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2018年度“中國高等學校十大科技進展”入選項目介紹

來源:今日頭條 發布時間:2019-04-26

大家都在關注: 空乘學校學費排名 高鐵乘務專業就業前景 學校開放日預約

(按申報學校拼音順序排序,排名不分先后)

一、視頻編碼國家標準AVS2支撐中央電視臺播出超高清電視

人類獲取信息三分之二來自視覺,視頻已經成為現代社會主要信息形態。視頻編碼也稱視頻壓縮,是視頻應用的前提。以4K超高清視頻為例,分辨率3840×2160,每秒50幀,原始視頻每秒超過12G比特,必須高效壓縮才能進入存儲和傳輸系統。

針對超高清視頻高效編碼問題,由北京大學高文院士牽頭,以數字音視頻編解碼技術標準工作組為依托,通過產學研用深度協作,組織制定了第二代視頻編碼標準AVS2,2016年頒布為廣播電視行業標準和國家標準,2018年頒布為IEEE國際標準,并被全球超高清聯盟采納。AVS2突破了時空預測、層次變換、分組熵編碼和自適應環路濾波等關鍵技術,對電視類視頻的壓縮效率達300倍,在前一代標準基礎上翻了一番,對監控類視頻的編碼效率更是達到600倍,處于國際領先水平。

圍繞AVS2標準,構建了從技術創新、專利許可、標準制定、芯片研制、系統開發和應用推廣的生態圈,從技術源頭上掌握了視頻產業發展的主動權。2018年,中央電視臺采用AVS2正式開播4K超高清電視,至今已在15個省區市有線電視網絡落地,并在電信等行業得到應用,受眾數億,標志著中國正式進入超高清電視時代。

二、炎癥性免疫反應的新型分子與細胞機制

從新型分子及新型細胞發現的視角去研究炎癥性免疫反應,將為炎癥免疫疾病診治提供候選靶標和新方法,一直以來是免疫學界重大前沿課題。北京協和醫學院曹雪濤團隊在天然免疫與炎癥領域開展了系統性創新性研究,發現了數個調控免疫炎性啟動或消退的新型分子和細胞及其作用機制:發現新型長鏈非編碼RNA lnc-lsm3通過“分子誘餌”競爭機制使天然免疫受體不再與病毒RNA結合,提出自我免疫識別可反饋性地及時觸發消炎效應、進而維持機體自身穩定的新機制新觀點,為炎癥疾病防治研究提供新思路;發現DNA甲基化氧化酶Tet2能夠作用于免疫分子RNA,促進炎癥免疫細胞數量增加,揭示Tet2參與基因表達轉錄后調控的新模式,為防治炎癥疾病提供了新思路和潛在靶標;揭示干擾素受體IFNγR2從胞內合成至轉運到細胞膜上形成功能性受體的關鍵途徑,為巨噬細胞激活與炎癥性疾病發生與治療提出了新思路;系統分析晚期癌癥宿主免疫細胞異常變化,發現炎癥狀態下誘導產生的新型Ter細胞并揭示了其促進癌癥惡性進展機制,為癌癥診治提供了提出新靶標新觀點。

以上研究成果于2018年相繼在《Cell》和《Nature》等發表多篇論文,引起國際同行關注和高度評價,為探索炎癥性疾病發病機制和臨床治療提供了理論依據和實踐基礎,進一步提升了我國免疫學研究的國際地位。

三、世界首例無金屬鈣鈦礦鐵電體

由于其豐富而優異的物理和化學性質,鈣鈦礦類材料一直吸引著研究者的關注。除了已發現的無機鈣鈦礦、有機無機雜化鈣鈦礦以外,有機鈣鈦礦(無金屬鈣鈦礦)更是科學家們一直尋找的“圣杯”材料。

來自東南大學、南昌大學的研究者們,將多年分子鐵電體的合成經驗與分子設計相結合,巧妙的將金屬離子用帶電分子基團所取代,終于合成出了17種全新的有機鈣鈦礦鐵電材料。這些新型材料不但具有優異的鐵電性和多極軸特性,更值得一提的是,通過調控有機基團的手性,團隊合成了四種有機鈣鈦礦鐵電體的左手對映體、右手對映體,并分別獲得了其外消旋化合物,完美地實現了人們對旋光性鈣鈦礦材料的長久期盼。

研究成果以長文的形式發表在《Science》上,并被多家國際科技媒體報道,受到研究者的廣泛關注。該成果的發表標志著世界首例無金屬鈣鈦礦鐵電體在中國誕生,使我國在分子材料領域又一次走在了世界前列。

四、萬有引力常數G的精確測量

萬有引力常數G在物理學中扮演著十分重要的角色,它的測量在整個實驗物理學中占據著特殊地位。盡管實驗物理學家們圍繞G值的精確測量付出了巨大努力,但截至目前其測量精度仍然是所有物理學常數中最差的。

華中科技大學引力中心羅俊院士團隊從上世紀八十年代就已開始采用扭秤技術精確測量G值,在該領域開展了大量的基礎性研究工作。為了研究不同小組不同方法所測得G值不吻合這一問題,2009年開始該團隊采用兩種相互獨立的方法同時測量引力常數G,在2018年發表的由兩種獨立的實驗方法測得的G值,取得了目前國際上精度最高的實驗結果,并且兩個結果在3倍標準差范圍內吻合。

該研究成果在《Nature》上以長文發表,被國際同行評價為“精密測量領域卓越工藝的典范”,為提升我國在基本常數測量領域的話語權,并為國際上確定高精度G的推薦值做出實質性貢獻。同時,在測G過程中自主研發出的一批高精端的儀器設備已在地球重力場的測量、地球物理勘探等方面發揮重要作用。

五、“地殼一號”深部大陸科學鉆探鉆機關鍵技術及應用

“上天不易,入地更難”,向地球深部進軍,揭開地球深部奧秘,將為人類提供資源、能源和生存環境的保障。深部科學鉆探工程是獲取地球深部物質、了解地球內部信息最直接、最有效和最可靠的方法,是地球科學發展不可缺少的重要支撐,被譽為人類的“入地望遠鏡”。

為滿足我國地球深部探測工程的重大需求,在“深部探測技術與實驗研究專項”等項目的資助下,吉林大學孫友宏教授團隊聯合四川宏華石油設備有限公司等單位,研發了我國首臺“地殼一號”深部大陸科學鉆探裝備。先后攻克了高轉速全液壓頂部驅動鉆井技術、高難度自動化擺排管技術、高速度鉆桿柱自動擰卸和輸送技術、高精度自動送進技術等四大關鍵技術,解決了我國科學鉆探裝備能力小、自動化程度低和鉆探效率低等技術難題,填補了我國深部大陸科學鉆探專用裝備的空白。

“地殼一號”鉆機成功應用于“松遼盆地大陸科學鉆探工程(松科二井)”,完鉆井深7018m,創造了亞洲國家大陸科學鉆探井深最新紀錄。相關技術和裝備還推廣到油氣鉆井裝備領域,產品出口到海外,經濟社會效益顯著。

六、原子尺度測量材料軌道與自旋磁矩

原子尺度的定量磁結構表征,測量原子的軌道與自旋磁矩,能使理解、預測與調控磁性材料的物理性能深入至原子層面。該問題是材料磁性表征領域面臨的重大挑戰,也是國際學界的難題。電子顯微學作為材料科學的基本研究手段,可以獲取原子尺度的結構信息,但在實現原子尺度磁表征方面仍存在相當困難。

清華大學鐘虓?團隊多年來致力于發展分析電子顯微學的基礎研究,提出原子面分辨電子磁圓二色譜方法,突破性地實現了逐層原子面的磁成像,測量出原子尺度的軌道自旋磁矩比,將自旋表征磁圓二色譜的分辨率從微米納米尺度推進到了原子尺度。通過建立原子尺度材料結構-成分-磁矩的關系,在國際上首次成功地將表征材料磁性的磁圓二色譜技術的分辨率從微米納米尺度推進到了原子尺度。

七、海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發與產業化

海上大型絞吸疏浚裝備是遠海大規模快速填海造島的國之重器,也是島礁建設、一帶一路港口建設等國家戰略任務的緊迫需求,但其核心技術長期被國外公司壟斷和封鎖。

上海交通大學“船舶與海洋工程設計團隊”發明和研制了雙螺旋刀臂載荷均化重型絞刀、變剛度順應式雙扼架鋼樁臺車和大過流通道扭曲葉片疏浚泵等核心裝備,解決了海底堅硬巖礁高效挖掘、惡劣海況精確定位和大塊物料遠距離高濃度輸送的世界性技術難題;提出負載平衡運行動力配置理念,研制實景集成疏浚監控系統;構建大型絞吸疏浚裝備設計開發體系,研制了56座系列化絞吸疏浚裝備,使我國形成絞吸疏浚裝備的自主設計和制造能力,建成完整的產業鏈,實現了從“被封鎖”到“出口管制”的跨越發展。2018年3月,該團隊領銜研發的世界最大非自航絞吸疏浚裝備“新海旭”正式開始疏浚作業,其總裝機功率、絞刀功率和疏浚泵總功率等均大大超過國內外同類船,是我國自主設計和建造的大型絞吸疏浚裝備的一個里程碑,標志著我國海上大型絞吸疏浚裝備總體達到國際領先水平。

八、新能源懸掛式空鐵關鍵技術與試驗線工程

針對我國城市交通擁堵的社會難題和旅游景區觀光需求,考慮到地鐵、輕軌建設投資大、周期長的客觀現實,以構建“分層次、多制式、功能互補”的綜合軌道交通系統為出發點,實現地下、地面、空中立體化交通發展目標,西南交通大學翟婉明院士領銜“產學研用”協同創新團隊,聯合中唐空鐵集團、中車、中鐵等軌道交通企業,全新研發出一種占地少、投資小、工期短、安全性高、綠色環保的新能源懸掛式空中鐵路交通成套技術,并在成都建成1.41公里長的世界首條新能源空鐵試驗線,經過3萬余公里的實車運行試驗及系統優化,獲得成功,為緩解城市交通擁堵問題提供了一種創新性解決方案。

該團隊在國際上首創以鋰電池為動力源的新能源懸掛式空鐵系統,自主設計、制造了懸掛式空鐵列車,構建了懸掛式列車-軌道梁橋空間耦合動態仿真設計平臺,研發出新能源空鐵關鍵裝備—整體平移式道岔和軌道梁系統。主編的我國第一部工程建設地方標準《懸掛式單軌交通設計標準》于2018年正式頒布實施。應用本項目成套技術的我國第一條懸掛式空鐵商業運營示范線在四川大邑開工建設。

九、土壤-作物系統綜合管理技術研究與應用

綠色可持續發展是當今時代科技革命和產業變革的主要方向,踐行農業綠色發展既是保障國家糧食和環境安全的迫切需求,更是落實黨中央率先落實聯合國可持續發展目標的重要舉措。中國農業大學張福鎖院士及其研究團隊通過全國跨學科、跨部門的交叉研究,以高效利用光溫資源的高產群體定量設計挖掘高產潛力、以定量調控根層水肥供應支撐高產群體實現資源高效,地上/地下協同突破綠色增產增效難題,創新了綠色種植理論與技術。全國玉米、水稻和小麥試驗表明,技術增產20.6%、節肥14.5%、降低活性氮損失34.8%。

該團隊創建了以扎根農村的“科技小院”為核心、覆蓋全國的“科教專家–政府推廣–校企合作”的技術應用平臺和組織新模式,解決了小農戶技術應用的“最后一公里”難題。先后有1152名研究人員、20萬名推廣和企業人員,2090萬農民參與了技術應用,10年累計推廣3770萬公頃,增加糧食生產3300萬噸,減少氮肥用量120萬噸。該團隊創建了我國糧食主產區土壤-作物系統綜合管理技術模式,創造了“可能會養活地球”的農業奇跡。

十、靶向腫瘤微環境的抗腫瘤治療新策略

腫瘤微環境與惡性腫瘤的發生、治療后復發及遠處轉移密切相關,靶向微環境開發腫瘤治療新策略對改善惡性腫瘤療效至關重要。

宋爾衛團隊根據其多年的保乳和術前新輔助治療乳腺癌的經驗,圍繞抗腫瘤治療對腫瘤微環境的改造作用和機制進行探索。發現了腫瘤微環境經歷化療后,富集出一群能耐受化療并促進腫瘤復發的成纖維細胞,靶向干預該亞群成纖維細胞顯著抑制腫瘤生成并提高化療敏感性;治療單抗介導的巨噬細胞吞噬作用可通過上調PDL1抑制抗腫瘤淋巴細胞的功能,導致免疫耐受,證實聯合使用免疫節點抑制劑能明顯增強單抗的治療效果,從而提出聯合單抗和免疫節點抑制的腫瘤治療新策略;抗腫瘤淋巴細胞激活可上調長非編碼RNANKILA,使其對死亡敏感,導致腫瘤免疫逃逸,在淋巴細胞回輸治療模型中沉默NKILA可提高免疫治療效果,首次揭示lncRNA可作為免疫檢查點分子。以上系列研究提示,腫瘤微環境決定著惡性腫瘤對化療、單抗治療以及免疫治療的敏感性。

研究成果發表在相關領域的重要學術刊物上,得到了國內外同行的高度認可,研究工作為研制新型腫瘤免疫治療方法提供了理論依據和技術準備。

 

 

來源:教育部

(責任編輯:忠建豐)

 

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