成果简介：海流能系指流动海水蕴含的动能，属用之不竭的海洋可再生能源。海流能的有效利用对满足我国大量有流无电岛屿及海域的供电急需具有特别重要的意义。水平轴海流发电机组是高效提取海流能并转换为电能的核心装备，该装备技术是设计制造、新能源和海洋交叉领域的世界性前沿技术，长期被欧美垄断，对我国禁运。项目实施前，国内仅有垂直轴技术，效率不及水平轴的50%;而欧美现有水平轴装备则仅限传统机械传动或直驱方式，存在能量转换效率低、极端海况可靠性低和间歇能量供电稳定性低三大国际性难题。 项目历经十多年研究，聚焦能量提取转换高效性、极端海况服役可靠性、间歇能量供电稳定性三大关键技术，发明了大“长径比”（轴/径比)半直驱水平轴机组核心技术，研制了关键部件，形成了我国高效率水平轴海流发电装备自主设计制造能力，推进了产业化、系列化进程。项目主要发明点包括： 发明点1:发明大长径比半直驱高效传动与大推力变桨增效技术，解决了现有装备效率偏低难题。通过揭示长径比约束增效机理，有效减小机身挡水面，精准确定传动系统提速增效与低速可靠的平衡点，获得大长径比高效率的半直驱整机设计；提出液压变桨双向对流结构，在轮毂狭小空间内完成大推力0-180度攻角旋转，推力面积比比常规变桨提髙3倍以上，实现变奖对流增效、变速控制增效、安全发电增效三大功能，叶轮效率高于欧美同类装备平均值。 发明点2:发明压差防渗组合动密封和离心密封外转子电机技术。针对极端海况与水下密封可靠性、低速启动难题，发明了“压差防渗”三层组合动密封技术，机组水下发电运行时间国际领先；发明了离心密封防水外转子电机技术，突破传统动密封局限，启动流速0.3m/s为世界最低。 发明点3:发明机电液均衡稳定供电技术，解决了间歇能量供电稳定性低难题。发明机液并联混合传动技术及可控液压储能装备，通过变桨控能、电池储能、电液稳能的机电液综合调节，将电功率波动上限控制在额定值的10％以内，突破功率随流速大幅变化时难以均衡稳定供电的技术瓶颈。 由两位院士担任正副主任的鉴定委员会认为：项目“取得多项重大技术创新与突破，关键技术达到国际先进水平，其中大长径比半直驱结构、液压变桨和压差防渗的主轴组合密封具有原创性”。项目首创半直驱水平轴海流发电机组（5-16),形成5kW到650kW系列产品，创建“海流能海岛独立稳定供电系统”(5-17〉，为破解我国岛礁建设、海上仪器、海防设施供电难题提供了全新方案。国家海洋局专报指出：项目装备“是国内实际发电时间最长，发电量最大的机组，其稳定运行时间和能源转化效率达到国际领先水平。”项目变桨、动密封、半直驱等技术扩用于南高齿、阳光电源、国电、中船工研院产品，新增销售额22.96亿元，新增利润3.4亿元：获国家发明专利23项，发表SCI论文10篇：获2016年教育部科技奖一等奖，2017年海洋科学技术奖一等奖。

成果简介：项目属于分析化学领域。二维纳米材料石墨烯具有独特的电子、光学、磁学、热学和机械属性，它在构建髙灵敏和高选择性分析化学器件方面潜力巨大。发掘石墨烯优异性能，实现功能化石墨烯的合理设计、精准制备和性能调控是提髙及拓宽其在分析化学领域应用的前提和基础。项目自2008年起，采用二维石墨烯作为基础材料，揭示了其电化学/生物纳米界面效应，建立了石墨烯绿色制备、可控组装及杂化的新方法，实现了对石墨烯材料的功能化设计、调控并探索了其在分析传感及能源领域的应用，经多年努力，取得了多项创新成果： 1.发掘石墨烯纳米界面特性，揭示其电化学/生物界面效应： 采用二维石墨烯为电极材料构筑电化学生物界面，基于其高密度棱面缺陷提供的多活性位点，发现了石墨烯纳米界面上DNA四种碱基淸晰分辨的电化学信号，在生理pH条件下，无需预水解和标记，首次实现了单核苷酸多态性的识别。该界面对多种生物小分子也呈现出灵敏响应； 组装血红素在石墨烯纳米界面，揭示其纳米酶（类过氧化物酶）的活性，在过氧化氢存在下，能催化氧化典型底物显色，构建了免标记、可视化检测乙肝病毒的单碱基多态性的新方法，该方法具普适性。 2.提出了绿色制备石墨烯纳米片及石墨烯薄膜的新策略： 发现并提出以葡萄糖为还原剂快速制备水溶性石墨烯纳米片的绿色新方法，阐明了葡萄糖还原石墨烯氧化物和稳定石墨烯的反应机理，避免了传统毒性还原剂肼的使用。该法具普适性，可扩展到它种还原性糖类化合物； 突破以化学试剂为还原剂制备石墨烯薄膜的传统，率先提出电化学还原制备石墨烯的新策略，结合喷涂技术发展了一种简单、多基底、无还原试剂消耗、低成本制备石墨烯纳米薄膜的新方法。 3.开拓了石墨烯纳米杂化材料在传感及催化方面的功能： 探索了石墨烯纳米杂化界面的电化学传感行为，建立了性能优异的电化学传感新方法，实现了对环境污染物及生物药物分子的灵敏分析： 依据胶体化学反应规律，利用Ensemble效应，设计了高效甲醇电氧化催化剂：三维铂/钯纳米枝状物负载的石墨烯杂化体，有效地增强Pt利用效率，降低了Pt用量，相比于商品化Pt催化剂，电催化反应活性和稳定性大幅提升。 项目8篇代表性论文总他引4233次，单篇SCI最高他引979次，篇均SCI他引超过510次。8篇代表性论文均入选该领域ESI TOP1%髙被引论文。受邀在国际著名期刊Chem. Soc. Rev.上发表综述。发表在Anal. Chem. 2009, 81,5603的工作在2009年至今Anal. Chem.期刊发表的所有论文中SCI引用排名第一，并被Web of Science的Science Watch选为“What's Hot in Chemistry -2011 (Top Ten list)”。“电化学还原制备石墨烯薄膜”工作，受到国内外同行的广泛认可，澳大利亚卧龙岗大学、法国史特拉斯堡大学、日本东京工业大学等国内外多个研究组跟进该工作，被Chem. Rev.评为“绿色”还原制备石墨烯薄膜的新方法。

成果简介：该项目针对数字地貌学研究的关键科学问题，结合地理国情普查地貌类型精确划分、全国生态环境调查等国家重大任务的需求，突破了地貌类型等级分类理论体系，建立了地貌类型单元精确划分等关键技术，开展了省域1:10万地貌类型划分的示范研究，填补了区域数字地貌制图的空白，建成了我国多尺度地貌数据库系统。地貌类型系统分类及精确划分方法研究有力地支撑了“地理国情普查”等国家专项任务的实施；为省域和地域生态与环境监测、评估等提供本底及控制性边界。 建立了形态与成因相结合、类型与结构相统一的多尺度地貌类型分类体系和具有等级系统的地貌类型编码体系。 建立了基于原型理论和DEM数据的地形坡位空间渐变特征、地形元素、地形指标、地貌形态类型实体单元等的自动识别与精确划分方法。 建立了基于多源遥感影像色调、纹理、结构等特征的地貌类型识别模型及精确划分方法。 建立了多尺度地貌类型单元的划分方法和模型，构建了地貌类型单元精确定位的规范和技术流程，建立了全国多尺度地貌类型数据库系统。

成果简介：伊通河为第二松花江重要支流，随着城市建设和经济社会的发展，已成为长春市排放工业废水与生活污水的主要通道，水体污染严重、河道淤积、环境恶化，属于重度污染，河流水文动力功能基本丧失，河流自净能力极弱；城区防洪工程以混凝土材料护砌为主的硬质化河堤阻断了河流横向的连续性，使河流生态系统健康受损严重。针对流经城市重污染河流水污染治理的技术瓶颈，重点开发与集成了污水深度处理技术。针对伊通河城区河段已完全失去了自然河道的属性，开发集成了受损河道生态修复技术。针对流域水环境治理的需求，研究并提出了伊通河流域水环境改善综合方案。

成果简介：十九世纪末，著名数学家Poincaré在研究太阳系稳定性时，提出可积哈密顿系统的稳定性机制有多少可以在小摄动下保持的问题，并称之为“动力学基本问题”。这被公认为是经典力学和动力系统领域的重大科学问题。上世纪五六十年代，三位Wolf奖获得者Kolmogorov, Arnold和Moser建立了具有里程碑意义的KAM理论，解决了非共振情形的动力学基本问题。然而，由于共振关系导致的复杂性和退化性，一般共振情形的动力学基本问题并未解决。该项目研究了共振情形哈密顿系统的稳定性，发展了快速Newton迭代方法，建立了一般共振情形的KAM理论，解决了这一研究领域的一个重要猜想，因而“对共振环面在小摄动下的破裂机制给出了完整描述”。此外，建立了多尺度哈密顿系统和广义哈密顿系统的KAM理论，发现了一类新的不变环面，引出了“KAM理论中一个有前景的新分支”。主要科学发现点如下：建立了一般共振情形哈密顿系统不变环面(包括双曲型、椭圆型以及混合型所有共振低维环面)的保持性结果，解决了一般共振情形动力学基本问题的一个重要猜想，首次提出了“频率比部分保持”的概念。Wolf奖获得者Arnold等认为该结果“肯定地解决了非双曲不变环面是否保持的问题”。俄罗斯科学院通讯院士Treschev在纪念Arnold诞辰75周年的大会报告中指出：共振情形KAM理论由Poincaré, Treschev的工作以及代表性论文建立。著名学者Sevryuk认为该结果是“KAM理论过去15年6项最本质的结果之一”。建立了近共振情形的KAM理论，发展了多尺度KAM迭代技术，得到了多尺度哈密顿系统不变环面的保持性结果。这项工作被N体问题权威专家Meyer等人称为“Han,Li,and Yi's theorem”，并作为主要定理直接应用于研究空间月球问题和空间慧星问题。建立了广义哈密顿系统的KAM理论和有效稳定性理论，发现了一类新的不变环面—“atropic”环面，补全了不变环面的类型。Arnold等认为该结果“发展了哈密顿系统的KAM理论”。Sevryuk认为该结果是“近5年KAM理论研究中最重要的结果”。98年以来，项目组在973计划、国家基金委杰青、重点项目等基金资助下取得了系列创新成果。主要论文被包括Wolf奖获得者和欧美院士在内的多位国际著名学者引用和评价，如Arnold等在数学名著《经典力学和天体力学中的数学问题》中引用了该项目完成人的10篇论文。相关成果曾获教育部自然科学一等奖。

成果简介：该项目属于无机化学领域。基于中国重要丰产元素钼、钨等开展的多金属氧酸盐(简称多酸)化学是无机合成与材料领域的研究热点。该领域备受关注的难题之一是如何定向设计合成具有特定功能的多酸，使之在不对称催化、分离和纳米材料等重要应用领域发挥其自身酸性、结构组成多样和纳米尺寸等特殊优势。针对上述难题，该项目自2003年以来为手性、多孔和氧化还原性可调控的功能型多酸设计与合成开拓了新路，推动了多酸化学在手性和纳米功能材料等热点研究方向的发展。主要发现点如下：1．成功设计合成多酸基旋光纯手性孔材料，揭示配位键可有效实现手性传递的分子构筑机制，提出基于配位键的手性传递策略设计合成多酸手性孔材料方法，解决了高对称性多酸难以用做旋光纯手性孔材料构筑的难题。《Nature Mater．》评价该工作“开启了多酸构筑手性三维开放网络设计合成的大门”。国际多酸同行法国的B．Hasenknopf教授认为该工作“迈出多酸基手性开放网络设计合成第一步”。代表性论文被他引343次，入选2011年庆祝《Angew．Chem．Int．Ed．》建刊50周年的编辑选读专栏。该项目基于手性传递策略还拓展了系列手性金属簇的设计与合成，“引起金属簇设计合成前景的转变”。2．发现外消旋手性多酸在结晶过程中存在自发拆分现象，合成出旋光纯Waugh型多酸对映异构体，设计的系列实验揭示了该现象产生机制，为获得旋光纯手性多酸提供了新的合成途径。利用该方法设计合成了一系列新型旋光纯手性多酸化合物。《Chem．Soc．Rev．》(2009)评价该工作是“一种获得旋光纯手性多酸的简易新方法”。3．发现多酸氧化还原性质变化可影响纳米分子团簇组装及碳基纳米材料形貌的现象，以此为基础，设计并探索出以氧化还原性可调控的多酸辅助制备纳米功能材料的新方法。其中用石墨制备多壁碳纳米管的工作被《Science》的Editors'Choices栏目评价为“一种制备高质量碳纳米管新方法”。利用多酸辅助在温和水热条件下以活性炭制备碳基纳米材料，实现了低温下对碳纳米材料的可控合成。碳纳米材料专家斯洛伐克的I．Capek教授评价该工作“为碳基纳米材料制备提供了一个温和、绿色、可控的方法”。该项目8篇代表作包括3篇《Angew．Chem.Int．Ed.》和5篇《J．Am. Chem．Soc．》文章，影响因子总和94.587;8篇代表作共他引855次，20篇核心论文共他引2241次。出版多酸学术专著1部，获全国百篇优博论文2项，优博提名论文2项，教育部自然科学奖一等奖1项，项目第一完成人是全国多酸化学学术会议的发起者和名誉主席，是太平洋国际化学会议多酸化学分会的四位发起人之一，2003年以来在国内外重要学术会议做大会特邀报告7次。

成果简介：该项目隶属于物理化学领域的前沿科学，其研究涉及化学、物理、电子及微电子等学科。项目组围绕“有机场效应晶体管基本的物理化学问题”，在高性能有机场效应材料、材料凝聚态结构和性能的关系、场效应器件方面开展了系统的研究，取得了系列创新性成果，解决了有机场效应晶体管面临的一些基本的物理化学问题，形成了国际特色。主要科学发现如下：发展了系列综合性能优异的有机场效应材料，提出了迁移率高、稳定性好场效应材料的设计思路和合成策略。针对并五苯分子中活泼的二烯单元导致的稳定性差的问题，项目组设计合成了新型硫杂并五苯类似物，成功地克服了这一问题，实现了良好的稳定性和优异的场效应性能；发现具有紧密分子堆积的α-酞菁氧酞具有优异的场效应性能，其薄膜迁移率接近10 cm<'2>V<'-1>s<'-1>，当时报道最高值。国际同行以“recent discovery, the best, the highest performance”等确认了这些工作的原创性和重大科学意义。基于这些突出成果，项目组受国际著名期刊Chem. Rev.的邀请，为其撰写了“有机场效应材料”的邀请综述。发明了系列独特的有机微纳晶及其场效应晶体管的制备方法，利用有机微纳晶，揭示了有机场效应材料凝聚态结构和性能的关系，指导了分子的理性设计和合成，推动其器件应用。为了揭示材料的本征电荷输运性能，项目组发展的“有机微纳线模板法”，能够在亚微米宽，几个微米长的晶体上实现器件的制备，为有机半导体凝聚态结构和性能的关系研究，提供了强有力的工具和平台。国际同行以“the first, the best, the highest, opens a new door”等确认了该项工作的原创性和重大意义。基于该项工作的原创性，项目组受国际著名期刊Acc.Chem. Rev.的邀请，为其撰写了“有机微纳晶”的邀请文章。从能级、微结构、界面等关键物理参数出发，优化器件,实现了高性能有机场效应晶体管及新功能器件的构筑。在前期研究基础上，项目组针对界面上陷阱、晶界、缺陷难于控制，电子行为研究困难的挑战，利用晶格参数匹配的酞菁铜和全氟酞菁铜，构筑了有机半导体单晶异质结，发现异质结界面具有良好的双极性电荷传输特性和光伏响应特性。以全氟酞菁铜晶体作为半导体，利用场效应，实现了光生激子的高效分离和载流子的高效输运，制备了高性能的n-型光控场效应晶体管。国际同行以“the first, open up new areas, represents a rapidly advancing field of research”等确认了工作的原创性和重大意义。受国际著名期刊Chem.Rev.的邀请，撰写了“有机场效应晶体管制备表征”的综述。这些创造性贡献，为场效应分子材料的设计合成提供了新策略、场效应材料的物性研究提供了新方法、高性能有机场效应晶体管及新功能器件的构筑提供了新思路、对国际上这一领域的发展起到了引领作用，为有机场效应晶体管的应用和有机电路的研究奠定了坚实的科学基础。该项目在J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Acc. Chem. Res., Chem. Rev.等权威杂志上发表论文20篇,SCI他引2703次，8篇代表性论文SCI他引826次，受到国内外同行的高度评价，国际著名科学家如剑桥大学Henning Sirringhaus教授、马普高分子所Klaus Muellen教授、斯坦福大学Zhenan Bao教授等都明确指出了该项工作的原创性和重要科学价值（the first或opens a new door等）、器件性能优越(the best或the highest performance等)。

成果简介：多金属氧酸盐(简称多酸)是一类重要的无机金属-氧簇化合物，通常是由过渡金属V，Mo，W的最高氧化态离子通过氧配体连接而成的高核金属氧簇，具有丰富的分子、电子结构，并极易在分子水平上进行组装和结构的设计改造.在催化、医药、光学和磁性材料等领域存在重大的实际应用价值.该项目立足于多酸化学前沿，主要研究多酸高核簇的组装化学，包括手性多酸化合物的合成及不对称催化性能研究，多酸高核金属簇的液相组装规律研究，并取得系列创新性研究成果.

成果简介：湿地是重要的生态资源，不仅为人类提供丰富的产品，还有巨大的环境调节功能和生态效益。但湿地生态系统地处水陆交错带，类型多样，结构复杂，研究难度大。湿地生态修复、资源合理利用及湿地管理如何适应全球变化等问题，都需要全面、系统的理论指导。建国初期中国沼泽研究一直沿用国外沼泽学理论，但国外沼泽学源于高纬度泥炭沼泽研究，未涵盖中低纬度沼泽，不适用于中国沼泽研究，为此亟待建立适合中国的新的、全面的沼泽学理论体系。该团队在连续多年全国沼泽调査、三江平原沼泽湿地国家级野外站长期定位观测和承担相关国家科技任务的基础上，深入研究了中国沼泽湿地系统分类、发育与演化模式，关键生态过程和湿地环境变化的区域效应。建立了中国沼泽学理论体系，形成了新的分支学科—沼泽学，完成了从填补学科空白到学科体系完整化的跨越，丰富和推动了自然地理学科的发展。主要内容及科学价值包括：1)界定了新的沼泽湿地类型，建立了沼泽湿地综合分类系统：根据沼泽有无泥炭积累，将沼泽划分为泥炭沼泽和潜育沼泽两类，并根据建群植物的生活型和植物群丛划分出7个亚类和193个沼泽体，建立了沼泽综合分类系统；阐明了中国沼泽湿地植被分布规律与特征，并以植物群落特征作为界定沼泽发育阶段的指标。发展完善了国外学者提出的沼泽分类系统，改变了将泥炭作为确定沼泽唯一指标的传统学术观点。有关成果被写进经典教科书、专著，并出现在IPCC报告。2)明确了沼泽湿地形成演化过程及棋式：明确了水体系统和陆地系统相互作用的沼泽形成模式，发现沼泽发育过程不仅有国外长期应用的三个阶段的发育模式，还存在长期处于低位阶段和从低位直接进入高位阶段的发育模式，发展与完善了沼泽湿地发育模式。研究成果被写进国际著名专著《Wetlands》。3)揭示了沼泽湿地碳循环关键生物地球化学过程及其响应机理：揭示了中国沼泽湿地主要温室气体（C0<,2>、CH<,4>、N<,2>0)通量的时空变异规律及其控制机理。发现多年冻土区沼泽湿地土壤CH<,4>高浓集及冻融期“爆发式”排放的规律，明确了外源氮输入对沼泽湿地固碳功能和碳库稳定性的影响及机理。补充了国际上不同类型湿地温室气体通量研究中有关潜育沼泽湿地的观测研究成果，修正了以往认为冬季CH<,4>排放量较少的观点，为精确评估湿地碳排放提供了重要的科学依据。4)揭示了沼泽湿地氮、磷、水循环棋式及其环境效应：建立了沼泽湿地生态系统氮、磷循环模式和沼泽湿地蒸散发模型、径流模型，阐明了沼泽湿地的典型水文功能；揭示了湿地景观变化过程及其区域环境效应。研究成果被国外同行评述全球主要湿地蒸散时引用，为深入揭示内陆淡水沼泽关键生态过程及其区域差异提供了科学依据。项目共发表论文621篇，其中SCI论文127篇，出版专著10部。8篇代表性论文SCI他引246次，总他引1695次；20篇核心论文专著SCI他引424次，单篇最高SCI他引85次。成果被IPCC报告引用15次。获得吉林省自然科学一等奖2项。1人当选院士，1人获得国家杰出青年基金。

成果简介：昆虫脑结构简单，神经元胞体位于髓周围，便于定位各种功能细胞。重要和始了本项研究。在研究和神经疾病有关的信息物质(精神分裂症和老年痴呆症密切相关的单胺类)基础科学问题尤具优势。但昆虫体壁具外骨骼，微观研究技术障碍人们一直无法逾越，建立适于昆虫微观研究技术平台十分重要。研制发明了CP包埋剂、电热恒温包埋笔、免疫组化同步反应板、多邻切片制片模具和切片通用刀托，并成功应用于昆虫功能细胞、组织微观研究；创立原位RT-PCR载玻片封液技术；创立昆虫脑内功能细胞关联物质共定位技术，提出并验证了胞内密切关联物质可原位“互为佐证”的科学理念；发现昆虫脑内存在特异性TPH及5-HT神经激素能系统。创新点：1、研制发明CP包埋剂昆虫脑神经生物学研究技术体系的核心技术。特点：1)属非水溶性天然有机物，有利于细胞内有机物质的长期保存；2)熔点低，减少胞内抗原的损失或大型功能分子高温下失活；3)支持强度高且具韧性，既支持昆虫外骨骼，也适于柔软的组织(如脑)，适用范围广；4)组织切片薄仅2-6μm，可连续切片，不丢失任何靶细胞；5)可操作性强，易于制作连续切片和相邻切片。其综合性能和适用范围优于世界其他相关研究通用的包埋剂。2、研制发明了电热恒温包埋笔组织切片中，对于较小的昆虫，切片前的定向包埋是保证切片成功的关键技术之一，只有精确地定向才能切出理想的脑片。电热恒温包埋笔很好的解决了包埋定向切片这一技术难题，可随意在镜下对昆虫头部进行定向包埋和切片，并实现了对昆虫脑结构的三维观察。3、研制了“免疫组化反应板”免疫细胞化学实验程序复杂，影响实验成败的因素很多，实验中载玻片加滴抗体后向下扣在反应板上进行孵育，可保证抗原抗体反应条件的长期恒定；可以同时对12张载玻片进行同步调控，完全保证所有实验材料组织细胞的均匀反应，确保了实验结果的客观真实性，便于对研究的靶目标进行综合科学分析。4、研制了多邻切片制作模具胞内信息物质共定位研究关键技术。课题组制作的连续切片很薄，可以把一个靶细胞的多个连续切片按次序排列到连续的几张载玻片上，利用该模具制作靶细胞的多邻切片，可实现对昆虫脑内功能细胞不同信息物质(合成限速酶、产物、编码基因)的共定位检测，验证细胞内关联物质“互为佐证”理论的客观真实性。5、载玻片高温条件下的保水技术在原位PCR反应中，可根据模型载片的实际工作面积(切片数量)封闭反应液的特殊技术方法，可完全规避高温条件下液体蒸发。6、理论创新采用细胞内共定位技术和互为佐证的科学理念，首次以充分的可视证据证实昆虫脑内存在特异性TPH，修正了以往只有在高等动物体内才存在TPH的结论；首次发现5-HT神经激素能系统。

成果简介：大维随机矩阵理论肇始于20世纪50年代末诺贝尔物理学奖获得者E.Wigner教授的两篇文章。Wigner把由大量粒子构成的复杂物理系统中粒子能级分布的问题刻划为一个随机矩阵特征根的分布问题，并导出了著名的半圆率，从而创立了随机矩阵理论。该项目于20世纪80年代初开始大维随机矩阵理论的研究。先后创造了分段截尾和分段求极限等新方法，解决了随机矩阵理论中谱分布收敛速度以及极端特征根的极限等著名难题，从而开拓了随机矩阵理论的若干个新的研究方向。这些成果至今仍是解决该领域中相关问题的主要方法。自2000年以后，随着计算机的广泛应用，数据分析变成了统计研究的热门课题。为适应这一新课题的需要，该项目开辟了把随机矩阵理论引进到高维数据分析的先河，取得了一系列成果，引起了国际统计学界的特别关注和好评。该项目包含三个重要科学发现：第一，建立了由样本协方差矩阵特征根定义的线性谱统计量的中心极限定理，为随机矩阵理论在统计中的应用奠定了理论基础，并推广到由随机矩阵特征向量构成的线性谱统计量，建立了样本协方差矩阵特征向量的线性谱统计量的中心极限定理。该成果为解决困扰学术界多年的特征向量矩阵因维数增加而导致的困难引进了一个新的研究方式，从而为高维海量数据分析创造了可行的方法；该结果已被同行及应用领域大量引用。第二，证明了随机矩阵领域著名的圆律猜想。所谓圆律就是说元素由独立同分布的标准化随机变量构成的n阶方阵的特征根除以根号n的经验分布收敛于复平面上单位圆内的均匀分布。1984年，前苏联著名随机矩阵论专家V.L.Girko教授给出了包含许多数学错误的证明，无人能肯定其正确性。但也因此使得该问题变成一个著名的公开问题。该项目经过13年的不懈努力，1997年得到肯定的证明，发表在国际顶级概率论杂志《AnnalsofProbability》上。菲尔兹奖获得者T.Tao称该结果为圆律猜想做出了突破性的贡献。第三，提出了非精确渐近正态检验。众所周知，当数据维数大于自由度时传统的Hotelling检验因没有定义而不能用来检验两样本均值向量的假设。1958年，哈佛大学的A.P.Dempster教授为补救这一窘境提出了非精确检验(NET)。该项目应用大维随机矩阵谱分析理论，证明了Dempster的NET不仅在维数大于自由度时对Hotelling检验是一种补救，而且当数据维数比较大时，即使Hotelling检验可用，NET也远比Hetelling检验有效。同时，该项目提出了比Dempster检验更简洁但具同等功效的渐近正态检验(ANT)。为此，还导出了上述三种检验的渐近功效。通过上述结果向数理统计界严正提出：大维数据分析应该舍弃传统的在无偏性条件下追求最优检验的理论，应该在保障最大功效的条件下追求渐近无偏检验。这一课题为大维数理统计分析提出了一种全新的理念。这一思想已受到同行的广泛重视，并在各权威刊物上发表多种形式的推广。该项目7篇代表性论文SCI他引163次，19篇核心论文他引230次。由于代表性专著第一版仅在国内发行，但它的广泛影响引起了世界著名出版社springer的特别关注。他们主动出面与作者及科学出版社联系发行第二版，该专著已由Springer在世界范围内发行。

成果简介：过渡金属催化的C-H键官能化反应是当今有机化学研究的热点。在杂原子导向的C-H官能化反应中，以硫原子导向的C-H官能化反应鲜有报道。该项目以极化烯为研究对象，开展了铜盐催化下、硫原子导向的Csp2-H键官能化的新反应研究。首先通过溴化铜对二硫缩烯酮的催化活化作用，实现了其氮杂Baylis－Hillman反应、与醛、胺的多组分反应，与邻羟基苯甲醛的缩合反应，以及与醌的Michael加成－环合反应，并利用该合成策略开发了重要杂环化合物哌啶酮、色烯、香豆素和苯并呋喃类化合物的新合成途径；在对催化反应机理加以深入研究的基础上，提出了新颖的溴负离子催化的C-H活化、C-C成键反应机理，并将此种非过渡金属催化的C-H键官能化反应应用到香豆素和苯并呋喃衍生物的合成中，由此发展了一种硫原子导向的C－H键官能化新方法。

成果简介：该项目围绕多酸基晶态材料的结构设计、可控组装方法和性能，特别是催化性能，开展了系列深入系统研究。提出了“多孔金属有机框架(MOFs)担载型多酸催化剂”的设计思想，解决了传统多酸催化剂的固载、分散、分离和回收再利用困难等科学问题，实现了多酸催化剂的单分子排列和催化剂的“单点催化”。被学术界认为是“制备固载型多酸催化剂的新方法和有效途径”。发现在温和条件下过渡金属取代多钼酸盐具有共价固载和可逆释放二氧化碳分子的功能，为发展多酸催化活化无机小分子、固定CO<,2>分子开辟了新途径。设计合成了共价连接的两亲性哑铃型“无机-有机-无机”杂化分子，实现了在溶液中从单分子到超分子囊泡的组装。通过对多酸特定位置上氧原子的活化，实现了多酸建筑单元与过渡金属及其配合物的定向组装，获得了160余种新型晶态多酸基杂化材料，丰富并促进了多酸化学的发展。创新点1、多酸基晶态多孔材料的设计、组装和催化提出了多孔金属-有机框架(MOFs)担载型多酸晶态催化剂的设计思想，解决了传统多酸催化剂的固载、分散、分离和回收再利用困难等科学问题，实现了多酸催化剂的单分子排列和催化剂的“单点催化”。应用于甲醇脱水制备二甲醚的酸催化反应中，与其他催化剂相比，不仅使催化活性大大提高，选择性达到100%，而且使反应温度降低了50℃，有效避免了反应过程中可能发生的“积碳”及催化剂失活等问题。发现了能够选择性吸附分解酯类神经毒气的新型多酸基多孔材料，为净化环境、分解酯类有毒气体提供了新的途径和方法。2、钴取代的杂多钼酸盐与水溶液中与CO<,2>的自组装发现了Co单取代的多钼酸盐在水溶液中组装过程中具有共价固载和可逆释放空气中二氧化碳分子的功能，提供了活化和固定CO<,2>的新途径，为深入研究过渡金属取代型多金属氧酸盐催化活化无机小分子提供了实验依据。3、两亲性多酸基晶态杂化材料的设计及其在溶液中的超分子自组装设计合成了共价连接的两亲性“无机-有机-无机”杂化分子，实现了从杂化单分子到超分子囊泡的可控组装，这种材料在模拟细胞膜、药物缓释以及作为催化微反应器等方面有着重大潜在的应用前景。4、过渡金属及其配合物修饰的多酸基晶态材料的设计和组装创造性地向饱和型多酸中引入钒酰基、向缺位多酸中引入过渡金属或其配合物，实现了对多酸阴离子特定位置活化的目的，大大提高了组装产物的可预测性。发现和总结了酸性条件下Nb-O-Nb键形成组装规律以及Nb\W混配型多酸的稳定性和衍生化的反应条件，为铌酸盐化学的进一步拓展和应用奠定了理论和实验基础。

成果简介：细胞导向性生长和迁移是高等动物个体发育的核心事件之一，其分子机制是长期困扰科学界的难题。细胞骨架作为细胞生长和迁移的物质基础，其参与基因表达调控的作用也备受争议。课题组针对上述问题，运用多种细胞和分子生物学技术，开展了系列特色鲜明的研究工作。主要研究内容包括：(1)细胞骨架蛋白运输跨膜受体在细胞膜募集，胞外受体与跨膜受体相结合，激活胞内信号级联反应，调节细胞骨架重组和细胞粘附，实现细胞导向性生长和迁移；(2)胞外因子存在胞内信号途径，调节细胞周期蛋白表达，影响细胞增殖；核骨架参与基因转录。创新点1、Netrin-1/DCC调节神经细胞导向性生长的分子机制神经细胞的导向性生长是实现大脑对侧控制的关键。Netrin-1通过其跨膜其受体结肠癌缺失蛋白DCC诱导神经细胞的导向性生长。该课题组经过系统研究，证实细胞骨架蛋白肌球蛋白Ⅹ(MyosinⅩ，MyoⅩ或Myo10)结合并运输DCC在细胞膜募集，胞外信号Netrin-1刺激DCC与磷脂酰转移蛋白α相互作用，激活磷脂酶C，引起细胞骨架重排，阐明了Netrin-1/DCC介导的神经细胞导向性生长的基本规律。2、成纤维细胞生长因子FGF-1胞内信号机制除了经典的胞内信号转导机制外，一些细胞因子由于缺乏信号肽，生理条件下不能分泌到细胞外。课题组证实成纤维细胞生长因子FGF-1存在不依赖于受体的胞内信号转导机制：FGF-1进入细胞核，抑制细胞周期蛋白P21的表达，是潜在的抗肿瘤治疗靶点；自主研发的scFv单链抗体能够有效阻断FGF-1入核，引起细胞因子P21表达上调，有效抑制乳腺癌细胞增殖。3、细胞骨架参与调节基因转录“细胞核中是否存在细胞骨架”是上个世纪末期国际学术界出现的争议性课题，课题组通过免疫荧光染色技术发现：肌动蛋白骨架与RNA聚合酶II在细胞核中共定位；用药物抑制肌动蛋白的聚合，RNA聚合酶II的分布和聚合形式发生变化；干扰肌动蛋白骨架聚合，基因转录受到抑制。以上研究结果为细胞核骨架存在的真实性提供了实质性的证据。

成果简介：该项目属无机非金属材料领域。ZnO是继GaN之后一种重要的第三代半导体材料。低维ZnO更因其优异的光电特性和新奇的物理性质成为材料科学前沿。对于低维ZnO材料，实现稳定可控的p型掺杂是国际公认的科学难题，获得高温、高效激子复合是发展光发射器件的重要基础，打破激子束缚、实现载流子有效分离是拓展其功能的关键。针对上述科学问题，该项目提出了p型掺杂的新方法，发现了提高激子复合效率的新机制，开辟了实现载流子有效分离的新途径。相关研究推进了ZnO材料的器件化与功能化，促进了半导体材料学科的发展。主要发现点如下：1.首次提出了反向掺杂的学术思想【代表性论文1,2】，通过热氧化Zn<,3>N<,2>，实现了氧对氮的反向替代，获得了稳定的高质量p型ZnO:N薄膜。该方法被同行公认“解决了ZnO中氮受主固溶度低的关键性难题”，“克服了直接生长ZnO:N的技术壁垒”，且“方法简便”，被国内外16个研究组验证和采用。该工作被国际ZnO学术会议主席D.C.Look教授等多位著名半导体材料专家评价为“突破性工作”，“迅速发展的p型ZnO的代表性工作”，“其成功给半导体工业带来重要启示”，“将开辟一系列新的应用领域”。2.发现了低维ZnO表面俘获载流子热离化提高激子复合效率的新机制，为实现高温、高效紫外发光提供了新途径。首次在584℃的高温下获得了低维ZnO的强激子发射，与ZnO外延薄膜相比，该温度提高约300℃。《ADV MATER》的文章评价该工作“预示了ZnO在高温紫外激子型激光器方面具有发展潜力”。3.提出了纳米多异质结偶联增强ZnO光生载流子分离和传输能力的新思路.创建了n-Zn0/n-Sn0<,2>、n-ZnO/p-NiO等多异质结纳米纤维网络体系，解决了因强激子效应导致的光生载流子难于分离的难题，获得了高活性的新型光催化材料。该工作被日本著名材料学家Y.Bando评价为“异质结界面内建电场促进了电荷转移态的形成与光生载流子的空间分离”；《ENERGY ENVIRON SCI》和《JACS》评价该材料体系足“提高光生载流子分离与传输效率的有效构架”和“提高光催化活性的巧妙方法”。项目组自2000年以来，在863计划、国家基金委重点、杰青等项目的资助下取得了系列创新成果。主要论文发表在《ADV MATER》、《APPLPHYS LETT》等权威杂志上，被《PROG MATER SCI》、《CHEM SOC REV》等综述杂志正面评述。8篇代表作SCI他引792次，其中单篇最高影响因子15.409,单篇最高SCI他引200次，3篇入选ESI高被引论文；20篇主要论文SCI他引1534次。第一完成人参与撰写《Handbook of Zinc Oxide and Related Materials》专著，发起了全国首届ZnO学术会议。主要成果获教育部自然科学一等奖1项。

成果简介：该成果属于测绘科学与技术领域。项目背录。中国中长期规划重大专项“高分辨率对地观测系统”等投入近千亿,至2020卫星将达百颗；中国2/3起伏山地和山脊东西走向决定航空遥感需求更大。面临共同瓶颈：1)光学遥感仅在约1/4亮暗适中条件下获得高清影像，对其它情形如重大灾害(暗如地震，亮如磁暴)等探测能力弱,极大约束其对资源环境生态监测能力；2）大气衰减成为接收地面探测信息过程的最大误差源，淹没了高分辨探测效能发挥；3)光学遥感影像的几何、光谱、辐射、时间四大参量,其高分辨率指标实现首先依赖辐亮度基准计量，人工基准光源仅有10<'3>稳定度,建立验证10<'6>基准源成为世界难题。偏振遥感成为中国独创的破解方法。项目主要技术发明：1)以“强光弱化、弱光强化”地物偏振遥感观测方法破解光学遥感亮暗两端限制，建立偏振遥感地物波谱反演理论；2)以天空偏振模式图矢量场观测方法破解大气衰减效应;3)以大气偏振中性点观测力方法实现地-气参量分离，使地表图像淸晰，大气图像可立体层析；4)实现偏振遥感的源端突破，得到偏振成像微器件，对同一地物得到偏振九参量图，成为继辐射-几何-光谱-时间四维变量后的遥感第五维观测变量。5)偏振遥感外场定标方法实现定标，开展月球辐射定标基准验证。技术经济指标：1)获得100余种水土岩植被四大地物偏振模型，亮暗两端实测能力提高2-3个数量级；获得30余种偏振-岩体密度非接触测估方法，与标本实测误差在15%以内；2)仿生偏振光导航精度0.1°,已实用；3)偏振中性点区域观测地物识别能力提高1倍以上；4)0.15ms内获得16个Mueller矩阵的任意参数的偏振成像微器件，全偏振手段获得同一对象的九个参量图；5)偏振观测月球10<'-8>稳定度，可实现辐亮度不确定度由7%提高到1-2%。授权专利及成果情况。项目授权国家发明专利54项；发表各类论文160余篇，共积累博士后报告2、博士论文约20、硕士论文超50。获日内瓦国际发明金奖、北京市科技进步一等奖。项目重要科学应用价值：1)扩大遥感适用范围,为突破常规遥感受电磁反射波谱强度(不可太强或太弱)限制提供手段;2)打破大气窗口限制,实现地物波谱信息和大气衰减效应的分离；3)为星月远端观测提供突破口；4)探索高分辨率遥感仪器偏振效应、大气效应剔除方法，以及卫星遥感辐射定标基准源的建立，社会效益。中国自然灾害每年损失几千亿元,若监测手段可测至少降低2096损失，伤亡直线下降；天空偏振模式图可对大气、湍流、磁暴等观测分析；地物偏振可对水土污染、湖泊富营养化监测，为自然灾害治理提供依据；偏振遥感携偏振光自主导航,无漂移发散；可发现阳光背景、大气波动、地表伪装下特殊目标，提前预警，保障社会安全；可对大气污染、PM2.5粒子分布变化趋势进行立体层析，追溯其源和汇，并实施治理；普及偏振知识，培养形成偏振人才队伍。间接经济效益7.2亿元。

成果简介：肿瘤发生机制研究方面，利用不同的肿瘤细胞，系统地研究了三种主要重要的血管发生因子血管生成素，碱性成纤维生长因子bFGF，内皮细胞生长因子VEGF相互作用关系。研究结果1)发现血管生成素能够负调节bFGF的表达；2)证实bFGF能够正调控VEGF的表达；3)血管生成素能够作为一个反式作用因子抑制bFGF基因的转录。还发现了Cytohesins及其特异性小分子抑制剂SecinH3在人肺癌细胞中通过参与ErbB受体的激活而引起细胞内结构域的酪氨酸残基磷酸化(或活化)，进而启动一系列信号传导。研究结果对于揭示肿瘤发生机制和开发治疗与ErbB受体信号传导相关的癌症的先导化合物奠定基础。肿瘤检测研究方面，将基因工程和噬菌体展示技术相结合，建立了一套重组P53蛋白和展示P53蛋白表位的杂合噬菌体联合应用的新检测方法，并进行了临床肿瘤患者和体检人群血清中p53抗体的检测。结果显示1)重组P53蛋白和展示P53蛋白表位的杂合噬菌体分别可以检测到十几种肿瘤患者血清中的P53抗体；2)重组P53蛋白和展示P53蛋白表位的杂合噬菌体的联合应用可以有效地提高了阳性检出率。为肿瘤的临床检测和肿瘤高发人群的筛查提出了一种新的方法手段。

成果简介：1.任务来源：“用于取水口毒性检测的在线静电激活生物传感器”系2008年吉林省科技发展计划项目，合同编号20080426-1。2.应用领域和技术原理：该课题应用领域为饮用水检测。当发光微生物遇到急性毒物后，其发光强度会发生改变，改变量被光电元件转化为电信号输出即可定性检测出急性毒物的定性含量。发光微生物自培养装置培养出的微生物的质量难以保证，且设备昂贵。发光微生物冻干粉是一种可以保证发光微生物质量的方法，因为发光微生物培养完成经过检测保证了其质量，而利用冻干粉的形式可以有效的保存发光微生物，使其质量不发生变化。3.性能指标：计划任务书要求的主要性能指标：(1)传感器反应时间小于15分钟(以前技术反应时间为30分钟)。(2)误差量同现有的便携式检测仪器相同为20﹪。(3)样机重小于30公斤。(4)提供样机一台，论文2篇。实际达到的性能指标：(1)传感器反应时间小于15分钟。(2)误差量为20﹪(3)样机重小于20公斤。(4)提供样机一台，论文2篇，申请专利2项。4.与国内外同类技术比较：国外同类技术采用发光微生物自培养装置，由于发光微生物的发光质量不能保证，因而误差大。国内仅有便携式检测仪器的报道。采用静电激活技术的发光微生物传感器技术，经吉林省科学技术情报研究所最新联机检索，国内未见与该课题研究相同的专题文献报道。5.成果的创造性、先进性：(1)确定了应用芒刺电场处理发光微生物，处理电压为700v，并选定青海弧菌Q67为检测用发光微生物。(2)通过采用多极静电激活微生物技术，使冻干粉加快复苏速度，发光微生物处于兴奋状态，解决了冻干粉不能用于在线水源监测的难题，克服了现存水急性毒物在线监测工作不稳定的问题。6.作用意义：以水急性毒物监测设备价格计算，每只传感器的价格应在20万元以上，利润应在10万元以上。该课题成果可确保人民群众的饮用水安全，对保证社会的和谐稳定具有显著的社会意义。7.推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见：该课题成果可推广应用到水厂以及二次供水水源。一个中等城市的二次供水水源就有上千个，现在二次供水水源基本没有水源安全在线监测设备，存在极大安全隐患，可见该成果市场很大，推广应用的前景可观。存在的问题是该传感器机壳不能按照模具生产，不利于进一步产业化开发。建议进一步投入资金进行产品化开发。

成果简介：羊草草原是欧亚大陆草原区东部特有的一个群系，广泛分布于俄罗斯的外贝加尔、蒙古人民共和国的东北部，以及中国东北平原西部和内蒙古高原东部。全世界羊草总面积达42万km<'2>，其中中国境内约占50﹪。东北现有草地面积4115.8万ha，由于长期受人为因素和自然因素的影响，3/4以上发生了不同程度的退化，其中，1/3左右的面积已严重退化成盐碱裸地和沙地。严重退化草地只有重新建设才能恢复。重建大面积(1000万ha左右)的严重退化的盐碱裸地和沙地，改良天然草地，建立优质高产的人工草地，必须要有大量的羊草种子。今后如果每十年自然更换一次良种，那么每年也要提供100万ha左右的用种量，约需种子1500万kg(每公顷用种量15公斤计)，如果每公斤良种的价格为20-40元人民币，种子市场年营业额就可达3-6亿人民币。由该试验的多年(2005-2007)肥水研究中的种子产量变化来看，对照种子产量是30.5-43.8kg/ha(平均为37.2kg/ha)，良好的肥水条件可达185.5kg/ha，那么，每公顷可增产148.3kg，可增加纯收入4449元(148.3kg×30元)，如果每年按提供100万ha左右的用种量计算，则可增加纯收入44.49亿元。因此，该项目的研究成果技术条件已经成熟，只要在今后的农业成果转化和示范中有部分资金的投入，就可在东北草原区进行推广应用。

成果简介：该项目是2003年立项吉林省科学技术厅基础研究项目，合同编号为20030554。粗蛋白严重不足是畜牧业发展的制约关键因素所在；草地退化和低中产农地退化的实质是土壤理化性质遭到极其严重的破坏。而豆科饲料作物资源自身不但具有地上粗蛋白含量高，而且还具有地下根瘤可固氮的优良特性。因此，豆科饲料作物资源，是标本兼治退化草地和中低产农田最经济最有效的途径，是东北农牧交错带草地畜牧业发展的重要粗蛋白来源，是改造天然退化草地，完善草地自身健康系统，作到草地可持续发展的核心理论和技术。1、种质资源圃的建立分别在吉林西部长岭县和东部珲春市建立了野生豆科牧草资源圃一处，并首次将吉林东部山区的二色胡枝子引到吉林西部种植成功，以及将内蒙和俄罗斯的黄花苜蓿引进到该省种植成功。2、种质资源的鉴定与评价：(1)生物量与营养含量动态研究方面①在播种第一年，半灌木二色胡枝子和二年生黄花草木樨生长速度最快，株高最高，而多年生的草本牧草生长较慢，尤其是野豌豆属，故1龄山野豌豆在播种当年没有利用价值。②兴安胡枝子地上总生物量与茎、叶、花果生物量明显高于细叶胡枝子，在建立人工草地时，兴安胡枝子应合理稀植。③不同种质资源在生育初期叶蛋白质的含量可高达30﹪以上，生育后期降到16-17﹪之间。(2)耐(抗)逆性与虫害防治①大粒种子(野豌豆属、山黧豆属)的抗旱性和抗盐碱性低于小粒种子。中性盐NaCl对种子萌发的影响最小，而强碱弱酸盐Na2CO3对种子萌发的影响最大。②在苗期虫害发生情况不同，苜蓿属、野豌豆属和苜蓿属易遭虫害，多以蚜虫为主，有时有鞘翅目的金龟子啃食幼苗，而胡枝子属和黄芪属等则不发生。 ③首次研究山野豌豆的种子虫害发现，在开花结荚期，以10﹪溴氧菊酯药剂在8月中旬次喷施效果最佳。(3)结瘤数与固氮能力白花草木樨和黄花苜蓿固氮能力最强，紫花苜蓿和沙打旺次之，野豌豆、扁蓿豆、五脉山藜豆固定氮素的量最少。(4)刈割适应性野生豆科牧草的再生能力均较差，但扁蓿豆、细叶胡枝子和多茎野豌豆的3种(4、8、12cm)留茬高度再生能力相对较好一些。(5)繁殖方式与种子硬实等生育规律①各种种质资源的有性繁殖除无脉山黧豆外，均正常。无脉山黧豆传粉系统不完善和虫害可能是造成结荚率低的主要原因。②以4-5月份的无脉山黧豆根茎长5cm以上，覆土深度5-6cm的成苗率最高。 ③破除种子硬实以98﹪浓硫酸处理15分钟左右最佳。④山野豌豆荚和种子形态学和生理学特征在开花后36-42天达到稳定，种子品质也在开花后33-42天为最佳。3、种质资源利用研究方面(1)种质资源杂交引入以黄花苜蓿作母本组合的F1代的植株长势，明显好于黄花苜蓿作父本组合。反交组合中，从F1代花色与荚果形状的来看，均表现为紫花苜蓿的花色和果形，说明紫花苜蓿的基因呈显性遗传。(2)豆-禾混播草地建植技术研究在羊草分别与沙打旺、兴安胡枝子、花苜蓿、紫花苜蓿、山野豌豆按各自单播和禾豆比例2:1及1:2比例混播的研究表明，5种混播组合混播地干物质产量在建植第二年与羊草单播地相同，但氮产量为羊草-沙打旺(110.3kg/ha)、羊草-花苜蓿(132.5kg/ha)、羊草-紫花苜蓿(133.2kg/ha)显著高于单播地。(3)人工草地建植技术研究长岭县农田(风沙土)土壤的土壤肥力较低，尤其是磷的含量更低。黄花苜蓿和山野豌豆产量每公顷施用纯N81.7和85.4kg，纯P2O5192.5和187.5kg，纯K2O195.0和189.6kg的组合增产比例最大，最佳施肥比例为1:2.4:2.4和1:2.2:2.2。