這些斬獲國家科技大獎的成果為國為民

2020年01月10日14:21  來源:新華網
 
原標題:青藏高原上找銅礦 半導體照明產業化 脆弱文物保護 頜骨功能重建 這些斬獲國家科技大獎的科研成果為國、為民

  2019年度國家科學技術獎勵大會10日上午在人民大會堂隆重舉行。碰撞型斑岩銅礦成礦理論、高光效長壽命半導體照明、考古現場脆弱性文物保護、頜骨缺損功能重建……這些直接面向國家重大需求,致力於服務百姓美好生活的科技成果,斬獲2019年國家科學技術獎多項大獎。

  自主創新 扎根青藏高原為國找銅礦

  一提到銅,人們會想到青銅時代——一個以使用青銅器為標志的人類物質文化發展階段。銅是人類最早使用的金屬之一,可以用來命名一個時代,足以証明其對人類文明進步影響之深遠。

  如今,人類社會已邁入信息時代,銅依然被廣泛應用於機械制造、建筑工業、國防工業等重要領域,是維持社會經濟穩健發展的關鍵性大宗金屬之一。

  銅如此重要,我國地大物博,銅資源是不是足以高枕無憂了?No no no,事實上,我國的銅資源保有儲量極大短缺!科學家們日以繼夜地找礦、勘查,尋求突破。

  找礦勘查的技術實踐依靠什麼?靠成礦理論。目前全球銅主要來自於一種被稱為“斑岩型”的銅礦床類型。國際礦床學界研究認為,斑岩銅礦主要產於岩漿弧環境,其形成與大洋俯沖有關,由此建立起經典的斑岩銅礦成礦理論。

  那麼問題來了,我國廣大地區、特別是西藏地區等缺乏大洋俯沖環境的斑岩銅礦床成因該如何解釋呢?國家自然科學獎二等獎獲獎項目“碰撞型斑岩銅礦成礦理論”對此做出了理論創新。

  中國科學院院士、中國地質科學院地質科學研究所研究員侯增謙研究團隊潛心研究,在青藏高原這一最年輕、最典型的大陸碰撞造山帶一扎就是十余年,取得了一系列重大突破,最終建立了一套完整、系統的碰撞斑岩銅礦成礦理論。該理論回答了在缺少活動大洋俯沖的碰撞環境下,斑岩銅礦特征及形成機制的問題,大幅度發展和完善了經典斑岩銅礦理論,極大拓寬了全球斑岩銅礦的勘查區域。

  “事實上,大陸板塊碰撞的范圍要比大洋俯沖的范圍大很多。我們以國家重大需求為牽引,突破瓶頸,通過理論創新,指導技術實踐,短時間內就在青藏高原發現了十多個銅礦。”侯增謙說。

  LED照亮尋常百姓家 中國照明產業升級換代

  人類在漫長進化過程中,一直利用火作為照明光源,直到愛迪生發明白熾燈后,人類才進入電氣照明時代。

  然而,白熾燈等傳統照明光源都存在電光轉換效率低的問題。如果能在照明領域發展出更高光效的光源,將會節省更多能源,進而對環境保護、可持續發展作出巨大貢獻。LED具有高光效、長壽命的特點,以LED為核心器件的半導體照明已成為繼白熾燈之后的第二次照明革命。

  國家科技進步獎一等獎獲獎項目“高光效長壽命半導體照明關鍵技術與產業化”歷時十余年聯合技術創新,形成具有自主知識產權的高光效、長壽命半導體照明成套技術,關鍵指標達國際領先水平。項目成果實現大規模產業化推廣,在北京奧運會、十城萬盞示范工程等重大工程實現示范應用。

  “LED節能效果顯著,其電光轉換效率是熒光燈的5倍,白熾燈的20倍。”項目主要完成人、中國科學院半導體研究所研究員李晉閩介紹說,目前我國已有近50%的傳統光源被LED產品所取代,每年累計實現節電約2800億度,相當於3個三峽水利工程的發電量,超過澳大利亞全年用電量。

  隨著半導體照明技術與產業的發展,新技術與新業態層出不窮。例如,深紫外LED可廣泛應用於水淨化、空氣淨化、生物探測、醫療等民用領域。半導體照明將在健康照明、智慧照明以及農業、醫療、通訊等超越照明的技術領域實現更為廣泛的應用。

  留住歷史 脆弱文物與遺跡保護有妙招

  薄荷能散發出一種清爽怡人的味道,這是因為其中包含一種叫薄荷醇的物質。但令人意想不到的是,科學家們將無害的薄荷醇及其衍生物用於考古后,竟捧回國家科技大獎。

  文物不可再生,是珍貴的歷史實物資源,珍貴文物的缺失可能會淹沒一段歷史。考古發掘現場出土的脆弱性文物與遺跡,常因發掘時環境突變而損毀。因此研發適合考古發掘現場脆弱遺跡應急保護的技術,是國內外文化遺產保護科技工作者面臨的難題。

  國家科技進步獎二等獎獲獎項目“考古現場脆弱性文物臨時固型提取及其保護技術”系統研究了薄荷醇加固提取文物的有效性、安全性以及可控去除性,制定了臨時固型及操作規范﹔研發出了考古發掘現場脆弱遺跡臨時保存的微環境控制裝置。

  項目主要完成人、上海大學教授羅宏杰介紹說,這項技術不但能有效減緩、甚至避免出土環境突變對文物帶來的毀滅性作用,而且能臨時提高文物的力學強度,以保証文物的發掘提取和安全運輸。

  據悉,該項目是具有中國自主知識產權的開創性成果,已推廣應用到秦始皇兵馬俑遺址、海昏侯墓等65處重要考古發掘工地,搶救了2000多件脆弱文物和珍稀化石。

  醫病也醫心 頜骨缺損功能重建造福患者

  “戴著大口罩,不肯走出家門……頜骨缺損的病人是很痛苦的,他們中的很多人隻有在最終見到醫生的時候才敢摘掉口罩。”上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院主任醫師張陳平說。

  腫瘤、創傷、炎症等病因可導致頜骨缺損,這種疾病嚴重影響病人的咀嚼、吞咽、呼吸等生理功能,對病人的心理造成創傷,降低生存質量、甚至危及生命。頜骨修復重建手術難度大,如何實現真正意義上的功能重建是世界性難題。

  國家科技進步獎二等獎獲獎項目“頜骨缺損功能重建的技術創新與推廣應用”項目組歷經了20余年的研究攻關,率先提出了“功能導向的頜骨重建”理論,創建關鍵技術體系並推廣應用。(注:全稱與簡稱均可,但全文中應保持一致,此處參前文改)

  項目組通過研究,創新性地使用小腿腓骨重建頜骨,平均手術時間縮短2小時以上,減少患者多次手術的創傷,縮短治療周期,降低醫療費用,使數千例患者恢復了咀嚼、吞咽等生理功能。醫者醫病也醫心,經過治療,解決了頜骨畸形患者的自閉自卑心理,使患者的家庭重回穩定,也幫助患者重燃勇氣走出家門,融入社會。

  “頜骨重建手術精細度很高,技術難度大,從前很難推廣,難以更廣泛地幫助到更多的患者。”項目主要完成人張陳平介紹,為解決這一問題,項目組建立了數字外科的“一站式”新平台,打破國際技術壁壘,解決了軟件碎片化及不兼容的難題,顯著降低操作誤差,提高手術安全性。與此同時,通過舉辦學術會議及國家級學習班等多種形式在全國推廣,項目組培養了大量頜骨重建專科醫師。

  “為病人解除疾苦,是醫生的使命﹔科技創新,要更好地服務於人民的美好生活。”張陳平說,我們希望全國頜骨缺損的病患能夠有術可醫,並對民眾的醫學知識普及與治療水平的認識產生積極影響。(陳聽雨 凌紀偉)

(責編:馬曉波、張鑫)

江蘇要聞

給領導留言