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1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機(jī)光伏電池及復(fù)合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機(jī)構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機(jī)的研制，包括應(yīng)用于國(guó)家 863 重大汽車電池項(xiàng)目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項(xiàng)目（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級(jí)電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。

河海大學(xué)海洋學(xué)院王喜冬教授團(tuán)隊(duì)在海盆-跨海盆尺度海氣相互作用對(duì)熱帶氣旋強(qiáng)度低頻變異的調(diào)制機(jī)理、鹽度障礙層變化機(jī)理及其對(duì)海氣相互作用的影響、衛(wèi)星海洋遙感數(shù)據(jù)重構(gòu)海洋三維溫鹽場(chǎng)等研究方面取得新進(jìn)展。 熱帶氣旋強(qiáng)度尤其是迅速?gòu)?qiáng)化的預(yù)報(bào)是限制熱帶氣旋預(yù)報(bào)水平的一個(gè)瓶頸，是熱帶氣旋預(yù)報(bào)中面臨的最具挑戰(zhàn)的難題之一，課題組研究生開展了海盆-跨海盆尺度的海氣相互作用對(duì)熱帶氣旋強(qiáng)度低頻變異的調(diào)制機(jī)理研究。基于觀測(cè)和數(shù)值模擬試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)冬季ENSO通過影響沃克環(huán)流和羅斯貝波列的傳播調(diào)制次年夏季北大西洋大氣海洋熱力和動(dòng)力環(huán)境，進(jìn)而影響北大西洋熱帶氣旋的數(shù)量和強(qiáng)度等。該研究成果強(qiáng)調(diào)了赤道東太平洋冬季海溫異常季節(jié)持續(xù)性效應(yīng)對(duì)北大西洋熱帶氣旋活動(dòng)的重要性，為提高熱帶氣旋氣候預(yù)測(cè)能力提供了新的思路（Quan等，2019）；同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)在夏季風(fēng)后的孟加拉灣，與ENSO相關(guān)的赤道東太平洋的海溫異常誘導(dǎo)了沃克環(huán)流和羅斯貝波列的變異，導(dǎo)致北印度洋熱帶和熱帶外的大氣和海洋狀態(tài)形成偶極子狀異常結(jié)構(gòu)，繼而誘導(dǎo)了熱帶氣旋生成位置的南北振蕩，伴隨熱帶氣旋生成位置的變化，熱帶氣旋的強(qiáng)度也隨之發(fā)生顯著的變化（Fan等，2019）。 印太暖池是引起全球氣候變化最為敏感的海域之一，大量的降雨在印太暖池近表層形成強(qiáng)的鹽度層結(jié)，誘導(dǎo)障礙層的發(fā)生，從而影響海氣相互作用，深入研究印太暖池鹽度障礙層變異規(guī)律及其控制機(jī)理對(duì)提高極端天氣和氣候事件的預(yù)測(cè)水平具有重要的科學(xué)意義。課題組成員提出了控制孟加拉灣障礙層年代際變化的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)PDO通過影響沃克環(huán)流的年代際變化間接地調(diào)控孟加拉灣障礙層的年代際變化，而赤道印度洋羅斯貝波和孟加拉灣沿岸開爾文波在年代際尺度上對(duì)障礙層的變異影響較小；動(dòng)力學(xué)分析顯示，淡水通量引起的卷挾和平流過程主導(dǎo)了孟加拉灣北部海域障礙層的年代際變化，而淡水通量和海表熱通量誘導(dǎo)的卷挾過程主導(dǎo)了孟加拉灣南部海域障礙層的年代際變化（Pang等，2019）。另外，還發(fā)現(xiàn)孟加拉灣北部深厚的障礙層對(duì)近二十年季風(fēng)后孟加拉灣熱帶強(qiáng)化率的變化有重要影響，顯著地促進(jìn)了強(qiáng)化率的增加，這主要是因?yàn)榻隉釒庑壽E向東北方向發(fā)生了偏移，孟加拉灣北部深厚的障礙層限制了熱帶氣旋誘導(dǎo)的海面冷卻，進(jìn)而促進(jìn)了熱帶氣旋的強(qiáng)化（Fan等，2020）。 衛(wèi)星遙感可以提供高時(shí)空分辨率的海表觀測(cè)數(shù)據(jù)，特別是微波遙感即使在熱帶氣旋期間也能獲得大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)。然而，衛(wèi)星觀測(cè)資料只能提供海洋表層信息，如何有效地同化衛(wèi)星遙感資料從而獲得上層海洋熱鹽結(jié)構(gòu)是海洋數(shù)據(jù)同化領(lǐng)域中亟需解決的前沿難題。課題組根據(jù)不同海區(qū)的動(dòng)力學(xué)特征，基于表面強(qiáng)迫準(zhǔn)地轉(zhuǎn)理論，從動(dòng)力映射角度建立了海洋表層與次表層之間的關(guān)系模型，該技術(shù)可利用實(shí)時(shí)的衛(wèi)觀測(cè)海表溫度、海表鹽度和海面高度資料，快速地估計(jì)三維溫度、鹽度、密度和流速等海洋狀態(tài)（Chen等，2020）。

本發(fā)明提供了一種AMF+DSE組合菌劑及其在制備促進(jìn)黃瓜生長(zhǎng)與抗根結(jié)線蟲的制劑中的應(yīng)用，本發(fā)明設(shè)置不同的AMF+DSE組合對(duì)黃瓜進(jìn)行接種試驗(yàn)，分析了不同AMF+DSE組合的侵染率、叢枝著生率、叢枝類型等對(duì)黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育及其根結(jié)線蟲病害的影響。通過試驗(yàn)結(jié)果確定最佳的抗南方根結(jié)線蟲的AMF+DSE組合為G.m+S.a+A.l+Ph.l，此組合處理的株高、莖粗、地上部干重、根系干重和單株產(chǎn)量最高、而病情指數(shù)最低，該最佳組合菌劑具有促進(jìn)黃瓜生長(zhǎng)與提高黃瓜植株抗根結(jié)線蟲的功效，本發(fā)明為進(jìn)一步探索AMF和DSE的相互作用與機(jī)制提供了依據(jù)、奠定了基礎(chǔ)。

鹽堿、干旱、高溫、凍害和洪澇等逆境脅迫嚴(yán)重影響作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育，是造成農(nóng)作物減產(chǎn)和品質(zhì)下降的主要原因之一，嚴(yán)重影響 農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另一方面，對(duì)于糧食作物和多數(shù)經(jīng)濟(jì)作物來(lái)說(shuō)， 其功能葉片中的同化產(chǎn)物和衰老葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷向產(chǎn)量器官 的轉(zhuǎn)運(yùn)，對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的形成具有重要的作用，作物的過早 衰老不僅直接影響糧食作物的產(chǎn)量和品質(zhì)等要素，對(duì)于綠葉類作物和 觀賞花卉還會(huì)影響到其貨架壽命以及觀賞價(jià)值等。 克隆葉片衰老和逆境抗性相關(guān)基因，并利用生物工程技術(shù)調(diào)控其 在主要經(jīng)濟(jì)作物中的表達(dá)方式和表達(dá)水平，是提高和穩(wěn)定作物產(chǎn)量、 改善作物品質(zhì)性狀的有效手段，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。然 而，很多衰老或逆境抗性相關(guān)基因在植物細(xì)胞中高表達(dá)后，在增強(qiáng)轉(zhuǎn) 基因植株對(duì)特定脅迫的抗性、延緩植株衰老的同時(shí)，往往伴隨著對(duì)植 株正常生長(zhǎng)和發(fā)育的不利影響，如導(dǎo)致植株矮小、生長(zhǎng)遲緩或產(chǎn)量下 降等，導(dǎo)致該基因無(wú)法直接應(yīng)用于抗逆作物的培育。如果可以特異性 地表達(dá)這些基因，讓它們?cè)谔囟ǖ陌l(fā)育階段或脅迫條件下高表達(dá)，而 在正常的生長(zhǎng)過程中維持在較低的基礎(chǔ)水平，可以大大提高它們?cè)诨?因工程中的應(yīng)用性。 課題組前期克隆了一個(gè)植物葉片衰老的負(fù)調(diào)控因子。在轉(zhuǎn)基因植 物中過表達(dá)該基因可以顯著延緩植物的衰老，并賦予植物對(duì)高鹽、干 旱等脅迫的抗性，但是，轉(zhuǎn)基因植物的生長(zhǎng)發(fā)育受到明顯抑制，導(dǎo)致 該基因無(wú)法被直接應(yīng)用于抗逆作物的育種工作。課題組前期還分離鑒 定了一段含有 14 個(gè)氨基酸的多肽序列，命名為 WX01。我們對(duì) WX01 的功能研究發(fā)現(xiàn)其包含獨(dú)特的蛋白降解信號(hào)，能夠響應(yīng)發(fā)育與環(huán)境信號(hào)，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控與它融合的目的蛋白的穩(wěn)定性，從而使目的蛋 白在光下正常旺盛生長(zhǎng)的植株中降解、但在啟動(dòng)衰老或者高鹽、高溫 和失水等多種逆境脅迫條件下特異積累。我們利用 WX01 與前述衰 老負(fù)調(diào)節(jié)因子構(gòu)建了融合基因 WX02，并轉(zhuǎn)入模式植物擬南芥中，發(fā) 現(xiàn)該融合基因可以恢復(fù)衰老負(fù)調(diào)節(jié)因子積累造成的植株矮小、生長(zhǎng)抑 制的表型，但是保留了其延緩衰老、促進(jìn)光合和提高轉(zhuǎn)基因植物對(duì)高 鹽、干旱等逆境脅迫的抗性的功能。課題組進(jìn)一步將 WX02 融合基因 轉(zhuǎn)入經(jīng)濟(jì)作物大豆中進(jìn)行功能驗(yàn)證，獲得了可穩(wěn)定遺傳的多個(gè)株系單 拷貝純合轉(zhuǎn)基因大豆材料。對(duì)轉(zhuǎn)基因大豆的表型分析同樣證明， WX02 轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)高鹽、干旱脅迫的抗性顯著提高。上述研究結(jié)果 表明 WX02 融合基因在抗逆轉(zhuǎn)基因作物新品種培育中具有重要的應(yīng) 用價(jià)值。圍繞該項(xiàng)目已經(jīng)申請(qǐng)了 2 項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，1 項(xiàng)國(guó)際 PCT 專 利，其中 1 項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利已經(jīng)獲得授權(quán)。 

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯 （graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21 世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn) 了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá) 到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、 ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為 0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯 （SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過 透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二 維平面結(jié)構(gòu)。

論文在MOF基晶態(tài)材料作為光催化劑實(shí)現(xiàn)CO2到CO的光催化定向轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，選擇了兼容的反應(yīng)體系和反應(yīng)裝置，建立了光催化還原CO2反應(yīng)和羰基化反應(yīng)的串聯(lián)催化反應(yīng)體系。