江苏省推荐申报XXXX年度国家科学技术奖励项目的公示

江苏省推荐申报2013年度国家科学技术奖励项目一、自然科学奖1．项目名称：光催化材料在能源和环境中的应用基础研究主要完成单位：南京大学主要完成人：邹志刚，李朝升，于涛，罗文俊，闫世成项目简介：解决能源短缺和环境污染问题是我国实现可持续发展、提高人民生活质量和保障国家安全的迫切需要。光催化材料在解决能源和环境问题方面具有重要的应用前景，因而成为当前国际材料领域中的重大科学前沿探索之一。国际上光催化材料研究的竞争十分激烈。光催化材料要走向大规模应用亟待解决的关键科学问题是:发展新型高效光催化材料的设计方法；提高光催化材料的太阳能转换效率；解明光催化反应机理。本项目针对上述关键科学问题进行了一系列研究，并取得了若干原创性成果。重要科学发现如下：（1）提出和发展了光催化材料的能带调控与设计方法，为新型光催化材料探索提供指导。利用过渡金属元素和稀土元素(d轨道和f轨道)在晶体场作用下的特性调控光催化材料的导带位置；利用非金属元素（例如N、S）和部分金属元素（例如Ag+、Bi3+、Pb2+、Sn2+）中的s轨道和p轨道在晶体场作用下的特性调控光催化材料的价带位置；利用具有相同晶体结构的宽带隙和窄带隙光催化材料形成固溶体，可以得到带隙连续可调的半导体材料，并对光催化材料的价带和导带位置进行调控。部分成果发表在Nature、Appl.Phys.Lett.、J.Phys.Chem.C、Phys.Chem.Chem.Phys.等学术期刊上。该工作受到国内外的广泛关注，被Nature、Chem.Rev.等高度评价。世界著名的光化学家、美国加州理工学院Lewis教授高度评价“邹等人的工作向无机光化学的圣杯前进了一步”(Nature2001,414,589）。（2）发展了提高光催化材料量子效率和太阳能转换效率的方法。率先将异质结结构引入光催化材料，利用内建电场增加光生载流子的分离效率，提高量子效率和太阳能转换效率，在国际上掀起了研究异质结光催化材料的热潮。同时利用介孔结构、敏化方法等手段大幅度提高光催化材料性能。部分成果发表在Chem.Mater.、DaltonTrans.等学术期刊上。这些工作受到了包括Science（2008）等的高度评价，并被德国马普胶体与界面研究所Antonietti教授在Angew.Chem.Int.Ed.(2012)的评述性论文重点引用。（3）揭示了某些典型的代表性光催化反应过程（如染料、多环芳烃等光催化降解）的机理。发现了在光催化降解有机染料废水中，不同染料之间还存在协同降解效应。部分成果发表在Environ.Sci.Technol.、Langmuir等学术期刊上，为光催化环境净化的实用化奠定了坚实的基础。该工作被Angew.Chem.Int.Ed.(2012)等论文多次正面评价。本项目共发表SCI论文20篇，代表性SCI论文8篇，包括Nature（影响因子36.28）1篇、Chem.Mater.（影响因子7.286）1篇、Environ.Sci.Technol.（影响因子5.228）2篇、J.Phys.Chem.C（影响因子4.805）1篇、Langmuir（影响因子4.186）1篇、Appl.Phys.Lett.（影响因子3.844）2篇；SCI论文被Nature、Science（影响因子31.201）、Chem.Rev.（影响因子40.197）等期刊上发表的SCI论文他引1288次；获得授权国家发明专利6项。2．项目名称：高性能有机半导体的分子设计、高效制备与光电器件主要完成单位：南京邮电大学主要完成人：黄维，赖文勇，解令海，范曲立，唐超项目简介：本项目属于电子与信息科学技术中的半导体材料方向，围绕有机半导体的稳定化、功能化和高性能化为研究主线开展工作。以理性设计开发高性能有机半导体及其光电器件为目的，提出了有机半导体凝聚态结构调控原理，系统阐述了有机半导体分子拓扑结构螺旋化、多支化、多维化的分子设计思想，研制出一批具有产业化前景的高性能三基色有机半导体，成功地解决了有机蓝光半导体器件稳定性这一世界难题；发展了微波辅助有机合成法，实现了高性能有机半导体的快速高效可控制备；在此基础上，拓展了有机半导体在激光、传感和存储等方面的应用，丰富了有机光电子学的学科内涵。成果产生了广泛的国际影响。高效有机蓝光半导体方面的设计原理成为国际上通行的解决方案；Nature（AsiaMaterials）专题评述认为相关技术对实现有机电泵浦激光器件具有“特别重要的意义”；基于超分子有机半导体的存储器件，被NatureMaterials列为研究亮点，开辟了有机半导体存储研究的新方向。在发展有机半导体理论、构建和完善有机光电子学科框架体系、实现有机半导体的高性能化与多功能化等方面做出了富有开拓性、创新性和系统性的研究工作，对于推动有机光电子学科的形成和发展做出了重要贡献。3．项目名称：非线性系统抗干扰控制理论与方法主要完成单位：东南大学，北京航空航天大学主要完成人：郭雷，孙长银，吴淮宁，李涛项目简介：航空航天、先进制造等复杂工程系统一般均为非线性系统，且含有不确定性、随机性等未知特性，系统性能还会受到外部环境干扰以及传感器测量噪声、控制机构误差和结构振动等内部干扰的影响。从控制理论的角度，未知干扰变量可以表征为非高斯/高斯随机变量、不确定范数有界变量、中立稳定系统输出变量等多类干扰模型。干扰的存在将严重影响控制系统精确性和可靠性，抗干扰控制已成为国际控制领域公认的挑战性问题。本项目在国家自然科学基金等项目的支持下，自1998年以来致力于非线性系统抗干扰控制理论的研究，取得了如下成果：（一）以卡尔曼滤波和最小方差控制为代表的随机控制理论一般仅适用于具有高斯噪声干扰的线性随机系统，本项目建立了一类非线性非高斯控制系统的随机分布控制理论：克服了传统方法中反馈依赖于输出确定值的局限性，解决了基于输出统计信息驱动的非线性非高斯系统建模问题，提出了动静混合神经网络优化和随机分布泛函算子动态映射两类随机分布系统建模方法；建立了非高斯系统广义熵优化和统计信息集合优化准则；在此基础上，提出了一类随机分布泛函和统计信息集合驱动的非线性非高斯系统建模、分析、控制与优化方法，发展和完善了非高斯系统随机分布控制和估计理论。（二）以H∞控制和微分几何控制为代表的鲁棒和非线性控制理论大多仅研究单一干扰系统的控制问题，本项目建立了一类非线性多源干扰系统精细抗干扰控制理论：针对含随机、谐波、范数有界等多源干扰，以及含时滞、不确定与非线性动态的复杂系统，提出了降低保守性、提高适应性的多目标性能分析和优化方法；提出了基于数据的干扰分类和建模的思想，设计了适用于状态空间内不确定非线性系统的精确干扰观测和补偿方法；克服了传统方法针对多源干扰的耦合失效问题，建立了一种干扰观测、前馈补偿与反馈抑制相结合、具有复合分层结构的精细抗干扰控制理论与方法。（三）把传统的故障检测与容错控制理论推广到同时含有突变故障与多类型持续干扰的非线性系统，提出了具有抗干扰能力、可减少误报率的可靠故障检测与容错控制方法：针对同时含故障与非高斯、不确定范数有界等未知干扰的非线性系统，建立了多维混合随机变量概率分布泛函算子迭代优化法则，得到了基于残差阈值广义熵优化的非高斯系统故障检测和诊断方法；构造了具有相容性的鲁棒/模糊多目标性能优化函数，提出了具有干扰抑制和补偿能力的故障检测和容错控制方法。发表SCI收录论文108篇。20篇主要论文被SCI严格他引597次（Google-Scholar严格他引920次）。获授权国家发明专利4项，理论成果在中国航天科技集团等单位进行了验证和应用。项目组成员获批教育部创新团队；1人入选教育部长江计划特聘教授；2人获得国家杰出青年科学基金；2人担任4种SCI期刊编委。获2007年教育部自然科学一等奖、2006年江苏省科技进步一等奖和2010年教育部自然科学二等奖各1项。4．项目名称：四倍体棉花基因组结构与进化特性及其优质纤维发育基因的发掘利用主要完成单位：南京农业大学主要完成人：张天真，郭旺珍，王凯，蔡彩平，沈新莲项目简介：本项目属于农业研究领域。四倍体棉花是世界性重要经济作物。由于其多倍化、棉纤维单细胞发育、富含纤维素等特点，在基因组结构特征及重要性状相关基因的分布与进化方面均表现出特殊性与复杂性。近10年，项目组一直致力于棉花基因组结构、功能、进化等应用基础研究，取得如下研究结果:构建了含功能标记最多的四倍体栽培棉种高密度遗传图谱，并实现染色体与连锁群的完全整合。基于不同棉种序列信息，开发了棉花SSR标记5154对，其中基于EST的SSR功能标记3822对，占当时棉花公开释放EST-SSR的75%。所有发表的棉花SSR标记论文均利用了NAU编号引物；以SSR标记为基础，结合标记和重要基因的定位，构建了含基因和功能标记最多的四倍体栽培棉种高密度遗传图谱;利用BAC-FISH技术完成了四倍体棉种染色体与连锁群的完全对应，填补了棉花细胞遗传学研究空白。开发出四倍体棉种染色体特异的BAC克隆，建立起基于染色体编号和相应大小的四倍体棉花染色体标准核型。阐明了四倍体棉花基因组结构及纤维发育相关基因的结构、表达、进化特征。通过第12同源转化群的遗传图谱与物理图谱整合，142个BAC序列分析，阐明了陆地棉基因组结构特征及基因分布基本特征。发现逆转座子是造成棉种基因组大小差异主要原因。基于纤维发育相关SSR及基因结构与表达分析，证明异源四倍体重叠基因表现出亚功能化和新功能化特点。栽培种比野生种和半野生种有更高的分子进化率，说明自然选择和人工驯化对海岛棉和陆地棉纤维品质的差异起了很大作用。标定了四倍体棉花重要育种目标性状基因的所在染色体，并揭示了其分布特征。利用51个分离群体和1个自然品种群体，完成1741个产量、品质、抗病性等育种目标性状QTL的染色体定位，实现1542个纤维发育相关基因与已定位QTL区间整合。发现产量、品质、抗病性等育种目标性状QTL或基因主要富集在第5，8和9同源转化群染色体,这为设计育种研究奠定了基础。研究结果在作物学、分子育种等应用基础为主的国际期刊发表SCI论文46篇，总SCI被引840次，他引544次。20篇主要论文总SCI被引840次，他引544次。8篇代表性论文专著已被TrendsBiotech,CellRes,PlantJ等期刊他引520次，SCI他引283次。其中代表性论文-1为单篇最高被引论文，SCI他引次数为62次，进入ISI中ESI数据库“棉花”相关研究前1.00%高被引论文,2007年被评为第一届“中国百篇最具影响优秀国际学术论文”。四倍体栽培棉种染色体和连锁群的完全整合，并提出依据同源转化群的关系进行染色体命名的新体系，填补棉花细胞遗传学研究空白，被国际棉花研究人员广泛采纳，在Paterson主编的《棉花遗传学与基因组学》,Zehr主编的《棉花》等著作中重点评述。代表性论文1-5，9在RecentAdv.CottonGenomics综述文章（IntJPlantGenomics,2008）的相关研究章节均被重点引用。获国家发明专利3项,培育优质棉新品种2个,推广300多万亩;“优质棉的种质创新与分子育种”获高等学校技术发明一等奖。培养了博士后2名，博士研究生12名,获江苏省优秀博士学位论文2项。承办和主办了相关国际研讨会各一次，应邀在第四届世界棉花大会，国际棉花基因组计划研究大会等国际学术会议做报告10次，体现了相关研究的国际学术地位和水平。二、技术发明奖1．项目名称：基于有机污染物微生物消化增强技术新方法及应用主要完成单位：南京大学，同济大学，云南大学主要完成人：任洪强，陈银广，孙珮石，耿金菊项目简介：该项成果属于发酵工程的科学技术领域。微生物消化技术以其特有的能耗低、效率高、成本低、无二次污染等优势而成为世界范围内广泛应用于有机污染物转化、降解、净化处理的优先选择的主导技术之一。但随着大量的新型污染物出现，显著影响了生物消化过程微生物代谢活性、生长速率和消化效能，如何增强微生物的代谢能力成为微生物发酵领域的热点和难题。本项成果历经1