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中科院公布今年二季度亮點工作成果
關(guān)鍵字: 中科院據(jù)“中科院之聲”公眾號(zkyzswx)8月1日消息,經(jīng)中國科學(xué)院有關(guān)職能部門和專家推薦,同時參考廣大網(wǎng)民在相關(guān)亮點工作篩選活動中的網(wǎng)絡(luò)投票意見,中科院2019年第2季度科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化亮點工作、科技創(chuàng)新亮點成果已最終確定,現(xiàn)予以正式發(fā)布。
中科院2019年第2季度科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化亮點工作共3項,分別為:
1. 百噸級無焊縫整體不銹鋼環(huán)形鍛件研制成功
完成單位:中國科學(xué)院金屬研究所
利用中國科學(xué)院金屬研究所研發(fā)的金屬構(gòu)筑成形技術(shù),直徑15.6米、重150噸的無焊縫整體不銹鋼環(huán)形鍛件軋制成功,實現(xiàn)百噸級金屬坯分級構(gòu)筑成形。在中核集團的委托和支持下,金屬所組建產(chǎn)學(xué)研團隊,應(yīng)用太鋼高純凈連鑄板坯,在山東伊萊特重工股份有限公司制成該環(huán)形鍛件,其特點是整體無焊縫、均質(zhì)化程度高、組織均勻性好,將應(yīng)用于我國第四代核電機組。
在該項目中,金屬所團隊研發(fā)出金屬構(gòu)筑成形技術(shù),并揭示構(gòu)筑界面的愈合機制和組織演化機理,改變大鍛件“以大制大”思路,開發(fā)出表面活化、真空封裝、多向鍛造、分級構(gòu)筑、整體軋環(huán)等系列關(guān)鍵技術(shù),消除了多層金屬間的界面,使核電機組支承環(huán)鍛件構(gòu)筑界面位置與基體金屬在成分、組織、性能上完全一致,實現(xiàn)了“以小制大”的新型加工制造,提升品質(zhì)的同時降低了制造成本。
相關(guān)技術(shù)已應(yīng)用于水電、風(fēng)電、核電等領(lǐng)域。
百噸級無焊縫整體不銹鋼環(huán)形鍛件,文內(nèi)圖片均來自中科院公眾號
2. 新型多光譜相機助力智慧農(nóng)業(yè)
完成單位:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所張軍強團隊研發(fā)出的一款新型多光譜相機MS600實現(xiàn)量產(chǎn)。該相機可直接應(yīng)用于農(nóng)林行業(yè),判斷作物長勢和病蟲害情況,助力智慧農(nóng)業(yè),未來將在智慧林業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害現(xiàn)場信息獲取等更多領(lǐng)域發(fā)揮作用。
該相機具有6個光譜通道,具有質(zhì)量輕、成本低、個性化的特點。科研通常使用的光譜相機重量多在1公斤以上,不便于行業(yè)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化推廣,而MS600多光譜相機重量約為200克,便于安裝在無人機上進行大范圍遙感監(jiān)測,且價格僅為進口設(shè)備的一半。
作為我國行業(yè)級多光譜相機,MS600被國際主流無人機影像處理軟件Pix4D多光譜載荷庫收錄。
搭載在無人機上的多光譜相機3. 青蒿素實現(xiàn)綠色規(guī)模化生產(chǎn)
完成單位:中國科學(xué)院過程工程研究所
2019年5月,中國科學(xué)院過程工程研究所研發(fā)的青蒿素綠色規(guī)模化生產(chǎn)工藝成功實現(xiàn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用。青蒿素作為一種來源特殊的天然提取藥物,目前主要利用有機溶劑反復(fù)浸提黃花蒿莖葉生產(chǎn),技術(shù)存在選擇性低、溶劑損失嚴(yán)重等問題;將青蒿素與其他組分分離的過程處理時間過長、能耗高,導(dǎo)致處理量受限,一直很難像化學(xué)合成藥物那樣高效、大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。
過程工程所通過萃取過程強化、低溫結(jié)晶純化等新方法,解決了制約青蒿素規(guī)模化、連續(xù)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)集成等關(guān)鍵難題,為青蒿素生產(chǎn)工藝綠色升級開辟了新路徑。該工藝已成功在河南省禹州市天源生物科技有限公司轉(zhuǎn)化應(yīng)用,生產(chǎn)運行結(jié)果表明,整套工藝運行穩(wěn)定,溶劑回收率可達99.9%,能耗與傳統(tǒng)工藝相比降低43%,年產(chǎn)青蒿素可達60噸。
60噸/年青蒿素生產(chǎn)線
中科院2019年第2季度科技創(chuàng)新亮點成果共6項,分別為:
1. 抗艾滋病新藥塞拉維諾獲批進入臨床研究
完成單位:中國科學(xué)院藥物創(chuàng)新研究院/上海藥物研究所、昆明動物研究所
2019年5月5日,由中國科學(xué)院藥物創(chuàng)新研究院/上海藥物研究所和昆明動物研究所合作開發(fā)的抗艾滋病化學(xué)1類新藥塞拉維諾(Thioraviroc)獲得國家藥品監(jiān)督管理局頒發(fā)的臨床試驗通知書,同意開展臨床試驗。臨床前研究結(jié)果顯示,與現(xiàn)有唯一針對CCR5靶點的臨床藥物馬拉維諾相比,塞拉維諾對CCR5受體具有更好的拮抗活性,對多種艾滋病病毒株、臨床株以及耐藥株的抑制活性和治療指數(shù)優(yōu)于上市藥物馬拉維諾或與其相當(dāng);塞拉維諾具有良好的大鼠和犬的藥代動力學(xué)特性,種屬差異小、對CYP450酶無抑制和誘導(dǎo)作用,無潛在的藥物-藥物相互作用;安全性良好。塞拉維諾及其系列化合物目前已獲得多國專利授權(quán)。該成果為我國抗艾滋病創(chuàng)新藥物研發(fā)提供了新思路。
抗艾滋病新藥塞拉維諾片
2. 青藏高原發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦古老型智人活動證據(jù)
完成單位:中國科學(xué)院青藏高原研究所
中國科學(xué)院“泛第三極環(huán)境變化與綠色絲綢之路建設(shè)”專項研究取得新成果。中科院院士、中科院青藏高原研究所研究員陳發(fā)虎帶領(lǐng)團隊分析了甘肅夏河縣新發(fā)現(xiàn)的古人類下頜骨化石,可以確定其為青藏高原的丹尼索瓦人。
2016年起,研究團隊就針對該化石開展了年代學(xué)、體質(zhì)形態(tài)學(xué)、分子考古學(xué)、生存環(huán)境、人類適應(yīng)等多學(xué)科綜合分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),該化石目前是除阿爾泰山地區(qū)丹尼索瓦洞以外發(fā)現(xiàn)的首例丹尼索瓦人化石,也是青藏高原發(fā)現(xiàn)的最早人類活動證據(jù)(距今16萬年前)。該研究為進一步探討丹尼索瓦人的體質(zhì)形態(tài)特征及其在東亞地區(qū)的分布、青藏高原早期人類活動歷史及其對高海拔環(huán)境適應(yīng)等問題提供了關(guān)鍵證據(jù)。
該研究將史前人類在青藏高原活動的最早時間從距今4萬年推早至距今16萬年,為現(xiàn)代藏族和夏爾巴人等高原人群的高海拔環(huán)境適應(yīng)基因找到了可能的本地來源,并首次從考古學(xué)上驗證了此前只發(fā)現(xiàn)于阿爾泰山地區(qū)丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾在東亞廣泛分布的推測。相關(guān)成果于2019年5月2日在線發(fā)表于《自然》。
下頜骨化石
3. 系留浮空器“極目一號”駐空高度超過7000米
完成單位:中國科學(xué)院空天信息研究院、青藏高原研究所、長春光學(xué)精密機械與物理研究所
在西藏納木錯開展的第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究中,由中國科學(xué)院空天信息研究院等研制的系留浮空器“極目一號”于2019年5月23日凌晨到達海拔7003米的高度,這是迄今已知的同類型同量級浮空器駐空高度的世界紀(jì)錄。
空天信息院等自主研發(fā)的“極目一號”是高原試驗版,體積2300立方米,可攜帶科學(xué)探測儀器進行垂直剖面和駐空觀測。在浮空器升空過程中,多種儀器同步觀測納木錯流域的大氣物理與大氣化學(xué)等多種參數(shù),可為研究青藏高原的氣候環(huán)境變化提供依據(jù)。此次“極目一號”浮空器綜合觀測地表至海拔7000米高空的大氣水汽穩(wěn)定同位素、大氣黑碳和大氣甲烷含量等大氣組分,首次獲得了青藏高原海拔7000米高空的大氣組分變化科學(xué)數(shù)據(jù)。
在納木錯湖畔錨泊的“極目一號”浮空器
4. 植物根系微生物組的調(diào)控研究獲重要成果
完成單位:中國科學(xué)院種子創(chuàng)新研究院/遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等
中國科學(xué)院種子創(chuàng)新研究院/遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、中國科學(xué)院-英國約翰·英納斯中心植物和微生物科學(xué)聯(lián)合研究中心白洋研究組與英國約翰·英納斯中心Anne
Osbourn研究組合作,揭示了擬南芥三萜類化合物對根系微生物組的調(diào)控規(guī)律。該工作系統(tǒng)解析了擬南芥中形成基因簇的三萜合成遺傳網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵基因在植物根系特異表達,并具有潛力合成50多種未知的根系化合物。與不能合成三萜的水稻和小麥相比,52%擬南芥特異的根系微生物組被三萜合成基因顯著調(diào)控。通過分離培養(yǎng)的細菌資源庫與純化/合成的單種或混合化合物共培養(yǎng),研究發(fā)現(xiàn)三萜化合物直接調(diào)控特異的根系細菌種類。同時,根系細菌可以特異性修飾和利用擬南芥三萜化合物。
該研究為利用植物天然化合物促進根系益生菌在綠色農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。相關(guān)成果于2019年5月10在線發(fā)表于《科學(xué)》。
擬南芥根系化合物調(diào)控根系微生物組組成5. 發(fā)現(xiàn)單堿基基因編輯造成大量脫靶并開發(fā)出優(yōu)化解決方法
完成單位:中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心/神經(jīng)科學(xué)研究所
CRISPR/Cas9及其衍生工具是廣泛應(yīng)用的新一代基因編輯工具。然而,其脫靶風(fēng)險一直備受關(guān)注,也是阻礙該技術(shù)應(yīng)用于臨床的主要瓶頸之一。中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心楊輝團隊與合作者率先建立了一種名為GOTI(Genome-wide Off-target analysis by Two-cell embryo Injection)的新型DNA脫靶檢測技術(shù),并使用該技術(shù)發(fā)現(xiàn):近年來興起的單堿基編輯技術(shù)有可能導(dǎo)致大量無法預(yù)測的脫靶,因而存在嚴(yán)重的安全風(fēng)險。
進一步研究將脫靶檢測范圍擴大至RNA水平,首次證明常用的三種單堿基編輯技術(shù)均存在大量的RNA脫靶。對其進行突變優(yōu)化后,研究人員最終獲得了能夠完全消除RNA脫靶的高精度單堿基編輯工具。
相關(guān)研究成果分別于2019年2月28日和6月10日在線發(fā)表在《科學(xué)》和《自然》上。“GOTI”技術(shù)為基因編輯工具的安全性評估帶來了新工具,有望成為新的行業(yè)檢測標(biāo)準(zhǔn)。改造后的單堿基編輯器或可在未來成為一種更加安全、更加精準(zhǔn)的基因編輯工具。
單堿基編輯器存在嚴(yán)重DNA和RNA脫靶6. 首次完成強關(guān)聯(lián)糾纏體系的量子隨機行走實驗
完成單位:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國科學(xué)院物理研究所
量子隨機行走是經(jīng)典隨機行走在量子力學(xué)中的拓展,利用量子疊加態(tài)的特性,粒子在格點中行走特性需要用量子力學(xué)的波函數(shù)統(tǒng)計規(guī)律來詮釋。量子隨機行走本身可以模擬多體物理體系的量子行為,并且理論上最終可用于通用量子計算,因而引起高度關(guān)注。
中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉團隊基于此前實現(xiàn)的12個量子比特多體真糾纏態(tài),聯(lián)合中科院物理研究所理論團隊,首次在固態(tài)量子計算系統(tǒng)中實驗演示了強關(guān)聯(lián)糾纏體系的量子隨機行走。團隊研究了單粒子及雙粒子激發(fā)下一維短程耦合的量子隨機行走,觀察到了高保真度的態(tài)、糾纏度及關(guān)聯(lián)函數(shù)在時空光錐中的含時演化。此外,實驗上首次觀察到了由于邊界反射及波函數(shù)干涉形成的次級糾纏波陣面的傳播行為。在引入雙粒子激發(fā)的情況下,實驗上觀測到了由時間依賴的長程反相關(guān)的強關(guān)聯(lián)光子形成的費米子化行為,描繪出光子的反聚束行為。
該工作為未來利用量子隨機行走進行多體物理現(xiàn)象的模擬以及通用量子計算研究打下了基礎(chǔ)。相關(guān)成果于2019年5月2日在線發(fā)表在《科學(xué)》上。
單光子在11個一維鏈超導(dǎo)量子比特中的隨機游走。
A/D、B/E、C/F分別為從中間位置、最左端及最右端開始激發(fā)量子比特并進行隨機游走。
實驗上清晰地觀察到了激發(fā)在邊緣的反射形成的回波,與理論吻合。
近年來,中科院在社會各界的大力支持下,在全院科研人員的共同努力下,重大科技成果不斷產(chǎn)出,并持續(xù)通過成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化服務(wù)國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場。為進一步增進公眾對中科院亮點工作的了解,同時促進院屬各單位進一步加強對重大成果的傳播推廣,中科院2017年開始啟動“中科院科技創(chuàng)新亮點成果”、“中科院科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化亮點工作”亮點工作篩選活動,每季度舉行一次。
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- 責(zé)任編輯:連政
- 最后更新: 2019-08-01 20:32:55
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