球孢枝孢

随着组织工程领域的发展，生物材料界面与细胞的相互作用及物理机制成为研究热点。生物界面的拓扑形貌可以有效调控细胞行为并影响细胞功能。而体内的一些生理过程如胚胎发育、免疫应答和组织更新与重塑等往往涉及多细胞的集体行为。肿瘤的侵袭和转移也与集体细胞的协调运动有关。细胞球作为一种体外三维细胞培养模型，具有强烈的细胞-细胞相互作用，可在细胞生理学、信号通路、基因和蛋白表达以及气体/营养物质梯度等方面更好地模拟体内环境。因此，明确材料表面拓扑结构与细胞球的相互作用对探究体内生理、病理机制具有重要意义。然而，当前同时具有厘米级尺度和微纳米精度的跨尺度微纳拓扑结构尚难以快速制备。 　　近日，中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学中心有机纳米光子学实验室研究员郑美玲团队在跨尺度微纳拓扑结构制备及细胞球浸润性调控方面取得了新进展。该团队提出采用飞秒激光无掩膜投影光刻技术（MOPL）制备大面积兼具高精度的微盘阵列拓扑结构以研究细胞球的浸润性。该研究发现细胞球在多种不同单元直径的微盘阵列拓扑结构上展示出不同的浸润速度。研究通过分析细胞形态、骨架分布和细胞黏附，解析了细胞球浸润速度的变化机制，并发现了细胞球在大尺寸和小尺寸的微盘结构单元上采取不同的浸润模式。该研究揭示了细胞球对跨尺度微纳拓扑结构的响应机制，为探讨组织浸润行为提供了参考。 　　MOPL是一种高效率且能灵活化地制备微纳拓扑结构的技术。考虑到单个细胞的尺寸以及细胞球浸润过程中与大面积拓扑结构的相互作用，该工作利用MOPL技术制备了高度低于1μm，且拓扑单元直径分别为2、5、20和50 μm的大面积（8 mm × 10 mm）微盘阵列结构（图1）。 　　该研究采用超低吸附法制备了大小均一的人肾透明细胞癌细胞的细胞球。进一步，科研人员利用激光扫描共聚焦荧光显微镜对细胞球在微盘阵列拓扑结构上的动态浸润行为进行观察。细胞球在一系列微盘阵列拓扑结构上发生了完全浸润并展现出不同的浸润面积。结合细胞球铺展理论，通过量化不同时间点的细胞球浸润面积，研究发现细胞球的浸润速度在2、5、50和20 μm直径的微盘结构单元上依次减小，且细胞球在直径为20 μm的微盘结构单元上具有较小的细胞-基底黏附能（图2）。 　　进一步地，研究人员利用免疫荧光染色分析了多种不同微盘结构上的细胞形态、肌动蛋白和黏着斑分布，提出了细胞球在直径2μm和5 μm的小尺寸的微盘结构上采取攀爬模式浸润，以及在直径20μm和50 μm的较大尺寸的微盘结构上采取绕行模式浸润（图3）。细胞球的浸润过程表现为一种多细胞的集体协调运动。 　　该研究揭示了细胞球在各向同性微盘阵列拓扑结构表面的浸润机制，深化了对于细胞球与界面拓扑结构相互作用的认知。本工作是飞秒激光面投影纳米光刻技术及应用的拓展。相关研究成果发表在Small上。研究工作得到国家重点研发计划“纳米科技”重点专项、国家自然科学面上基金项目和中科院国际伙伴计划等的支持。

2月1日，科技部发布关于对“十四五”国家重点研发计划“氢能技术”、“先进结构与复合材料”、“高性能制造技术与重大装备”等18个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知。本次征求意见重点针对指南方向提出的目标指标和相关内容的合理性、科学性、先进性等方面听取各方意见和建议。科技部将会同有关部门、专业机构和专家，认真研究收到的意见和建议，修改完善相关重点专项的项目申报指南。征集到的意见和建议，将不再反馈和回复。征求意见时间为2021年2月1日至2021年2月21日，修改意见请于2月21日24点之前发至电子邮箱。 联系方式：重点专项名称邮箱地址氢能技术gxs_njc@most.cn储能与智能电网技术新能源汽车交通基础设施高性能计算gxs_xxc@most.cn信息光子技术多模态网络与通信区块链网络空间安全治理gxs_zdhc@most.cn智能传感器工业软件高性能制造技术与重大装备先进结构与复合材料gxs_clc@most.cn高端功能与智能材料新型显示与战略性电子材料稀土新材料地球观测与导航gxs_fwyc@most.cn文化科技与现代服务业 附件：1.“十四五”国家重点研发计划“氢能技术”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf2.“十四五”国家重点研发计划“储能与智能电网技术”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf3.“十四五”国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf4.“十四五”国家重点研发计划“交通基础设施”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf5.“十四五”国家重点研发计划“高性能计算”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf6.“十四五”国家重点研发计划“信息光子技术”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf7.“十四五”国家重点研发计划“多模态网络与通信”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf8.“十四五”国家重点研发计划“区块链”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf9.“十四五”国家重点研发计划“网络空间安全治理”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf10.“十四五”国家重点研发计划“智能传感器”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf11.“十四五”国家重点研发计划“工业软件”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf12.“十四五”国家重点研发计划“高性能制造技术与重大装备”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf13.“十四五”国家重点研发计划“先进结构与复合材料”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf14.“十四五”国家重点研发计划“高端功能与智能材料”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf15.“十四五”国家重点研发计划“新型显示与战略性电子材料”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf16.“十四五”国家重点研发计划“稀土新材料”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf17.“十四五”国家重点研发计划“地球观测与导航”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf18.“十四五”国家重点研发计划“文化科技与现代服务业”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf关于“高性能制造技术与重大装备”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）稿中提到，本重点专项的总体目标是：围绕国家战略产业高端产品及重大工程关键装备在复杂环境、复杂工况下高性能可靠服役需求，突破高性能制造前沿基础理论和共性关键技术，研制具有高精度、高可靠、高效率、智能化、绿色化等高性能特征的基础件、基础制造工艺及装备等，实施重大装备的集成示范应用，推动制造技术向材料-结构-功能一体化的高性能设计制造转变，实现高性能制造技术和重大装备的自主可控，增强我国战略性高端产品和重大工程关键装备的核心竞争力。2021年度指南部署坚持“需求牵引、整机带动、 分步实施、重点突出”的原则，拟围绕高性能制造的基础前沿技术、共性关键技术、重大装备应用示范3个技术方向， 启动18个指南任务。1. 基础前沿技术1.1 重大装备设计基础前沿研究内容：研究性能/功能驱动的复杂装备机-电-液-智耦合设计理论与方法、材料-结构-组织-表界面一体化的高性能构件设计模型与方法、极端环境和复杂工况服役关键特性参数的表征与评价等重大装备及关键构件的设计新原理、新方法。1.2 高性能基础件基础前沿研究内容：面向轴承、齿轮、液压元件等基础件高性能服役需求，研究极端工况下接触界面动力学理论及服役性能调控方法、材料-结构-功能一体化的设计制造理论和方法、极端条件下的服役性能先进测试理论与方法等，为新型高性能基础件研发提供支持。1.3 高性能制造工艺基础前沿研究内容：研究高性能制造过程中的加工、成形、表面改性、焊接、装配等新原理与技术，重点突破难加工材料构件的高效精密加工、复杂结构形性协同成形、大差异异质材料高可靠连接/高强度焊接等新工艺。2. 共性关键技术2.1 耐高温抗腐蚀传动系统轴承研究内容：研究轴承高温、腐蚀环境适配性设计方法； 突破轴承自润滑与供油润滑技术、轴承高功率密度适应性技术、轴承高精度及长寿命关键技术、轴承性能及寿命试验验证技术等；研发耐高温、抗腐蚀环境传动系统轴承，建设基于工业性验证平台的轴承性能试验平台。2.2 深海高可靠耐腐蚀齿轮箱研究内容：突破深海装备齿轮箱可靠性及减振降噪设计、关键构件形性可控制造、基于深海环境的齿轮箱温压差等多物理场耦合、开放环境下防腐与密封、智能故障诊断及健康监测等关键技术，搭建深海装备齿轮箱模拟环境试验平台，研制深海装备齿轮箱。2.3 内曲线低速大扭矩液压马达研究内容：研究内曲线马达低速重载摩擦副的油膜承载特性、界面轮廓形貌设计方法、马达低速稳定性机理等，突破高效率配油系统设计、摩擦副材料及表面功能改性、内凸轮曲线轮廓精密加工等关键技术，开发界面参数评价与测试设备，研制内曲线低速大扭矩液压马达。2.4 航空液压系统高性能密封件研究内容：研究航空液压系统高性能密封件材料与性能评价技术与标准；突破高性能密封-主机系统协同设计、密封件高形状精度与高质量表面加工、可靠性评价等关键技术；搭建极端工况拟实基础试验平台；研发密封件生产过程典型工艺绿色化技术及装备；研制航空作动器、起落架等液压系统高性能密封件。2.5 高速列车传动系统综合试验平台研究内容：突破高速列车轮轨关系模拟、牵引动力能量回馈、实车线路运行工况全参数模拟等技术，研发高速列车传动系统拟实综合试验平台；研究转向架用轴箱轴承、齿轮箱轴承、牵引电机轴承等高铁轴承综合试验方法及评价体系。突破高铁轴承试验大样本数据采集、分析与故障诊断、基于大数据的高铁轴承建模与优化设计等关键技术，模拟实车线路运行工况开展高铁轴承耐久性试验。2.6 高强极薄铜箔制造成套技术研究内容：研究高性能铜箔微纳组织结构与性能关联关系及其调控机理；突破极薄铜箔电沉积、高抗拉高挠曲纳米孪晶组织极薄生箔制备、铜箔超低轮廓高剥离微粗化、硅烷偶联化表面处理、镀液成分监控、铜箔性能检测评价等全流程精准控制关键技术，研制极薄铜箔制造装备，制备极薄高性能铜箔。2.7 大型薄壁铝合金整体构件精确成形技术研究内容：研究大型网格筋薄壁整体构件复合成形原理，突破多级网格筋成形几何连续性、成形精度控制、跨尺度组织性能均匀调控等关键技术，研制测量-规划-成形一体化制造技术与成套装备。2.8 超大规格H型钢高性能热轧成形技术研究内容：构建超大规格H型钢的异形坯连铸、冷却控制、轧制规程、孔型设计等全流程生产工艺模型；突破温度场-应力场-应变场耦合作用的形性一体化调控技术；研制超大规格H型钢的连铸、轧制及精整成套装备。2.9 大尺寸钛合金结构高强韧焊接技术研究内容：研究低熔蚀钛合金焊料原位合成机理，突破大尺寸钛合金结构焊接界面强韧化调控、界面温度自适应调控技术，研制大尺寸钛合金结构高可靠高效焊接装备。2.10 冷冻砂型绿色铸造技术研究内容：研究水基冷冻砂型复合成形机理及宏微尺度精准控制机制、水粘接剂低温喷射渗透和沉积固化多参数耦合机理；突破冷冻砂型浇冒口及浇道优化设计、冷冻砂型加工精度闭环控制及补偿、高温熔体和冷冻砂型界面瞬态热流传导、大温度梯度下凝固组织转变和多尺度协调控制等关键技术；研制数字化冷冻砂型绿色成形装备。2.11 Micro-LED用新型MOCVD技术研究内容：研究新型MOCVD设备的腔体设计、流场结构和外延生长机理，突破加热器温场均匀性提升以及实时调控、LED外延片表面低颗粒度的硬件结构设计等关键技术，开发新型基于模型的温度控制系统、片盒到片盒传输的自动化取放片系统，研制大尺寸衬底上Micro-LED量产的高可靠性MOCVD外延设备。3. 重大装备应用示范3.1 深远海船舶大推力全回转推进器设计制造关键技术与装备研究内容：研究深远海船舶大推力全回转推进器服役性能演变规律与设计方法；突破大推力全回转推进器高精度电液控制、变截面厚壁导流管多能场复合焊接控形控性、大型桨叶加工高表面完整性调控、伞齿轮高性能加工等关键技术；研发大推力全回转推进器高质高效大型导流管焊接、桨叶加工工艺与装备；自主研制大推力全回转推进器。3.2 深水海底钻井系统关键技术与装备研究内容：研究深水海底钻井系统集成设计与布局优化方法，开展深水海底钻井系统总体方案、永磁电动钻具结构创新设计；突破钻井系统海底模块快速安装、下放回收、精准定位、紧急脱离等关键技术；研发深水海底钻井系统集成控制软件，研制深水海底钻井系统装备。3.3 千米竖井硬岩全断面掘进机关键技术与装备研究内容：研究深部地层岩体原位精细化探测与岩性识别方法、大体积硬岩高效机械破碎机理；突破竖井岩石-泥浆 -压缩空气多相流垂直排渣、高效掘进与支护协同等关键技术；开发集中控制的撑靴与悬吊系统、新型破岩刀具与刀盘； 研制千米竖井硬岩全断面掘进机装备。3.4 第三代半导体高性能碳化硅单晶制备和外延工艺及成套装备研究内容：建立大尺寸反应室热力学和动力学模型，突破高温真空低漏率、耐高温耐腐蚀材料及老化特性、中频热场精确控制和扩径生长、膜厚及表面形貌的高精度实时监控等关键技术，研制反应室及加热、大尺寸高效能碳化硅单晶生长、碳化硅高性能外延生长等关键装备，实现6英寸碳化硅单晶生长和外延装备的国产化和批量应用，推动第三代半导体产业发展。

关于对国家重点研发计划干细胞及转化研究等6个重点专项2017年度项目申报指南建议征求意见的通知　　根据《国务院关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》(国发[2014]11号)、《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革方案的通知》(国发[2016]64号)、《科技部 财政部关于改革过渡期国家重点研发计划组织管理有关事项的通知》(国科发资[2015]423号)等文件要求，现将干细胞及转化研究、纳米科技、量子调控与量子信息、蛋白质机器与生命过程调控、大科学装置前沿研究、全球变化及应对等6个重点专项2017年度项目申报指南建议向社会征求意见。征求意见时间为2016年7月30日至2016年8月3日。　　国家重点研发计划相关重点专项的凝练布局和任务部署已经战略咨询与综合评审特邀委员会咨询评议，国家科技计划管理部际联席会议研究审议，并报国务院批准实施。本次征求意见重点针对各专项指南建议提出的目标指标和相关内容的合理性、科学性、先进性等方面听取各方意见。科技部将会同有关部门、专业机构和专家，认真研究收到的意见和建议，修改完善相关重点专项的项目申报指南。征集到的意见将不再反馈和回复。　　相关意见建议请发至电子邮件：jcs_zdxmc@most.cn。　　科技部基础司　　2016年7月30日　　附件：　　1 干细胞及转化研究重点专项2017年度项目申报指南建议.doc　　2 纳米科技重点专项2017年度项目申报指南建议.doc　　3 量子调控与量子信息重点专项2017年度项目申报指南建议.doc　　4 蛋白质机器与生命过程调控重点专项2017年度项目申报指南建议.doc　　5 大科学装置前沿研究重点专项2017年度项目申报指南建议.doc　　6 全球变化及应对重点专项2017年度项目申报指南建议.doc