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山東大學(xué)晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陶緒堂教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)自主設(shè)計(jì)的“微爆炸法”獲得了無(wú)氧化MXene-Ti3C2Tx量子點(diǎn)，首次提出可將此類二維結(jié)構(gòu)鈦基晶體材料用于腫瘤治療，并與劉宏教授團(tuán)隊(duì)合作發(fā)現(xiàn)其具有較強(qiáng)的類芬頓反應(yīng)特性，在抗腫瘤實(shí)驗(yàn)中效果顯著，從而實(shí)現(xiàn)了更高效、更安全的納米催化治療方式。相關(guān)結(jié)果以“Nonoxidized MXene Quantum Dots Prepared by Microexplosion Method for Cancer Catalytic Therapy”為題，發(fā)表在材料類權(quán)威期刊Advanced Functional Materials（IF=15.621）上，陶緒堂教授和劉宏教授為通訊作者，晶體所博士研究生李雪松和劉鋒為共同第一作者，山東大學(xué)為獨(dú)立完成單位。 對(duì)于腫瘤治療，傳統(tǒng)的化學(xué)、物理療法都存在嚴(yán)重的副作用，限制了其在實(shí)際臨床治療中的應(yīng)用。最近，基于特殊的腫瘤微環(huán)境，利用腫瘤內(nèi)部催化反應(yīng)的納米催化治療成為前沿且備受關(guān)注。其中，研究最為廣泛的鐵基納米催化劑可特異性響應(yīng)腫瘤的弱酸性細(xì)胞微環(huán)境，釋放Fe2+并引發(fā)芬頓反應(yīng)，產(chǎn)生?OH自由基以觸發(fā)細(xì)胞凋亡，從而抑制腫瘤。然而，在弱酸性腫瘤環(huán)境中，F(xiàn)e2+催化的芬頓反應(yīng)速率較低，導(dǎo)致?OH自由基形成緩慢。此外，眾多抗腫瘤復(fù)合納米制劑的潛在毒性值得關(guān)注。因此，尋找更高催化活性和更安全的納米制劑是人們一直追求的目標(biāo)。晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陶緒堂教授團(tuán)隊(duì)與劉宏教授團(tuán)隊(duì)合作發(fā)現(xiàn)所制備的鈦基無(wú)氧化MXene-Ti3C2Tx量子點(diǎn)具有較強(qiáng)的類芬頓反應(yīng)特性，其對(duì)正常細(xì)胞和組織器官均表現(xiàn)良好的生物相容性，并對(duì)宮頸癌和乳腺癌均有強(qiáng)烈的殺傷能力，體現(xiàn)出優(yōu)異的抗腫瘤效果。這種以鈦基類芬頓反應(yīng)為基礎(chǔ)的腫瘤治療方式潛力巨大，為實(shí)現(xiàn)腫瘤的高效、精準(zhǔn)治療提供了一條新的探索途徑。

針對(duì)載流子表界面復(fù)合的問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)在氮化鉭薄膜上下界面分別修飾p型的Mg:GaN層和n型的In:GaN層，一方面鈍化氮化鉭薄膜的界面缺陷，另一方面通過(guò)構(gòu)建異質(zhì)結(jié)提升界面載流子分離能力，實(shí)現(xiàn)了最高為3.46%的ABPE，這是目前基于氮化鉭光陽(yáng)極的最高效率值（圖）。將體相和界面載流子管理策略相結(jié)合，有望進(jìn)一步提升氮化鉭光陽(yáng)極的效率。

本項(xiàng)目是新興的自動(dòng)化系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科交叉領(lǐng)域前沿重大問(wèn)題的研究，屬人工智能、知識(shí)工程技術(shù)領(lǐng)域。早期專家系統(tǒng)中知識(shí)的自動(dòng)獲取與知識(shí)匱乏成為其瓶頸問(wèn)題，一直制約著專家系統(tǒng)的發(fā)展。本項(xiàng)目找到了解決這一瓶頸問(wèn)題的有效途徑與方法，即用知識(shí)發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)的自動(dòng)獲取與解決知識(shí)匱乏這一難題；有望將專家系統(tǒng)的發(fā)展推向新階段。 本項(xiàng)目提出了一種基于知識(shí)發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新技術(shù)的專家系統(tǒng)，簡(jiǎn)記作ESKD，它采用了自主研發(fā)的知識(shí)發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了ESKD的全新總體架構(gòu):第一，把知識(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)視為認(rèn)知系統(tǒng)，研究其自身的內(nèi)在認(rèn)知機(jī)理(涵蓋4個(gè)機(jī)制),由機(jī)理的研究導(dǎo)致7個(gè)新模型與11種新技法；第二，以知識(shí)發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新技術(shù)作成專家系統(tǒng)新的知識(shí)自動(dòng)獲取構(gòu)件,并形成了全新的動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)；第三，其推理機(jī)中集成了多種不確定性推理形式與方法；第四，它以多個(gè)知識(shí)源、多種知識(shí)融合、多抽象級(jí)與多知識(shí)層次結(jié)構(gòu)為特征形成了具有豐富內(nèi)涵的專家系統(tǒng)總體構(gòu)架,提高了實(shí)用化功能，推動(dòng)其向新一代專家系統(tǒng)的發(fā)展；第五，通過(guò)在鋁電解生產(chǎn)等領(lǐng)域中的應(yīng)用，解決了過(guò)去憑經(jīng)驗(yàn)與簡(jiǎn)單技法難于解決的控制過(guò)程與參數(shù)等優(yōu)化問(wèn)題。 ESKD突顯其技術(shù)先進(jìn)與學(xué)科領(lǐng)域促進(jìn)作用的根源，就是作為其理論基礎(chǔ)的KDTICM(我們獨(dú)立提出的基于內(nèi)在認(rèn)知機(jī)理的知識(shí)發(fā)現(xiàn)理論)及其載體（軟件系統(tǒng)ICCKDSS）是原創(chuàng)性的與自主的。這一點(diǎn)由2項(xiàng)國(guó)際獲獎(jiǎng)及其評(píng)價(jià)書、國(guó)際著名科學(xué)家與國(guó)內(nèi)5院士評(píng)價(jià)、8項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利(詳見(jiàn)附件)、教育部鑒定、國(guó)內(nèi)外著名刊物發(fā)表的論著等證實(shí)。

本項(xiàng)目是新興的自動(dòng)化系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科交叉領(lǐng)域前沿重大問(wèn)題的研究，屬人工智能、知識(shí)工程技術(shù)領(lǐng)域。早期專家系統(tǒng)中知識(shí)的自動(dòng)獲取與知識(shí)匱乏成為其瓶頸問(wèn)題，一直制約著專家系統(tǒng)的發(fā)展。本項(xiàng)目找到了解決這一瓶頸問(wèn)題的有效途徑與方法，即用知識(shí)發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)的自動(dòng)獲取與解決知識(shí)匱乏這一難題；有望將專家系統(tǒng)的發(fā)展推向新階段。 本項(xiàng)目提出了一種基于知識(shí)發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新技術(shù)的專家系統(tǒng)，簡(jiǎn)記作ESKD， ESKD是將KDTICM與傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)相融合的結(jié)果,它以原創(chuàng)性理論KDTICM為貫穿,以動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)為主線,以全新的知識(shí)表示和獲取方法為依托,構(gòu)成了多層遞階的獨(dú)特結(jié)構(gòu),很好地解決了傳統(tǒng)專家系統(tǒng)中極為重要的“知識(shí)自動(dòng)獲取”與“知識(shí)匱乏”的瓶頸問(wèn)題;成為新一代專家系統(tǒng)的基本概型(新分支學(xué)科)。 它具有多知識(shí)源、多知識(shí)融合、多抽象級(jí)等特征的全新總體架構(gòu)、全新知識(shí)自動(dòng)獲取構(gòu)件、全新動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)、全新推理機(jī)。(見(jiàn)圖5)“科技時(shí)報(bào)”就“中國(guó)科學(xué)”發(fā)表的此文與產(chǎn)生的重要影響作了報(bào)道。ESKD促進(jìn)與影響著基于KDTICM的其它智能系統(tǒng)新構(gòu)造的形成。 ESKD全新的構(gòu)造要素:1)知識(shí)獲取源除書本知識(shí)、專家知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)、推理機(jī)制外,增加了數(shù)據(jù)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)的知識(shí)源;并利用KDTICM自動(dòng)獲取知識(shí),拓展了知識(shí)自動(dòng)獲取的新途徑。2)構(gòu)造了獨(dú)特的基礎(chǔ)知識(shí)庫(kù)--衍生知識(shí)庫(kù)--合成知識(shí)庫(kù)--綜合知識(shí)庫(kù)--擴(kuò)展知識(shí)庫(kù)的動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)。3)集成了模糊、綜合歸納、定性、基于案例等多種推理形式和方法。4)采用我們獨(dú)立提出的基于語(yǔ)言場(chǎng)的知識(shí)表示方法,能夠深層次的綜合表達(dá)具有不確定性與定性描述特征的知識(shí)。5）結(jié)合了KDD*和KDK*的多項(xiàng)相關(guān)專利技術(shù)。 ESKD突顯其技術(shù)先進(jìn)與學(xué)科領(lǐng)域促進(jìn)作用的根源，就是作為其理論基礎(chǔ)的KDTICM(我們獨(dú)立提出的基于內(nèi)在認(rèn)知機(jī)理的知識(shí)發(fā)現(xiàn)理論)及其載體（軟件系統(tǒng)ICCKDSS）是原創(chuàng)性的與自主的。這一點(diǎn)由3項(xiàng)國(guó)際獲獎(jiǎng)及其評(píng)價(jià)書、國(guó)際著名科學(xué)家與國(guó)內(nèi)5院士評(píng)價(jià)、10項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利(詳見(jiàn)附件)、教育部鑒定、國(guó)內(nèi)外著名刊物發(fā)表的論著等證實(shí)。