中共中央、國(guó)務(wù)院8日上午在北京舉行國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)。華北克拉通破壞、凍土與寒區(qū)工程、激光釹玻璃、電能表智能化計(jì)量檢定……這些對(duì)普通人而言深?yuàn)W難懂的科技詞匯頻頻出現(xiàn)在獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)。獲得2017年國(guó)家科技大獎(jiǎng)的科研項(xiàng)目究竟在研究啥？取得的研究成果對(duì)生產(chǎn)和生活又能產(chǎn)生哪些影響？
克拉通破壞理論解密地球科學(xué)百年難題
克拉通是什么？克拉通是地球上最古老的陸塊，缺乏明顯的火山活動(dòng)和大地震，因此，傳統(tǒng)上認(rèn)為克拉通是穩(wěn)定的。
華北克拉通怎么了？華北克拉通發(fā)生了大規(guī)模的火山活動(dòng)和大地震，即喪失了穩(wěn)定性。這是目前經(jīng)典板塊構(gòu)造理論所不能解釋的重大地質(zhì)現(xiàn)象。
克拉通為什么會(huì)失去穩(wěn)定性？這一根本問(wèn)題一直懸而未決，是困擾地球科學(xué)家近百年的難題。針對(duì)這一難題，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所通過(guò)“華北克拉通破壞項(xiàng)目”的深入研究發(fā)現(xiàn)，造成這一重大地質(zhì)現(xiàn)象的根本原因是克拉通破壞。
“想認(rèn)識(shí)地球的整體，需要一個(gè)切入點(diǎn)，華北就是一個(gè)切入點(diǎn)。”“克拉通破壞項(xiàng)目”帶頭人、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員朱日祥稱，“我們的團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)20年的艱苦研究，通過(guò)區(qū)域性問(wèn)題，認(rèn)識(shí)到了地球大陸板塊的生死演變過(guò)程，了解了大陸演化的過(guò)程。”
“華北克拉通破壞”獲得2017年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。朱日祥介紹，該項(xiàng)目建立了克拉通破壞理論，發(fā)現(xiàn)了全球大陸演化的普遍規(guī)律，發(fā)展了板塊構(gòu)造理論。該項(xiàng)目是以區(qū)域?qū)嵗芯咳虼箨懷莼牡浞叮?ldquo;華北克拉通破壞”這一區(qū)域性科學(xué)問(wèn)題成為全球性的研究熱點(diǎn)，引領(lǐng)了大陸演化研究的方向，提升了中國(guó)固體地球科學(xué)的國(guó)際影響力。
立足高原，破解凍土難題
凍土，一種含冰的特殊土體。凍結(jié)時(shí)，它堅(jiān)固到可以做為建筑物基礎(chǔ)；融化時(shí)，它就像一團(tuán)稀泥，完全喪失承載力。
凍土的這種特性讓寒區(qū)工程成為一項(xiàng)世界性難題。2017年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)（創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)），被中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所凍土與寒區(qū)工程研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)奪得。團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)帶頭人程國(guó)棟院士說(shuō)，中國(guó)是世界第三凍土大國(guó)，且主要為高海拔凍土，溫度接近零度，很不穩(wěn)定。
作為世界上海拔最高、在凍土上路程最長(zhǎng)的高原鐵路，青藏鐵路至今保持著全球在凍土區(qū)跑得最快的鐵路紀(jì)錄，這背后離不開(kāi)程國(guó)棟團(tuán)隊(duì)持續(xù)幾十年的耕耘。
“發(fā)揚(yáng)‘牦牛精神’，把SCI文章寫(xiě)在祖國(guó)的高寒大地上。”程國(guó)棟和團(tuán)隊(duì)立足高原，提出的“冷卻路基”筑路技術(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)，解決了青藏鐵路凍土相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。青藏鐵路安全運(yùn)營(yíng)12年來(lái)，路基穩(wěn)定，列車時(shí)速達(dá)到100公里?！蹲匀弧冯s志評(píng)價(jià)這項(xiàng)研究成果“具有重要的里程碑意義”，美國(guó)的一份研究報(bào)告將青藏鐵路列為多年凍土區(qū)最好的鐵路工程實(shí)踐。
另外，程國(guó)棟和團(tuán)隊(duì)還解決了我國(guó)寒區(qū)其他重大工程的相關(guān)科技問(wèn)題。研發(fā)的多年凍土區(qū)寬幅瀝青路面條件下復(fù)合冷卻路基調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)，為哈大高鐵、蘭新高鐵等重大工程提供了重要理論與技術(shù)支撐。
“‘一帶一路’又一次給凍土和寒區(qū)工程提供了發(fā)展機(jī)遇，也提出了挑戰(zhàn)。”程國(guó)棟相信，未來(lái)國(guó)家的凍土和寒區(qū)工程需求依然強(qiáng)勁，相關(guān)技術(shù)研究大有用武之地。
激光釹玻璃 激光器的“心臟”
我們都聽(tīng)說(shuō)過(guò)激光和玻璃，可什么是激光釹玻璃？激光釹玻璃是一種含有稀土發(fā)光離子——釹離子的特殊玻璃，它可以在一定條件下產(chǎn)生激光或放大激光能量，是激光器的“心臟”，也是目前人類所知的地球上能夠輸出最大能量的激光工作介質(zhì)。
數(shù)千片大口徑激光釹玻璃在特殊裝置中，可以將微不足道的激光能量放大到“小太陽(yáng)”的量級(jí)，而這個(gè)“小太陽(yáng)”在我國(guó)科學(xué)家的手中，將為保證國(guó)家安全，實(shí)現(xiàn)清潔聚變能源的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，推動(dòng)宇宙起源等前沿科學(xué)研究發(fā)揮重大作用。
由中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研發(fā)的激光釹玻璃項(xiàng)目，獲得了2017年度的發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。經(jīng)過(guò)十多年持續(xù)攻關(guān)，該研究團(tuán)隊(duì)打破了國(guó)外技術(shù)封鎖，在大尺寸激光釹玻璃批量制造關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破，自主發(fā)明并建成了中國(guó)首條大尺寸激光釹玻璃連續(xù)熔煉線，實(shí)現(xiàn)了大尺寸磷酸鹽激光釹玻璃的批量生產(chǎn)。
中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究室主任胡麗麗稱，“激光釹玻璃是全球不可替代的激光材料，我們的研究成果積淀了三代團(tuán)隊(duì)、歷時(shí)半個(gè)世紀(jì)的不懈努力，是集體智慧的結(jié)晶。”
該項(xiàng)目的研究成果使激光釹玻璃連續(xù)熔煉的生產(chǎn)效率提高了十倍，獲得了9項(xiàng)授權(quán)發(fā)明專利，制定了3個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)新性強(qiáng)，整體水平達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)，滿足了國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，產(chǎn)生了巨大的國(guó)際影響。
機(jī)器換人，電能表檢定迎智能化
電能表是電力貿(mào)易結(jié)算的計(jì)量?jī)x器，其準(zhǔn)確性關(guān)乎百姓家庭支出、企業(yè)成本核算。
目前，全國(guó)運(yùn)行的電能表超5．13億只，每年檢定量達(dá)8000余萬(wàn)只。傳統(tǒng)人工檢定每天只能完成80只，可靠性僅98％。面對(duì)人工檢定存在的資源投入大、人為誤差影響檢定質(zhì)量、檢定效率低下等缺陷，此前國(guó)內(nèi)外均未找到有效解決方案。
獲得2017年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)的“電能表智能化計(jì)量檢定技術(shù)與應(yīng)用”為電能表檢定插上了“智能”翅膀。
來(lái)自國(guó)網(wǎng)浙江電力公司的黃金娟是該項(xiàng)目完成人?，F(xiàn)年50多歲的她是一名生產(chǎn)一線的高級(jí)技師，30多年的一線實(shí)踐，促使她萌生了“機(jī)器換人”、用智能技術(shù)推動(dòng)計(jì)量檢定騰飛的想法。歷經(jīng)3年努力，她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建成國(guó)內(nèi)外首套大規(guī)模檢定系統(tǒng)，檢定效率提升至每日4700只，可靠性達(dá)100％。
這項(xiàng)研究成果率先在黃金娟所在的國(guó)網(wǎng)浙江公司應(yīng)用。“年檢定能力達(dá)到640萬(wàn)只，整體效率提升58倍，人員精簡(jiǎn)90％以上。”她說(shuō)，近三年成果產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)1．9億元，累計(jì)檢定檢測(cè)表計(jì)1．8億只，成果以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的形式推廣至全國(guó)省級(jí)計(jì)量中心。
更讓黃金娟自豪的是，通過(guò)專利許可，自動(dòng)化檢定裝置和系統(tǒng)已銷往9個(gè)國(guó)家、40余家表計(jì)制造企業(yè)，并延伸應(yīng)用于燃?xì)獗?、水表檢測(cè)，電能表檢定由人工作業(yè)向智能化變革。
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