，实现了高纯度以及高回收率的细胞分选，突破了少量稀有细胞筛选难题。该工作于2011年发表在微流控领域顶级国际杂志Lab on a Chip(代表性论文6)，被引用超过240次（Google Scholar数据），并入选2013年Lab on a Chip引用前5文章，相关工作已授权美国专利（US8723104B2）及中国专利（CN103674814B）。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 名称：Adaptive synchronized control for coordination of multirobot assembly tasks刊名：IEEE Transactions on Robotics and Automation作者：Dong Sun, James K. Mills 2 名称：Position synchronization of multiple motion axes with adaptive coupling control刊名：Automatica 作者：Dong Sun 3 名称：Robotic cell injection system with position and force control: Towards automatic batch biomanipulation 刊名：IEEE Transactions on Robotics作者：Haibo Huang, Dong Sun, James K. Mills and Shuk Han Cheng 4 名称：Mechanical characterization of human red blood cells under different osmotic conditions by robotic manipulation with optical tweezers刊名： IEEE Transactions on Biomedical Engineering作者：Youhua Tan, Dong Sun, Jinzhi Wang, and Wenhao Huang 5 名称：A force control approach to a robot-assisted cell microinjection system刊名：International Journal of Robotics Research作者：Yu Xie, Dong Sun, Chong Liu, H. Y. Tse, and Shuk Han Cheng 6 名称：Enhanced cell sorting and manipulation with combined optical tweezer and microfluidic chip technologies刊名：Lab on a Chip作者：Xiaolin Wang, Shuxun Chen, Marco Kong, Zuankai Wang, Kevin D Costa, Rinald A Li，and Dong Sun 7 名称：Automatic transportation of biological cells with a robot-tweezer manipulation system刊名：International Journal of Robotics Research作者：Songyu Hu, and Dong Sun 8 名称：Moving groups of microparticles into array with a robot-tweezers manipulation system刊名：IEEE Transactions on Robotics作者：Haoyao Chen and Dong Sun	自然奖	孙东,陈浩耀,黄海波,谢瑜,谭又华,胡松钰,王晓林	香港城市大学	香港城市大学
340	7103-104	绿色通信中家用无线基站资源分配的优化研究 项目名称 绿色通信中家用无线基站资源分配的优化研究 推荐/提名单位/人 香港城市大学 主要完成单位 香港城市大学 项目简介 随着智能终端的普及以及互联网业务的飞速发展，到2020年，移动数据业务流量将增长1000倍，终端用户可达10Gbps速率，并支持多种接入方式。面临终端数量大、彼此干扰强的问题，采用自适应频谱接入策略是保障整体网络通信的有效解决方案。已有工作采用网络的功耗和效用优化解决了信道利用率问题，但面对激增的用户数量和复杂的干扰仍有不足，增加信道容量和信道利用率仍难以应对海量用户的复杂干扰，影响了网络资源的合理分配。本项目依据5G网络的特点，研究通过蜂窝网络支持的多移动网络运营商保障大规模用户的高传输速率。申请人拟利用扩展单移动网络运营商环境下分布式的功率控制和用户选择策略，解决多移动网络运营商环境下的绿色高速率问题。从而对阐明网络资源优化分配机制有重要意义，为下一代无线网络应对海量用户保障通信提供思路。随着移动智能终端应用规模的增大，网络流量的飞速增长，本项目围绕5G网络中的绿色通信及网络效率展开研究，模型化分析基于虚拟技术多移动网络运营商中的普遍性优化问题，研究相应理论与优化方法以实现保障用户整体数据传输速率和降低传输能耗。研究框架层次大致可划分为数理模型层，理论支撑层和方法优化层三个层次，开展的研究内容包括：1)单移动网络运营商通信环境下的绿色通信和网络效率，2)多移动网络运营商通信环境下的绿色通信和网络效率。探索单移动网络运营商通信下的功率分配优化及网络效率优化问题与理论，并以此为基础，研究多移动网络运营商通信下的功率控制方法。主要研究内容包括：单移动网络运营商通信环境下的绿色通信和网络效率研究和多移动网络运营商通信环境下的绿色通信和网络效率研究。本项目解决5G绿色通信领域中急需解决的3个关键性难点问题：1）单网络运营商通信中系统能耗最小化问题。2）多网络运营商通信中系统能耗最小化问题。3）网络超载情况下的网络容量最大化问题。本项目的目标设置特色为：1）提出5G网络中的创新分布式功率控制算法，2）给出多移动网络运营商环境下保障传输速率的能耗最小化近似算法，3）建立用户选择网络新标准，4）融合宽带接入网的资源分配设计5G网络自适应组网协议提高系统的稳健性、QoE保障及能效。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈志为 副教授 香港城市大学 香港城市大学 陈志为博士现为IEEE Transactions on Communications与IEEE/ACM Transactions on Networking编辑。主要研究领域包括认知无线网络、无线通信系统的设计与优化、移动计算。其与国际国内同行保持了较密切的学术联系，如美国普林斯顿大学，加州理工学院，康奈尔大学等本研究领域的知名高校及学者保持紧密合作，比较完整全面的掌握了本研究领域的文献资料以及国际上的最新研究动态，并合作完成了许多重要的代表性成果。在室内无线网移动计算、功率算法等研究上都取得了一定的进展，已有多项研究成果发表在国际高水平期刊和会议上。 2 郑靓 其他 香港城市大学 香港城市大学 稳健性与能效分析研究 3 翟象平 其他 香港城市大学 香港城市大学 稳健性与能效分析研究 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Maximizing Sum Rates in Cognitive Radio Networks: Convex Relaxation and Global Optimization Algorithms/IEEE Journal on Selected Areas in Communications/Liang Zheng, Chee Wei Tan 2 Energy-Infeasibility Tradeoff in Cognitive Radio Networks: Price-Driven Spectrum Access Algorithms/IEEE Journal on Selected Areas in Communications/Xiangping Zhai, Liang Zheng, Chee Wei Tan 3 Fast Algorithms and Performance Bounds for Sum Rate Maximization in Wireless Networks/IEEE/ACM Trans. Networking/Chee Wei Tan, Mung Chiang, R. Srikant 4 Optimal Algorithms in Wireless Utility Maximization: Proportional Fairness Decomposition and Nonlinear Perron-Frobenius Theory Framework/IEEE Trans. Wireless Communications/Liang Zheng, Chee Wei Tan 5 Cognitive Radio Network Duality and Algorithms for Utility Maximization/IEEE Journal on Selected Areas in Communications/Liang Zheng, Chee Wei Tan 6 Pricing-based decentralized spectrum access control in cognitive radio networks/IEEE/ACM Trans. Networking/Lei Yang, Hongseok Kim, Junshan Zhang, Mung Chiang, Chee Wei Tan 7 Optimal Power Control in Rayleigh-Fading Heterogeneous Wireless Networks/IEEE/ACM Trans. Networking/Chee Wei Tan 8 Wireless Network Optimization by Perron-Frobenius Theory/Foundations and Trends in Networking, Now Publishers/Chee Wei TAN	自然奖	陈志为,郑靓,翟象平	香港城市大学	香港城市大学
341	7103-105	新兴有机污染物在环境基质中的赋存、富集与生物毒性 项目名称 新兴有机污染物在环境基质中的赋存、富集与生物毒性 推荐/提名单位/人 香港城市大学 主要完成单位 香港城市大学,中国科学院水生生物研究所 项目简介 自二十世纪下半叶，新化学品合成的种类和数量呈现了指数级的增长，一些合成化学品在人类的工业农业生活中被广泛使用，继而不可避免地释放到环境里。由于部分污染物难降解而在生态系统中可以持久残存，并且具有较强的生物毒性，加上其本身可以在食物链中产生生物累积和放大效应，因此这类污染物的来源以及环境归趋已引起环境科学界的广泛关注，政府部门也设立法律法规对这部分污染物的生产、排放和使用做了规定、限制或禁令。一些传统的化学品由于受到管控，在具有新功能的化学品不断被合成的同时，催生出合成结构相似或功能相似的化学替代品工业，导致大量的新合成化学品被排放到周边的环境中，成为了新兴污染物（ECCs）。ECCs包含新合成的全氟和多氟烷基物质（PFASs）、卤代阻燃剂（HFRs）、有机磷阻燃剂（OPFRs）、药物及个人护理品（PPCPs）等。这些新兴污染物会对环境和生物造成潜在的危害，但其环境健康风险并未得到充分评估。林群声教授团队十多年来一直致力于ECCs在环境媒介特别是海洋环境基质中的检测与生态毒理研究。在优化各种ECCs分析技术的基础上，先后完成了我国沿海鱼类样品中六溴环十二烷（HBCD）的检测、亚热带海洋食物网中PFASs的检测、我国典型城市自来水中的PPCPs残留、香港海洋环境和人体血液中PFASs的检测以及南海海洋哺乳类动物体内的短链和中链氯化石蜡（SCCPs和MCCPs）的生物富集和营养级转移等研究，还考察了几种阻燃剂对斑马鱼的毒性。首次报导了HBCD在我国沿海九座城市的海洋鱼类中的含量水平，发现大连的海鱼有最高的HBCD含量；尽管如此，检测到的HBCD低于世界其他国家地区报导的相关物种的含量，当地人摄入该区域的鱼类所产生的健康风险也较低。在亚热带海洋食物网的研究中发现，4种PFASs在该食物网产生了生物放大效应，但通过检测该食物网的捕食者水鸟肝脏后发现，目前的PFASs浓度暂时对水鸟产生的健康风险较低，同时当地居民进食的虾和鱼对人体产生的健康风险较低。在对我国自来水中药物残留的研究中发现，十三座城市的113个自来水样品中，有87%检测到了药物残留；团队提出了一个以特定药物为饮用水安全指示剂的监测系统，可供于水源保护和风险管理。在海洋环境和人体血液的研究首次报导了新型PFASs在多种环境介质中的赋存情况。在对十年间的中华白海豚和江豚样品的研究发现，SCCPs和MCCPs在这些海洋豚类的体内浓度有随时间的增长而增加的明显趋势，而由于大气传输、海洋传输以及营养级传递等来源的不同，导致了两豚类物种的SCCPs和MCCPs的积累量和积累同系物的比例不尽相同。对多溴联苯醚和OPFRs的毒性实验发现，对父代斑马鱼进行这些阻燃剂的暴露可以影响子代的甲状腺激素水平，并对神经发育产生负面影响。以上研究的成果，不仅极大地丰富了污染生态学和环境毒理学的内容，而且为今后更加深入地研究各种ECCs的环境化学行为和生态风险提供了有价值的参考，为进一步研究地区毗邻海洋生态环境问题和可持续发展战略提供新的对策和思路。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 林群声 教授 香港城市大学 香港城市大学 全面主持有关ECCs的科研项目，在前期负责项目书的编写与提交，在项目实施过程中负责研究方案的制定、实施和经费管理，在项目后期指导研究结果的数据分析以及理论成果的凝练。 2 林忠华 其他 香港教育大学 香港城市大学 主要负责制定研究项目内、样品采集计划、ECCs 超痕量分析技术的建立以及高效液相色谱内部组件的更替方案，优化样品处理过程和 ECCs 的萃提方法，完善各种待测物的检测方法。建立典型 ECCs 毒性试验分析方法并进行风险评估。另外还参与 ECCs 地球化学工作。 3 周炳升 研究员 中国科学院水生生物研究所 中国科学院水生生物研究所 主要负责环境新兴有机污染物的神经毒性、内分泌干扰毒性效应和机理研究，提供毒性试验分析方法与风险评估的理论指导。 4 吕绮霞 其他 香港环保署 香港城市大学 主要负责样品采集、样品处理和 ECCs 的萃提，完成各种待测物的检测。运用典型 ECCs 毒性试验 分析方法并进行风险评估。 5 陈联国 研究员 中国科学院水生生物研究所 香港城市大学 主要负责环境新兴有机污染物多溴联苯醚(PBDEs)的毒性效应与分子机制研究，阐明 PBDEs 的跨代 传递行为和跨代神经毒性效应，为 PBDEs 的环境风险评价和决策管理提供参考依据。研究成果已发表于 Environmental Science and Technology，论文受到美国科学媒体”Environmental Health News"关注和报导，并发表了"Fish swim slower if parents exposed to flame retardant"的评述文章。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Hexabromocyclododecanes (HBCDs) in marine fishes along the Chinese coastline / Chemosphere / Xia, C.H., Lam, J.C.W., Wu, X.G., Sun, L.G., Xie, Z.Q., Lam, P.K.S. 2 Trophic magnification of poly-and perfluorinated compounds in a subtropical food web / Environmental Science & Technology / Loi, E.I.H., Yeung, L.W.Y., Taniyasu, S., Lam, P.K.S., Kannan, K., Yamashita, N. 3 Parental transfer of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and thyroid endocrine disruption in zebrafish / Environmental Science & Technology / Yu, L.Q., Lam, J.C.W., Guo, Y.Y., Wu, R.S.S., Lam, P.K.S., Zhou, B.S. 4 Prenatal transfer of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) results in developmental neurotoxicity in zebrafish larvae / Environmental Science & Technology / Chen, L.G., Yu, K., Huang, C.J. 5 Pharmaceuticals in tap water: Human health risk assessment and proposed monitoring framework in China / Environmental Health Perspectives / Leung, H.W., Jin, L., Wei, S., Tsui, M.M.P., Zhou, B.S., Jiao, L.P., Cheung, P.C., Chun, Y.K., Murphy, M.B., Lam, P.K.S. 6 Detections of commercial fluorosurfactants in Hong Kong marine environment and human blood: A pilot study / Environmental Science & Technology / Loi, E.I.H., Yeung, L.W.Y., Mabury, S.A., Lam, P.K.S. 7 Temporal trends and pattern changes of short- and medium-chain chlorinated paraffins in marine mammals from the South China Sea over the past decade / Environmental Science & Technology / Zeng, L.X., Lam, J.C.W., Wang, Y.W., Jiang, G.B., Lam, P.K.S. 8 Bioconcentration and transfer of the organophorous flame retardant 1,3-dichloro-2-propyl phosphate causes thyroid endocrine disruption and developmental neurotoxicity in zebrafish larvae / Environmental Science & Technology / Wang, Q.W., Lai, N.L.S., Wang, X.F., Guo, Y.Y., Lam, P.K.S., Lam, J.C.W., Zhou, B.S.	自然奖	林群声,林忠华,周炳升,吕绮霞,陈联国	香港城市大学,中国科学院水生生物研究所	香港城市大学
342	7105-102	铁基磁性材料应用于重金属污染控制的基础研究 项目名称 铁基磁性材料应用于重金属污染控制的基础研究 推荐/提名单位/人 香港科技大学 主要完成单位 香港科技大学,同济大学 项目简介 该项目属环境科学技术领域应用基础研究。针对水中重金属高毒性、持久性、难降解的国际难题，项目组经过十年持续、系统的研究，提出了系列基于铁基功能材料磁性特征的重金属增效吸附与快速分离的重金属污染控制新理念与新方法，揭示了弱磁场调控零价铁（Fe0）腐蚀、加速污染物去除的技术原理，阐明了复杂水环境条件下影响铁基环境功能材料去除重金属离子的关键因素与作用机制，实现了水中重金属增效化学处理理论与方法的重大突破，具有重要的理论意义与潜在应用价值，得到了国际同行专家的高度关注与肯定。主要发现点如下： 1. 构建了利用磁性铁氧化物颗粒“选择性吸附-磁性分离-快速解吸”相结合去除和回收水中重金属的新理念。基于重金属的特性，开发了利用磁赤铁矿（γ-Fe2O3）纳米颗粒、介孔磁赤铁矿颗粒选择性吸附和回收水中重金属的新方法，并揭示了静电作用、离子交换在磁性铁氧化物颗粒高效吸附重金属离子过程中的作用机制，为水中重金属选择性吸附及回收提供了新的研究思路和理论依据。 2. 结合微观原位表征、理论计算等方法，揭示了影响Fe0去除重金属效能的关键因素及Fe0颗粒在实际水体环境中的迁移归趋规律。水体中常见的腐殖酸、阴离子、硬度离子等可通过生成络合物、形成钝化膜、竞争活性点位、引起点蚀等反应而对Fe0去除重金属的过程产生或抑制或促进的影响，这些规律为Fe0颗粒在复杂水环境中的实际应用提供了重要技术参考。 3. 揭示了弱磁场调控Fe0腐蚀的作用机制并提出了弱磁场强化Fe0去除重金属效能的新方法。基于Fe0的铁磁性和Fe2+的顺磁性，构建了利用弱磁场（0.2-5.0 mT）调控Fe0除污染过程的新方法，发现了施加弱磁场可将Fe0对Se、As、Cu等污染物的去除速率提高1.2-88.0倍，阐明了弱磁场加速Fe0除污染过程的机制在于腐蚀生成的顺磁性Fe2+会在磁场梯度力的作用下向高磁场强度处迁移，从而引起Fe0的非均匀腐蚀，丰富了铁环境化学及磁化学的基础理论。 8篇代表性论文分别发表在Environmental Science & Technology、Water Research 等环境领域权威期刊上，SCI他引次数1067次，他引总次数达1290 次，单篇SCI 最高他引544 次，篇均SCI他引133次；获授权美国发明专利1项，中国发明专利1项，获美国工程师协会最佳论文奖三次。项目组第一完成人为香港地区首位入选欧洲科学院自然科学及社会科学院院士的学者、香港工程师学会资深会员。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 劳敏慈 教授 香港科技大学 香港科技大学 作为项目负责人，负责了本项目的提出、组织实施及学术指导，对重要科学发现一和二做出了重大创造性贡献，对重要科学发现三做出了一定的贡献；构建了利用磁性铁氧化物颗粒“选择性吸附-磁性分离-快速解吸”相结合去除和回收水中重金属的新理念，开发了利用磁赤铁矿（γ-Fe2O3）纳米颗粒、介孔γ-Fe2O3磁性颗粒选择性吸附和回收水中重金属的新方法，并在水和工业废水处理中得到成功应用，获得了美国和中国专利；揭示了复杂水环境条件对零价铁去除重金属的影响规律与作用机制，为零价铁的环境应用特别是对以零价铁作为反应介质的可渗透反应屏障技术的应用研究作出了重大贡献，科研成果获得了多项国际大奖。是代表性论文1、2、3、4、5、8的通讯作者。 2 关小红 教授 同济大学 同济大学 作为项目重要参与人，对重要科学发现三做出了创造性贡献。率先提出了利用弱磁场（0.2-5.0 mT）调控零价铁腐蚀、加速其除污染过程的新方法；揭示了零价铁被弱磁场磁化所产生的非均匀磁场及其对零价铁腐蚀产物Fe2+迁移的调控作用机制。是代表性论文6和7的通讯作者。 3 董浩然 副教授 湖南大学 香港科技大学 作为项目重要参与人，对重要科学发现二做出了突出贡献。阐明了零价铁纳米颗粒在实际水体环境中对砷等重金属的吸附-解吸行为；揭示了水体残留零价铁纳米颗粒在环境中的迁移与归趋。是代表性论文8的第一作者。 4 孙远奎 副研究员 同济大学 同济大学 作为项目重要参与人，对重要科学发现三做出了突出贡献。发现了弱磁场可促进零价铁活化分子氧氧化污染物的效率，进而能提高As(III)等污染物的氧化及后续吸附去除；阐明了弱磁场对零价铁腐蚀产物生成演变的影响规律，协助揭示了弱磁场强化零价铁除污染的作用机制。是代表性论文7的第一作者。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Removal and recovery of Cr(VI) from wastewater by maghemite nanoparticles/Water Research/Jing Hu, Guohua Chen, Irene M.C. Lo 2 Synthesis of mesoporous magnetic γ-Fe2O3 and its application to Cr(VI) removal from contaminated water/ Water Research/Peng Wang, Irene M.C. Lo 3 Removal of chromium (VI) by acid-washed zero-valent iron under various groundwater geochemistry conditions/Environmental Science & Technology/Keith C. K. Lai, Irene M.C. Lo 4 Fate of As(V)-treated nano zero-valent iron: Determination of arsenic desorption potential under varying environmental conditions by phosphate extraction/Water Research/Haoran Dong, Xiaohong Guan, Irene M.C.Lo 5 Chromium(VI) reduction kinetics by zero-valent iron in moderately hard water with humic acid: Iron dissolution and humic acid adsorption/Environmental Science & Technology/Tongzhou Liu, Daniel C. W. Tsang, Irene M. C. Lo 6 Hardness and carbonate effects on the reactivity of zero-valent iron for Cr(VI) removal/Water Research/Irene M.C. Lo, Chester S.C. Lam, Keith C.K. Lai 7 Coupled effects of aging and weak magnetic fields on sequestration of selenite by zero-valent iron/Environmental Science & Technology/Liping Liang, Xiaohong Guan, Zhong Shi, Jialing Li, Yinan Wu, Paul G. Tratnyek 8 Effect of weak magnetic field on arsenate and arsenite removal from water by zerovalent iron: An XAFS investigation/Environmental Science & Technology/Yuankui Sun, Xiaohong Guan, Jianmin Wang, Xiaoguang Meng, Chunhua Xu, Gongming Zhou	自然奖	劳敏慈,关小红,董浩然,孙远奎	香港科技大学,同济大学	香港科技大学
343	7106-101	粘性土的弹粘塑性本构模型研究及沉降分析 项目名称 粘性土的弹粘塑性本构模型研究及沉降分析 推荐/提名单位/人 香港理工大学 主要完成单位 香港理工大学 项目简介 岩土是一种天然的建筑材料。它既可用来作为天然地基以支撑楼房、海堤等，也可以作为填料用于建筑堤坝，机场跑道等。由于岩土材料通常会经历复杂的地质作用，其力学特性常常比人工生产的材料如钢铁等更为复杂。粘性土，作为一种特别的岩土介质，其应力-应变关系不仅与应力水平和应力路径有关，也与时间和加载速率有关。随着中国经济的快速发展，越来越多的基础设施都建在粘性土地基上，如在建的香港机场第三跑道、已建的天津港码头等。因而，针对粘性土，建立合适的与时间有关的本构模型具有相当重要的工程意义。关于土体的与时间相关的应力-应变特性的模型研究是一个重要且有长期历史的研究领域。早期的研究可追溯到十八世纪的Maxwell和Kelvin的流变模型。过去大量的工作推动了本构模型的发展，但都有严重的局限性。自1997年至2005年，项目组做了大量的研究工作，提出许多独创的思想，取得了以下四方面的原创成果和科学发现： （1）在理论创新方面，项目组发现了粘性土的蠕变率仅与其应力-应变状态有关，而与加载路径（或加载历史）无关，由此归纳和阐明了粘性土的蠕变特性。结合其它科学原理，严格推导和建立了新的殷和Graham一维和三维弹粘塑性（1D和3D EVP）本构模型，即一维和三维非线性流变模型，这是对152年前的一维线性Maxwell流变模型（1867）和三维剑桥弹塑性模型的重大发展和突破。 （2）将殷和Graham一维和三维弹粘塑性模型应用于土骨架和水完全耦合固结分析并与实测数据进行比较和验证。这是计算粘土固结沉降的更严密且精准的方法（对比假设A方法）。项目组还率先发现土的蠕变可以引起土体中超孔隙水压力增加，即使在一维应变固结条件下也会存在。使用殷和Graham 1D和3D EVP模型的完全耦合固结分析可以成功地模拟“超孔隙水压力增加”的现象。这是以前其它理论模型无法解释和模拟的。 （3）通过常规和计算机控制应力路径三轴系统试验，获得了大量关于香港海洋沉积粘土的基本力学特性和与时间相关的应力-应变关系数据，揭示了粘性土流变变形规律和与时间及速率有关的应力-应变关系的特征。 （4）对固结问题解析解和数值方法上有突破成果和科学发现。对粘性土线性固结问题，推导出双层土和有排水板条件下固结问题的新解析解并制作了设计图表；对非线性固结问题，将一维弹粘塑性模型应用于固结分析，提出了适用于一维和含排水板地基固结问题有限元（拟）牛顿法，消除了小步长计算时引起的数值不稳定性；建立了适用于进行砂井地基设计的计算方法、并开发了相应的计算程序。项目组还首次将Pasternak模型和Timoshenko梁理论成功地应用到软粘土上加筋砂垫层的沉降计算，得到了点荷载下沉降计算的解析解。 殷建华在SCI (All Databse)已发表了221篇文章，SCI他引用总数3796次。对所选的8篇SCI论文，SCI他引总数达到229次。殷建华已得到数个大奖和名誉：2011年当选第14届黄文熙讲座主讲人和2017年获国际岩土力学计算方法与进展协会“杰出贡献大奖”。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 殷建华 教授 香港理工大学 香港理工大学 作为主要完成人，在试验方面, 获得了大量和系统的关于土的基本特性以及与时间相关的应力－应变关系的数据，揭示了粘土流变规律。在理论方面, 归纳和阐述了粘土蠕变特性，即土单元的蠕变率仅与应力－应变状态有关，而与加载路径无关。基于前人的工作，科学原理，和对土的蠕变行为的理解，推导并建立了新的一维和三维弹粘塑性本构模型，即一维和三维非线性流变模型，是对152多年前提出的Maxwell一维线性流变模型的重大发展和突破。在应用方面, 将上述一维和三维弹粘塑性模型应用于土骨架与水完全耦合的固结分析，并成功地将Pasternak理论和Timoshenko 梁理论运用到软粘土上加筋垫层的沉降计算，得到了点荷载下沉降计算的解析解。 2 朱俊高 教授 河海大学 香港理工大学 本项目的主要参与完成人，在试验方面，通过三轴蠕变试验和单向压缩蠕变试验研究了软粘土的蠕变性质，获得了软粘土大量且系统的基本特性以及与时间相关的应力应变关系数据，揭示了软粘土基本流变特性规律。在计算和应用方面，成功地将殷和Graham（1999）三维弹粘塑性本构模型编进一个有限元固结分析程序里。用该有限元程序建立了数值模型对加拿大北方海洋软粘土上的人工岛（Tarsiut Island），进行了土骨架与孔隙水完全耦合的有限元固结分析。成功地，也是土力学界首次，计算到在初始段孔隙水力随时间增加的现象，与现场的测量结果吻合，并解释了其原因是土的蠕变。 3 朱国甫 教授 武汉理工大学 香港理工大学 本项目的主要参与完成人。在数值计算方面，成功地将殷和Graham (1989, 1994, 1999)的一维弹粘塑性模型应用于固结分析，提出了数值稳定的一维和砂井地基固结问题有限元(拟)牛顿法，消除了小步长计算时引起的数值不稳定性；建立了适合进行砂井地基设计的分析计算方法并开发了相应的计算程序。 用该有限元程序对香港新机场填海工程试验段、加拿大Berthierville试验堤坝等一系列重大工程进行过成功的固结分析，分析的结果与现场测量数据非常吻合。 在理论分析方面，推导出一系列一维及砂井地基固结问题的解析解和相应的设计图表，得到的解析解目前被其他研究人员作为重要的参考依据，提供的设计图表被设计工程人员广泛使用。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Elastic viscoplastic modelling of the time-dependent stress-strain behaviour of soils/ Canadian Geotechnical Journal/Yin, JH; Graham, J 2 Elastic visco-plastic consolidation modelling of clay foundation at Berthierville test embankment/ International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics/ Zhu, GF; Yin, JH 3 Strain-rate-dependent stress-strain behavior of overconsolidated Hong Kong marine clay/ Canadian Geotechnical Journal/ Zhu, JG; Yin, JH 4 Consolidation of double soil layers under depth-dependent ramp load/ Geotechnique/ Zhu, GF; Yin, JH 5 Consolidation analysis of soil with vertical and horizontal drainage under ramp loading considering smear effects/ Geotextiles and Geomebranes/ Zhu, GF; Yin, JH 6 Modelling geosynthetic-reinforced granular fills over soft soil/ Geosynthetics International/ Yin, JH 7 Elastic viscoplastic consolidation modelling and interpretation of pore-water pressure responses in clay underneath Tarsiut Island/ Canadian Geotechnical Journal/ Yin, JH; Zhu, JG 8 Comparative modeling study of reinforced beam on elastic foundation/ Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering/ Yin, JH	自然奖	殷建华,朱俊高,朱国甫	香港理工大学	香港理工大学
344	7106-102	宏/介/微观尺度下塑性变形及损伤断裂行为研究 项目名称 宏/介/微观尺度下塑性变形及损伤断裂行为研究 推荐/提名单位/人 香港理工大学 主要完成单位 香港理工大学 项目简介 产品小型化需要大量有效地生产高质量微介尺度零部件。但小尺度下材料组织性能分布的不均匀性和随机性会引起变形行为的离散性及尺度效应，从而使得宏观尺度下建立的塑性变形及损伤断裂理论无法有效解决微小尺度的变形制造问题，进而导致微介观尺度极限制造存在大量理论技术瓶颈。本项目对不同尺度下的变形和损伤进行了深入研究，揭示了不同尺度体积和板料变形损伤断裂机理及规律，阐明了材料几何和微观组织尺寸效应及其相互作用，确定了各种断裂准则局限性并建立了准则适用性判据，开创了复合微成形工艺。主要的发现和科学价值为:1. 阐明了宏/介/微观尺度下不均匀塑性变形行为和机制。首次揭示了不同尺度下的不均匀塑性变形行为和特定尺寸下材料强度“越小越弱”、而非通常更小尺度的“越小越强”的规律，阐明了尺寸效应和不均匀变形的机理及两者的相互作用。2. 揭示了不同尺度下材料损伤断裂的机理和形成规律。首次发现了体积变形时材料在宏观大尺度下容易断裂、而微观小尺度下不易断裂的规律并建立了体积及薄板材料在宏/介/微尺度下断裂与尺寸效应的关联机制。3. 建立了用于表征尺寸效应影响的变形本构模型及断裂准则的适用性判据。验证了所建本构模型的有效性和适用性。系统揭示了宏/介/微观尺度变形中不同耦合和非耦合断裂准则在不同变形条件下的有效性及局限性，为发展和建立新的断裂准则、准确使用准则及评估其应用提供理论依据。4. 揭示了宏/介/微观下差异明显的变形离散性。发现了不同尺度变形和摩擦等行为及产品质量性能的差异性和离散性，并认定其为影响成形成性工艺制定及质性控制的重要因素，发明了渐进复合微成形工艺直接用金属薄板成形复杂体积微型件技术。本项目近十年发表SCI期刊论文69篇及两本英文专著，其中ESI高被引论文两篇。Google Scholar总他引2035次，Web of Science核心期刊总他引1375次，其中SCI他引1222次。八篇代表作的Web of Science总他引和SCI他引分别为526次和451次。2007年以来在Web of Science数据库里以“微成形”和“断裂”为主题词发表的论文中，本项目团队占22篇，排名第一。项目负责人受邀在国际会议和英美名校做了18次有关项目成果的大会或特邀报告，并于2016年在香港成功主办了第三届金属材料与加工国际会议。三篇会议论文被国际微纳制造等会议授予最佳论文/优秀论文奖，包括著名的Int Conf on Micro-Manufacturing (ICOMM)和欧洲4M Association与ICOMM的联合大会。项目负责人担任Int J Plasticity和《机械工程学报》等12个著名期刊编委和Elsevier金属与合金百科全书英文版编辑。本项目开创了多尺度塑性成形及损伤断裂的研究新方向，研究成果得到同行的广泛认可。日本塑性加工学会前主席Manabe、北理工方岱宁院士、IJP主编Khan、JMPT主编曹简、浦项工大Barlat等著名学者在Int J Plasticity、Int Mach Tools Manu、J Mater Process Tech、Mater Des等期刊上对本项目成果大段引用并给予高度评价。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 付铭旺 教授 香港理工大学 香港理工大学 项目负责人，第1至8篇代表作的唯一通讯作者以及第一至第四发现点的主要贡献者，同时也是本项目所涉及的香港研究局及创新科技署的5个项目负责人，统筹，领导和安排项目的进展，是项目总思路的提出、研究方案的制定及实现的主要策划和执行者，其工作量占本项目总工作量的30%。 2 李恒 教授 西北工业大学 香港理工大学 第1篇代表性论文作者。对第三发现点做出主要贡献：1. 系统深入研究了典型材料应力状态、变形行为与损伤断裂模式之间的关联关系；2. 建立了耦合和非耦合韧性断裂准则在宏/介/微观不同应力状态下的适用性判据。其工作量占本项目总工作量的25%。 3 吕坚 教授 香港城市大学 香港理工大学 第1、3、4、7篇代表作的论文作者，对第一至第四发现点做出主要贡献。对仿真模拟及工艺试验提出了方案和设计思路，指导研究生开展上述研究。主要的工作涉及到宏/介/微观不同尺度的变形规律及行为研究，几何及晶粒尺寸效应对变形的影响，尺寸效应对回弹等行为及成形成性的作用和影响。其工作量占本项目总工作量的20%。 4 陈伟伦 工程师 香港生产力促进局 香港理工大学 第2、3、4、6、8篇代表作的论文作者，对第一、第二和第四发现点做出主要贡献：1. 负责微成形模具设计开发、实验及仿真模拟分析；2. 揭示了微尺度塑性变形中尺寸效应对变形和损伤断裂的影响规律；3. 开展了关于渐进复合微成形的实验及模拟工作。其工作量占本项目总工作量的20%。 5 冉家琪 讲师 深圳大学 香港理工大学 第5篇代表作的论文作者，对第二和第三发现点做出主要贡献：1. 从损伤能的角度解释了微观小尺度下体积成形损伤断裂更难发生的原因；2. 对建立考虑几何和晶粒尺寸对体积成形的材料变形和损伤断裂影响的本构模型和断裂准则做出重要贡献。其工作量占本项目总工作量的5%。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 The influence of size effect on the ductile fracture in micro-scaled plastic deformation. / International Journal of Plasticity / Ran J Q, Fu M W, Chan W L. 2 Study of size effect in micro-extrusion process of pure copper. / Materials & Design / Chan W L, Fu M W, Yang B. 3 Ductile fracture: experiments and computations. / International Journal of Plasticity / Li H, Fu M W, Lu J, Yang H. 4 Geometry and grain size effects on the fracture behavior of sheet metal in micro-scale plastic deformation. / Materials & Design / Fu M W, Chan W L. 5 Modeling of grain size effect on micro deformation behavior in micro-forming of pure copper. / Materials Science and Engineering: A / Chan W L, Fu M W, Lu J, Liu J G. 6 The size effect on micro deformation behaviour in micro-scale plastic deformation. / Materials & Design / Chan W L, Fu M W, Lu J. 7 Influence of size effect on the springback of sheet metal foils in micro-bending. / Computational Materials Science / Liu J G, Fu M W, Lu J, Chan W L. 8 A review on the state-of-the-art microforming technologies. / The International Journal of Advanced Manufacturing Technology / Fu M W, Chan W L.	自然奖	付铭旺,李恒,吕坚,陈伟伦,冉家琪	香港理工大学	香港理工大学
345	7106-103	超精密抛光技术中材料去除及表面生成机理研究 项目名称 超精密抛光技术中材料去除及表面生成机理研究 推荐/提名单位/人 香港理工大学 主要完成单位 香港理工大学 项目简介 超精密抛光作为超精密零部件制造的最后道工序，直接决定了超精密零部件的最终精度及表面粗糙度。当前抛光工艺主要存在两大挑战，分别是抛光精度和抛光效率。对于抛光精度，目前对于超精密抛光机理的研究仍不够深入，仅局限于宏观尺度的分析，并未从微观角度分析磨粒作用机制和表面生成机理，并且未建立表面生成模型，从而准确预测预测表面生成，需要依靠大量的抛光实验数据，耗时耗力，已成为超精密抛光技术提升的瓶颈问题。对于抛光效率,当前抛光工艺普遍效率偏低，无法满足实际应用中的需求。项目主要研究内容和重要科学发现点:一.揭示抛光参数对多尺度表面生成的影响机制超精密抛光技术是一个复杂的动态过程，因此有必要深入了解各个抛光参数对材料去除和表面生成的影响，从而对该工艺有深刻的认识，进一步优化工艺。项目组率先针对气囊抛光和水射流抛光的抛光参数，从宏观和微观相结合的角度分析了抛光参数对表面生成的影响，从不同尺度揭示了抛光参数对表面生成的影响机制，为后续的工艺参数优化及表面生成模型的建立提供理论依据。二.多尺度材料去除函数建模及表面生成模型建立由于超精密抛光工艺复杂以及抛光过程受诸多因素影响，导致一直缺乏有效的理论模型来精确描述抛光过程中的材料去除函数和表面生成。因此，项目组在对抛光机理实验和理论研究的基础上，首次针对气囊抛光和磨料水射流抛光，采用宏观和微观结合的手段实现去除函数的精确建模，并将去除函数模型和抛光路径以及驻留时间算法相结合，建立了超精密抛光表面生成模型进行确定性仿真分析，并且成功用于预测抛光的材料去除特性以及抛光后面型，这样既能避免反复试抛的时间和资源浪费，又能优化抛光过程和抛光策略，从而实现复杂型面光学曲面的高效加工，为超精密抛光的面形控制和工艺优化提供理论依据和技术支持。此外，项目组创新性地提出超精密抛光生成功能结构表面的崭新加工方法，并构建了基于模型为基础的仿真系统来预测不同抛光参数对三维结构型表面生成的影响机制。三.一种崭新的高效超精密多射流抛光方法磨料水射流抛光技术与其他抛光技术相比具有独特的优势,例如抛光精度高，对复杂曲面的高度适应性等。但其抛光效率低，目前仅能应用小尺寸工件的抛光，或者工件边缘的修抛，极大的限制其应用和产业化。因此，项目组创新性地提出多射流抛光的理论，将原有单一水射流拓展至多水射流或者水射流阵列，从而大幅度提升抛光效率，抛光效率提升比例与射流的数目接近呈正比例相关。项目组结合流体动力学仿真的方法将多射流喷嘴进行优化设计，并模拟多射流抛光过程中的流场分布。搭建了多射流抛光试验平台，研发了不同形式的多射流喷嘴，并开展针对不同自由曲面的抛光的研究。该新工艺不仅大幅度提升了水射流抛光的效率，而且为复杂自由曲面抛光提供了一种新颖和高效的解决方案。撰写相关研究专著一部和发表相关论文30余篇。多篇论文被收录在国际著名SCI期刊如INT J MACH TOOL MANU,WEAR等。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 张志辉 教授 香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室 香港理工大学 本人为项目的牵头及学术带头人,率领项目组在超精密抛光方面做了大量的研究工作。主要贡献包括: 制定及策划研究方向并监督研究工作进度。对第一项重要科学发现点, 进行大量探讨及理论研究工作，成功寻找出超精密抛光参数及材料去除特性对纳米表面生成机理及表面粗糙度的关系。对第二项重要科学发现点,主要负责深入研究及指导项目组成功建立多尺度材料去除函数与表面生成模型,精确预报超精密抛光中材料去除及三维结构表面形貌生成。于第三项重要科学发现中，研究多射流抛光原理和表面生成机理,指导项目组成功建立高效超精密多射流抛光技术。撰写研究专著一部,在国内外学术期刊及会议上发表相关论文30余篇, 八篇代表性论文曾被他引100余次。 2 曹中臣 讲师 天津大学 香港理工大学 本人为项目的主要参与人。主要贡献包括:对射流抛光进行了抛光机理和实验研究，得到了抛光工艺的各参数和材料去除的关系，各抛光参数对去除率重要性的排序和最优的抛光参数组合 (第一项重要科学发现点)；并通过流体动力学有限元仿真，颗粒冲蚀模型和抛光实验相结合的方式对射流抛光建立材料去除和表面生成预测模型。并利用接触力学、磨粒磨损模型、运动分析理论和统计理论对气囊抛光技术建立多尺度理论模型来预测不同抛光条件下的材料去除函数和表面拓扑形貌。(第二项重要科学发现点)。撰写1个专著章节，发表相关学术论文10余篇。 3 王春锦 研究员 香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室 香港理工大学 本人为项目的主要参与人。主要贡献包括：针对水射流抛光效率低，应用范围窄的问题，首次提出了多射流抛光的新工艺，应用于自由曲面或复杂曲面的抛光(第三项重要科学发现点)。包括多射流抛光的多射流喷嘴优化，影响参数分析，基于流体动力学仿真的多射流抛光去除函数建模和抛光表面生成模型。而且，针对自由曲面抛光中，曲率对去除函数影响的问题，提出了基于流体压力控制的曲率自适应控制理论。此外，根据多射流工艺的独特优势，创新性地提出了使用多射流抛光功能结构表面的方法。发表了多篇学术论文及申请了3项专利。 4 何丽婷 中级 香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室 香港理工大学 本人为项目主要参与人，对本项目的主要贡献为在超精密抛光的机理研究方面做了大量的理论及实验研究工作。首先在超精密抛光实验中证实了不同抛光参数对材料去除和表面生成的影响。同时也证明了超精密抛光过程中生成三维微结构表面的极限(第一重要科学发现点)。对第二项科学发现点, 通过大量实验数据和几何理论分析方法, 成功建立超精密抛光材料去除函数建模, 从而建立三维微结构表面生成模型。协助研究与开发多射流抛光方法, 做了大量实验研究工作(第三重要科学发现点)。同时，一些重要结果也被同行所认同及引用。 5 孔令豹 研究员 复旦大学 香港理工大学 项目主要参与人，探究了计算机控制多轴超精密抛光工艺参数对抛光去除函数和表面抛光效果的影响机理，并通过理论和实验进行验证（重要科学发现点1），提出了基于超精密抛光工艺实现结构面的生成方法，研究了多轴气囊抛光和射流抛光的影响函数的建模与表面生成仿真（重要科学发现点2），并利用多轴抛光工艺实现了自由曲面的修正性抛光，参与了气囊抛光中多尺度材料去除函数的建模及表面生成仿真。在本项目的研究领域，撰写2个专著章节，获授权发明专利2个，在国内外重要学术会议及期刊上发表相关论文10余篇，文献他引60余次。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 名称: Modelling and simulation of structure surface generation using computer controlled ultra-precision polishing 刊名: Precision Engineering – Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology 作者: 张志辉、孔令豹、何丽婷及杜雪 2 名称: A Novel Multi-jet Polishing Process and Tool for High Efficiency Polishing刊名: International Journal of Machine Tools and Manufacture作者: 王春锦、张志辉、何丽婷、刘明宇及李荣彬 3 名称: Theoretical Modelling and Analysis of the Material Removal Characteristics in Fluid Jet Polishing刊名: International Journal of Mechanical Sciences作者: 曹中臣及张志辉 4 名称: A Theoretical and Experimental Investigation of Material Removal Characteristics and Surface Generation in Bonnet Polishing刊名: Wear 作者: 曹中臣、张志辉及赵星 5 名称: Multi-scale Modelling and Simulation of Material Removal Characteristics in Computer-controlled Bonnet Polishing刊名: International Journal of Mechanical Sciences作者: 曹中臣及张志辉 6 名称: Modelling and Characterization of Surface Generation in Fluid Jet Polishing刊名: Precision Engineering – Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology作者: 曹中臣、张志辉及任明俊 7 名称: An Experimental Investigation of Surface Generation Using an Integrated Ultra-precision Polishing process and Different Polishing Trajectories刊名: Proceedings of The Institution of Mechanical Engineers, Part B, Journal of Engineering Manufacture作者: 何丽婷、张志辉及杜雪 8 名称: Analysis of Surface Generation in the Ultraprecision Polishing of Freeform Surfaces刊名: Proceedings of The Institution of Mechanical Engineers, Part B, Journal of Engineering Manufacture作者: 张志辉、何丽婷、Charlton Philip、孔令豹、杜 雪及李荣彬	自然奖	张志辉,曹中臣,王春锦,何丽婷,孔令豹	香港理工大学	香港理工大学
346	7716-101	微纳米和量子循环热力学优化 项目名称 微纳米和量子循环热力学优化 推荐/提名单位/人 中国人民解放军海军工程大学 主要完成单位 中国人民解放军海军工程大学,武汉工程大学 项目简介 项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况等：本项目所属学科领域为工程热物理，完成了微纳米和量子循环的新构型和热力学优化研究。主要科学发现包括：(1) 开辟了研究新方向，应用有限时间热力学理论系统地研究了微纳米和量子循环的性能特性。以微纳米的费曼棘轮、热驱动布朗马达、能量选择性电子机、微型热离子能量转换装置、量子热机、制冷机和热泵循环为对象，通过热力学优化的方法，明确了各类微纳米和量子热力循环系统的内部输运机制和运行过程，详细分析了各类系统的有限时间热力学性能特性，得到了不同于经典热力学研究的新结果。(2) 构建了完备的微纳米和量子循环模型，明确了内部能量转换机理，得到了各种设计参数对系统最优性能的影响特点。建立了较为完备的、能反映各种不可逆因素定性、定量影响的不可逆热驱动布朗热机、制冷机和热泵模型，揭示了不可逆热流、外力、势垒高度、势场不对称度等设计参数的影响特点；建立了不可逆单谐振通道能量选择性电子热机、制冷机和热泵模型、不可逆双谐振通道能量选择性电子热机和热泵模型，明确了电子机内部的电子输运过程和热流产生机理，探讨了热漏、透射概率函数、过滤器中心能量位置、能量宽度等设计参数对系统最优性能的影响特点；建立了不可逆真空和半导体固态热离子制冷和发电装置模型；建立了考虑不同工质的不可逆量子卡诺和布雷顿热机、制冷机、热泵循环模型、不可逆量子奥托循环模型，揭示了多种不可逆因素对量子循环优化结果的定性、定量影响规律和特点。(3) 应用新的优化目标、方法和原则，系统完成各种循环各种性能指标的优化，得到了最优参数和最优性能的新规律。完成了微纳米和量子循环的基本输出率和性能系数优化研究；在此基础上，引入生态学、有效功率、品质因子等优化目标函数，对系统的性能进行了分析和优化；应用有限时间？经济分析法，研究了量子卡诺和布雷顿循环的有限时间？经济性能。得到了各种循环模型的最优特性关系和兼顾各种需求的参数优化设计区域和运行方案，对实际微纳米和量子热机、制冷机和热泵循环的最优设计和运行参数选择提供了理论依据。截至2016年12月31日，发表相关学术论文58篇，其中国际学术刊物41篇，SCI收录36篇，EI收录5篇。8篇代表性论文他引153次，SCI他引128次。培养博士2名，硕士2名，其中1篇博士学位论文获海军优秀博士学位论文，1篇硕士学位论文获全军和湖北省优秀硕士学位论文，1篇硕士学位论文获全军优秀硕士学位论文。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 陈林根 教授 武汉工程大学 中国人民解放军海军工程大学 作为项目组负责人，提出、规划、指导并全程参与了本项目所有的研究工作，梳理提出了研究详细计划，为代表性论文1~8的作者。最早发现了Feynman 棘轮作为冷、热棘轮运行时最优性能的差异，Feynman 马达作为一个冷棘轮工作时性能更优。建立了总动量过滤不可逆单谐振通道ESE热泵模型，分析了热漏、总动量过滤模式和系统设计参数对热泵最优性能的影响。建立了不可逆热驱动布朗制冷机模型，分析了热漏、外力、势垒高度、势场不对称度及热源温比对布朗制冷机性能的影响，得到了布朗马达系统能作为制冷机运行时外力和势垒高度的有效区域。建立了完备的不可逆谐振子量子卡诺制冷机模型，系统分析了量子制冷机的生态学最优性能特性和设计参数的影响。 2 丁泽民 讲师 中国人民解放军海军工程大学 中国人民解放军海军工程大学 代表性论文1、2、4、6的作者。系统地研究了布朗马达、能量选择性电子机这两类微纳米能量转换系统的最优性能特性。建立了不可逆单谐振通道和双谐振通道能量选择性电子热机、制冷机和热泵模型，分析了系统的基本输出率和性能系数的最优性能，详细分析了热漏对电子机系统最优性能的影响特点，揭示了能量过滤器宽度、中心能级位置、热源温度等参数对电子机性能特性的影响机制；建立了不可逆热驱动布朗热机和热泵模型，研究了不可逆马达系统的功率与效率、供热率与供热系数最优性能，明确了热漏、外力、势垒高度、势场不对称度及热源温比对微型系统性能的影响，得到了布朗马达系统能作为热机热泵运行时外力和势垒高度的有效区域。 3 刘晓威 讲师 中国人民解放军海军工程大学 中国人民解放军海军工程大学 代表性论文5、7的作者。系统地研究了量子卡诺和布雷顿循环的热力学最优性能特性。建立了谐振子和1/2 自旋系统为工质的存在热阻、内摩擦、旁通热漏的不可逆量子布雷顿热机、制冷机、热泵循环和不可逆量子卡诺热机、制冷机、热泵循环模型，导出了各类循环的基本输出率和性能系数等性能参数，在实际情况和经典极限下，应用数值算例给出了其基本输出率和性能系数的最优性能，并详细分析了热阻、内摩擦和旁通热漏对各类量子循环最优性能的影响；应用“有限时间？经济分析法”和基于？分析的生态学函数为目标，系统研究了各量子热力循环的有限时间？经济性能和生态学最优性能，分析了内摩擦、旁通热漏、价格比对其有限时间？经济最优性能的影响。 4 吴锋 教授 武汉工程大学 武汉工程大学 代表性论文3、5、7、8的作者。系统分析了多种工质类型量子热力循环的最优性能特性。建立了不可逆单发光中心激光制冷机、理想费米气体量子奥托热机循环、理想波色气体量子奥托热机循环、理想波色气体工质热声制冷机、量子1/2 自旋埃里克森制冷循环、自旋系统布雷顿制冷机模型，给出了各量子循环系统的功率与效率（制冷率和制冷系数）最优性能，并分析了各种不可逆损失对其最优性能的影响，。分析和优化了不可逆理想费米气体奥托热机循环的生态学最优性能，给出了强简并、弱简并等条件下生态学函数与热效率的特性关系，分析了量子简并性、体积比等对循环生态学性能的影响。 5 戈延林 副教授 中国人民解放军海军工程大学 中国人民解放军海军工程大学 代表性论文7的作者。建立了考虑总动量过滤模式的双谐振通道能量选择性电子热泵模型，分析了系统的供热率与供热系数最优性能，讨论了主要的设计参数对系统最优性能的影响，对比分析了双谐振通道与单谐振通道以及总动量过滤模式与常规过滤模式时微型电子热泵装置的性能特性。讨论了微型能量选择性电子机系统的运行特性，明确了能量过滤器的透射概率函数与电子机运行模式之间的关系。建立了考虑热阻、热漏和内不可逆性的不可逆谐振子量子卡诺制冷机模型，分析了在高温极限下不可逆循环的生态学最优性能，对比分析了量子制冷机在最大生态学函数、最大制冷系数和最大制冷率等不同优化目标函数下的性能特性。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 Optimum performance analysis of Feynman's engine as cold and hot ratchets /Journal of Non-Equilibrium Thermodynamics/Chen Lingen; Ding Zemin; Sun Fengrui 2 Modeling and performance analysis of energy selective electron (ESE) engine with heat leakage and transmission probability/Science China: Physics, Mechanics & Astronomy/Ding Zemin; Chen Lingen; Sun Fengrui 3 Quantum degeneracy effect on performance of irreversible Otto cycle with ideal Bose gas/ Energy Conversion and Management/ Wu Feng; Chen Lingen; Sun Fengrui; Wu Chih; Guo Fangzhong; Li Qing 4 Model of a total momentum filtered energy selective electron heat pump affected by heat leakage and its performance characteristics/Energy/Chen Lingen; Ding Zemin; Sun Fengrui 5 Ecological optimization of an irreversible harmonic oscillators Carnot heat engine/Science in China Series G: Physics, Mechanics & Astronomy/Liu Xiaowei; Chen Lingen; Wu Feng; Sun Fengrui 6 Ecological optimization of energy selective electron (ESE) heat engine/Applied Mathematical Modelling/Ding Zemin; Chen Lingen; Sun Fengrui 7 Ecological optimization performance of an irreversible quantum Otto cycle working with an ideal Fermi gas/ Open Systems & Information Dynamics/Wu Feng; Chen Lingen; Sun Fengrui; Wu Chih; Guo Fangzhong; Li Qing 8 Ecological optimisation of irreversible harmonic oscillator Carnot refrigerator/Journal of the Energy Institute/Chen Lingen; Liu Xiaowei; Ge Yanlin; Wu Feng; Sun Fengrui	自然奖	陈林根,丁泽民,刘晓威,吴锋,戈延林	中国人民解放军海军工程大学,武汉工程大学	中国人民解放军海军工程大学
347	7720-101	天然免疫活化与反馈抑制的新型分子机制研究 项目名称 天然免疫活化与反馈抑制的新型分子机制研究 推荐/提名单位/人 中国人民解放军海军军医大学 主要完成单位 中国人民解放军海军军医大学,北京协和医学院基础学院,浙江大学 项目简介 天然免疫系统是机体抵抗外源病原体入侵的第一道防线，免疫系统如何在高效活化（清除病原体）和适时终止（防止过度活化对自身组织造成损伤）之间实现平衡是免疫学领域的关键科学问题。天然免疫细胞可通过其自身表达的模式识别受体精准识别病原体模式分子，激活一系列细胞内信号通路，诱导炎症因子和I型干扰素产生，启动天然免疫应答。从识别、信号转导、发挥效应，直到应答反应消退与终止，天然免疫应答的活化与终止过程受到精细调控以维持内环境稳态。解析各个环节的精密调控机制是本项目研究的主要科学问题。本项目发现了天然免疫细胞从模式识别快速启动信号转导以高效活化天然免疫应答效应并发挥反馈抑制作用适时终止天然免疫应答反应这两个重要过程所存在的新型分子机制。1、天然免疫活化新型分子机制的发现：自主发现选择性高表达于树突状细胞(DC)胞浆中的新型长链非编码RNA并将之命名为lnc-DC，发现lnc-DC能够直接结合STAT3，增强其磷酸化，促进DC活化，提出了胞浆lncRNA直接结合和调控信号转导分子蛋白修饰与活性进而影响细胞功能的lncRNA新作用模式；发现DNA甲基转移酶Dnmt3a通过上调HDAC9，介导了信号分子TBK1去乙酰化而增强干扰素产生，揭示了表观分子促进抗病毒天然免疫应答的新机制； 2、天然免疫反馈抑制新型机制的发现：机体在活化天然免疫的同时也通过反馈性机制动员一些抑制因子对免疫应答过程进行负向调控以便把免疫应答控制在适度范围并及时终止，其中泛素化修饰与降解和表观遗传修饰是重要的调控方式。针对天然免疫识别受体，发现RNA病毒诱导高表达免疫抑制性受体Siglec-G和泛素连接酶RNF122，促进RIG-I泛素化降解而抑制抗病毒天然免疫反应；针对天然免疫信号转导分子，发现Rhbdd3通过影响NEMO蛋白的K27连接泛素化而抑制TLR/NEMO/NF-kB信号通路，反馈性抑制DC分泌IL-6，进而控制自身免疫病发生发展；甲基转移酶Ash1l通过诱导泛素修饰酶A20而降低TRAF6/NEMO的K63泛素化,抑制TLR介导的IL-6产生和炎性自身免疫病；发现免疫受体Siglec-1通过招募E3泛素化连接酶TRIM27而促进TBK1降解，反馈抑制抗病毒天然免疫应答；针对天然免疫效应分子的转录调控，发现炎症信号能够诱导DNA羟甲基化酶Tet2通过“非经典功能”特异性靶向IL-6基因启动子，招募组蛋白去乙酰化酶HDAC2，在炎症消退期抑制IL-6转录。本成果发现了免疫应答调控中的关键机制并为免疫炎症性疾病防控提供了多个潜在分子靶标，为未来转化应用提供了理论依据。本成果在Cell、Science、Nature、Nat Immunol、Immunity、Cell Res等发表论文8篇，IF累计202.282，被Cell、Science、Nature、Nat Immunol、Immunity等杂志他引总计684次。项目完成人中4名获基金委优秀青年科学基金资助、4名获中国免疫学会青年学者奖。2次获评高校十大科技进展（2014，2015），1篇论文入选中国最具影响国际学术论文，项目完成人应邀在Nat Rev Immunol、Immunity等高水平杂志撰写天然免疫调控机制方面的综述/评述文章。 主要完成人情况 排名 姓名 技术职称 工作单位 完成单位 本人对本项目主要学术贡献 1 曹雪涛 教授 北京协和医学院基础学院 北京协和医学院基础学院 曹雪涛院士是本项目8篇代表性学术论文的通讯作者，负责本系列研究的方向把握、课题遴选、实验设计、结果判读、论文撰写、结论审校等一系列工作，并对本系列科研工作总体负责。 2 王品 副教授 中国人民解放军海军军医大学 中国人民解放军海军军医大学 主要参与了免疫细胞分化发育与功能调控新机制研究研究工作，发现了一种树突状细胞选择性高表达并对于树突状细胞发育成熟至关重要的以前未见报道的新长链非编码RNA，lnc-DC，对于lnc-DC 如何决定树突状细胞的发育成熟进行了探索性研究，首次提出了胞浆中的lnc-DC能够直接结合磷酸化蛋白信号分子STAT3而起关键性作用，相关结果以第一作者发表于2014年4月发表于《Science》杂志，获评中国百篇最具影响国际学术论文，并入选2014年度中国高校十大科技进展。 3 张迁 副教授 中国人民解放军海军军医大学 中国人民解放军海军军医大学 该项目中参与天然免疫表观遗传调控的研究，DNA甲基化氧化酶Tet2为炎症诱导基因，并且在炎症消退期介导特异性炎性细胞因子的转录负调控，阐明了炎症反应过程中炎症效应分子的一过性表达如何在染色质水平受到精确调控，同时也首次发现Tet2在天然免疫反应中通过招募抑制性表观修饰酶，发挥了不依赖于其酶活性的新功能。该研究于2015年9月发表于顶级SCI期刊《自然》，本人为共同第一作者且排名第一，发表后受到国内外同行的广泛关注和认可，被Web of Science数据库列为高被引论文。 4 刘娟 副教授 中国人民解放军海军军医大学 中国人民解放军海军军医大学 围绕新型免疫分子在蛋白质翻译后修饰、表观遗传修饰等不同水平负向调节天然免疫应答的作用展开研究，发现了Rhbdd3在Toll样受体触发树突状细胞的天然免疫活化及自身免疫性疾病发生发展中的调控作用及机制（Nat Immunol 2014; Proc Natl Acad Sci U S A 2013）以及组蛋白甲基化转移酶Ash1l在巨噬细胞活化及炎症性疾病中的负向调节作用和机制（Immunity 2013）。研究揭示了天然免疫应答过程中如何实现免疫自稳的新型分子调控机制，丰富了自身免疫性疾病发生发展分子机制的认识，对于自身免疫性疾病的新型治疗方法的设计与探索提供了新的思路与依据。 5 李楠 教授 中国人民解放军海军军医大学 中国人民解放军海军军医大学 主要负责协助第一完成人进行项目组织和协调；参与完成了新型免疫受体Siglec-G在天然免疫抗病毒反应的功能研究。 6 陈玮琳 教授 深圳大学 浙江大学 主要参与了免疫受体Siglec-G在抗病毒天然免疫反应中的负向调控作用及其调控RIG-I信号途径的相关分子机制研究。相关成果发表于国际著名学术期刊《Cell》(2013; 152:467-478)，为解释病毒逃逸天然免疫细胞的监控清除提出了新观点。 7 韩超峰 副教授 中国人民解放军海军军医大学 中国人民解放军海军军医大学 带项目组蛋白修饰小组发现了Siglec-G、RHBDD3等分子在急性（肺炎与脓毒症）和慢性（结肠炎与结肠癌）炎症反应诱导、放大和转归过程中的调节作用。研究结果分别以共同第一作者发表于Cell和Nature Immunology杂志。 8 沈奇骢 讲师 中国人民解放军海军军医大学 中国人民解放军海军军医大学 参与建立天然免疫细胞分化发育和天然免疫反应的表观遗传组学，即DNA修饰组，组蛋白修饰组和转录组，从功能基因组学的视角，筛选天然免疫中发挥关键调控功能的表观调控分子，发现炎症诱导的表观修饰酶Tet2能够特异靶向炎性细胞因子启动子区，招募抑制性表观修饰酶，在炎症消退期主动抑制炎性细胞因子的转录，同时，该发现也首次提出了Tet2不依赖于DNA修饰而发挥转录负调控的新功能，从促进炎症消退角度揭示了Tet2在肿瘤发生中的新机制。研究结果以共同第一作者发表于2015年《Nature》杂志。 9 刘星光 教授 中国人民解放军海军军医大学 中国人民解放军海军军医大学 参与多项研究工作的前期课题论证、课题设计和部分实验结果研究，协助完成了后期论文的修改和投稿，作为共同作者发表了本项目的部分研究论文。 10 姜明红 研究员 北京协和医学院基础学院 北京协和医学院基础学院 建立了多个蛋白质修饰的定量检测平台和RNA与蛋白质相互作用的技术平台，包括CLIP，FISH，RNA pull-down，ChIRP，ITC，icSHAPE和PARIS等，项目深入探索重大科学问题奠定了基础。利用高内涵筛选方法发现多条在天然免疫信号通路中起重要调控作用的E3泛素连接酶，证实其中的RNF122通过K48泛素化方式降解RIG-I受体，从而抑制机体的抗病毒反应（PNAS. 2016,113:9581-6. 共同第一作者），为炎症相关疾病的防治提供新思路和新靶标。 论文、论著目录 序号 论文、专著名称/刊名/作者 1 RNF122 suppresses antiviral type I interferon production by targeting RIG-I CARDs to mediate RIG-I degradation/Proc Natl Acad Sci U S A/Wang W, Jiang M, Liu S, Zhang S, Liu W, Ma Y, Zhang L, Zhang J, Cao X 2 The STAT3-binding long noncoding RNA lnc-DC controls human dendritic cell differentiation/Science/Wang P, Xue Y, Han Y, Lin L, Wu C, Xu S, Jiang Z, Xu J, Liu Q, Cao X 3 Induction of Siglec-G by RNA viruses inhibits the innate immune response by promoting RIG-I degradation/Cell/Chen W, Han C, Xie B, Hu X, Yu Q, Shi L, Wang Q, Li D, Wang J, Zheng P, Liu Y, Cao X 4 Rhbdd3 controls autoimmunity by suppressing the production of IL-6 by dendritic cells via K27-linked ubiquitination of the regulator NEMO/Nat Immunol/Liu J, Han C, Xie B, Wu Y, Liu S, Chen K, Xia M, Zhang Y, Song L, Li Z, Zhang T, Ma F, Wang Q, Wang J, Deng K, Zhuang Y, Wu X, Yu Y, Xu T, Cao X 5 Methyltransferase Dnmt3a upregulates HDAC9 to deacetylate the kinase TBK1 for activation of antiviral innate immunity/Nat Immunol/Li X, Zhang Q, Ding Y, Liu Y, Zhao D, Zhao K, Shen Q, Liu X, Zhu X, Li N, Cheng Z, Fan G, Wang Q, Cao X 6 Histone methyltransferase Ash1l suppresses interleukin-6 production and inflammatory autoimmune diseases by inducing the ubiquitin-editing enzyme A20/Immunity/Xia M, Liu J, Wu X, Liu S, Li G, Han C, Song L, Li Z, Wang Q, Wang J, Xu T, Cao X 7 Tet2 is required to resolve inflammation by recruiting Hdac2 to specifically repress IL-6/Nature/Zhang Q, Zhao K, Shen Q, Han Y, Gu Y, Li X, Zhao D, Liu Y, Wang C, Zhang X, Su X, Liu J, Ge W, Levine RL, Li N, Cao X 8 Siglec1 suppresses antiviral innate immune response by inducing TBK1 degradation via the ubiquitin ligase TRIM27/Cell Res/Zheng Q, Hou J, Zhou Y, Yang Y, Xie B, Cao X	自然奖	曹雪涛,王品,张迁,刘娟,李楠,陈玮琳,韩超峰,沈奇骢,刘星光,姜明红	中国人民解放军海军军医大学,北京协和医学院基础学院,浙江大学	中国人民解放军海军军医大学