世界难题

“高盐废水处理是世界性难题，我国每年产生的此类废水超过3亿立方米，由此副产的高盐危废超过千万吨，其中大部分没有得到合理处置，给生态环境带来巨大压力。”谈及工业废盐问题，享受国务院政府特殊津贴专家、天津理工大学绿色化工与废弃物资源化工程技术中心主任李梅彤说。中化环境总工程师李强告诉记者：“工业废盐的资源化利用已成为制约化工行业尤其是煤化工、农药、制药、精细化工等行业发展的‘瓶颈’和‘痛点’。”12月28日，中国物资再生协会危废工作委员会组织召开2023年危废行业高质量发展论坛。废盐资源化利用问题成为会议的焦点话题之一。我国的工业废盐来自哪里？废盐主要指以无机盐为主要成分的固体废弃物，由于含有多种复杂有毒有害成分，很大一部分都属于危废。由于在危废目录中没有单独分类，公开的危废统计数据无法直观反映废盐实际产量，带来监管的困难。据分析，我国每年工业废盐产生量超过2000万吨，目前交由危险废物经营单位规范利用处置的废盐约占总量的10%，大部分以副产盐或一般固体废物流向市场，严重危害公众健康和环境安全。这些废盐是怎么产生的？李梅彤告诉记者：“高盐废水是废盐的主要来源，高盐废水主要来源于农药、医药、染料、焦化、冶金、新材料、化纤等行业，种类主要包括氯化钠、硫酸钠、氯化铵、硫酸铵、醋酸钠以及混合盐等”。据悉，我国主要废盐产生区域处于第一梯队的包括山东、江苏等；处于第二梯队的包括河北、内蒙古、四川、湖北等；处于第三梯队的包括浙江、湖南、广东、江西等。废盐处理难在哪？为何资源化利用是最有前途的方向？李强说：“废盐成分差异明显，具有组分差异大、特征不固定的特点。不仅是不同行业产生的废盐成分不同，即使是来自同一行业的不同企业、同一企业不同批次的废盐，不仅盐硝比具有显著差异，其余杂质含量水平还具有十倍甚至几十倍的差别。这无疑增加了废盐处理的技术开发和实际运营难度。”在谈及目前我国废盐处理的问题时，李梅彤介绍：“我国是世界第一大涂料、染料生产国，世界第二大农药生产国，精细化工销售额排名世界第三位。”这就意味着废盐的产生量大。与此同时，目前我国正常运行的废盐集中处理企业较少。此外，废盐品种多、处置技术难度大、装置标准化困难。至今没有低成本、无二次污染、成熟的工艺应用。现有焚烧炉对高盐危废不适应，对复杂可燃危废适应性不强。因此，资源化、技术集成是高盐危废处置最有前途的方向。”据悉，目前，化工废盐资源化利用途径主要包括再生利用、制成肥料、制成建筑材料、焚烧处理等。其中，再生利用指的是将废盐经过净化处理达到再生工业盐标准后，再次用于工业生产。前三种都属于对废盐进行再利用，第四种属于无害化处理，比较彻底，但需要消耗大量能源。高值化工艺推广应用要打通“赌点”专家介绍，废盐资源化的技术瓶颈主要表现在废盐处理系统稳定运行难、废盐中有机污染物深度去除难、废盐残渣资源化利用难等方面。在深度去除污染物方面，李强告诉记者：“化工废盐再生处理后，绝大部分有毒有害物质被去除，但是仍残留少量杂质，如微量有机物、钙、镁及重金属离子、二氧化硅等。在氯碱工业中，部分杂质可通过盐水精制去除，但是仍有一些杂质（如TOC）难以通过常规手段去除。有必要开发微量杂质的去除方法，并对精制净化的饱和盐水开展长周期评价。”据悉，氯碱企业目前对再生盐的接受度低，只有极少数企业短时间、小比例（3%-5%）掺用再生盐。开展盐评价有助于消除氯碱企业担忧，确定废盐的合理掺混比例，打开废盐资源化利用的出路。李梅彤告诉记者：“在废盐资源化利用方面，目前典型的高值化工艺包括废氯化钠制氯碱，硫酸钠复分解制纯碱，硫酸钠及混合盐电解制备碳酸钠、硫酸铵（氯化铵）。现实情况是，高盐水废水量大、混合盐价值低。目前国内外蒸发出混合盐或分盐出盐的工艺，成本大多超过50元/m³。基于此，废氯化钠制氯碱从技术上讲是非常理想的方向，但从市场的角度看，因为投资较大，尤其因为氯化钠本身价格很低，氯碱企业使用意愿很低，短时间造成难以推广应用。国家相关部门正在制定鼓励使用的政策。低浓度杂盐废水制纯碱工艺是目前可以实现盈利的技术路线。硫酸钠盐和氯化钠制备纯碱，技术上已经不存在难题，但是由于碳酸钠产品标准有原料来源限制的问题，同样存在准入的障碍。”为推动产业发展、增加销售收入，需补齐哪些“短板”？虽然目前我国高盐废水和废盐资源化方面仍存在“痛点”，但专家认为，这一领域未来具备重大的机遇。一方面，近年来，国家相关政策不断出台，推动行业规范发展，助力拓展应用市场。另一方面，目前我国高盐废水和废盐资源化、高值化技术都取得了突破性进展，处于国际领先水平。同时，这一领域的难题更多的是工程难题，但目前也积累了大量的工程化经验，具备大规模推广的条件。为了更好地抓住机遇，补齐短板，专家达成共识，废盐资源化利用需要更多的标准支撑和政策引导。李强说：“废盐资源化后制取的产品盐标准不健全。工业废盐目前作为危废进行管理，如需利用工业废盐为原料精制得到的产品盐进行外售，必须解决其‘危废’身份。目前我国废盐制取产品盐的产品标准几乎为空白，因此工业废盐精制得到的产品盐往往需要经过危废鉴定，确认不属于危废后才可作为产品外售。”与此同时，专家认为，高值化是废盐资源化领域的发展趋势之一。废盐循环、资源化利用时要考虑下游产业，尝试高附加值的材料工艺技术。如氯化钠产品盐应用于氯碱行业，在以氢氧化钠为主要销售产品的同时，兼顾考虑将氯气开发成下游高附加值产品，有利于固废处理产业发展和增加销售收入。此外，李强告诉记者：“工业废盐资源化利用往往需要达到一定规模后，才能实现资源化效益。因此，可以省、市或者工业园区为单元，建立较大规模的处置中心实现集中、规模化处置，对废盐进行统一的、真正意义上的资源化利用。”

与“老生常谈”的雾霾相比，有一种大气污染物要‘低调’得多，它悄悄地隐藏在万里晴空中，却成为近几年夏天众多城市的大气环境污染的元凶，它就是——臭氧。 臭氧是氧气的同素异形体。常温下，它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。在平流层，臭氧可起到保护人类与环境的重要作用，但若其在对流层浓度增加，则会对人体健康产生有害影响。 我们常说的臭氧污染，就是指对流层中出现的臭氧，大部分是人为污染物,属于二次污染物。在温度等条件适宜的情况下，空气中的NOx(主要包括NO、NO2等)和VOCs(包括烃类、卤代烃、芳香烃和多环芳香烃等)在紫外线的照射下经过一系列光化学反应形成刺激性强的淡蓝色或棕色烟雾,也即光化学烟雾，其主要成分就是臭氧，其中O3占90%以上。臭氧污染集中在每年的5月-9月的盛夏季节。天热以来，各地屡屡曝出臭氧污染警报̷̷》据新京报5月15日报道，生态环境部公布5月中下旬全国空气质量预报会商结果显示本月下旬京津翼中南部臭氧中度污染。》据扬子晚报报道，4月8日，南京最高气温达到约30℃，在阳光的照射下，臭氧污染抬头，出现了今年南京第一个臭氧污染天，空气质量达到轻度污染。 》据红星新闻报道，2019年4月以来，成都市气温偏高，目前已出现多个臭氧污染天，其中有一天为中度污染，较2018年提前了20天。》山西新闻网报道随着气温的不断升高，太原市臭氧污染的问题 凸显，为此，5月起至9月，太原市将开展臭氧污染防治攻坚行动，重点强化氮氧化物、挥发性有机物管控。臭氧污染治理已成世界性难题！随着城市化、工业化、机动化的高速发展及能源消费总量的持续升高，挥发性有机物和氮氧化物等臭氧前体物的排放量居高不下，臭氧污染问题逐年突出。根据相关研究表明，若不采取有效控制措施，预计2015—2050年间全球臭氧浓度将增加20%—25%，到2100年将增加40%—60%。而且近年来京津冀和长三角臭氧逐年上升，特别是2017年上升最为显著，臭氧是唯一逐年增长的大气污染物。臭氧污染的防治是世界性难题，欧美等发达国家至今也未实现臭氧污染的根治，我国大气污染源类种类繁多，臭氧污染成因更加复杂，防治难度更大！臭氧污染如何防治？臭氧主要是大气环境中各种污染源排放的氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）等前体物经过复杂的光化学反应生成的。氮氧化物基本是人为排放源，主要来自机动车尾气、化石燃料燃烧，工业生产过程也会产生氮氧化物。而挥发性有机物来源更广泛，有汽车喷涂、印刷厂油墨挥发、加油站油气挥发、化工厂炼油过程油气挥发等。 污染物在太阳光的作用下形成臭氧臭氧污染的防治必须依靠科学技术的支撑，科学施策，需要基于排放构成，进一步确定管控的重点行业，大力协同控制VOCs和NOx等前体物的排放。对此相关专家也给出了相应的建议：》中国工程院院士、环境监测领域专家——刘文清院士提出：“除了做好监测，臭氧防控的另一要点就是要把细颗粒和臭氧协同控制。”具体而言，不能光控制氮氧化物、二氧化硫，还要考虑挥发性有机物，都要一起防治。》中国工程院院士贺克斌认为我们需要在精准治污当中找准对象，讲到“挥发性有机物是种类繁多的聚合体，对它的细分非常重要。其中，芳香烃、烯烃、炔烃是对臭氧贡献较大的物种。” 因此各地区可通过有效监测手段区分不同来源的贡献比例，分析可能采取的治理措施，才能获得最大改善效益。冷杉作为环境监测行业的重点企业，面对臭氧监管的亟需之势，自主研发了冷杉4000厂界/厂区气态污染物在线监测系统，，旨在以超高的性价比与精准的监测帮助企业自检，为监管部门分析防控工作提供可靠、可控、可溯源的数据，尽最大力量协同控制臭氧污染。冷杉4000厂界/厂区气态污染物在线监测系统环境监测国际领先产品，精准监测臭氧污染物冷杉4000厂界/厂区气态污染物在线监测系统可在线监测总烃、甲烷、非甲烷总烃、苯系物、氯苯、乙醛、丙烯醛、甲醇、氯乙烯、丙烯腈羰基硫、甲硫醇、乙硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳等挥发性有机物（臭氧前提物）；二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮臭氧、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等氮氧化物及PM2.5、PM10、TSP等与臭氧相关颗粒物。该系统适用于环境空气、居民区、企业边界、职业环境、重点产业园区等场所的臭氧及VOCs等各种环境空气污染的在线自动监测，并可将监测结果自动上传至相关部门或输送至DCS，具有超高的系统稳定性和安全可靠性。》运行稳定，监测精准? 采样管线选用聚四氟乙烯、硼硅酸盐玻璃或耐腐蚀、惰性化材质，减少管路吸附造成的损失；? 全管路保温伴热，避免高沸点烃类物质冷凝“积油”及部件腐蚀。》无人值守，安全可靠? 具有自我保护功能，气源供应不足时，火焰熄灭，关闭氢气空气；? 自动恢复运行功能，开机、气源供应恢复或意外断电恢复后自动运行；? 具备自动校准功能，实现无人值守》标准化设计? 符合国家标准规范要求；? 结构设计合理，可实现连续自动监测。

广西检验检疫局(北海)烟花爆竹检测中心完成的《烟花爆竹用烟火药剂的化学成分检测方法研究》获得国家质检总局2011年度“科技兴检奖”三等奖。该课题为我国进出口烟花爆竹的检验监管、进一步扩大国际市场和促进烟花爆竹可持续发展提供了科学手段，同时也为烟花爆竹的安全生产管理、产品质量控制及安全事故的原因分析提供了强大的技术支撑。 　　 　　广西(北海)烟花爆竹检测中心人员进行业务交流 　　北部湾畔，魅力北海，风生水起正扬帆，推动富民强桂新跨越 千年古郡，烟花之乡，丝绸之路始发港，传承中华文化耀五洲。 　　北海是北部湾海上丝绸之路较早的始发港，也是中国人从海洋走向世界的一个起点，当一个昌盛的中国崛起于世界的东方，历经繁荣与昌盛的北部湾正承载起新时期一个崭新的期望，走上时代的潮头浪尖。 　　烟火药剂研究迫在眉睫 　　我国已成为世界上最大的烟花爆竹生产国和出口国，世界上发达国家所用烟花爆竹主要从我国进口，据不完全统计，我国现有烟花爆竹生产企业5000多家，生产总值达100多亿元。在湖南、江西、广西等省区，烟花爆竹已成为不少市县的支柱产业。 　　根据联合国《全球化学品统一分类和标签制度》，必须对烟花爆竹用烟火药剂的化学成分进行全面的定性和定量分析检测。但是，国内外至今没有烟花爆竹用烟火药剂的化学成分检测标准方法及相关的技术规范。我国现有的有关烟花爆竹的国家标准和行业标准只有部分禁用化学成分的定性分析方法，如GB 10631-2004《烟花爆竹 安全与质量》、SN/T 0306-2006《出口烟花爆竹检验规程》，国外主要烟花爆竹进口国的标准或条例中只规定了禁用的化学物质，没有相关的检测方法，如美国的APA烟花条例、日本的烟花标准等。 　　国家标准GB/T15814.1-1995《烟花爆竹药剂 成分定性测定》中检测成分种类有限，当前烟花爆竹用化工原材料更复杂，且有些方法已过时，烟花爆竹标准化技术委员会正在组织有关单位进行修订。行业标准SN 0545-1996《出口烟花爆竹烟火药剂安全检验规程》[11]已被SN/T0306-2006《出口烟花爆竹检验规程》取代，该行业标准也只规定了烟花爆竹中禁限用药物的定性检测，没有其他大部分成分的定性检测方法，更没有烟火药中主要化学成分的定量分析方法。开展烟花爆竹用烟火药剂的化学成分分析方法研究成为当务之急。 　　检测方法研究取得突破 　　广西局(北海)烟花爆竹检测中心是全国质检系统首家通过CNAL/CNAS认可的烟花爆竹实验室，也是第一个通过危险性分类定级项目认可的烟花爆竹实验室。 　　《烟花爆竹用烟火药剂的化学成分检测方法研究》是国家质检总局批准立项的科研项目，由该中心承担完成，项目比较系统全面的对我国目前烟花爆竹用烟火药剂的主要成分进行研究，分为主要成分定性检测方法研究和定量分析方法研究，样品预处理方法贯穿其中。 　　课题组通过查阅大量分析化学资料和国内外相关的最新烟花法规、技术标准，充分考虑现阶段常用烟火药剂的特点，假定目前有可能出现的最为复杂的烟火药剂成分为本方法的研究对象。通过科学的反复试验，最后确定了以特定的有机溶剂分离出含聚乙烯醇、糊精、酚醛树脂等有机黏合剂的样品预处理方法 利用烟火药剂中各组分的物化特性，通过大量试验，成功对其实行分组分离，以最简单的方法准确地解决了烟火药剂的化学成分定量分析这一最大的难题，研究各类烟花爆竹用烟火药剂的试样制备方法、烟火药剂试样的预处理方法，烟火药剂中钡、重铬酸盐、锌、铜、钛、锶、铅、钠、镁、硫、钾、高氯酸盐、铝、铋、铁、硝酸盐、碳等30多种化学成分化学定性分析和利用X荧光光谱仪快速定性分析、干扰离子的消除方法和化学成分定量检测方法。 　　成果推广应用前景广阔 　　该成果已在广西区内外200多个烟花爆竹生产厂家和国内主要检测机构中应用，解决了烟花爆竹检验监管中的难题，在药种药量控制、事故原因分析等方面效果明显。同时，课题组利用课题成果及其关键技术为广西区内100多个生产企业培训专职检验员400多人次，这些人员大多成为各个烟花爆竹企业的技术骨干和中坚力量，为烟花爆竹产业快速发展提供了技术和人员保障。 　　广西区内近百家企业应用该成果后，产品质量稳步上升，促进了出口。据悉，2011年，广西检验检疫部门共受理出口烟花爆竹检验2048批次、货值6908.7万美元。共检出不合格产品21批、货值6.8万美元，同比分别下降了27%和70%，国外客户反应良好，未发现由于质量原因退货和索赔现象。在国内，该科研成果及其关键技术成功应用，解决了烟花爆竹检验监管的难题，为安监部门加强烟花爆竹安全监管起了较大作用，为烟花爆竹安全与环保提供了坚实的技术保障，广西辖区内烟花爆竹安全事故得到了有效地遏制。 　　“行百里者半九十”，课题主要负责人、该中心主任肖焕新说。肖焕新作为广西检验检疫局首批学科带头人、国家质检总局《全球化学品统一分类和标签制度》(简称GHS)9名国家专家之一，该烟花中心去年承担完成17项行业标准制订任务，填补了国内外该领域空白，对加强我国烟花爆竹用原材料的质量控制起到重要作用，帮助企业从源头把好烟花爆竹产品质量关和安全关，有力地保障了进出口烟花爆竹的产品安全。目前，该中心还有《联合国烟花分类默认表中闪光成分试验装置的研制及其应用研究》、《烟火药剂制样安全系统的研制》等国家总局科研项目、11项行业标准和1项国家标准项目正在紧锣密鼓地开展中。 　　链 接 　　四大创新 　　课题在完成过程中完成科技论文4篇、行业标准草案11项、国家标准草案6项。所确立的烟花爆竹烟火药剂主要化学成分定量分析方法，解决了烟火药剂中化学成分定量分析的世界性难题，方法快速、准确、实用，该课题实现以下创新： 　　一是系统地对当前最为复杂的烟花爆竹用烟火药剂的化学成分开展研究，提出了采用化学法进行30多种成分的定性检测方法和采用仪器分析法对10多种成分进行快速分析方法，较系统地完成了对烟火药剂中各成分的定性分析。 　　二是通过对烟火药剂预处理，利用烟火药的物理特性和化学特性，对烟火药剂中的主要成分实行分组分离，成功完成了17种主要成分的定量分析方法。 　　三是首次使用X荧光光谱仪对烟火药剂进行定性分析研究，快速准确，同时也为烟火药剂定量分析提供科学依据，起到“初筛”的作用，优化了技术方案和节省了分析时间。 　　四是我国较早开展GHS应用研究的科研成果之一，课题的顺利完成，为我国烟花爆竹行业顺利实施GHS奠定了技术基础。

十年研究，徐华强教授突破gpcr信号传导领域世界级难题 近日，2016药明康德生命化学研究奖评选结果新鲜出炉。中国科学院上海药物研究所研究员、中国科学院受体结构与功能重点实验室主任徐华强教授凭借受体结构与功能研究领域的累累硕果，摘得2016药明康德生命化学研究奖“杰出成就奖”。徐华强教授主要研究的领域是gpcr（g蛋白偶联受体）的结构与作用机制。在全球，这个充满魅力的研究领域正不断为医药业带来新的活力——至少有三分之一的小分子药物是gpcr的激活剂或者拮抗剂，还有更多这样的候选药物小分子在临床研发中。全世界多个顶尖实验室和企业都在这一领域竞相研发。在这个重要的领域，徐华强教授持续攻坚十年，取得了多项重大突破。他在gpcr结构方面的多项研究攻克了许多未解难题，被学术界誉为结构生物学研究领域的里程碑，轰动了国内外医学界与药学界。一个激动人心的药物研发领域2012年，罗伯特莱夫科维茨（robert j. lefkowitz）和布莱恩克比尔卡（brian k. kobilka）两位科学家因“g蛋白偶联受体研究”获得当年的诺贝尔化学奖。这一发现揭开了人体信息交流系统的许多秘密：我们的身体究竟是如何感知外部世界，并将这些信号“通知”到各个细胞。然而，gpcr信号通路的多样性和复杂性决定了这一诺奖成果的取得并不是一个领域研究的完结，而是意味着更多探索旅程的开始。在细胞通讯中，作为信号蛋白的arrestin与多种g蛋白都可以结合gpcr，以传递重要的指令，执行例如生长调控和激素分泌等众多基本生命过程。不过，g蛋白信号通路和arrestin信号通路在生理作用上截然不同。arrestin通过脱敏作用会阻止g蛋白的激活，并通过内化作用的过程将gpcr回收。长期以来，科学家们对于arrestin如何结合gpcr、如何激活不同组的细胞信号、以及这与g蛋白和gpcr互作之间的差别知之甚少。这极大地限制了许多潜在药物的研发。实际上，如果能靶向作用于其中一条信号通路，那么这样的gpcr抑制剂往往更可能成为理想的药物分子。相比非选择性的药物，它们能够带来更好的疗效和更少的不良副作用。然而，要想得到这样的小分子，就必需了解它们与gpcr之间的详细作用过程。小细胞大贡献，毫厘之间进化生命医学过去十年间，徐华强教授所领导的团队始终致力于揭示arrestin与 gpcr rhodopsin构成的复合物的结构。沉浸于探索分子世界的他们，终于在去年取得了突破性进展，将生命过程的一条路径展现给了世界。 ▲徐华强教授的发现攻克世界级的科学难题研究中，徐华强教授创造性地采用了“最亮”的x射线自由电子激光技术lcls（linac coherent light source，目前世界上最强的x射线自由电子激光器，能够以比以往x-射线源强10亿倍的亮度发射x-射线脉冲），生成了与gpcr结合arrestin时的首个三维图像。这一发现攻克了细胞信号传导领域的世界级科学难题，也为开发选择性更高的药物奠定了理论基础，使开发出副作用更小、更有效的心脏病、神经退行性疾病和癌症等疾病疗法成为可能。徐华强教授表示：“在药物发现领域，对药物靶点蛋白的结构与功能关系理解越深，开发出高效低毒药物的几率就越大。”去年这一里程碑成果一经发布在《自然》期刊上后，马上在生物医学界引起热议，该新闻还入选了2015年中国十大科技进展新闻，并于今年3月再获国际蛋白质学会（the protein society）颁发的hans neurath奖。国际蛋白质学会执行委员会的成员查尔斯桑德斯博士评论道：“此项研究是结构生物学研究领域的里程碑，为众多基础生物学研究及生物医学发展提供了广泛而深入的见解，这项工作非常优秀。”科研狂人：成功就是99%的努力工作“从事科学研究，一是对科学的兴趣，尤其对生命科学的各种奥秘感兴趣；二是贵在坚持，科学研究是探索，长年的工作才有一点点突破，就是最大的欣慰；三是在于努力，科学研究的成功就是99%的努力工作，再加上1%的运气，”徐华强教授曾这样说道。在研究方面，徐华强所带领的团队可以说是硕果累累，已在《自然》、《科学》、《science signaling》、《jounal of biological chemistry》、《proceedings of the national academy of sciences》等国际著名学术期刊发表论文百余篇，获得专利十余项。在科研的道路上，教授从未停歇。同事都说，他是个”科研狂人”。自1980年在清华大学开始接触核子物理科学后，徐教授就一直沉浸在科研当中。从国内到国外，再从国外辗转回到国内，始终不变的是他对生命科学奥秘的探索和追求。在中国科学院上海药物研究所，他还先后创建了药物靶标结构与功能中心和受体结构与功能重点实验室，主要从事核激素受体、肝细胞生长因子(hgf)受体、g蛋白偶联受体(gpcr)、离子通道和植物激素受体等结构与功能领域研究，开展基于晶体结构的肿瘤与糖尿病的药物研发，并取得了多项原创性发现。一直以来，他研究的是生命科学。他尊重生命，懂得生命的意义。医生一次只能治疗一个患者，而基础研究成果却可能拯救无数人的生命、无数代人的生命。这也是为什么在科研这条道路上，他从不停歇、从不松懈。

5月24日，北京东方振动和噪声技术研究所名誉所长应怀樵在第十五届北京科博会“2012中国战略性新兴产业发展论坛”上，作题为《云智慧时代第三次工业革命正在走来——“从软件制造仪器”到“软件制造一切”》的主题演讲。 　　科学无国界，而科学家是有国界的，这句话在“中国虚拟仪器之父”应怀樵身上，就是近半个世纪的岁月里，他始终以“砍柴樵夫”般的坚韧与顽强，跋涉在为中华崛起而奋斗的科学高峰上，即使古稀之年，面对“3次中风、4次心梗、7次至阎王殿”的生命挑战，依然以超人的毅力、坚定的信念，战胜病魔，执著奋进在创世界一流的“虚拟仪器”科研阵地上。 　　而支撑他的则是中国科学界应为人类文明进步作出更大贡献的使命感与荣誉感!正是怀着振兴中华、造福人类的理想追求，他数十年如一日，呕心沥血，将全部精力投入虚拟仪器(VI)科学研究之中，自主创新112项新技术，攻克十大世界性难题并填补国内空白，特别是对“传递函数的测试及实时控制和反演关键技术”的成功突破，为提高虚拟仪器测量精度和范围开创新途径，被认为“可与‘光纤之父’诺奖得主高锟教授的‘光纤通信’成果相提并论”，使中美两国同步创造的虚拟仪器达到可问鼎诺贝尔物理学奖的，具有世界性重大意义的成果，是中华民族继四大发明之后，对人类文明有重要意义和影响的现代发明之一。 　　生命熔铸：“虚拟仪器之父”是怎样炼成的 　　1941年7月，应怀樵出生于浙江绍兴，这里人文底蕴深厚，而无论是早年受笃信佛教的母亲的熏陶，还是得益蔡元培曾担任校长的小学优良的教学传统，都使他从小树立了为民族崛起而读书的远大理想。 　　1959年，应怀樵就读浙江大学理论物理专业，后应国家需要全班调整为应用力学专业。1964年，大学毕业后，他被分配到中国铁道科学院，致力于高速列车风洞课题研究，并到清华学习风洞测试分析技术。1965年，他参与我国核爆炸防护工程研究，接触到震动噪声和频谱分析，开始了虚拟仪器科研生涯，而早年五次转换专业，则练就他扎实的学术功底和多学科交叉研究课题的优势。更重要的是，科技水平对国家命运的深刻影响更使他深感责任重大。成为世界一流的科学家，为国争光成为他深埋心中的梦想。而他也毫不讳言对诺奖的钟情，在他看来，诺奖不仅是一种崇高的荣誉，更是激励创新、造福人类的精神泉源。 　　在他看来，以“四大发明”为标志，中华民族曾为人类科技进步作出重要贡献，然而近代以来却落伍了，应怀樵认为，伴随中华民族的伟大复兴，中国科学家理应在高科技领域取得原创的重大突破，向诺奖冲刺。这不仅是一个科学家的荣誉，更是中华民族屹立世界民族之林的时代要求。 　　正是怀着这样一份强烈的使命感和荣誉感，应怀樵走过了一条不平凡的科研探索之路。要成为世界一流的科学家，首先要有敏锐、超前发现重大课题的科研能力。应怀樵介绍说，所谓“‘虚拟仪器’其实并非是传统的仪器，它是指集数据采集和信号调理器、信号处理技术与PC机技术于一体的软件制造仪器”。事实上，1965年他参加国防核爆炸防护工程课题——地下铁道核爆炸震动噪声与动力学测试分析的研究，当他遇到地铁道床的下沉残余位移(OHz)用硬件无法获得的难题时，就萌生了虚拟仪器的大胆构想——“用数字算法和软件取代硬件”，1973年他尝试用数字计算机的软件数字积分取代传统硬件模拟积分的方法解决上述难题，1979年获得成功，成为虚拟仪器的最早成功范例。同年于杭州召开的国防科委核试验全国防护工程学术会上，他提出虚拟仪器的核心概念——“软件制造仪器”，获得主持会议的中科院力学所所长郑哲敏院士、清华大学副校长张维院士、同济大学校长李国豪院士的赞扬和支持，比美国NI公司“软件是仪器”的概念提出早7年。 　　成为世界一流科学家，还要有瞄准国际前沿，不断自我超越的创新意志。据了解，科学仪器与实验技术发展至今已走过模拟式、数字式、智能式三个阶段，从1983年~1986年，开始出现第四代仪器即虚拟仪器(简称VI)。而应怀樵的研究始终走在国际前列。1979年，他编撰的具有该领域应用成果的国内首部专著《振动测试和分析》出版发行，并不断自我超越：1982年《CZ测震仪与测振技术》出版发行，1983年出版了具有中国虚拟仪器早期构思实例框图的《波形和频谱分析与随机数据处理》。1985年他自筹资金创建东方振动和噪声技术研究所(简称东方所)，开始系统从事虚拟仪器库、移动实验室技术研究，提出“把实验室拎着走”的目标，正式立题“DASP虚拟仪器库—振动噪声、模态分析移动实验室技术”研究，为此，他自立课题、自筹资金开始研究“PC卡泰”(PCCATAI)—微机卡式自动采集测试分析仪器。他还是国内外最早提出“用软件制造仪器”、“用软硬件相结合”来取代传统仪器的学者。此后，依靠持续创新，他带领团队突破了虚拟仪器的核心技术，开发出适合便携机和笔记本使用的小型数采卡和大容量数据采集分析(LCAS)软件，研制成功台式和笔记本式大容量智能数据采集和信号处理系统以及DASP“达世普”虚拟仪器库系统。这是我国最早研制成功的虚拟仪器产品，实现“把实验室拎着走”的目标。 　　1988年9月16日，中国虚拟仪器应用于火箭激振钱塘江大桥模态实验圆满成功。1993年3月，该仪器参加北京新技术展览会，并远赴加拿大参展获一致好评。1995年用于“长三捆”火箭全箭模态实验，1996年用于神舟载人飞船移动发射平台模态实验。2004年用于航天员超重训练设备臂架系统模态分析。2007年，在第二届全国虚拟仪器学术交流大会上，东方所的卓越贡献受到高度评价，应怀樵被誉为“中国虚拟仪器之父”。 　　产业报国：让DASP虚拟仪器库运行在每个实验台 　　伴随经济全球化及信息时代的来临，如何在世界高科技领域拥有一席之地，如何将中国的高科技产品行销全世界，正成为中华民族是否真正崛起的重要标志。 　　数十载春秋，对十大世界性难题原创性的解决让其成为具有中华民族自主知识产权关键技术的经历为应怀樵平添几分豪迈与自信。 　　一是基于平台式设计的VI库技术。用软件制造仪器，软硬件结合取代传统仪器，这一具有里程碑式划时代意义的新路线对仪器制造业和测试技术界产生巨大影响，代表了我国在VI研发方面的最高水平。 　　二是变时基(VTB)传递函数(导纳)测量分析方法。达到国际领先水平，获国家发明专利。已完成神舟飞船750吨移动发射平台、“长三捆”大型运载火箭、航天员超重训练机模态实验等数十项国家重点项目，效果优良。 　　三是高精度频率、幅值、相位和阻尼测量技术。东方所原创的高精度频率计和幅值计，比国外常规方法提高精度100万倍，具有重大国际影响力。 　　四是超低频信号快速测量技术，达到国际领先水平。 　　五是原创倒熵熵、倒熵富、倒富熵等三种倒熵谱分析方法，达到倒谱分析的国际领先水平。 　　六是FFT/DFT分析方法，成为目前频谱细化主要方法之一，达到国际领先。 　　七是振动全息AVD“一入三出”实时测试分析创新技术，原创性地提出了全程微积分方法，实现AVD“一入三出”振动全息实时动态连续测量，达到国际领先。 　　八是自动化模态分析方法。一般人员通过简单操作即可获得专家级的模态分析结果。 　　九是24位“双核”变幅基A/D高精度超量程160dB数采仪技术达到国内首创，国际领先。 　　十是突破传递函数的测试及实时控制和反演关键技术为提高仪器测量精度和范围开辟新途径。此技术是一项世界难题，可极大扩展仪器的频率测试范围，提高测试精度，极具国际竞争力。 　　仅仅拥有一流的成果还远远不够，在应怀樵眼里，诺贝尔不仅是一位杰出的科学家，还是一代企业家，对科学及人类进步事业的热爱，和凭借巨额财富设立的诺贝尔奖，使他成功激励了一代又一代热爱科学与进步的杰出人物，为人类文明的进步作出不可磨灭的贡献。为此，当虚拟仪器技术攀上科学顶峰的时候，应怀樵直面7次与死神擦肩而过的生命危机，依然没有停止探索与奋进的脚步，开始积极思考中国虚拟仪器的产业化之路，树立起“让INV系统走进每一个实验室，让DASP软件运行在每个实验台上”的宏大目标。 　　为此目标，他在建所之初就提出“勤奋、创新、坚持、自强、和谐”的十字座右铭和完全自由的判断与讨论的“玻尔所”精神和“六要三不要”的处事准则等基础上，发展成为涵盖精神追求、道德情操的18条共336字法则及幸福六大原则的企业文化，加强了东方所的文化凝聚力。 　　以此为纽带，东方所不断加强人才队伍建设，一方面加强与全国重点高校合作，为国家培养出大批专业急需人才，以及行业高端人才，该所研究团队也扩大到40余人，拥有博士、硕士数十名，成为虚拟仪器领域一支重要力量。同时他还成功组织和主持了23届全国振动与噪声高技术学术会议，1997年至今主编《现代振动与噪声技术》九卷等十多部专著及《倒熵谱研究》等150多篇论文报告。同时，不断创新软硬件研发，推出CPCI式INV3020和LAN以太网式INV3060、USB式INV3018系列新产品，无线INV9500、手持式INV3080等硬件新产品和DASP的最新软件版本，积极推动产品市场化。 　　“软件制造仪器，软硬件结合取代传统仪器”能省掉大量昂贵和笨重的硬件材料和人力物力、设备、厂房和能源，便于生产和携带。这是一条划时代的新途径，是科学仪器和测试领域的一次突破和革命，是21世纪的仪器的重要发展方向，是中华民族原创的具有自主知识产权的重大发明之一。中国虚拟仪器DASP软件和INV移动实验室系统是与美国NI同步并行研发的，其中自主创新112项新技术，其中20多项达国际领先水平，是研发最早且核心技术搞得最好的科研成果。 　　截至目前，该成果产品累计销往2000多家用户，经济效益超过1亿元，打破了此类仪器长期依赖进口的局面，为国家节省外汇数亿美元。目前，已广泛用于国防军工、航天航空等许多部门，参与完成上百项国家重大工程项目测试。若在国内全面推广，其经济价值按我国2007年仪器产值估算，按软件取代硬件30%到一半计算，将产生600亿元到1000亿元/年的巨大价值，为促进技术变革和推动新兴产业形成，造福国计民生发挥重大作用。 　　面对激烈的国际竞争与广阔的国际市场，应怀樵认为中国虚拟仪器产业化之路任重道远，“达到世界普及”，这是一个目标，更是一种信念!以领先的科技与执著的信念支撑，应怀樵和他的虚拟仪器产业化之路必将迎来胜利曙光!而作为科学家，应怀樵瞄准国际前沿的战略思考从未停止，随着“云计算”和“物联网”时代的到来，他又在国内外率先提出实验室网络云时代——“云智慧仪器实验室”与“云智慧故障诊断中心”和“智慧仪器”的构想，提议国家尽快开展相关研究。 　　正如诺奖的创立者曾经践行的，科学精神与产业之路的生命熔铸将带给人类更加美好的未来!或许，这正是以不竭的生命激情与创新意志跋涉于科学与产业化之路的“中国虚拟仪器之父”应怀樵教授所真正钟情的。

“我们的技术将在先进制造领域掀起新一轮的革命。”日前，华中科技大学机械科学与工程学院教授张海鸥携其研发的“智能微铸锻铣复合制造技术”，与法国空客公司举行了技术合作签约仪式，这是法中两国在先进制造领域的一项重要合作。这位年过60岁的老人和夫人王桂兰一起，带领团队用14年的时间，破解了困扰金属3D(三维)打印的世界级技术难题，实现了我国首超西方的微型边铸边锻的颠覆性原始创新。　　不仅是空客，美国通用电气公司不久前也主动上门洽谈合作。创新成果被航空业巨头竞相追逐，表明了我国在3D打印技术上已经由“跟跑”开始进入“领跑”阶段。　　将金属铸造、锻压技术合二为一，改变西方引领的制造模式　　在华中科技大学，张海鸥、王桂兰夫妇就像一段传奇。跟电弧光打交道十余年，他们被称为“华科居里夫妇”。其实，张海鸥的科研路颇为曲折，刚起步时，他埋头于轧钢研究。但“这项技术，日本已经研究得差不多了”，导师的话如当头一棒，他懵了。考虑再三，他于1987年东渡日本“取经”。　　王桂兰说，在日本工作之余，她做得最多的就是收集资料，从课程配置到最前沿的技术，无所不有。“回国的时候，资料整整打包了31个大箱子。”　　十几年科研路，就是不断试错的过程。“唯有创新才有未来，跟在别人后面是不会有太大出路的。”1998年，张海鸥被引进到华中科技大学，致力于高效低成本无模快速制造技术研究，4年后开始主攻金属3D打印。　　试错之后迎来创新。2016年7月，张海鸥团队创造性地将金属铸造、锻压技术合二为一，成功制造出世界首批3D打印锻件，实现3D打印锻态等轴细晶化、高均匀致密度、高强韧、形状复杂的金属锻件，全面提高了制件强度、韧性、疲劳寿命及可靠性，降低设备投资和原材料成本，大幅缩短制造流程与周期，全面解决常规3D打印成本高、工时长，打印不出经久耐用材质的世界性难题。　　专家表示，这项技术改变了长期以来由西方引领的“铸锻铣分离”的传统制造历史，将开启实验室制造大型机械的历史。　　攻克传统技术难题，推动金属3D打印制件进入高端应用　　最近几天，在华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室的实验基地，张海鸥团队正在加紧制造一批应用于航空领域的高端金属锻件。目前由“智能微铸锻” 打印出的高性能金属锻件，已达到2.2米长约260公斤。现有设备已打印飞机用钛合金、海洋深潜器、核电用钢等8种金属材料，是世界上唯一可以打印出大型高可靠性能金属锻件的增材制造技术装备。　　据介绍，在传统机械制造中，浇铸后的金属材料不能直接加工成高性能零部件，必须通过锻造改造其内部结构，解决成型问题。但是对超大锻机的过度依赖，导致机械制作投资大、成本高且制作流程长、能耗大、污染和浪费严重的问题。正因如此，金属3D打印技术因能解决以上弊病而成为前沿性的先进制造技术。作为全球新一轮科技革命和产业革命的重要推动力，目前已经在航空航天、医疗、汽车等领域开始获得大规模应用。　　“常规金属3D打印存在致命缺陷：一是没有经过锻造，金属抗疲劳性严重不足 二是制件性能不高，难免存在疏松、气孔和未熔合等缺陷 三是大都采用激光、电子束为热源，成本高昂。所以形成了中看不中用的尴尬局面。”张海鸥介绍，正因如此，全球金属3D打印行业一直处在“模型制造”和展示阶段，无法进入高端应用。　　2016年7月，张海鸥团队研发出微铸锻同步复合设备，并打印出全球第一批锻件：铁路关键部件辙叉和航空发动机重要部件过渡锻。专家表示，这种新方法制件 “强度和塑性等性能及均匀性显著高于自由增材成形，并超过锻件水平”，“将为航空航天高性能关键部件的制造提供我国独创国际领先的高效率、短流程、低成本、绿色智能制造的前瞻性技术支持。”　　“常规3D打印金属零件的过程是打印算一层，铸造算一层，锻压又一层，三者要分开依次进行，即前一个步骤完了，后一个步骤方可进行，中间还要腾出金属冷却的时间”。张海鸥介绍，智能微铸锻技术可以同时进行上述步骤，打印完成了，铸锻也就同时完成了。　　“我们将原先需要8万吨力才能完成的动作，降低到八万分之一，也就是不到1吨的力即可完成，同时一台设备完成了过去诸多大型设备才能完成的工作，绿色又高效。”他说。　　从“跟跑”到“领跑”，为先进制造业带来深刻的技术变革　　张海鸥介绍，我国3D打印产业一直处于“跟跑”阶段，与发达国家相比，我国3D打印产业大多停留在科研层面。要摆脱“跟跑”的尴尬，必须创新。在他的研究方向上，处处都体现了创新精神。　　“当时国内外的金属3D打印主要以激光、电子束为热源，我们想降低成本，就选择了等离子束为热源，发现效率很高。”张海鸥介绍，等离子和激光做热源都是通过高能束来熔化金属粉末，制造金属模具，但两者的发生装置和加工方式不同，等离子具有成本低、成形率高等优点。　　十几年前，金属3D打印做出的制件非常粗糙，经过后期机械加工后才能当做零件使用，而要打印复杂制件，则几乎不可能实现。张海鸥带领团队反复实验，在金属3D打印中加入了铣削环节，边打印边进行机械加工，攻克了此项难题，获得国家发明专利。　　选择铸锻合一的方向是更大的创新。“他首次跟我提出‘铸锻铣一体化’构想时，我认为是异想天开，两人为此进行了激烈的争吵。”王桂兰说，很多时候，创新是在夫妇俩的争吵中产生的。　　反复实验、不断试错之后，研究方向愈加清晰。2010年，大型飞机蒙皮热压成形模具的诞生，验证了在金属3D打印中复合锻打的可行性。　　铸锻一体化3D打印技术发布后，国外航空工业巨头纷纷上门洽谈合作。据介绍，美国通用公司不久前巨资收购了德国和瑞典两家3D打印公司，但对于许多需要锻造性能的大中型承力构件仍无能为力，而张海鸥团队的研究成果可弥补这个缺陷。　　北京工业大学教授陈继民认为，张海鸥发明的技术在航空航天、核电、舰船、高铁等重点支柱领域的应用前景广阔，比如对于长寿命、高可靠性的航空发动机关键部件的制造有显著优势。　　在我国研制的新型战斗机上，一种新型复杂钛合金接头的制造也已经开始和张海鸥团队合作，用该技术打印出来的钛合金抗拉强度、屈服强度、塑性、冲击韧性均超过传统锻件。　　目前，该技术正在西航动力公司、西安飞机制造公司等新产品开发中应用，已经试制了高温合金双扭叶轮、铝硅合金热压泵体、发动机过渡段等零件，以及大型飞机蒙皮热压成形双曲面模具、轿车翼子板冲压成形FGM模具等，应用前景广阔。　　目前，根据空客公司对飞机零部件的需求，张海鸥团队正在进行研发，“一旦继续获得认可，我们将赢得空客的零部件生产的订单，同时还可能获得更多国际民用航空巨头的青睐。”张海鸥说。

记者从青海冷湖天文观测基地获悉，世界首台“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”（简称AIMS望远镜）已实现核心科学目标——将矢量磁场测量精度提高一个量级，实现了太阳磁场从“间接测量”到“直接测量”的跨越。AIMS望远镜是国家自然科学基金委员会支持的重大仪器专项（部委推荐）项目，落户于平均海拔约4000米的青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖镇赛什腾山D平台。据了解，经过5个多月的前期调试观测，目前望远镜技术指标已满足任务书要求，进入验收准备阶段。中国科学院国家天文台怀柔太阳观测基地总工程师王东光介绍，科学数据分析表明，AIMS望远镜首次以优于10高斯量级的精度开展太阳矢量磁场精确测量。“这意味着AIMS望远镜利用超窄带傅立叶光谱仪，在中红外波段实现了直接测量塞曼裂距得到太阳磁场强度的预期目标，突破了太阳磁场测量百年历史中的瓶颈问题，实现了太阳磁场从‘间接测量’到‘直接测量’的跨越。”王东光说，“塞曼裂距与波长的平方成正比，在AIMS望远镜之前，太阳磁场多在可见光或近红外波段观测，由于裂距很小，观测仪器很难分辨。AIMS望远镜的工作波长为12.3微米，在同等磁场强度下，塞曼裂距增加几百倍，使得‘直接测量’成为可能。”  这是2023年4月8日拍摄的AIMS主体结构。新华社记者顾玲 摄AIMS望远镜是国际上第一台专用于中红外太阳磁场观测的设备，将揭开太阳在中红外波段的神秘面纱。“通过消除杂散光的光学设计和真空制冷等技术，我们解决了该波段红外太阳观测面临的环境背景噪声高、探测器性能下降等难题。”中科院国家天文台高级工程师冯志伟介绍，红外成像终端由红外光学、焦平面阵列探测器和真空制冷三个系统组成，包括探测器芯片在内的所有部件均为国产。该终端系统主要用于8至10微米波段太阳单色成像观测，从而研究太阳剧烈爆发过程中的物质和能量转移机制。此外，AIMS望远镜也实现了中红外太阳磁场测量相关技术和方法的突破，在国内首次实现中红外太阳望远镜系统级偏振性能补偿与定标，“望远系统在中国天文观测中首次采用离轴光学系统设计，焦面科学仪器除8至10微米的红外单色像外，还配备了国际领先的高光谱分辨率红外成像光谱仪和偏振测量系统。”王东光介绍，AIMS望远镜的研制，除了在太阳磁场精确测量方面起到引领作用外，也可在中红外这一目前所知不多的波段上寻找新的科学机遇。　　AIMS望远镜科研团队成员正在观看电脑屏幕显示出分裂的光谱。（受访者供图）据介绍，AIMS望远镜旨在通过提供更精确的太阳磁场和中红外成像、光谱观测数据，研究太阳磁场活动中磁能的产生、积累、触发和能量释放机制，研究耀斑等剧烈爆发过程中物质和能量的转移过程，有望取得突破性的太阳物理研究成果。

p style=" text-indent: 2em text-align: left " “论文作假是世界性难题，并不只发生在中国。” /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 近日，顶级医学杂志《柳叶刀》主编理查德· 霍顿（Richard Horton）接受中国媒体专访，回应此前发生的哈佛大学撤稿事件、清华大学撤稿事件等热点问题。当天，中国医学科学院和《柳叶刀》杂志共同主办的2018“柳叶刀—中国医学科学院医学会议”在北京召开。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 作假代价惨痛，有价值的研究一停十年 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “虽然心肌干细胞研究可能不会被终结，但是确实对这个领域是很大的冲击。”针对此前哈佛大学医学院建议撤掉曾在其附属医院工作的教授皮耶罗· 安维萨（Piero Anversa）的31篇文章，霍顿说，撤稿对于这个领域的影响可能持续长达十年之久。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 霍顿举了一个丑闻影响肿瘤治疗用抑制剂的案例。他说，十年前，一种有效抑制癌症的药物曝出丑闻，它虽然抑制效果显著，但是却没有向公众公开副作用，丑闻的曝出使得此后十年间没有人进行该抑制剂的研究。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “丑闻使得人们对‘事发领域’非常紧张。”霍顿说，尽管这种抑制剂的正向作用（癌症抑制）非常明显，但是却因为身上的丑闻使得研究者“唯恐避之而不及”。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “没有人愿意撤稿，但当必须撤回的时候，一定要撤回。那是我们的责任。”霍顿说，包括人员架构、审稿流程在内的所有的事情，都是为了杂志稿件的质量服务，可以说“质量是一切”。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 霍顿介绍，编辑和审稿人共同保证《柳叶刀》刊载论文的质量。“我们的编辑对领域有着深入的研究，我们的审稿人来自全世界，能够给出专业的意见和尖锐的观点。” /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 《柳叶刀》上中国论文总体质量上升 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 无论在发展的过程中出现了哪些风波，在中国学术论文无论从数量还是质量上，近些年都有不错的表现。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 霍顿从自己的亲身经历出发感受到这一点，他说，2015年开始与中国医学科学院举办医学会议，每年都来看中国研究的变化。他认为论坛上的讲座内容逐年进步。“刚刚在论坛上很多讲座中提到的研究在世界范围内也是顶级的。”霍顿说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 从《柳叶刀》杂志接收中国论文的整体情况看，过去十年，中国论文的发表数量增长很快，从10年前的10名之外，到现在已经稳定在第3名。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “而在过去的3年，质量上升尤其明显，很多研究包括不同的地区、不同的年龄组，数据调查体现了多样性、规范化，还有很多非常令人欣喜的进步。”霍顿说，过去几年，很多高水平的研究者回到中国领导项目。这些人回到中国工作，说明中国的研究土壤正在改变。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “我欣喜地看到会场上有两三百位年轻人醉心研究，足够多人才储备是推进医学事业发展的基础。”霍顿说。 /p

p 　　在80后90后的童年记忆中，有一个著名的历史故事，司马光砸缸。当陶土做的水缸被石块砸了一下，就破了一个洞，水流出来了，掉在缸里的孩子也得救了。 /p p 　　而对于女孩子来说，跳皮筋是洋溢着欢快笑声的集体游戏，在牛皮筋的一勾一拉中，旋转，跳跃，不停歇。 /p p 　　这两个童年记忆，其实包含着一个自然界的普遍规律，玻璃、陶瓷这样的无机材料通常都是又脆又硬的，没有什么弹性，而橡胶这类的有机材料韧性好，弹性足，可以反复拉伸。 /p p 　　如何让无机材料变得像有机材料那样可以回弹，是世界很多科学家的努力目标。 /p p 　　这其中就有浙江大学高分子科学与工程学系的高超教授团队。最近，他们的研究取得了突破性进展，设计制备出了高度可拉伸的全碳气凝胶弹性体，并且表现出优异的性能，今后有望应用在柔性器件、智能机器人及航空航天等多个领域。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/99d0c873-4a30-4542-90ee-86367a879173.jpg" title=" 3.jpg" / /p p 　　论文发表在国际著名期刊《自然通讯》，共同第一作者为博士生郭凡、姜炎秋，通讯作者为许震特聘研究员、高超教授。 br/ /p p 　　 strong 打破物质的本性 /strong /p p 　　材料科学的发展一直与人类文明密切相关。现如今我们已经拥有了各种各样的材料。可是让科学家烦恼的是，无机材料耐高低温但没有弹性，有机材料有弹性却又不耐高低温。 /p p 　　如果能研究出一种无机材料，在保持耐高低温的同时具备一定的弹性，该多好啊。“这样就能扩大材料的使用范围。我们做科学研究就是要打破物质的本性，这样才能发现新性能，寻找新用途。” /p p 　　研究团队在研制这一新材料时，聚焦的无机物材料为碳。因为碳所特有的导电性能，为未来应用提供了更多可能性。他们发现，高分子弹性体，比如橡胶，分子是链状结构，就像柔软的棉线团，有很多缠结的地方可以被拉开，当外力去除，这些高分子的“棉线”又重新缠结变成线团。无机物之所以不能拉长再回弹，就是因为没有相似的结构。 /p p 　　这时候，高超团队搬出了他们的研究老伙伴，石墨烯。他们希望能在“一片片”的石墨烯中制造出一些褶皱，将高分子的可拉伸“线团结构”拓展成为石墨烯中可拉伸的“纸团结构”，来提高石墨烯的延展性。 /p p 　　团队借鉴生物学理念，从肌肉和关节的拉伸中寻找答案，设计出类似传统拉缩式灯笼的结构，并用3D技术打印出来，通过限位压缩定型，形成一些“褶皱”。这时候，石墨烯材料可以拉伸100%。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/96def27c-0e76-4da6-b6ea-cf62831f59ba.gif" title=" PT180405000012hNkQ.gif" / /p p 　　继续拉伸，石墨烯的“一片片”分子结构之间就会出现裂纹。怎么办?团队引入了另外一种纳米材料——碳纳米管，在石墨烯的片层之间打上“补丁”。这样一来，石墨烯就可以拉伸200%了。 br/ /p p 　　高超教授说，这种全碳气凝胶弹性体具有优异的抗疲劳性能，在拉伸200%的状态下，可稳定循环至少100圈 在100Hz、1%应变的状态下，可稳定循环至少百万次。“之前一些研究是在有机材料上涂一层无机材料，以此来实现可拉伸。我们这套方法是改变了材料的本身特性。” /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/eb23600f-2e7b-4eed-b973-5aac366964dd.jpg" title=" 4.jpg" / /p p 　　对于这一新型材料的未来发展前景，高超教授表示，可以应用到与仿真机器人相关的导电弹性体上，比如电子皮肤等等。“更大的意义，我们希望开拓一个新的研究领域。当大家都在研究气凝胶的压缩性能时，我们希望换一种思路，从拉伸这个方向开展研究。” br/ /p p 　　 strong 从一只雁到一群雁 /strong /p p 　　高超团队与石墨烯的情缘已有十年之久。“石墨烯本身是一个‘很小’的材料。国际科研领域已经对它的纳米级结构分析得非常透彻了，我们想看看，把它组装起来变‘大’后会怎么样。”10年前的2008年，高超被引进加入浙大高分子系后，为自己定了一个清晰的全新研究方向——石墨烯宏观组装。 /p p 　　他用一首儿歌来解释这项研究。“秋天到了，一行大雁往南飞，一会排成一字形一会排成人字形。”当一群大雁在飞行时，我们一眼就能看出雁群的形状，反倒是一只大雁在空中飞的时候，我们很难看清楚它的结构。 /p p 　　通过群效应团队发现了氧化石墨烯的液晶现象。在一次实验中，团队成员把氧化石墨烯倒进一个杯子，偶然对着光一晃，发现杯中出现了彩色带。这是什么原因呢?团队顺藤摸瓜，发现氧化石墨烯在溶液中的浓度达到某个临界值时，会自发进行取向排列，不但可以流动还高度有序。 /p p 　　又有一次实验，成员把两条氧化石墨烯纤维放在一起，过了一会儿，这两条纤维居然“焊”在一起了。原来氧化石墨烯有一种“自融合”的本领。 /p p 　　从这两大发现出发，团队“倒腾”出了四大发明：石墨烯纤维、石墨烯组装膜、石墨烯泡沫、石墨烯无纺布，科研成果发表在《自然通讯》和《先进材料》等国际著名期刊上。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/4097cb8e-708a-4cfb-ae4d-85994a64a7d4.jpg" title=" 5.jpg" / /p p 　　高超说，一流是要不断奋斗出来的，“不是说做好一个工作就行，而是要不断推进”。在团队建设中，高超也非常强调“一流”，认为要有一流的文化、一流的平台、一流的待遇，最终产出一流的成果。他经常跟学生说：“科研首先要发奋，拼搏了才能有所发现，有所发明。还要努力让科研成果转化为对社会有用的产品，让科技发达起来，让国家发达起来。” br/ /p p 　　从最初的几个人，到现在的几十人，高超团队也从“一只大雁”发展到了“一群大雁”。对于过去没钱买研究设备的窘况记忆犹新，对于未来，高超说，他会坚持在首创、极致和影响力三个层面上继续努力。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/2ca1ddb9-ed63-40a0-8d43-cff98afbd069.jpg" title=" 6.jpg" / /p p 　 strong 　科学也可以诗情画意 /strong br/ /p p 　　对于石墨烯宏观组装研究，高超今年1月还专门写了一首诗来解释其中的奥妙。 /p p 　　氧化石墨烯 /p p 　　插层氧化银成金， /p p 　　水洗超声片片新。 /p p 　　纵是千疮身百孔， /p p 　　组装修复变烯神。 /p p 　　高超说，这首诗的大意就是，氧化石墨烯通过插层、氧化、水洗、超声等过程制得，尽管缺陷很多，但可以通过组装及结构修复形成有重要应用价值的石墨烯宏观材料。在他心目中，氧化石墨烯的可塑性太强了，可以在很多领域派上用场。早些年，他还写过另外一首诗来赞美石墨烯。 /p p 　　烯望 /p p 　　石陶铜铁竞风流， /p p 　　信息时代硅独秀。 /p p 　　量子纪元孰占优， /p p 　　一片石墨立潮头。 /p p 　　科研工作很忙，这些作品都是高超利用坐火车乘飞机这样的琐碎时间完成的。写诗和骈文是高超业余的重要爱好。他认为科学家也可以写风花雪月的诗句，但如果用诗的语言表达科学，更有利于传播科学，也更能发挥科学家的特长。 /p p 　　“习总书记曾说，科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。我觉得，研究不能只是成为枯燥的论文，还要让公众能够看懂。” /p p 　　他还认为，科学家要多交小朋友，从而提高科学的吸引力和公众的科学鉴赏能力。 /p

2月14日，中国科协办公厅发布关于征集2022重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题的通知，确定面向国内外科技共同体和基层一线科技工作者，征集全球共同关注的前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题。有关事项通知如下：一、征集时间从通知印发之日起，至2022年4月20日止。二、征集内容和领域面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，征集对未来科技发展具有引领作用的前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题。加强有关国家战略科技力量和战略性新兴产业的科技问题征集，尤其是重大基础研究问题、关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术、“卡脖子”技术、促进可持续发展关键技术等问题，重点关注前沿交叉融合领域的相关问题难题。征集范围原则上覆盖所有自然科学、工程技术与产业领域，重点征集数理化基础科学、生命健康（含医学）、地球科学（含深地深海）、生态环境、制造科技、信息科技、先进材料、资源能源、农业科技（含食品）、空天科技等10个科技领域。三、征集方式中国科协全国学会、学会联合体、企业科协等（以下简称推荐单位）组织征集推荐，中国特色世界一流学会建设项目的50个学会原则上必须推荐，鼓励领军企业科协参与推荐。推荐单位可单独或者联合推荐，鼓励联合相应国外科技组织或国际专家共同推荐，每个推荐单位可推荐前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题各3-5个。四、组织推荐程序1. 制定推荐方案（2022年2月13日前）。方案要明确推荐原则、推荐标准、推荐流程等事项；明确由全国学会、学会联合体理事长，企业科协主席牵头主持问题难题推荐工作，并负责最终审定；明确专人作为学术秘书和联系人，负责征集推荐工作的落实推进。2. 成立专家推荐委员会（2022年2月13日前）。推荐单位成立能代表本领域、本学科学术水平的专家推荐委员会，负责确定推荐问题难题，把握问题难题颗粒度，审核推荐文稿，对推荐结果的专业性、科学性负责。委员会专家不少于15人，联合相应国外科技组织推荐的，应邀请国外相关领域专家参加专家推荐委员会。3. 广泛征集问题难题（2022年3月31日前）。要面向分支机构、地方学会、学会理事、全体会员及企业科技工作者广泛征集，重点面向学会负责人、企业科技工作负责人和优秀青年科技工作者进行征集。4. 确定并提交推荐问题（2022年4月20日前）。推荐单位以高层次专家推荐、线上线下会议研讨筛选、专家推荐委员会议定等形式，确定可推荐的问题难题，并将所推荐的问题难题推荐方案、推荐表、推荐报告经理事长、企业科协主席或相关负责人签字后通过活动专题网站（scique.kczg.org.cn）按照相关要求上传提交。每个问题难题应包括问题题目、所属学科、关键词、问题正文（含问题描述、问题背景、最新进展、重要意义）。正文长度2000字左右。除标题及关键词以中英文双语对照撰写外，其余内容均以中文撰写（附件1）。不按照规定格式撰写的问题难题将不能进入遴选环节。5. 中国科协将组建领域专家组和终选专家委员会，通过科技工作者初选、领域专家复选、专家委员会终选3个环节，对推荐问题进行遴选评议，遴选10个前沿科学问题、10个工程技术难题和10个产业技术问题。通过终评遴选的30个问题难题将面向社会发布。通过终评遴选的30个问题难题正文及科普文章将分别结集出版。围绕征集遴选的前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题召开系列高层次研讨会，形成建议报告呈送有关部门作为决策参考。五、工作要求1. 深化与国外科技组织合作，鼓励联合国外科技组织建立本学科本领域的问题难题征集发布机制。2. 实行理事长、企业科协主席负责制，由全国学会、学会联合体理事长，企业科协主席牵头主持本领域的问题难题推荐工作，协同国外相关学会或科技组织推荐的问题由相关学会、学会联合体或企业科协负责推荐，理事长或企业科协主席签字后提交。3. 把握问题难题界定，以问题的形式提出前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题；聚焦“点”上的问题，原则上应细化问题颗粒度至少到三级学科以下；对于既需要科学原理创新也需要工程技术应用创新的问题难题，可考虑进一步细化问题；对于跨领域、跨学科、交叉融合的问题难题，视情况考虑明确应用领域和场景。4. 鼓励学会发布本学科本领域科学问题难题，建立发布问题难题机制。联系人：刘豫颖 严雯羽 联系电话：010-62126641 电子邮箱：chinakx@stimes.cn附件1.前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题撰写格式模板.doc附件2.前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题推荐表.doc附件3.问题难题遴选推荐报告模板.doc附件4.2018-2021年重大问题难题清单.doc

珠峰是一个遥远、纯净的地方，在世界之巅却发现了微塑料的痕迹！　　　　据英国《新科学家》周刊网站11月20日报道，首次在珠峰上发现直径不足5毫米的塑料微粒。英国普利茅斯大学的伊莫金纳珀及其同事从珠穆朗玛峰多个地点采集了8个900毫升的溪水样本和11个300毫升的积雪样本。该研究小组发现，在所有积雪样本和3个溪水样本中都发现了微塑料。　　　　　　　报道称，“污染最严重的样本来自位于尼泊尔境内的珠峰大本营，那里是珠峰上人类活动最集中的地方。每公升积雪含有79个微粒。最高取样地点位于海拔8440米处，即位于珠峰峰顶下方408米处，该样本中每公升积雪含有12个塑料微粒。在珠穆朗玛峰上发现的微塑料大都源自合成纤维，包括聚酯纤维和丙烯酸纤维，系制作登山者衣服和装备所用的材料。“　　　　在过去的几年里，我们在全球各地收集的样本中都发现了微塑料，足迹遍布从北极到河流、深海。那么，什么是微塑料？　　　　微塑料是指粒径很小的塑料颗粒以及纺织纤维。由于学术界对于微塑料的尺寸还没有普遍的共识，通常认为粒径小于5mm的塑料颗粒为微塑料。相比于“白色污染”塑料，因微塑料体积小，意味着就有更大的比表面积（比表面积是指多孔固体物质单位质量所具有的表面积）。而比表面积越大，吸附污染物的能力越强，这就是其与一般的不可降解塑料相比，对于环境的危害程度更深的原因。　　　　它的污染分布如何呢？这些从几微米到几毫米不等的污染物，能从大块塑料制品上脱落下来，轻易排入外界环境中，污染水体、土壤和植被。　　　　大气中：纺织产品生产使用过程中产生的超细合成纤维、工业上材料切碎和磨削等加工产生；质轻，可作为污染物载体，通过呼吸道进入人体。　　　　水域中：塑料污染主要来源，海洋、地表河流、湖泊、水库、居民饮用水中均已发现；市政污水排放、大气微塑料干湿沉降、工业产生塑料废弃物、纺织行业废水排放、个人日用护理品及其包装等。　　　　土壤中：市政污泥的土地利用、有机肥的长期施用、农用地膜的残留分解、大气微塑料的沉降、地表径流和农用灌溉水的带入等；通过食物链传递并富集。　　　　上至世界之巅，下至世界最深的海沟，微塑料可谓无处不在。有研究指出，每年每人平均会摄入70000颗微塑料。目前微塑料对人体的危害如何还需要深入的研究，但这类无孔不入的物质无疑为我们人类敲响了警钟！我们必须加强对微塑料的研究，尽早提出可行的塑料减排和处理方案。　　　　提到塑料研究，不得不提塑料的前处理。由于塑料制品对温度极其敏感，且加热后会变形、变性，只有在超低温环境下，才能保证样品的完整性。所以，在样品前处理这块着实让科研工作者头疼，因为常规的仪器根本搞不定它。　　　　上海净信浸入式液氮冷冻研磨仪（JXFSTPRP-MiniCL），却完全可以做到！　　　　这款仪器体积小方便携带，拥有三项专利，真正的液氮冷冻，全程-196度低温下研磨粉碎。保持了生物物质活性，确保易挥发物质的保留；防止热不稳定化合物的受热降解，对热和机械压力敏感的代谢物、异构体和复杂化合物保持原有的敏感特性物质。传统需要五分钟的粉碎研磨，而本设备只需要三十秒，称得上是研磨界的终极手段！

长达9年的科研攻关，一朝透出曙光 　　7月2日，由中国海洋大学角膜组织工程实验室研制的组织工程人角膜内皮(简称人工角膜内皮)，已经成功完成兔、猫和猴的角膜移植实验，这在国际上尚属首次，表明角膜中的重要部分之一——角膜内皮已经可以人工“制造”，有望年底或明年初进入临床实验。此外，该实验室已初步获得了人工角膜上皮，下一步计划制造出完整人工角膜。 　　移膜兔猫猴状态都很好 　　昨日下午，记者来到位于中国海洋大学的角膜组织工程实验室，据海洋生命学院副院长、实验室主任樊廷俊教授介绍，由该实验室研制的人工角膜内皮，继去年在新西兰兔角膜内皮移植成功后，今年又在家猫和猕猴角膜内皮移植中获得成功。截至昨日，所移植的人工角膜内皮已使新西兰兔角膜维持透明385天、家猫角膜维持透明203天、猕猴已维持角膜透明113天，这在国际上尚属首次! 　　“这些兔子、猫和猴子，都分别在实验动物中心里面饲养，现在状态都很好。 ”樊廷俊说，实验动物眼睛角膜的内皮层被撕除，然后移植入角膜组织工程实验室自己制造出来的人工角膜内皮，在百天以后，兔、猫和猴的角膜仍然保持透明，攻克了移植人工角膜内皮无法使角膜长期保持透明的国际性难题。记者看到，一只“移膜猫”的眼睛清澈透明，一点儿看不出移膜来。 　　计划造出完整人工角膜 　　据介绍，目前，该实验室已与青岛一家生物技术有限公司合作完成了第III类医疗器械的生产车间的建设，并获得了第III类植入材料及人工器官的生产许可证，为组织工程人角膜内皮的产业化生产做好了准备。 　　记者了解到，在造出人工角膜内皮后，樊廷俊和他的研究团队又将目光瞄向了完整人工角膜，他们的研究是在国家科技部“十五”863课题、“十一五”863重大课题和企业委托开发课题的资助下完成的。目前，他们与青岛中皓生物工程有限公司合作，开始了完整人工角膜的制造技术研究，已成功造出人工角膜上皮，计划于3-5年内造出完整人工角膜并完成其动物移植实验。 　　相关链接：角膜移植僧多粥少 一朝成功善莫大焉 　　“据世界卫生组织统计，现在全世界有白内障患者近3000万人，我国白内障患者500余万人 全世界有角膜盲患者6000余万人，我国患者500余万人，仅我国每年就有新增盲人约45万人。在角膜盲患者中，青壮年约占70%、儿童约占15%，他们长期蒙受失明的痛苦折磨，无法正常生活、学习和劳动，还给家人和社会带来了巨大的精神和经济负担。 ”樊廷俊教授表示，角膜移植手术可以帮助角膜盲患者重见光明，但由于捐献角膜的数量有限，因此角膜移植一直是僧多粥少，多数患者因得不到移植角膜而无法复明。据介绍，“人工角膜内皮作为人角膜内皮的等效替代物，不仅可以用于我国100余万、全世界1200余万角膜内皮盲患者的临床治疗，而且还可以用于白内障患者术后角膜内皮细胞失代偿的临床治疗。 ” 　　新闻揭秘：制造出人工角膜内皮克服了两个技术难题 　　樊廷俊介绍说，海大科研人员从2002年开始课题研究，到2009年科研成果通过教育部组织的鉴定，获得“国际首创，达到了国际领先水平”的鉴定结论，再到今年完成动物实验阶段，即将进入临床实验。然而，想要制造出人工角膜内皮，需要找到合适的“种子”和“运载工具”，这可不是容易事。寻找适宜的“种子细胞”和“运载工具”是摆在研发人员面前的两个技术难题。 　　在“十五”期间，海大科研人员通过改变培养条件、培养方法和培养液的配方，首次建立了非转染、无致瘤性的人角膜内皮细胞系，成功解决了“种子细胞”的来源问题。经过反复实验后，海大科研人员采用“去上皮层修饰羊膜”作为载体支架，在解决“运载工具”的问题。 　　相关知识 看到五彩世界靠着透明角膜 　　角膜是位于眼球最前面的半球形、表面光滑的透明组织，主要由角膜上皮层、前弹力层、基质层、后弹力层和内皮层组成。健康的角膜完全透明且具有一定的曲率半径和屈折力，加上晶状体的屈光力就可以使光线准确聚焦在眼底的视网膜上，使我们看到五彩缤纷的世界。

各相关机构及科技工作者：　　为研判世界科技未来发展趋势、前瞻谋划和布局前沿科技领域与方向，推进世界科技强国建设，中国科协通过各全国学会、学会联合体、企业科协，面向广大科技工作者征集“2021重大科学问题和工程技术难题”。现就有关事项通知如下：　　一、征集时间　　中国仪器仪表学会征集时间：即日起至2021年3月10日 　　中国科协上报时间：2021年3月28日。　　二、征集领域　　科协征集范围覆盖所有自然科学与工程技术领域，重点征集数理化基础科学、生命健康(含医学)、地球科学(含深地深海)、生态环境、制造科技、信息科技、先进材料、资源能源、农业科技(含食品)、空天科技等10个科技领域。　　中国仪器仪表学会征集范围覆盖以上领域的检测、测量、测试方法及技术等。　　三、征集内容　　面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，征集对未来科技发展具有引领作用的前沿科学问题、工程技术难题。加强有关国家战略科技力量和战略性新兴产业的科技问题征集，尤其是重大基础研究、关键共性技术、前沿引领科技、现代工程技术、颠覆性技术、“卡脖子”技术、科技攻关重点方向、促进可持续发展的科技等方向，重点关注前沿交叉融合领域的相关问题难题。　　四、征集方式　　面向学科及行业重点高校及科研院所科技工作者。　　中国仪器仪表学会理事、会士、分会理事。　　五、工作要求　　(一)加大国外科技组织参与力度　　充分认识问题难题征集发布对于科技共同体创新发展的重要意义，鼓励建立联合国外学术组织建立本学科本领域的问题难题征集发布机制。　　(二)把握界定问题难题要求　　以问题的形式提出重大科学问题和工程技术难题 聚焦“点”上的问题，原则上应细化问题颗粒度至少到三级学科以下 对于既需要科学原理创新也需要工程技术应用创新的问题难题，可考虑进一步细化问题 对于跨领域、跨学科、交叉融合的问题难题，视情况考虑明确应用领域和场景。　　六、组织推荐程序　　1.制定推荐方案。方案中应明确推荐原则、推荐标准、推荐流程等事项，指定专人作为学术秘书和联系人，负责征集推荐工作的落实推进。　　2.组建专家推荐委员会。学会成立能代表本领域、本学科学术水平的专家推荐委员会，专家不少于15人，在学科覆盖面以及部门、地域等方面具有一定代表性。联合相应国外科技组织推荐的，应邀请国外相关领域专家参加专家推荐委员会。专家推荐委员会负责确定推荐问题难题，把握问题难题颗粒度，审核推荐文稿，对推荐结果的专业性、科学性负责。　　3.确定推荐题目。推荐单位以高层次专家推荐、线上线下会议研讨筛选、专家推荐委员会议定等形式，确定可推荐的问题难题。加强调查研究，面向重大需求，鼓励国外同行参与，鼓励青年专家参与。　　4.格式要求。每个问题难题应包括问题题目、所属学科、关键词、问题正文(含问题描述、问题背景、最新进展、重要意义)。正文长度2000字左右。除标题及关键词以中英文双语对照撰写外，其余内容均以中文撰写(附件)。不按照规定格式撰写的问题难题将不能进入遴选环节。　　联系人：王黎明　　e-mail：member@cis.org.cn　　电话：010-82800757　　中国仪器仪表学会关于征集2021重大科学问题和工程技术难题的通知.pdf附件：重大科学问题和工程技术难题推荐撰写格式要求.docx

近日，中国科协办公厅发布关于征集2020重大科学问题和工程技术难题的通知。征集时间截止2021年3月28日。中国科协办公厅关于征集2021重大科学问题和工程技术难题的通知各全国学会、协会、研究会，各企业科协：为研判世界科技未来发展趋势、前瞻谋划和布局前沿科技领域与方向，推进世界科技强国建设，中国科协通过各全国学会、学会联合体、企业科协，面向广大科技工作者征集“2021重大科学问题和工程技术难题”。现就有关事项通知如下：一、征集时间即日起至2021年3月28日止二、征集领域原则上征集范围覆盖所有自然科学与工程技术领域，重点征集数理化基础科学、生命健康（含医学）、地球科学（含深地深海）、生态环境、制造科技、信息科技、先进材料、资源能源、农业科技（含食品）、空天科技等10个科技领域。三、征集内容面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，征集对未来科技发展具有引领作用的前沿科学问题、工程技术难题。加强有关国家战略科技力量和战略性新兴产业的科技问题征集，尤其是重大基础研究、关键共性技术、前沿引领科技、现代工程技术、颠覆性技术、“卡脖子”技术、科技攻关重点方向、促进可持续发展的科技等方向，重点关注前沿交叉融合领域的相关问题难题。四、征集方式面向中国科协所属全国学会、学会联合体、企业科协（以下简称推荐单位）组织征集。每个全国学会（学会联合体）应联合相对应的国外组织共同推荐重大前沿科学问题3-5个，工程技术难题3-5个，也可自行组织推荐；鼓励企业科协参与问题难题推荐，每家可推荐重大科学问题1-3个，工程技术难题1-3个。五、工作要求（一）加大国外科技组织参与力度各推荐单位要充分认识问题难题征集发布对于科技共同体创新发展的重要意义，鼓励建立联合国外学术组织建立本学科本领域的问题难题征集发布机制。对联合相应国外组织开展推荐工作的全国学会给予经费支持。（二）实行理事长负责制全国学会、学会联合体理事长，企业科协主席牵头主持本领域的问题难题推荐工作。相关全国学会协同国外相关学会或科技组织推荐的问题由相关学会负责推荐，由理事长或企业科协主席签字后提交。（三）把握界定问题难题要求以问题的形式提出重大科学问题和工程技术难题；聚焦“点”上的问题，原则上应细化问题颗粒度至少到三级学科以下；对于既需要科学原理创新也需要工程技术应用创新的问题难题，可考虑进一步细化问题；对于跨领域、跨学科、交叉融合的问题难题，视情况考虑明确应用领域和场景。（四）严格组织推荐程序1.制定推荐方案。方案中应明确推荐原则、推荐标准、推荐流程等事项，指定专人作为学术秘书和联系人，负责征集推荐工作的落实推进。2.组建专家推荐委员会。推荐单位成立能代表本领域、本学科学术水平的专家推荐委员会，专家不少于15人，在学科覆盖面以及部门、地域等方面具有一定代表性。联合相应国外科技组织推荐的，应邀请国外相关领域专家参加专家推荐委员会。专家推荐委员会负责确定推荐问题难题，把握问题难题颗粒度，审核推荐文稿，对推荐结果的专业性、科学性负责。3.确定推荐题目。推荐单位以高层次专家推荐、线上线下会议研讨筛选、专家推荐委员会议定等形式，确定可推荐的问题难题。加强调查研究，面向重大需求，鼓励国外同行参与，鼓励青年专家参与。4.格式要求。每个问题难题应包括问题题目、所属学科、关键词、问题正文（含问题描述、问题背景、最新进展、重要意义）。正文长度2000字左右。除标题及关键词以中英文双语对照撰写外，其余内容均以中文撰写（附件1）。不按照规定格式撰写的问题难题将不能进入遴选环节。六、其他事项（一）2021年3月28日前，各单位将所推荐问题难题推荐方案、推荐表、推荐报告经理事长或相关负责人签字后通过活动专题网站（scique.kczg.org.cn）按照相关要求上传提交。（二）中国科协将组建重大科技问题难题专门委员会及有关领域学术组，通过科技工作者初选、领域学术组专家复选、专家委员会终选3个环节，对推荐问题进行遴选评议，遴选出10个对科学发展具有导向作用、10个对技术和产业创新具有关键作用的问题难题。（三）通过终评遴选的20个问题难题将面向社会发布。通过终评遴选的20个问题难题正文及科普文章将分别结集出版。围绕征集遴选的重大科学问题和工程技术难题召开系列高层次研讨会，形成建议报告呈送有关部门作为决策参考。联 系 人：李先鹏 严雯羽联系电话：010-68515738 010-62126641电子邮箱：chinakx@stimes.cn附件：1.重大科学问题和工程技术难题撰写格式模板.docx2.重大科学问题和工程技术难题推荐表.docx3.问题难题遴选推荐报告模板.docx中国科协办公厅2021年2月4日

从中国科学技术大学获悉，该校生命科学与医学部程临钊教授课题组及合作团队在体外生产红细胞方向取得重要进展，为解决红细胞紧缺这一世界性难题提供了新的思路。据介绍，科研人员首次建立了人外周血来源的红系祖细胞体外大量扩增和高效脱核的培养体系，并利用小鼠输血模型验证了该体系所产生红细胞的功能。这一研究成果近日发表在《分子治疗》(MolecularTherapy)上。目前红细胞和其他血液制品主要来源于志愿者外周血捐献，供者不足、感染风险、稀有血型缺乏等仍是世界性的难题。早期研究者通过优化体外诱导方法和培养体系分化成熟红细胞，但由于造血干细胞及红系祖细胞体外扩增能力非常有限，无法满足临床需求。体外诱导多能干细胞定向分化为红细胞是解决上述问题的另一条重要途径。近年来，研究发现如何通过体外培养获得大量功能性的红细胞，是该领域面临的重要挑战。为解决红系祖细胞体外扩增能力有限这一问题，中国科大课题组通过实验，推测出在红系祖细胞体外扩增与自我更新中扮演重要角色的基因BMI1，并通过基因敲降和回补两方面对BMI1的功能进行探索，结果证实BMI1对红系祖细胞的体外扩增和脱核成熟至关重要。据介绍，该研究成功建立了从人外周血单个核细胞大量扩增红系祖细胞并高效诱导分化为成熟红细胞的实验体系。这一成果首次发现BMI1可以促使红系祖细胞体外扩增高达一万亿倍，并拥有分化成熟生成功能性红细胞的潜力。国际知名血液专家、美国纽约血液中心教授安秀丽认为，该工作是输血领域的突破性进展，解决了血源紧缺的瓶颈性问题。

在推进建设世界科技强国进程中，不断提出、判别科技重大问题及其优先级具有重要的战略意义。中国科协发挥科学共同体在学术上的引领作用，引导科技工作者面向世界前沿、把握国家战略需求、研判趋势、识别重大问题，2018年以来，组织全国学会、学会联合体、企业科协等，面向广大科技工作者征集评选重大前沿科学问题和工程技术难题。四年共评选、发布了130个问题难题。中国科协发布2018-2021年重大问题难题清单如下：（一）前沿科学问题清单序号领域年份题 目1地球科学（含深地深海）2021如何揭示板块运动动力机制?22021“亚洲水塔”失衡失稳对青藏高原河流水系的影响如何？32020地球物质是如何演化与循环的？42020数字交通基础设施如何推动自动驾驶与车路协同发展？52019大地震机制及其物理预测方法62018空间天气的及时准确预报72018岩石圈构造应力场及其作用过程82018川藏铁路建设难点9空天科技2021地球以外有统一的时间规则吗？10农业科技（含食品）2021农作物基因到表型的环境调控网络是什么？112020植物无融合生殖的生物学基础是什么？122018绿色农药创新研究和原创性靶标的发现13生命健康（含医学）2021大脑中的记忆是如何产生和重现的？142020冠状病毒跨种传播的生态学机制是什么？152020调节人体免疫功能的中医药机制是什么？162019细胞器之间的相互作用172019情绪意识的产生根源182019原创药物靶标发现的新途径与新方法192018遗传信息的结构编码——纳米尺度遗传信息动态结构解析202018植物工厂人工环境条件下植物的生长发育调控212018细胞命运决定机制的研究222018人类智能的基因调控机理232018全球变化对动物的影响及应对242018植物对逆境的记忆功能与进化252018意识读取的前沿问题和关键技术262018瘤转移机制与抗肿瘤转移新药研发272018老年性痴呆的机制解析及诊治难点282018精神疾病的新型治疗方法29数理化基础科学2021纳米尺度下高效催化反应的作用机制是什么？302021中微子质量和宇宙物质-反物质不对称的起源是什么？312020引力波将如何揭示宇宙奥秘？322019暗物质是种能探测到的基本粒子吗332019对激光核聚变新途径的探索342019单原子催化剂的催化反应机理352018记忆的物理化学基础362018单分子化学反应动态过程的可视化372018超临界场强的量子电动力学效应382018宇宙中重元素的起源392018极端条件下的可控燃烧40先进材料2021如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术？412018高性能热电材料422018核能系统高安全结构材料432018高活性可见光催化材料442018人工智能技术与新型智能复合材料的深度融合45信息科技2020如何建立虚拟孪生理论和技术基础并开展示范应用？462019人工智能系统的智能生成机理472018类脑计算482018新一代认知物联网关键技术研究492018抗量子密码算法技术502018人与机器的情感交互51制造科技2021铝合金超低温变形双增效应的物理机制是什么？522020特种能场辅助制造的科学原理是什么？232018人机共融关键技术542018高性能动力电池研发技术552018新一代智能制造系统56生态环境2020如何优化变化环境下我国水资源承载力，实现健康的区域水平衡状态？572018脆弱生境生物多样性的维持机制58资源能源2021以新能源为主体的新型电力系统路径优化和稳定机理是什么？592020第五代核能系统会是什么样子？602019氢燃料电池动力系统612019可再生合成燃料622018绿色安全高效的低成本制氢技术632018高效长寿命低成本电化学电力储能技术642018海洋生态系统储碳与全球变化（二）工程技术难题清单序号领域年份题 目1地球科学（含深地深海）2021如何发展我国自主超高分辨率立体测图卫星关键技术？22021如何突破深远海航行装备制造与安全保障工程技术难点？32020无人车如何实现在卫星不可用条件下的高精度智能导航？42020如何突破进藏高速公路智能建造及工程健康保障技术？52019近地小天体调查、防御与开发问题62018超高精度量子惯性导航技术72018基于北斗卫星和5G通信技术的新型高速铁路列车运行控制技术82018高原高寒冻土地区高速铁路与公路修建关键技术92018时速1000公里及以上低真空管道运输高速磁悬浮铁路建造关键技术102018跨深大海峡通道（悬浮隧道）关键技术112018面向未来交通的路网全感知技术122018未来城市地下交通及物流系统13空天科技2020水平起降组合动力运载器一体化设计为何成为空天技术新焦点？142019绿色超声速民机设计技术152019重复使用航天运输系统设计与评估技术162018航天运输技术难题172018飞机级系统架构设计及仿真技术182018面向工程应用的高精度动态测量19农业科技（含食品）2021如何高效利用农业微生物种质资源？202020如何实现农业重大入侵生物的前瞻性风险预警和实时控制？212018固态有机废弃物生物转化及其资源梯级利用22生命健康（含医学）2021如何创建5G+三早全周期健康管理系统？232020如何开发新型免疫细胞在肿瘤治疗中的新途径与新技术？242019中医药临床疗效评价创新方法与技术252019废弃物资源生态安全利用技术集成262019全智能化植物工厂关键技术难题272019单细胞多组学技术282018基于核酸物质的基因精准调控与医药技术292018DNA存储技术302018免疫微环境分子分型及免疫治疗耐药机制31先进材料2021如何制造桌面级的微小型反应堆电池？322020信息化条件下国家关键基础设施如何防范重大电磁威胁？332018纳米纤维产业化生产关键技术34信息科技2021如何利用人工智能实现医疗影像多病种识别并进行辅助诊疗？352020硅光技术能否促成光电子和微电子的融合？362018煤矿重特大灾害智能报警方法与技术372018城市交通基础设施智能协同运营技术382018工程结构安全的长期智能监测预警技术392018大规模共享无人载运工具的协同智动管控仿真402018工业互联网中数据集成和边缘处理技术41制造科技2021如何解决三维半导体芯片中纳米结构测量难题？422020如何解决集成电路制造工艺中缺陷在线检测难题？432018微腔中的力光电子传感？442018基于多源信息融合的大型复杂系统健康状态监测与评估452018先进微纳机器人技术462018人工智能在智能驾驶工程技术开发中的应用研究47数理化基础科学

各全国学会、学会联合体，有关企业科协：为进一步加强科技前瞻研判，引领原创性科研攻关，打造学术创新高地，推进科技自立自强，中国科协组织动员全国学会、学会联合体、企业科协，面向国内外科技组织和科技工作者，征集全球共同关注的前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题。现就有关事项通知如下：一、征集时间自通知印发之日起，至2023年4月20日止。二、征集内容和领域面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，征集对未来科技发展具有引领作用的前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题。聚焦原创性、引领性问题和关键核心技术问题，特别是制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国建设过程中的重大问题。征集范围原则上覆盖所有自然科学与工程技术领域，重点征集数理化基础科学、生命健康（含医学）、地球科学（含深地深海）、生态环境、制造科技、信息科技、先进材料、资源能源、农业科技（含食品）、空天科技等10个科技领域。三、征集方式中国科协所属全国学会、学会联合体、企业科协（以下简称推荐单位）组织征集推荐。中国特色世界一流学会建设项目的50个学会原则上必须推荐。推荐单位可单独或者联合推荐，鼓励联合相应国外科技组织和国际专家共同推荐。高校、科研机构等需联系有推荐资格的单位提交问题难题。每个推荐单位可推荐前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题各3-5个。四、推荐程序及要求1.制定推荐方案。方案要明确推荐原则、推荐标准、推荐流程等事项；明确由全国学会、学会联合体理事长，企业科协主席牵头主持问题难题推荐工作，并负责最终审定；明确专人作为学术秘书和联系人，负责征集推荐工作的落实推进。2.成立专家推荐委员会。推荐单位成立能代表本领域、本学科学术水平的专家推荐委员会，负责对问题的前沿性、引领性、创新性、战略性进行把关，对问题的方向、表述方式、颗粒度等提出优化意见，审定推荐问题难题并审核推荐文稿。委员会专家不少于15人，联合相应国外科技组织推荐的，应邀请国外相关领域专家参加专家推荐委员会。3.广泛征集问题难题。要面向分支机构、地方学会、学会理事、全体会员及企业科技工作者广泛征集，定向邀请本领域有战略眼光、全球视野的科学家、工程师、技术人才提出问题，动员邀请历年入选过问题难题的作者和推荐专家提出问题，通过召开专家研讨会等方式研讨提出问题。4.确定并提交推荐问题。征集的问题难题应经专家推荐委员会充分研讨筛选，把关审定后确定可推荐的问题难题，推荐材料经理事长、企业科协主席或相关负责人签字后通过活动专题网站（scique.kczg.org.cn）按照相关要求上传提交。每个问题难题应包括问题题目、所属学科、关键词、问题正文（含问题描述、问题背景、最新进展、重要意义）。正文长度2000字左右。除标题及关键词以中英文双语对照撰写外，其余内容均以中文撰写（附件1）。不按照规定格式撰写的问题难题将不能进入遴选环节。五、遴选与发布中国科协将组建领域专家组和终选专家委员会，通过初选、复选、终选等环节，对推荐问题进行遴选评议，遴选10个前沿科学问题、10个工程技术难题和10个产业技术问题。通过终评遴选的30个问题难题将面向社会发布。入选的30个问题难题正文将汇编出版。围绕入选的问题难题召开系列高层次研讨会，形成建议报告呈送有关部门作为决策参考，编写科普文章并结集出版。六、工作要求1.深化与国外科技组织合作，鼓励联合国外科技组织建立本学科本领域的问题难题征集发布机制。2.把握问题难题界定，以问题的形式提出前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题；聚焦“点”上的问题，原则上应细化问题颗粒度至少到三级学科以下；对于既需要科学原理创新也需要工程技术应用创新的问题难题，可考虑进一步细化问题；对于跨领域、跨学科、交叉融合的问题难题，视情况考虑明确应用领域和场景。3.推荐单位应把问题难题遴选发布作为学术引领的重要内容，纳入年度工作计划，建立常态化的问题难题征集、评选、发布机制，在此基础上择优遴选向中国科协推荐。4.推荐单位应对发布的问题难题进行持续跟踪评估，及时了解问题难题解决情况、国家围绕相关问题的布局情况、以及科技工作者对解决问题难题的意见建议等，推动广大科技工作者围绕问题难题开展协同攻关。联 系 人：马睿乾 闫 爽联系电话：010-62131371，62106811电子邮箱：chinakx@stimes.cn附件：1.前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题撰写格式模板.docx 2.前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题推荐表.docx 3.问题难题遴选推荐报告模板.docx 中国科协办公厅2023年1月29日

近日，哈尔滨工业大学仪器学院青年教授李浩宇团队在生物医学超分辨显微成像技术领域取得突破性进展。针对目前超分辨显微镜所面临的成像通量限制，团队提出基于计算光学成像的新一代高通量三维动态超分辨率成像方法，通过计算成像技术增强荧光涨落探测灵敏度，使探测灵敏度提升两个数量级以上，突破了现有显微成像技术在高通量视场、高空间分辨率和高时间分辨率等难以兼顾的难题，将目前世界上超分辨显微镜中最高通量视场成像范围提升至毫米级，可在10分钟内对包含超过2000个细胞的视场上实现了128纳米的超高空间分辨率成像，为细胞学异质性和生物医学等研究提供新的科学影像仪器。 　　该研究成果以《通过增强荧光涨落检测实现高通量超分辨率成像》为题，以长文形式在线发表于国际权威杂志《自然光子学》(Nature Photonics，2021年影响因子39.7，光学类最高)。

（杭州，2011年5月16日讯）－－迅数科技，中国领先的微生物检测技术和仪器供应商，日前发布了其创新的“迅数__Algacount微囊藻细胞计数分析”模块，并宣布将其整合进入倍受赞誉的“迅数__Algacount藻类智能鉴定计数仪”，致力于解决广大藻类监测机构的“微囊藻细胞计数”难题。 水体中“微囊藻密度”监测数据将为有毒藻华的预警提供关键的第一手资料，并指导人们控制和去除微囊藻毒素的发生风险。微囊藻细胞产生的微囊藻毒素(Microcystin：简称MCYST，MC)直接存在于饮用水和娱乐用水（游泳池、游乐场等）中，严重威胁人类的健康。近年来，中国水体富营养化引起的蓝藻水华频发，水华藻类的优势种群就是能产生微囊藻毒素的微囊藻。 “微囊藻细胞计数”可更科学的反映准确的“微囊藻密度”，然而该类藻由于内部包含的细胞数量很多，人工计数十分困难。 当前，“微囊藻密度计数”方法分为个体计数法和细胞计数法两种。由于生物个体存在差异，特别是集群的微囊藻，不同个体间细胞数差异非常大，能达到几百甚至上千倍，所以通常采用细胞计数法，以便更科学地确定藻类的生长状况。 “Algacount微囊藻细胞计数分析”模块是迅数科技专门针对于微囊藻等团状结构藻类的“细胞计数”难题而研究开发。“微囊藻细胞计数”法通常用浮游植物计数框在光学显微镜下肉眼观察并人工计数，此法较费时，计数误差也较大。因为自然水体生长的微囊藻都是群体生长，有公共的粘液层包围着，都是成千上万的细胞聚集在一起，这给微囊藻细胞计数带来了很大困难。 “Algacount微囊藻细胞计数分析”模块由“团状藻结构分析”软件模块和“团状藻细胞统计流程自动化”软件模块组成。“团状藻结构分析”软件模块具有“微囊藻”等团状结构藻类的“内含细胞数”自动分析功能。“团状藻细胞统计流程自动化”软件模块包括了专利的细胞统计流程设计：“将藻类图象通过CCD光电传感器转换为数字图像－输入计算机处理器－自动分析出含有细胞的团状藻实体部分－选择其中的典型细胞为基本单位、团状藻结构分析软件即自动计算出所含藻细胞个数”。引入该分析模块，将极大的方便藻类工作者进行多细胞藻类的统计与分析。据悉，该项技术已先期服务于长江三峡库区等中国重要淡水湖库的藻类监测事业。 控制微囊藻毒素的生物安全危害刻不容缓！世界卫生组织（ World Health Organization：简称WHO）关于微囊藻毒素的一项全球医学研究发现：人们在洗澡、游泳及其他水上休闲和运动时，皮肤接触含藻毒素水体可引起敏感部位(如眼睛)和皮肤过敏；少量喝入可引起急性肠胃炎；长期饮用则可能引发肝癌，是强烈促癌剂。已证明某些地区的肝癌高发率与饮用水源中的水华大量发生有关，部分国家还先后报道了多起因藻毒素污染导致人群、家畜、鱼类患病甚至死亡的事件。 迅数科技开发的“Algacount微囊藻细胞计数分析”创新技术，将帮助各藻类监测机构更加快速准确的进行“微囊藻”监测和早期预测并控制“微囊藻毒素”危害，保障人民的健康与生命安全！

2月25日，清华大学工程物理系教授唐传祥研究组与来自亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心（HZB）以及德国联邦物理技术研究院（PTB）的合作团队在《自然》（Nature）上发表了题为《稳态微聚束原理的实验演示》（Experimental demonstration of the mechanism of steady-state microbunching）的研究论文，报告了一种新型粒子加速器光源“稳态微聚束”（Steady-state microbunching，SSMB）的首个原理验证实验。基于SSMB原理，能获得高功率、高重频、窄带宽的相干辐射，波长可覆盖从太赫兹到极紫外（EUV）波段，有望为光子科学研究提供广阔的新机遇。在芯片制造的产业链中，光刻机是必不可少的精密设备，是集成电路芯片制造中最复杂和关键的工艺步骤。“我国EUV光刻机的自主研发还有很长的路要走，基于SSMB的EUV光源有望解决自主研发光刻机中最核心的‘卡脖子’难题。”唐传祥说。SSMB原理验证实验示意图。 图源《自然》SSMB原理验证实验结果。 图源《自然》光刻机是芯片制造中必不可少的精密设备SSMB概念由斯坦福大学教授、清华杰出访问教授赵午与其博士生Daniel Ratner于2010年提出。赵午持续推动SSMB的研究与国际合作。2017年，唐传祥与赵午发起该项实验，唐传祥研究组主导完成了实验的理论分析和物理设计，并开发测试实验的激光系统，与合作单位进行实验，并完成了实验数据分析与文章撰写。唐传祥教授和HZB的Jörg Feikes博士为论文通讯作者，清华工物系2015级博士生邓秀杰为论文第一作者。“SSMB光源的潜在应用之一是作为未来EUV光刻机的光源，这是国际社会高度关注清华大学SSMB研究的重要原因。”唐传祥介绍。在芯片制造的产业链中，光刻机是必不可少的精密设备，是集成电路芯片制造中最复杂和关键的工艺步骤。光刻机的曝光分辨率与波长直接相关，半个多世纪以来，光刻机光源的波长不断缩小，芯片工业界公认的新一代主流光刻技术是采用波长为13.5纳米光源的EUV（极紫外光源）光刻。EUV光刻机工作相当于用波长只有头发直径一万分之一的极紫外光，在晶圆上“雕刻”电路，最后将让指甲盖大小的芯片包含上百亿个晶体管，这种设备工艺展现了人类科技发展的顶级水平。荷兰ASML公司是目前世界上唯一的EUV光刻机供应商，每台EUV光刻机售价超过1亿美元。新成果有望解决自主研发光刻机的“卡脖子”难题唐传祥介绍，大功率的EUV光源是EUV光刻机的核心基础。目前ASML公司采用的是高能脉冲激光轰击液态锡靶，形成等离子体然后产生波长13.5纳米的EUV光源，功率约250瓦。而随着芯片工艺节点的不断缩小，预计对EUV光源功率的要求将不断提升，达到千瓦量级。“简而言之，光刻机需要的EUV光，要求是波长短，功率大。”唐传祥说，“大功率EUV光源的突破对于EUV光刻进一步的应用和发展至关重要。基于SSMB的EUV光源有望实现大的平均功率，并具备向更短波长扩展的潜力，为大功率EUV光源的突破提供全新的解决思路。”唐传祥指出，EUV光刻机的自主研发还有很长的路要走，基于SSMB的EUV光源有望解决自主研发光刻机中最核心的“卡脖子”难题。这需要SSMB EUV光源的持续科技攻关，也需要上下游产业链的配合，才能获得真正成功。《自然》评阅人对该研究高度评价，认为 “展示了一种新的方法论”，“必将引起粒子加速器和同步辐射领域的兴趣”。《自然》相关评论文章写到“该实验展示了如何结合现有两类主要加速器光源——同步辐射光源及自由电子激光——的特性。SSMB光源未来有望应用于EUV光刻和角分辨光电子能谱学等领域。”目前，清华正积极支持和推动SSMB EUV光源在国家层面的立项工作。清华SSMB研究组已向国家发改委提交“稳态微聚束极紫外光源研究装置”的项目建议书，申报“十四五”国家重大科技基础设施。

记者从浙江省技术市场促进会近日召开的珍珠粉真伪鉴别技术鉴定会上获悉，浙江长生鸟珍珠生物科技有限公司经过多年研发，攻克了长期困扰产业界与消费者的珍珠粉与贝壳粉真假难辨难题。 　　采用新的鉴别技术，珍珠粉真假一查便知。中科院院士、清华大学教授朱静等专家对此给予高度评价，认为这一新的鉴别方法为国内首创，属自主创新的重大成果。目前核心技术已申请国家发明专利。 　　长生鸟公司2006年起与国内一流的科研机构、高校开展产学研合作。在研究中，首次发现珍珠粉与贝壳粉在200℃—400℃之间存在相变动力学差异，并在此基础上采用热处理及X射线衍射技术鉴别珍珠粉真伪获得成功。采用该方法，经浙江大学分析测试中心、浙江省地质矿产研究所、中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所三家单位对同批样品进行验证，结果一致。经浙江省珍珠行业协会、诸暨市食品药品监督管理局对多批次盲样检测，准确率与预测相符。鉴别技术已制定企业标准，并报相关部门备案。 　　2010年9月19日，央视《每周质量报告》播出了“揭秘珍珠粉内幕：贝壳用腐蚀性药水洗后磨制”的报道，全面质疑珍珠粉的可信性和安全性，一场行业大揭黑运动随之展开。长生鸟公司的珍珠粉与贝壳粉鉴别方法，有望从根本上规范市场，打击制假售假，对确保珍珠粉产品质量、促进行业进步、保护消费者权益具有重大的经济和社会效益。 　　2010年中国淡水珍珠产量近1800吨，占世界总产量95%以上。浙江省诸暨市年产量占全国总产量的80%，是我国淡水珍珠养殖、加工和销售的最大基地。

p 　　日前，中国科协办公厅发布关于征集2020重大科学问题和工程技术难题的通知。征集时间即日起至2020年4月25日止。每个全国学会(学会联合体)可联合相对应的国际组织共同推荐或自行组织推荐重大前沿科学问题3-5个，工程技术难题3-5个 鼓励企业科协参与问题难题推荐，每家可推荐重大科学问题1-3个，工程技术难题1-3个。 /p p 　　通知内容显示，原则上征集范围覆盖所有自然科学与工程技术领域，重点征集数理化基础科学、生命科学、地球科学、生态环境、制造科技、信息科技、先进材料、资源能源、农业科技、交通运输、空天海洋、医学健康等12个科技领域. /p p 　　在内容方面，征集对面向未来科技发展具有引领作用的前沿科学问题、工程技术难题。加强对关系根本和全局的科技问题的征集，尤其是基础研究、关键共性技术、前沿引领科技、现代工程技术、颠覆性技术、“卡脖子”技术、科技攻关重点方向、促进可持续发展的科技等方向，重点关注交叉融合领域的相关问题难题。包括：问题题目、所属学科、关键词、问题描述(含问题背景、最新进展、重要意义)。 /p p 　　据悉，中国科协将组建学术评议委员会及有关学科组，通过科技工作者初选、学科专家复选、学术评议委员会终选三个环节，对推荐问题进行遴选评议，遴选出10个对科学发展具有导向作用、10个对技术和产业创新具有关键作用的问题难题面向社会发布。 /p p 　　详细通知如下： /p p style=" text-align: center " strong 中国科协办公厅关于征集2020重大科学问题和工程技术难题的通知 /strong /p p 　　各全国学会、协会、研究会，部分中央企业和非公企业科协： /p p 　　为研判未来科技发展趋势、前瞻谋划和布局前沿科技领域与方向，瞄准世界科技前沿，推进世界科技强国建设，中国科协通过各全国学会、学会联合体、部分中央企业和非公企业科协，面向广大科技工作者征集“2020重大科学问题和工程技术难题”。现就有关事项通知如下： /p p 　　一、征集时间 /p p 　　即日起至2020年4月25日止。 /p p 　　二、征集领域 /p p 　　原则上征集范围覆盖所有自然科学与工程技术领域，重点征集数理化基础科学、生命科学、地球科学、生态环境、制造科技、信息科技、先进材料、资源能源、农业科技、交通运输、空天海洋、医学健康等12个科技领域。 /p p 　　三、征集内容 /p p 　　征集对面向未来科技发展具有引领作用的前沿科学问题、工程技术难题。加强对关系根本和全局的科技问题的征集，尤其是基础研究、关键共性技术、前沿引领科技、现代工程技术、颠覆性技术、“卡脖子”技术、科技攻关重点方向、促进可持续发展的科技等方向，重点关注交叉融合领域的相关问题难题。包括：问题题目、所属学科、关键词、问题描述(含问题背景、最新进展、重要意义)。正文长度为2000个汉字左右。除标题及关键词以中英文双语对照撰写外，其余内容均以中文撰写(附件1)。不按照规定格式撰写的问题、难题将不能进入遴选环节。 /p p 　　四、征集方式 /p p 　　面向中国科协所属全国学会、学会联合体、企业科协(以下简称推荐单位)组织征集。每个全国学会(学会联合体)可联合相对应的国际组织共同推荐或自行组织推荐重大前沿科学问题3-5个，工程技术难题3-5个 鼓励企业科协参与问题难题推荐，每家可推荐重大科学问题1-3个，工程技术难题1-3个。 /p p 　　五、工作要求 /p p 　　推荐单位应按如下程序组织推荐工作： /p p 　　1.制定推荐方案。明确推荐原则、推荐标准、推荐流程等事项。鼓励在方案中加大相应国际组织的参与力度。指定专人作为学术秘书、联系人，负责推荐工作推进落实。 /p p 　　2.组建专家推荐委员会。推荐单位成立能代表本领域、本学科学术水平的专家推荐委员会，专家不少于15人，在学科覆盖面以及部门、地域等方面具有一定代表性。联合相应国际组织推荐的，应有国外相关领域专家参加专家推荐委员会。专家推荐委员会负责确定推荐问题、难题，把握问题难题颗粒度，审核推荐文稿，对推荐结果的专业性、科学性负责。 /p p 　　3.推荐题目确定。推荐单位以高层次专家推荐、线上线下会议研讨筛选、专家推荐委员会议定等形式，确定可推荐的问题难题。应加强调查研究，面向重大需求，鼓励国外同行参与，鼓励青年专家参与。 /p p 　　4.理事长负责制。全国学会、学会联合体理事长，企业科协主席牵头主持本领域的问题难题推荐工作。相关全国学会协同国外相关学会或科技组织推荐的问题由相关学会负责推荐，由理事长或企业科协主席签字后提交。 /p p 　　5.问题难题要求。以问题的形式提出重大问题和工程技术难题 聚焦“点”上的问题，原则上应细化问题颗粒度至少到三级学科以下 对于既需要科学原理创新也需要工程技术应用创新的问题难题，可考虑进一步细化问题 对于跨领域、跨学科、交叉融合的问题难题，视情况考虑明确应用领域和场景。 /p p 　　六、其他事项 /p p 　　(一)2020年4月25日前，各单位将所推荐问题难题推荐方案、推荐表、推荐报告经理事长或相关负责人签字后通过活动专题网站(scique.cast.org.cn)按照相关要求上传提交。 /p p 　　(二)中国科协将组建学术评议委员会及有关学科组，通过科技工作者初选、学科专家复选、学术评议委员会终选三个环节，对推荐问题进行遴选评议，遴选出10个对科学发展具有导向作用、10个对技术和产业创新具有关键作用的问题难题面向社会发布。 /p p 　　1.通过终评遴选的20个问题难题拟于第二十二届中国科协年会上发布。中国科协将邀请相关问题、难题撰写者以及推荐学会或学会联合体负责人、联系人作为嘉宾出席发布仪式。 /p p 　　2.通过终评遴选的20个问题难题将与其文献计量分析报告结集出版为《2020年重大科学问题和工程技术难题》。 /p p 　　3.围绕征集、遴选的重大科学问题和工程技术难题召开系列高层次研讨会，研讨问题难题的机遇挑战、重要进展、主要问题、应用前景与政策建议等内容，形成建议报告。中国科协将选取其中部分问题，通过“科技工作者建议”等渠道，呈送国家有关部门提供决策参考。 /p p 　　4.对联合相应国际组织开展推荐工作的全国学会给予经费支持。支持入选问题难题的全国学会，围绕重大科学问题和工程技术难题召开高层次研讨会并形成建议报告。 /p p 　　联 系 人：杨 梓 /p p 　　联系电话：010-62539197 010-68524993 /p p 　　电子邮箱：chinakx@mail.las.ac.cn /p p 　　附件： a href=" http://www.cast.org.cn/module/download/downfile.jsp?classid=0& filename=e9ecdc2a7a6540a9a7a42f086c32e11d.docx" target=" _blank" 附件1：重大科学问题和工程技术难题撰写格式模板.docx /a /p p 　　 a href=" http://www.cast.org.cn/module/download/downfile.jsp?classid=0& filename=257af876d8974a16ad4eaf5d5de2f278.docx" target=" _blank" 附件2：重大科学问题和工程技术难题推荐表.docx /a /p p 　　 a href=" http://www.cast.org.cn/module/download/downfile.jsp?classid=0& filename=aae05e4c12514f6697c010b1a5e2d223.docx" target=" _blank" 附件3：问题难题遴选推荐报告模板.docx /a /p p style=" text-align: right " 　　中国科协办公厅 /p p style=" text-align: right " 　　2020年3月6日 /p p br/ /p

中国科学院云南天文台正在秘密研究“天文地动仪”,这种仪器有望破解千年地震难题——提前预测地震的到来…… 　　多功能经纬仪原理 　　(1)本项目研制的多功能天文经纬仪,是一种用于观测恒星位置的望远镜,恒星离地球非常遥远,它们在天空中的位置固定不变。 　　 处于地面某一位置的望远镜,在正常情况下,地球引力g是垂直向下的,望远镜中有个水银盘,水银面的垂直方向与引力平行指向天顶,望远镜在固定时刻观测到某一恒星在天顶位置A出现。 　　 当地下地震孕育区M受到周围应力作用,导致物质密度反常,引力方向偏移到f方向,使望远镜中的水银面指向天顶的方向发生偏移,望远镜在固定时刻观测到某一恒星在天顶的位置偏移到B,我们就可以获得偏转角θ。 　　 　　在一定区域内设置多个望远镜,在地下某一区域M的物质密度发生改变时,它会导致多个望远镜的水银面方向产生偏移,通过观测某一恒星在固定时刻的位置,可以测量引力的偏转角α和β,从而可算出密度异常区的位置。地震孕育区通常存在物质密度异常,引起地面的重力异常,该仪器能够探测产生一定程度重力异常的区域,为地震专家和政府决策提供重要信息。 　　(2)该仪器还能测定瞬时天文大气折射,建立多方位大气折射实测模型。由于以记录电磁波传播时间为基本数据的空间大地测量技术,包括卫星激光测距、全球定位系统GPS和甚长基线射电干涉测量VLBI,都受到大气折射延迟的影响,目前仅能用理论模型或经验模型作修正,导致测量距离的误差比较大。利用多功能天文经纬仪,建立天文大气折射实测模型,转换建立起大气折射延迟实测模型,它将能使距离的测量精度接近于理论精度水平。另外,研制的仪器在航天发射和国防上也有应用价值,用该仪器和相应的测量方法可以为卫星发射和导弹基地建立本地大气折射实测模型,提高卫星发射和导弹制导系统的时间、方向和定位精度。 　　去年以来,王建成就一直带着一个科研小组加班加点、夜以继日地投入到一项秘密研究课题中。 　　王建成是中国科学院云南天文台副台长。与此前的一些研究目的不同,这次虽然同样是“看天”,但最终却是为了“探地”。 　　当发现甘肃舟曲1000多人死于泥石流灾害的主要原因之一是汶川“512”地震震松了舟曲山体时,王建成心中又增添了些许沉重:“我们现在希望少受外界干扰,静心和高效地研制仪器,使仪器尽快应用和推广。”王建成所说的仪器,正是他们一年多来潜心研究、能通过寻找和监测地下物质密度的异常变化,为预测地震提供有效信息的“多功能经纬仪”。张衡发明的“地动仪”在1700年前神秘失踪,今天,云南天文专家正尝试利用一种叫做“多功能经纬仪”的仪器,用天文观测的方法对地震进行精确预报。 　　可以想见,这种“天文地动仪”一旦研制成功,将会是人类对抗自然灾害的历史上最大的一次“地震”! 　　现实 　　上天容易入地难 　　众所周知,地震预测是全世界公认的难题,预测地震的仪器都具有“不可入性”,由于地震专家不能直接观测地球内部,以致对地震的孕育过程和影响这一过程的种种因素缺乏观测数据。 　　市防震减灾局副局长靳树才介绍,一般而言,地震的震源都在地下十多公里以下,有的深达几百公里,依托现有的技术水平,要打钻下去,直接观测,基本不可能。现阶段,地震预测主要依靠电磁波、磁辐射、地下水化学分析、放射性元素、大地倾斜、重力变化等,通过综合分析各种数据来作预报。但这些数据与地震的关系都是间接的,同时受干扰因素较多。如对地下水的观察,不仅要了解地下水变化的原因,还要了解地下水所处的构造部位、水的补给源、正常动态、可能引起水位变化的降雨及工业用水、农田灌水、气候变化、季节变化、补给源变化等干扰因素,以至引起地震发生的变化量非常小,不具有独特性,很容易淹没在其它干扰因素中,要将它们有效甄别提取出来,难度很大。 　　有人说汶川地震前青蛙曾有异常行为。靳树才说,动物的异常行为和地震有关联,但没有直接的、必然的联系。青蛙行为异常完全有可能是由其他原因引起的。更何况,青蛙不会告诉你将会在哪里、什么时间、发生几级地震。 　　“我们需的是准确、科学的预报。”靳树才说。 　　启发 　　东汉“地动仪”带来灵感 　　1800多年前,在张衡所处的东汉时代,地震比较频繁。经过长年研究,张衡发明了一个测报地震的仪器,叫做“地动仪”。 　　据史书记载,地动仪是用青铜制造的,形状有点像一个酒坛,四围刻铸着八条龙,龙头向八个方向伸着。每条龙的嘴里含了一颗小铜球:龙头下面,蹲了一个铜制的蛤蟆,对准龙嘴张着嘴。哪个方向发生了地震,朝着那个方向的龙嘴就会自动张开来,把铜球吐出。铜球掉在蛤蟆的嘴里,发出响亮的声音,就给人发出地震的警报。 　　汉顺帝阳嘉三年十一月壬寅(公元134年12月13日),地动仪的一个龙机突然发动,吐出了铜球,掉进了那个蟾蜍的嘴里。当时在京师(洛阳)的人们却丝毫没有感觉到地震的迹象,于是有人开始议论纷纷,责怪地动仪不灵验。没过几天,陇西(今甘肃省天水地区)有人飞马来报,证实那里前几天确实发生了地震,于是人们开始对张衡的高超技术极为信服。陇西距洛阳有一千多里,地动仪标示无误,说明它的测震灵敏度是比较高的。 　　遗憾的是,凝聚中华民族智慧的地动仪没有保存下来,1700多年前,地动仪神秘消失。 　　“应该可以用天文观测的技术和仪器来提高地震预测的准确度。”祖先的智慧、先进的科技启发和驱动着云南天文学家投入到了看似不可能的“天文地动仪”研制中。 　　原理 　　精准把脉重力变化 　　据了解,虽然地震孕律具有很大的复杂性,但通过研究,世界各国专家普遍认为地震孕育区受多种应力的作用,积累大量能量,引起周围重力变化。监测到重力变化,就能发现地下能量的异常聚集,地震部门现在已经能用重力仪测出重力变化大小,但却测不出重力方向。 　　王建成介绍,“多功能经纬仪”这一项目是通过云南天文台独创的低纬子午环的观测原理和仪器误差测量方法,研制出一架达到高精度要求的小型、轻便、全自动的“多功能天文经纬仪”样机。这种“多功能经纬仪”本来是天文上用于精确观测恒星位置变化的望远镜,而恒星位置变化是重力变化的一面“镜子”,如果同时启动多台“多功能经纬仪”监测,就能测量出重力方向,由此寻找和监测到引起重力变化的源头,为地震专家预测地震提供可靠信息。 　　2009年1月24日和2010年2月4日,省委常委、市委书记仇和等领导在连续两次专程登门拜访中国科学院、中国工程院在昆的院士时,都对我国恒星物理研究专家、云南天文台黄润乾院士以及云南天文台副台长、项目组长王建成介绍的多功能经纬仪项目研究情况给予了高度评价和极大地支持。 　　王建成表示,项目已开始总体方案设计和研讨,今年10月底完成总体设计和论证,项目研究组正排除一切干扰,不舍昼夜、严谨高效地加紧研制,计划2011年底验收,力争早日投入应用和推广。他透露,明年底样机研制成功后,即可建立多台测量仪组成的监测网,布置到我省地震断裂带周围,寻找和监测地下物质密度的异常变化区域,通过监测地下物质密度的异常变化,为预测地震提供新的有效信息。 　　希望 　　能像预测台风一样预测地震 　　靳树才表示,感谢其他行业专家对地震预测的关注,为地震预报献计献策,身体力行地做研制工作。 　　他认为“多功能经纬仪”项目是符合科学规律的,但同时,他对引起地下重力变化的力量是否就足够使地表发生形变表示不确定。因为使地表发生形变的因素也很多,比如说重型货车经过时,在路边就能感到颠簸,这就是一种形变,重型货车对路面产生的压力都远远大于重力变化的力量。所以,这对地震观测条件提出了高要求,要尽量避开环境和人为干扰,而选择环境比较安静、工农业生产干扰小、无环境污染的地区。仪器具体安装位置要选择地质条件较好的岩石,而不是松软的土层,尽量减少干扰因素。 　　对未来能够准确预报地震,靳树才充满了信心,他说, 地震预测具有时代性。虽然很难,但随着人类科技进步,终有一天能解决。“退回200年前,台风的预测也只能凭经验,而现在什么时候登陆,在哪里登陆,都已在人类的严密监控下,因为我们有了卫星。”他说。 　　至于“多功能经纬仪”,靳树才也充满期待:“仪器究竟能发挥多大作用?现在尚不能确定。待仪器研制成功后,我们将成立专门研究小组,总结规律性东西,认真观测,积累经验,在实践中提出改进建议。”

为进一步加强科技前瞻研判，引领原创性科研攻关，打造学术创新高地，推进科技自立自强，按照《中国科协办公厅关于征集2023重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题的通知》 (科协办函创字[2023]8号)文件要求，中国光学工程学会面向国内外科技组织和科技工作者，共征集58个全球共同关注的前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题。经过专家委员会函评和终审评议，共评选出15个前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题。本次评选出的5个前沿科学问题中，第一个就是超分辨率成像技术，该技术在近几年得到了快速的发展，目前已经有多项科研转化成果成功产业化。5个前沿科学问题1、如何突破时-空极限实现超快超分辨成像？How to break through the spatio-temporal limit to achieve ultrafast and super-resolution imaging?2014年诺贝尔奖授予了将光学显微带入纳米尺度的超分辨荧光成像技术，但其依赖于荧光标记，且时间分辨率较低。压缩超快成像技术兼具飞秒时间分辨率和极高数据压缩比，但以牺牲空间分辨率来观测超快动态过程。发展超快超分辨成像技术，在无标记宽场成像下实现时-空分辨率的协同突破，将极大推动人类对各类超快微观现象的认知，助力“追光捕快、察微显纳”的新成像体系建设。2、人们能以多高的自由度塑造光？How arbitrarily can light be shaped?自从认识光现象起，人们便尝试不断改变光的“造型”。从早期的透镜聚焦光能，到现代显微技术中的复杂结构光、激光雷达形貌测量中的点阵投影等，还有精细激光加工中超长焦深的贝塞尔光束、具有弯曲空间传播轨迹的艾利光束等。对光的塑造能力越高、对其利用程度也越高。为此，应从原理上探索塑造光的极限，即人们能以多高的自由度塑造光？3、光学系统的体积极限是多小？What is the volume limit of an optical system？光学元件的性能在很大程度上受到可用光学材料和结构设计的限制。基于超表面的平面光学器件以及各类新型微纳元件有望将核心光学元件缩小到几百微米级别，相比传统复杂光学系统体积显著减小了六个数量级。但如何确定具有特定功能的光学系统的体积理论极限还有待研究，从而进一步实现微型化、微型化与集成化，将在AR/VR、遥感探测及未来纳米科技等领域产生巨大影响。4、光电子芯片的集成度极限是什么？What is the limit of photonic integration? 面向未来十年或更长远时间，光电子芯片集成度的增长会遇到瓶颈，相应的容量要扩展到Pb/s量级会遇到许多根本性的限制。本科学问题涉及芯片容量、尺寸、功耗三个方面的理论和技术的极限，需要在超宽带透明光电材料、高集成度器件中的光场调控、高效率低功耗调谐机理等方面研究变革性的新原理和新技术。5、如何使光计算完备？How to make optical computing complete？采用光学方法来实现运算处理和数据传输是后摩尔时代算力、功耗问题极具潜力的解决途径之一。光子具有光速传播、抗电磁干扰等特性，以及具有天然的多维复用和并行计算优势，十分契合人工智能等应用领域大数据处理的需求。但目前光子计算面临着很多挑战，例如光子芯片的集成度仍有待提高；计算精度仍低于电子芯片，器件架构未优化，上述挑战亟需研究5个工程技术难题1、如何实现EW超强激光？How to create EW ultra-intense laser？依托我国神光装置，攻克甚多束超短脉冲激光高效优质相干合成、超高信噪比管控、等离子体压缩等核心难题，突破EW超强激光高增益、高品质、高负载三大受限条件，国际上率先实现EW级峰值功率激光输出，率先进入超相对论物理等前沿基础研究领域，辐射带动平均功率万瓦级超短激光技术发展和应用。2、如何构建超大型空间光学装置？How to construct the ultra-large space optical instrument?超大型空间光学装置是当前世界宇航企业重点发展的综合性大系统工程方向。在轨组装和维护则是构建超大型空间光学装置的重要技术途径，即将系统的各个组成模块发射入轨，再利用空间操控工具对各个模块进行在轨组合和装配。该技术的实现将引领弹性可重构光学遥感系统的跨越式发展，并为未来空间飞行器维护与服务奠定技术基础。3、如何实现高功能密度感存算一体光电集成芯片？How to realize that photoelectric integrate chip with high functional density sensing and memory integration？能够执行探查、识别、飞行、定向打击等任务的微型机器人对功耗、尺寸、功能要求十分苛刻。现有设备集成化程度低，处理数据量大，成像体制单一，无法实现一体化探查。为解决这些问题，可采用感存算一体化仿生架构，突破光电融合集成、智能感知处理等关键技术，挖掘低频有效信息，降低能耗压力，实现高功能密度、极小型化、极低功耗的一体化光电集成芯片。4、如何实现在原子、电子本征尺度上的微观动力学实时、实空间成像？How to achieve real-time and real-space imaging of microscopic dynamics on the intrinsic scale of atoms and electrons?原子、电子是自然界许多现象的核心，其结构及运动状态决定了所构成物质的宏观特性。原子、电子的运动发生在飞秒至阿秒的超快时间尺度以及皮米的超小空间尺度上，因此，需要同时具备“皮米空间分辨率”与“阿秒时间分辨率”的阿秒电子成像技术以实现对原子-亚原子微观世界中超快动力学过程的探测与控制，揭示材料中各种功能的微观起源。5、如何实现高时空分辨率的全球重力梯度测量？How to retrieval high time and spatial resolution global gravity gradient？地球重力场是地球的基本物理场之一，反映了地球表层及内部物质的空间分布、运动和变化，同时也决定着大地水准面的起伏和变化。利用高精度冷原子重力梯度仪对全球的重力梯度进行高时空分辨率的测量，可以更好地监测揭示海洋环流活动规律，全球陆地水储量变化，冰盖和大型冰川系统的质量平衡，为人类未来的生存和发展制定科学的应对策略。5个产业技术问题1、如何打造成熟的硅基光电异质集成工艺平台，支撑新一代信息技术发展的需求？How to build the accessible platform for optoelectronic heterogeneous integration based on silicon photonics, to facilitate the development of next-generation information technology?随着AI、下一代数据中心、激光雷达、卫星通信等战略应用迅速发展，单一集成光子材料已不能满足产业需求。以III-V半导体、薄膜铌酸锂为代表的硅基光电异质集成可融合多种光电功能材料的优势，将成为高端光子芯片在上述应用领域的重要解决途径。鉴于光电异质集成国际竞争态势，我国迫切需要提升高端异质集成光子芯片的研发及产业化能力，支撑产业发展。2、如何突破激光时空特性测试计量短板难题？How to break through the difficult problem of measuring the spatial and time domain parameters of lasers？2022年，激光产业销售收入大于800亿。然而，支撑我国激光产业发展的激光参数测试仪95%依赖进口，年高达3亿元。特别是激光时域和空域参数测试计量缺失，全部依赖德国、美国、加拿大等仪器。典型的包括：测量皮秒、飞秒和阿秒的自相关仪、FROG和SPIDER等；千瓦级功率激光光束质量测试仪等。测试仪器短板，风险大，是急需攻关的问题。3、中高端传感器如何实现自主可控？How to achieve self- production and controllability of medium and high-end sensors？传感器是物理与数字世界纽带，万物互联基石，对国力有重要影响。目前我国低端传感器产能过剩，中高端传感器自主可控率低。小到手机摄像头、大到汽车发动机，中高端传感器严重限制了我国产品市场竞争力。传感器专业点多面广，对材料、集成电路等基础工业水平要求高。如何实现中高端传感器自主可控是一个关键产业技术难题。4、如何谱写智能网联汽车的“中国方案”？How to compose the "Chinese Approach" for intelligent connected vehicles？智能化、网联化已成为各国汽车产业博弈未来的战略制高点，李克强院士提出了智能网联汽车的中国方案—“车路云一体化融合系统控制”的技术路线。在路侧通过将激光雷达、毫米波雷达和摄像头融合在一体，具备全天候全息环境感知能力，并有传输延迟低、覆盖范围广、数据精度高、易维护安装的特点，可以解决交通拥堵、交通事故两大核心痛点，进一步提升我国交通信息化、智能化。5、如何突破反谐振空芯光纤降损及大规模工业化制备难题？How to break through the loss-reducing and massive industrial manufacture of anti-resonant hollow-core fiber？作为近半世纪光通信行业基础媒介的实芯光纤正面临容量与时延两项限制。反谐振空芯光纤在理论损耗、带宽、非线性和介质光速等方面全面优于实芯光纤，将对光纤、光器件、光网络系统形成颠覆性变革，有望构建下一个50年的光通信生态。其理论损耗极限、将损耗降至可商用水平并实现大规模工业制备，是亟待突破的技术和产业问题。

水资源作为支撑国家发展的基石，兼具基础性自然资源与战略经济资源的双重属性，对生态环境的平衡发挥着重要作用，是确保国民经济稳健运行与国家安全不可或缺的战略要素。相关数据显示，随着国家社会和经济快速发展，超过70%的水体正遭受不同层次的污染侵扰，严峻的是，其中30%已达到重度污染状态，这对水资源的可持续供给构成了巨大挑战。近年来，国务院接连出台了一系列针对性策略，强化水资源的综合性管理，特别强调在解决水资源短缺及污染加剧的问题上，要加强对输水管网漏损的有效监测与管理，做好水污染治理，提升水资源使用效率，减少不必要的损耗，维护公众健康。高效率的水处理技术和精细化的监测手段，能显著提升水资源管理的效能与控制水平，缓解水资源短缺的问题，维护公众环境和健康。英国豪迈集团是一家致力于生命安全技术的全球性集团，通过其三大事业部的解决方案（安全、环境与分析、医疗健康），始终致力于为世界解决棘手的难题，持续创造积极的影响。其中，来自于环境与分析事业部的Hanovia（品牌名Nuvonic）、HWM豪迈水管理、Ocean Optics（海洋光学）三家子公司分别在水环境监测等方面具有独特的技术优势，并拥有解决行业内一系列复杂难题的成熟的解决方案。Hanovia（品牌名Nuvonic）成立于1924 年，2024年迎来了其百年华诞。一个世纪以来，Hanovia（品牌名Nuvonic）一直致力于研发紫外技术，始终站在科技前沿，支持运用紫外线消毒这一科学的方式守护自然界的纯净。在不使用化学品的情况下，Hanovia（品牌名Nuvonic）为全球工业与市政领域提供紫外线消毒、光分解等方案，有效对抗污染，保障人员与工艺流程的安全，守护地球上珍贵的环境资源——水，物体表面和空气。HWM自上世纪七十年代以来，便深耕供水管道漏损检测技术领域，并在1978年推出了首款用于精确追踪供水管道泄漏点的相关仪器。秉承技术创新的传统，HWM保持着产品的迭代升级，平均每3~5年对核心技术进行更新，确保技术先进与效率优化，目前，相关产品已发展到十二代。除此之外，HWM不断拓展产品线，截至目前已拥有渗漏噪声相关仪器、噪声记录仪、数据记录仪、压力控制器、流量测量仪等监测设备和数字创新解决方案等。海洋光学依托其在光谱领域的深厚积淀与前沿探索，为水质监测科学的发展提供了创新视野。其科研级光纤光谱仪和其他高性能光谱仪产品，不仅促进了对光与物质相互作用的深入理解，更在增强水质监测精确性、深化数据分析维度等发挥重要作用，为水资源管理、污染防治及生态系统保护提供了科学依据，助力相关政策与措施的精准施策。在解决水环境监测领域等的部分实际难题中，三家子公司凭借其专业优势，提供了针对性强且高效的解决方案：难题1：传统的水体消毒方法，特别是化学消毒法中以氯及其化合物的使用最为广泛。然而，这一技术伴随致畸、致癌、致突变的有害消毒副产物产生，对长期饮用者的健康构成潜在威胁。随着科技的不断发展，水体消毒过程中因化学试剂产生致癌物质的情况虽然已得到有效控制，但伴随着废水的产生，仍对环境构成了不容忽视的负面影响，促使政府积极探索并采纳更为环境友好的替代消毒技术。解决方案1：紫外线消毒作为一种物理消毒方法，通过破坏微生物的DNA结构来阻止其复制，实现高效灭活，并且不产生有害副产物，消毒效果迅速且能保留水的原有品质。Hanovia（品牌名Nuvonic）专注于提供无化学品的紫外线消毒解决方案，适用于多种水处理场景，尤其适合对水质有严格要求或对化学添加剂敏感的应用环境，能有效保护人员与工艺流程免受有害污染物的侵害。历经一个世纪的市场深耕，Hanovia（品牌名Nuvonic）累积了丰富的专业技术与实战经验，对制定针对性的行业解决方案具有独特优势。作为极少数能够从核心部件如灯管的制造，到整套紫外线系统集成的厂商，Hanovia（品牌名Nuvonic）也是全球少有的能够为水体、物体表面乃至空气消毒等领域提供非化学添加消毒方案的厂商。在工业领域中，其专业解决方案可用于食品饮料加工、生物制药、休闲水体（例如水上乐园与游泳池）、水产养殖、船舶、电力及化工等多个行业；在市政水处理方面，其专业解决方案可用于饮用水净化、废水处理及循环水再利用系统中。从日常清晨的一杯牛奶，到随手携带的矿泉水，乃至聚会畅饮的啤酒，Hanovia（品牌名Nuvonic）紫外线消毒技术可广泛应用于我们的日常生活中，确保我们的生活更加安全、纯净。Nuvonic 紫外消毒设备难题2：国家明确：到2025年，全国城市公共供水管网的漏损率力争控制在9%以内。一线城市通过持续努力，大多已将其供水管网的漏损率控制在了较低水平，但仍存在很多二三线城市供水管网漏损率较高的情况。漏水问题传统上依赖公众报告发现，随后由运营单位进行漏点定位，这一过程平均耗时长达45天，效率低下，要全面达到国家设定的目标，还亟需在全国范围内，特别是二三线城市中，加强管网改造及漏损监测控制。解决方案2：HWM专注于提供供水管道漏损解决方案，其产品广泛适用于各种口径的供水管道监测，自1995年进入中国市场，推动了国内供水管道漏损控制从“漏水发生——群众举报——相关人员巡查”的被动管理向主动防御方向转变。HWM主要通过在供水管道的关键节点部署漏水噪声监测装置，构成局部监测网络，可严密监控整个区域的供水系统，任何漏水发生都能立即报警，精准定位，大大缩短了响应时间。长期运行此系统，不仅能即时处置漏损，还能对供水管道的总体健康状态进行周期性评估。随着科技进步，HWM与时俱进，融合物联网与人工智能技术，持续优化漏水噪声记录仪，该产品能在最优化时段内对管道运行状态进行连续监测，将采集到的漏水声音特征数据上传云端，并结合GIS数据，精确定位漏点，实现了基于漏损噪声模型的智能化监测。在国内，尤其是江浙等经济发达地区，已在供水管网漏损管控中应用了HWM监测技术，通过在管网关键节点布置传感器，在线收集漏水音频信息，云端处理分析后，掌握管网即时健康状态。HWM技术实力与可靠性已在一系列国家重大活动中得到验证。在2008年北京奥运会期间，约8000台HWM漏水噪声传感设备为赛事用水安全保驾护航。此后，2010年上海世博会、2016年杭州G20峰会、2018年上海进口博览会、2019年武汉世界军人运动会，以及2023年杭州亚运会等，HWM的漏水监测设备均成为保障供水系统安全的可靠选择。目前，HWM不仅为市政供水企业提供完整的主动式供水管道漏损监控解决方案，也针对大型工业矿区、高校园区、医疗机构等多元化领域的不同客户需求定制相应的漏损管理方案。HWM 管道漏损监控设备难题3：无论是针对水资源还是空气质量，实时性、在线化及连续性的高质量数据获取始终是监测的重要内容。解决方案3：海洋光学一直以来持续关注着环保行业，凭借丰富的光谱仪制造经验，为环保行业提供一系列高质量的光谱检测核心组件及便捷开发工具包。这些产品不仅极大缩短了客户产品的研发周期，加速了市场响应速度，而且确保了监测数据的精确度与可靠性，已成为水质监测领域不可或缺的核心组件，广泛应用于水质重要参数的监测设备中，如总磷、总氮、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）等监测仪器。海洋光学推出的光谱水质在线监测解决方案，集成高精度光谱技术，实现对水质参数的实时分析，不仅有效保障饮用水安全监测的效率与准确性，也可用于污水处理及水环境保护等领域。海洋光学 核心组件关于英国豪迈集团：英国豪迈集团自创立以来，始终处于生命安全技术领域的前沿，致力于开发创新产品和解决方案，以应对包括空气和水污染在内的全球关键挑战。公司聚焦安全、环境分析和医疗健康三大市场领域，通过不断的投资研发、战略收购以及国际合作，持续强化集团在领域内的领导地位，旨在为全球各地的人们创造一个更加安全、清洁和健康的环境。

环境空气质量直接影响着公众健康与生活质量。世界卫生组织指出，空气污染是全球最为严峻的公共健康挑战之一，PM2.5暴露量每增加10微克/立方米，全球死亡率就会增加1.08倍，这一严峻事实导致每年数以千计的生命损失。现如今，城市快速扩张，工业化进程不断加速，城市恶臭污染问题日益凸显，恶臭投诉占所有环境投诉的比例逐年递增，成为亟待政府应对的重大议题。鉴于此，国家在实现“双碳”目标和施行社会经济绿色转型的大方针过程中，环境空气改善成为城市发展和治理的重中之重。在应对气候变化与治理大气污染的行动中，氢能作为一种清洁能源，其发展和应用成为优化环境空气质量、实现绿色低碳转型的关键策略。氢能，以其清洁、高效及可再生性的独特优势正成为驱动全球经济向绿色低碳模式转变的核心动力。中国政府通过发布《中国氢能产业发展规划》，明确将氢能纳入国家能源战略版图，彰显了对这一未来能源支柱的高度重视。氢能作为新能源领域内迅速崛起的“新星”，引领了全球范围内氢能技术研发、基础设施建设及市场应用的蓬勃发展趋势。然而氢能生产也面临诸多挑战，其在成本、生产工艺、储存、运输等过程也存在一些亟待克服的难题，需要持续的技术革新使其能够对抗气候变化和环境污染。精准的环境空气监测技术和安全高效的清洁能源生产工艺等，是推进环境改善和能源转型征途中的“利刃”，对于攻克现存难题至关重要。英国豪迈集团是一家致力于生命安全技术的全球性集团，通过其三大事业部的解决方案（安全、环境与分析、医疗健康），始终致力于为世界解决棘手的难题，持续创造积极的影响。其中，来自于豪迈环境与分析事业部的北京科尔康安全设备制造有限公司（Crowcon）、艾里卡特科技有限公司(Alicat Scientific)、海洋光学（Ocean Optics）三家子公司分别在气体监测、氢能安全及工艺制造等方面具有独特的技术优势，并拥有解决行业内一系列复杂难题的成熟的解决方案。科尔康成立于1970年，专业从事研发、生产和制造气体检测仪器和系统，专注于气体安全，空气质量和气体过程控制领域。公司多样化的产品线涵盖了可燃气体、有毒有害气体、恶臭异味和挥发性有机化合物等多种气体精密检测设备与系统，广泛应用于环保、新能源、石油天然气、化工、电力和船舶等领域，为各行业的安全运营和环境保护提供坚实保障。经历多年发展，科尔康本土化进程快速，在华本土化产品已占其收入的一半以上，从研发设计到生产组装的全过程均在国内完成，不仅贴近市场需求，还显著提升了响应速度和服务效率。艾里卡特作为层流压差技术的先行者，通过其高精度的流量与压力控制设备，在全球环保和工业进步中扮演重要角色。这些设备凭借出色的测量精度和控制能力，被广泛应用于实验室研究、环境保护监测、泄露测试、生物技术中的发酵过程控制、燃料电池技术以及其他多种工业场景，为科学研究和工业生产提供了不可或缺的支持。海洋光学凭借在光谱分析领域的深厚积累，为大气监测技术的研发与实施提供了创新视角。其科研级光纤光谱仪和其他高性能光谱仪产品，不仅促进了对光与物质相互作用的深入理解，还在推动环境空气监测的精度提升、数据分析等方面发挥了关键作用，是实现环境绿色转型和可持续发展目标的重要技术推手。在解决大气监测及氢能生产领域的部分实际难题中，三家子公司凭借其专业优势，提供了针对性强且高效的方案：科尔康、艾里卡特、海洋光学解决方案应对“大气”监测行业难题难题1：工业环境、生产工艺、污水处理厂、垃圾填埋场等有毒、有害、易燃气体泄漏屡次造成环境安全问题，相关投诉居高不下，政府部门亟需相应的解决方案来提供精确的数据并准确定位污染源。解决方案1：此问题的产生与检测手段的缺失、监测手段的有效性不足等息息相关，科尔康凭借其领先的技术和丰富的经验，为不同行业提供了全方位的气体检测与监测方案，包括化工园区有毒有害气体监测整体解决方案、城市网格化气体监测解决方案、VOCs无组织排放的厂界、排口监测解决方案、恶臭气体监测解决方案等。针对垃圾填埋场这一典型且严峻的恶臭气体污染问题，科尔康设计了一套高度集成的恶臭污染物在线监测系统，可定位中国最大的二级城市之一垃圾填埋场的污染源，精确锁定污染源头，有效防御气体泄漏事故。该系统整合了先进的传感技术与数据分析能力，不仅能模拟人类嗅觉的敏感度与辨别力，在多变的作业环境中迅速识别并精确定量各类恶臭气体浓度，还能对垃圾处理链中每一步的气体排放进行实时监测，通过持续不间断的24小时监控，即使在夜间或企业非正常工作时段发生的偷排行为，系统也能立即捕捉数据，并自动将监测数据实时传输至环保监管机构，为环境监管提供坚实的数据支持。以国内某大型二线城市的垃圾填埋场为例，其面临的恶臭污染挑战是一个典型的复杂环境治理案例，通过采用科尔康AMG-2000恶臭气体网格化监测预警系统，这一难题得到了实质性的解决。除了垃圾填埋场，该场内还有餐厨一期、餐厨二期、厨余垃圾处理项目，恶臭排放源多，恶臭污染受到了周围居民的大量投诉，需要精准地找到主要污染源。科尔康AMG-2000系统对该填埋场的部署，建设形成了全面的网格化监控网络平台，能够精细化管理每个潜在的污染区域，通过密集布点和实时数据分析，能够迅速识别出主要的恶臭排放源，是对传统监测手段的有效补充与升级，有效解决了垃圾填埋场恶臭气体监测手段缺失的问题。科尔康 气体检测产品难题2：目前，针对空气污染的应对措施主要有佩戴口罩、工业级空气净化以及大气质量检测三种方式，其中，大气质量检测和校准需要非常精确，且在恶劣的气候环境下，对大气颗粒物的精准监测和流量校准更是一个巨大的挑战。解决方案2：大气质量检测方法中，流量计被广泛应用。艾里卡特作为全球杰出的质量流量计与控制器制造商，其产品在精度与可靠性方面的创新技术确保了即使在温度和湿度不断变化的环境条件下，仍然能为大气检测提供精确无误的数据。艾里卡特的便携式气体流量计在大气采样校准过程中展现出极高的灵活性与准确性，强化了监测数据的可信度；其流量计则广泛配套于挥发性有机化合物（VOCs）分析仪、颗粒物与气态污染物连续排放监测系统（PM/CEMS烟气分析仪）中，这些设备对于追踪工业排放、评估空气质量影响具有重要作用。针对极端气候与环境挑战，艾里卡特特别设计的FP-25流量计，相对于常规流量计增加了湿度补偿功能，能有效应对高湿度环境下测量精度下降的问题，同时，产品还配备了IP67级别防护，开发了专用的手机APP用于蓝牙通讯，确保在雨雪等恶劣天气中，蓝牙信号传输稳定，简化了数据采集流程，提高了现场作业的效率与便捷性，这些创新设计极大地扩展了流量计的适用范围，使其成为户外监测与应急响应的理想选择。艾里卡特 气体检测产品难题3：近几年，机动车造成的空气污染日益严重，防治尾气污染是大气环境治理的重点工作，我国出台了超低排放政策，其中要求在极低浓度和低样本量水平下进行高质量的监测，而如何实现更加快速、准确、便捷、实时的监测成为了行业的一大难题。解决方案3：海洋光学作为微型光谱仪领域的发明者，其创新的光谱仪技术凭借超高的灵敏度、稳定性能和紧凑轻便的设计，已成为大气监测领域不可或缺的核心组件，并成功实现了从实验室精密测量到现场在线监测的跨越，促进了环境科研与工业应用的深度融合。依托深厚的光谱仪研发与制造底蕴，海洋光学为现场监测应用打造了一系列高性能光谱检测核心模块及便捷的开发工具包，极大缩短了客户的研发周期，同时确保了监测数据的高精确度与可靠性。在气体监测领域，海洋光学的光谱仪技术在要求严苛的超低排放监测，如汽车尾气排放控制等领域发挥着关键作用。这些光谱仪能够精准识别并量化多种气体成分，如氮氧化物（NOx）、二氧化碳（CO2）、挥发性有机化合物（VOCs）等，为环保合规性检查、污染源追踪及空气质量改善计划提供了坚实的数据支撑。海洋光学 核心组件科尔康、艾里卡特解决方案应对“氢能”行业难题难题1：泄漏和爆炸是近年来氢气安全事故的主要原因。相较于常规能源，氢气具有氢脆性、易泄漏和易扩散等不利于安全的特性，整个产业链的安全性是氢能全生命周期的关键瓶颈问题。解决方案1：针对氢能行业独特的需求，科尔康专注于为氢能应用场景定制气体检测解决方案，通过在氢能生产设备的关键部位，如制氢装置、加氢装置、储氢和运氢装置中安装高性能的气体检测装置，有效监控氢气浓度和泄漏情况，确保人员安全与设施的完好。科尔康凭借其全面的气体检测技术，覆盖氢能产业链的每一个细节，其中不仅包含预防各个环节氢气泄漏所引起的潜在危险，同时提供氢气制备过程中的质量监控，其产品形式覆盖便携式和在线式两种，满足客户巡查和实时监测的多种需求：在上游的电解水制氢阶段，氢气报警仪、氢中氧与氧中氢分析仪等设备，确保制氢过程的安全和高效；在中游氢气储运环节，通过便携式氢气泄漏检测仪、氢气报警仪和紫外氢火焰探测器，对氢气运输管道和高压储罐实施严密监控；在氢能基地建设和下游加氢站中，科尔康提供的氢气泄露报警仪和针对氢燃料的紫外火焰检测仪，弥补了传统红外探测技术在氢气检测上的不足，确保作业区域的安全无虞。难题2：氢能想要成为一种真正可行的替代能源，其工艺效率至关重要。该行业需要大量的气体质量流量控制器来改进燃料电池和大功率电机。解决方案2：艾里卡特一直是氢能解决方案的先驱，在此行业已深耕多年，早在氢能领域发展初期，就参与到北美市场和国内相关研究所实验设备的定制研发，跟氢能行业一起发展成长。艾里卡特流量与压力测控产品，在推动氢能与燃料电池技术创新、开发高效的氢燃料电池系统扮演着至关重要的角色，行业内应用极为广泛，市场占有率高达90%。其顶配产品具备测量高至10000 SLPM氢气流速的能力，不仅满足了当前对氢燃料电池高效率、大功率输出的需求，更为未来开发更高性能的燃料电池和电机奠定了坚实的技术基础。针对氢能行业的需求，艾里卡特设计了氢气行业专用仪表，不仅促进了燃料电池技术的快速进步，还加速了从实验室研发到商业化应用的转化过程。其产品广泛应用于燃料电池电堆的性能测试、系统气密性检测、氢燃料发动机的测试，以及氢气生产与处理设备之中，为整个氢能产业链的高质量发展贡献力量。关于英国豪迈集团：英国豪迈集团自创立以来，始终处于生命安全技术领域的前沿，致力于开发创新产品和解决方案，以应对包括空气和水污染在内的全球关键挑战。公司聚焦安全、环境分析和医疗健康三大市场领域，通过不断的投资研发、战略收购以及国际合作，持续强化集团在领域内的领导地位，旨在为全球各地的人们创造一个更加安全、清洁和健康的环境。

物性实验有难题？北京盈盛恒泰云课堂来救急！还有工程师在线答疑！FTC公司是世界早期从事研究和开发物性分析仪的公司，由于技术先进，性能稳定，质构仪很多探头和检测方法在全球流行成为测试标准，产品得到世界很多食品加工企业及研究机构的认可和高度评价。本次讲座主要从测试食品物性的重要性，测试方法的比较，产品优势特点以及实际应用等方面进行详细的介绍。PART 01产品展示TMS-Pilot______TMS-TouchTMS-ProPART 02应用领域凝胶强度水果乳品糖果医药休闲食品日化糕点罐头肉类PART 03时间安排课程主题食品物性分析综合解决方案-FTC质构仪日期：2020/07/30时间：10:00-11:30PART 04报名方式扫码进入在线报名页面，填写信息后观看。

随着 21 世纪 “回归自然” 浪潮的兴起以及世界各地对药物毒副作用和耐药性的认知，在天然产物中寻找安全有效的药物这一课题已经引起国内外学者的高度重视，但如何在研发过程中实现这个目标? 今天就让我们一起探讨，并分享一下最新的解决方法。天然产物因其成分的多样性及其作用机制的复杂性，致使天然活性成分的筛选一直是药物研究的瓶颈。再加上传统的实验室仍主要依靠人力操作，分离纯化过程费时费力、容易出现人为错误，且生产成本高、效率低，因此各大制药企业和科研机构日益重视实验设备的自动化与智能化，以攻克天然药物成分提取的难题。全自动分离制备及薄层色谱系统助力中药粗提物快速分离随着天然产物与中药开发的快速发展，市场上对批量样品处理的需求日益提高，而传统的活性成分提取纯化方法除了费时费力，更会常常破坏活性成分的结构，影响实验效果，所以一些现代化、智能化的提取分离技术越来越显现出特有的优势，凭借这些技术进行高通量的活性成份筛选，有助加速研发。以糙苏为例，块根糙苏 (Phlomis tuberosa L．） 作为中草药，在亚洲国家被广泛应用于糖尿病、胃溃疡等病症的治疗，其作用机制与酶活性抑制相关，筛选确定其活性成分是深入研究的重中之重。✦块根糙苏早在 2015 年，上海中医药大学中药研究所的杨博士就以自动化技术实现对天然活性产物的快速分离，对 α-葡萄糖苷酶抑制活性实现快速筛查，并在 PLoS ONE 期刊发表了其研究成果[1][2]。研究当中通过 Sepiatec Sepbox 2D-2000 全自动分离制备系统对中草药粗提物进行快速分离，系统仅利用 20 小时的自动运转，便能快速得到 150个馏分，大大加快了药效物质的发现进程，证明了自动化技术助力天然产物的快速分离及制备的成效。活性化合物结构图为了进一步寻找活性成分，更利用薄层色谱生物自显影活性筛查模型，实现了对这 150 个馏分的超快速筛查，其中 15 个馏分对比阳性对照具有明显的抑制活性。再经过细分纯化工作，最终得到 20 个活性化合物。从粗提物到得到活性单体，工作周期不超过 5 个工作日!基于薄层生物自显影技术部分馏分 a-葡萄糖苷酶抑制活性筛查结果出众的分离成效归功于两大重要自动化技术天然药物相对于其他药物，成份更复杂，而且研发过程中涉及较多提取、分离、纯化等前处理操作。以上案例当中用到的技术 - Sepiatec Sepbox 2D-2000 全自动分离制备系统，由力扬企业从德国引入的，能够实现高通量的活性成份筛选，快速获得可重复且可靠的分离效果，加速纯化过程，而且单次粗提物样品处理量多达 2g，单样品制备时间不超过 24 小时，还能在实验过程中减少有机溶剂的消耗，免去了人手和研发设备的大量投资，极大地节省了时间和金钱，降低了生产成本。Sepiatec Sepbox 2D-2000 全自动分离制备系统薄层色谱分析方面，力扬全新引进的全自动数字薄层色谱系统 CAMAG HPTLC PRO 也有助完成快速的活性筛选，系统能够在无人干预的情况下完成在线全流程 (“点样 – 展开 – 衍生 –检测 – 分析 – 报告” 等) 的自动化薄层样品分析及评价，尤其适用于复杂成分样品的分离及检测，更攻克了薄层色谱的重现性难题，大幅度降低研发和检测实验室的人力和时间成本消耗。通过全面的自动化能够高效地生产大量可靠数据，构建薄层色谱信息数据库，实现信息化和数字化管理，并建立实验室智能化的基础。在稳健而高效的实验设备辅助下，天然产物研究相信将迎来更进一步的发展。参考文献：[1] Baatar D, et al., Ethanol Extract of Phlomis Tuberosa L. Promotes Glucose Uptake in 3T3-L1 Preadipocytes via Insulin Signaling Pathway, The FASEB Journal, April 2017 31(9). doi: 10.1096/fj.1530-6860.[2] Yingbo Y, et al., Identification of α-Glucosidase Inhibitors from Phlomis tuberosa, PLoS ONE 10(2), February 6, 2015. doi: 10.1371/journal.pone.0116922.

p 　　时至隆冬，火锅成了人们的最爱。如今，全国各地飘着辣椒的红油火锅是不少人的最爱。但是，当我们在享受美食带来的欢畅的时候，山西太原一名刑警却从中找到了灵感，通过不懈试验发明了“地沟油检测法”。 /p p 　　要知道，地沟油的检测曾是全国乃至世界性难题。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/72036b1d-3fc6-45ef-8344-720fd3e00379.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 500px height: 333px " width=" 500" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 333" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 工作中的任飞。图：受访者提供 /p p strong 　　现实版“火锅英雄”：与地沟油较劲的“死脑筋” /strong /p p 　　“80后”的任飞是山西省太原市公安局刑侦支队技术民警。这个看似普通的技术民警其实一点儿也不普通：他从毒物分析专业硕士研究生毕业，目前是理化检验工程师。 /p p 　　任飞说： “地沟油检测是世界难题，以前因为缺乏定性依据，很多犯罪分子逍遥法外。想着黄曲霉素、多环芳烃等有毒有害物质可能已经流进了千家万户的厨房，我就特别着急。” /p p 　　于是，白天工作、晚上试验成了那段时间任飞生活的全部内容。他深入现场、审讯嫌犯、支锅熬油、探究工艺 他试过几十种溶剂和萃取柱，实验记录整整五大本 他查文献、建方法，用半年时间摸清了地沟油中上百种物质的特性。但是，任飞想到的数种地沟油检测方法都失败了。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/d5156929-0f8a-4676-bb1b-0f7ef2539e85.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 500px height: 333px " width=" 500" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 333" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 任飞买来各种油品做检测试验 图：受访者提供 /p p 　　有一天，任飞和朋友一起去吃火锅。期间有人指着火锅打趣说，“听说你在搞一个大项目，那你说说这锅中是好油还是坏油呢?”任飞苦笑着没有答话，夹起一块肉吃了起来。 /p p 　　“哎呦，好麻!我当时不小心吃了一串绿藤椒，立刻感觉嘴里又麻又辣。”任飞回忆，“但是这一麻却让我心中一动：地沟油都是规模炼制，主要来自于火锅、水煮鱼、麻辣烫等食品的餐厨废弃用油。如果能够从油中检出调味品，那么不就证明是地沟油了吗?” /p p 　　一“麻”惊醒梦中人。茅塞顿开的任飞确定了研究方向。经过上千次的反复试验，一种叫辣椒碱的物质浮出水面。 /p p 　　“辣椒碱和油融合性很强，无论水洗、土吸、高温、蒸馏都无法将它们分离。如果检测出辣椒碱的成分，那就说明油是地沟油。”任飞说。 /p p 　　 strong 地沟油快检试纸条取得重大突破 /strong /p p 　　通过检测辣椒碱来确定地沟油，任飞的这个方法通过了卫生部国家食品风险评估中心组织的多轮盲测考核，最终从281个科研院所和个人提交的315项地沟油检测方法中脱颖而出，被确定为四种地沟油检测方法之一，并向公安部、质监和工商总局等国家十一部委推广使用，在多起地沟油炼制食用油案件中起到关键证据作用。 /p p 　　2017年1月，该方法获得全国公安机关改革创新大赛金奖。同年6月，任飞成为中国人民公安大学特邀研究员。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/5012b4bb-9603-46ed-befc-ebc781e36f70.jpg" title=" 3.jpg" style=" width: 500px height: 333px " width=" 500" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 333" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 任飞因发明地沟油检测法受到表彰。图：受访者提供 /p p 　　任飞并没有躺在荣誉上享受成果，他又投入到此项检测法的完善工作中。如今，地沟油快检试纸条也取得了重大突破。 /p p 　　“之前用我的方法检测地沟油，需要专业仪器和专业人员进行操作。而现在一个纸条就能搞定，成本大概几十元，普通百姓在家里就能识别地沟油。”任飞说，如果这个快检试纸条得到推广，对于公安机关打击地沟油违法犯罪以及普通市民的地沟油识别，都有着重要意义。 /p p 　　“人们都说，你真幸运，一顿饭成就了你的地沟油检测法。我只是笑笑，因为他们不知道，为了攻克这个难题，我用了整整九年时间。”任飞说。 /p p 　　“如果说战友们是屡破奇案的‘福尔摩斯’，那我就是他们身后默默支持的‘华生’。”任飞说，“精一门技术，就多一门打击犯罪的本领 创一种方法，就多一项克敌制胜的手段 破一道难题，就多一种揭露罪恶的方法。” /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/dcc62549-6a9f-44a9-9dda-bdd2cc0fc942.jpg" title=" 4.jpg" style=" width: 500px height: 333px " width=" 500" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 333" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 每天守在实验室的任飞，决定做好“华生”的角色 图：受访者提供 /p p 　　谈及未来时，任飞表示自己还是愿意在基层做一名技术民警。“案件现场能给我刺激，与犯罪分子交锋能给我突破科研瓶颈的灵感。”任飞说，除了地沟油检测法，他现在还在研究其他领域的科研难题，以求成为战友们身后最好的“华生”。 /p

空间站里，中国航天员的各项工作有序推进；空间站外，中国航天的探索脚步也在稳步前行。由蔚蓝星球飞向浩瀚星空，从月球挖土到着陆火星，中国航天科技自主创新能力不断提升，而这背后都离不开未来空间产业的发展。此外，在深海探测、深地资源探采等领域，未来空间产业也同样发挥着重要作用。《从实验室到生产线》带你去看，各个高校实验室在未来空间技术中如何跑出新赛道。土槽实验室：体验火星上的“脚感”中国航天向着未知的太空，不断刷新着纪录。目前，我国已经相继向月球和火星发射探测器。今年6月，嫦娥六号更是在国际上首次实现在月球背面采样、返回的创举。探测器着陆月球，并完成相应的月壤采样，这一过程中对降落地的地质土壤结构提前研究和分析就显得尤为重要。而这一研究中，就有来自吉林大学科研团队的助力。眼下，这支团队又在为未来星球车的设计展开新的研究，一起走进他们的实验室。吉林大学生物与农业工程学院有个很接地气的实验室——土槽实验室。土槽实验室里，这些红色的土壤是仿真火星壤，走在上面就能体验火星上的“脚感”。土槽实验室里正在模拟未来星球车在火星上可能遭遇的“路况”。在松软的火星壤上行驶，面对高度超过20厘米的障碍物，却根本难不倒这台四驱车。通过车轮上的传感器，科研人员可以精确分析星球车在不同环境中运行的情况。每一次的数据收集，都将为星球车的“智能大脑”提供数据。吉林大学生物与农业工程学院（工程仿生教育部重点实验室）教授 邹猛：天上的一个动作，你在地上基本上就是成千上万次实验来积累的。火星的表面更复杂，它除了有这种沙土的地面，它还有这种大量的石块分布的地面。在月面上这种情况很少，月面上主要还是以沙土地面为主。这个看上去和月球非常相似的环境，是吉林大学科研团队“纯手工”打造的仿真模拟测试场。科研人员白天挖坑，晚上实验，他们要在几乎没有光照的环境中，对星球车的“智能大脑”进行训练。吉林大学生物与农业工程学院博士生 申彦：说到底我们这个事情就是一个挖坑，月球车遇到坑它应该如何走。我们挖的坑是服务于我们未来的月球车，在月球南极这样一个纯黑暗条件下的行驶。从“搬砖”到“挖坑”，从星球车的车轮系统到整车智能系统，科研团队都已经进行了多次迭代。想在地球上对火星车和月球车进行实验，首先需要的就是模拟星球土壤。吉林大学生物与农业工程学院（工程仿生教育部重点实验室）正高级工程师 李秀娟：现在我们在做模拟火壤、模拟月壤，通过对它们的研究，我们可以为深空探测提供更强有力的基础保障。这些标记着不同尺寸、不同地区的矿物颗粒，都是科研人员一锤一铲制作出的星壤的模拟“大数据”，它们为这场奔赴星辰大海的“旅行”提供了支撑。吉林大学生物与农业工程学院（工程仿生教育部重点实验室）正高级工程师 李秀娟：模拟月面的地面环境，然后让巡视器或者相应载荷的车在我们模拟月壤表面来进行通过。它遇到石块、遇到障碍物有什么样的反应，然后我们及时进行调整，以便于我们在月球上也能应付一切我们所能预见到的困难。通过对月球、火星土壤力学的研究，吉林大学科研团队已经取得相关的关键核心技术。今年6月，嫦娥六号在月球背面取回月壤，这项重大创举中就有吉林大学这支科研团队的身影。吉林大学生物与农业工程学院（工程仿生教育部重点实验室）教授 邹猛：嫦娥六号在月球表面挖土之前要“触月”，我们做的一项工作就是根据“触月”的压痕来判断土的一个软硬程度。如果土软一点，我们这铲子适当地可以稍微多挖一点点。从地球到太空因地制宜培育创新沃土“挖土”，可以说是吉大这支科研团队的“看家本领”，团队所在学院叫生物与农业工程学院，简称农机学院。近年来，瞄准国家重大科研需求，学校因地制宜，协调前沿导向的基础研究与需求导向的应用研究，走出了一条从实验室到生产线的新赛道。结合区域优势和产业特色，吉林大学近年来积极鼓励科学家自由探索，赋予战略科技人才更大技术路线决定权、更大经费支配权、更大资源调度权。农机团队向深空探测华丽转身，得到了学校的大力支持。吉林大学生物与农业工程学院（工程仿生教育部重点实验室）教授 张锐：我们农机团队是做松软地面研究，做水田、沙漠研究。真正的月球、火星的表面介质和沙漠是比较接近的，这也是我们为什么能从地面力学跨越到行星力学的桥梁。面对重大科学问题研究和前沿技术研发，吉大农机学院成立专项课题组，打破传统的科研育人模式，组建起包括地面力学、仿生学、材料、机械等专业交叉融合团队，对星球车的车轮结构、移动系统和星球土壤环境展开全方位的基础研究，并开展硕士和博士人才培养。从地面到深空，郑州大学橡塑模具国家工程研究中心，也走出了一条新的赛道。研究中心成立之初的研究方向是塑料模具计算机辅助工程和设计，为服务重大科学问题研究，中心调整方向，从民用领域的研究拓展到深空。郑州大学橡塑模具国家工程研究中心副教授 刘虎：这个实验平台可以实现多场景月面环境真实模拟，包括辐射、高低温的模拟，对我们后期航天面窗材料的性能评估，提供一个非常大的实验条件的支持。出舱活动，无疑是航天员“太空出差”中最具考验的环节之一。直面太空极端环境，航天面窗需在极高温和极低温的极端环境下保持其性能的稳定。为了破解难题，郑州大学橡塑模具国家工程研究中心组建计算机科学、材料科学、力学在内的多学科研究。郑州大学橡塑模具国家工程研究中心助理研究员 周兵：这是一根铁棒，它的重量是10千克，这个铁棒和航天面窗样品的距离是1米。垂直降落时大概会产生100焦的能量，这相当于太空中的陨石对面罩（航天面窗）冲击的能量。这个试验来检验面罩（航天面窗） 对陨石的抗冲击能力。向着星辰大海接力出征，郑州大学已参与三代航天员面窗产品的研发制造。从太空出舱时间18分钟延长至8个小时，科研团队的不断攻关，让中国的航天面窗有了更长的寿命，更高的安全可靠性。跨越千里为卫星打造3D“眼镜”因地制宜，向新而行。西安电子科技大学在杭州开设了研究院，主动打破高校传统学科组织模式，以长三角先进制造集群为牵引，加快产学研转化。他们研发的偏振相机，也已经出差太空，让中国的卫星看见更多维的世界。在西安电子科技大学杭州研究院的先进视觉研究所，一场计算成像实验正在进行。西安电子科技大学杭州研究院先进视觉研究所全职博士后 王越：如果我们的宇航员在太空想拍摄地球家园的立体图像，总共需要几步？第一步，拍摄目标场景的第一幅视角图；第二步，移动到数公里之外，拍摄目标场景第二幅视角图；第三步，带入我们计算模型之中，合成三维图像。但是如果想要更加快速实现三维成像功能，就不得不提到我们的计算偏振三维成像相机。我们的计算偏振三维成像相机，只需要在单一视角下，拍摄目标场景的四幅二维强度图像，利用其中人眼看不到的偏振数据，带入我们的计算模型当中，就可以实现更加精准高效的三维成像功能。不久前，这支团队与中国航天科技集团五院等单位联合研制的“计算偏振三维成像相机”，随东海一号卫星进入了距地500公里外的太空，我国首次实现星载对地目标的实时被动三维成像。如今，有了这台相机，在太空就可以给地球做“CT”。这是一张喜马拉雅山脉二维图像，通过计算偏振立体成像算法，团队成员恢复出了它的高精度立体轮廓信息。而将这项科研成果从实验室搬到生产线，西安电子科技大学杭州研究院的科研团队只用了三年多的时间。西安电子科技大学杭州研究院副院长 张海宾：对于科研成果转化，往往最大的问题可能就在于成果到市场的最后一公里。最后一公里的难题有两个方面，第一方面就是我们的科研成果怎么样适应企业或者市场的需求；第二个可能就是资金的支持。从西安奔赴杭州，西安电子科技大学杭州研究院根据长三角特色产业集群，设立了包括先进视觉研究所、卫星互联网研究所在内的6个研究所，同时联合东部地区的行业头部企业和优势科研院所，三年的时间已与企业签订联合实验室（创新中心）27家，撬动企业研发投入6.3亿元。去年杭州亚运会，由西电杭州研究院打造的空中安防系统得到广泛应用。西安电子科技大学杭州研究院副院长 张海宾：从校本部的话，我们老师主要的工作在于科研的研发，不管是技术领域研发，还有我们应用成果的研发。那么对于杭州研究院，我们主要的职责就是把学校的成果能够面向长三角，然后进行落地转化。