郑州大学2022年科技创新工作十大亮点

郑州大学2022年科技创新工作十大亮点

　　公司节能通知,节能材料小知识,节能知识新青年2022年，郑州大学坚持“四个面向”，积极对接国家和河南创新驱动发展战略，进一步推动“一堆人干一件事”科研管理改革，构建完善的科研培育体系，形成了涵盖基础研究培育、重大项目培育、高水平成果培育、产学研深度合作培育等全链条培育体系，确立了问题导向、服务需求为主的有组织科研模式，推动形成政府、高校和产业协同创新机制，积极打造高层次科技创新平台体系，牵头组建嵩山实验室、黄河实验室、中原关键金属实验室等河南省实验室，全年获批国家自然科学基金项目388项，国家重点研发计划项目3项，签订横向科研合同（技术开发、技术服务、技术咨询）615项、技术转移合同35项，重大创新成果不断涌现，多项共性关键技术实现突破和应用，不断推进科技创新工作高质量发展，科技创新活力和能力显著提升，为建设高水平研究型大学和区域性国家战略贡献科技力量。

　　聚焦创新高地建设，打造科技创新力量和多学科交叉与协同创新平台，形成了布局合理的高层次科技创新平台体系。围绕河南地方主导特色产业，强化资源整合，组建优势学科队伍，凝炼前沿研究方向，主动融入14个学科及企业国家重点实验室建设，与多家单位签订重组共建全国重点实验室协议，并完成组建方案及上报。落实河南省建设国家创新高地决策部署，强化战略科技力量，在黄河实验室、嵩山实验室、龙门实验室已挂牌运行的基础上，高起点、高标准、高水平牵头组建中原关键金属实验室、龙湖现代免疫实验室、天健先进生物医学实验室、平原实验室等河南省实验室。大力并加快推进超短超强激光实验装置建设，筹建河南伏牛山森林生态系统国家野外观测研究站。新增智能集成系统教育部工程研究中心，药物关键制备技术教育部重点实验室顺利通过教育部组织的评估。持续加强并布局合理的高层次创新平台体系，有力助推了学校国家创新高地和一流大学建设。

　　把论文写在中原大地上，坚持通过协同创新与企业服务，发挥高校基础研究主力军、重大科技突破策源地和企业作为创新主体的协同效应。搭建校企研发平台体系，完善产学研协同创新有效机制，修订《郑州大学横向科研项目（自然科学）与经费管理办法（试行）》，实行横向科研经费包干制，激发科研人员创新活力，助力地方经济发展。根据企业规模、合作深度，建立了梯度校企研发平台体系，为企业创新发展注入新动能。第一层次，与龙头企业联合成立研究院，开展校企全方面战略合作。如与珠海艾派克微电子有限公司设立郑州大学艾派克集成电路设计与应用研究院，开发通用MCU控制芯片产品。第二层次，与大型企业共建研发机构。围绕企业提出的技术难题组织团队攻关，目前已挂牌建设19个，牵引社会资金8000余万元。第三层次，与规上工业企业共建院企研发中心。目前，已建立校企共建研发机构56个，牵引社会资金3000余万元投入科技创新。响应河南省委“万人助万企”号召，实施“教授团队助力企业创新驱动发展”专项。每年分别支持1000万元，组织一百个教授团队“带一项技术，立一个项目，搭一个平台，解决一个难题”。目前已有200个教授团队参与，对接企业超过400家，形成了高校服务企业发展的新机制及校企互动、产学协同的新局面。2022年7月，中央电视台《新闻直播间》对我校教授助企活动进行了报道。

　　郑州大学单崇新教授带领的金刚石光电材料与器件团队专注于高品质金刚石制备及其功能应用研究，团队制备了光学级金刚石晶体，并理论分析了金刚石中NV色心自旋的光致初始化过程，发现这个过程可克服自旋-晶格弛豫过程，使自旋系综在室温下仍可占据高对称性的Dicke量子态。处于该量子态的自旋系综可以和高品质因子的介质微波谐振器发生较强集体耦合，从而使拉比劈裂等CQED效应在室温环境下得以实现。此外，团队预测通过控制光致自旋冷却速率可实现系统弱耦合到强耦合的转变，从而可以主动地控制拉比劈裂的大小。以上结果发表在物理学权威期刊《物理评论快报》。上述理论预言结果发表后，很快被美国陆军实验室在实验中证实。

　　郑州大学何季麟院士、梁学民教授团队长期聚焦铝电解节能领域，经过多年研究取得了铝电解槽双端节能理论及关键技术重大突破，为电解铝工业落实国家双碳目标提供了强有力的技术支撑，给出了电解铝节能降碳的“中国方案”。该团队创新性地提出了基于铝电解槽输出端热能回收、输入端热特性优化的双端节能理论，为解决电解槽复杂条件下逸散热能聚集、槽热特性动态优化提供了新思想；成功研发了具有自主知识产权的工业铝电解槽双端节能关键技术和成套工业系统（HORRS）；通过将槽逸散热能回收，与城市供暖系统、火力发电机组回热系统联网，实现电解铝大规模低温热能资源的高效利用；形成了完善的铝电解槽双端节能理论、关键技术与工艺装备体系。

　　臧双全教授团队在金属团簇化学研究领域取得了系列创新性科研成果。该团队面向国家重大战略需求的基础研究，将金属团簇化学与发光、催化、军工和生物医药等领域紧密结合，深入研究金属团簇基材料的功能化应用，形成了多学科交叉的特色研究。团队通过研发手性发光团簇，从原子水平上揭示了双金属团簇Au12Ag32中金属键的轨道离域促进手性传递的新机理。手性发光团簇在圆偏振白光、圆偏振荧光开关等领域的研究成果，开辟了金属团簇新的研究热点。团队成功地研制出高效催化CO2还原、硝酸盐还原氨和神经毒剂模拟物降解的Au28、Cu8、Cu14等系列金属团簇材料，发展了金属团簇在能源和军工领域的功能化应用。此外，团队利用高效发光双金属Pt2Au4团簇联合低剂量X射线放疗，同步实现了细胞成像和高效肿瘤细胞杀伤效力。

　　耿献国教授为带头人的“河南省可积系统及应用研究创新型科技团队”长期致力于可积系统及其应用方向的基础研究工作，在可积系统的代数与几何结构方面，该团队建立了系统的理论和求解的新方法，产出一系列极富创新性、原创性的成果，相关研究成果被评为2022年度河南省自然科学奖一等奖。该项目提出一个引入非超椭圆曲线的统一方法，聚焦三角曲线理论中的一系列基本问题并发展出求解与高阶矩阵谱问题相联系的非线性可积方程代数几何解的系统性理论，给出一批具有深刻物理背景的非线性可积模型的代数几何解，解决了该领域自上世纪八十年代至今国际上长期关注且悬而未决的难题；团队成员拓展了非线性最速下降法，并首次将其应用于与三阶矩阵谱问题相联系的可积耦合方程；项目组所构造的尖峰孤子模型被国际数学同行命名为Geng-Xue方程，引起了本领域国内外专家的广泛关注和研究兴趣。

　　张改平院士团队研制的多种快速检测试纸产品为国内外首创，建立了以抗原、抗体和半抗原为靶标的三大免疫层析试纸快速检测技术体系，为我国食品安全检测与监测提供了强有力的技术支撑。研制的粮食及饲料中主要危害物快速检测产品，具有快速、准确、敏感、便捷的特点。霉菌毒素检测产品实现了6种霉菌毒素检测全覆，填补了国内外空白；抗营养因子免疫层析检测方法为国际首创；常用兽药添加剂免疫学快速检测产品，在国家实行无抗饲料的大环境下将起到极大的技术支撑作用。免疫学快速检测技术产品耗时短，3-5分钟即可完成检测，无需复杂的设备，实现了现场实时诊断。研究成果解决了粮食和饲料的安全快速检/监测问题，有效保障粮食与饲料安全，为民众食品健康保驾护航。

　　8.常俊标教授在《科学》杂志背靠背发表研究长文发现植物新型抗病信使并揭示其作用机制

　　常俊标教授课题组与清华大学生命科学学院柴继杰教授课题组和马克斯-普朗克植物育种研究所Jane E. Parker教授合作的题为“Identification and receptor mechanism of TIR-catalyzed small molecules in plant immunity”和“TIR-catalyzed ADP-ribosylation reactions produce signaling molecules for plant immunity”的两篇研究论文在国际期刊《科学》（Science）同期背靠背发表。两项研究揭示了一类全新的核苷酸衍生物作为重要的信号小分子在植物抗病过程中具有重要的作用，并在作用机制方面的研究取得了重要突破。研究从生物、化学合成及结构生物学等角度解析了结合有TNL类蛋白RPP1/ATR1蛋白产物的EDS1/SAG101复合物冷冻电镜结构，揭示了一类全新核苷酸小分子衍生物在植物抗病过程中具有重要作用，可作为植物免疫状态的指标。由于动物中也有许多含TIR结构域的其它蛋白，研究预期所合成的核苷类小分子可能在动物先天免疫或神经系统中也具有重要功能。常俊标教授长期从事化学合成及创新药物的研究与开发，取得了丰富的研究成果。其中，1.1类创新药阿兹夫定获批上市（治疗艾滋病和新冠肺炎），获全国杰出专业技术人才，国家科技进步二等奖，国家自然科学二等奖，国家杰出青年基金获得者、中国专利金奖、全国创新争先奖等多项奖项。

　　董子钢教授团队研究了11948例中国肿瘤患者细胞突变情况，绘制了迄今为止中国人群中规模最大、最全面的肿瘤基因突变分析图谱，并进行全面比较分析和美国人群癌症突变谱的差异。该系列研究成果发表在国际知名杂志Nature Communications 和Molecular cancer，并得到了国家自然科学基金和河南省重大科技专项的支持，研究明确了我国肿瘤独特的突变谱，为我国肿瘤患者开展精准靶向治疗以及克服靶向药物的耐药提供了重要的理论基础。该研究分析发现中国癌症患者TP53 (51.4%) 及 EGFR (10.6%) 等癌症基因的突变频率要远高于美国肿瘤患者的TP53 (34.0 %) 及 EGFR (3.1%) 突变频率。靶向药物是癌症精准治疗的重要手段。奥希替尼作为第三代EGFR基因突变肺癌的靶向药，目前已经成为EGFR突变非小细胞肺癌患者的标准一线治疗药物。研究发现MEK/ERK和AKT/GSK3b信号通路参与了奥西替尼耐药过程。借助超级计算机模拟，发现了一种新型的MEK1和AKT1/2抑制剂木香烃内酯。奥西替尼联合木香烃内酯能够有效抑制耐药肺癌组织的体内外生长，有望解决耐药难题。

　　周震教授团队将大数据与机器学习结合的人工智能(AI)范式用于催化剂的筛选与设计，大大加快了研究进程。团队搭建了通用的机器学习框架，发展机器学习优势，将计算速度提高100倍，从2900余种合金中筛选出43个极具潜力的析氢催化剂，其高效催化活性被文献报导的实验结果和近真实电化学环境的计算模拟证实。在理论指导下，团队首次通过退火处理成功制备出具有弗伦克尔缺陷结构的单层二硫化钼催化剂，表现出优于商业铂/碳的析氢性能，为电催化剂的设计提供了缺陷工程策略。团队通过原位氧化技术在层状镍铁氢氧化物上高载量构筑铂单原子催化剂，用于太阳能发电制氢，获得了12%的太阳能-氢气转化率。以上研究于2022年在《先进功能材料》、《美国化学会志》和《自然通讯》等顶级期刊发表研究论文4篇，产生了广泛学术影响。

　　回顾过去，展望未来。郑州大学将继续勇担科技创新使命，坚持“有组织科研”鲜明导向，聚焦目标、汇聚力量，加强重点关键领域布局与攻关，发挥校企协同创新双引擎作用，持续深化产学研融合，形成科技创新、人才培养、成果转化全链条生态服务体系，以更高水平的科技创新支撑世界一流大学建设，努力实现中原大地起高峰。