【簡(jiǎn)介:】一、2020我國(guó)科技成果?1.嫦娥五號(hào)探測(cè)器完成我國(guó)首次地外天體采樣返回之旅,采回的樣品移交中國(guó)科學(xué)院,開(kāi)啟月球樣品與科學(xué)數(shù)據(jù)的應(yīng)用和研究。2.我國(guó)北斗系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星
一、2020我國(guó)科技成果?
1.嫦娥五號(hào)探測(cè)器完成我國(guó)首次地外天體采樣返回之旅,采回的樣品移交中國(guó)科學(xué)院,開(kāi)啟月球樣品與科學(xué)數(shù)據(jù)的應(yīng)用和研究。
2.我國(guó)北斗系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功,北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成。
3.我國(guó)“海斗一號(hào)”無(wú)人潛水器在馬里亞納海溝實(shí)現(xiàn)最大下潛深度10907米?!皧^斗者”號(hào)載人潛水器在同一海溝成功坐底,創(chuàng)造了10909米的中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄。
4.我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)水平井鉆采深海可燃冰,并創(chuàng)造了“產(chǎn)氣總量86.14萬(wàn)立方米、日均產(chǎn)氣量2.87萬(wàn)立方米”兩項(xiàng)新世界紀(jì)錄。
5.我國(guó)科學(xué)家首次克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7,并成功將其轉(zhuǎn)移至小麥品種中。該基因在小麥抗病育種中具有穩(wěn)定的赤霉病抗性。
6.我國(guó)研究人員構(gòu)建出76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”,實(shí)現(xiàn)了“高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解。
7.我國(guó)科學(xué)家研究獲得全球第一條高精度古生代3億多年的海洋生物多樣性變化曲線。
8.我國(guó)最高參數(shù)“人造太陽(yáng)”——可控核聚變研究裝置“中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M”在成都正式建成放電。
9.我國(guó)科學(xué)家發(fā)表關(guān)于高維凱勒里奇流收斂性的論文,率先攻克哈密爾頓-田猜想和偏零階估計(jì)猜想等幾何分析領(lǐng)域多年懸而未決的核心猜想。
10.我國(guó)研究人員將智能超算與物理模型相結(jié)合,通過(guò)高性能計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí),將分子動(dòng)力學(xué)極限提升數(shù)個(gè)量級(jí),達(dá)到上億原子的體系規(guī)模。
二、2021我國(guó)重大科技成果?
2020注定是不平凡的一年,在這一年里,我國(guó)科技取得的成績(jī)讓全世界側(cè)目。2020年中國(guó)十大科技成果。
1.嫦娥五號(hào)
2020年12月17日凌晨1時(shí)59分,嫦娥五號(hào)返回器攜帶月球樣品成功著陸,任務(wù)獲得圓滿(mǎn)成功。嫦娥五號(hào)任務(wù)作為我國(guó)復(fù)雜度最高、技術(shù)跨度最大的航天系統(tǒng)工程,創(chuàng)造了五項(xiàng)中國(guó)首次,一是在地外天體的采樣與封裝,二是地外天體上的點(diǎn)火起飛、精準(zhǔn)入軌,三是月球軌道無(wú)人交會(huì)對(duì)接和樣品轉(zhuǎn)移,四是攜帶月球樣品以近第二宇宙速度再入返回,五是建立我國(guó)月球樣品的存儲(chǔ)、分析和研究系統(tǒng)。此次任務(wù)的成功實(shí)施,是我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展中里程碑式的新跨越,標(biāo)志著我國(guó)具備了地月往返能力,實(shí)現(xiàn)了"繞、落、回”三步走規(guī)劃完美收官,為我國(guó)未來(lái)月球與行星探測(cè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2.九章量子計(jì)算機(jī)
2020年12月4日,中國(guó)成為全世界第二個(gè)擁有量子計(jì)算機(jī)的國(guó)家,該量子計(jì)算機(jī)的名字為九章,并且比美國(guó)谷歌的懸鈴木要快100億倍。中國(guó)成為全世界第二個(gè)擁有量子計(jì)算機(jī)的國(guó)家,該量子計(jì)算機(jī)的名字為九章,并且比美國(guó)谷歌的懸鈴木要快100億倍。
3.新一代“人造太陽(yáng)”
2020 年 12 月 4 日,中國(guó)環(huán)流器二號(hào) M 裝置(HL-2M)在成都正式建成,并實(shí)現(xiàn)了首次放電。HL-2M 是中國(guó)目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進(jìn)托卡馬克裝置。它的建成,標(biāo)志著中國(guó)掌握了大型先進(jìn)托卡馬克裝置的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行技術(shù),為中國(guó)核聚變堆的自主設(shè)計(jì)和建造,打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于核聚變?cè)砗吞?yáng)發(fā)光發(fā)熱原理相似,因此像 HL-2M 這樣的托卡馬克裝置,被稱(chēng)之為“人造太陽(yáng)”。
托卡馬克是俄語(yǔ)“磁線圈環(huán)形真空室”的縮寫(xiě),最早由蘇聯(lián)科學(xué)家在 20 世紀(jì) 50 年代提出。本質(zhì)上,托卡馬克是一個(gè)由封閉磁場(chǎng)組成的"容器”,形狀就像一個(gè)放倒的輪胎。它被發(fā)明出來(lái),是為了容納溫度極高的核聚變反應(yīng)。
4.華龍一號(hào)
2020年11月27日,華龍一號(hào)全球首堆——中核集團(tuán)福清核電5號(hào)機(jī)組首次并網(wǎng)成功。2021年1月30日,全球第一臺(tái)“華龍一號(hào)”核電機(jī)組——中核集團(tuán)福建福清核電5號(hào)機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行。華龍一號(hào)全球首堆并網(wǎng)成功,我國(guó)打破國(guó)外核電技術(shù)壟斷,是中國(guó)核電走向世界的“國(guó)家名片”,是中國(guó)核電創(chuàng)新發(fā)展的重大標(biāo)志性成果。
5.“奮斗者”號(hào)
2020年6月19日,中國(guó)萬(wàn)米載人潛水器正式命名為奮斗者號(hào)。2020年11月10日8時(shí)12分,奮斗者號(hào)在馬里亞納海溝成功坐底,坐底深度10909米,刷新中國(guó)載人深潛的新紀(jì)錄。2021年3月16日,“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器在三亞正式交付 。
6.中國(guó)“天眼”
被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)坐落在貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣大窩凼洼地,探尋百億光年之外的射電信號(hào)。自2020年1月對(duì)國(guó)內(nèi)開(kāi)放運(yùn)行以來(lái),借助全新的設(shè)計(jì)思路、得天獨(dú)厚的位置以及突破了天文望遠(yuǎn)鏡百米工程的極限,“中國(guó)天眼”迄今已發(fā)現(xiàn)300余顆脈沖星,并在快速射電暴等研究領(lǐng)域取得重大突破。
2021年起面向全世界開(kāi)放,“中國(guó)天眼”將成為“世界巨眼”。該裝置是目前世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡,它的觀測(cè)能力是德國(guó)波恩100米望遠(yuǎn)鏡的10倍,是美國(guó)阿雷西博300米望遠(yuǎn)鏡的2.25倍。
7.北斗三號(hào)
北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),由24顆中圓地球軌道衛(wèi)星、3顆地球靜止軌道衛(wèi)星和3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,共30顆衛(wèi)星組成。
2020年6月23日,北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空,北斗三號(hào)全球系統(tǒng)核心星座部署完成,打破了美國(guó)定位系統(tǒng)GPS的壟斷。北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供兩種服務(wù)方式,即開(kāi)放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。開(kāi)放服務(wù)是在服務(wù)區(qū)中免費(fèi)提供定位、測(cè)速和授時(shí)服務(wù),定位精度為10米,授時(shí)精度為50納秒,測(cè)速精度0.2米/秒。授權(quán)服務(wù)是向授權(quán)用戶(hù)提供更安全的定位、測(cè)速、授時(shí)和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。
8.南昌艦
南昌艦是中國(guó)噸位最大的驅(qū)逐艦,首艘萬(wàn)噸級(jí)驅(qū)逐艦,于2020年1月12日,南昌艦正式入列服役。
南昌艦是中國(guó)自主研制的055型驅(qū)逐艦首艦。055型驅(qū)逐艦首艦被命名為南昌號(hào),舷號(hào)101,體現(xiàn)中國(guó)海軍的重視。在中國(guó)艦艇序列中,舷號(hào)101有特殊意義,其曾是新中國(guó)海軍驅(qū)逐艦部隊(duì)的首艦、旗艦--鞍山號(hào)驅(qū)逐艦的舷號(hào)??缭桨雮€(gè)世紀(jì)后,055型驅(qū)逐艦首艦重新啟用101舷號(hào),并用革命圣地南昌命名,表明該艦是中國(guó)海軍所有驅(qū)逐艦中的“領(lǐng)艦”。
9.大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600海上首飛成功
2020年7月26日,中國(guó)自主研制的大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600在山東青島團(tuán)島海域成功實(shí)現(xiàn)海上首飛?!蚌H龍”AG600是我國(guó)研制的可用于森林滅火和水上救援的大型水陸兩棲飛機(jī),具有速度快、機(jī)動(dòng)性好、搜索范圍廣、搜索效率高、安全性好、裝載量大等特點(diǎn)?!蚌H龍”AG600與我國(guó)運(yùn)—20大型運(yùn)輸機(jī)、C919大型噴氣式客機(jī)一起,被稱(chēng)為中國(guó)大飛機(jī)“三劍客”。
10.長(zhǎng)征八號(hào)運(yùn)載火箭首飛試驗(yàn)成功
2020年12月22日,我國(guó)自主研制的新型中型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征八號(hào)首次飛行試驗(yàn),在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)順利實(shí)施,火箭飛行正常,試驗(yàn)取得圓滿(mǎn)成功。長(zhǎng)征八號(hào)運(yùn)載火箭充分繼承長(zhǎng)征五號(hào)、長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭技術(shù)成果,采用無(wú)毒無(wú)污染推進(jìn)劑。長(zhǎng)征八號(hào)運(yùn)載火箭填補(bǔ)了我國(guó)太陽(yáng)同步軌道3噸至4.5噸運(yùn)載能力空白,對(duì)加速推進(jìn)運(yùn)載火箭升級(jí)換代具有重要意義,將與長(zhǎng)征五號(hào)、長(zhǎng)征六號(hào)、長(zhǎng)征七號(hào)等無(wú)毒無(wú)污染運(yùn)載火箭,構(gòu)成運(yùn)載能力大、中、小布局合理的新一代運(yùn)載火箭型譜。
三、我國(guó)重大科技成果有哪些?
載人航天、探月探火、深海深地探測(cè)、超級(jí)計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航、量子信息、核電技術(shù)、大飛機(jī)制造、生物醫(yī)藥等取得重大成果,進(jìn)入創(chuàng)新型國(guó)家行列
四、我國(guó)有哪些重大科技成果?
1、慶大霉素
20世紀(jì)60年代,福建省微生物研究所王岳教授在國(guó)內(nèi)首次研制成功了新抗生素慶大霉素,并迅速推向生產(chǎn),在臨床上廣泛使用,打破了西方國(guó)家對(duì)我國(guó)醫(yī)藥的封鎖。該藥物成為我國(guó)臨床和出口創(chuàng)匯的重要產(chǎn)品之一,累計(jì)為我國(guó)創(chuàng)造60多億元的經(jīng)濟(jì)效益。
2、非線性晶體與器件
由中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所陳創(chuàng)天院士等自主創(chuàng)新發(fā)明的非線性光學(xué)晶體低溫相偏硼酸鋇(BBO)和三硼酸鋰(LBO)晶體,被譽(yù)為“中國(guó)牌”晶體。在國(guó)際上率先開(kāi)發(fā)出緊湊型系列藍(lán)光模塊,填補(bǔ)了國(guó)際空白。獲1991年國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。
3、水稻育種
自1986以來(lái),以謝華安院士等選育的“汕優(yōu)63”為代表的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、廣適性的雜交稻新品種及超級(jí)稻、再生稻的選育與栽培技術(shù)居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先和先進(jìn)水平,“汕優(yōu)63”是國(guó)內(nèi)推廣面積最廣、推廣時(shí)間最長(zhǎng),增產(chǎn)效果最顯著的雜交水稻良種,為中國(guó)和福建的糧食安全做出了重大貢獻(xiàn)?!吧莾?yōu)63”獲1988年國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
4、大黃魚(yú)遺傳育種研究及原良種體系建設(shè)
1987年,福建省大黃魚(yú)人工育苗率先取得成功,1995年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,現(xiàn)全省大黃魚(yú)年產(chǎn)達(dá)7.6萬(wàn)噸,產(chǎn)值20億,產(chǎn)量占全國(guó)90%、出口占全國(guó)95%以上,是福建特色的魚(yú)類(lèi)品種。
5、食用菌育種與栽培技術(shù)
福建省在食用菌品種選育、馴化、引進(jìn)工作成效顯著,具有一批國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的食用菌技術(shù),如香菇“Cr”系列、蘑菇“2796”、毛木耳“781”、姬松茸等。銀耳“雙菌制種”、銀耳和香菇室外代料袋裝、反季節(jié)栽培、段木靈芝和竹蓀田園栽培等新技術(shù)在福建首創(chuàng),并對(duì)我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
五、十大科技成果?
1.嫦娥五號(hào)探測(cè)器完成我國(guó)首次地外天體采樣返回之旅,采回的樣品移交中國(guó)科學(xué)院,開(kāi)啟月球樣品與科學(xué)數(shù)據(jù)的應(yīng)用和研究。
2.我國(guó)北斗系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功,北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成。
3.我國(guó)“海斗一號(hào)”無(wú)人潛水器在馬里亞納海溝實(shí)現(xiàn)最大下潛深度10907米?!皧^斗者”號(hào)載人潛水器在同一海溝成功坐底,創(chuàng)造了10909米的中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄。
4.我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)水平井鉆采深海可燃冰,并創(chuàng)造了“產(chǎn)氣總量86.14萬(wàn)立方米、日均產(chǎn)氣量2.87萬(wàn)立方米”兩項(xiàng)新世界紀(jì)錄。
5.我國(guó)科學(xué)家首次克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7,并成功將其轉(zhuǎn)移至小麥品種中。該基因在小麥抗病育種中具有穩(wěn)定的赤霉病抗性。
6.我國(guó)研究人員構(gòu)建出76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”,實(shí)現(xiàn)了“高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解。
7.我國(guó)科學(xué)家研究獲得全球第一條高精度古生代3億多年的海洋生物多樣性變化曲線。
8.我國(guó)最高參數(shù)“人造太陽(yáng)”——可控核聚變研究裝置“中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M”在成都正式建成放電。
9.我國(guó)科學(xué)家發(fā)表關(guān)于高維凱勒里奇流收斂性的論文,率先攻克哈密爾頓-田猜想和偏零階估計(jì)猜想等幾何分析領(lǐng)域多年懸而未決的核心猜想。
10.我國(guó)研究人員將智能超算與物理模型相結(jié)合,通過(guò)高性能計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí),將分子動(dòng)力學(xué)極限提升數(shù)個(gè)量級(jí),達(dá)到上億原子的體系規(guī)模。
六、我國(guó)近年取得的重大科技成果?
一、世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”
長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將世界上首顆量子實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”號(hào)送上天空,這將使我國(guó)在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信。
二、殲20成功亮相珠海航展
七、我國(guó)化學(xué)前沿科技成果介紹?
最近,化學(xué)圈、材料圈和物理圈都在關(guān)注一則消息:在近日公布的《2020研究前沿》報(bào)告(以下簡(jiǎn)稱(chēng)報(bào)告)中,核心論文篇數(shù)和被引頻次這兩項(xiàng)指標(biāo)并不突出的無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷,竟然在化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域Top10熱點(diǎn)前沿中排名第一。
無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷如此出眾,受訪專(zhuān)家并不意外,他們均提到“環(huán)?!焙汀澳茉础边@兩個(gè)關(guān)鍵詞。
“無(wú)鉛”相對(duì)的就是“含鉛”。作為有毒的重金屬,鉛對(duì)人體及環(huán)境的影響已廣為人知。儲(chǔ)能陶瓷一般含有鉛元素,如鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛等,其中100克鈦酸鉛中鉛含量高達(dá)68克。
由于愈發(fā)嚴(yán)格的環(huán)保要求以及能源行業(yè)轉(zhuǎn)型的需要,“含鉛”變“無(wú)鉛”成為儲(chǔ)能陶瓷領(lǐng)域新的研究方向。
“小眾”無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷憑借其“新”,逐漸走向大眾,但這僅是讓更多人了解無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷,距離真正走進(jìn)生活還須時(shí)日。
從能源“大熱”說(shuō)起
上述報(bào)告由中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢(xún)研究院、中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心和科睿唯安聯(lián)合發(fā)布。根據(jù)報(bào)告,無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷在化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域Top10熱點(diǎn)前沿中,核心論文篇數(shù)僅有33篇,排名第六;被引頻次2130次,更是排在倒數(shù)第一。但無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷領(lǐng)域核心論文的平均出版日期最近,為2017年9月。
相關(guān)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷領(lǐng)域最早論文發(fā)表時(shí)間在1997年前后,起初只有10篇左右;到2010年,發(fā)表量也未過(guò)百。無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷研究熱潮從2014年開(kāi)始,一直熱度不減。
上述結(jié)果得到了西南大學(xué)材料與能源學(xué)院教授劉崗的肯定,他及其團(tuán)隊(duì)在統(tǒng)計(jì)相關(guān)論文時(shí),也得到類(lèi)似的結(jié)論。“近五年來(lái),無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷的論文發(fā)表量雖然不是直線上升,但一直呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢(shì)。”劉崗告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
巧合的是,2014年后也是能源領(lǐng)域論文增長(zhǎng)的階段。
于是,有分析認(rèn)為,無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷方向之所以“熱”,并不是學(xué)科研究方向發(fā)展的自我突破,而是在整個(gè)能源大背景下的“再發(fā)掘”。原因在于,早期對(duì)無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷的研究集中在介電過(guò)程,而沒(méi)有將其同更綠色的能源應(yīng)用關(guān)聯(lián)到一起。
“可再生能源的間歇性特點(diǎn)限制了其利用。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵是,將可再生能源轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在裝置里?!卑不沾髮W(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院教授汪春昌介紹道。
目前電能儲(chǔ)存裝置主要有化學(xué)儲(chǔ)能裝置,即電池和固體燃料電池;電化學(xué)電容器;介電儲(chǔ)能電容器?!敖殡妰?chǔ)能電容器各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)更優(yōu)?!蓖舸翰C合分析發(fā)現(xiàn),如果能提高介電儲(chǔ)能電容器儲(chǔ)能密度,則可減小儲(chǔ)能裝置的體積,使得其在小型化、集成化的電路系統(tǒng)中的應(yīng)用更加廣泛,甚至有可能超過(guò)化學(xué)儲(chǔ)能裝置和電化學(xué)超級(jí)電容器在儲(chǔ)能裝置中的應(yīng)用水平。
儲(chǔ)能陶瓷正是介電儲(chǔ)能電容器所使用的重要材料,其具有較大的介電常數(shù)、較低的介電損耗、適中的擊穿電場(chǎng)、較好的溫度穩(wěn)定性、良好的抗疲勞性能等優(yōu)點(diǎn),在耐高溫介電脈沖功率系統(tǒng)上有應(yīng)用前景。
然而,目前儲(chǔ)能性能優(yōu)異的儲(chǔ)能陶瓷一般含有鉛元素。
去年7月1日,歐盟修訂的《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》有關(guān)鉛的豁免條例正式實(shí)施。其中,條例明確指出電子電氣器件的玻璃或陶瓷(電容中介電陶瓷除外)中的鉛,以及玻璃或陶瓷復(fù)合材料中的鉛的豁免最長(zhǎng)至2024年。
“上述條例對(duì)儲(chǔ)能陶瓷器件還沒(méi)有明確的規(guī)定?!敝袊?guó)礦業(yè)大學(xué)材料與物理學(xué)院副教授蔡子明在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示,“從環(huán)保的角度而言,開(kāi)發(fā)高性能無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷是十分迫切的?!?/p>
儲(chǔ)能密度和效率要兼顧
無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷由于具有高功率密度和快速充放電能力,其主要應(yīng)用領(lǐng)域是功率變換和脈沖功率系統(tǒng)。但專(zhuān)家也表示,含鉛陶瓷的優(yōu)異性能目前還難以在無(wú)鉛陶瓷體系中實(shí)現(xiàn)。
就弛豫鐵電體而言,景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授沈宗洋告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》,近年來(lái)弛豫鐵電體作為儲(chǔ)能電容器的研究越來(lái)越深入,報(bào)道的儲(chǔ)能密度和效率均很高,但其并沒(méi)有反鐵電的場(chǎng)致鐵電轉(zhuǎn)變特征。
在他看來(lái),最可行的方法是用無(wú)鉛的反鐵電陶瓷替代含鉛的反鐵電陶瓷。
“考核”儲(chǔ)能陶瓷的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)為儲(chǔ)能密度和儲(chǔ)能效率,兩者無(wú)法分開(kāi)已成為業(yè)界共識(shí)。
就目前的研究來(lái)看,儲(chǔ)能密度依然被當(dāng)作基礎(chǔ)和核心,在保證高儲(chǔ)能密度的基礎(chǔ)上,通過(guò)成分改性或結(jié)構(gòu)改性等手段來(lái)提高儲(chǔ)能效率?!叭绻麖膽?yīng)用角度來(lái)看,需要對(duì)儲(chǔ)能效率給予更多關(guān)注?!眲徃嬖V記者。
蔡子明表示,無(wú)鉛弛豫反鐵電體系的研究,為無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷的研究打開(kāi)了新的思路。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》了解到,李飛課題組的研究就屬于這一種。該課題組報(bào)道的NBT-SBT弛豫反鐵電陶瓷體系,兼具高極化強(qiáng)度、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)和高儲(chǔ)能效率,是最有希望商用的無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷體系之一。
但當(dāng)前無(wú)鉛的弛豫反鐵電陶瓷體系報(bào)道較少,緣于將反鐵電陶瓷調(diào)控為弛豫反鐵電陶瓷具有一定的難度。
除此之外,基于高性能的無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷體系,制備出多層陶瓷電容器(MLCC)是當(dāng)前研究的最大熱點(diǎn)。蔡子明告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》,考慮到成本,開(kāi)發(fā)高性能抗還原無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷體系具有重要意義。
學(xué)科融合促發(fā)展
無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷原本屬于凝聚態(tài)物理范疇,但因?yàn)樯婕暗健安牧?能源”,這一領(lǐng)域被看成是化學(xué)、材料和物理之間契合點(diǎn)的產(chǎn)物。
“對(duì)于無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷的研究,亟須不同背景的研究者深入交流,為高性能無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷的研究和應(yīng)用提供更多新的解決方案。”蔡子明說(shuō)。
“無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷的研究是材料、物理與化學(xué)的強(qiáng)交叉。”蔡子明向記者進(jìn)一步解釋道,材料學(xué)是無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷研究的基礎(chǔ),對(duì)于無(wú)鉛陶瓷材料的宏觀組成、晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌、電疇形貌等的研究均是材料學(xué)中的重要方法。
對(duì)于無(wú)鉛陶瓷介電常數(shù)和介電損耗以及極化電場(chǎng)響應(yīng)對(duì)溫度或頻率的變化等內(nèi)容的理解,都需要以電介質(zhì)物理或鐵電介電物理為基礎(chǔ)。而對(duì)于無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷的制備,無(wú)論是固相法還是化學(xué)法等,都離不開(kāi)化學(xué)學(xué)科。
就目前而言,無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷仍為“小眾”,大部分研究人員來(lái)自于傳統(tǒng)的電子陶瓷類(lèi)研究機(jī)構(gòu),一些物理和化學(xué)類(lèi)頗有名氣的機(jī)構(gòu)較少涉足這一領(lǐng)域。
劉崗在英國(guó)伯明翰大學(xué)攻讀博士學(xué)位時(shí),主攻研究方向是陶瓷成型工藝。2013年回國(guó)后,基于西南大學(xué)的研究特色,特別是關(guān)注到專(zhuān)家學(xué)者主持的相關(guān)國(guó)家項(xiàng)目后,劉崗開(kāi)始轉(zhuǎn)向功能陶瓷方向,關(guān)注無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷。
劉崗向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》介紹,他們團(tuán)隊(duì)分別從鈦酸鋇基和鐵酸鉍基無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷體系出發(fā),近期已陸續(xù)取得了一些重要進(jìn)展。
隨著國(guó)家的重視及越來(lái)越多研究人員的進(jìn)入,中國(guó)在無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷方向的研究水平越來(lái)越高?!澳壳皣?guó)內(nèi)對(duì)無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷的研究手段更加豐富,研究范圍更加全面。”蔡子明說(shuō)。
而這一點(diǎn)也在與報(bào)告同時(shí)發(fā)布的《2020研究前沿?zé)岫戎笖?shù)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指數(shù)》)上得到印證。根據(jù)《指數(shù)》,在化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域,中國(guó)的研究前沿?zé)岫戎笖?shù)得分為39.49分,是美國(guó)的2.7倍,排名第一,具有明顯的前沿研究活躍度比較優(yōu)勢(shì)。
其中,中國(guó)在無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷研究熱度指數(shù)得分為3.11,排名第二
八、1840年以來(lái)我國(guó)取得的科技成果?
古代中國(guó)——科學(xué)技術(shù)成就輝煌
中華民族的科技活動(dòng)有著悠久的歷史,曾經(jīng)為人類(lèi)發(fā)展作出過(guò)巨大的貢獻(xiàn),并且在16世紀(jì)中期以前一直處于世界科技舞臺(tái)的中心。早在距今3300多年以前的甲骨文中就有有關(guān)日食的記載。距今2500年以前的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期問(wèn)世的《考工記》準(zhǔn)確地記載了六種不同成份的銅錫合金及其不同用途。公元1世紀(jì)初期的西漢時(shí)期,中國(guó)人發(fā)明了造紙術(shù),公元105年左右中國(guó)科學(xué)家蔡倫又改進(jìn)和提高了造紙技術(shù),從而使造紙技術(shù)在中國(guó)迅速推廣開(kāi)來(lái)。公元3世紀(jì)左右,中國(guó)人發(fā)明了瓷器,這一技術(shù)在11世紀(jì)傳到波斯,由那里經(jīng)阿拉伯于1470年左右傳到意大利以及整個(gè)歐洲。到唐朝,中國(guó)科學(xué)家發(fā)明了火藥,并在公元9世紀(jì)首次將其用于戰(zhàn)爭(zhēng)之中。在11世紀(jì)中期的宋朝,中國(guó)科學(xué)家發(fā)明的指南針和活字印刷技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。15世紀(jì)中期,中國(guó)醫(yī)學(xué)家李時(shí)珍所著的《本草綱目》成為中國(guó)古代醫(yī)學(xué)發(fā)展的集大成者。到此時(shí)為止,中國(guó)古代科學(xué)的發(fā)展達(dá)到了頂峰時(shí)期,四大發(fā)明已經(jīng)先后登上了歷史舞臺(tái)。著名英國(guó)科學(xué)家李約瑟博士認(rèn)為,中國(guó)“在3世紀(jì)到13世紀(jì)之間保持一個(gè)西方所望塵莫及的科學(xué)知識(shí)水平”,現(xiàn)代西方世界所應(yīng)用的許多發(fā)明都來(lái)自中國(guó),中國(guó)是一個(gè)發(fā)明的國(guó)度。
由于從明代14世紀(jì)60年代末始以來(lái),中國(guó)對(duì)外長(zhǎng)期實(shí)行“閉關(guān)鎖國(guó)”政策,影響了近代科學(xué)技術(shù)在中國(guó)的傳播和發(fā)展,并使之處于相對(duì)停滯狀態(tài)。
與此同時(shí),歐洲成為現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)源地,生產(chǎn)力突飛猛進(jìn),科學(xué)技術(shù)獲得迅速進(jìn)展。中國(guó)逐漸拉大了與世界先進(jìn)國(guó)家的距離。
近現(xiàn)代中國(guó)——科技發(fā)展歷經(jīng)曲折
在近代歷史上,積貧積弱的中國(guó)不僅在科技發(fā)展上乏善可陳,而且自1840年鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)以后還逐步淪為半殖民地半封建的國(guó)家。一個(gè)有著光輝燦爛歷史的文明古國(guó)就這樣退出了世界科技舞臺(tái)。
19世紀(jì)中葉,一批向西方尋求救國(guó)真理的中國(guó)先行者,倡導(dǎo)科學(xué)救國(guó)、教育救國(guó),主張學(xué)習(xí)西方的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。
于是中國(guó)開(kāi)始有了出國(guó)求學(xué)者。1847年,來(lái)自廣東香山南屏鎮(zhèn)的容閎來(lái)到美國(guó),3年后,他考入耶魯大學(xué)。1854年,他又以?xún)?yōu)異的成績(jī)從這所大學(xué)畢業(yè),成為歷史上畢業(yè)于美國(guó)大學(xué)的第一位中國(guó)人。1872年至1875年,清朝政府先后 派出四批共120名青少年到美國(guó)留學(xué)。1905年,中國(guó)廢除了科舉制度,清政府舉行了第一次歸國(guó)留學(xué)生考試。這些歸國(guó)人員為引進(jìn)西方的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)揮了一定的作用。
1911年10月10日,在武昌爆發(fā)了辛亥革命。在民主革命先行者孫中山領(lǐng)導(dǎo)下,終于推翻了延續(xù)兩千多年的封建專(zhuān)制帝制,中國(guó)走向共和。
孫中山是近代中國(guó)主張科學(xué)救國(guó)的先驅(qū)。但是,20世紀(jì)前葉的中國(guó),動(dòng)蕩不安,科學(xué)技術(shù)事業(yè)發(fā)展的物質(zhì)條件極差,所以發(fā)展依然很緩慢。
第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,為反對(duì)“巴黎和會(huì)”上帝國(guó)主義列強(qiáng)強(qiáng)加給中國(guó)的不平等條約,1919年5月4日,中國(guó)爆發(fā)了偉大的愛(ài)國(guó)救亡運(yùn)動(dòng),即“五四運(yùn)動(dòng)”?!拔逅倪\(yùn)動(dòng)”提倡民主與科學(xué),為中國(guó)近代科學(xué)的誕生掃清了道路。當(dāng)時(shí)的留美學(xué)生趙元任、任鴻雋、楊銓、胡適等在美國(guó)發(fā)起組織了中國(guó)科學(xué)社,其宗旨是“聯(lián)絡(luò)同志,研究學(xué)術(shù),共圖中國(guó)科學(xué)之發(fā)達(dá)”,并創(chuàng)辦了《科學(xué)雜志》。這是中國(guó)第一個(gè)科學(xué)家團(tuán)體。
1928年6月9日,國(guó)民政府成立了當(dāng)時(shí)中國(guó)的最高學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)——國(guó)立中央研究院,著名教育家及科學(xué)家蔡元培先生為首任院長(zhǎng)。1929年9月又組建了國(guó)立北平研究院。到1935年,全國(guó)各類(lèi)專(zhuān)門(mén)的科研機(jī)構(gòu)已超過(guò)了70個(gè)。國(guó)民政府在此后的十幾年里,把各國(guó)發(fā)展科學(xué)技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)移植到了中國(guó),形成了以輕工業(yè)為主體、通才教育和政府較少干預(yù)的歐美式科學(xué)技術(shù)發(fā)展模式。
中國(guó)北京猿人(俗稱(chēng)“北京人”)頭蓋骨化石的發(fā)現(xiàn),是這個(gè)時(shí)期的重要科研成果。1929年12月2日下午4點(diǎn)多鐘,剛從北京大學(xué)地質(zhì)系畢業(yè)不久的裴文中和其他4名工人,在北平(即今北京市)附近的周口店龍骨山洞穴堆積層中,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)半露在地面的猿人頭蓋骨。這就是后來(lái)名揚(yáng)中外的北京猿人的第一個(gè)完整頭蓋骨。
這時(shí)的中國(guó)科技界已不再與國(guó)際科技界隔絕,科技交流逐漸增加。一批有成就歸國(guó)科學(xué)家,成為當(dāng)代中國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)軍人物。其中包括地質(zhì)學(xué)家李四光,地理及氣象學(xué)家竺可楨,林學(xué)家梁希,物理學(xué)家葉企遜、周培源、吳有訓(xùn),空間物理學(xué)家趙九章,化工學(xué)家侯德榜,土木科學(xué)家茅以升等。葉企遜、吳有訓(xùn)、周培源、王淦昌、談家楨等一批中國(guó)的杰出人才出國(guó)深造。近代力學(xué)奠基人、航空動(dòng)力學(xué)大師馮·卡門(mén),控制論之父維納,量子力學(xué)創(chuàng)始人之一尼爾斯·玻爾等先后到過(guò)中國(guó)。
抗日戰(zhàn)爭(zhēng)(1937-1945)爆發(fā)后,中央研究院及各研究所先后內(nèi)遷至四川、廣西和云南,在艱苦的環(huán)境下堅(jiān)持科學(xué)研究。一批日后頗有成就的科學(xué)家,如李政道、楊振寧、黃昆、吳文俊、朱光亞和林家翹等,都是這個(gè)時(shí)期培養(yǎng)出來(lái)的佼佼者。美籍華人李政道和楊振寧,一起獲得1957年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
九、我國(guó)近幾年取得哪些科技成果?
近幾年,我國(guó)在科技領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步:載人航天工程、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、嫦娥探月工程、火星探測(cè)、天宮號(hào)空間站,雜交水稻,超級(jí)計(jì)算機(jī)、5G、人工智能、移動(dòng)支付,C—919、水上飛機(jī)、無(wú)人機(jī),
十、2021我國(guó)先進(jìn)的科技成果有哪些?
1.嫦娥五號(hào)探測(cè)器完成我國(guó)首次地外天體采樣返回之旅,采回的樣品移交中國(guó)科學(xué)院,開(kāi)啟月球樣品與科學(xué)數(shù)據(jù)的應(yīng)用和研究。
2.我國(guó)北斗系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功,北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成。
3.我國(guó)“海斗一號(hào)”無(wú)人潛水器在馬里亞納海溝實(shí)現(xiàn)最大下潛深度10907米。“奮斗者”號(hào)載人潛水器在同一海溝成功坐底,創(chuàng)造了10909米的中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄。
4.我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)水平井鉆采深??扇急?,并創(chuàng)造了“產(chǎn)氣總量86.14萬(wàn)立方米、日均產(chǎn)氣量2.87萬(wàn)立方米”兩項(xiàng)新世界紀(jì)錄。
5.我國(guó)科學(xué)家首次克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7,并成功將其轉(zhuǎn)移至小麥品種中。該基因在小麥抗病育種中具有穩(wěn)定的赤霉病抗性。
6.我國(guó)研究人員構(gòu)建出76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”,實(shí)現(xiàn)了“高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解。
7.我國(guó)科學(xué)家研究獲得全球第一條高精度古生代3億多年的海洋生物多樣性變化曲線。
8.我國(guó)最高參數(shù)“人造太陽(yáng)”——可控核聚變研究裝置“中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M”在成都正式建成放電。
9.我國(guó)科學(xué)家發(fā)表關(guān)于高維凱勒里奇流收斂性的論文,率先攻克哈密爾頓-田猜想和偏零階估計(jì)猜想等幾何分析領(lǐng)域多年懸而未決的核心猜想。
10.我國(guó)研究人員將智能超算與物理模型相結(jié)合,通過(guò)高性能計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí),將分子動(dòng)力學(xué)極限提升數(shù)個(gè)量級(jí),達(dá)到上億原子的體系規(guī)模。