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    获得国家科技三大奖的高校成果如何赋能社会?
    2019-01-09 中国教育和科研计算机网 袁玉凝

      2018年度国家科学技术奖励大会于2019年1月8日在人民大会堂隆重召开,高校科技获奖成绩斐然。全国共有 113所高等学校作为主要完成单位获得了2018年度国家科学技术奖三大奖通用项目185项,占通用项目总数项的82.6%。

      这些高大上的高校科研成果都取得了哪些突破,又将如何改变我们的未来生活呢?

      1. 量子反常霍尔效应的实验发现(国家自然科学奖一等奖)

      中国科学院院士、清华大学副校长薛其坤领衔,由清华大学和中科院物理所实验团队完成的“量子反常霍尔效应的实验发现”是世界物理学界近几年最重要的实验进展之一。

      这项研究成果将会推动新一代的低能耗晶体管和电子学器件的发展,解决电脑发热、能量耗损等问题。对普通大众来说,最直接的影响就是有可能摆脱手机或电脑发热、耗电快、运行慢等困扰。

    “量子反常霍尔效应的实验发现”最终测量样品和数据

      2.大深度高精度广域电磁勘探技术与装备(国家技术发明奖一等奖)

      地底下蕴藏着丰富的矿产资源,随着浅部资源的日渐枯竭,“深地”战略提出向地球深部进军。中南大学何继善院士带领团队成功研发了“广域电磁法”,将人工源频率域电磁法探测的深度延伸到了地下8公里,且具有较强的抗干扰能力,实现了真正的三维电磁法勘探。

      以广域电磁法为支撑的大深度高精度探测技术与装备在全国成功推广应用,被誉为“绿色、高效、低成本”的勘探技术,提交页岩气资源量3401.22亿m3、地质储量1240亿m3,常规油气地质储量1.86亿吨,生物气可采资源量80亿m3;释放了2000多万吨煤炭;经济和社会效益显著。

    大庆油田三维广域电磁法勘探信号接收现场

      3. 云-端融合系统的资源反射机制及高效互操作技术(国家技术发明一等奖)

      信息技术20多年的网络化发展,形成了数百万计的信息孤岛,打破信息孤岛,实现其业务数据和功能与第三方系统的高效互操作,已成为大数据发展的重大需求,是制约大数据价值链上下游的卡脖子技术,也是公认的世界级挑战。

      北京大学梅宏院士和黄罡教授团队研发了云-端融合系统高效互操作的燕云平台,与神州数码、联想、科大讯飞、阿里云等企业联合推出20多种产品和解决方案。燕云作为国家推荐的技术创新方案,在国家政务信息系统整合共享工程中应用于多个部委和省市,在国家互联网+政务服务试点工程中应用于北京、贵阳、上海、深圳、成都等多个城市,在国家安全和国防领域应用于数据互通和系统集成等一系列国家重大任务,累计已打破10多个部委和20多个省市的5000多个政务信息孤岛,成为实施国家大数据战略的一项杀手锏技术。

    黑盒式互操作技术原理与主要技术发明点

      4.凹陷区砾岩油藏勘探理论技术与玛湖特大型油田发现(国家科技进步一等奖)

      针对凹陷区砾岩规模勘探在世界范围内缺乏地质理论指导与关键配套技术,2005年以来国家和中国石油持续立项,经过南京大学、中国石油大学、长江大学、西南石油大学等高校团队十余年攻关,创新形成了凹陷区砾岩油藏勘探理论认识与关键技术,发现了全球最大的砾岩油田--玛湖10亿吨级特大油田。

      玛湖油田的发现,是我国石油勘探近十年来在新领域的最大成果,截至2017年已发现三级石油地质储量12.4亿吨,在凹陷区砾岩油藏勘探理论技术体系指导下,2018年又新发现三级石油地质储量3亿吨以上,具有重大的经济社会效益。

    玛湖凹陷勘探成果图

      5. 清洁高效炼焦技术与装备的开发及应用(国家科技进步一等奖)

      由于缺乏清洁高效炼焦技术,传统焦化行业的发展过度依赖资源和能源消耗,环境污染严重,面临重大社会、环境与资源危机。

      中冶焦耐联合北京科技大学、鞍山钢铁集团,研发了降低优质炼焦煤资源消耗和能源消耗相协同的新一代绿色炼焦及装备技术。

      项目成果在海内外47个工程中实现系列化应用,成为清洁高效炼焦领域的主导技术,国内大型焦炉市场占有率达96%,同时实现向海外市场技术与装备输出,海外新建大型焦炉市场占比达60%。项目成果使我国炼焦行业产业集中度提升3.8倍、污染物减排12%、优质资源消耗降低7.5%、能耗下降4%。

    成果应用在宝钢一期焦炉

      6.重型商用车动力总成关键技术及应用(国家科技进步一等奖)

      重型商用车是国民经济建设和国防事业的重要装备,动力总成由发动机、变速器和车桥组成,是商用车的核心。

      山东大学能源与动力工程学院李国祥教授参与完成的项目“重型商用车动力总成关键技术及应用”从动力总成一体化思想出发,开发了“大排量发动机+多档位变速器+单级小速比驱动桥”动力总成配置技术,实现了整车动力性和经济性的同步提升,节能效果显著。项目成果显著提升了自主品牌商用车产品竞争力,使重型商用车国内市场占有率达到90%以上,并批量出口海外市场。

    重型商用车动力总成产品

      7. 复杂电网自律-协同自动电压控制关键技术、系统研制与工程应用(国家科技进步一等奖)

      针对复杂电网自动电压控制(AVC)这一电力学科的世界性难题,由清华大学牵头,联合中国南方电网有限责任公司开展了20余年的“产学研用”联合攻关,研制出具有完全自主知识产权的AVC系统。

      该成果已大规模应用于我国电网,构建了几乎覆盖我国全境的体系庞大复杂、控制主体众多的分级分布式广域电压控制系统,创造了巨大的社会经济效益。同时,该成果突破了美国严酷的信息安全壁垒,在北美最大电网PJM实现了美国首例AVC,用于控制包括美国首都和东部十三个州的电网电压,成为我国先进电网控制系统出口美国的首例,实现了历史性的突破。

    项目成果在华北大型风电场的现场应用画面

      8.光电显示用高均匀超净面玻璃基板关键技术与设备开发及产业化(国家科技进步一等奖)

      平板显示玻璃基板是平板显示产业的基础性核心材料,生产制造所涉及工艺技术和装备复杂,难度极大,代表着连续制备玻璃的最高工艺水平,是制约我国平板显示玻璃基板产业发展的短板装备。

      东旭集团有限公司联合北京工业大学、武汉理工大学共同攻关,实现了高均匀超净面强理化性能玻璃基板核心技术与关键设备的重大突破。

      该项目推广应用建成17条生产线,玻璃基板品质全面达到国际同类产品先进水平,国内市场占有率第一,其中G5占49%、G6占42.5%,并销售台湾地区。近三年,完成单位新增销售额约133亿元、新增利润约34亿元;其他应用单位新增销售额超200亿元;为面板企业节约成本超2000亿元。

    “五仓型”铂金通道设备与智能控制系统

      9. 复合地基理论、关键技术及工程应用(国家科技进步一等奖)

      我国大量工程位于软弱土地区,软弱土地基承载力低、沉降大、变形稳定时间长,需进行地基处理才能满足工程建设要求。传统地基处理方法难以满足快速发展的工程建设要求;桩基础造价高,难以在大面积地基处理中使用。

      浙江大学联合天津大学、长安大学、湖南大学、清华大学、中国矿业大学等高校共同攻关,创建了复合地基理论体系,研发了系列高性能复合地基技术,主编了复合地基领域包括第一部国家标准在内的主要技术规范,形成了复合地基工程应用体系。

      该项目成果直接应用于15个省市区95项工程,包括京津城际高速铁路、京沪高速铁路在内的13条高速铁路和广东广佛高速公路、浙江杭宁高速公路在内的30余条高速公路,近三年累计创造经济效益35.38亿元,经济、社会效益显著。

    复合地基广泛应用于建筑工程、高速公路、高速铁路、市政道路等工程建设领域

      10. 中国高精度位置网及其在交通领域的重大应用(国家科技进步一等奖)

      该项目着眼于交通运输行业这一北斗系统关键民用行业应用。项目组聚集了武汉大学、北京航空航天大学、部海事局、中国交通通信信息中心等多家“产、学、研、用”单位进行联合攻关,系统地建立了北斗高精度定位理论方法和技术体系,突破了北斗位置服务系统核心关键技术,并自主研制了从北斗芯片、板卡到应用终端的系列装备,形成了面向交通运输行业应用的北斗高精度定位导航服务能力。

      在交通运输部的大力推动下,项目研究成果已经在我国公路、水路、铁路、航空、邮政、大众出行等方面取得成功应用。

    全国重点营运车辆联网联控系统

      11. 温度单位重大变革关键技术研究(国家科技进步一等奖)

      长期以来,温度测量的基本标尺--温度单位依赖实物性质,制约了相关前沿科学和尖端技术的发展。为了改变这一现状,米制公约最高权力机构要求使用至少两种独立方法,实现玻尔兹曼常数精确测定,重新定义温度单位。

      中国计量科学研究院、清华大学联合攻关,实现了温度单位重大变革关键技术研究突破,项目使我国成为对玻尔兹曼常数定值有贡献的六个国家之一,并且在全球成为唯一实现了两种方法测定的国家。

      项目创新技术为国家重大工程第四代核反应堆堆芯温度的直接测量提供了解决方案,为国防和航空航天等领域的温度溯源提供支持,提升了国家温度基准量值传递水平。

    玻尔兹曼常数定值和温度单位重新定义

      12. 地质工程分布式光纤监测关键技术及其应用(国家科技进步一等奖)

      该项目由南京大学、中国矿业大学、山东大学等单位联合攻关,历经20年打破国外技术壁垒,形成了拥有完全自主知识产权的技术和设备;创造性地建立了地质工程分布式光纤监测技术体系;在地质工程灾害机理和理论判据方面取得新突破。

      该项目获国家授权专利和著作权54项,主编和参编相关国家规范和行业规程4部。有40余种产品推向了国内外市场,并在国内外300余个重要项目中得到应用,产生了显著的社会和经济效益。

    地质工程分布式光纤监测系统

      13. 脑起搏器关键技术、系统与临床应用(国家科技进步一等奖)

      帕金森病等神经系统疾病严重危害患者健康,也给家庭、社会带来沉重的负担;通过植入电极直接刺激大脑,脑起搏器可以显著改善患者的生活质量。

      脑起搏器技术难度大,全球一直被美国医疗器械巨头独家垄断。清华大学、首都医科大学附属北京天坛医院联合攻关,原创变频刺激疗法和变频脑起搏器,解决了帕金森病晚期步态障碍治疗的世界难题;实现体外无线充电的“零灼伤”,全球首次实现脑起搏器10年以上的质保寿命;创新电极技术和手术方法,解决了头颈运动引起电极断裂的临床难题;首创安全可靠的远程程控技术,解决了异地患者术后返诊难题。

      该项目获6个三类注册证,2017年国内市场占比达到60%,出口“一带一路”3个国家,并出口英国。

    脑起搏器通过植入电极直接刺激大脑的核团治疗帕金森病等脑疾病

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