国家科技奖获奖项目巡礼:创新英雄们这么说

来源:人民日报 时间:2018-01-16
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国家自然科学奖一等奖获得者唐本忠

国家自然科学奖一等奖获得者李家洋

国家技术发明奖一等奖获得者贾振元

国家科学技术进步奖特等奖获得者李兰娟

1月8日,2017年度国家科学技术奖励大会在北京隆重举行,两位科学家获得国家最高科学技术奖,共评选出35项国家自然科学奖、66项国家技术发明奖、170项国家科学技术进步奖。获奖的一系列重大科学成果不断刷新中国创造的高度,彰显我国的创新自信。而这些成果的缔造者们,大多几十年如一日坚守科研初心,为创新型国家和世界科技强国建设倾尽心血。科技视野版将聚焦他们,解密他们的创新之路,敬请关注。

——编 者

 

国家自然科学奖一等奖获得者唐本忠

热爱工作就成功了一半

本报记者 喻思南

创新感言:新的概念可以引领新的发展潮流、开辟新的研究领域。革命性的观念可以改变我们的思维模式,甚至改变我们的生活方式。为鼓励原创发现,必须鼓励挑战精神和培育创新文化。因为科学追求的最高境界是颠覆“常识”,通过概念突破而开辟新领域、创造新知识。

获奖项目:聚集诱导发光

“做科研,既要努力‘站’上巨人的肩膀,也要勇于挑战权威、把巨人‘踩’在脚下。”这是中科院院士、香港科技大学讲座教授唐本忠经常对学生说的一句话。17年前,他和团队挑战传统理论,在国际上首次提出了“聚集诱导发光”概念,并通过辛勤耕耘开辟了有机发光材料研究的新方向。2018年,凭借在“聚集诱导发光”领域的开创性贡献,唐本忠团队获得国家自然科学奖一等奖。

“上帝不会随便打电话”。“聚集诱导发光”现象的发现离不开团队长期的研究积累

简要地说,“聚集诱导发光”是指分子在聚集状态下发光反而比单分子状态更强的现象。在唐本忠团队发现该现象之前,科学家一直相信“聚集猝灭发光”理论,即发光分子在聚集状态下发光强度减弱甚至完全消失。

通常,有机发光材料在聚集态或固态下使用,因此“聚集猝灭发光”现象很大程度上限制了发光材料的应用范围。“聚集猝灭发光”理论像一个魔咒,框住了人们的思想,很多科学家尝试寻找隔离分子使发光不被猝灭的方法,但都收效有限。

2001年,唐本忠和他的学生在实验中,意外发现了一种与“聚集猝灭发光”截然相反的现象,即一类有机分子在溶液中不发光,而聚集后发光显著增强。唐本忠敏锐地意识到其中可能包含着独特的意义,经过仔细研究和多次实验,他创造性地提出了“聚集诱导发光”概念。

“有时候,做研究需要跳出现有的思维框框,如果你观察到与既有经验不一样的现象,第一反应不应该是回避,而应该非常兴奋地去追根溯源。”唐本忠说。

“上帝不会随便打电话。”唐本忠说,“聚集诱导发光”现象发现看似偶然,实际上离不开团队长期的研究积累。

为解开某些有机分子在聚集态下发光的谜团,那段时间,唐本忠废寝忘食地思考这个问题。最终,经过大量实验和卓有成效的讨论,他带领的团队提出了解释模型,即“聚集诱导发光”现象的产生是由于分子内运动的受限所造成的,这一解释得到了科学界的普遍认可。

“聚集诱导发光”是我国科学家率先提出的原创性概念,开辟了发光材料的新领域。目前,全世界已经有80多个国家和地区超过1500个研究单位的科学家进入该领域。

热爱你的工作!做到这点,你就成功了一半

“原创的科研就像刨一口井,越往下发现的泉眼越多。如果只是跟踪而无超越,思路早晚会枯竭”,唐本忠说。目前,唐本忠团队制备了一系列高性能的“聚集诱导发光”材料,并与不同领域科研人员合作,推进这类材料在光电、传感、生物、医疗等诸多领域的应用。

唐本忠最初的梦想并不是做化学家。中学时代,他热爱文学,还为学校文工团写过剧本。1977年,在哥哥的建议下,他报考了理工专业。与高分子科学结缘,还缘于他有机化学考得不错,被华南工学院(现华南理工大学)招生的老师看中,从而被招入该校。

“毕业后,我又被国家公派到日本而不是我想去的美国留学,我的人生好像很多时候都是‘被选择’的。”唐本忠说。面对“被选择”的人生,唐本忠有自己的心得和理念——“爱上所做的工作”。

在华南工学院的4年,为挤出更多的时间学习,唐本忠暑假没有回过一次家,基本在图书馆里度过。在香港科技大学做研究,他的实验室经常深更半夜都灯火通明。

曾有人问唐本忠做出好研究的秘诀,他的回答是:“热爱你的工作!做到这点,你就成功了一半。”

在唐本忠看来,现在青年人学习环境和条件比以前好多了,应该集中精力打牢基础。“一些科研人员追求‘短、平、快’的热门研究,难以有时间静下心来思考重大的科学问题,从而难以真正做出具有重大意义的科研成果。青年人要有做原创研究的自觉和胆识,全社会也要营造良好的创新文化。”唐本忠说。


国家自然科学奖一等奖获得者李家洋

要有挑战难题的勇气

本报记者 吴月辉

创新感言:搞科研,一是要有挑战科学难题的勇气和精神,不要因为别人解决不了,就觉得自己肯定也解决不了,要敢于挑战,要有信心。二是要有一个非常好的团队,这非常关键。三是要有锲而不舍的精神,在困难的时刻不动摇,能够一直坚持下去。四是要具备敏锐性,如果没有敏锐性,你根本不知道一项科学研究最重要的关键点在哪里。

获奖项目:水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计

长江中下游稻区是我国水稻主产区之一,历史上一直是水稻育种水平和生产水平非常高的地区。但近20年以来,该地区水稻产量进入一个缓慢增长期,存在着品质较差、抗病性弱、主栽种品种退化严重等问题,由此也带来了抗生素和农药滥用等一系列问题。在这种情况下,科学家们一直在思索:能否找到水稻质与量的“完美协调”,让其综合能力达到最佳?

经过多年的努力,以中国科学院院士李家洋领衔的研究团队终于找到了这个“完美协调点”。他们运用分子设计育种的理念和技术,经过精心的杂交“设计”,育成了具有理想株型及超高产、早熟和抗稻瘟病等优秀基因的水稻新品种。

日前,这一突破性成果也因具有引领作用,对指导未来作物遗传改良、保障国家粮食安全具有重大战略意义,摘得2017年度国家自然科学奖一等奖桂冠。

“分子设计”育种技术可以精确改良水稻缺点

在过去半个世纪里,中国的水稻育种实现了两次重要突破,成为世界范围内第一次“绿色革命”的重要组成部分。

第一次是上世纪60年代矮化育种的成功,把水稻产量提高了20%—30%;第二次是上世纪70年代中期杂交水稻的研究成功,水稻产量在矮秆良种的基础上又增长20%左右。

两次突破很好解决了中国等发展中国家的温饱问题。如何在吃饱的同时又能吃好,让水稻既高产又优质?

1994年,在美国完成博士后学业之后,李家洋立刻回到国内,为实现这一目标开始努力。李家洋选择了“分子设计”育种技术为研究方向。“‘分子设计’育种技术是世界作物遗传改良领域最先进的技术。它可以实现基因的直接选择和有效聚合,也就是说可以精确改良缺点,聚合多个优点,不但有望实现水稻既高产又优质,同时还能大幅度提高育种效率,缩短育种年限,并且实现‘精确育种’。”

研究过程异常艰难,没有先例可循

多数农作物的经济性状,比如高产、稳产、优质、高效等,都受到多个基因的调控,并具有“模块化”特性。

“水稻也一样。所以,在这个过程中我们需要首先了解清楚水稻不同基因对应的不同性状,以及不同基因耦合可能产生的性状,解析它们表达调控机制、彼此作用的模式。然后将这些基因根据需要进行相对精确的重新组合,得到我们需要的品种,让杂交、选种过程变得有目标、可预见。”李家洋说,“这就像搭积木,我们有针对性地选择需要的积木,更快更好地搭建出需要的建筑。”

然而,“搭积木”的过程并不容易。

李家洋坦陈,最艰难的时期就是研究的起步阶段。“在世界上这也是个巨大挑战,没有先例可循。我们只能自己摸索研究,建立一套图位克隆水稻基因的体系。”李家洋说。

最终,经过8年的努力攻关,李家洋团队成功建立了一套图位克隆水稻基因体系。“有了这个体系,我们就可以克隆水稻的所有基因。”

“最让我高兴的是,之后的研究中我们成功找到了最关键基因。”李家洋说,这种名为理想株型的基因可以让株型更优。“茎秆更粗壮,穗子大、谷粒大,这是高产最重要的性状。”

除了让水稻能既高产又优质外,“分子设计”育种技术还能让育种时间大大缩短。常规育种需要7—8年才能选出育种材料,“分子设计”育种技术能将其缩短到4—6年甚至更短,育种周期缩短为原来的1/2至1/3。

李家洋说:“在常规育种中,杂交后的新稻株要等到在田里生长后,科学家才能用肉眼‘海选’出想要的性状植株。但在分子模块设计育种中,哪怕还是小苗,只要做一次基因检测,就能‘锁定’想要的那一棵。”


国家技术发明奖一等奖获得者贾振元

我就是个干活的

赵永新 吕东光

创新感言:做科研要找对路子。刻苦的人很多,关键在于找准方向。道走对了可能事半功倍;道走错了,你费大力气、绕大圈子也不一定能成功。

获奖项目:高性能碳纤维复合材料构件高质高效加工技术与装备

“我就是个干活的”——见面握手时,贾振元这样“自报家门”。

今年54岁的贾振元是大连理工大学长江学者特聘教授,国家973计划项目首席科学家,国家万人计划入选者,2017年度国家技术发明奖一等奖项目第一完成人。

个头不高、头发灰白的他对记者说:“农民要种好地、多打粮食,工人要把工做好、拿出好产品,我们搞工程科学的就要把问题弄懂、把技术弄通,争取解决实际问题、满足国家重大需求。”

贾振元干的这个活,是世界性难题——碳纤维增强树脂基复合材料(以下简称“碳纤维复合材料”)构件的高质高效加工。

瞄准制约行业发展的卡脖子问题

从博士毕业留校任教至今,贾振元在机械工程精密加工领域干了将近30年。“我们做工程科学的,总希望自己做的事情能有意义,把自己的研究和国家需求结合起来,瞄准高校有优势、企业无法解决、制约行业发展的卡脖子问题。”

碳纤维复合材料的高质高效加工,就是这样的“卡脖子”问题。

航空、航天、交通等领域的高端装备,质量越轻跑得越快、飞得越远,有效载荷也越大。贾振元介绍,这些装备的重量一般按“克”计算,飞机结构重量每降低1%,油耗可以减少3%—4%;高铁减重1%,能耗可减少6%—7%。

减轻重量有两种途径:一是设计巧妙,二是材料轻质。目前既轻巧又有刚度、强度的材料,当属碳纤维复合材料。而且它易实现材料与结构整体同步制造,已成为高端装备减重增效的优选材料。

“但光有好材料还不行,加工技术必须跟得上。”贾振元说,只有先经过切边、制孔等系列机械加工,复合材料构件才能连接装配、用到高端装备上。让企业头疼的是:复合材料构件加工过程中很容易产生毛刺、撕裂、分层等损伤。这些加工损伤会影响构件的承载性能、疲劳寿命和可靠性。

2003年,科研团队在与企业合作时发现了这个“卡脖子”问题后,下决心攻克这一难关。

贾振元告诉记者,碳纤维复合材料多层叠加、多相混合、各向异性,与金属等均质材料完全不同,是典型的难加工材料。

“必须从根子上解决问题。”贾振元为团队确定了研发路径:从应用基础研究出发,从构成机理上弄清楚造成碳纤维复合材料加工损伤的根源,然后再从工程实践中提炼出解决共性问题的理论方法。

凭着“蚂蚁啃骨头”的精神,他们终于取得多项重大突破:探明了碳纤维复合材料去除机理和加工损伤形成机制,提出了针对碳纤维复合材料加工的切削理论,建立了切削力和切削过程动态仿真模型。

在此基础上,研发团队用理论指导实践,提出“微元去除”和“反向剪切”加工损伤抑制原理,先后发明三大类、9个系列的制孔、铣削等刀具。研发团队还开发了负压逆向冷却和具有自风冷排屑功能的系列加工工艺,研制了13台套数控加工工艺装备。

自2010年起,贾振元团队研制的新型刀具和技术装备投入应用,把碳纤维复合材料的加工损伤控制在0.1毫米内。

最喜欢别人叫我贾老师

从2005年至今,贾振元四次荣获国家技术发明奖。这期间,他也由机械工程学院院长升至机械工程与材料能源学部部长,并于2015年起担任大连理工大学副校长。

“其实我最喜欢别人叫我‘贾老师’。”他坦陈,“我给自己的定义就是老师,教书是本分,科研是本分。我当院长、部长很多年,行政和科研不能说没有冲突,关键是你如何分配好时间、提高效率。”

贾振元是如何做到的?

同事的答案是“三不会”。团队骨干高航教授说:“贾老师一不会打麻将,二不会打扑克,三不会唱歌,几乎没什么业余爱好。”

贾振元的诀窍,是三个“一会儿”:早上早到一会儿,中午少休息一会儿,下班以后再多干一会儿。

“其实贾老师搞科研不止三个‘一会儿’。”团队成员王福吉教授介绍说,贾振元几乎没有节假日,办公桌上全是书,一有空就看材料、研究问题。“有一次星期天我到办公楼处理点事,经过贾老师办公室时,瞅见他正低着头、仔细琢磨手里的刀具。”


国家科学技术进步奖特等奖获得者李兰娟

满足百姓需求是我的心愿

本报记者 谷业凯

创新感言:我从小依靠国家的助学金完成学业,是党和国家培养我一步步成长至今,我当过赤脚医生,深知老百姓对医疗服务的需求,这也是我从医、从教、从事科学研究的初心。这次我们拿了医疗卫生系统的第一个国家特等奖,而且是新发突发传染病防控体系的创新与突破,我将继续带领团队一起为“健康中国”献策献力。

获奖项目:以防控人感染H7N9禽流感为代表的新发传染病防治体系重大创新和技术突破

创建并引领救治患者的“中国技术”

回忆起2013年的春天,中国工程院院士、传染病诊治国家重点实验室主任李兰娟印象最深的是与时间赛跑的紧张感。

2013年4月,男性患者曹某出现发热症状,体温高达39.5摄氏度,住进杭州某医院。12日,病情开始加重,咳嗽咳痰,出现明显气急。经确诊,曹某是人感染H7N9禽流感患者,出现呼吸窘迫综合征,血压下降、出现休克状态。会诊医生向李兰娟报告,这个病人抢救过来的希望渺茫,是否还要转院?李兰娟考虑,患者起病只有6天,正是患者细胞因子风暴高峰严重损伤肺部的时期,而当时世界上还没有有效针对细胞因子风暴的救治办法。

“患者这么年轻,尽管希望渺茫,但只要有百分之一的希望,就要做百分之百的努力!”在综合分析重症感染患者病情进展规律后,李兰娟根据自己创建的李氏人工肝技术能清除患者体内炎症因子的原理,当机立断,决定将人工肝支持系统应用于救治呼吸功能衰竭,阻断细胞因子风暴。她交代会诊医生,维护好患者血压和充分给氧,维护好生命体征,立即将患者转运至浙江大学附属第一医院用人工肝技术进行抢救治疗。

果然,这一技术治疗方案取得了显著的效果,2个小时以后患者的血压开始稳定,细胞因子炎症介质迅速下降。经过5天5夜的抢救,曹某奇迹般地渡过了器官功能衰竭的生命难关。而在这5天里,李兰娟也没有睡过一个囫囵觉,不断总结救治方案,形成了严格控制抗生素和激素的使用,采用抗病毒、抗低氧血症和多脏器功能衰竭、抗休克、抗继发感染(“四抗”),维持水电解质平衡和微生态平衡(“二平衡”)的治疗策略。

成功防控人感染H7N9禽流感病毒疫情

那一年的春天,像这样的不眠之夜还有很多。H7N9疫情突发后,项目组在5天内就确认了新型H7N9的病原,向全世界公布全基因序列,为全球应对这一新发传染病赢得了时间。李兰娟说,这是让中国医学界都感到扬眉吐气的事情。“SARS最惨痛的教训就是长时间无法确认病原。”项目组创建了深度测序和高通量数据分析为核心的新发突发传染病监测网络,可在72小时内完成300余种病原分析,为早期发现新病原、监控病原变异提供了关键技术。

找到病原,只是疫情防控的第一步。李兰娟团队创立了以分子分型和溯源为特色的新发传染病预测预警技术体系和防控模式,首次阐明该疫情的流行病学特征和规律。团队还从流行病学、血清学和分子病毒学方面证实了活禽市场是人感染H7N9禽流感病毒的源头,首次证明了关闭活禽市场可以显著降低病毒从禽到人的传播风险。

为了使更多的新发传染病得到有效诊断,李兰娟团队创建了我国新发传染病诊断试剂高效快速研发平台。H7N9病原发现后,2天内成功研发检测试剂,3天推广至我国31个省市区,5天至周边各国,7天由世界卫生组织向全球推广,标志着我国在该领域的技术达到并引领国际先进水平。团队还利用反向遗传技术成功研制了我国首个人感染H7N9禽流感病毒流感疫苗种子株,一举打破了我国流感疫苗株必须依赖外国提供的历史。

这是中国科学家在新发传染病防控史上第一次利用自主创建的技术体系,成功防控了在我国本土发生的重大新发传染病疫情,不仅避免了类似SARS的情况重演,还在控制中东呼吸综合征冠状病毒MERS、寨卡等传染病的输入和援助非洲抗击埃博拉疫情中取得了卓越成效。世界卫生组织曾这样评述:“中国对人感染H7N9禽流感疫情的风险评估和循证应对可作为今后类似事件应急响应的典范。”


国家科学技术进步奖一等奖获得者徐芑南

国家技术发明奖一等奖获得者高翔

国家科学技术进步奖二等奖获得者金黎平

国家科学技术进步奖特等奖获得者李立浧

国家科学技术进步奖一等奖获得者徐芑南

创新要有勇气和底气

创新感言:创新需要勇气,也需要底气。勇气来自于:敢于担当,敢为人先,敏锐洞察,抓住机遇。底气来自于:艰苦朴素、刻苦钻研的工作作风;严谨求实、精益求精的专业基础;善于探索、善于总结的实践经验;迎难而上、坚韧不拔的意志品质。

获奖项目:蛟龙号载人潜水器研发与应用

蛟龙号初次下水,在海面打出漂亮的蝴蝶水花;蛟龙号用机械臂灵活地把一面钛合金五星红旗插到了海底;1000米、5000米,直到7062米,蛟龙号成为世界下潜深度最大的作业型载人潜水器……当人们为蛟龙号的每一次进步欢呼雀跃时,有位老人默默流下了喜悦的泪水。

他是徐芑南,中国工程院院士、蛟龙号总设计师。作为我国深潜技术的开拓者,他用一辈子的辛勤耕耘、执着奉献,实现了中华民族“下五洋捉鳖”的深蓝梦。

互相补台,互不拆台

上世纪80年代,徐芑南积极投身海洋装备的研制工作,先后担任了四项水下潜器的总设计师。他创造性地研制了多型载人潜器和水下机器人,潜器工作深度由300米、600米、1000米发展到6000米;其类型有载人、无人、有缆、无缆;其控制方式由载人手控、带缆遥控发展到无缆智能控制。

2002年,徐芑南担纲蛟龙号总设计师,摆在他面前的却是特别沉重的担子。

蛟龙号立项之前,我国研制过的最深潜水器只有600米。从600米到7000米,是非常大的技术跨越,深度每增加100米,海水的压力就会增加10个大气压,难度可想而知。并且,作为一项大的系统工程,蛟龙号涉及耐压结构和密封技术设计、高比强度合金材料的加工成形技术、航行性能优化、水下定位、水下通信、自动控制等多个领域的最前沿技术,需要联合国内上百家科研机构集智攻关。

徐芑南充分运用自己丰富的经验,着眼全局,统筹谋划,严格遵循“计算分析、专家咨询、样机试验、实物考核”的研制程序,确保“下得去,能作业;上得来,保安全”的总体设计理念充分落实。

为了统筹好蛟龙号本体12个分系统工作,他将每一个分系统的“任务输入、成果输出、约束和支撑条件”,按照技术进度和经费,制成表格,按表工作,大大提高效率和质量。徐芑南说:“即使每个分系统都做得很好,放在一起却未必会拼成一个性能优良的潜水器。所有系统之间一定要相互配合,相辅相成才行。”在蛟龙号的研发过程中,所有合作者对徐芑南这位总师都是众口一词的赞扬。“互相补台,互不拆台”是徐芑南坚持的一个原则。

徐芑南格外注重对青年人的培养,总是将自己的经验毫无保留地传授给年轻人,还想方设法邀请国内外专家给年轻的设计师队伍讲课。“团队中每个人的岗位都很重要。想要确保潜水器在7000米深的海底滴水不渗,每一颗小小的螺丝帽都要拧好,否则后果不堪设想。”徐芑南说。

除了潜水器,还是潜水器

徐芑南的夫人方之芬说,不管人有多累,只要一提到潜水器,徐芑南的精神头儿就会立刻旺盛起来。他的生活很单一,“除了潜水器,还是潜水器。”

2009年蛟龙号第一次海试,尽管已经年逾七旬,徐芑南还是坚持要求上船坐镇指挥,他拖着装满药品、氧气机、血压计等医疗器械的拉杆箱,和科研团队坚守在一起。他在水面的指挥调度清晰沉稳,成为试验成功的重要保障。

在两个多月的海试中,试验现场到处都有他的身影,检查设备、交流技术问题、推敲下潜步骤等,不放过任何可能出现的隐患。每次潜器下水,他从不安稳地坐在指挥室里,而是一连几小时值守在水面控制室里,不放过水声通信传回来的每一句语音。

后续的5000米级和7000米级海试,由于试验海区较远,徐芑南不能亲临现场,但他一直坚守在海试陆基保障中心,第一时间了解海试情况,并给出相应的技术指导。由于时差因素,海试常常在半夜或凌晨进行,但徐芑南从未缺席过。

在他的带领下,蛟龙号团队十年磨一剑,实现了中国大深度载人潜器的“从无到有”,从浅蓝走向深蓝,缔造了中国载人深潜的辉煌篇章。

国家技术发明奖一等奖获得者高翔

二十年只为“求一个解”

本报记者 谷业凯

创新感言:作为科技工作者,我感到非常幸运,生活在这样一个国家高度重视科技创新的好时代。我们这项成果的诞生是团队合作、长期耕耘的结果,也得益于国家、浙江省、相关部委和学校为研究创造了很好的科研条件和环境,更是得到了学术前辈、同行、行业和合作伙伴的关心和支持。十九大报告明确提出,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。这为我们团队指明了今后的研究发展方向,也激励和鞭策我们在新时代的科技创新中更加努力。

获奖项目:燃煤机组超低排放关键技术研发及应用

煤炭占我国已探明化石能源资源储量的94%左右,是我国经济社会发展的最大能源支撑。但是,燃煤过程排放的氮氧化物、颗粒物、二氧化硫等,是导致区域灰霾等大气复合污染问题的重要原因。而我国总耗煤的50%左右用于燃煤电厂,因此,实现燃煤烟气多污染物超低排放对实现煤炭清洁利用,打赢蓝天保卫战具有重要的意义。

20多年来,高翔和团队成员不知道把铁楼梯踩了多少遍,将楼梯面磨得锃亮

在浙江大学玉泉校区西北角,一座“灰头土脸”的锅炉房与秀美的校园风光有些格格不入。作为能源清洁利用国家重点实验室的教授,高翔来得最多的就是实验室的这座中试基地,在20多年的时间里,高翔和团队成员不知道把这铁楼梯踩了多少遍,将楼梯面磨得锃亮,为的就是“求一个解”。

“我国重点区域能源消费强度高、污染物排放强度大,要使空气质量改善,就必须研发及应用更高效的燃煤污染物脱除技术,实现燃煤烟气多污染物超低排放!”上世纪90年代初期,高翔在老师岑可法院士的带领下,一头扎进了锅炉房。“朋友开玩笑地说,这20年我都在求解‘燃煤之急’。”高翔笑着说。

当时,引进国外的燃煤污染物治理技术购买一个软件包就要花费上百万美元,而且国外技术对于我国复杂多变的煤质等问题适应性差,难以长期稳定可靠地达到超低排放要求。“即使这样,当时有外国公司一年就能在中国收近亿元的专利使用费,就是因为早期我们没有技术储备。”回忆起当时的情形,项目完成人、浙能集团副总经理朱松强仍然深有感触。

他把“好用”看得比什么都重

依托国家重点实验室和国家级2011协同创新中心等国家级平台,在国家和省部级科研项目的持续支持下,浙江大学与浙能集团等单位组成的产学研用团队,经过长期深入的理论和试验研究,发明了整体协同优化与智能调控的多污染物高效协同脱除超低排放系统。该系统攻克了高效率、高适应性、高可靠和低成本等关键技术难题,实现了适应负荷和煤质变化的燃煤烟气多种污染物超低排放。

针对中国典型的复杂煤质,团队构筑了多活性中心催化剂,从而解决了燃用复杂煤质及低负荷的高效催化脱硝难题。研制的再生改性一体化技术,使再生改性后的催化剂活性恢复至新催化剂的水平,实现了失活催化剂的循环利用及功能化改性。针对静电场中细颗粒物、三氧化硫的脱除问题,团队研制了复合静电除尘装备及关键部件,解决了细颗粒脱除效率低的难题。

求解二十年,高翔也几乎在实验室和电厂“两点一线”上奔波了二十年。2013年和2014年的春节,高翔团队的很多成员都是在电厂度过的。当成果在小型燃煤锅炉上应用取得成功后,率先在浙能集团嘉华电厂1000兆瓦在役燃煤机组上实现了示范应用,随后进一步辐射全国,累计装机容量超过1亿千瓦。燃煤机组实现超低排放后,污染物排放浓度与国家标准相比,二氧化硫下降83%,氮氧化物下降50%,颗粒物降低67%,推动了全球最大的清洁高效煤电体系的建设。

“作为一项科研成果,我们更看重的是成果的应用落地。”总结20年来的研究历程,高翔把“好用”看得比什么都重。岑可法院士说:“搞研究就是要针对国家的重大需求,解决必须解决的问题,20年来这个团队很辛苦,但解决了实际的问题,这比什么都重要。”最近,“燃煤机组超低排放关键技术研发及应用”项目荣获2017年度国家技术发明奖一等奖。

长年与煤烟打交道,高翔的白大褂算不上干净,但是他和团队孜孜求索、潜心钻研二十年的事业却很干净——让煤炭更清洁地燃烧,让我们的天空更加湛蓝。

国家科学技术进步奖二等奖获得者金黎平

像马铃薯一样把根扎深

本报记者 蒋建科

创新感言:做农业科研就要像马铃薯一样,块茎深藏于泥土,地上却平淡无奇,舍得时间和精力,把根扎深。心中装着农民,双脚踩着泥土,双手勤于探索,才能取得重大突破,造福产业和社会。我们将矢志不渝地为我国马铃薯产业的科技进步和农民的增产增收继续努力!

获奖项目:早熟优质多抗马铃薯新品种选育与应用

土豆,超市里看得见,餐桌上吃得着。要说这其貌不扬的小土豆里也有大学问,可能好多人还不大相信。中国农业科学院蔬菜花卉所研究员金黎平带领科研团队用20多年时间完成的“早熟优质多抗马铃薯新品种选育与应用”研究,荣获2017年度国家科技进步奖二等奖。她带头创新,育成了7个新品种,获得1件植物新品种权、2件国家发明专利,制定7项国家和行业标准,硬是从普普通通的小土豆里做出了大学问。

育成系列优良品种,推动我国马铃薯品种更新换代

我国是世界马铃薯第一种植大国,而马铃薯又是我国重要的粮菜兼用作物。马铃薯适应性广、丰产性好、营养丰富、经济效益高,在我国各个生态区域都有广泛种植。

研究立项时,全国马铃薯面积约4300万亩,其中只有15%是早熟马铃薯,发展空间较大。但当时生产上只有三四个推广面积不大的早熟品种,而且优质种薯缺乏,病毒病引起的退化普遍发生,霜冻、病害严重,早熟区普遍用中熟品种替代种植,造成产量低品质差。

为此,金黎平带领自己的科研团队,从10多个国家新引进了1000多份资源,在国内收集了1100多份资源,建立了低温保存库,对这2200多份马铃薯种质资源的特性特征和遗传多样性进行了系统评价,创制了一批突破性育种材料,育成了21个中薯系列国审新品种。其中,中薯3号和中薯5号是两个适应性最广、种植面积最大的国内自主育成早熟品种。中薯3号耐瘠薄,在每亩减少氮肥2/3的情况下,还比对照品种增产70%;中薯5号填补了早熟品种抗晚疫病的空白,可以减少农药使用,每亩可以节省农药成本30元左右;中薯10号、中薯11号和中薯16号为首批通过国家审定的油炸食品加工专用新品种。这些品种在全国范围内推广应用,推动了我国马铃薯品种更新换代。

和农民一起劳动时,很难分清谁是农民、谁是科学家

2008年起,金黎平担任国家马铃薯产业技术体系首席科学家,2011年起又担任农业部薯类综合性重点实验室主任,负责薯类生物学与遗传育种学科群建设工作。

农业科研不仅周期长,而且需要经常下地。每年3月末是贵州省威宁县马铃薯播种的季节,团队成员会准时来到田间地头,进行种薯处理、材料分类、地块分区、开沟和播种。在当地“天无三日晴,地无三尺平”的艰苦条件下,他们既要克服土地条块散落和不平整的困难,又要抢在雨季来临之前完成播种。每到夏天马铃薯花开的季节,团队成员也会来到威宁育种基地,调查记录材料的生长情况。“威宁平均海拔超过2200米,紫外线照射特别强烈,我们在田里工作一天,皮肤就会褪掉一层皮。”金黎平回忆。到了秋天马铃薯收获的季节,他们又会出现在田里,进行育种材料的收获、评价和贮藏。威宁秋季多雨,金黎平和同事只能冒雨收获,经常是“晴天一身汗,雨天一身泥”。

在宁夏进行技术服务和推广期间,为了节省时间,金黎平和团队成员在固原山区常常带着干粮下田,中午在田间地头简单吃几口,坐在地上休息一会就接着干,一直干到晚上八九点,回去也顾不上休息,连夜整理科研资料。当地技术人员开玩笑说,金黎平团队成员的脸晒得黝黑,和农民一起劳动时,很难分清谁是农民、谁是科学家。

据统计,团队育成新品种在全国累计推广了7868.5万亩,推动我国早熟马铃薯由650万亩增加到4000万亩,促进了马铃薯行业科技和产业发展,产生了巨大的经济社会效益。

国家科学技术进步奖特等奖获得者李立浧

国家需要是我的毕生追求

本报记者 喻思南

创新感言:刚参加工作时,我是从一线电力工地的工人、技术员做起的。虽然不涉及深奥的电力技术知识,但学到了很多实践经验,这些对我日后的工作都有很大帮助。后来,不管我是负责某一项技术工作,还是担任总工程师,或者组织特高压建设这样的大项目,我都非常仔细地把每一件事情做好。我认为,把分内的事做好,进而做到极致就能成为专家。这是我的心得,也是对青年的期望和勉励。

获奖项目:特高压±800千伏直流输电工程

“特高压±800千伏直流输电工程”获得2017年度国家科学技术进步奖特等奖,项目第一完成人、南方电网公司专家委员会主任李立浧院士十分自豪:“研究特高压直流输电技术是国家赋予我们电力人的使命,很高兴它得到国家的认可。”

不能因为国外没有,我们就不能搞、不敢搞

我国能源资源和负荷极不平衡。负荷主要在长三角、珠三角等东部发达地区,而能源资源主要在西部和中部,远距离能源输送不可避免。电力输送是能源输送的核心,要实现大量远距离的电力输送,需要容量大、损耗低、经济性优的输电技术。

直流输电具有容量大、占地少、损耗低等显著特点,经济和社会效益好。然而,项目启动前,我国最高电压等级为±500千伏,许多技术还要从国外引进,一些关键技术掌握在别人手中。

从±500千伏提高到±800千伏,电压等级提高1.6倍。国外没有做过,要不要上,成为争议的焦点之一。

“不能因为国外没有,我们就不能搞、不敢搞。”李立浧说。没有现成的设备、工程经验、技术标准可循,甚至没有相应的试验条件……科研团队一开始就面临诸多挑战。

以外绝缘技术为例。由南方电网公司负责建设的±800千伏国家级示范工程云广(云南、广东)特高压跨越滇、桂、粤三省区,超长距离经过重污秽、高海拔、重覆冰等复杂环境,常规的绝缘材料无法满足安全运行要求。

李立浧带领团队,研究绝缘技术的理论和机理,开展了详细的论证,进行技术攻关,确定以硅橡胶复合绝缘材料替代传统陶瓷绝缘材料的方案,并在短短半个月内拿出了试验样品,解决了特高压输电的外绝缘难题。

经过160多家项目单位的联合攻关,我国攻克了设备研制、系统控制等一系列难题,在世界上首次研发了13大类73种主要电气设备,为全球能源互联提供了中国方案。

“特高压项目的成功,说明了我国能够突破前人没有突破的技术障碍,做出国外世界级企业没有做出来的东西,极大鼓舞了我国电力人的志气。”项目完成人、国家电网公司董事长舒印彪说。

舒印彪说,特高压已经成为“中国创造”和“中国引领”的金色名片。2014年和2015年,国家电网公司先后成功中标巴西美丽山一期、二期特高压±800千伏直流输电工程,实现了中国特高压输电技术、标准、装备、工程总承包和运行管理全产业链、全价值链输出。

50年电力生涯,从黄河流域到长江流域再到珠江流域

1968年参加工作,在电力行业耕耘50年,李立浧主持和参与了我国几乎所有特大型输电项目。他参加和组织建设了我国第一条330千伏交流输电工程、第一条500千伏交流输电工程、第一条±500千伏直流输电工程;参加和组织我国第一条也是世界第一条±800千伏特高压直流输电工程。

“国家的需要是我的毕生追求。”回顾李立浧的电力工作生涯,这句话一直贯穿始终。

清华大学毕业后,怀着“到祖国最需要的地方去”的豪情,他填写志愿,踏上西行到兰州的列车,进入水利电力部西北电力建设局送变电工程公司工作。

李立浧是我国电网建设的参与者和见证者,也是我国直流输电工程主要开拓者之一,在电力工程界,被誉为中国“直流输电第一人”。“李立浧院士对特高压的贡献,体现了我国电力工程技术人员追求科学和科技报国的精神。”舒印彪说。

面对荣誉,他心态很平和。“对我而言,荣誉不重要。我只希望能在有生之年,尽可能为国家多做些事,为实现电力支持人民的美好生活做出自己的贡献。”(记者 刘诗瑶 肖像绘制 蔡华伟)

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责任编辑:北平

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