破繭成蝶，這些科技成果正飛向你我

馬愛(ài)平 陸成寬

1月10日的人民大會(huì)堂，格外星光璀璨，一年一度的科技界盛會(huì)——國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)如約而至。

此次獲獎(jiǎng)的“大明星”，有的解決了世界性難題，有的填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，有的達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。它們服務(wù)于國(guó)計(jì)民生，將顛覆和超越進(jìn)行到底，用智慧點(diǎn)綴我們的生活，讓我們把目光投向這些智慧與汗水的結(jié)晶，一同感受科技帶來(lái)的魅力之光。

2019北京世園會(huì)演藝中心景觀照明工程新型制漿技術(shù)砍更少的樹(shù)造更多的紙

“與40年前相比，目前我國(guó)紙和紙板產(chǎn)量提高了25倍，人均消費(fèi)量提高了13倍。自2009年首次超越美國(guó)后，我國(guó)連續(xù)9年成為全球最大的造紙生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)?！敝袊?guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所二級(jí)研究員房桂干介紹說(shuō)。20世紀(jì)80年代，黨和國(guó)家審時(shí)度勢(shì)，提出了“林紙一體化戰(zhàn)略”，全面高度重視發(fā)展工業(yè)原料人工林，為造紙工業(yè)發(fā)展奠定了良好的纖維原料基礎(chǔ)。然而，我國(guó)生態(tài)基礎(chǔ)十分脆弱，隨著生保工程的實(shí)施，全面禁止生態(tài)林采伐，進(jìn)一步加劇了纖維資源供應(yīng)短缺的問(wèn)題。

房桂干項(xiàng)目組歷經(jīng)20多年的科技攻關(guān)，系統(tǒng)研究揭示了木片藥液滲透與均質(zhì)軟化、纖維低溫定向解離、高效漂白等機(jī)理和基礎(chǔ)理論問(wèn)題;針對(duì)我國(guó)速生混合材料性特征，創(chuàng)制了變壓浸漬軟化、節(jié)能磨漿、紙漿清潔漂白和生產(chǎn)廢水處理回用等系列產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù);創(chuàng)制了多級(jí)差速揉搓變壓浸漬、功能分區(qū)高能效磨漿、雙功效軟化漂白和高效廢水處理等核心裝備。積極開(kāi)展了創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和推廣工作，設(shè)計(jì)建成混合材高得率制漿生產(chǎn)線16條，升級(jí)改造進(jìn)口高得率漿生產(chǎn)線32條，技術(shù)成果覆蓋我國(guó)高得率制漿產(chǎn)能的70%以上。

高得率制漿技術(shù)和裝備的自主化打破了核心技術(shù)與裝備被國(guó)外長(zhǎng)期壟斷的局面，實(shí)現(xiàn)了低質(zhì)原料高值化利用的目標(biāo)，整體提升了我國(guó)高得率制漿技術(shù)和裝備水平，推動(dòng)造紙產(chǎn)業(yè)向資源節(jié)約、環(huán)境友好、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理的可持續(xù)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生了顯著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。

1月10日，“混合材高得率清潔制漿關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目獲得了2019年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

精準(zhǔn)測(cè)控養(yǎng)殖高科技加持蝦肥魚(yú)美

我國(guó)是世界第一水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，但不是水產(chǎn)養(yǎng)殖強(qiáng)國(guó)。與挪威等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖裝備數(shù)字化程度低，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)測(cè)控技術(shù)缺乏，國(guó)外同類技術(shù)不適用我國(guó)實(shí)際需求，導(dǎo)致勞動(dòng)生產(chǎn)率和資源利用率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)高，嚴(yán)重制約了我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

針對(duì)以上技術(shù)瓶頸，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家數(shù)字漁業(yè)創(chuàng)新中心主任李道亮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在“863”計(jì)劃等課題資助下，經(jīng)10余年產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，創(chuàng)建了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖精準(zhǔn)測(cè)控技術(shù)體系。

1月10日，“水產(chǎn)集約化養(yǎng)殖精準(zhǔn)測(cè)控關(guān)鍵技術(shù)與裝備”項(xiàng)目獲得2019年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

李道亮介紹，該項(xiàng)目創(chuàng)新了溶解氧、葉綠素原位在線測(cè)量方法，突破了實(shí)時(shí)補(bǔ)償校正與智能變送技術(shù)，創(chuàng)制了9種水質(zhì)在線測(cè)量傳感器，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷;解析了復(fù)雜養(yǎng)殖條件下無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道多徑衰落自適應(yīng)機(jī)理，突破了復(fù)雜場(chǎng)景下兼容Zigbee、NB-IoT、2G/3G/4G和北斗等協(xié)議的跨網(wǎng)多設(shè)備動(dòng)態(tài)適配技術(shù)，研制了5種養(yǎng)殖環(huán)境信息采集器和2種無(wú)線控制器，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)產(chǎn)品空白;揭示了溶解氧對(duì)氣象變化、增氧、投餌作業(yè)等外界因素的響應(yīng)機(jī)理，構(gòu)建了溶解氧優(yōu)化調(diào)控與智能投喂決策模型，研發(fā)了精準(zhǔn)測(cè)控云計(jì)算平臺(tái)和移動(dòng)終端服務(wù)系統(tǒng)，引領(lǐng)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向;創(chuàng)制了數(shù)字化陸基工廠循環(huán)水處理成套裝備，構(gòu)建了集傳感器、采集器、控制器、養(yǎng)殖裝備和云計(jì)算平臺(tái)于一體水產(chǎn)養(yǎng)殖精準(zhǔn)測(cè)控技術(shù)體系，帶動(dòng)了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)了我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)性發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)。

此前，該項(xiàng)目已先后獲得天津市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、山東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

打破識(shí)別瓶頸農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)準(zhǔn)、快、多

“民以食為天，食以安為先”。中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所二級(jí)教授王靜經(jīng)10余年系統(tǒng)研究，以檢得準(zhǔn)、檢得快、檢得多為目標(biāo)，在分子印跡設(shè)計(jì)、核心識(shí)別材料創(chuàng)制、免疫檢測(cè)增敏等核心技術(shù)上取得了重大突破。目前，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的系列快速檢測(cè)產(chǎn)品與確證檢測(cè)方法已在農(nóng)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)排查與管控、快速應(yīng)急處置等方面發(fā)揮了重要作用，研發(fā)的化學(xué)污染物精準(zhǔn)識(shí)別、檢測(cè)技術(shù)與產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。

特異性“抓取”技術(shù)是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)檢測(cè)的有效手段。10年來(lái)，王靜團(tuán)隊(duì)先后成功研制了14類覆蓋109種化學(xué)污染物的分子印跡固相萃取柱。這些產(chǎn)品彌補(bǔ)和解決了農(nóng)產(chǎn)品樣品前處理不能精準(zhǔn)特異性提取的技術(shù)瓶頸，其系列專利群已實(shí)現(xiàn)了技術(shù)轉(zhuǎn)讓和成果轉(zhuǎn)化。

判斷農(nóng)產(chǎn)品中有沒(méi)有農(nóng)藥殘留是否也可以通過(guò)快速檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)呢？王靜介紹，其團(tuán)隊(duì)成功制備了對(duì)硫磷、毒死蜱、克百威、三唑磷等親和性好、抗干擾能力強(qiáng)的44個(gè)化學(xué)污染物抗體，研制了56個(gè)化學(xué)發(fā)光、熒光、酶標(biāo)記等快速檢測(cè)產(chǎn)品，這些快速檢測(cè)產(chǎn)品先后被用于多項(xiàng)重大活動(dòng)的技術(shù)保障中，部分重點(diǎn)產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了快檢產(chǎn)品的普及應(yīng)用。

從2007年開(kāi)始，王靜團(tuán)隊(duì)研發(fā)了復(fù)合共凈化技術(shù)，率先高效分離了富集農(nóng)產(chǎn)品中系列高風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥助劑及代謝物，解決了原本無(wú)檢測(cè)方法的難題;獲得了近十萬(wàn)個(gè)殘留檢測(cè)數(shù)據(jù)，首次評(píng)估了農(nóng)藥助劑及其代謝物的安全風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)了我國(guó)高風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥助劑監(jiān)管政策、辦法及農(nóng)藥助劑禁限用名單的出臺(tái)。

1月10日，“農(nóng)產(chǎn)品中典型化學(xué)污染物精準(zhǔn)識(shí)別與檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目獲得了2019年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

另辟勘探思路渤海灣找到千億方氣田

渤海灣盆地石油儲(chǔ)量和產(chǎn)量占全國(guó)約40%，是保障國(guó)家能源安全的“壓艙石”。渤海灣盆地的石油資源探明程度已高達(dá)50%，雖然海底石油和天然氣是一對(duì)“孿生兄弟”，但我國(guó)在渤海灣盆地未發(fā)現(xiàn)大氣田，世界類似盆地也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大氣田。

渤海灣盆地能不能找到大氣田？既是一個(gè)科學(xué)難題，也是一個(gè)技術(shù)難題。

歷經(jīng)8年協(xié)同攻關(guān)，中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司的研究人員取得重要理論創(chuàng)新與技術(shù)突破?！霸陧?xiàng)目研究中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立了深層變質(zhì)巖潛山大型凝析氣田成藏理論，首次揭示了渤海灣盆地晚期快速沉降控制大面積爆發(fā)式生氣機(jī)理，首次揭示了應(yīng)力主導(dǎo)的深層變質(zhì)巖潛山‘優(yōu)勢(shì)礦物—多期應(yīng)力—雙向流體三元共控成儲(chǔ)機(jī)理，首創(chuàng)了晚期構(gòu)造強(qiáng)烈活動(dòng)區(qū)超壓動(dòng)力封閉的天然氣富集成藏模式?！敝袊?guó)海洋石油集團(tuán)有限公司總地質(zhì)師謝玉洪說(shuō)。

與此同時(shí)，該項(xiàng)目還開(kāi)發(fā)了深層潛山勘探關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新了海上小纜距高密度潛山地震勘探一體化技術(shù)，潛山內(nèi)幕地震成像品質(zhì)顯著改善，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)吻合度由65%提高至95%;突破了深層潛山高效鉆井關(guān)鍵技術(shù)，將5000米當(dāng)量井深平均鉆井周期由119天降至最短45天，創(chuàng)造了我國(guó)海上最短鉆井周期紀(jì)錄。

1月10日，“渤海灣盆地深層大型整裝凝析氣田勘探理論技術(shù)與重大發(fā)現(xiàn)”項(xiàng)目獲得2019年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

在該項(xiàng)目形成的勘探理論技術(shù)指導(dǎo)下，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了氣柱高度1569米的深層大型整裝凝析氣田。在渤海灣盆地發(fā)現(xiàn)千億方大型凝析氣田，這是渤海深層天然氣勘探首獲領(lǐng)域性突破，實(shí)現(xiàn)了超級(jí)油型盆地找大氣田的歷史性跨越，有望成為渤海灣盆地新的油氣增長(zhǎng)極，對(duì)保障國(guó)家油氣安全、緩解天然氣供給壓力有重大的意義。

創(chuàng)新成礦理論開(kāi)辟找銅新天地

當(dāng)前，銅被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域，是維持我們經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健發(fā)展的關(guān)鍵大宗金屬之一。然而，我國(guó)銅資源保有儲(chǔ)量卻極大短缺，急需通過(guò)成礦理論創(chuàng)新，獲得銅礦勘查突破。

目前，全球銅主要來(lái)自一種被稱為“斑巖型”的銅礦床類型。國(guó)際礦床學(xué)界歷經(jīng)數(shù)十年研究建立的經(jīng)典成礦理論認(rèn)為，斑巖銅礦主要產(chǎn)于巖漿弧環(huán)境，其形成與大洋俯沖有關(guān)。但是，該項(xiàng)目前期研究發(fā)現(xiàn)，大型斑巖銅礦也大量產(chǎn)出于碰撞帶環(huán)境，這對(duì)經(jīng)典成礦理論提出了挑戰(zhàn)。

中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所研究員、中國(guó)科學(xué)院院士侯增謙研究團(tuán)隊(duì)充分利用我國(guó)地域優(yōu)勢(shì)，在青藏高原這一最年輕、最典型的大陸碰撞造山帶潛心研究十余年，取得了一系列重大突破。研究證明了斑巖銅礦可形成于大陸碰撞全過(guò)程;證實(shí)了碰撞型成礦斑巖起源于加厚新生下地殼而非楔形地幔;發(fā)現(xiàn)成礦物質(zhì)主體來(lái)自新生下地殼而非俯沖洋殼;查明成礦流體來(lái)自新生下地殼角閃石分解與幔源巖漿水注入?！拔覀兺ㄟ^(guò)全球?qū)Ρ妊芯浚罱K建立了一套完整、系統(tǒng)的碰撞斑巖銅礦成礦理論?！焙钤鲋t說(shuō)。

1月10日，“碰撞型斑巖銅礦成礦理論”項(xiàng)目獲得2019年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

該理論回答了在缺少活動(dòng)大洋俯沖的碰撞環(huán)境下斑巖銅礦特征及形成機(jī)制問(wèn)題，大幅度發(fā)展和完善了經(jīng)典斑巖銅礦理論，極大拓寬了全球斑巖銅礦的勘探區(qū)域，并被西藏等地系列找銅新突破所證實(shí)。

改進(jìn)半導(dǎo)體照明讓光源高光效長(zhǎng)壽命

照明技術(shù)發(fā)展史是人類文明進(jìn)步史的縮影。1879年，愛(ài)迪生發(fā)明了白熾燈之后，人類進(jìn)入了電氣照明時(shí)代，這是人類照明史上的第一次照明革命。

隨著技術(shù)進(jìn)步，在白熾燈之后又發(fā)展出水銀燈、鹵素?zé)簟⑩c燈、熒光燈等多種照明光源，但這些傳統(tǒng)照明光源都存在電光轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題。如果能在照明領(lǐng)域發(fā)展出更高光效的光源，將會(huì)節(jié)省更多能源，進(jìn)而對(duì)環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。

LED就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。它的中文名叫半導(dǎo)體發(fā)光二極管，具有高光效、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。LED節(jié)能效果顯著，其電光轉(zhuǎn)換效率是熒光燈的5倍，白熾燈的20倍。

為此，我國(guó)啟動(dòng)了“高光效長(zhǎng)壽命半導(dǎo)體照明關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)面向國(guó)家的重大需求，承擔(dān)起技術(shù)攻關(guān)的重任，通過(guò)基礎(chǔ)研究、技術(shù)突破、規(guī)模應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)推動(dòng)，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高光效、長(zhǎng)壽命半導(dǎo)體照明成套技術(shù)，關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)了全球最大規(guī)模的LED芯片產(chǎn)業(yè)化。

1月10日，“高光效長(zhǎng)壽命半導(dǎo)體照明關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目獲得了2019年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

“目前，我國(guó)已有近50%的傳統(tǒng)光源被LED產(chǎn)品所取代，每年累計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)電約2800億度，相當(dāng)于3個(gè)三峽水利工程全年的發(fā)電量，超過(guò)澳大利亞全年用電量?！痹擁?xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員李晉閩說(shuō)。

該項(xiàng)目的實(shí)施帶動(dòng)了我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，項(xiàng)目成果實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)4英寸外延芯片1000萬(wàn)片，LED芯片市場(chǎng)份額居全球首位。項(xiàng)目成果在北京奧運(yùn)會(huì)、十城萬(wàn)盞示范工程、人民大會(huì)堂照明系統(tǒng)節(jié)能改造工程、APEC峰會(huì)、俄羅斯世界杯等重大工程實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用，節(jié)能減排效果顯著，引領(lǐng)了全球半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展。