2006年中国高校十大科技进展情况(上)
北京大学等资源环境领域
磁重联零点及其邻近磁场结构的卫星观测研究
本项目首次在地球磁尾直接观测到磁零点的证据,对了解空间和天体等离子体中的活动过程极为重要
在我国《地球空间双星探测计划》、国家基金委重大项目《地球空间暴多时空尺度物理过程》和国家重点基础研究发展项目的支持下,由北京大学濮祖荫教授领导的,国家天文台肖池阶副研究员、大连理工大学王晓钢教授等为主要成员的中国双星-Cluster科学工作队合作研究小组,最近首次发现了自然界中存在的磁场零点。这个成果发表在2006年7月出版的国际权威科学刊物《NaturePhysics》上,被评价为“首次在地球磁尾直接观测到磁零点的证据,对了解空间和天体等离子体中的活动过程极为重要”。在该刊同期“新闻与观察”专栏上,国际权威学者高度评价了这一工作。欧洲空间局官方网站也将这一成果作为“头条新闻”发布,称“这一科学突破是一次真实的科学实验的精心杰作”。欧洲空间局Cluster计划项目科学家指出:“磁重联过程的核心被首次揭示。得到了磁场零点附近三维磁重联的基本性质。这是Cluster卫星计划的一个主要成果。”
磁零点提出至今,60多年来大多数研究局限在理论与数值模拟范围内,缺乏实验支持。许多科学家在不断地捕捉磁零点,但都无法确认其存在。这是因为磁零点在三维空间的测度为零,磁零点的三维特性要求至少空间四点的同时测量。由欧洲空间局发射的四颗Cluster卫星和中国发射的两颗探测卫星组成第一次太空六点联合探测,提供了目前实现这种卫星测量的唯一手段。由肖池阶、王晓钢、濮祖荫等组成的联合研究小组,采用赵辉、汪景琇等发展的微分几何学方法,在浩如烟海的卫星探测数据中,成功地找到了在地球磁尾的磁重联过程中存在磁零点的证据。
磁重联研究不仅是太阳风暴和磁层空间暴等许多重要科学问题的关键,而且对于“人造太阳”的科学基础——磁约束核聚变研究,以及众多流体物理、天体物理及数学问题都至关重要。因此,这一研究成果将推动相关研究领域的进一步发展。
参与这一工作的还有来自中国科学院等离子体物理研究所、空间科学与应用研究中心以及欧美国家一些大学和研究所等单位的多位科学家。
北京大学生命科学领域
三苯氧胺诱发子宫内膜癌的分子机理
本项目阐明了为什么三苯氧胺治疗乳腺癌而导致子宫内膜癌这一长期困扰医学界的重要问题;并为子宫内膜癌的防治提供了新的思路
北京大学基础医学院生物化学与分子生物学系尚永丰教授领导的课题组关于雌激素和三苯氧胺诱发子宫内膜癌的分子机理的研究成果以Article形式发表于2005年12月15日出版的《自然》杂志上。
本研究得到了国际同行的高度肯定,2006年4月尚永丰教授又受邀在《NatureReviewsCancer》杂志上发表综述文章,介绍了雌激素和选择性雌激素受体调节剂(SERMs)通过基因转录调控参与子宫内膜癌发生发展的研究进展。
子宫内膜癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一,雌激素是其经典的病原因素。三苯氧胺是世界上使用最多的一种抗癌药物,广泛用于对雌激素敏感的各期乳腺癌治疗和预防。然而,三苯氧胺虽然能够有效防治乳腺癌,但同时又能诱发子宫内膜癌,其机理一直不清楚。在国家自然科学基金、“863”及“973”计划等科学基金资助下,尚永丰教授课题组利用现代分子生物学先进技术,研究证明三苯氧胺不仅影响雌激素相关靶基因的表达,而且调控一系列独特的基因表达。他们的研究发现PAX2基因在介导雌激素和三苯氧胺刺激的子宫内膜细胞的增殖和癌变过程中起着关键作用,PAX2只在子宫内膜癌细胞中被雌激素和三苯氧胺激活表达,而在正常的子宫内膜上皮细胞中则不能被雌激素和三苯氧胺激活,这种差异是由于与癌症相关的PAX2基因启动子低甲基化造成的。这一研究成果阐明了为什么三苯氧胺治疗乳腺癌而导致子宫内膜癌这一长期困扰医学界的重要问题;并为子宫内膜癌的治疗和预防提供了新的思路和药物靶点;同时对肿瘤分子生物学的理论发展也做出了积极贡献。
北京邮电大学信息领域
高速窄线宽可调谐的解复用光接收集成器件
本项目是一项集光电子器件原理创新、结构创新和关键制备工艺创新于一体的系统性原创成果,为半导体光电子学开辟了新生面
由北京邮电大学任晓敏教授领导的研究组在国家“973”计划、国家自然科学基金重大研究计划等方面的支持下,在“高速窄线宽可调谐的解复用光接收集成器件及其关键制备工艺”上取得了突破性进展。该成果是一项集光电子器件原理创新、结构创新和关键制备工艺创新于一体的系统性原创成果。
光通信技术的革命往往始于关键器件的创新。随着波分复用光网络的兴起,研制性能更高的具有可调谐、波长解复用和高速、高量子效率光探测等多重功能的集成器件提上了议事日程,而RCE光探测器由于自身结构的局限性无法适应和满足这一新的重大应用需求。于是,从事光电子器件研究的科学家们再次面临一系列新的难题和挑战。
任晓敏教授创造性地提出了新颖独特的“一镜斜置三镜腔”器件结构及其“子腔间完全解耦”的原理,从理论上找到了近乎完美地解决上述诸多难题的突破口。随后,任晓敏教授带领其研究团队以“十年磨一剑”的专注与执著,潜心研究,相继发明了“外延层楔形微结构形成方法——可控自推移动态掩模湿法刻蚀”、“基于硫化物表面处理的低温半导体晶片键合”、“透明图形欧姆接触微结构及其制备”等多项关键工艺和结构,并攻克了“磷化铟-空气隙分布反馈反射器制备”及“垂直腔光电子器件中的波长调谐”等前沿技术,最终研制成功性能优异的新一代光探测器——“一镜斜置三镜腔”可调谐解复用光接收集成器件。该器件属世界首例,发明专利已向企业转让。
教育部组织的鉴定会意见称:该器件“具有原创性,拥有完全的自主知识产权,器件综合性能为国际领先水平”。在2006年中国工程院院士大会的相关报告中,该成果被列为我国信息技术创新的典型范例。
诺贝尔物理学奖获得者、俄罗斯科学院副院长阿尔费罗夫院士认为“任晓敏教授通过引入奇妙的微结构而研制出的新颖的光探测器为半导体光电子学开辟了新的重要的可能性。构思和制备这样一些结构所形成的发明充满了想象力,确实很有价值。”
华东理工大学工程技术领域
多喷嘴对置式水煤浆气化技术
本项目实现了我国大型煤气化技术的突破,为我国煤化工产业的发展和能源结构调整提供了技术支撑
由于遵宏教授领衔,华东理工大学与山东兖矿集团有限公司共同完成的成果“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”获2006年度中国石油和化学工业协会科技进步特等奖、2006年中国国际工业博览会创新奖。
这项国际首创、具有我国自主知识产权的技术成果在多喷嘴对置式气流床气化炉、交叉流式洗涤水分布器、复合床高温合成气冷却洗涤设备、预膜式高效气化喷嘴、高效节能型合成气初步净化系统、直接换热式含渣水处理系统等设备及工艺方面均具有创新性,获得了多项国家专利。
建于兖矿国泰的日处理1150吨煤的多喷嘴对置式水煤浆气化工业装置,72小时连续满负荷运行考核表明了其工艺上科学合理,工程上安全可靠的运行性能。其主要技术指标如比氧耗、比煤耗、合成气有效成分、碳转化率等都很先进。与采用国外水煤浆气化技术的兖矿某化肥厂同期运行结果相比,合成气中有效气成分提高2-3个百分点,碳转化率提高2-3个百分点,比氧耗降低7.9%,比煤耗降低2.2%,显示出其水煤浆气化技术的领先水平。
这项技术为企业大大减少了专利许可费的支付,同时具有良好的环保性能。该技术的开发成功标志着我国已经拥有了完全自主知识产权的煤气化技术,实现了我国大型煤气化技术的突破,在我国煤气化技术史上具有里程碑意义,为我国煤化工产业的发展和能源结构调整提供了技术支撑,能够产生显著的经济效益和社会效益。
这项产业化技术将应用于以水煤浆为原料制备合成气和燃料气,是发展煤基化学品(如甲醇、氨、二甲醚等)、煤基液体燃料、多联产系统、制氢等过程工业的共性技术、关键技术和龙头技术。
本技术具有煤种适应广、环境友好、技术指标先进等特点,应用前景非常广阔。江苏灵谷的合成氨项目、兖矿国泰的第三套水煤浆气化系统、滕州凤凰的醇氨项目、兖矿鲁化的双结构改造项目等都在采用多喷嘴对置式水煤浆气化装置。
南方医科大学生命科学领域
血管紧张素转换酶抑制剂治疗晚期慢性肾病研究
本项目突破了肾素、血管紧张素系统抑制剂不能用于晚期慢性肾脏病的治疗禁区,使更多患者受益
慢性肾衰竭(即尿毒症)是各种慢性肾脏病变进展的最终后果。慢性肾衰竭患者虽能依赖透析或肾移植生存,但耗费巨额卫生资源。中国目前有条件接受透析或肾移植的病人数尚不足慢性肾衰竭人群的十分之一。设法防止或延缓慢性肾脏病发展至尿毒症的研究具有重要的社会和经济意义。
血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)等肾素、血管紧张素系统抑制剂是目前证据最多的肾保护药物。
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