1. 痛点问题 针对重大疾病与复杂性疾病（如肿瘤、代谢性疾病、心血管疾病、免疫性疾病等），目前西药的单靶点疗法治疗效果不佳，且易产生耐药性的行业痛点，开展天然植物、中药的功能研究和中药方剂开发。中药和中药方剂针对复杂性疾病的治疗具有独特优势，具有“多成分、多靶点、多途径”的特点，但是中医是实践医学，中医药虽然临床疗效显著，却无法用世界通行的“语言”，让国外同行也能理解和验证中医原理，所以中医药很难进入国际市场。 因此，根据国家“十四五”规划、2035年远景目标和健康中国发展战略的要求，“坚持中西医并重和优势互补，大力发展中医药事业”，本团队在中医药核心思维和理论指导下的，基于现代生命科学的方法，系统解析天然植物和中药的物质基础与作用机制，阐释中药配伍理论的科学内涵，以“守正-创新”模式实现高效、快速、精准的智善方（理论指导的、药效完善的方剂简称智善方）开发。 2. 解决方案 本团队开发的高通量靶向转录组筛选技术（high-throughput targeted transcriptome screening, HT3S），可对与特定疾病表型相关的基因进行定量分析，可并行筛选多种天然植物或中药。目前已绘制了7000余种方剂、中药、天然植物和单体的分子功能图谱，形成了分子版“本草纲目”。在此基础上，针对重大疾病与复杂性疾病（如肿瘤、代谢性疾病、心血管疾病、免疫性疾病等），通过数据挖掘和计算分析，评价中药方剂对不同信号通路的调控作用，计算可显著改善疾病失调信号通路的候选中药方剂，并开展体内外验证，开发了一系列药效明确、作用机制清晰的中药智善方。

发现钙调蛋白激酶CaMKII可以直接磷酸化Beclin 1的丝氨酸90位点，并促进后者发生K63型泛素化进而激活自噬，同时，CaMKII也可以磷酸化分化抑制蛋白Id1和Id2，磷酸化的Id蛋白进而与泛素连接酶TRAF6结合，促进Id蛋白的K63型泛素化，泛素化的Id1和Id2通过与自噬受体P62的结合被带入到自噬体中降解。Id蛋白的降解促进了神经母细胞瘤细胞分化，从而达到抑制肿瘤的目的。       这一研究揭示了CaMKII激活到Id蛋白的自噬性降解进而调控细胞分化的分子机制，为临床上神经母细胞瘤靶向治疗提供了新的靶标。     

该技术针对用饲料养殖草鱼引起肉品质和风味下降的现实，提供了一种使肉质鲜嫩的养成期草鱼配合饲料。该技术充分考虑了草鱼的消化生理和营养需要特点，能提供其最快生长发育所需要的营养素，并确保饲料中抗营养因子得到有效处理，不会对鱼类产生副作用，从而保证草鱼处于优秀的健康状况。该技术还充分考虑各种营养素的平衡供给，可使养殖的鱼类肉嫩鲜美，咀嚼度好，具有大湖野生草鱼的口感和风味。同时，该技术不使用抗生素等添加剂，可以确保养殖草鱼的安全环保。 该技术适于池塘主养1龄以上草鱼（草鱼生物量占养殖水体生物量的60%-70%）套养杂食性鲫或鲤（占总生物量的10%-20%）及滤食性鳙和鲢（占总生物量的20%）养殖模式下所用的养成期草鱼配合饲料。 市场预期：因使用该技术生产的饲料饲养草鱼可具有跟野生草鱼相同的鲜美肉质和风味，而且具有高产和食品安全优势，故可为人们提供优质安全的水产品，促进人们身体健康。同时，可帮助有志于打造优质草鱼品牌的企业实现品牌梦想，从而提升草鱼的价格和市场竞争力，预计可实现销售价格提高20%。 成果完成时间：2014年4月

本项目涉及功能性醋酸菌/乳酸菌及其发酵调控技术，可用于果蔬饮品、酵素、新型调味品的发酵制造。水果、蔬菜等农产品由于其保质期短，运输成本高，较适宜于在原产地或产地附近进行深加工，以延长保质期及产品附加值。发酵类果蔬饮品由于经过微生物处理，在口味、质地以及营养成分等方面均得到了显著改善，其中果蔬类益生菌类发酵饮品，更是得到关注健康的消费人群的青睐。然而目前市场中的发酵果蔬汁类产品，鱼龙混杂，很多产品存在发酵程度不高；高度依赖后调配；微生物混乱及发酵过程控制不科学；食品安全性不能得到保障等问题。 针对这一类型的产品，本项目从发酵菌种、发酵工艺、功能成分分析以及产品标准化等方面系统的进行了研发。 1）丰富的菌种：本课题组拥有近百株背景明确、安全可靠、发酵性能优良 的微生物，形成了完备的酿造用菌种库，包括乳酸菌、醋酸菌、酵母菌、米曲霉等。可以针对不同的发酵原料以及最终产品口感及质构的要求，选择一种益生菌或复合发酵菌种，实现个性化的定制需求。 2）科学工艺：通过科学的发酵工艺及过程控制，实现了乳酸菌等微生物的高密度培养，活菌数可达 100 亿/ml。大幅降低生产成本和周期，混菌发酵可由几个月缩短至 10 天内，乳酸菌发酵缩短至 24 小时内。实现高效的物质转化，总酸可以达到 6%，提高产品品质及生产稳定性。 3）成分分析：建立了完备的发酵产品成分分析技术平台。针对与产品风味、以及肠道调节、增强免疫等健康功能紧密相关的有机酸、短链脂肪酸、多酚、多肽等功能成分进行精确定量分析以及健康功能评价。 4）产品风味: 本课题组研发的果蔬发酵产品口味浓郁、发酵特色明显，无不良异味。避免了发酵后的过度调配及添加剂的使用，即可达到较优的感官要求。符合健康、绿色的现代加工食品的需求。 

通过纵向资助和产学研横向联合研发的途径，以面广量大的果蔬为例建立了 食品干燥过程调控技术理论体系，构建了食品干燥过程调控技术平台；针对不同 的出口需求，开发了 40 多个创新果蔬干制品，解决了传统食品干燥普遍存在的速化复原难、干燥时间长、能耗大、干燥和贮藏过程中品质不稳定等国际性难题；申报了 28 项中国发明专利，其中 13 项授权，13 项公开；获得了国内外同行专家的肯定，成果鉴定为为国际领先和先进水平。

能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题， 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点，是影响装备性能的关键热物 理问题，对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作，取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有： 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性：创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律；发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象；揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律；阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征；厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理；揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律，获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型：建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型，揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系；建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型，阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性，为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法；建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型，为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法；提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型，首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为，揭示了多孔扩散层与流场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法：基于分区耦合强化传热思想，提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法；通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池，显著提升了电池性能；利用石墨 烯表面修饰，实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化；创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控，结合表面修饰和弥 散光导体技术，实现微生物生化转化全过程强化；提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构，强化了质子传输，大幅提升了微生物燃料电池性能。

在高难污水生物法处理工艺中，曝气是处理系统中一个重要的工艺过程，曝气设备 是主要设备。该过程是人为地通过曝气器向生化曝气池中通入空气，以达到预期的目的。 曝气不仅使池内液体与空气接触充氧，而且由于搅动液体，加速了空气中氧向液体中转 移，从而完成充氧的目的；曝气效果的好坏极大地影响污水处理系统的效率，而对曝气 效果影响最大的因素就是曝气器的性能。 市场上橡胶膜式曝气器的材质，最常用是 EPDM（三元乙丙橡胶）,有好的耐酸碱性， 但因为分子内无极性取代基存在，也导致其对极性溶剂如烃类、芳香类等溶剂的耐受性 很差，限制了其在高难工业废水当中的应用。另一类膜式曝气器是以硅橡胶为主要材质 的。硅橡胶也比普通橡胶具有更好的耐热性和较好的耐极性溶剂的特性，但硅橡胶也有 显著的缺点，即对酸碱水质的耐受性不足，对非极性有机溶剂的耐受性极差，如正已烷 等。因此在用于高难废水处理的工程当中，无法使用硅橡胶类的曝气器产品。 本项目成果产品耐腐蚀曝气器采用改性的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）材料作为制 造曝气器的主要基体材料，克服了市场上普遍存在的其他类型曝气器存在的缺点（耐腐 蚀性差、耐堵性差），实现了超强的耐腐蚀性和耐堵性。对于在水环境比较复杂的污水 处理中，使用本项目成功曝气器与其他材质的产品相比具有明显优势： 1、耐腐蚀强，使用寿命长（可达 8-10 年），对高难废水适应性好。 2、耐堵塞性能好。 本项目产品聚乙烯曝气器表面有一光滑的准膜状物，停风过程中，准膜状物能将部 分颗粒有效截留在表面，开风即吹开，有效地减缓了堵塞。使用 7-8 年不发生堵塞。 3、阻力小，能耗低。 本项目产品曝气器阻力比其它微孔曝气器低 500～1000Pa，节能最多。 4、生产成本低，价格竞争力强。 本项目产品通过前期批量生产，经过成本核算，本项目产品耐腐蚀曝气管平均每米 的生产成本仅为 50 元左右，其中原材料成本 30 元，工艺成本 10 元，人员成本 10 元。 售价在 200 元/米左右。 5、应用领域广泛 本项目曝气器产品不仅可以用在高难废水处理领域，在其他领域如城市污水处理系 统、一般工业污水处理系统中也可以使用，没有任何性能方面损失。 6、氧利用率和动力效率比其它曝气器高 5~10%。且由于孔径固定，整个使用期内， 氧利用率和动力效率变化小。 

随着能源局势的紧张和环保要求的日益提高，温差电材料与器件的研究与开发引起科学家和众多有视之士越来越多的关注。其中温差电性能的测试是研究温差电材料性能高低的关键环节。在国家自然科学基金和“十五”863高技术计划的资助下，我们研究开发了热电（温差电）性能测试仪。根据测试的最高温度可将其分为中温温差电性能测试仪和高温温差电性能测试仪两种，适宜于各类块体材料热电性能的测试，.测试精度与日本同类产品精度相当。相关专利在申请中。 该项目可用于各类块体热电材料的电导率和塞贝克系数的测试，测试所需样品的尺寸为2*2*15~20mm3。

陈国良院士的研究组在863及国家自然科学基金支持下，以创新的发展高温TiAl合金新思路，在国内外首次成功发展出有自己知识产权的高Nb 高温TiAl合金。该合金具有以下优点： 高温强度和使用温度与先进涡轮盘用变形镍基高温合金相同，比重比镍基高温合金小一半，减重效果达50%。 比普通TiAl合金的使用温度高60-100℃，强度高400～500 Mpa。 成分特点：高铌低铝（7/10Nb,£45Al）提高熔点和组织稳定性、高铌固溶强化及少量W、Hf、Mn、C、B、稀土等复合强化强化。   该项目先后获得部级自然科学一等奖和部级科技进步二等奖各三项。在高铌的强化作用和机制，形变诱导晶界结构和有序结构变化，形变孪晶和孪晶交截机制，层错能和超位错分解宽度研究等方面都有创造性成果。得到一项高铌钛铝合金专利，申请专利2项，发表文章约100篇。

高效轧制国家工程研究中心多年来与企业合作进行钢材品种的开发和性能优化技术，积累了丰富的经验和技术。自九五以来，即开始进行汽车用钢、热轧宽带钢、中厚板的开发和性能优化，开发了多种新品种，满足了国民经济建设的需要。 汽车用钢系列： (1)超深冲和深冲钢板系列：IF钢板、新型微碳深冲钢板等，该两种钢板是广泛在汽车上使用的新型高效钢材，以高纯净、高塑性和高成形性为特征，代表了现代钢材向高纯净方向发展的趋势。与宝钢、武钢分别合作开发了适合该两厂装备条件的IF钢，目前宝钢已经大批量生产，并将逐步在引进高档轿车上使用，替代进口。 (2)高强板系列：深冲高强板、冲压用高强板是汽车行业广泛使用的材料，特别是随着能源短缺的出现，由于使用高强板的汽车节能效果非常显著，因而受到欢迎。与武钢、鞍钢合作开发了超低碳含磷深冲板，超低碳烘烤硬化板，双相钢板，应变诱导塑性钢板等等，通过装车试用收到了很好的节能和节材效果。 (3) 超高强板系列：在高档汽车和先进概念车上，超高强度的汽车板使用越来越多。高效轧制国家工程研究中心立足基础应用研究，开发了孪晶诱导塑性钢、淬火配分钢、热成形钢。通过超高强板的应用可以起到安全、节能、环保的作用。 热轧板卷系列： 热轧板卷系列品种方面，如造船板、集装箱板、管线钢、汽车大梁板、工程机械钢、压力容器用钢、高层建筑用钢、高强/耐候桥梁钢、锅炉用钢等方面做了许多项目，在雄厚的技术理论支撑下，结合现场生产积累了丰富的实践经验。 （1）造船板系列：与国内多家企业合作开发了D、E、D36、E40、F40等高强韧船板生产技术，并通过九国船级社认证。 （2）管线钢系列：与国内多家企业合作开发了X42、X52、X60、X65、X70、X80、X100热轧钢板。最近完成了为国家西气东输二线工程所需要的X80管线钢的开发，同时成功开发了抗酸性环境及地震冻土带用高品质管线钢产品。 （3）工程机械钢系列：与国内企业合作开发了屈服强度在690MPa-1000MPa的高强工程机械用钢，并得到了广泛应用。 （4）压力容器用钢系列：与国内企业合作开发了抗拉强度在610MPa以上的高强压力容器用钢，取代了日本进口的SPV490系列钢板。同时实验室完成了国际先进的LNG储罐用9Ni钢的研制。 （5）集装箱板系列：与国内企业合作开发了SPA-H、400MPa~600MPa级的集装箱用耐候钢板，并得到了广泛应用。 （6）汽车大梁板系列：与国内企业合作开发了510L、610L、700MPa级的系列高强汽车大梁板，在东风汽车、解放卡车等车辆上得到广泛应用。 该技术可广泛应用于全国各个冶金企业的中厚板、炉卷轧机、热、冷轧宽带钢等生产线上。