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衛星在軌運行和返回過程中需經歷極端高低溫環境，構件尺寸的穩定是保證衛星在軌高精度、返回高安全、任務高可靠的關鍵。針對衛星搭載的某寬帶微波載荷與衛星本體材料之間熱膨脹系數不匹配極易導致的載荷在軌及返回過程中載荷接收精度不穩定、信息傳輸不連續等問題。我校陳駿教授團隊以原創的負熱膨脹技術研發了具有輕質、熱膨脹系數低、力學性能優異、尺寸穩定性好的高性能低膨脹鋁基復合材料，并研制了系列關鍵連接內置件、環件等高性能低膨脹構件，首次將負熱膨脹技術應用到我國的衛星上，填補了高性能低膨脹金屬構件在工程應用領域的空白。該技術使得某寬帶微波載荷與衛星本體之間熱膨脹匹配性增強、界面應力大幅度減小，保證了衛星在軌與返回過程中信號高精度傳輸與接收，助力衛星成功返回。 圖1 實踐十九號衛星成功返回（圖片來源國家航天局） 圖2 高性能低膨脹鋁基復合材料及構件應用于全球首顆可重復使用返回式技術試驗衛星（圖片來源央視新聞頻道）

北京師范大學全球變化與地球系統科學研究院張芳副教授與美國Texas A&M University張人一教授團隊開展合作研究，揭示區域霧霾形成的新機制，與驅動我國霧霾的長期趨勢和輻射強迫變化的主要原因。研究顯示，近幾年，我國雖然重度霧霾發生頻率減少，但中/輕度霧霾仍然頻頻發生，這主要由于在低的SO2濃度和中等相對濕度條件下黑碳（BC）表面的催化氧化反應所引起的顆粒物快速增長所造成。新發現的這種反應機制會增強BC氣溶膠對大氣的加熱和對地表的冷卻效應，降低邊界層高度，加劇霧霾的發生和發展。但同時，增強的大氣加熱和地表冷卻效應幾乎可抵消，因此對大氣層頂的總輻射強迫幾乎無改變。研究結果表明，近期國家對工業源減排有效的減少了空氣中SO2的濃度， 但控制SO2的濃度僅減少重度霧霾的發生頻率，不會根本消除重度霧霾的發生與減少輕/中度霧霾發生的頻率。指出需同時控制一次排放的黑碳以及其他污染氣態物（NOx和NH3等）。 該成果第一作者為北京師范大學全球院張芳副教授。參加研究的其他團隊還包括中科院大氣物理研究所孫業樂研究員團隊等。本研究得到國家自然科學基金和科技部國家重點研發計劃資助。成果于北京時間2月10日發表在美國著名科學期刊《美國科學院院報》（Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of America，縮寫PNAS）上。 由于一系列強有效的減排措施，自2013年以來我國重度霧霾（日均PM2.5>200 μg m-3）發生的頻率已明顯減少。但研究團隊基于長期觀測資料的分析顯示，過去15年（2004-2018年）輕/中度霧霾（PM2.5=100-200 μg m-3 ）天數平均達到全年的30%（~113天），且近幾年并未呈下降趨勢（2013和2018年分別達到176和227天），及重度霧霾的時有發生。如何解釋這種霧霾的形成與趨勢，仍然是我國研究學者所面臨的具有挑戰性的前沿科學問題。 本研究論文基于長期觀測資料及短期強化觀測、實驗室煙霧箱模擬以及模型計算等多種手段和方法，從中國近幾年強減排、強控制的情境下但霧霾仍然頻頻發生為著重點，針對我國高濃度水平的一次細顆粒物黑碳（Black Carbon, B）和氣態前體物，設計并控制不同濕度條件開展了新鮮排放的BC暴露在大氣中最常見的氣態污染物（SO2,NO2和NH3）中的煙霧箱模擬實驗，揭示BC表面催化SO2的氧化反應過程中硫酸鹽的形成和增長、化學機理和影響因素。研究團隊發現在極低的SO2濃度（幾個ppb）和中等相對濕度（40%）下該反應就可快速生成PM2.5中的主要成分硫酸鹽。進一步將實驗室煙霧箱的結果應用到實際大氣中硫酸鹽生成的估算中，發現通過這種BC表面的催化反應途徑對中/輕度霧霾和重度霧霾期間硫酸鹽總量的貢獻分別達到了90-100%和30-50%。此外，基于輻射傳輸模型模擬計算，還發現該反應機制顯著增強了BC氣溶膠對大氣的加熱和對地表的冷卻效應，而這種反應機制對大氣層頂的凈輻射強迫的改變卻很小。因此，這種新的機制不僅解釋和厘清了為何在大力減排SO2的情境下，我國近幾年中/輕度霧霾仍然頻頻發生的原因和化學機理；首次指出BC氣溶膠對區域環境產生重要影響，對全球氣候輻射強迫的貢獻則可能微乎其微。該研究成果對我國及世界發展中國家合理制定減排措施以治理霧霾、改善空氣質量及應對氣候變化均具有切實有效的理論指引意義。 論文第一作者我校全球院張芳副教授多年來一直從事大氣化學、大氣物理以及全球氣候和區域環境領域相關的研究，基于多種手段和方法（外場觀測、煙霧箱實驗和模型模擬等）開展大氣細顆粒物（氣溶膠）及其環境氣候效應研究。近幾年的研究主要集中在區域大氣細顆粒物理化特性、二次轉化和形成、老化和混合狀態、吸濕核化（CCN）及其環境氣候效應。相關成果發表在PNAS、Atmos. Chem. Phys.、Geophys. Res. Lett.、J. Geophys. Res.、Atmos. Environ.等領域內權威期刊等近70篇，Google 學術SCI總引1600余次， H-index 指數 19。

北京師范大學全球變化與地球系統科學研究院張芳副教授與美國Texas A&M University張人一教授團隊開展合作研究，揭示區域霧霾形成的新機制，與驅動我國霧霾的長期趨勢和輻射強迫變化的主要原因。研究顯示，近幾年，我國雖然重度霧霾發生頻率減少，但中/輕度霧霾仍然頻頻發生，這主要由于在低的SO2濃度和中等相對濕度條件下黑碳（BC）表面的催化氧化反應所引起的顆粒物快速增長所造成。新發現的這種反應機制會增強BC氣溶膠對大氣的加熱和對地表的冷卻效應，降低邊界層高度，加劇霧霾的發生和發展。但同時，增強的大氣加熱和地表冷卻效應幾乎可抵消，因此對大氣層頂的總輻射強迫幾乎無改變。研究結果表明，近期國家對工業源減排有效的減少了空氣中SO2的濃度， 但控制SO2的濃度僅減少重度霧霾的發生頻率，不會根本消除重度霧霾的發生與減少輕/中度霧霾發生的頻率。指出需同時控制一次排放的黑碳以及其他污染氣態物（NOx和NH3等）。 該成果第一作者為北京師范大學全球院張芳副教授。參加研究的其他團隊還包括中科院大氣物理研究所孫業樂研究員團隊等。本研究得到國家自然科學基金和科技部國家重點研發計劃資助。成果于北京時間2月10日發表在美國著名科學期刊《美國科學院院報》（Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of America，縮寫PNAS）上。 由于一系列強有效的減排措施，自2013年以來我國重度霧霾（日均PM2.5>200 μg m-3）發生的頻率已明顯減少。但研究團隊基于長期觀測資料的分析顯示，過去15年（2004-2018年）輕/中度霧霾（PM2.5=100-200 μg m-3 ）天數平均達到全年的30%（~113天），且近幾年并未呈下降趨勢（2013和2018年分別達到176和227天），及重度霧霾的時有發生。如何解釋這種霧霾的形成與趨勢，仍然是我國研究學者所面臨的具有挑戰性的前沿科學問題。 本研究論文基于長期觀測資料及短期強化觀測、實驗室煙霧箱模擬以及模型計算等多種手段和方法，從中國近幾年強減排、強控制的情境下但霧霾仍然頻頻發生為著重點，針對我國高濃度水平的一次細顆粒物黑碳（Black Carbon, B）和氣態前體物，設計并控制不同濕度條件開展了新鮮排放的BC暴露在大氣中最常見的氣態污染物（SO2,NO2和NH3）中的煙霧箱模擬實驗，揭示BC表面催化SO2的氧化反應過程中硫酸鹽的形成和增長、化學機理和影響因素。研究團隊發現在極低的SO2濃度（幾個ppb）和中等相對濕度（40%）下該反應就可快速生成PM2.5中的主要成分硫酸鹽。進一步將實驗室煙霧箱的結果應用到實際大氣中硫酸鹽生成的估算中，發現通過這種BC表面的催化反應途徑對中/輕度霧霾和重度霧霾期間硫酸鹽總量的貢獻分別達到了90-100%和30-50%。此外，基于輻射傳輸模型模擬計算，還發現該反應機制顯著增強了BC氣溶膠對大氣的加熱和對地表的冷卻效應，而這種反應機制對大氣層頂的凈輻射強迫的改變卻很小。因此，這種新的機制不僅解釋和厘清了為何在大力減排SO2的情境下，我國近幾年中/輕度霧霾仍然頻頻發生的原因和化學機理；首次指出BC氣溶膠對區域環境產生重要影響，對全球氣候輻射強迫的貢獻則可能微乎其微。該研究成果對我國及世界發展中國家合理制定減排措施以治理霧霾、改善空氣質量及應對氣候變化均具有切實有效的理論指引意義。 論文第一作者我校全球院張芳副教授多年來一直從事大氣化學、大氣物理以及全球氣候和區域環境領域相關的研究，基于多種手段和方法（外場觀測、煙霧箱實驗和模型模擬等）開展大氣細顆粒物（氣溶膠）及其環境氣候效應研究。近幾年的研究主要集中在區域大氣細顆粒物理化特性、二次轉化和形成、老化和混合狀態、吸濕核化（CCN）及其環境氣候效應。相關成果發表在PNAS、Atmos. Chem. Phys.、Geophys. Res. Lett.、J. Geophys. Res.、Atmos. Environ.等領域內權威期刊等近70篇，Google 學術SCI總引1600余次， H-index 指數 19。

二氧化硫、氮氧化物以及可吸入微小入顆粒物是霧霾的主要組成部分，隨著環境污染問題的日漸嚴峻，霧霾已經成為很多地區人們倍加關注的污染重點，如何減少霧霾對人們健康的危害，是當前凈化空氣研究的重要課題。現有吸霾光電池板是利用二氧化鈦活性材料做光觸媒，噴涂在光電池板的表面形成光觸媒凈化膜，該吸霾光電池板在高效光伏發電的同時起到凈化局部環境的作用。 光觸媒凈化膜的核心成分銳鈦礦相納米TiO2受日光照射后生成氫氧自由基，與空氣中有機物質反應后既生成無毒的無機物，高效分解甲醛、苯、氨氣等，將其轉化成CO2和H2O，氧化去除大氣中的氮氧化物、硫化物，以及各類臭氣。但其受限于紫外光照，現有吸霾光電池板在霧霾嚴重時，由于光強不足，使光觸媒凈化效率大打折扣；而且在夜晚無光照情況下，吸霾光電池也不能起到消減霧霾影響的作用。此外，長期放置在室外的吸霾光電池板的板面很容易積灰塵，灰塵會影響到太陽能電池板上光線的穿透率，也降低了光電轉化效率。 本成果提供了一種可根據外界光強條件進行燈光補償，實現全天候工作，同時自動除塵，以提高空氣凈化效率和發電效率的全天候除霾光電池板裝置。 創新點 1、風光互補，自動除塵； 2、可根據外界光強條件進行燈光補償，實現全天候工作，提高空氣凈化效率和太陽能光電板發電效率。

技術分析（創新性、先進性、獨占性） （1）耐藥菌感染已經成為危害公共安全和人類健康的重大疾病 近年來，隨著抗菌藥物的增加和廣泛應用，細菌耐藥性問題日益突出，尤其是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)、耐青霉素肺炎鏈球菌(PRSP)、耐萬古霉素腸球菌(VRE)、產超廣譜β-內酰胺酶(ESBL)腸桿菌、多種耐藥性結核桿菌(MDRMT) 等超級耐藥致病菌相繼產生和擴散，嚴重危害公共安全和威脅人類健康，減少耐藥菌株的生成和研制新的抗菌藥物不僅成為醫藥界必須解決的重大問題，而且引起了國際社會和各國政府的高度關注。2014年，WHO首次發布了全球抗生素耐藥報告；2016年，聯合國在紐約聯合國總部召開“抗生素耐藥性問題高級別會議”，WHO再次發布報告，全面審視了全球的耐藥菌情況。2016年在杭州舉行的二十國集團（G20）領導人峰會，專門提出要推動全球應對抗生素耐藥性問題。美國、中國等國家高度重視耐藥菌的危害和防控，美國政府2015年制定了為期5年的抗擊耐藥細菌國家行動計劃；中國政府制定了《遏制細菌耐藥國家行動計劃（2016 —2020 年）》。耐藥菌感染，已經成為危害世界公共安全和人類健康的重大疾病。 （2）中醫藥防治感染性疾病具有確切的療效和明顯的優勢 感染性疾病在中醫典籍中常被稱為外感疾病，有外感熱病、傷寒、溫病、溫疫等稱謂。幾千年來，中醫藥為中國人民的健康，尤其是在預防和控制感染疾病方面做出了重大貢獻。中藥藥效物質研究是中藥實現現代化和國際化的突破口，《“十三五”中醫藥科技創新專項規劃》明確了中藥藥效物質研究是國家中長期重點關注的內容之一，強調發展前沿關鍵技術與創新方法的重要性；同時要求在中醫藥原創思維的指導下，加強系統生物學、合成化學、大數據等多學科前沿技術與中醫藥的深度交叉融合，促進中醫藥研究策略的優化和復雜系統研究方法學上的變革，解決當前中醫藥的研究瓶頸問題。 （3）項目建立了中藥防治耐藥菌創新藥物發現新模式 項目建立了以“方-病證-菌”、“藥-病證-菌”、“有效部位-病證-菌”、“有效成分-病證-菌”和“結構-網絡-靶標”的中藥防治耐藥菌創新藥物發現的新模式，建立了抗耐藥菌創新藥物發現與評價的技術體系和平臺，為解決日益嚴重的細菌耐藥性問題提供新思路、建立新體系、開發新藥物。 抗耐藥菌創新藥物發現新平臺 項目建立中藥防治耐藥菌創新藥物發現新模式，基于計算機輔助設計的防治耐藥菌創新中藥發現；基于高通量高內涵篩選的防治耐藥菌創新中藥發現；基于網絡藥理學的防治耐藥菌創新中藥發現；基于新靶點的防治耐藥菌創新中藥發現，突破了中藥防治耐藥菌新品種的評價技術：基于病證菌模型的創新中藥評價；基于毒效整合的創新中藥評價。 （4）篩選出中藥防治耐藥菌候選藥物兩個 ① 基于“方-病證-菌”、“藥-病證-菌”、“有效部位-病證-菌”理念篩選出中藥五類新藥1個-廣藿香油 通過前期對大量中藥方劑抗耐藥菌活性進行篩選，發現廣藿香在大量具有抗耐藥菌活性的中藥方劑中都有出現，初步活性測試也表明，中藥廣藿香具有較強的抗耐藥菌效價。進一步研究還發現廣藿香水提物和醇提物的抗耐藥菌效果遠不如廣藿香油，因此廣藿香油是廣藿香抗耐藥菌活性的有效部位。 廣藿香油的藥效學研究 針對廣藿香油能“芳香化濕”治療陰道炎的臨床應用，我們通過構建家兔陰道炎模型、大小鼠陰道炎模型、原發性痛經模型、斑馬魚血管損傷模型、多種動物離體子宮模型等，通過細菌篩選、細胞篩選等試驗平臺，借助超高分辨率激光共聚焦顯微鏡、高內涵成像系統、流式細胞儀等先進設備對廣藿香油治療陰道炎的物質基礎、量效關系、藥理作用機理等進行了研究，表明廣藿香油對于陰道炎具較好的治療效果。隨后項目對廣藿香油栓劑的制備工藝、質量標準草案等進行了研究制定，并對藥理作用與毒理進行了評價。 ② 基于“有效成分-病證-菌”理念篩選出抗耐藥菌新藥1個-廣藿香酮共軛取代衍生物（CDPC-B7）片劑 廣藿香酮是廣藿香油的有效成分之一，具有多種生物活性，包括胃腸道調節功能、抗炎和抗菌等作用。經實驗證明，廣藿香酮能夠抑制白色念珠菌（Candida albicans）、新型隱球菌（Cryptococcus neoformans）、黑根霉菌（Rhizopus nigricans）和其他真菌，體內研究表明對大腸埃希菌（E. coli）和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）均有抑制作用。而且，廣藿香酮單體對棒狀桿菌和金黃桿菌的最小抑菌濃度小于0.098 μg/mL。經藥代動力學研究表明，廣藿香酮具有良好的口服吸收效果。 為了進一步優化藥物抑菌療效，降低毒副作用，我們利用分子對接以及網絡藥理學等方法，研究了廣藿香酮復雜的抗菌作用機制和抗菌作用的靶點。并通過基于靶點藥物設計方法，針對性的設計了一類能與靶點緊密結合的廣藿香酮創新衍生物，并通過借助有機合成方法學手段對化合物合成工藝進行了設計和優化，實現了創新廣藿香酮衍生物庫的構建。隨后通過抗菌活性驗證、片劑制備工藝、質量標準草案等進行了研究制定，并對藥理作用與毒理進行了評價。

項目以高瓦斯突出礦井為研究對象，將瓦斯作為地質體的組成部分，運用地質學及其相關學科的理論與方法，從研究瓦斯形成、賦存、涌出、突出及控制因素與突出機理等入手，配合大量測試，重點研究采前煤層瓦斯含量大小，工作面瓦斯涌出量大小及煤與瓦斯突出危險性預測的技術難題，以及采前與采中瓦斯涌出與突出的治理問題。該成果經陜西省科技廳鑒定為國內領先水平，獲陜西省科學技術進步三等獎。成果先后在陜西韓城、銅川、河北邢臺、寧夏石嘴山及四川南桐等礦區得到應用，在礦井瓦斯預測防治中取得了良好應用。

中央指導組專家組成員、首都醫科大學附屬北京中醫醫院院長劉清泉團隊與中央指導組專家組成員、中國工程院院士張伯禮團隊合作完成的《中醫藥防治新型冠狀病毒感染的肺炎各地診療方案綜合分析》（以下簡稱《診療方案綜合分析》），該研究在線發表于《中醫雜志》。作為科技部“新型冠狀病毒感染的肺炎疫情科技應對”應急攻關項目，該項研究全面收集并整理相關信息, 匯總分析我國衛生管理部門發布的系列《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案》(簡稱“國家《方案》”)及各地區《方案》，對新型冠狀病毒感染的肺炎中醫證候分型、分期以及方藥特點進行梳理，總結規律，以期為中醫藥防治此次疫情以及快速應對同類疫情。 研究團隊對治療性方案進行了比較分析：國家《方案》將新型肺炎按照病程進展，將治療期分為寒濕郁肺、疫毒閉肺、內閉外脫、肺脾氣虛四型。21個涉及治療的地方《方案》中，對該疾病的分期分型基本遵循了病情由輕到重，邪氣由表及里的規律。將新型肺炎分為醫學觀察期、治療期的有山西、河北、寧夏、上海、內蒙古；按照病情輕重分型的有浙江、陜西、天津、北京、福建、重慶；21個地區 《方案》分型均涉及了中醫證候。  《診療方案綜合分析》通過梳理分析24個地區《方案》，認為各地中醫在新型肺炎的證候分型和傳變規律上認識是一致的，均在國家《方案》基礎上，結合了本地區氣候、人群特點從不同角度完善了證候分型，提出了具體化的防治措施，為我國戰勝此次重大疫情給出了科學權威的中醫方案。 該項研究還對方藥推薦情況進行了梳理：治療性地方 《方案》中僅列出藥物組成，而未列出方劑名稱的有26處，觀其藥物組成，多為數個經方合用加減化裁而成，具有明確名稱的中藥方劑共40種，中成藥32種。按照應用頻次排序，中藥方劑中麻杏石甘湯頻次最高為15次；其次為宣白承氣湯和升降散；中成藥中，安宮牛黃丸頻次最高為15次，其次為血必凈注射劑和連花清瘟膠囊（顆粒）。 通過分析，研究團隊建議：１.隨著病例的增多，應主動開展臨床證候學調查，掌握臨床第一手資料，根據病患臨床表現，經過專家認真分析，進一步總結疫情病癥特點，證候演變規律，從而完善全國防治 《方案》；２. 希望各地在全國《方案》 基礎上，結合具體情況，因時、因地制宜，繼續調整、優化本地區中醫藥防治 《方案》；３.在臨床實踐中注重總結治療經驗，觀察病情轉變規律，總結有效方藥，不斷完善方案，并將經驗轉化為臨床評價證據；４.此次疾病恢復期，雖然兩次病毒核酸檢測陰性符合出院標準，但患者還有乏力、干咳、憋悶等癥狀，肺部影像仍有散發陰影，此時中醫辨證多為氣陰兩虛、痰瘀阻絡，可以采用益氣養陰、通絡散結法治之；５.建議在 《方案》制定及實踐應用中，注重防治結合，充分發揮中醫 “治未病思想”。在不同階段采取有效措施，未病先防，已病防變，愈后康復，全程發揮中醫藥作用。

1 成果簡介近年來電子廢物的無害化管理和資源化利用已成為全球不同國家及特區面臨的重要環境問題。針對地域狹小，電子廢物產生集中的特點，本課題開展了此條件的電子廢物污染防治與示范。 本研究成果包括廢顯示器移動處理設備和廢線路板移動式處理設備，該設備是基于實驗室研究成果及示范工程項目應用而建立的集顯示器及主機拆解、 CRT 屏玻璃與錐玻璃分離、破碎及錐玻璃清洗于一體高效集成成套系統。 在技術創新方面，該移動式處理裝置具有占地面積小，機械自動化程度高，操作簡單、快速、安全程度高，系統集成一體化等特點。拆解后的線路板進入廢線路板移動處理設備，該套設備對拆解-磁選-多級風選-靜電分選處理流程，進行了高度集成，達到廢電路板資源化和提高環境質量的目標。在創新性方面，該移動式處理裝置可自動完成廢電路板的處理過程、操作一體化完成、省時、省力、進料完成后，只需對其進行監管措施即可完成整個破碎及分選過程，同時兼備占地小，人力需求量小，節省時間等多處優點。2 應用說明目前本課題開發的廢顯示器移動式處理裝置和廢線路板移動式處理裝置已在澳門進行了示范，完成了部分電子廢物的拆解與處置。 （ 1） 廢顯示器移動式處理成套工藝集成與示范 （ 2） 廢電路板移動式處理成套工藝集成與示范 3 效益分析整套設備的處理能力 125kg/h，年處理能力可達 50 萬臺整機。課題已申請國家發明專利2 項，發表學術論文 6 篇，形成了電子廢棄物控制領域有專長和影響力的技術研發團隊，所取得的成果具有較好的社會、經濟效益。4 合作方式轉讓或者聯合推廣。5 所屬行業領域環境領域。

針對松材線蟲、媒介昆蟲、寄主松樹的特點，本成果圍繞不同防治對象，開發一系列的防控松材線蟲、媒介昆蟲及疫木除治的藥劑產品。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 針對松材線蟲、媒介昆蟲、寄主松樹的特點，本成果圍繞不同防治對象，開發一系列的防控松材線蟲、媒介昆蟲及疫木除治的藥劑產品。通過松材線蟲病綜合防治技術，防治松材線蟲及媒介昆蟲，實現病害的可防可控。

項目成果/簡介:水成膜膠體泡沫是將聚合物分散在水中，加入發泡劑并在氮氣的作用下發泡形成的復雜混合體系。經過一段時間后，在泡沫液膜內，聚合物間相互交聯形成三維網狀結構，構成水成膜膠體泡沫的剛性骨架。防滅火水成膜膠體泡沫既具有凝膠的性質，又具有泡沫的性質，兼有注三相泡沫（注泥漿、注氮氣、注兩相泡沫）、注凝膠、注復合膠體的優點，同時又克服了各自的不足，從而大大提高其防滅火效果。