重点资助方向.docx

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重点资助方向

附件1：

重点资助方向

一、优势学科提升

1.高速切削加工技术应用基础理论（项目代码：

2018A04，以下同）

围绕航空航天、能源动力、海洋装备等领域关键部件的实际加工需求，着重从阐明高速切削加工材料成形成性过程中的瞬态和稳态能场作用机理方面，提出有效提高工件毛坯多余材料的去除效率、降低能量消耗，提高切削加工表面完整性以延长零件使役性能和服役寿命的相关加工技术路线与工艺，进一步提升我省在高速切削加工相关研究领域的创新实力。

2.绿色高效高值表面活性剂（2018A05）

围绕日用化工、医药、食品、电子等领域对绿色高效高值表面活性剂的需求，研究新型表面活性剂的制备、提纯和分离关键技术，开发具有超低界面张力、耐强碱、生态安全、可降解、生物相容特性的表面活性剂产品及绿色生产工艺，服务相关产业的产品与技术升级。

3.深地资源安全高效开采自主试验研究装置（2018A06）

我省在深部矿产资源安全开采相关基础理论、试验装备、关键技术等方面在全国和国际上有着重要的学术影响力。

为进一步提高深地资源勘查、开采、利用技术及装备的水平，支持对自主开发的RLJW-2000岩石三轴剪切流变、煤层底板突水时空演化等试验系统等进行改造升级，自主研具有国际领先水平的研究装置与仪器。

二、战略跟踪

4.医用增材制造应用基础研究（2018B01）

以医用材料开发与应用为目标，基于增材制造的工艺特性和临床应用需求，开展医用增材制造专用生物和非生物材料的设计与制备技术研究，突破一批重点成形工艺及装备产品。

方向1、医用高分子材料及其成型技术装备研究

（1）非生物增材制造用可降解高分子医用生物材料（方向代码：

1-1，以下同）

研发分子量及分布可控且无金属残留的可降解聚酯医用生物材料,重点突破医用聚氨基酸、聚酯等材料的绿色合成关键技术，设计合成分子量和官能团可控、不含金属残留，满足CFDA标准的适用于增材制造用的可降解医用聚氨基酸、聚酯等生物材料；采用选择性激光烧结技术构建聚酯基组织工程支架，研究增材制造的参数、聚酯微纳球粉粒径尺寸及分布对组织工程支架性能的影响规律；研究组织工程支架与组织细胞间的相互作用，阐明组织工程支架的组成和生物力学性能等对诱导组织再生的细胞和分子机制。

考核指标:

开发1-2类新型绿色催化体系，研发的技术及产品技术指标应达到国际先进水平,相关可降解高分子材料无金属残留,具有良好的生物相容性，杂质残留量不超过医用级标准,形成符合植入级产品生产质量管理规范要求。

核心技术获发明专利不少于4项（国际专利不少于1项）。

（2）非生物增材制造用新型高效光固化树脂（1-2）

制备适合光固化增材制造技术的软性医用生物材料，实现可见光或者近紫外光固化的新型树脂材料的开发与中试，并将其用于具有个性化缺省器官修复和器官辅助件的增材制造。

考核指标：

使用材料具有良好生物相容性和血液相容性，能够降解且降解后小分子均无毒。

材料应具备以下性能：

能够有效减少血小板的黏附和抑制血小板活化，能够有效抑制内源性凝血因子的活化；能够促进已形成的血栓溶解，能够有效避免料表面的伪内膜化；在生物环境中具有长期稳定的生物、化学、物理性能。

能够通过增材制造技术临床应用于人工血管、心脏瓣膜、人耳、人骨等组织器官,打印精度小于0.1mm。

核心技术获得发明专利不少于4项。

（3）生物增材制造高分子材料成型技术及装备研发（1-3）

研究可细胞参与的生物医用高分子材料（聚乳酸、水凝胶）复合及改性技术，探讨生物医用高分子材料增材制造过程中塑化及传热机理，研究生物医用高分子材料微观结构与生物相容性与物理性能之间的关系，研发具有宏微结合及三维复杂曲面结构的生物医用材料增材制造新技术及装备。

考核指标：

建立一整套具有插补联动功能的生物医用高分子材料增材制造数字化成型技术及装备，成型效率提高20%，性能提高15%，所制备的增材制造模型与实物复合率高于90%以上。

核心技术获发明专利不少于4项。

方向2、非生物增材制造用无机非金属材料及其成型技术装备研究

（1）医用生物陶瓷及复合生物陶瓷材料（2-1）

研究可降解生物陶瓷粉体颗粒尺度、形状、均匀性以及团聚的系列控制，改善粉末流动性；研究其生物相容性和安全性，以及是否易于与后续种子细胞（或生长因子）结合的问题；研究生物陶瓷材料打印时的精度控制问题。

考核指标：

研发1-2类可增材制造的医用陶瓷及复合生物陶瓷材料，凝固时间可控，微纳米尺度，颗粒均匀，能保证打印过程粉末的流动性，具有生物相容性和安全性，满足医用级标准，相关产品技术指标应达到国际领先水平，新材料可临床应用于齿材料、人骨等组织器官，核心技术获发明专利不少于4项（国际专利不少于1项）。

（2）非生物增材制造的氧化物和医用碳素材料开发与制备（2-2）

研究氧化物陶瓷（Al2O3，ZrO2等）和医用碳素材料制备过程中的科学问题，使其物理特性和和力学性能复合国际标准化组织（ISO）对于医用氧化物植入制品的要求，机械性能可适用于负重大、耐磨要求高的部位。

研究激光高温烧结过程熔融、凝固、组织、性能控制。

考核指标:

打印材料具有生物安全性和相容性，力学性能达到承重骨水平。

相关产品技术指标应达到国际领先水平，核心技术获发明专利不少于4项。

（3）医用无机非金属材料增材制造的工艺与装备（2-3）

研究由医学影像准确构建支架的体外模型、组织工程支架表面形貌的设计和孔隙率优化的新方法；模拟打印路径和打印效果，优化材料的打印工艺。

研究高精度、高效及大尺寸增材制造技术的装备设计原理与实现方法；开发适用于无机非金属材料快速成型的增材制造设备及制造技术，研究增材制造成型工艺和产品结构设计与产品性能的影响关系；研发具有宏微结合及三维复杂曲面结构的生物医用材料增材制造新方法及装备。

考核指标:

设备加工尺寸不小于300×300×300mm，制造精度小于0.1mm，凝固时间适用增材制造，制作过程满足植入物安全规范，产品通过安全性评价，符合外科植入物国家/行业标准，完成动物实验5例以上，核心技术申报国家发明专利不少于4项。

方向3、非生物增材制造用金属材料及其成型技术装备研究（3）

重点研究生物增材制造用纯钛、钛合金材料及其先进制粉工艺，提高国产金属粉末材料在成分纯净度、氧含量、球形度、流动性的指标，同时粒度范围可控。

考核指标:

开发出适用于SLS、SLM、EBM和LENS等增材制造技术的金属粉末耗材，包括钛及钛合金、不锈钢等，所研制的粉末具有成分纯净度高、氧含量低、球形度高、流动性好、粒度范围可控等优良性能，满足生物医学行业生物相容性要求，符合中国GB/T3620.1、GB/T1480、GB/T1482、GB/T1479（中国）和美国ASTMF2924、ASTMF3001、ASTMF3049标准的金属粉末，Ti-6Al-4V（TC4）。

核心技术获得发明专利不少于2项。

方向4、其他生物增材制造基础研究（4）

5.合成生物细胞工厂的设计与构建（2018B02）

碳/氮循环是地球生物得以繁衍生息的基本自然过程，人类的高密度社会经济活动对碳/氮循环中涉及工农业生产各环节的时空产率提出了天然生物系统难以满足的更高需求。

针对化能（糖）驱动的物质能量转换、光合固碳以及生物固氮等碳/氮循环的关键环节，研发以糖、CO2及N2三大可再生资源为原料、以更高时空产率生产若干高效合成生物（微生物、植物等）细胞工厂，发展高效构建合成生物细胞工厂的基础理论与关键共性技术。

方向1、高值天然产物合成微生物细胞工厂的设计与构建

针对来源于动植物及微生物的高值天然产物，精细解析其生物合成途径，发掘、设计和改造关键合成元件，运用高效天然或非天然催化元件在时空产率更高、代谢网络更可控的异源微生物宿主中重构人工生物合成途径，并通过物质能量流的精准调控构建以可发酵糖为原料、化能驱动的高值天然产物合成微生物细胞工厂。

（1）高值天然产物生物合成途径解析（方向代码：

1-1，以下同）

开展珍稀药用动植物和特色微生物资源的基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢物组学等多重组学研究，精细揭示其高附加值活性成分生物合成的分子基础；研究生物合成途径中关键酶的催化机理、反应动力学、底物与辅因子偏好性、蛋白间相互作用和调控模式等；进一步开展目标高值天然产物生物合成过程中物质和能量转换、产物转运和外排、反应开关及速率控制的机理性研究。

（2）高值天然产物人工生物合成途径重构（1-2）

构建天然产物生物合成关键元件库，从中筛选抽提非天然相容催化元件，并进一步通过理性设计和改造获得高效人工合成元件；运用大片段DNA组装技术对天然产物生物合成基因进行定向组装和精准调控，构建目标产物的“从头合成”或“生物转化”微生物细胞工厂，实现高值天然产物的微生物异源生产及以新药开发为目标的“非天然”天然产物制备。

（3）高值天然产物合成微生物细胞工厂的构建（1-3）

针对天然产物的异源合成效率问题，开展人工合成途径与微生物底盘细胞的相容性机制研究；基于代谢流量分析开展代谢节点酶的酶工程改造研究，实现代谢流量的人为导向与理性控制；研究人工合成途径精准调控机制，实现单一成份天然产物或多成份天然产物按预期比例的精确合成；优化目标天然产物合成微生物细胞工厂的鲁棒性、抗逆性、反馈抑制解除等生物功能，为其高效工业化生产应用奠定基础。

考核指标：

建成1-2个天然产物生物合成或调控元件库（库容>5000）；构建甾体、生物碱、安莎菌素、霉酚酸、多肽等高值药物或活性天然产物的合成微生物细胞工厂；发表高水平SCI论文10篇以上，申请4件以上高水平发明专利；推动1种合成微生物细胞工厂进入产业化应用。

方向2、光驱固碳合成微生物细胞工厂的设计与构建

系统研究原核光合细菌与真核微藻光合固碳微生物细胞工厂的设计与构建理论，解析光合微生物抗逆机制、解耦和改造可移植型合成生物学抗逆元件，构建可用于能源、化工、高值功能制品等产品生产的高效光驱固碳合成微生物细胞工厂。

（1）光驱固碳微生物细胞工厂代谢产物合成路线设计（2-1）

从生理、代谢、调控等不同层面诠释天然光合微生物对高/低盐、强/弱光、高/低温等各种环境胁迫的响应体系，分析应激条件下相关代谢产物合成模式的变化，挖掘产物合成途径并解锁环境响应性调控模式，突破目标代谢产物合成对环境扰动的依赖，实现细胞光合固碳生长与产品高效合成分泌的同步耦合；通过合成生物学元件和途径的设计与合成，进一步延伸、修饰天然的光驱固碳生物合成路线，构建能够产生非天然代谢产物的光驱固碳合成微生物细胞工厂。

（2）光驱固碳微生物细胞工厂高值化学品合成途径的设计与构建（2-2）

探索人工设计的非天然代谢途径与光驱固碳底盘细胞的适配原理与机制，基于对光合微生物天然代谢网络的分析设计合成路线，设计、应用适配于光合生物体系的合成生物学控制元件和模块，深度活化并动员特异性的天然碳汇模式，驱动光合作用中固定的有机碳向目标产品合成的分配；探索新的光合微生物合成生物学设计原则和改造策略，优化底盘细胞中ATP和NADPH等能量和还原力因子合成模块对异源途径的响应和互作模式，提升高附加值化学品的光驱合成效能。

（3）光驱固碳微生物细胞工厂逆境适应能力的解析与提升（2-3）

针对光驱固碳合成微生物细胞工厂应用于开放式、规模化培养的需要，解析并提升底盘细胞对高盐、高光、高温等环境胁迫的适应与耐受机制，通过模式微生物与近源抗逆微生物的系统生物学比较，挖掘关键性抗逆模块，揭示其影响光合固碳等细胞生理代谢功能的分子机制，进而获得可移植型合成生物学抗逆元件，在此基础上进行其表达的时空和强度调控，提升光驱固碳细胞工厂的细胞生长与产物合成性能在逆境条件的鲁棒性和适切性。

（4）光驱固碳微生物细胞工厂采收特性的功能重构与定向应用（2-4）

针对光驱固碳细胞工厂采收性能设计与优化的需要，系统解析影响光合微生物细胞聚集和絮凝的生理、代谢功能和细胞表面结构特性，对关键功能元件进行鉴定、解析和定向重构；抽提光合微生