癌細胞為啥朝一個方向運動?牙齒能否再生……這些研究 拓展了我們的認知邊界

4月21日舉行的四川省科學技術獎勵大會上,11個項目獲自然科學類四川省科技進步獎。這類獎項側重的,就是基礎研究和應用基礎研究。通過梳理這些獎項,可勾勒出在為拓展人類認知邊界的征途上,四川科學家取得的最新進展。

癌細胞為啥朝一個方向運動?牙齒能否再生……這些研究 拓展了我們的認知邊界

看基礎研究

四川科學家的一項研究,成全球物理學研究生的必修課教材

基礎研究和應用基礎研究,有何差別?省科技廳相關負責人介紹,前者更重視對自然界規律的研究,相對不太考慮成果“怎麼用”;而後者有更明確的應用方向。

四川大學物理學院教授傅子文的獲獎項目,就完全符合人們對“基礎研究”的認知。由他主持的“格點量子色動力學基本公式的理論拓展及其應用”成果,入選全球頂級科技出版社施普林格的必修課教材《物理學講義》。換言之,全世界大批物理學研究生,都會通過這位四川科學家的研究,來認識這個世界。

他研究的究竟是什麼?“大家知道原子彈的核裂變,就是兩個粒子碰撞產生反應。”傅子文介紹,反應的劇烈程度,很大程度上取決於粒子碰撞時接觸面積的大小。怎麼計算接觸面積,就變得很重要。此前全球科學家們通力合作,已拿出相關計算公式,但適用範圍很窄。“我們的貢獻,就是把適用範圍推廣了——過去只有兩個質量相同的粒子碰撞才能套用公式,調整後即便質量不同也能適用了。”這為人類認知微觀粒子世界,提供了新工具。

同樣提供認知“新工具”的,還有四川大學化學學院教授餘孝其的“基於聯萘酚結構的熒光探針”研究。“人體內有很多活性小分子,像氨基酸、活性氧……它們的變化,對生命體有啥影響?目前認識還不夠。”餘孝其和團隊提供了一種比現有方法更精確的探針,能幫助科學家們更好掌握活性分子的變化,從而進一步研究它們和疾病間的關係。

蜜蜂為啥朝有花的地方飛?癌細胞為啥會做有方向性的運動?……生物的聚集現象讓人著迷。從上世紀起全球科學家就不斷提出模型,希望能解釋這種趨化現象。“2005年美國科學院院報發表關於一個新模型的論文,讓學界很興奮:觀察到的現象,都能在模型中得到解釋。”電子科技大學數學科學學院教授向昭銀介紹,但畢竟不可能把所有案例都放進模型中驗證。怎麼證明它到底對不對?他和團隊率先從數學層面證明了模型的合理性,為全球科學家推廣應用提供基礎。

看應用基礎研究

新的信息存儲方式、讓“掉了的牙再長出來”……這些項目或將改變我們的生活

應用基礎研究,更像是針對某一應用的理論性研究工作。

“簡單來說,我們在研究一種未來的信息存儲方式。”四川師範大學物理與電子工程學院教授趙國平介紹,他和團隊研究的“磁性納米材料的斯格明子動力學”主要用於磁性存儲,電腦中常見的固態硬盤、機械硬盤,都屬於磁性存儲。但斯格明子相關研究帶來的,是體積更小、穩定性和抗干擾性更好的下一代信息存儲方式。

趙國平和團隊在全世界首次明確了斯格明子間的最短距離,即讓人類瞭解這種存儲方式可能的存儲密度是多少。趙國平展示了2018年法國一場頂級學術會議的照片。在那場大會上,諾貝爾物理學獎得主阿爾貝·費爾引用並認可了四川科學家的研究,這讓團隊興奮不已。

田衛東研究的,則是怎麼讓“掉了的牙再長出來”。

“人的肝臟,切掉一部分都可以再長出來,牙齒為什麼不可以?”這位四川大學華西口腔醫院口腔再生醫學國家地方聯合工程實驗室主任牽頭完成的“基於幹細胞的牙再生研究”,就是希望通過幹細胞讓牙齒再生。目前,團隊對幹細胞在牙齒髮育中的作用和機制等方面取得積極進展。“目前人類要實現‘種牙得牙’還有難度,但我們畢竟在一步步前進。”

西南交大高速鐵路線路工程教育部重點實驗室主任王平的研究,或許離應用最近。他和團隊的“高速鐵路輪軌滾振動耦合作用機理與接觸行為調控”課題,用一句話總結,就是研究“列車輪子和軌道的關係”。高速列車的出現,讓“輪與軌”的部分傳統理論不再適用。在超過350公里的速度下,輪子與軌道相互作用的原理是什麼?王平和團隊回答了這個問題,相關成果已用於指導成渝中線等國內新建高鐵的設計。

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項目名稱

載人航天器艙內抗菌材料研製及推廣應用

送上“天宮”的高效廣譜抗菌材料

四川省科學技術獎勵大會上,由西南交通大學等單位完成的“載人航天器艙內抗菌材料研製及推廣應用”獲2019年度四川省科技進步獎一等獎。

該項目研製了具有高效廣譜抗菌的系列雜化納米抗菌材料和專用技術,滿足了載人航天器設計和相關試驗任務對艙內抗菌材料的要求。

項目成果參與完成了天宮一號和天宮二號相關科研試驗任務,支撐了我國載人航天器艙室材料選型和微生物控制的技術體系。經權威機構檢測,納米抗菌材料及製品對典型微生物抗菌率超99.99%。獲國家發明專利7項,成果應用近3年銷售逾2億元。

項目名稱

膨脹土地區高速鐵路路基關鍵技術研究

攻克岩土“癌症”為高鐵路基保駕護航

四川省科學技術獎勵大會上,中鐵二院工程集團有限責任公司主持完成的“膨脹土地區高速鐵路路基關鍵技術研究”獲四川省科技進步獎一等獎。

“膨脹土在我國四川、廣西、雲南等22個省區市分佈廣泛,具有吸水膨脹、失水收縮和反覆脹縮變形、浸水承載力急劇衰減等特性,性質極不穩定,在岩土工程界素有‘癌症’之稱。”四川省勘察設計大師、中鐵二院副總工程師、項目負責人李安洪介紹,在膨脹土上修建高鐵,路基變形控制被視為世界性工程技術難題。“高速鐵路路基變形控制標準為5-15毫米,是傳統普速鐵路的5%-10%,這種‘毫米級’變形控制是保證高鐵高速、平穩、安全運行的核心技術。”

項目組經過10餘年攻關,掌握了膨脹土地區高速鐵路路基變形控制成套技術,實現了膨脹土路基“毫米級”變形控制。

目前,這項成果已全面應用於成綿樂、成都至貴陽、上海至昆明、貴陽至廣州、川南城際等10餘條高速鐵路建設,推動了高鐵路基工程技術進步,也為成渝中線高鐵、川藏鐵路修建提供了技術儲備。

項目名稱

強適應型智能化電力巡檢機器人關鍵技術及應用

不懼惡劣氣候的智能電力巡檢機器人

四川省科學技術獎勵大會上,西南科技大學等單位主持完成的“強適應型智能化電力巡檢機器人關鍵技術及應用”榮獲2019年度四川省科技進步獎二等獎。

該項目針對電力巡檢機器人的智能化等技術攻關,提出了基於仿人-膜計算的智能巡檢機器人定位、導航與作業規劃方法;實現了惡劣氣候、複雜工況下對電網設備的高精度快速檢測,具備智能化的電網設備故障診斷與應急處置能力。

目前,該項目已應用於全國28省880餘座發電廠、變配電站等環節,帶來直接經濟效益超12億元。

(來源:四川日報)


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