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技术问题相关的资讯

  • 2022重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题征集
    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
  • 2024重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题发布
    7月2日,在第二十六届中国科协年会主论坛上,中国科协发布2024重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题。科技日报记者 代小佩 摄十大前沿科学问题包括:1. 情智兼备数字人与机器人的研究2. 以电-氢-碳耦合方式协同推进新能源大规模开发与煤电绿色转型3. 对多介质环境中新污染物进行识别、溯源和健康风险管控4. 作物高光效的生物学基础5. 多尺度非平衡流动的输运机理6. 实现氨氢融合燃料零碳大功率内燃机高效燃烧与近零排放控制7. 中国境内发现的古人类是否为现代中国人的祖先8. 通过耦合与杂化实现柔性材料的功能涌现9. 人类表型组微观与整体的复杂关联及其机制解密10. 肿瘤微环境中免疫抑制因素与免疫疗法的互作及机制研究十大工程技术难题包括:1. 工业母机精度保持性的快速测评2. 大尺寸半导体硅单晶品质管控理论与技术3. 高地震烈度区复杂地质条件下高拱坝的安全可靠性研究4. 冰巨星及其卫星就位探测飞行器技术研究5. 介科学支撑多相反应器从实验室到工业规模的一步放大6. 深远海海上综合能源岛建设关键问题研究7. 空间多维组学引航下一代分子病理诊断革新8. 基础设施领域自主工程设计软件问题9. 以高通量多模态的方式实现脑机交互10. 通过高效温和活化转化及大规模利用二氧化碳实现生态碳平衡十大产业技术问题包括:1. 通过精准化学实现药物和功能材料的绿色制造2. 采用清洁能源实现低成本低碳炼铁3. 云网融合技术在卫星互联网中的应用4. 基于数字技术的碳排放监测方法研究5. 自主可控高性能GPU芯片开发6. 饲料原料豆粕玉米替代的产业化关键技术突破7. 构建珍稀濒危中药材的繁育技术体系及其可持续开发利用8. 高端芯片制程受限背景下实现高速大容量光传输技术可持续发展的路径9. 应用AI眼底血管健康技术促进相关代谢疾病分级诊疗10. 基于CTCS的市域铁路移动闭塞系统的突破
  • 中国科协启动征集2023重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题
    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
  • 中国科协发布2022重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题
    6月27日,在第二十四届中国科协年会闭幕式上,中国科协隆重发布10个对科学发展具有导向作用的前沿科学问题、10个对工程技术创新具有关键作用的工程技术难题和10个对产业发展具有引领作用的产业技术问题。2022重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题征集发布活动,重点围绕数理化基础科学、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、生命健康、空天科技等十大领域,征集到107家全国学会和学会联合体、8家领军企业和企业科协提交的649个问题难题,华润集团、腾讯公司等一批行业领军企业首次参与推荐,3万余名一线科技工作者和战略科学家参与推荐和研判。经过科技工作者初选、学科领域专家复选和终选预选、终选等环节,最终评选出30个重大问题难题。10个前沿科学问题为:如何早期诊断无症状期阿尔茨海默病?如何实现可信可靠可解释人工智能技术路线和方案?如何实现原子尺度精准制备和结构调控构建未来信息功能器件?新污染物治理面临何种问题和挑战?如何实现自动、智能、精准的化学合成?如何整合多组学对生物的复杂性状进行研究?能否实现材料表面原子尺度可控去除?如何全方位精准评价城市综合交通系统及基础设施韧性?宇宙中的黑洞是如何形成和演化的?制约海水提铀的关键科学问题是什么?10个工程技术难题为:如何突破我国深远海养殖设施的关键技术?如何实现我国煤矿超大量三废(固、液、气)低成本地质封存及生态环境协同发展?如何创建心源性休克的综合救治体系?如何实现全固态锂金属电池的工程化应用?如何实现高精密复杂硬曲面随形电路?如何突破高原极复杂地质超长深埋隧道安全建造与性能保持技术难题?如何解决高温跨介质的热/力/化学耦合建模与表征难题?如何从低品位含氦天然气中提取氦气?如何利用遥感科技对地球健康开展有效诊断、识别与评估?如何实现极大口径星载天线在轨展开、组装及建造?10个产业技术问题为:如何建立细胞和基因疗法的临床转化治疗体系?如何实现存算一体芯片工程化和产业化?碳中和背景下如何实现火电行业的低碳发展?如何通过标准化设计,自动化生产,机器人施工和装配式建造系统性解决建筑工业化和高能耗问题?如何发展自主可控的工业设计软件?如何利用多源数据实现农作物病虫害精准预报?如何采用非石油原料高效、安全地合成己二腈?小麦茎基腐病近年为什么会在我国小麦主产区暴发成灾,如何进行科学有效地防控?如何研制大型可变速抽水蓄能机组?如何突破满足高端应用领域需求的高品质对位芳纶国产化卡脖子技术?2018年以来,中国科协连续5年组织全国学会、企业科协等组织,广泛联系国内外科技组织和专家,征集评选重大科技问题难题,并在中国科协年会上发布。五年共征集问题难题2772个,发布160个,146个全国学会和学会联合体参与推荐,对于进一步激发广大科技工作者的好奇心和自由探索热情,引领科技创新趋势和科研攻关方向,服务国家科技创新发展具有重要意义。中国科协也将围绕发布的问题难题进行宣传、推介和跟踪研究,引导广大科技工作者围绕问题难题开展原创性、引领性科技攻关,为加快建设科技强国作出更大贡献,以优异成绩迎接党的二十大胜利召开。
  • 中国科协发布2021重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题
    7月28日,中国科协在第二十三届中国科协年会闭幕式上发布了10个对科学发展具有导向作用的前沿科学问题、10个对工程技术创新具有关键作用的工程技术难题,并首次发布10个对产业发展具有引领作用的产业技术问题。10个前沿科学问题为:如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术?纳米尺度下高效催化反应的作用机制是什么?农作物基因到表型的环境调控网络是什么?中微子质量和宇宙物质-反物质不对称的起源是什么?地球以外有统一的时间规则吗?大脑中的记忆是如何产生和重现的?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?铝合金超低温变形双增效应的物理机制是什么?如何揭示板块运动动力机制?“亚洲水塔”失衡失稳对青藏高原河流水系的影响如何?10个工程技术难题为:如何高效利用农业微生物种质资源?如何解决三维半导体芯片中纳米结构测量难题?如何开发比能量倍增的全固态二次电池?如何发展我国自主超高分辨率立体测图卫星关键技术?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?如何突破深远海航行装备制造与安全保障工程技术难点?如何创建5G+三早全周期健康管理系统?如何通过重要生态系统修复工程构建精准高效的生态保护网络和恢复生物多样性?如何构建我国生态系统碳汇扩增的技术体系?如何制造桌面级的微小型反应堆电池?10个产业技术问题为:如何实现面向大规模集成光芯片的精准光子集成?如何开发针对老龄化疾病的医用人工植入材料?如何开发融合软体机器人与智能影控集成技术的腔道手术机器人产品?如何开发大规模低能耗液氢技术和长距离绿氢储运技术?如何解决我国航空发动机短舱关键技术问题?如何突破耕地重金属的靶向快速经济安全减污技术?如何利用风光水加快实现“碳中和”目标?如何攻克漂浮式海上风电关键技术研发与工程示范难题?如何制备高洁净高均质超细晶高端轴承钢材料?如何发展与5G/6G融合的卫星互联网络通信技术?2018年以来,中国科协组织全国学会等科技共同体,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,在中国科协年会上发布,四年共评选、发布了130个问题难题。2021年,共征集到89个国内科技组织、73个国外组织和境外专家推荐的472个问题、难题,2万余名一线科技工作者和战略科学家参与推荐和研判。此外,今年首次向近年来积极参与征集发布活动并作出重要贡献的学会授予重大科技问题难题征集发布优秀学会牌匾。中国科协将推动构建重大问题难题研判品牌体系,践行科技共同体的价值使命,凝聚科技工作者共识,深化全球科技交流合作,不断研判科技发展趋势,识别关键核心技术,团结科技力量协同攻关,推动高水平科技自立自强。
  • 超快超分辨成像问题在列:2023年度15个重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题
    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。
  • 关于申报重点产业领域关键核心技术问题研究相关项目的通知
    关于申报重点产业领域关键核心技术问题研究相关项目的通知 各有关单位:   为贯彻落实中央关于打赢关键核心技术攻坚战的重大部署,统筹推进补齐短板和锻造长板,提升产业链供应链自主可控能力,中国科协学会学术部组织开展关键核心技术问题研究项目申报,现将申报事宜通知如下:   一、项目内容   (一)重点产业关键核心技术路线图编制(项目编号:2021XSJLGJJS001)   项目内容:围绕电子信息、装备制造、生物医药健康、大飞机、种质种业等5个领域开展重点产业关键核心技术路线图编制,着眼技术发展趋势和产业整体态势,预见产业未来5-10年技术发展轨迹。开展“科创中国”试点城市产业需求调研,立足产业整体现状和未来发展方向提出关键核心技术协同攻关的解决方案和建议报告,并推动解决方案在“科创中国”试点城市落地实施。   预期成果:形成2-3万字左右重点产业关键核心技术发展路线图综合研究报告,形成3000字左右咨询建议报告,形成开   展关键核心技术协同攻关的解决方案,推动在“科创中国”试点城市落地,形成1万字典型案例报告。   项目数量:5项   经费预算:每项不超过50-90万元   完成时间:2022年4月   (二)关键核心技术问题理论研究项目(项目编号:2021XSJLGJJS002)   项目内容:围绕打赢关键核心技术攻坚战,调研国内外相关机构研判关键核心技术的方式方法、工作机制、主要成效等,从制约经济社会发展、产业链供应链自主可控以及国家安全等角度,综合考虑技术的复杂度、影响力和对外依赖度等因素,研究提出关键核心技术的定义、判别标准、研判工作机制等,形成研究报告,并提出相关的工作建议。   预期成果:形成不少于3个高质量的专题研究报告,专题研究应力求全面、系统、准确,为政策制定提供科学性、系统性、权威性的支撑;专题报告应内容详实、文字简练、逻辑性强,附上参考资料清单,每个报告不少于5000字;同时收集整理国内外相关资料,提炼形成关键核心技术问题参考资料汇编。   项目数量:1项   经费预算:不超过60万元   完成时间:2021年10月   (三)关键核心技术问题国外资料翻译(项目编号:2021XSJLGJJS003)   项目内容:梳理西方国家关于关键核心技术的管理规定、清单等重要制度文件,进行翻译和整理。为实时动态跟踪国外最新情况、提出有效的应对措施提供参考。   预期成果:搜集并翻译国外相关资料,形成译文字数不少于80万字的中文翻译。翻译要求准确、专业、快速,并对译文进行整理、排版、校对、汇编。   项目数量:1项   经费预算:不超过30万元   完成时间:2021年9月   二、申报资格   1.申报单位须熟悉中央财政项目实施管理,具备相关项目服务能力,能够在规定时间内完成项目目标。   2.申报单位须具有独立法人资格,不接受非法人单位和个人申报。   3.有下列情形之一的单位,不得申报:   (1)两年内受到民政部或相关行政主管部门行政处罚的;   (2)两年内被中国科协通报并限期整改的;   (3)两年内未按要求完成中国科协学会学术部有关项目的。   三、申报方式   1.请各申报单位填写《项目申报书》(附件),填写要求要素齐全、主题鲜明、目标合理、结构清晰、形式和内容规范,并在封面页顶右侧注明要申报的项目编号。   2.申报受理时间为2021年8月6日至8月13日,逾期不予受理。   3.申报材料纸质版包括申报书一式6份(申报书需加盖申报单位公章)以及其他有利于申请立项的材料。纸质申报材料一经收取,恕不退还。   4.申报材料纸质版请于申报截止日期前邮寄至指定地址,电子版(盖章PDF文件)发送至指定邮箱。   四、联系方式   1.材料报送   联系单位:中国通用咨询投资有限公司   联 系 人:王青翔   电 话:010-63348982   电 邮:wangqingxiang@citc.genertec.com.cn   邮寄地址:北京市丰台区西三环中路90号通用技术大厦   2.项目咨询   联系单位:中国科协学会学术部   联 系 人:王立波   电 话:010-68788561;010-68524993   附件:项目申报书.docx    中国科协学会学术部    2021年8月6日项目申报书.docx
  • 中国科协发布2023重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题
    10月22日,在第二十五届中国科协年会主论坛上,中国科协发布2023重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题。人工智能、新能源、高性能材料、生命科学等领域重大问题受到关注。据介绍,中国科协聚焦“四个面向”,引领广大科技工作者研判趋势、凝练问题、寻求突破。2023年的征集发布活动共收到89家全国学会和学会联合体、部分企业科协推荐的590个问题难题,涵盖数理化基础科学、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、生命健康、空天科技等十大领域。征集过程中,中国科协进一步广泛动员,通过定向邀请等方式,号召一批知名院士专家和境外科技组织参与问题难题的凝练推荐;评选过程中,中国科协进一步突出高层次专家评议指导,包括中国科协学术交流与期刊出版专委会委员等在内的117位院士专家经过复选、终选等环节进行严格评议把关。活动实施6年来,已有150多家全国学会、领军企业科协等组织,遴选推荐3362个具有前瞻性、创新性和引领性的问题难题,一批全国学会建立了本领域问题难题发布机制,并围绕发布的问题开展学术交流、智库建言、科普解读和协同攻关。中国科协将对发布的问题难题进行持续跟踪,引导广大科技工作者开展原创性、引领性攻关,加快实现高水平科技自立自强。前沿科学问题包括(10个):1.如何实现低能耗人工智能?2.如何实现飞行器在上层大气层机动飞行?3.利用新型符合测量方式能否搜寻磁单极子和轴子暗物质的存在?4.非线性效应会随尺度变化吗?5.影响高性能纤维发展的基础科学问题是什么?6.全球气候变化背景下作物如何适应土壤环境?7.现代陆地生态系统是如何起源的?8.生殖衰老的触发及延迟机制是什么?9.如何实现可控核聚变的稳态燃烧?10.如何探明更高速度轮轨系统耦合机理及能量场分布特征?工程技术难题包括(9个):1.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?2.如何解决稀土基体中痕量杂质的高效分离难题,突破高纯稀土材料工程化制备技术及装备?3.适用于新型电力系统的长周期储能方式是什么?4.如何实现大田作物绿色优质丰产无人化栽培技术?5.如何突破多灾种驱动作用下艰险山区国家重大铁路超高宽幅站场路基长期风险评估与性能保持技术难题?6.如何突破新能源废料清洁高值化利用?7.如何突破低铂、低成本车用燃料电池电堆关键技术?8.如何实现核动力载人火星探测的快速往返?9.如何将脑机接口技术应用到临床医疗中?产业技术问题包括(10个):1.如何突破碳纤维复合材料在我国未来超高速轨道交通车辆装备的应用?2.如何发挥我国信息通信产业优势,快速实现芯粒(Chiplet)技术和产业突破?3.石油基炭材料高端化技术如何发展?4.如何通过柔性薄膜技术实现星载轻质可展开阵列天线?5.如何实现生殖干细胞精准移植技术在养殖鱼类单性种质创制中的广泛应用?6.梯级水库群如何实现汛限水位联合优化调控?7.如何高值利用有机污染化工废盐,推动化工产业高质量发展?8.如何在沙漠戈壁荒漠地区构建千万千瓦级新能源基地并实现安全稳定送出?9.如何发展面向高性能和低成本产业升级的自主可控SoC芯片?10.如何实现冲击地压煤层智能安全高效开采?
  • GPU、大尺寸硅单晶在列!2024重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题发布
    7月2日,在第二十六届中国科协年会主论坛上,中国科协发布了2024重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题。以下是2024重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题具体名单十大前沿科学问题包括:1.情智兼备数字人与机器人的研究2.以电-氢-碳耦合方式协同推进新能源大规模开发与煤电绿色转型3.对多介质环境中新污染物进行识别、溯源和健康风险管控4.作物高光效的生物学基础5.多尺度非平衡流动的输运机理6.实现氨氢融合燃料零碳大功率内燃机高效燃烧与近零排放控制7.中国境内发现的古人类是否为现代中国人的祖先8.通过耦合与杂化实现柔性材料的功能涌现9.人类表型组微观与整体的复杂关联及其机制解密10.肿瘤微环境中免疫抑制因素与免疫疗法的互作及机制研究十大工程技术难题包括:1.工业母机精度保持性的快速测评2.大尺寸半导体硅单晶品质管控理论与技术3.高地震烈度区复杂地质条件下高拱坝的安全可靠性研究4.冰巨星及其卫星就位探测飞行器技术研究5.介科学支撑多相反应器从实验室到工业规模的一步放大6.深远海海上综合能源岛建设关键问题研究7.空间多维组学引航下一代分子病理诊断革新8.基础设施领域自主工程设计软件问题9.以高通量多模态的方式实现脑机交互10.通过高效温和活化转化及大规模利用二氧化碳实现生态碳平衡十大产业技术问题包括:1.通过精准化学实现药物和功能材料的绿色制造2.采用清洁能源实现低成本低碳炼铁3.云网融合技术在卫星互联网中的应用4.基于数字技术的碳排放监测方法研究5.自主可控高性能GPU芯片开发6.饲料原料豆粕玉米替代的产业化关键技术突破7.构建珍稀濒危中药材的繁育技术体系及其可持续开发利用8.高端芯片制程受限背景下实现高速大容量光传输技术可持续发展的路径9.应用AI眼底血管健康技术促进相关代谢疾病分级诊疗10.基于CTCS的市域铁路移动闭塞技术的突破今年的征集发布活动共收到102家全国学会、学会联合体、企业科协和高校科协推荐的597个问题难题,涵盖数理化基础科学、地球科学、生态环境、制造科技、信息科技、先进材料、资源能源、空天科技、农业科技、生命健康等十大领域。进一步广泛动员,号召一批知名院士专家和国际组织参与问题难题凝练推荐,129位院士专家经过初选、终选等环节,严格评议把关,最终选出十大前沿科学问题、十大工程技术难题和十大产业技术问题。
  • 样品前处理有多重要?不仅仅是技术问题
    样品前处理有多重要?不仅仅是技术问题 过去的十年,中国的分析测试界不平静。不论是汶川地震,还是三聚氰胺事件都表明分析测试工作在国计民生中的重要地位。而样品制备,是分析测试的必要环节,是保证分析结果可靠的前提条件。越来越多的实验证明,理化分析的误差有90%来自于样品前处理,样品前处理和取制样技术的好坏,完善与否,直接关系到检测结果的准确性和重现性。样品前处理在分析化学过程中占有重要的地位,它的进步对分析化学的发展具有重大影响,各种样品前处理新技术、新方法的探索和研究已成为当代分析化学的主要发展方向之一。 为了能更好地与研究人员分享我们的样品制备的技术和最新设备,我公司分别在青岛和济南举行两场技术交流会。来自青岛和济南的高校、科研院所的百余位专家、领导及老师参与了本次会议,此次交流会上同大家分享了我公司历史及样品前处理和本公司产品在不同领域中的应用,会场上,老师们听技术,做实验,学术氛围极其浓厚。并取得了非常好的会议效果。 首先由格瑞德曼公司区域经理宋志伟先生致欢迎辞,对大家的到来表示欢迎。并对公司业务情况做了简单介绍,随后,格瑞德曼销售部李经理简要介绍了公司所经营的产品及理念,精彩的简述了格瑞德曼研磨仪的种类和应用,并针对硬性产品介绍了公司的设备,如我公司所生产的GT200高通量组织研磨仪作为实验室的变相怪杰,是小样品制备的必备仪器,可以对硬性、中硬性、软性、弹性及纤维性样品进行快干磨、湿磨或者冷冻研磨,它是针对现代实验室应用而设计生产的一款震动球磨仪,研磨时间极短,可达到30秒到2分钟,高通量研磨设计,最多可达192个样品处理。另外,格瑞德曼的行星式球磨仪BM4、BM6是坚固耐用的桌式和单罐形式球磨仪,适用于软硬等样品进行干湿磨和混合处理,尤其在研磨纳米材料和机械合金化材料研磨行业,针对食品安全法的实施,我们公司重磅推出刀式研磨仪HM100,这款仪器可针对实验室广泛样品的制备,微生物测定,重金属元素的分析等提出深度的解决方案,加上简洁大方的外观设计便真正的成为格瑞德曼仪器的旗舰产品。 在茶歇期间,格瑞德曼公司带来的多台研磨仪器在现场演示对样品的研磨,引起了与会专家的广泛兴趣和关注。并且还有许多老师自带了样品来现场磨样,都取得了满意的效果,致使格瑞德曼的产品得到了大家的欢迎和肯定,更契合我们“所见即所得”的销售理念。 接着,李经理针对软性样品设备研磨专家CM100、CM200切割式研磨仪进行深入讲解,它转速连续可调500-3000rpm,快速高效处理各种样品,噪音低,运动可靠,清洁方便,配有专业的旋风分离系统;多齿转刀,可以达到高级均质化的制标结合,利于重金属元素和卤素测定,保障分析测试综合的准确性和重现性。另外,格瑞德曼的MG100高能臼式研磨仪可针对硬性、软性、脆性等样品进行混合或者研磨,可以对样品进行干磨、湿磨或者冷冻研磨,在现在试验中,它不仅在处理能力上佼佼领先而且在操作舒适性和安全性上都有着非凡的表现。 讲座最后进行了有趣的抽奖活动,陆续送出了帐篷、车载充电器套装等奖品,大奖山地自行车由某科研单位老师获得。我们相信通过这样的会议,对测试人员日常分析工作有直接的帮助,增进彼此了解,共同促进样品制备技术的发展,推动分析测试工作的进步。作为中国的仪器制造商,竭诚为大家提供专业周到的服务。
  • 干货:实验室选择燃料电池测试系统应注意哪些技术问题?
    燃料电池具有工作温度低、启动响应快、能源效率高、电池寿命长、产物无污染等优点,是交通、工业、建筑等领域实现能源转型的重要途径。当前,全球主要经济体都在加大氢燃料电池技术研究投入,破解氢燃料电池商用化难题。燃料电池测试系统作为氢能实验室科研必备仪器,发挥着重要作用。燃料电池测试包含电池性能测试(稳态模型、极化曲线V-I特性、极限电流、气体计量比、扩散增益、温度、压力、湿度、过载等)、气密性测试、耐久性测试及环境适应性测试等内容。一套功能强大的燃料电池测试系统可以帮助科研人员高效率完成测试工作,实验数据更准确,结果易重现,节约大量的宝贵时间。实验室选择燃料电池测试系统应该注意哪些技术问题呢?这3个技术点值得注意。1、 自动背压与手动背压背压的作用是根据燃料电池电堆进气需求,与空压机配合,提供适当流量和压力的空气。有自动背压与手动背压两种类型。实验室一定要首先考虑自动背压型燃料电池测试系统。手动背压依赖实验人员的动手经验,操作费时费力,不能非常细腻地调控数值,反应滞后,且存在压力波动现象,测试数据受人为干预因素较大,不利于结果复现。自动背压完全由计算机程序控制,可以连续实时保持恒流恒压的状态,保证了实验的重复性和精准性,避免物料浪费,加快研发效率。2、 电子负载多参数极化曲线测试是典型的燃料电池测试项目,通过描述输出电压和电流密度曲线,表征燃料电池的电化学反应和电子传输情况。在测试时,需要面临“0V启动”、“大电流”问题。具备“0V启动”功能的燃料电池测试系统可以从0电压开始测试,即便是满电流带载运行也无须担心设备问题。燃料电池测试系统的“大电流”选择也很重要,实验室测试所用的电子负载并不是越高越好。过高电子负载的燃料电池测试系统仪器规格不仅尺寸庞大,造价不菲。也非常占空间,操作复杂繁琐,维护保养成本高。很多测试实验根本用不到那么高的电流、功率。一般而言,0-300A即可满足绝大多数测试需求。合理的电子负载,不仅价格经济、不挑空间,而且功能完善、性能卓著。以武汉电弛新能源研制的DC 980Pro燃料电池测试系统为例,该系统电子负载规格10V/240A/1600W,具备0V启动功能,100毫秒超高响应速度,反极也能测试,电子负载的精度、分辨率与进口设备同水平。3、 质量流量控制燃料电池本质上是氢、氧化学反应的发电装置,质量流量控制至关重要,是衡量一套燃料电池测试系统的重要指标。当参与反应的氧气量不足时,电堆输出电压降低,质子交换膜过热,降低电堆寿命。反之参与反应的氧气量过高,电堆输出功率不会随之增加但对应的空压机功耗变大,燃料电池系统净输出功率减少。[1]以武汉电弛新能源DC 980Pro为例,流量计和压力仪表负责主要液体、气体和压力测量和控制相关任务。该系统拥有10000:1(0.01%-100%量程)超宽稳定控制,精度可+/- 0.125%满量程。阳极气体流量控制最大可到5 SLPM,阴极气体流量控制最大可达10 SLPM,应用国际一线品牌T型热电偶,连续实时检测燃料电池质量流量数据,为后续开发节能型燃料电池产品技术打下坚实基础。结语工欲善其事,必先利其器。燃料电池测试系统强大的应用功能不仅能帮助科技工作者快速完成分析测试工作,其多功能性特点也有助于材料学、界面科学、电化学、流体力学等多学科交流创新,对我国氢能源技术加速发展,意义非凡。引用资料[1] 西南交通大学 张玉瑾, 《大功率PEMFC空气系统控制策略研究》
  • 土壤三普常见技术问题答疑手册发布 讨论了这些仪器和方法
    近期,国务院第三次全国土壤普查领导小组办公室组织第三次全国土壤普查专家技术指导组,对试点期间各地反馈的关于平台应用、外业调查采样、内业样品制备与检测等问题进行梳理总结与分析研判,初步形成常见技术问题答疑手册,第1期共139问。其中,答疑手册第三部分专门就样品检测过程中的问题进行了解释,包括制样器具选择、样品前处理的步骤、相关的标准方法以及所使用的仪器等,包括原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、X 射线衍射法、火焰光度法等。仪器信息网摘录部分如下:102.国家层面是否统一制样器具的类别、材质和型号?答:《土壤样品制备与检测技术规范(试行)》中 2.4 对样品制备所需工具和材质已做明确要求,承担样品制备任务 的实验室应结合本省任务安排及实际情况,确定相应样品制 备器具。103.第三次全国土壤普查工作平台上样品制备的起止时间如何界定?答:一般样品和剖面样品的制备起止时间为粗磨开始和粗磨结束。水稳性大团聚体的制备起止时间为风干开始和风干结束。104.1 mm 土壤样品如何细磨?答:按照《土壤样品制备与检测技术规范(试行)》中 2. 6.1“一般样品制备”有关要求,采用四分法或多点取样法,在 送检样品中分取约 50g 样品(具体数量依据相关检测方法要 求),用木辊或在瓷(玛瑙)研钵中研磨,使之全部过 1 mm 样品筛,用于速效钾、缓效钾等指标检测。105.阳离子交换量、交换性盐基有多种方法,是否需要根据土壤样品酸碱性来选择不同方法进行样品检测?酸性土壤、中性土壤、石灰性土壤如何界定?答:按照《土壤样品制备与检测技术规范(试行)》规 定,阳离子交换量、交换性盐基等土壤样品检测,应根据土 壤样品酸碱性选择对应的检测方法。依据《中国土壤》(中 国农业出版社,1998),pH7.5 为碱性土壤,pH 6.5~7.5(包含 6.5 和 7.5)为中性土壤。106.有效态铁、锰、铜、锌检测方法为《土壤有效态 锌、锰、铁、铜含量的测定二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法》(NY/T 890-2004),该标准适用范围为 pH6 的土壤,pH6 的土壤。《土壤分析技术规范》(第二版)(中国农业出 版社,2006)引用了该标准,并明确 pH答:本次土壤普查借鉴的固体废物检测标准均是检测土壤试样而非检测土壤试样的浸出液。其中,使用《固体废物 22 种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 781-2016)的方法可采用“盐酸+硝酸+氢氟酸+双氧水,微 波消解法”,也可采用“盐酸+硝酸+高氯酸+氢氟酸,电热板消解法”进行前处理。使用《固体废物金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法》(HJ 766-2015)可采用“盐酸+硝酸+氢 氟酸+双氧水微波消解法”进行前处理,若通过验证能满足本 方法的质量控制和质量保证要求,也可以使用电热板等其他消解法进行前处理110.《土壤样品制备和检测技术规范(试行)》中未写明土壤矿物、凋萎系数检测具体方法。 答:《土壤样品制备与检测技术规范(试行)》和第三次 全国土壤普查内业检测培训教材中规定了土壤田间持水量和凋萎系数采用压力膜(板)法,并明确了具体操作步骤和有关要求,土壤矿物测定采用 X 射线衍射法。112.《土壤分析技术规范》(第二版)中比重计法测定机械组成过程繁琐、精度不高,是否可探索建立吸管法使用粒度分布仪测定方法,或使用《森林土壤颗粒组成机械组成 的测定》(LY/T 1225-1999)方法检测?答:《土壤样品制备与检测技术规范(试行)》规定土壤 机械组成测定采用《土壤分析技术规范》(第二版)吸管法 和比重计法,两种方法均可用于土壤机械组成的检测。《土 壤样品制备与检测技术规范(试行)》规定的检测方法主要采用标准方法或权威方法,且经过专家多次研讨确定,在方法未经大量试验验证前不得随意改变。《森林土壤颗粒组成(机械组成)的测定》(LY/T 1225-1999)土壤质地分类与颗 粒分级采用美国制,与现有技术规范规定不一致。115.碳酸钙检测用非水滴定法检测,最终结果是否转换为以碳酸钙计? 答:《土壤分析技术规范》(第二版)中非水滴定法测定 结果是以 CO2计,此次三普土壤样品测定结果以碳酸钙含量计。117.林地草地盐碱荒地中交换性盐基总量测定方法仅有《森林土壤交换性盐基总量的测定》(LY/T 1244-1999),该方法明确规定适用于酸性和中性,对于碱性土壤是否适合? 答:对于碱性森林土壤(石灰性土壤或盐渍化土壤), 不能采用《森林土壤阳离子交换量的测定》(LY/T 1244-19 99),因为该标准采用乙酸铵交换-容量法会溶解石灰性土 壤碳酸钙中游离钙离子,导致交换性盐基总量大于阳离子交 换量。鉴于碱性森林土壤的交换性盐基总量目前尚未有明确 的国家或行业标准规定,建议采用《石灰性土壤交换性盐基 及盐基总量的测定》(NY/T 1615-2008)方法测定交换性盐 基总量。118.交换性盐基总量中交换性钠含量较低,采用火焰光度法测定结果稳定性较差、检出限高,建议补充交换性钾、交换性钠、交换性钙、交换性镁 ICP 法测定方法。答:目前没有 ICP 法测定交换性盐基离子标准,应按照 《土壤样品制备与检测技术规范(试行)》规定方法检测。119.部分土壤样品中硝酸盐含量较高,本次阴离子只测定碳酸根、碳酸氢根、硫酸根、氯根,造成水溶盐阴阳离子不平衡,水溶盐总量和离子总量不平衡该如何解决?答:本次普查水溶盐的测定主要针对盐碱地,盐碱地土壤所含的可溶盐主要是钠、钙、镁的氯化盐或硫酸盐和碳酸盐及重碳酸盐。土壤水溶性盐分组成测定按照《森林土壤水 溶性盐分分析》(LY/T 1251-1999)标准操作,该标准规定用离子加合法将阴阳离子总量相加进行计算水溶性离子总量,同时对全盐量与水溶性离子总量之间的允许偏差进行了规定。更多详情请关注:第三次全国土壤普查常见技术问题答疑手册.pdf
  • 解决核心技术问题 掌握供应链自主权——访成都珂睿科技公司副总经理吕辉
    作为分析实验室必不可少的仪器,液相色谱仪被广泛应用于生物制药、食品安全、环境监测等多个领域,对复杂化合物的分离分析发挥着重要作用。多年来,国内液相色谱仪市场被国外品牌主导,每年大量进口该类仪器。海关数据显示,2022年我国液相色谱仪进口量已超过2.2万台,进口额近65亿元人民币。液相色谱技术的国产化与自主创新,势在必行。当前,我国液相色谱领域涌现出一批具有活力的国产企业,并且,在国家政策和市场资本的支持下,这些企业正致力于核心技术攻关,加快液相色谱仪器的国产化进程。作为液相色谱领域的新秀,成都珂睿科技有限公司(以下简称“珂睿科技”)成立于2016年,主营液相色谱仪器的研发、生产、销售和服务。在BCEIA2023期间,珂睿科技展出了全新的液相色谱产品。仪器信息网特别对副总经理吕辉进行了采访,就公司目前的发展情况、技术创新以及战略布局等进行了深入探讨。采访现场新品亮相 硬件软件齐升级 吕辉表示,珂睿科技自2020年推出第一款商业化超高效液相色谱产品以来,一直致力于该产品的持续研发和迭代更新。在此次BCEIA展会上,珂睿科技带来了最新一代超高效液相色谱产品,其在泵、自动进样和软件等多个方面进行了重大提升,大幅度改进了产品性能。在泵系统方面,珂睿科技推出了超高压的二元梯度系统,可以获得更好的梯度分析精度;在自动进样方面,推出了FTN进样模式,在实现无损失进样的同时,获得更快的进样速度和更低的交叉污染率;而自主设计的软件系统,提升了用户的使用体验。持续攻关核心零部件国产化 而谈到企业发展,吕辉透露,去年珂睿科技获得了数千万元的融资。资金一方面用于产品进一步的国产化,尤其是核心零部件的国产替代;另一方面则继续在新品研发上下功夫。未来几年,公司将继续专注超高效液相色谱产品的性能提升和核心零部件国产化。“我们认为,掌握核心技术同时保持供应链的稳定性,将是一个企业获得良好市场地位的关键。”今年上半年,珂睿科技的超高效液相色谱系统交付量达到100套。吕辉表示,虽然这个数字对于整个液相色谱市场来说可能不够显眼,但是对于珂睿科技来说是一个很重要的历史时刻:标志着公司的国产超高效液相色谱产品迈入量产阶段。同时,用户反馈也给公司带来了充足的信心。有用户表示,尽管与国外先进产品还有一定差距,但珂睿科技的产品进步是肉眼可见的,相信在不久的将来,它能给市场和用户提供国产替代的选择。吕辉预计,在疫情结束、市场逐步回暖的背景下,今年珂睿科技的业绩将较去年大幅提升,未来1-2年仍将保持高速增长态势。对于市场竞争,吕辉表示,随着国际企业纷纷在华设厂、国内企业崛起,竞争会日益激烈,但这对整个市场会起到一个正向推动的作用。而珂睿科技对自己信心十足,公司会坚持自主创新道路,坚持液相色谱核心零部件国产化,相信这些都会帮助企业走得更长远。“只有解决核心技术问题,掌握关键供应链上的自主权,在未来竞争中才能发挥优势。”以下为采访视频实录:
  • 分析仪器应用中常见的12个有关技术问题的探讨
    李昌厚 教授 博士生导师(中国科学院上海营养与健康研究所 上海 200233) 摘要:本文通过具体例子,讨论了科技工作者们在日常分析检测、招标、投标、撰写科技论文、撰写有关的科技文档等工作中经常碰到的12个有关的技术问题,并且对这些问题提出了正确的描述和表示方法。0、前言最近,作者参加了一些有关仪器招标、仪器评审、仪器论文审稿等工作,感到我国很多从事分析仪器及开发其应用的科技工作者,对仪器学中的很多问题一知半解,没有真正搞清楚这些有关问题的物理意义、表述方法,并且随意生造一些有关的名词、随意使用早已过期或淘汰的物理学(仪器学)名词,人为的造成混乱、不与国际接轨等等。本文对这些问题进行了讨论,对广大有关科技工作者有重要的参考价值。1、 “招标书”、“规格书”和“分析仪器的技术指标”概念表述模糊有些科技工作者将“招标书”和“分析仪器的技术指标”混为一谈,并且把“招标书”说成“规格书”。“招标书”是招标的依据,指的是招标的内容、要求、程序等;而所谓的“规格书”实际上是指产品的“技术指标”。“招标书”不是“规格书”,二者不能混为一谈。我们招标,写标书时不应该把“招标书”写成“规格书”。对“技术指标”也不应该写成“规格书”,而应该写“仪器的技术指标”。这些糊涂概念不但在我国存在,在国外也同样存在,必须予以更正。2、“招标书”中对“仪器总性能要求”的表述模糊不清有些仪器招标书中对仪器的总要求写了七、八条,与仪器的技术指标根本无关,例如: 要求仪器具有“先进性”、“前瞻性”、“功能性”、“自动化”等等;这些名词或表述都是泛指的、没有针对性的,是到处都可以使用的语言,而“可靠性”是分析仪器最关键的内容,但是,所谓的“规格书”中只是写了几行字。其实“可靠性”的内涵非常丰富,它包括仪器分析检测数据的准确性、仪器的故障率、仪器的稳定性和售后服务等,应该是招标书的重点描述内容。但是,经常被有关的科技工作者忽视。作者认为:任何使用者对仪器总的要求,一般都应该围绕“六性”来描述;即:1)实用性、2)可靠性、3)智能性、4)经济性、5)工艺性、6)美学性。,因为内容过多此不赘述,请读者参阅:李昌厚著,《仪器学理论与实践》,北京:科学出版社,2008,P121。这个“六性”实实在在的包含了所谓“招标书”中所讲的七、八个方面,但是它在国际接轨、规范性、科学性等方面都比较切合实际,建议有关的科技工作者认真参考。3、关于“仪器技术指标”的描述招标书和投标书中的仪器技术指标是最关键的问题,是用户评价、挑选分析仪器的最主要依据,它决定仪器分析检测数据的准确性、可靠性。可以说,仪器技术指标是分析检测工作中得到的可靠数据的关键,是科研和生产工作质量产生风险的最主要原因之一!所以应该特别重视对仪器关键技术指标的描述和选择,例如:讲仪器技术指标中的“量程”,应该是指一个范围,但是有些标书(招标书和投标书)和技术文件中讲:“量程:1000g”、“量程:200g”、“量程:120g”,到底量程是从多少范围?这个“程”字怎么体现?这种模糊其词的提法,很不规范!我们应该明确给出量程的范围。类似的问题很多,此不赘述。特别是对准确度、精密度和精度三者的关系和区别,目前国内外很多科技工作者都是眉毛胡子一把抓。其实,准确度是指测量值与真值之差;精密度是指测量值的重复性;精度包括准确度和重复性两个方面。但是国内外很多科技工作者随意乱用,产生这些问题的主要原因是没有搞清楚这些名词的物理概念,所以有关的科技工作者应该,也必须重视这些问题。4、关于杂散光和噪声有些标书或技术文件中,比如在“微量紫外分光光度计”中,对杂散光的要求写成“SL 0.01%T”。作者认为没有必要这么小,因为作者研究的结果显示:0.05%T的杂散光就可以满足全世界所有的常规分析检测工作的要求(请读者参阅:《李昌厚,仪器学理论与实践,北京:科学出版社,2008,P21-24》和《李昌厚,紫外可见分光光度计,北京:化学工业出版社, 2005,P72-82》)。5、关于“变异系数”“变异系数”应该改为精密度;“CV”应该改为“RSD”;“精密度CV”应该改为“RSD”。因为“变异系数”、“CV”等的定义早在1982年就被国际物理学年会废除了,国际上早就改用“精密度”、“RSD”了。6、关于“工艺要求”与“技术指标”的描述很多技术文件和标书中多处出现“工艺要求”,实际上这里说的是“技术指标”,应该将“工艺要求”改为“技术指标”。因为“技术指标”是国际接轨的、规范的、正确的说法。技术指标不是“工艺”问题,二者不是一个概念,不能混为一谈。7、关于u和µ的问题作者发现,技术文件中很多地方经常出现ul、ug、umol等等,这些都是错误的表述。这个错误有的是误笔或偷懒,没有认真查阅有关资料,力求正确表述;有些是概念不清,不知道μ和u有什么区别。这里应该写成μL、μg、μmol等等。因为μ是指10-6,是指百万分之一,而u不是这个概念,u不能说明什么问题。8、关于分析仪器的稳定性问题有些技术文件对ICP-MS的描述中,将一般的稳定性(RSD)写成“长期稳定性(RSD):3%(2 hrs)”。2hrs不能说是长期稳定性,应该改成“2hrs稳定性”。并且有些科技工作者说“漂移小就是稳定性好”,这也是不对的,漂移很小,不一定仪器的稳定性就好。因为稳定性包括漂移和重复性两个方面,一台仪器的漂移非常小,但是这台仪器,对于不同的人、不同的时间、不同的地方使用,对同一样品检测数据的结果都不一样,这台仪器好吗?肯定不好,因为重复性差。所以,一台仪器的漂移小,并不等于这台仪器的重复性也好。这个问题,目前国内外的科技工作者都没有引起足够的重视。9、关于LC-MS中的LC、选择性、非选择性和准确度的“±”符号问题有些技术文件中讲LC-MS联用仪“使用超高效液相…” ,一般LC-MS不是采用超高效液相,而是采用高效液相色谱;有些技术文件中讲:LC-MS为了“实现更高的选择性,它比过去的紫外和荧光检测来说,具有适应性广、选择性好的特点”。这些说法都是不对的!因为传统的HPLC紫外检测器、荧光检测器都是选择性的检测器,而MS是质量型检测器、是非选择性的检测器!非选择性是MS作为HPLC的检测器最主要优点之一!还有“质量准确度:全质量轴范围(5-3000Da)内≤0.1 amu”,这里的表述“≤0.1 amu”不准确。既然讲准确度,就应该有“+”、有“-”,所以应该写为“±≤0.1 amu”等等。总之,建议对技术指标中的一些不妥当的、不与国际接轨的、不与标准接轨的、不规范的提法,一定要注意改正过来。10、关于对荧光分光光度计技术指标的描述问题“灵敏度大于 1000RMS,大于 15000RMS(BG)”,这种表述荧光分光光度计灵敏度的方法很不专业,应该改用S/N或能检测的硫酸奎宁的最小量表述灵敏度,才是与国际接轨的、科学的、专业的表述方法。11、关于狭缝宽度和光谱带宽问题有些仪器和使用者写:“分辨率 1.0nm;狭缝1-20nm”,也很不专业。因为一般分光光度计的分辨率都是用光谱带宽表示,光谱带宽可调时,最小光谱带宽就是分辨率;狭缝宽度是指光谱仪器狭缝的几何宽度,用mm计;而光谱带宽是指出射狭缝谱面上,单位长度上的光谱数,用nm表示。国内外很多科技工作者(特别是我国的很多使用进口仪器的科技工作者中),经常把光谱带宽说成狭缝宽度。实际上狭缝宽度和光谱带宽相差一百万倍,所以这些将光谱带宽说成狭缝宽度的表述是不对的,应该用 “光谱带宽(nm)0.1、0.2、0.4、0,8、1.0、2.0、…分档可调,或光谱带宽(nm)0.1-2.0连续可调”。12、吸光度和光密度问题目前还有很多分析仪器使用者,经常把吸光度(Absorbance-Abs)说成光密度“Optical Densit-OD”。实际上吸光度Abs的物理概念,是指物质对光的吸收,而光密度OD不能说明这个概念,所以1982年国际物理学年会一致通过废除光密度这个名词。但是很多分析仪器使用者(也有少数仪器研发、制造者)还在很多文件或文章中经常使用“OD”这个废除了40多年的旧名词,这是不对的,建议一定要改正之。主要参考文献[1]李昌厚著,《紫外可见分光光度计及其应用》,北京:化学工业出版 社,2010。[2]李昌厚著,《紫外可见分光光度计》,北京:化学工业出版 社,2005。[3] Wensted,lnstrument Check Systems,Published in Great Britain by Hencry KimptonPublishersLondon,1971.[4]李昌厚著,《仪器学理论与实践》,北京:科学出版社,2008 [5]李昌厚,用好AAS的一些关键问题,仪器信息网,2020/8/17[6] A. J .Owen. 1988. The Diode-Array Advantage in UV/Visible Spectroscopy. Printed in theFederal Republic of Germany 03/88. (Hewlett-Packard Publication No. 12-2954-8912)[7] Tony Owen,Fundamentals of UV-Visible Spectroscopy,1996,Germany Hewkett-Packard publication number 12-5965-123-E 作者简介 李昌厚,男,中国科学院上海营养与健康研究所(原中国科学院上海生物工程研究中心)研究员、教授、博士生导师;国务院政府津贴终身享受者;原仪器分析室主任、生命科学仪器及其应用研究室主任;先后任天津大学、华东理工大学等兼职教授、上海化工研究院院士专家工作站专家委员会成员、中国仪器仪表学会理事、中国仪器仪表学会分析仪器分会第五届和第六届副理事长、全国光谱仪器专业委员会副主任、全国物理光学仪器专业委员会副主任、全国高速分析专业委员会副主任、国家认证认可《实验室资质认定评审员》(原国家认监委实验室计量认证/审查认可国家级常任评审员);《生命科学仪器》副主编、《光学仪器》副主编、《光谱仪器与分析》副主编、国家科技部 “十五”、“十一五”、“十二五”、“十三五”多项重大仪器及其应用专项的专家组组长等职。主要研究方向:主要从事光谱仪器及其应用研究、色谱仪器及其应用研究;在仪器学理论、分析仪器性能指标的测试方法、光电技术等方面有精深研究;以第一完成者身份,完成了15项科研成果,其中5项获得省部级以上科技奖励(含国家发明奖1项);以第一作者身份,发表论文280篇(退休前发表183篇、退休后发表97篇);以个人身份出版了:仪器学理论与实践、光谱仪器及其应用、色谱仪器及其应用等的专著5本。曾先后任北京普析、美国ISCO等国内外十多家高科技公司的专家顾问组组长、《仪器信息网》等多个高科技学术团体的技术专家顾问或专家委员会成员。先后在全国各省市、自治区、大专院校、科研院所作学术报告、讲课、技术培训等600次上。为中国的民族分析仪器及其应用做出了应有的贡献!
  • 你想要的答案在这里!第三次全国土壤普查常见技术问题答疑手册修订版发布
    近期,国务院第三次全国土壤普查领导小组办公室组织第三次全国土壤普查专家技术指导组,基于新发布的《第三次全国土壤普查技术规程(修订版)》等技术规程规范,对关于平台应用、外业调查采样、内业样品制备与检测等问题进行更新完善,形成《第三次全国土壤普查常见技术问题答疑手册(修订版137问)》,供各地参考。《第三次全国土壤普查常见技术问题答疑手册(第1期139问)》自即日起废止。检测相关问题部分解答如下:1.阳离子交换量、交换性盐基有多种方法,是否需要根据土壤样品酸碱性来选择不同方法进行样品检测?酸性土壤、中性土壤、石灰性土壤如何界定?答:按照《第三次全国土壤普查土壤样品制备与检测技术规范(修订版)》规定,阳离子交换量、交换性盐基等土壤样品检测,应根据土壤样品酸碱性选择对应的检测方法。pH7.5为碱性土壤,pH 6.5~7.5(包含6.5和7.5)为中性土壤。2.有效态铁、锰、铜、锌检测方法为《土壤有效态锌、锰、铁、铜含量的测定二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法》(NY/T 890-2004),该标准适用范围为pH6的土壤,pH6的土壤样品如何检测?答:农业行业标准《土壤有效态锌、锰、铁、铜含量的测定二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法》(NY/T 890-2004)规定了采用二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提剂提取土壤中有效态锌、锰、铁、铜,以原子吸收分光光度法或电感耦合等离子体发射光谱法加以定量测定的方法,该标准规定适用于pH6的土壤。《土壤分析技术规范》(第二版)(中国农业出版社,2006)引用了该标准,并明确pH6的土壤也可参照使用。经内业技术组专家研究确定,NY/T 890-2004标准适用于所有土壤有效态锌、锰、铁、铜含量的测定。3.全氮检测方法为《土壤检测第24部分:土壤全氮的测定自动定氮仪法》(NY/T 1121.24-2012),其中样品前处理规定了“6.3.1不包括硝态氮和亚硝态氮的消煮”“6.3.2包括硝态氮和亚硝态氮的消煮”两种方法,如何选择?答:鉴于土壤样品硝态氮和亚硝态氮含量很低,对土壤全氮量的测定结果影响很小,经内业技术组专家研究确定,除含硝态氮高的土壤外,其余耕地园地、林地草地土壤样品可采用标准中不包括硝态氮和亚硝态氮的方法进行全氮检测样品前处理。4.按照《固体废物金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法》(HJ 766-2015)和《固体废物 22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 781-2016)检测镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、锰(Mn)、钼(Mo)、镍(Ni)、铅(Pb)、锌(Zn)、铁(Fe)、铝(Al)、钙(Ca)、镁(Mg),对是检测土壤试样的浸出液还是检测土壤试样,前处理如何操作?答:本次土壤普查借鉴的固体废物检测标准均是检测土壤试样而非检测土壤试样的浸出液。其中,使用《固体废物 22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 781-2016)的方法可采用“盐酸+硝酸+氢氟酸+双氧水,微波消解法”,也可采用“盐酸+硝酸+高氯酸+氢氟酸,电热板消解法”进行前处理。使用《固体废物金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法》(HJ 766-2015)可采用“盐酸+硝酸+氢氟酸+双氧水微波消解法”进行前处理,若通过验证能满足本方法的质量控制和质量保证要求,也可以使用电热板等其他消解法进行前处理。具体检测方法已列入培训教材,并在“检测小课堂”中发布。5.《土壤分析技术规范》(第二版)中比重计法测定机械组成过程繁琐、精度不高,是否可探索建立吸管法使用粒度分布仪测定方法,或使用《森林土壤颗粒组成机械组成的测定》(LY/T 1225-1999)方法检测?答:《第三次全国土壤普查土壤样品制备与检测技术规范(修订版)》明确,机械组成检测依据《土壤分析技术规范》(第二版),5.1吸管法。6.水溶性硝酸根离子含量过高的土壤,水溶盐离子加和总量与水溶盐总量检测结果超出《森林土壤水溶性盐分分析》(LY/T1251–1999)中表4允许偏差超范围。答:建议检测机构在出现水溶盐离子加和总量与全盐量不平衡问题时,对可能影响加和离子的原因进行排查,并提供影响加和的其他阴阳离子含量的测定原始记录等备查。7.碳酸钙检测用非水滴定法检测,最终结果是否转换为以碳酸钙计?答:《第三次全国土壤普查土壤样品制备与检测技术规范(修订版)》规定碳酸钙检测采用《土壤分析技术规范》(第二版),15.1土壤碳酸盐的测定 气量法。8.林地草地盐碱荒地中交换性盐基总量测定方法仅有《森林土壤交换性盐基总量的测定》(LY/T 1244-1999),该方法明确规定适用于酸性和中性,对于碱性土壤是否适合?答:《第三次全国土壤普查土壤样品制备与检测技术规范(修订版)》规定土壤中交换性盐基总量和交换性盐基的检测方法,对于pH≤7.5的样品,采用《土壤分析技术规范》(第二版),13.1酸性和中性土壤交换性盐基组成的测定(乙酸铵交换法)方法测定;对于pH>7.5的样品,采用《石灰性土壤交换性盐基及盐基总量的测定》(NY/T 1615-2008)方法测定。9.交换性盐基总量中交换性钠含量较低,采用火焰光度法测定结果稳定性较差、检出限高,建议补充交换性钾、交换性钠、交换性钙、交换性镁ICP法测定方法。答:《第三次全国土壤普查土壤样品制备与检测技术规范(修订版)》增加了交换液中钾、钠、钙、镁离子的等离子体发射光谱法。具体检测方法见培训教材,并在“检测小课堂”中发布。10.部分土壤样品中硝酸盐含量较高,本次阴离子只测定碳酸根、碳酸氢根、硫酸根、氯根,造成水溶盐阴阳离子不平衡,水溶盐总量和离子总量不平衡该如何解决?答:本次普查水溶盐的测定主要针对盐碱地,盐碱地土壤所含的可溶盐主要是钠、钙、镁的氯化盐或硫酸盐和碳酸盐及重碳酸盐。土壤水溶性盐分组成测定按照《森林土壤水溶性盐分分析》(LY/T 1251-1999)标准操作,该标准规定用离子加合法将阴阳离子总量相加进行计算水溶性离子总量,同时对全盐量与水溶性离子总量之间的允许偏差进行了规定。检测机构在出现水溶盐离子加和总量与全盐量不平衡问题时,应对可能影响加和离子的原因进行排查,并做好影响加和的其他阴阳离子含量的测定原始记录等。附:第三次全国土壤普查常见技术问题答疑手册(修订版137问).docx
  • 张福根专栏|激光粒度仪应用导论之技术问题篇
    p style=" text-indent: 2em " 本文简述了作者团队近几年已经完成的部分研究成果或已经发现而正在解决的激光粒度仪的理论和技术问题。用户了解这些内容对正确认识和更好利用粒度仪器及其输出的测试结果会有所裨益。 /p p style=" text-indent: 2em " 1 爱里斑的反常变化(Anomalous Change of Airy disk,简称ACAD )对及其对激光粒度测量的影响 /p p style=" text-indent: 2em " 前文已经叙述过,激光粒度仪是建立在“颗粒越大,散射光斑(爱里斑)越小”这一物理现象之上的。这一现象使得爱里斑的尺寸与颗粒大小呈现一一对应关系。而作者团队的研究成果(参见论文:L. Pan, F. Zhang, et al. Anomalous change of Airy disk with changing size of spherical particles [J]. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 2016,170: 83-89)表明,这种物理现象对吸收性颗粒来说,或者透明颗粒从粒径变化的大尺度上看是正确的。但如果颗粒是透明的,那么从某些较小的粒径区间看,有时会出现相反的情况,即:颗粒越大,爱里斑也越大。我们把这种现象称作爱里斑的反常变化(英文简称“ACAD”)。 /p p style=" text-indent: 2em " 下图是基于Mie散射理论,用数值计算的方法绘制的散射光斑模拟图,形象地显示出光斑大小的变化。这里假定颗粒分散在折射率为1.33的水介质中,照明光波长0.633微米。先看第一行,颗粒折射率取1.59,故相对折射率为1.20。从(a1)到(a4),颗粒直径分别为2.88μm, 3.28μm, 5.30μm, 6.06μm,逐步增大;对应的散射光斑角半径(从亮斑中心到第一个暗环的角距离)分别为8.09° ,13.06° ,5.08° ,7.90° ,时大时小。粒径从2.88μm增大到3.28μm,时,爱里斑尺寸则从8.09° 增大到13.06° ,属于反常变化;粒径从5.30μm增大到, 6.06μm,爱里斑尺寸从5.08° 增大到7.90° ,也属于反常变化。图7中的(b1)到(b4)是m 为1.1,颗粒直径分别为5.91μm,6.82μm,10.90μm,11.81μm对应的散射光斑,角半径分别为4.24° ,7.02° ,2.61° ,4.35° ,也是振荡减小的。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/3ad14d66-db52-460b-b9e1-ba3ee2c52995.jpg" title=" 1.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong & nbsp 爱里斑图像随着粒径增大而变化 /strong /p p style=" text-indent: 2em " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/4f396c68-da7c-44fd-8227-d1b3f65bcafc.jpg" title=" 2.png" / /p p style=" text-indent: 2em " 图中红色曲线是根据Fraunhofer衍射理论得到的爱里斑尺寸随无因次参量的变化,它是一条单调下降的曲线。蓝色曲线是根据Mie理论计算的透明颗粒的爱里斑尺寸变化曲线,可以看出它是振荡的。我们把爱里斑尺寸随粒径的增大而增大的粒径区域,称为“反常区”。图中还表达出折射率实部仍然取1.2,但颗粒有吸收时爱里斑尺寸的变化。可以看出,随着吸收系数的增大,反常现象会逐步消失。在该图所设定的情形中,吸收系数达到0.1时,反常现象即完全消失(绿色曲线)。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/9059b5e1-eadd-4451-b427-f6642c42419e.jpg" title=" 3.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong & nbsp 爱里斑尺寸随粒径变化曲线 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 凭直觉我们就能想到,反常现象的存在可能导致爱里斑尺寸与颗粒大小不再一一对应,从而使得仪器根据光能分布反演粒度分布产生困难。作者团队进一步的研究表明,爱里斑的振荡随着粒径的增长会反复出现直至永远。其振荡周期会趋近于一个常数。而反常现象对粒度分布反演的困扰主要发生在第一个反常区(参考文献:L. Pan, B. Ge, and F. Zhang. Indetermination of particle sizing by laser diffraction in the anomalous size ranges[J]. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 2017, 199:20-25)。 /p p style=" text-indent: 2em " 作者团队已经推导出第一个反常区的中心粒径(反常区内Mie理论曲线与Fraunhofer曲线的交点)公式为: /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/be81374b-33fc-4075-a312-18647c7e952f.jpg" title=" 4.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 从上式可以看出,反常现象对任意折射率的透明颗粒都存在。颗粒折射率越大,第一个反常中心的数值就越小。当被测颗粒的粒径分布落在反常区域,即上述公式给出的粒径位置周围时,将出现两个不同的粒度分布对应于相同的光能分布的情况,从而给粒度分布的反演带来不确定或者错误的结果。对此现象,各激光粒度仪厂商各有应对的方法,比如,真理光学的研发团队就在对ACAD现象深入研究的基础上,成功地解决了该现象对粒度测量的困扰,并已应用在真理光学的激光粒度仪产品中。 /p p style=" text-indent: 2em " 2 平行平板测量池带来的全反射盲区 /p p style=" text-indent: 2em " 所谓“全反射”就是当光线从折射率较大的空间(光密媒质)射向折射率较小的空间(光疏媒质)时,如果入射角较大,则光线将全部反射回光密媒质,不能传播到光疏媒质中。在激光粒度仪中,如果用液体分散待测颗粒(称为“湿法测量”),由于光电探测器总是安装在空气中,那么散射光就是从光密媒质向光疏媒质传播。目前市面上流行的激光粒度仪都是用平行平板玻璃作为测量池的窗口,这就会带来全反射的问题。如下图所示,当散射角比较小时,散射光能够穿过平行平板玻璃进入到空气,从而被光电探测器接收。假设分散介质是水(折射率1.33),那么根据折射定律可以算出全反射角为48.57° ,即在入射光垂直于玻璃表面的情况下,当散射角达到该角度时,光线进入空气的折射角等于90° (称为“全反射临界角”);当散射角继续增大,散射光将全部被玻璃-空气界面反射,回到测量池内,故称全反射。此时没有任何散射光出射到空气中。实际上置于空气中的探测器不可能摆在90° 的方向,常见的最大角为70° 左右,对应于水中的散射角为45° 。所以对前向散射来说,仪器只能接收散射角小于45° 的散射光。45° 到90° 的散射光不能被探测,这个角度范围即为测量盲区。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/62269a7f-254a-4c5d-8872-c0062969f795.jpg" title=" 5.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 散射光在平行平板玻璃测量池内的全反射现象示意图 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 对采用平行平板玻璃的测量池,即使设置了后向散射探测器,其后向能接收的最小散射角为135° (=180° -45° )。就是说45° 到135° 之间是测量盲区。该盲区对应于0.3到0.1微米的颗粒。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/51eeae4c-813c-4ec8-90a6-5f99ce16cd00.jpg" title=" 6.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " & nbsp strong 双光束照明的光学结构 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 引入另一束不同波长的照明光(以下称为“辅助照明光”或“辅助光束”),是加强激光粒度仪对亚微米颗粒测量能力的一种手段,如上图所示。一般来说辅助光束应该以较大的倾斜角入射到测量池中,从而使得测量池内大于45° 的散射光也能出射到空气中。例如,辅助光从空气入射到测量池的入射角为43° ,则对应于水中的倾斜角为31° 。该光束被颗粒散射后,逆时针方向最大76° (=31+45)的散射光,相对于水-玻璃界面,入射角也只有45° ,所以能够出射到空气中被探测器接收。另一方面,辅助光一般采用波长较短的蓝光,以扩展测量下限。 /p p style=" text-indent: 2em " 真理光学则采用了梯形玻璃的测量窗口,能够较好地解决全反射对亚微米颗粒测量的影响。下图是真理光学LT3600plus激光粒度仪的结构示意图。该仪器包含了多项创新成果。就激光粒度仪的核心技术之一——光学结构来说,主要有两项:一是用一体化的偏振滤波取代了传统的针孔滤波,使仪器的抗震能力极大地提高,完全避免了针孔滤波所固有的易偏移,难调节的麻烦;二是用独创的改进型梯形窗口取代了传统的平板窗口。本文重点讨论第二点。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/fe3173a2-dec7-4250-bf55-92c9a964348d.jpg" title=" 7.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 真理光学LT3600plus的光学结构示意图 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 梯形玻璃测量池的工作原理见下图。在这种结构中,前向的平板玻璃被换成了梯形玻璃,同时在梯形玻璃的平行面与斜面相交的棱上加了一片防串条,并且给超大角探测器设置了遮光格栅。当光轴上方的超大角(大于全反射角)散射光传播到玻璃—空气界面时,正好落在玻璃的斜面上。此时散射光到达斜面的入射角总是小于玻璃-空气界面的全反射角,因此能够出射到空气中,从而解决了平板玻璃结构的全反射问题。必须说明的是,这种梯形结构20多年前就有人提出过。但是这种结构在应用中存在一个麻烦的问题,就是从平面出射的散射光和从斜面出射的散射光在空气中会相互串扰。真理光学通过前述的防串条和遮光格栅,巧妙地解决了串扰问题,故此能把梯形玻璃测量池应用在实际的粒度仪中。该方案用一束照明光解决了全反射盲区问题。下图(第二张)是LT3600Plus仪器对对0.1、0.2、0.4、0.5、1.0微米单分散标准颗粒的测量结果综合。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/24748398-5f6f-41b3-9d65-6a2a6dfd5d7b.jpg" title=" 8.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " & nbsp strong 改进的梯形玻璃测量池工作原理图(不包含后向接收) /strong /p p style=" text-indent: 0em " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/0f4aa241-55ef-4927-b1b4-8ff2a4bb20e1.jpg" title=" 9.jpg" / /strong /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong & nbsp LT3600Plus测量各种亚微米颗粒的结果综合 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 3 折射率数据获取的困难及解决之道 /p p style=" text-indent: 2em " 用激光粒度仪测量样品时,需要预先输入样品的折射率。折射率数值如果不对,将导致错误的测量结果。目前一般是通过查找文献资料获得颗粒的折射率数值(粒度仪厂家虽然在仪器软件中也提供了部分物质的折射率数据,但也是从公开的文献中引用过来)。但是在实际操作中,折射率数据的问题,还是会困扰激光粒度仪的使用。主要原因是: /p p style=" text-indent: 2em " (1)有些样品的折射率在公开文献中查不到; /p p style=" text-indent: 2em " (2)有时查到的折射率数据与实际折射率不符。原因是: /p p style=" text-indent: 2em " & nbsp & nbsp & nbsp (2a)物质中的杂质含量会影响折射率的数值。如果待测物质的实际杂质含量与文献提供数据所对应的杂质含量不一致,那么待测物质的实际折射率与文献提供的折射率数值也不一致。 /p p style=" text-indent: 2em " (2b)物质的折射率随照明光的波长变化。激光粒度仪的主光束通常是红光,波长大约633纳米到655纳米。文献提供的折射率数据对应的光波长很少是这个范围的。最常见的折射率是用钠黄光(波长589纳米)测量得到的。因此实际折射率与文献提供的数值可能不一致。 /p p style=" text-indent: 2em " 准确地获得被测颗粒的折射率,成为激光粒度仪应用的重要问题之一。 /p p style=" text-indent: 2em " 在各种解决方法之中,真理光学的研发团队提出了一种利用激光粒度仪测量得到的散射光分布本身计算待测颗粒的折射率的方法(已申请发明专利)。可以自动测定颗粒尺寸远大于光波长情况下颗粒的折射率。 /p p style=" text-indent: 2em " 本方法所依据的基本原理是:当颗粒的尺寸远大于光波长(典型值为10倍以上),且只考虑小角度(通常小于5º )范围内的光强分布时,散射光分布可以用Fraunhofer衍射理论比较精确地描述。而Fraunhofer衍射理论给出的光能分布与颗粒的折射率无关,只与颗粒尺寸有关;同时在小角范围内,Fraunhofer衍射理论与Mie理论的数值高度吻合,因此我们可以根据散射光在小角范围内的分布和衍射理论确定样品的粒度分布,再利用大角散射光及前面用衍射理论获得的粒度分布,通过简单的迭代算法,计算出颗粒的折射率实部和虚部。 /p p style=" text-indent: 2em " 4 其他问题 /p p style=" text-indent: 2em " 衍射法粒度测量还存在一些其他的值得进一步研究的问题。例如当颗粒浓度很高时,散射光被颗粒多次散射(称为“复散射”)对测量结果的影响,颗粒形状偏离球形是怎样影响测量结果的等等,这些问题都有待研究者们继续探索下去。 /p p style=" text-indent: 2em " 本文中,张福根博士基于自己多年来的研发成果,深入探讨了激光粒度仪存在的几个前沿问题,激光粒度仪的复杂性由此可见一斑,其未来的发展仍然让人期待。不过作为粒度粒型检测分析的重要仪器,有关激光粒度仪的话题不仅是高山流水的学术研究,同时也是日常实验检测中的亲密伙伴,在实际应用中我们应该选择什么样的激光粒度仪呢?下一篇张福根专栏|激光粒度仪选型建议将为你提供参考。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: right " (作者:张福根) /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " 更多精彩内容尽在 a href=" http://www.instrument.com.cn/zt/YYMMG" target=" _self" title=" " style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 激光粒度仪应用面面观 /span /a 。 br/ /p
  • 长城工程科技会议2021年第一次主题大会举行:碳达峰碳中和关键技术问题和工程路径
    6月17-18日,由科学技术部、中国工程院、清华大学联合主办,以“碳达峰碳中和关键技术问题和工程路径”为主题的长城工程科技会议2021年第一次主题大会在北京举行。科学技术部部长王志刚、中国工程院院长李晓红分别在开幕式上致辞,清华大学校长邱勇主持会议。来自科技界、产业界、工程界和有关地方政府的200余位专家学者和代表出席会议。  王志刚指出,碳达峰碳中和将带来一场由科技革命引起的经济、社会、环境的重大变化,其意义不亚于三次工业革命,是关系到未来发展优势、可持续安全和重塑地缘政治经济格局的经济社会发展综合战略。我国经济发展与碳排放仍存在强耦合关系,兼顾经济社会可持续发展与碳中和目标实现,必须依靠科技创新。要加快构建科技创新支撑体系,通过技术系统集成耦合与产业、区域协同优化,全面实现以非化石能源或可再生资源驱动的循环型零碳社会的变革性重构。此次会议为我国面临的现实挑战和难题提供科技解决思路和举措建议,具有重要的意义。  围绕实现碳达峰、碳中和目标,王志刚对工程领域的科研工作者提出了三点建议:一是在以往研究和工程建设实践的基础上积极建言献策,开展更加深入的战略研究,为科学决策提供更加有力的支撑。二是积极推动与“双碳”相关的科技创新和工程建设,在关键、核心、重大的技术发展方向上攻坚克难、久久为功。三是做好人才储备,积极开展国际合作,汇聚跨学科、跨领域、跨国界广大科学家和工程师们,共同努力推进低碳科技创新。  李晓红在致辞中指出,纵观历史,新的变革必然打破已有的产业结构和模式,必须严控化石能源,大力优化产能结构。碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,要打破发展的惯性,推进节能降碳。放眼未来,新的变革必将孕育全新的科学技术和工程,必须加快前沿研究,大力优化用能结构。碳达峰碳中和是一场关于新技术、新市场的赛跑,是中国第一次真正意义上在变革中与发达国家同场竞技。要抓紧部署低碳前沿技术研究,加快推广应用减污降碳技术,提升我国在低碳环保领域的技术优势和储备。立足当下,新的变革必须营造与之配套的政策和环境,必须创新发展理念,大力推进低碳治理。碳达峰碳中和是一项复杂的系统工程,事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。要综合利用政策、法律、经济、行政、宣传等手段为实现这一目标营造良好的内外部环境。  邱勇主持会议时表示,今年4月19日在清华大学110周年校庆日前夕,习近平总书记考察清华大学并发表重要讲话,总书记强调要着眼世界学术前沿和国家重大需求,致力于解决实际问题。“双碳”目标的提出是党中央基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求所作出的重大战略决策,也是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。本次大会聚焦“双碳”目标,将充分发挥工程科技人员的智慧,以工程科技力量推动绿色低碳技术创新发展,为国家重大战略部署与科学技术创新作出贡献。  中国工程院院士、国家气候变化专家委员会名誉主任杜祥琬,中国工程院院士、清华大学建筑学院教授江亿,国家发展和改革委员会能源研究所原所长、研究员周大地做大会主题报告。会议围绕“零碳非电能源技术体系构建”“构建以新能源为主体的新型电力系统”“碳中和目标下工业流程重塑与建筑交通减碳”“加大非二氧化碳温室气体控制力度”“生态碳汇与碳移除技术潜力”“碳中和技术产业化与区域示范”六个专题,分别展开深入的学术研讨与交流,为我国“双碳”目标实现面临的现实挑战和难题提供解决思路。
  • 北京奥运兴奋剂检测无技术问题 获奖运动员都受检
    2008年8月17日12时,2008北京国际新闻中心北京市卫生局副局长、新闻发言人邓小虹,北京奥组委运动会服务部副部长戴建平和北京奥组委运动会服务部兴奋剂处处长陈志宇将介绍有关情况,并答记者问。图为新闻发布会现场。新华网 卢俊宇 摄 新华网8月17日专电 8月17日,2008北京国际新闻中心举行北京奥运会和城市医疗保障新闻发布会,北京市卫生局副局长、新闻发言人邓小虹,北京奥组委运动会服务部副部长戴建平和北京奥组委运动会服务部兴奋剂处处长陈志宇介绍了有关情况,并答记者问。以下为发布会摘要: 陈志宇:北京奥运兴奋剂检测按国际标准 确保准确有效 关于兴奋剂的问题,北京奥组委对任何项目都是一样的。北京奥组委在赛场里负责样品收集,每一个项目都有具体的不同的检查计划,对于游泳和田径,都是根据它的特点,根据国际奥委会反兴奋剂的规则安排检查的方案,由北京奥组委赛场反兴奋剂检查站按照三方签署的协议执行兴奋剂检查的任务。并要求,任何一个检查站不能就运动员的成绩、运动员的表现来提出什么分析或者是提出什么样的结论,他们要做的只是根据国际检查标准和协议书进行正常的样品收集,对实验室也是如此,根据相关的实验室的检测标准完成相应的检测工作。 详细 邓小虹:奥运期间无突发公共卫生事件报告 北京市卫生局副局长、新闻发言人邓小虹17日在发布会上表示,奥运期间卫生工作情况总体是平稳的,运转正常,全市18个区县报告法定传染病疫情平稳,无突发公共卫生事件报告,初步实现了无烟奥运的目标。 详细 2008年8月17日12时,2008北京国际新闻中心北京市卫生局副局长、新闻发言人邓小虹,北京奥组委运动会服务部副部长戴建平和北京奥组委运动会服务部兴奋剂处处长陈志宇将介绍有关情况,并答记者问。图为北京市卫生局副局长、新闻发言人邓小虹。新华网 卢俊宇 摄 邓小虹:北京大医院可以提供各种各样的语言服务 所有的外宾到了北京的医院,特别是大医院里都能得到很好的救治,可以提供各种各样的语言服务和方便的就医环境。 详细 2008年8月17日12时,2008北京国际新闻中心北京市卫生局副局长、新闻发言人邓小虹,北京奥组委运动会服务部副部长戴建平和北京奥组委运动会服务部兴奋剂处处长陈志宇将介绍有关情况,并答记者问。图为北京奥组委运动会服务部副部长戴建平。新华网 卢俊宇 戴建平:到目前为止还没有奥运会运动员受重伤 从总的情况来讲,应该讲这届运动会到目前为止,还没有运动员受到很重的伤。我们有很好的系统,这些运动员被送到医院以后,都得到了非常迅速、准确、高质量的救治。 详细 戴建平:中医放松性按摩在奥运村很受欢迎的 在奥运村里有两个地方,你可以得到有关中医的物理性疗法。一个是在奥运村,如果你愿意的话,可以接受中医的针灸治疗。同样,我们在理疗室里也可以使用中医的手法进行按摩。应该说这都是以治疗为目的的。同时在游泳池的周围,还有一个放松性的按摩。在放松性的按摩方面,我们也都是中医药大学的同时来完成的。应该说在奥运村的水平上还是很受欢迎的。 详细 更多详细内容进入直播页面
  • 基因诊断:技术不是问题,行业才是问题
    想知道自己未来是否患癌吗?想知道自己孩子的天赋吗?想有效延缓衰老吗?或者永远不长青春痘吗?   基因诊断:技术不是问题,行业才是问题   这些问题的答案,就是一种新检测手段的传奇功效:基因检测。在搜索工具上输入&ldquo 基因检测&rdquo ,你就会看到上述的一些诱人的广告信息。佰美基因官网近几日用了显要位置纪念去世歌手姚贝娜,提醒大家重视基因检测筛查,仔细一看原来是推出定时筛查优惠的广告。   有人做吗?大有人在。日前媒体就透露了一个做了基因检测的人,在拿到报告后的&ldquo 得意&rdquo 。这位检测者花18万元,得到一个人生最大的惊喜:无论吸烟、喝酒,他未来患癌症的几率都非常小。他在自己的朋友圈说:&ldquo 松了口气,赶紧抽支中华烟,喝杯茅台酒压压惊。&rdquo   如此功效,岂能不火?据记者了解到,中国基因检测市场正以每年10%-20%的增长幅度连续增长。比尔&bull 盖茨都曾预言,&ldquo 下一个世界首富将出自基因领域&rdquo 。   但基因检测靠谱吗?更严重的问题是,拿到了不好消息,比如很大几率患癌的人,怎么面对余生里噩梦一般的癌症阴影?   真能包测百病?   对于大多数疾病来说,遗传基因并不是决定性因素,环境因素和随机事件因素对健康的影响通常会更大   在对基因检测、基因体检的宣传上,无论是在网络上,还是在实体体检中心,都不乏&ldquo 一滴血知百病风险&rdquo ,&ldquo 有1000多种遗传性疾病可以通过基因检测技术做出诊断&rdquo 等充满神奇色彩的宣传。   台湾妇产科医师柯沧铭告诉记者,从科学的角度看,基因测序确实对健康的保护有着一定的作用,这是因为人类大部分疾病都跟基因的缺陷有关。根据基因影响关系的多寡,可以分为单一基因疾病、多基因或多因素疾病。常见的疾病如癌症、高血压、糖尿病等大多为多基因或多因素所造成的。目前已知的单一基因疾病已经超过7000种,大部分属于罕见疾病。   柯沧铭表示,比起多基因或多因素疾病,单一基因疾病的研究相对容易,也是目前人类在基因医学临床方面研究的主要方向。&ldquo 但是,造成疾病的原因多种多样,除了基因以外,生活方式也起着重要的作用。尤其是当下年轻人饮食不规律、作息不规律等,都对身体有害无益。&rdquo 柯沧铭又进一步否认了基因检测&ldquo 包测百病&rdquo 的说法,&ldquo 由于测试结果的不确定性,并不能作为权威的数据来看待,更不可能像一些机构所宣称的&lsquo 可以包测百病&rsquo &rdquo 。   柯沧铭认为,有三类人最有需要进行基因检测,并且把基因诊断结果作为参考。首先是具有癌症或多基因遗传病家族史的人,这些人通过基因检测可以明确地知道自己是不是携带有遗传疾病尤其是导致各种类型癌症的基因。确诊患有遗传性肿瘤的人,也可通过做基因检测获得更合适的病人病情的化学治疗和放疗治疗方案。美国已故IT巨头、苹果公司前CEO史蒂芬&bull 乔布斯在确诊罹患胰腺癌时,就曾花费10万美元对肿瘤组织及自己的全基因组进行过测序。   其次是患有长期或慢性疾病的人,如:80%的肝癌患者,有乙型肝炎病史或者为乙肝病毒携带者 另有研究表明,有55%的胃癌患者的胃部检测出幽门螺旋杆菌的存在。因此,长期患胃病的人属于胃癌的高危人群。   此外,柯沧铭认为,长期暴露在高污染环境中或有不良生活习惯和不健康生活方式的人,也可以通过基因检测了解个人在不同疾病上特别是某种类型癌症上的发病倾向。   基因检测建立在科学依据的基础之上,有一定预防作用,但基因检测不能包测百病。   记者了解到,目前科学家已经能够分析出某些基因与疾病的关系,但与基因个性化咨询、基因治疗疾病、解读人类遗传密码尚有较远距离。基因检测出来的易感基因不等于致病基因,大多数疾病来自遗传基因和环境因素的综合作用。当我们遭受巨大打击后,往往还能逐渐恢复,绝不仅仅是一、两个基因在起作用。业界普遍认为,至少还需要20年科学家才能把基因测序得到的数据分析清楚。   &ldquo 这就好比平时检测肿瘤,会有相关对应数值,一旦偏高则意味着有患肿瘤的可能。但根据个人体质等原因,这个数据并不是确定一定患病或没患,一些人在检测中虽未显示数值偏高,一样还是会有得肿瘤的可能。&rdquo 柯沧铭告诉记者。   他以安吉丽娜&bull 朱莉的乳腺癌基因测定为例,由于乳腺癌是一种与基因突变直接相关的疾病,当检测到BRCA1、BRCA2这两个基因发生突变时,就能给出诸如&ldquo 乳腺癌患病风险大概为87%&rdquo 这样比较准确的预测。而同样的基因,在亚洲人身上,却不一定会显示出突变的阳性反应。&ldquo 对于大多数疾病来说,遗传基因并不是决定性因素,环境因素和随机事件因素对健康的影响通常会更大。&rdquo   多少钱测一次   国内多家提供基因检测服务的公司询问价格,发现其中差异巨大。几十万有之,数千元也不少   虽然&ldquo 朱莉效应&rdquo 搅动了国内基因检测市场,但市场上存在的价格乱象问题也不容忽视。   记者随机采访的20位职场人士当中,一半以上的人表示此前并没有听说过基因检测,而有1/4表示,如果有家族遗传性疾病,愿意花费几千元去做相关基因检测进行早期筛查和预防,并对相关收费标准、技术水平以及检测结果出来之后的预防方案比较关注。事实上,基因检测的消费者几乎可以囊括所有人群,但是价格始终是一道跨不过的坎。   长久以来,大众对于基因测序的想象一直是&ldquo 神秘而昂贵&rdquo 。&ldquo 像乳腺癌易感基因的检测,国内单独做一次大约三四千元。&rdquo 佰美基因的健康顾问告诉记者。纪念最近去世歌手姚贝娜的内容占据着佰美基因官网的重要位置,提醒大家重视基因检测筛查,仔细一看原来是推出定时筛查优惠的广告内容。而慈铭体检公司北京奥亚医院的价目表则显示,该院&ldquo 基因检测&rdquo 体检套餐价高达7.6万元,检测68项基因的价格为3.4万元。   记者先后致电国内多家提供基因检测服务的公司询问价格,发现其中差异巨大。&ldquo 4500元,这是我们优康门诊部针对个人消费者的价格,也是我们对合作医院的报价,包括乳腺癌和卵巢癌筛查的多个基因检测。&rdquo 电话那头的工作人员告诉记者。而迪诺基因官网则称,浙江大学-迪诺遗传与基因组医学研究中心提供家族遗传性乳腺癌、卵巢癌(HBOC综合征)基因检测服务,针对BRCA1、BRCA2两基因的突变热点进行检测,全部的测序反应有66项,能够全面、准确地检测出这两个基因的突变情况,检测费用为9000元。   据外媒报道,朱莉进行的BRCA1、BRCA2基因检测费用为每次三四千美元。而在国内,同一个基因检测项目为何收费如此悬殊?   在业内看来,收费标准缺失只是基因检测市场混乱的外在表现,而要理顺整个产业,首先需要相关部门加快审批,让已经证实确切有效的基因检测项目尽快上马 其次要梳理不同基因检测手段的标准化流程 最后则是集合该领域专家进行商议,确定合理价格。   不可否认,价格差异大的原因,在很大程度上是由于没有发改委的统一定价,以及存在大量尚未审批的基因检测项目,各基因公司处于自我定价阶段。调研已经上市销售的基因检测项目,包括无创产前、心血管、肿瘤类基因检测的价格差距较大,从数千元到万元级别以上的产品均有涉及。进入体检公司的价格普遍高于医院,在万元以上。   基因公司的定价策略决定了最终销售价格,由于大多数基因公司的领导者缺乏药品及医疗器械的销售经验,在定价策略上出现&ldquo 薄利多销&rdquo 和&ldquo 先期赚取足够利润后再降价&rdquo 两种倾向。   对于消费者而言,由于缺乏基本知识以及信息不对称,往往只能被动接受医生给出的价格,而少有货比三家的余地。   不过,随着技术的发展,价格壁垒并非不可攻破。   为何叫停后重开   对于国家叫停&ldquo 基因检测&rdquo 体检的原因,并不是因为技术问题,更多的是行业问题,对行业和市场进行规范之后,这个市场还是很有潜力的   相较于技术问题以及昂贵的检测费用,基因检测更多的问题是在伦理和监管上。市场上所谓基因全序列的监测分析大多也是以打擦边球的形式存在。   基因检测可以快速找到遗传病的致病基因,为遗传病的病因诊断和临床治疗提供技术支持 还可通过胎儿基因测序,避免遗传病患儿出生。   这显然是一件利国利民的大好事,那么为什么如火如荼的基因检测会被叫停?   据悉,2006年,我国的互联网上就出现了基因检测服务项目,3年后,一些省市三甲医院的健康管理中心出现了基因检测的体检项目。但是,因为是新兴技术,没有标准,检测设备、试剂混乱,检测人员资质也没有门槛,而收费则从几百元到上万元不等,&ldquo 高大上&rdquo 的外表下面实则问题重重。   去年2月,国家食药监总局、国家卫计委联合发出通知,叫停一切基因测序临床应用。食药总局和卫计委一纸通知叫停了临床基因测序,原因是相关产品和技术并没有通过审批。未经审批就做诊疗,算是非法行医,属于严重违法行为。   但仅仅过了4个月,去年6月30日,食药总局就批准了二代基因测序产品上市。   美国HudsonAlpha研究院的研究员韩建向记者透露,&ldquo 这是由于去年2月被叫停之后,不少院士、专家都呼吁基因测序重新放开,因为在某些领域,基因检测确实有存在的必要。&rdquo 这些必要的领域包括新生儿的全基因组测序、癌症的靶向用药等。   而在去年年底,持续了10个多月的叫停令终于开了个口子。   国家卫计委医政医管司委托中华医学会、国家卫计委临床检验中心和产前诊断技术专家组,评估确定了第一批高通[微博]量基因测序临床应用试点机构。尽管如此,由于国内相关政策限制等诸多原因,与美国能做的近3000项基因检测技术相比,国内被批准及能开展的基因检测技术仅有20多个。政策限制、指南欠缺、收费标准混乱、人才缺乏等限制着国内基因检测市场的发展。   韩建认为,前期叫停是完全正确的做法。&ldquo 既然国家有相关法律,就要按照法律程序办:公司应该按照程序报批产品。看上去这是一个很突然的决定,其实也是必然。卫计委也是无奈,他们多次交涉相关公司,两三年来一直被顶着。如果不管,一旦出事,责任就首先在国家机构。&rdquo   韩建表示,对于国家叫停&ldquo 基因检测&rdquo 体检的原因,并不是因为技术问题,更多的是行业问题。&ldquo 现在国家对基因检测这个行业很多标准是缺失的,比如说生物公司和医疗机构所使用的基因测序产品,都没有经过审批 在技术、价格和监管上,没有统一的制度。&rdquo 而随着基因技术的逐步推进,在对行业和市场进行规范之后,这个市场还是很有潜力的。   不过,&ldquo 叫停事件&rdquo 并不仅发生在中国,早在前几年,国外的基因检测市场就已经火热。23andme就曾是在基因检测市场最负盛名的公司之一,截至目前,该公司所获得的投资已经超过1.61亿美元,其中不乏科技巨头Google的风投。去年23andme被美国食品药品监督局下达禁令,使得公司不得不战略放弃庞大的美国市场,转而主攻以英国为主要目标的欧洲市场。   诊断结果靠谱?   基因测序已经是既快速又便宜。但真正难的是分析数据,这也是基因检测商业化的最后难题   《纽约时报》的记者KiraPeikoff在去年一共去了23andme、GeneticTestingLaboratories(G.T.L。)和PathwayGenomics3家公司做基因分析,最终,每家公司分析出的结果都不一样。   暂且不定性基因分析到底靠不靠谱&mdash &mdash 实际上至今这一点也没有得到定性,但至少记者的这一行为的背后,凸显的是人们对这一市场还没有被统一标准化的普遍疑虑。   在中国,基因检测机构需要资质才能进行。有资质进行基因检测的机构一般会与医院合作,医生向病人推荐诊断机构,并将其在医院采集的身体样本送至这一检测机构,最终制定病人的治疗方案。此外,一些遗传病人的家属以及一些有预防意识的人也会出于预防的目的而进行检测。   这涉及到基因检测的另一个伦理问题:那些&ldquo 不太幸运&rdquo 的检测者,如果提前得知自己的患癌风险高于常人,生活状态可能完全被打乱。更何况,在没有监管的情况下,报告解读的准确性难以验证,谁会为错误买单?如何买单?   上海中山医院检验科的一位主任医师在接受媒体采访时曾经表示:&ldquo 从人类基因组密码被破译开始,全基因组测序的检测就不再是难题,真正难的是你怎样解读基因密码。&rdquo 因此,难以衡量基因检测解读报告的正确与否成为众多科学家不赞成将基因测序商业化的主要原因。   美国芝加哥大学人类遗传系教授BruceLahn接受生物探索采访时就曾经大力抨击过以23andme为首的基因检测公司:&ldquo 23andme服务的很大成分是商业炒作,甚至涉嫌是骗人的把戏。和这个领域内的大多数专家一样,我认为23andme提供的疾病风险信息目前没有太大用处,因为该公司检测的遗传风险因子是模糊的,在很多情况下是不确定的和有争议的,对医疗和健康很可能没有多少指导性,至少现在没有证据证明用23andme提供的信息设计治疗方案或改变生活方式有什么实际价值。&rdquo   其实,早在2003年,美国医学遗传学会就发表声明指出,只有真正意义上的健康服务机构才可提供相关服务 2008年美国医学会申明反对提供这类预测服务,尤其是由企业提供的 2009年,德国也立法禁止这样的服务。政府对此之所以如此审慎,是因为学界认为基因检测的预测性非常差。   尽管人类已经掌握了许多与疾病相关联的基因,理论上它们的确可以用来预测,但是大部分的单个突变相对风险很小,也就是说如果一个人带有这样的突变,跟正常人相比,风险可能只提高了20%。而且,疾病的发生往往是多个易感突变组合造成的,而不是单一突变,此外,人群之间的生活环境和习惯不同,存在个体差异。综合判断,这个人相对准确的发病概率到底是多少,还很难回答。   此外,遗传疾病风险评估是建立在对基因测序结果的解读和分析之上的,否则,人们拿到手的个体基因测序报告只不过是一堆毫无意义的编码,美国斯坦福大学医学院的心脏病学副教授OwenAAshely直言:&ldquo 基因测序既快速又便宜。但是,分析数据却让人头疼,既不快速,也不便宜。&rdquo
  • 近3年中国科协发布的重大科学问题及技术难题对比
    7月2日,在第二十六届中国科协年会主论坛上,中国科协发布2024重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题。中国科协充分认识科技的战略先导地位和根本支撑作用,引领广大科技工作者专精覃思、寻求突破。本文对近3年发布的重大科学问题和难题分领域进行了对比分析,以供读者参考。领域2024年2023年2022年十大前沿科学问题基础科学多尺度非平衡流动的输运机理中国境内发现的古人类是否为现代中国人的祖先利用新型符合测量方式能否搜寻磁单极子和轴子暗物质的存在?非线性效应会随尺度变化吗?影响高性能纤维发展的基础科学问题是什么?如何探明更高速度轮轨系统耦合机理及能量场分布特征?如何实现自动、智能、精准的化学合成?如何整合多组学对生物的复杂性状进行研究?地球科学/现代陆地生态系统是如何起源的?宇宙中的黑洞是如何形成和演化的?生态环境对多介质环境中新污染物进行识别、溯源和健康风险管控/新污染物治理面临何种问题和挑战?制造科技实现氨氢融合燃料零碳大功率内燃机高效燃烧与近零排放控制/如何全方位精准评价城市综合交通系统及基础设施韧性?信息科技情智兼备数字人与机器人的研究如何实现低能耗人工智能?如何实现可信可靠可解释人工智能技术路线和方案?如何实现原子尺度精准制备和结构调控构建未来信息功能器件?先进材料通过耦合与杂化实现柔性材料的功能涌现/能否实现材料表面原子尺度可控去除?资源能源以电-氢-碳耦合方式协同推进新能源大规模开发与煤电绿色转型如何实现可控核聚变的稳态燃烧?制约海水提铀的关键科学问题是什么?空天科技/如何实现飞行器在上层大气层机动飞行?/农业科技作物高光效的生物学基础全球气候变化背景下作物如何适应土壤环境?/生命健康人类表型组微观与整体的复杂关联及其机制解密肿瘤微环境中免疫抑制因素与免疫疗法的互作及机制研究生殖衰老的触发及延迟机制是什么?如何早期诊断无症状期阿尔茨海默病?十大工程技术难题基础科学/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?如何解决高温跨介质的热/力/化学耦合建模与表征难题?地球科学高地震烈度区复杂地质条件下高拱坝的安全可靠性研究//生态环境通过高效温和活化转化及大规模利用二氧化碳实现生态碳平衡/如何实现我国煤矿超大量三废(固、液、气)低成本地质封存及生态环境协同发展?制造科技基础设施领域自主工程设计软件问题工业母机精度保持性的快速测评介科学支撑多相反应器从实验室到工业规模的一步放大如何突破多灾种驱动作用下艰险山区国家重大铁路超高宽幅站场路基长期风险评估与性能保持技术难题?如何突破高原极复杂地质超长深埋隧道安全建造与性能保持技术难题?如何实现高精密复杂硬曲面随形电路?信息科技//如何利用遥感科技对地球健康开展有效诊断、识别与评估?先进材料大尺寸半导体硅单晶品质管控理论与技术如何解决稀土基体中痕量杂质的高效分离难题,突破高纯稀土材料工程化制备技术及装备?/资源能源深远海海上综合能源岛建设关键问题研究如何突破新能源废料清洁高值化利用?适用于新型电力系统的长周期储能方式是什么?如何突破低铂、低成本车用燃料电池电堆关键技术?如何实现全固态锂金属电池的工程化应用?如何从低品位含氦天然气中提取氦气?空天科技冰巨星及其卫星就位探测飞行器技术研究如何实现核动力载人火星探测的快速往返?如何实现极大口径星载天线在轨展开、组装及建造?农业科技如何实现大田作物绿色优质丰产无人化栽培技术?如何突破我国深远海养殖设施的关键技术?生命健康空间多维组学引航下一代分子病理诊断革新以高通量多模态的方式实现脑机交互如何将脑机接口技术应用到临床医疗中?如何创建心源性休克的综合救治体系?十大产业技术问题生态环境基于数字技术的碳排放监测方法研究如何高值利用有机污染化工废盐,推动化工产业高质量发展?梯级水库群如何实现汛限水位联合优化调控?碳中和背景下如何实现火电行业的低碳发展?制造科技基于CTCS的市域铁路移动闭塞系统的突破/如何研制大型可变速抽水蓄能机组?如何突破满足高端应用领域需求的高品质对位芳纶国产化卡脖子技术?如何通过标准化设计,自动化生产,机器人施工和装配式建造系统性解决建筑工业化和高能耗问题?信息科技自主可控高性能GPU芯片开发高端芯片制程受限背景下实现高速大容量光传输技术可持续发展的路径如何发展面向高性能和低成本产业升级的自主可控SoC芯片?如何发挥我国信息通信产业优势,快速实现芯粒(Chiplet)技术和产业突破?如何实现存算一体芯片工程化和产业化?如何发展自主可控的工业设计软件?如何利用多源数据实现农作物病虫害精准预报?先进材料通过精准化学实现药物和功能材料的绿色制造如何突破碳纤维复合材料在我国未来超高速轨道交通车辆装备的应用?/资源能源采用清洁能源实现低成本低碳炼铁石油基炭材料高端化技术如何发展?如何在沙漠戈壁荒漠地区构建千万千瓦级新能源基地并实现安全稳定送出?如何实现冲击地压煤层智能安全高效开采?如何采用非石油原料高效、安全地合成己二腈?空天科技云网融合技术在卫星互联网中的应用如何通过柔性薄膜技术实现星载轻质可展开阵列天线?/农业科技饲料原料豆粕玉米替代的产业化关键技术突破如何实现生殖干细胞精准移植技术在养殖鱼类单性种质创制中的广泛应用?小麦茎基腐病近年为什么会在我国小麦主产区暴发成灾,如何进行科学有效地防控?生命健康应用AI眼底血管健康技术促进相关代谢疾病分级诊疗构建珍稀濒危中药材的繁育技术体系及其可持续开发利用/如何建立细胞和基因疗法的临床转化治疗体系?从领域来看,生态环境前沿科学问题,从“新污染物治理面临何种问题和挑战”转变为“对多介质环境中新污染物进行识别、溯源和健康风险管控”。近几年对新污染物的研究趋于体系化,但是我国新污染物治理仍处于起步阶段,面临着治理难度大、技术复杂程度高、科学认知不足等困难和挑战。面对新挑战以及新的防控需求,应以构建新污染物的风险评价与控制技术体系、建立完善风险评价方法学、识别重点风险源为目标,开展一系列基础理论研究和关键技术研发。工程技术难题,从传统高碳排领域污染治理转变为利用二氧化碳实现生态碳平衡方向。在产业技术问题方面,研究问题发生了从“低碳发展”到“高质量发展”再到“数字化发展”的转变。资源能源领域,研究重点为利用清洁能源实现传统高耗能、高碳排行业的高质量发展转型。人工智能和芯片开发依然是信息科技领域研究的重点;先进材料、空天科技、农业科技依然是重点攻克领域;生命健康领域研究方向趋向于微观研究和AI技术。
  • 2022年科技领域30个重大问题难题
    近日,在第二十四届中国科协年会闭幕式上,中国科协隆重发布10个对科学发展具有导向作用的前沿科学问题、10个对工程技术创新具有关键作用的工程技术难题和10个对产业发展具有引领作用的产业技术问题,由中国科协副主席、中国工程院院士尤政发布。发布活动中还向推荐入选问题难题的中国化学会、中国环境科学学会等28个学会颁发“优秀推荐单位”牌匾。2022重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题征集发布活动,重点围绕数理化基础科学、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、生命健康、空天科技等十大领域,征集到107家全国学会和学会联合体、8家领军企业和企业科协提交的649个问题难题,华润集团、腾讯公司等一批行业领军企业首次参与推荐,3万余名一线科技工作者和战略科学家参与推荐和研判。经过科技工作者初选、学科领域专家复选和终选预选、终选等环节,最终评选出30个重大问题难题。2018年以来,中国科协连续5年组织全国学会、企业科协等组织,广泛联系国内外科技组织和专家,征集评选重大科技问题难题,并在中国科协年会上发布。五年共征集问题难题2772个,发布160个,146个全国学会和学会联合体参与推荐,对于进一步激发广大科技工作者的好奇心和自由探索热情,引领科技创新趋势和科研攻关方向,服务国家科技创新发展具有重要意义。中国科协也将围绕发布的问题难题进行宣传、推介和跟踪研究,引导广大科技工作者围绕问题难题开展原创性、引领性科技攻关,为加快建设科技强国作出更大贡献,以优异成绩迎接党的二十大胜利召开。10个前沿科学问题为● 如何早期诊断无症状期阿尔茨海默病?● 如何实现可信可靠可解释人工智能技术路线和方案?● 如何实现原子尺度精准制备和结构调控构建未来信息功能器件?● 新污染物治理面临何种问题和挑战?● 如何实现自动、智能、精准的化学合成?● 如何整合多组学对生物的复杂性状进行研究?● 能否实现材料表面原子尺度可控去除?● 如何全方位精准评价城市综合交通系统及基础设施韧性?● 宇宙中的黑洞是如何形成和演化的?● 制约海水提铀的关键科学问题是什么?10个工程技术难题为● 如何突破我国深远海养殖设施的关键技术?● 如何实现我国煤矿超大量三废(固、液、气)低成本地质封存及生态环境协同发展?● 如何创建心源性休克的综合救治体系?● 如何实现全固态锂金属电池的工程化应用?● 如何实现高精密复杂硬曲面随形电路?● 如何突破高原极复杂地质超长深埋隧道安全建造与性能保持技术难题?● 如何解决高温跨介质的热/力/化学耦合建模与表征难题?● 如何从低品位含氦天然气中提取氦气?● 如何利用遥感科技对地球健康开展有效诊断、识别与评估?● 如何实现极大口径星载天线在轨展开、组装及建造?10个产业技术问题为● 如何建立细胞和基因疗法的临床转化治疗体系?● 如何实现存算一体芯片工程化和产业化?● 碳中和背景下如何实现火电行业的低碳发展?● 如何通过标准化设计,自动化生产,机器人施工和装配式建造系统性解决建筑工业化和高能耗问题?● 如何发展自主可控的工业设计软件?● 如何利用多源数据实现农作物病虫害精准预报?● 如何采用非石油原料高效、安全地合成己二腈?● 小麦茎基腐病近年为什么会在我国小麦主产区暴发成灾,如何进行科学有效地防控?● 如何研制大型可变速抽水蓄能机组?● 如何突破满足高端应用领域需求的高品质对位芳纶国产化卡脖子技术?
  • 新污染物治理入选2022年10大前沿科学问题
    在6月27日下午举行的第二十四届中国科协年会闭幕式上,中国科协发布10个对科学发展具有导向作用的前沿科学问题、10个对工程技术创新具有关键作用的工程技术难题和10个对产业发展具有引领作用的产业技术问题,由中国科协副主席、中国工程院院士尤政发布。发布活动中还向推荐入选问题难题的中国化学会、中国环境科学学会等28个学会颁发“优秀推荐单位”牌匾。据了解,2022重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题征集发布活动,重点围绕数理化基础科学、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、生命健康、空天科技等10大领域,征集到107家全国学会和学会联合体、8家领军企业和企业科协提交的649个问题难题,华润集团、腾讯公司等一批行业领军企业首次参与推荐,3万余名一线科技工作者和战略科学家参与推荐和研判。经过科技工作者初选、学科领域专家复选和终选预选、终选等环节,最终评选出30个重大问题难题。10个前沿科学问题如何早期诊断无症状期阿尔茨海默病?如何实现可信可靠可解释人工智能技术路线和方案?如何实现原子尺度精准制备和结构调控构建未来信息功能器件?新污染物治理面临何种问题和挑战?如何实现自动、智能、精准的化学合成?如何整合多组学对生物的复杂性状进行研究?能否实现材料表面原子尺度可控去除?如何全方位精准评价城市综合交通系统及基础设施韧性?宇宙中的黑洞是如何形成和演化的?制约海水提铀的关键科学问题是什么?10个工程技术难题如何突破我国深远海养殖设施的关键技术?如何实现我国煤矿超大量三废(固、液、气)低成本地质封存及生态环境协同发展?如何创建心源性休克的综合救治体系?如何实现全固态锂金属电池的工程化应用?如何实现高精密复杂硬曲面随形电路?如何突破高原极复杂地质超长深埋隧道安全建造与性能保持技术难题?如何解决高温跨介质的热/力/化学耦合建模与表征难题?如何从低品位含氦天然气中提取氦气?如何实现极大口径星载天线在轨展开、组装及建造?10个产业技术问题如何建立细胞和基因疗法的临床转化治疗体系?如何实现存算一体芯片工程化和产业化?碳中和背景下如何实现火电行业的低碳发展?如何通过标准化设计,自动化生产,机器人施工和装配式建造系统性解决建筑工业化和高能耗问题?如何发展自主可控的工业设计软件?如何利用多源数据实现农作物病虫害精准预报?如何采用非石油原料高效、安全地合成己二腈?小麦茎基腐病近年为什么会在我国小麦主产区暴发成灾,如何进行科学有效地防控?如何研制大型可变速抽水蓄能机组?如何突破满足高端应用领域需求的高品质对位芳纶国产化卡脖子技术?
  • 利用前沿技术解决微塑料研究的核心问题——访浙江工业大学环境学院潘响亮教授
    在之前的一篇文章里,我们提到来自纽卡斯尔大学的科学家们对世界上最深的6条海沟中的生物体内的污染物进行了研究后,惊讶地发现:作为样品的90只生物样本中,有65只的体内含有微塑料。这个世界上最远离尘世的地方,依然没有逃脱微塑料污染的魔爪。接下来,请跟随我们一起,走进国内微塑料研究的前哨站之一——浙江工业大学。微塑料研究中存在的主要问题当你享受着快递和外卖送餐服务带来的便捷,以及工程塑料带来的轻量化时,你是否想到,这些都可能在未来变成微塑料,进入环境?而这一威胁,已经迫在眉睫。研究者们,正在为揭示微塑料影响而不懈努力。在环境污染物研究中,一个首要的问题就是:研究对象是否存在环境健康风险,这决定了是否值得投入资源去做相关的研究。而作为一个新兴领域,微塑料研究就面临着这一首当其冲的问题。研究者的探索浙江工业大学环境学院的潘响亮教授,之前长期在新疆从事农用地膜的环境污染研究工作。在这一过程中,他发现地膜在老化后,会碎裂并混入土壤中,进而迁移到其他介质中。地膜在生产中将不可避免地使用塑化剂,平时的农业生产中地膜又会接触大量的农药和化肥。当地膜碎片进入环境中,这些有害物质也会随之扩散。而地膜的使用,在中国的农业生产中相当普遍,这带来了一定的环境安全隐患。这引起了潘教授的重视,而他的研究领域,也拓展到了其他微塑料及环境风险领域。“一片小小的微塑料就像一艘船,上面装载着塑化剂、农药、粘结剂、染料、阻燃剂等等有害物质,把它们运送到环境中去。”潘教授如是说。一方面,潘教授对微塑料中吸附和混合的有害物质进行了深入的研究。微塑料颗粒可能成分比较单一,但杂质成分却可能有很多种。所以在这一过程中,关键的技术问题在于如何原位地对一个高度复杂的混合物体系进行精准分离、定性、定量。如果用独立的热分析和质谱仪器进行分析,一方面需要分别分析独立的样品,无法做到原位;另一方面会存在分离不够充分,无法准确定性定量的问题。而借助珀金埃尔默最借新的热分析-光谱-色谱-质谱联用技术,可以在获得实时失重信息的同时,利用热性能对复杂组分进行分离,然后对某个温度点逸出的组分再进行分离、定性定量,大大提高结果准确率的同时,实现了原位分析,也提升了实验效率。另一方面,潘教授的课题组为了研究食用肉类中微塑料对人类健康的潜在威胁,不仅采用了模式动物,还采用了家禽。通过喂食标记过的微塑料,他们可以准确地判断微塑料能否以及如何被动物摄入,以及何种成分、何种尺寸的微塑料可以被动物摄入。在实验之初,潘教授使用普通的荧光标记物对微塑料进行标记,结果发现被动物食用后,标记物全部从微塑料脱落了下来,没有收集到有效数据。在这之后,潘教授改用更小分子的带有稀土元素的荧光标记物对微塑料进行标记,最终得到了非常具有代表意义的结果?某些尺寸的微塑料确实可以进入到小鼠和家禽的脏器并累积。后期,潘教授计划对这一体系的毒理病理模型进行建立。在这方面,珀金埃尔默也拥有从分子到细胞到活体,从试剂到仪器到数据分析的毒理学整体解决方案,在未来也会与潘教授实现更加深入的合作,共同为微塑料的环境风险研究努力。微塑料污染,也许已经遍布这个星球的每一个角落。现在我们已经知道,无论是海水中、河水中,还是土壤中,甚至饮用水中,都存在这种微观污染物。那么,我们的身体里又有多少微塑料?它们只是在我们的器官中?还是进入了组织?进入了细胞?我们是否会被它们所伤害?这些未知,都等着科学家们去发现。作为分子光谱领域的引领者和创新者,珀金埃尔默也会持续努力,关注科学家们在科研中遇到的难题,为他们提供更多助力。其实,环境中看不见的威胁远不止微塑料一种。还有哪些看不见的污染物存在于环境中?它们会不会影响我们的健康?珀金埃尔默如何帮助你有效识别这些威胁?点击了解微观污染物解决方案:关于珀金埃尔默:珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案,助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长,我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球,我们拥有12500名专业技术人员,服务于150多个国家,时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭,改善人类生活质量。2018年,珀金埃尔默年营收达到约28亿美元,为标准普尔500指数中的一员,纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。
  • 新污染物问题再次入选十大前沿科学问题:新污染治理迫切需要科技支撑
    新污染物大多是人工合成的有机污染物,被广泛用于工业、农业和日常生活,在生产、使用、消费各环节都会进入水、气、土等环境介质。部分新污染物具有致癌、致畸、致突变效应,对生殖、免疫、神经等系统有毒性效应,对人体健康和生态系统的危害和风险是隐性和长期的。2022年5月,国务院办公厅印发《新污染物治理行动方案》,明确了新污染物治理的总体要求、行动举措和保障措施。但该方案只有到2025年的主要目标。不仅已知的新污染物种类繁杂,未来还会源源不断地发现一些新污染物,所以需要高度重视新污染物治理的复杂性、艰巨性和长期性。在2024年7月2日举行的第二十六届中国科协年会主论坛上,中国科协发布了2024重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题。其中,”对多介质环境中新污染物进行识别、溯源和健康风险管控“入选2024年十大前沿科学问题。两年前,”新污染物治理面临何种问题和挑战?“入选2022年十大前沿科学问题。新污染问题三年内两次入选不分领域的十大前沿科学问题,在众多生态环境问题中绝无仅有,反映出新污染物治理迫切需要科技支撑。2024 年1 月发布的《中共中央 国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》提出持续推进新污染物治理行动,到2035 年新污染物环境风险得到有效管控。要求加强新污染物治理科技支撑,将其作为国家基础研究和科技创新的重点领域,加强关键核心技术攻关。针对这一问题,2024年3月,中国工程院启动了战略研究与咨询重点项目“面向美丽中国的新污染物治理科技战略研究”,为美丽中国建设的新污染物治理科技战略顶层设计提供决策支撑。为了促进环境新污染物监控及治理技术的交流探讨,仪器信息网作为主办单位,已经连续多年举办环境新污染物分析检测与技术应用网络会议。“第五届环境新污染物分析检测”网络会议将于2024年7月30-31日举行,为广大从事新污染物监测领域的相关工作者提供一个即时、高效的交流和学习的平台。“第五届环境新污染物分析检测”网络会议,点击免费报名:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/newpollutant2024/
  • 河南师范大学物理学:聚焦基础物理问题 着力攻破红外光谱测量等领域“卡脖子”问题
    您知道什么是光谱发射率吗?敲黑板!光谱发射率是衡量材料辐射特性的重要热物性参数,其精确测量一直是国防、航空航天、金属冶炼等领域亟待解决的关键技术问题。12月24日,河南师范大学副校长、物理学科带头人刘玉芳教授告诉大河网记者,他和所在团队长期致力于发射率测量技术研究,目前已建立了完备的低温、中温、高温及超高温材料发射率高精度测量体系,为红外隐身、飞行器热控设计、辐射测温等提供关键数据和模型,研究成果在党的十九大开幕当天作为科技类唯一新闻被央视《新闻联播》报道。关注丨河南师范大学物理学被遴选为“一流”创建学科河南师范大学物理学学科历史悠久,源远流长,是学校的优势专业,培养掌握物理学的基本理论、基本知识及实验技能,具备一定科研能力,能胜任高等学校和中学物理学教学,以及其他物理学或相关科学技术领域中科研、教学、技术和相关管理工作的高级专门人才。今年9月,在省政府举行的新闻发布会上,省教育厅党组书记宋争辉提出要实施“双一流”学科创建工程,遴选7所高校的11个学科作为“双一流”创建学科,力争新增1~2所高校进入国家“双一流”建设行列。河南师范大学两个学科被遴选为“一流”创建学科,物理学就是其中之一。一流学科是一流大学的核心和基础,建设一流大学离不开一流学科的支撑。作为“双一流”建设的“后备军”,河南师范大学物理学学科有哪方面优势?已取得哪些建设成效?未来要实现什么目标?优势丨国家首批特色专业拥有国家和省级教学科研平台7个记者获悉,河南师范大学物理学是河南省最早实现全国优秀博士学位论文、国家优秀青年基金、国家基金委重大仪器专项突破的学科。2016年全球物理学领域自然指数排名,居全国高校第38位、地方师范大学第1位、河南高校第1位;物理学在全国第四轮学科评估中为B,排名居国内地方师范大学第2位、河南省高校第1名。“前沿物理与清洁能源材料”学科群于2015和2020年先后入选河南省特色优势学科(群)A类和特色骨干学科(群)建设A类,在河南省优势特色学科期满评价中位居特色类学科第1名、全省所有35个优势特色学科第3名。据刘玉芳介绍,学科拥有国家级物理实验教学示范中心、动力电源及关键材料国家地方联合工程实验室、河南省光伏材料重点实验室、河南省红外材料光谱测量与应用重点实验室、河南省光电传感集成应用重点实验室、光电子技术及先进制造河南省工程实验室、河南省高等学校学科创新引智基地等国家和省级教学和科研平台7个。物理学专业是国家首批特色专业、国家一流本科专业建设点、河南省专业综合改革试点专业,通过教育部首批师范专业二级认证。对标丨形成三大优势服务重大科学工程、航空航天和新能源行业今年3月份,教育部就“双一流”建设成效评价工作答记者问,明确指出成效评价考察内容的框架,指出核心性维度是“双一流”建设总体方案五大建设任务和五大改革任务的集中综合反映。学科建设评价,设人才培养、科学研究、社会服务、教师队伍建设四个方面。对标“双一流”建设成效评价考察核心性维度,河南师范大学物理学学科建设情况如何?刘玉芳称,学科坚持以先进的物理基础研究引领学科高质量发展的建设理念,采取构建以方向团队为抓手的学科运行管理机制,实行以目标任务为牵引的学科资源配置机制,完善以绩效贡献为导向的学科考核激励机制,实施以青年教师为核心的学科能力提升计划等具体措施,既注重前沿物理基础理论创新,又关注国家及区域发展重大需求,若干研究成果居国内领先水平,并已形成学科三大优势。在重大科学工程上,粒子物理团队致力于标准模型精确检验、新物理寻找等重大科学问题研究,作为“北京正负电子对撞机”(BES-III)和“超级 B 工厂”(Belle-II)国际合作组成员,承担数据分析任务,在国际上首次发现Zc(4020)新粒子,开辟了中性类粲偶素结构研究新领域;在新物理方面的研究为大型强子对撞机和锦屏地下暗物质探测实验提供理论支撑,得到暗物质性质最强限制,实现暗物质探测新突破;在重味物理方面的理论研究与 Belle-II 实验密切关联。近五年,团队成果被《Particle Data Book》采用 12 次,被国际大科学实验合作组引用 50 多次。在航空和航天领域,光谱测量团队主持的国家重大科研仪器研制项目“低温光谱发射率测量实验装置”,解决了发射率测量中的一些关键技术难题,建立了完备的高精度光谱发射率测量体系,实现国内高温最高(3000K)、低温最低(213K),为航空航天等提供了核心数据和模型。研究成果为我国航天工业和基础研究提供了重要的技术支持,推动了光谱发射率测量技术的标准化进程。在新能源行业方面,学科与河南电池研究院等10余家企业合作。与新乡市中科科技有限公司合作开发的高安全隔膜材料,已形成年产2亿平方米的生产能力,产品质量处于行业领先地位。与河南锂动电源有限公司合作开发的动力锂离子电池,形成年产2GWh的生产能力,产品供应东风、中铁、中隧等国内知名企业。研发出第二代动力锂离子电池体系,获国家 863 计划等项目支持;为新乡获得“中国电池工业之都”美誉做出贡献。同时,学科尤其注重人才培养。学科站位“为党育人,为国育才”的政治高度,落实立德树人根本任务,充分发挥师资力量雄厚、科研平台先进、人才培养体系完备的优势,全面提高人才培养质量。办学历史上培养出张统一中科院院士,张新民、刘玉鑫、刘峰奇、杨金民、杨亚东、李海波等一批具有重要影响或取得卓越成就的国家级人才,还培养了一批中学教学名师、名校长。目标丨聚焦高能物理等前沿基础物理问题集中资源开展红外光谱测量等方向应用基础研究今后,学科将紧紧围绕国家和河南省的战略需求,瞄准物理前沿,推进学科交叉融合,凝练目标、强化优势、努力聚焦高能物理和核物理、光学和凝聚态物理研究领域中前沿基础物理问题;集中资源开展红外光谱测量、半导体物理与器件等方向的应用基础研究,深化科教融合和产教融合,实现学科发展与产业链、创新链、人才链相互匹配、相互促进,加快科技成果转化,为河南省建设国家创新高地作出重要贡献。具体来说,将优化学科研究方向,推进学科交叉融合。聚焦高能物理和核物理、光学、凝聚态物理研究领域中前沿基础物理问题,开展红外光谱测量、量子调控,半导体物理与器件方向的应用基础研究,积极推进红外光谱测量协同创新中心和红外光电测试技术创新联盟建设,服务河南省装备制造、新能源材料和智能传感等产业发展。如何汇聚高端创新人才,引领一流学科发展?刘玉芳指出,将通过加强领军人才的引进和培育,加快实施青年才俊发展计划,做强做大博士后人才蓄水池。组建以领军人才为核心的科研创新大团队,以团队为单元进行评价考核与资源配置,以重大科研任务和区域产业发展实际问题为牵引。力争“十四五”时期,学科引育领军人才3-5人,建设科研创新团队5-7个,引领一流学科发展。还将优化整合现有资源,重点建设高能物理和核物理研究中心、红外光谱测量与应用中心、量子调控实验中心、半导体物理与器件中心等高端实验平台,提升科研创新能力和水平,培育建设河南省光谱测量与光电器件实验室,力争实现国家级平台突破。“此外,突出优势特色,培育实施一流课题10个左右,力争产出一批可以领跑或并跑的高水平科研成果,着力攻关解决红外光谱测量、半导体物理等领域在先进金属冶炼和智能传感等产业中的‘卡脖子’关键技术问题。” 刘玉芳说。
  • 环境监测转型要抓哪些问题?
    环境监测社会化近年来逐渐形成共识,环境监测转型发展已势在必行。环境监测站如何在转型发展中立于不败之地?笔者认为,只有练好内功,才能实现有为有位。   首先,坚持以考促学治弱。考核是管理的法宝。不考核,领导就不重视 不考核,职工就没有责任感 不考核,就无法评判优劣。因此,要把考核作为治弱的重要手段,解决队伍工作水平不够高的问题。   一是以考选人。长期以来,监测站人员素质不高一度成为监测事业发展的障碍。对此,要坚持凡进必考的进人原则,严把进人关。要杜绝关系进人、招呼进人、画框框圈人等问题。二是以考育人。以四川省广元市为例,广元市环境监测中心站把外派学习取证考核作为提高专业素质的有效途径。制定了全站人员外派轮训学习3年规划,每年都分期分批选派相关人员参加国家、省组织的各类学习培训。全站基本形成了技术规范经常学习、技术问题经常探讨、技术经验经常交流的良好氛围。三是以考用人。长期以来,职级晋升论资排辈已成为制约监测事业发展的障碍。对此,可制定职级晋升考核办法,实行专业技术人员评聘分离制度。晋职晋级应一律竞争上岗,采取领导考核打分、专家考核评分、群众测评得分 &ldquo 三分&rdquo 结合的方式对拟晋职人员进行考核排名,择优录聘。   其次,坚持以效问责治散。庸、懒、散无疑是事业发展的巨大隐患。在笔者看来,应将以效问责、严明赏罚作为治散的突破口,解决不作为、慢作为等问题。   一是严抓工作效率,有效解决拖的问题。各地监测站要实行每天工作情况记录制,站长每月对副站长工作记录进行圈阅点评,副站长对分管科室负责人和工作人员的工作记录进行圈阅点评,做到压力层层传导。实行工作月通报制度。每月初对上一个月工作任务、时效性、工作质量进行通报。凡监测数据报告时效性未达到要求的,均要在通报中点名批评,并依据相关规章制度给予相应处罚,做到问题及时解决。二是严明工作纪律,有效解决懒的问题。严明纪律首先要抓建章立制,让各项管理工作有章可循、有据可依。为扩大制度的民主基础,可选取职工代表参与制度设计。制度执行要坚持一视同仁,铁面无私,违反制度者必须处罚。三是严格绩效考核,有效解决庸的问题。要制定《绩效考核办法》,建立起权、责、利相统一的机制,解决干好干坏一个样、干与不干一个样的问题。   第三,坚持以廉生威治乱。公生明,廉生威。干部队伍廉洁与否关系事业的兴衰成败。为此,要把廉政勤政作为外树形象、内增团结的重要抓手。   一是抓教育倡廉。坚持把党风廉政建设工作纳入政治业务学习计划之中,做到逢会就讲,在抓&ldquo 常&rdquo 和&ldquo 长&rdquo 字上不放松。坚持廉政文化与监测文化同步建设,在职工中普遍征集个性化、特色化、本土化的廉政与监测文化格言警句,让廉洁监测、科学监测的理念深入人心。二是抓制度管廉。例如,广元市制定了《&ldquo 三重一大&rdquo 民主管理制度》、《政府采购报审程序规定》,要求重大事项决策、重要仪器采购等都要进行决策法律咨询、纪律咨询、专家咨询,经过科室申报、专家论证、集体研究的程序决定。这就可以从程序上有效防控不廉行为发生的可能性。三是抓机制促廉。监测工作需要天天和服务对象打交道,要杜绝权力寻租,就必须以完善的机制来保障。对此,要建立监测业务办理&ldquo 三公开一分离&rdquo 的权力运行机制,实现让权力在阳光下运行。
  • “变革性技术关键科学问题”重点专项:2021年拟拨6.37亿,围绕材料等5领域部署
    3月29日,科技部发布了国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项2021年度项目申报指南。“变革性技术关键科学问题”重点专项,重点支持相关重要科学前沿或我国科学家取得原创突破,应用前景明确,有望产出具有变革性影响技术原型,对经济社会发展产生重大影响的前瞻性、原创性的基础研究和前沿交叉研究。指南中明确,该重点专项2021年拟部署项目的国拨概算总经费为6.37亿元,将围绕空间、电子信息、材料、地学及生命等5个领域方向部署项目,优先支持34个指南方向。1. 月球内部圈层结构与演化过程的研究利用历史数据特别是嫦娥系列月球探测数据,以重、磁、电、震、热等几大核心要素,开展多物理场的综合研究,构建月球内部圈层结构模型,剖析月球内部圈层结构特性及其形成的机理,研究月球大尺度演化历史中的重大事件,构建新的月球演化理论框架,实现对月球内部圈层结构和月球演化过程认知的新突破。2. 空间超冷原子奇异物理性质研究发展空间微重力条件下制备、测量、精密调控10~100pK量级温度超冷原子的新方法和新思路,研究超冷原子气体的奇异物理特性。研究10~100pK温度下,光晶格中超冷原子的量子相变,研究这种极端条件下产生的新物态,以及这些物态的新物理性质和动力学过程;研究物质波辐射和相干特性,并对其进行精密探测,探索异核量子少体奇异分子特性;基于空间超冷原子气体,发展探测超出标准模型的新粒子与新相互作用的新思路,研究包括轴子与类轴子粒子在内的暗物质备选 粒子的新奇量子态。为空间超冷原子相关科学实验提供科学依据和研究基础。3. 新型空间高能辐射探测的重要科学问题研究面向新一代更高性能、国际领先的空间暗物质粒子、宇宙线和伽马射线的探测需求,开展关键科学问题研究。研究大接收度、宽能量动态范围条件下,从海量杂乱信息中智能判选有效事例的科学问题和优化方法,充分利用多种探测器的能量、时间和簇射形状等信息,实现多种类粒子的高效准确获取;研究高精度高分辨率的电荷重建测量算法,降低高能宇宙线碎裂效应和簇射反冲效应的影响,发展多变量分析和粒子鉴别算法,提升对电子和光子的测量能力;研究核子、电子特别是伽马光子的高精度能量和方向/径迹重建算法,最大限度地修正簇射反冲效应和不同入射角度的影响;研究利用电离效应、地磁刚度、穿越辐射等多种标定手段相结合的可靠在轨标定方法,确保测量能标的准确性;开展实验进行验证。4. 天体爆发现象的高能辐射研究利用多波段多信使天文观测设备和手段,对双致密星并合引力波电磁对应体、X射线双星、快速射电暴、高能中微子以及伽马暴和磁星进行探测研究,研究X射线中子星和黑洞双星、快速射电暴、高能中微子以及伽马暴和磁星暴发的产生机制,破解黑洞、中子星和磁星等致密星的形成和演化以及双致密星的并合机制,研究强引力场、强磁场、高密度下的物理规律, 测量引力波速度和哈勃常数等基础物理参数。5. 多源卫星数据在轨智能融合理论与方法面向快速获取信息的需要,探索多源卫星数据在轨智能融合新理论与新方法。研究单平台多载荷自融合系统架构, 研究多源异构卫星数据信息相关性度量理论与方法,建立多星协作认知模型,突破单星分辨率与探测识别精度极限,开展多星协作对提升状态判读与动态过程预测准确性的理论与数值分析,研究基于知识与数据双驱动的多源数据智能融合方法与低能耗硬件加速计算方案,研制多源数据融合在轨处理试验系统并进行航空 验证。6. 基础三维无源元件的单片高集成度自卷曲技术针对微型电子系统对高集成度基础无源元件的需求,研究单片自卷曲技术。研究自卷曲结构的薄膜应力生长调控机制和异质晶体薄膜集成结构的应变诱导卷曲力学机理;提出高频、高磁导率纳米颗粒磁流体芯及其毛细注入机制;研究力-电-热多物理场耦合规律,建立等效分析模型;探索零功耗的自卷曲结构可重构方法,实现基础无源元件电性能可调。 7. 电磁矢量高分辨成像理论与系统研究针对单一波束宽度范围内多目标分辨的需求,开展基于电磁矢量的高分辨成像理论与技术研究,突破多目标分辨的电磁衍射极限限制。研究非线性电磁矢量波前调制理论与技术,探索可重构矢量调制材料特性同系统非线性状态数量最大化的联系;研究基于波前非线性调制的信号处理与成像算法;研制短基线稀疏阵列三维成像雷达原理样机,开展飞行试验,为电磁矢量高分辨三维成像技术应用奠定技术基础。8. 红外微分体制和硅基单片集成的探测芯片技术针对红外高背景辐射环境中微弱目标的红外探测跨代技术所需要的芯片技术,构建红外成像芯片的微分体制和硅基单片集成体制;研究微分物理量原位直接探测的方法,基于光-电联合调控对不同的光场要素实现原位集成式微分感知的技术;研究基于胶体量子点的硅基单片集成短波红外探测芯片,重点突破量子点的批量化合成、暗电流抑制和弱信号采集技术;建立适应微分体制和硅基单片集成体制的红外成像芯片关键技术。9. 面向宽温域功能器件的连续组分外延薄膜技术与材料以宽温域实用功能器件为牵引目标,发展水平方向化学组分连续变化的外延薄膜生长技术和匹配的水平空间跨尺度表征技术;制备连续组分铁电和热电功能材料单晶薄膜;获得居里温度和热电优值等关键参量随精细组分的定量化规律;研究连续组分外延薄膜宽温域下参量调控机制;研制基于连续组分外延薄膜的宽温域连续响应功能器件。10. 面向半导体集成的铁电调控新功能器件面向半导体集成多功能电子和光电子器件的发展需求,开展铁电氧化物薄膜和二维层状材料与第二、三代半导体相兼容的异质集成技术和可控制备工艺的研究;研究铁电-半导体界面特性及其功能器件极化调控规律,突破常规晶体管的性能瓶颈;构建铁电多功能性调控金属离子发光物理模型和技术方法,革新传统的发光触发和调制技术,研究铁电氧化物的多功能性与半导体光电特性的耦合,实现基于新机制的半导体集成的铁电功 能调控光电子器件。11. 生物过程启示的陶瓷材料室温制备关键科学问题研究自然制造过程中生物材料组成和显微结构形成过程的典型特征;研究生物环境、类生物环境、生长因子等条件下陶瓷材料合成和显微结构形成动力学过程,开展生物合成陶瓷材料结构形成动力学的跨尺度理论模拟和计算;研究微纳尺度限域环境、外场(光、力、电)等辅助条件对物质传输、反应和组装致密化机制的影响,设计和研发陶瓷材料室温制备装备,优化制备工艺参数,研制宏观尺寸工程陶瓷材料。12. 大尺寸异形构件的热防护材料及其制造技术面向大尺寸异形构件整体制造及热防护的需求, 研究多元超高温陶瓷复合材料高温长时抗氧化机制,优化设计宽温域抗烧蚀多元超高温陶瓷组分;研究反应熔渗法制备大尺寸构件的多元超高温陶瓷生长机制,发展陶瓷与碳/碳材料结构功能一体化的梯度复合方法;研究大尺寸构件碳基体与陶瓷相的定向引入方法、应力形成机制与变形控制方法,形成大尺寸异形构件整体制造与分区域热防护制备技术。13. 劣质地下水改良的原位调控理论与技术研究面向劣质地下水分布区安全供水的重要需求,研究原位调控含水层条件下原生劣质地下水中氟、砷、氨氮等典型有害组分的去除机理,构建水质改良原位调控理论体系;开发典型原生劣质地下水中有害组分及赋存状态的原位与现场快速检测方法,研发劣质地下水多相态条件下有害组分反应性溶质运移模型,探索强化吸附除氟、强化固定除砷和强化生物脱氮等原位改良技术,建立典型原生劣质地下水原位调控的技术方法体系。14. 中国东部深层高温地热的形成机制、分布特征和资源评价针对中国东部深层高温地热的动力背景、生成与聚集机制、分布规律等开展研究。通过地球物理、地质、地化综合研究,解析地幔、岩石圈和地壳结构及其热物理参数;查明中国东部新/活动构造特别是控热构造的三维分布与时空演化特征; 开展有效热源分析,建立地热场挽近时期构造-热演化历史;结合地震、电、磁、重力等地球物理数据、地质地球化学资料,探索精细刻画浅部地壳热结构新的计算模型;开展干热岩结构力学成 因、压裂、特别是临界CO2压裂改造方法与机理研究。15. 富氦天然气成藏机制及氦资源分布预测技术研究有效氦源的评价参数及氦气释放机制,揭示控制氦源效率及潜力的关键因素;研究复杂地质介质中氦的运载机制及控制因素,揭示地质条件下温度、压力、介质特征对氦气运移、富集的控制;研究富氦气藏成藏过程及关键控制因素,阐明古老克拉通地台区富氦气藏、深大断裂/岩浆活动区富氦气藏、非常规天然气(页岩气、煤层气等)富氦气藏的成藏条件、动态富集过程及关键控制因素;建立氦源效率、有效性及潜力评价技术、复杂地质条件氦气运载效能评价技术、富氦气藏成藏条件及富氦天然气有利分布区带及勘探目标预测技术,综合集成构建氦资源评价预测技术。16. 火星的宜居环境和生命信号探索研究基于我国和国际上已有数据,结合火星陨石、模拟样品的实验室研究,充分参考地球类火星的极端环境条件,研究火星表面水成矿物的分布、含量和形成环境,水成地貌特征和古沉积环境演化,为生命可能产生的大概率区域提供参考;研究火星表层以下水冰分布,并寻找可能的地下宜居环境;分析火星陨石中的硫等挥发性元 素的同位素组成和不同氧气含量下硫等挥发性元素的光化学反应过程;研究地球临近空间、柴达木盆地等类火星极端环境中的生物多样性、分布特征和适应机制,开发地球代表性生物标志物在模拟火星环境中的检测方法,提出若干可测量的关键检测技术指标。17. 空间微重力燃烧的基础性研究面向先进能源动力和高性能发动机提高能效、燃烧源污染物的控制、地面和载人航天防火技术,通过一系列的微重力燃烧实验,得到解耦浮力效应的科学实验数据,促进对燃烧现象科学本质的认识和模型的建立,推动燃烧科学和技术的创新。具体内容包括:层流近极限燃烧特性研究;射流火焰湍流转捩及火焰结构特性研究;载人航天火灾行为及材料防火安全研究;航空航天液体燃料燃烧机理研究;微重力燃烧的碳烟生成研究,火焰合成特 种材料研究。18. 空间环境中新材料制备原理与特种成形技术基于空间环境的特殊条件,探索新材料变革性制备原理与特种成形技术。揭示超高温金属材料的液态热物理性质,探索空间快速凝固动力学规律;研究新型大块非晶与稀土磁性合金的空间制备与成形过程,优化非晶/纳米晶软磁合金组织和磁性能;探索空间环境中液相分离机理,发展高性能稀土镁合金特种成形技术;研究无机功能晶体的空间生长动力学及其生物医学特性,实现其结构和缺陷的主动调控;建立有机功能材料和纳米复合材料的空间合成新途径,发展新型凝胶润滑材料和含浸润滑剂多孔纳米复合材料。19. 空间胚胎发育和生命孕育研究研究空间微重力对哺乳动物和人类生殖细胞及其支持细胞协同发育的影响,从分子、细胞、组织等多个层面,系统地探究微重力环境对生殖细胞及其支持细胞协同发育的影响;研究空间 微重力下体外培养和分化胚胎干细胞为各类功能细胞、组织及器官的特性变化及基本规律;研究空间环境低敏感小鼠品系的筛选和构建,空间小鼠培养关键科学与技术问题。20. 日—地和日球层边界探测中的重要科学问题围绕理解日—地多圈层耦合过程和日球层边界的复杂系统开展重要科学问题研究。基于光谱成像观测研究日冕磁场、密 度、温度、速度的空间分布及其快速演化;建立太阳风结构的多视角观测的反演方法,研究其在行星际空间中的传播特征和演化规律,研究太阳风与地球磁层相互作用的关键区域(包括磁层顶、极光区和磁尾)的成像特征;建立数据驱动的内/外日球层全链条三维多元太阳风动力学演化模型,模拟背景太阳风环境及太阳风暴大尺度结构的传播与演化;研究太阳风边际结构及动态特性,星际介质对太阳风的侵入作用;研究太阳风超 热粒子及异常宇宙线的起源、加速和演化,银河宇宙线在太阳系边际的调制传输机制。21. 基于范德华外延—剥离转印的半导体器件制作新方法面向未来信息系统对高性能半导体器件的需求,突破衬底对器件性能的限制,探索基于范德华外延—剥离转印的器件制作新方法,实现不依赖外延关系的衬底选择,为高效率光电器件和大功率射频器件的研制提供变革技术。22. 基于声波新原理激励小型化天线技术面向低频天线机动化和高频天线芯片化的重大应用需求,研究多频段小型化声波激励天线新机理、新材料和新工艺,突破天线尺寸数量级缩减的技术瓶颈和传统天线辐射效率与带宽的物理极限,实现天线技术在尺寸和性能上的跨越。23. 具有开放扩展架构的模块化移动终端技术针对传统移动终端更新换代导致的资源浪费,研究可持续演进的模块化终端新形态,通过软件、模块升级与按需组合,支持多频段、多体制无线接入,实现终端由封闭向开放扩展架构的转变。24. 超铺展液滴调控技术用于高效农药利用的基础研究面向农药高效利用的重大需求,研究农作物叶面独特的微观结构和性质对农药液滴撞击在其表面迸溅和沉积的影响机制;构筑适用于多种作物和农药的新型高效表面活性剂超铺展剂体系,与农药活性调控技术相结合,解决农药的残留问题;与高效植保装备和精准施药技术相结合,构建能够使农药喷雾在作物和杂草间靶向喷洒、高效选择性沉积、抗风雨侵蚀的颠覆性技术,突破传统方法的极限,全面提升农药利用率;推动精准农业的实用化,完成农田农药喷洒测试。25. 高灵敏高速高温超导单光子探测材料与器件面向自由空间光通信对轻质小型、高灵敏光子探测器的迫切需求,聚焦星间激光通信等航空航天国家重大战略,开展新型结构高温超导薄膜制备过程与跨尺度物性理论研究和工艺优化设计;揭示基于量子金属态的新型超导量子效应形成机制;建立微结构与库珀对输运特性的构效关系和评价准则;发展基于高温超导体量子金属态的高灵敏、高速单光子探测原型器件。26. 稀土基新型电子相变半导体与敏感电阻器件围绕国家战略,从电子材料角度变革现有突变式敏感电阻元器件技术;发展稀土镍基氧化物等新型电子相变材料的非真空制备技术并结合理论计算优化其制备工艺;发展其金属绝缘体相变温度在宽温区范围的精准设计方法;研究其高压诱导电子相变特性与机理;研究其氢致电子相变特性、机理、与潜在器件应用;制作稀土基突变式热敏、压力敏感电阻原型器件。27. 分布式光纤地震成像与反演的关键技术及应用研究针对我国页岩气等非常规油气安全、高效开发关键需求,探索三分量分布式光纤地震传感技术;基于井中与地面光纤传感记录,开展裂缝发育、流体运移成像与反演方法研究,开展地下介质结构动态成像与物性参数动态反演方法研究;开展非常规油气开发现场及周边区域野外监测示范。28. 南极冰下复杂地质环境多工艺钻探理论与方法针对南极复杂冰下地质环境研究需求,变革现有冰层钻进及冰下地质钻探取样技术,探索面向南极恶劣地表环境和暖冰、脆冰与冰岩界面等复杂冰下地质环境的多工艺钻探取样理论与方法,提高复杂冰层钻进速度和增加冰下基岩取心长度。29. 高铁地震学研究针对高铁路基安全、地震预测、智慧城市地下空间探测与监测等重大问题需求,变革性地把高铁噪声源转变为可利用的优质震源,探索以高铁震源为代表的移动组合震源激发地震波场新理论,发展基于移动组合震源的地下介质结构探测、动态监测等系列新技术。30. 高通量培养筛选鉴定健康相关微生物的关键技术建立健康相关微生物菌自动分离培养及性状分析平台,揭示重要肠道细菌及代谢产物对“微生物—代谢—免疫”轴影响的微观机理;建立多组学大数据分析技术与人工智能算法,揭示临床常用药、疾病与健康相关的微生物组特征以及代谢、免疫特征;建成中国健康人体微生物实体库和微生物组的健康大数据库,突破微生物组研究关键技术,发展具有应用前景的微生物组干预技术,促进新型健康药物研发。31. 空间领域青年科学家项目针对太阳活动和空间天气的智能预报,地月空间探索等领域中的基础科学问题开展研究。32. 电子信息领域青年科学家项目针对碳基结构与硅基片上集成技术、语义通信理论与编码方法、多功能毫米波无源元件设计理论与实现技术、光电融合计算加速技术等领域中的基础科学问题开展研究。33. 材料领域青年科学家项目针对强自旋轨道耦合材料、二维量子材料、光—电—磁功能材料、柔性材料、生物医药材料等新概念功能材料与器件领域中的基础科学问题开展研究。34. 地学领域青年科学家项目针对地球与生命早期协同演化的金属同位素示踪技术与原理,关键带水文生物的地球化学研究,热带、中高纬度气候系统与我国极端天气气候的关系,涡旋运动与海洋生态系统储碳过程的关系等领域中的基础科学问题开展研究。
  • 科技部回应:刊文经费分配问题与事实不符
    北京11月8日今天,科技部新闻发言人就美国《科学》杂志今年9月刊登的《中国的科研文化》一文中涉及的我国基础研究科研经费分配问题正式表态,认为文章内容与事实不符。   科技部新闻发言人表示,我国基础研究科研项目经费在支持方向上分为两类,一类是以资助科学家自由探索为主的基础研究,例如国家自然科学基金,支持的面广,项目数多 另一类是以国家重大需求为目标的基础研究项目,例如国家重点基础研究计划(973计划)等,是根据经济社会发展方向和重大科学问题所部署的前瞻性重点基础研究任务,由科学家申报,经过公正、公开的评审程序来确定,所有项目都在网上公示,项目所获支持力度一般比较大,项目数少,竞争性强。此类项目在规划、立项、评审和验收等各个环节,按照国际通常办法,都建立了由各学科领域高层专家所组成的专家委员会,参与项目全过程的评审和监督管理。   据介绍,文章的两位作者施一公教授、饶毅教授,都被聘为国家973计划项目首席科学家,饶毅同时还是国家863计划项目课题负责人,他们都承担了我国基础研究和前沿技术领域的科研项目,国家通过多个渠道对他们在科研经费和条件保障上给予了大力支持。   科技部新闻发言人说,科技部作为国家科学技术的行政管理部门,与各科研机构、学术机构、院校、企业、各学术领域科学家、科研人员等联系和反映问题的渠道是畅通的。科技部热忱欢迎所有关心我国科技事业发展的人士,就所关心的问题向科技部了解情况、交换意见、提出建议。科技部重申对任何违反科学道德、科研诚信、违规违纪的不端行为,采取零容忍态度,有举必查,查实必究,绝不姑息。   近年来,973计划在农业、信息、材料、能源、人口与健康、资源环境、综合交叉和科学前沿等领域,解决了一批重大科学技术问题,为经济社会发展提供了重要的科技支撑。例如超导材料科学,脑结构与功能的可塑性,太赫兹重要辐射源及探测,量子通信与量子计算,诱导性多能干细胞培育活体小鼠,化学复合驱采油,高强度钢等一批世界瞩目的重大基础研究成果,大大提高了我国基础研究领域的原始创新能力,也为世界科学事业作出了贡献。这些成就凝结着承担科研任务和参与规划、立项、评估、管理的一大批科学家、科技管理人员的辛勤汗水和求实奉献的精神。
  • 聊一聊国内材料力学性能检测技术的发展、现状与问题
    当前,材料力学性能检测试验机被广泛应用于钢铁、造船、电气、机械制造、钢构、航空航天、港口机械、建筑、大学科研院所、质量监督检验第三方检测机构等。在我国各种类型的材料试验室里,试验机数量庞大,种类齐全、高中低档皆有。乐金涛老师,自1983年开始从事金属材料力学性能检测工作,从普通的试验员开始,到试验组长、试验室主任、试验设备管理,到参与试验室项目建设、试验室项目招标评审工作、试验方法标准的审修订等,近40年来一直没有脱离过试验室工作和技术。基于长期从事金属材料的力学性能测试工作,熟悉各类金属材料的试样加工和力学性能试验标准,发表过许多有关金属材料力学测试方面的专业性文章。日前,仪器信息网特别采访了乐金涛老师,请他聊一聊国内材料力学性能检测技术的发展、现状与问题,以供业内同行深度了解与分享。仪器信息网:请您介绍一下材料常规力学性能检验项目和所涉及的试验设备主要有哪些?乐金涛老师:力学性能检测,是对钢铁等材料的各种力学性能指标进行测定的一项必不可少的工作。试验所获得的强度、韧性和变形等性能参数,对于工程设计应用和材料研究都具有很重要的参考价值,较多场合是直接以试验结果为使用依据的。材料的常规力学性能检验涉及的材料试验机主要有两类:一是材料性能试验机,用于金属材料的拉伸、冲击、硬度、落锤试验机等;二是工艺性能试验机,包括弯曲试验机、顶锻试验机、杯突试验机、扩孔试验机等。材料的常规力学性能检验项目及所涉及试验设备检验项目评价特性检验设备拉伸(屈服强度、抗拉强度、断裂延伸率、断面缩率等)提供材料在常温、高温条件下的强度和塑性判据的力学性能试验。(上屈服强度、下屈服强度;规定塑性延伸强度、总延伸强度、抗拉强度;屈服点延伸率、最大力塑性延伸率;非比例试样断后伸长率、断后伸长率;应变硬化指数、 塑性应变比等)拉伸试验机时效指数时效指数值是指将同一根试样首先拉伸到规定变形量后,进行规定时间和温度的时效处理后再拉伸,从而评判其屈服应力的增加程度。烘烤强化值用于评价BH钢烘烤强化的效果,烘烤后屈服强度提高,通过二次拉伸试验进行测定。冷弯评价金属材料承受弯曲塑性变形的能力,是一种工艺试验。弯曲试验机顶锻试验沿试样的轴线方向施加力,将试样按规定的锻压比压缩,经塑性变形后显示试样表面缺陷以判断产品表面质量,是一种工艺试验。顶锻试验机夏比冲击(冲击吸收能、剪切断面率、侧膨胀)用以评定材料的缺口敏感性和冷脆倾向,是对材料抵抗冲击载荷的能力的评价。评价指标主要为试样在冲击试验力作用下折断时吸收的能量。摆锤冲击试验机时效冲击用于评价钢经应变时效后,韧性下降的程度。落锤DWTT其特点是从断口形貌形式转变温度出发,对材料的韧脆转变行为进行评估。落锤试验机硬度(布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度)衡量材料软硬程度的一种力学性能指标。布氏硬度计洛氏硬度计维氏硬度计仪器信息网:您之前讲过拉伸试验的发展状况(详情链接),请您再谈谈其它常用试验技术(冲击试验、顶锻试验、硬度试验等)的发展现状?乐金涛老师:1)夏比冲击试验1912年泰坦尼克号沉没于冰海,成了20世纪令人难以忘怀的悲惨海难。20世纪80年代后,材料科学家通过对打捞上来的泰坦尼克号船板进行研究,回答了持续80年的未解之谜。由于泰坦尼克号采用了含硫高的钢板,韧性很差,特別是在低温下呈脆性。当船在冰水中撞击冰山时,脆性船板使船体产生很长的裂纹,海水大量涌入使船迅速沉没。夏比冲击试验是鉴别温度对金属材料强韧性能影响最直接的评价方法。传统冲击试验2)全自动冲击试验技术在2005年左右,国内部分钢铁企业试验室从国外引进了推杆式全自动冲击试验机,之后国内的试验机厂家也纷纷仿制这种类型的全自动冲击试验机。基于结构上的因素,归纳下来,此类全自动冲击试验机在使用过程中经常会发生以下五个缺陷或故障:①冲击试样制冷装置经常会产生结霜现象,特别是制冷温度越低,或和环境温差越大,结霜现象就越严重,容易因结霜对推杆系统造成阻力,推送机构经常发生卡死等状况;②送样过程中,冲击试样在试验机砧座40毫米的跨距间容易掉样;③试验过程中,冲击试样机砧座上粘接的毛刺无法自动清除,影响试样的定位精度;④在GB/T 229-2007 《金属材料 夏比摆锤冲击试验方法》标准中规定:当使用液体介质冷却试样时,试样应在此温度上保持至少5min。当使用气体介质冷却试样时,试样应在规定温度下保持至少20min。但此类全自动冲击试验机由于结构的原因,其冷却方式是属于气体冷却还是液体冷却方式不明确,经常造成不同方在保温时间设定的分歧。已经颁布实施的GB/T 229-2020新版标准,将此类的冷却方式明确为气体冷却,且新版标准规定试样在规定温度下保温时间至少由20min提高到30min;⑤此类全自动冲击试验机在试验过程中由于采用端面定位方式,冲击试样的缺口对称面-端部距离27.5mm的长度尺寸公差的加工要求由±0.42上升到±0.165,为了这个加工尺寸公差的提高,就需要将原来的加工工艺发生较大的改变,花费更长的加工时间。以上五个弊端或缺陷,大大影响了企业在生产检验中的冲击试样加工和试验的工作效率,所以这种类型的全自动冲击试验机至今尚未实现普及应用,或制冷送样装置等被弃之不用。目前新开发的多关节六轴机器人全自动冲击试验机,完全克服了上述推杆式全自动冲击试验机的弊端或缺陷。试验时,试验人员根据自动接收到的试验顺序、试验温度等试验要求,将冲击试样通过机械手放置到可以按照指令自动制冷控制的低温槽→达到规定温度的保温时间→冲击试验机自动取摆→机械手自动快速抓取转移经过冷却后的试样,通过对中系统送到指定位置→冲击试验机自动放摆冲击→试验机自动分拣合格与不合格试样→试验数据自动保存并发送给上位机。多关节六轴机器人全自动冲击试验机的应用完全符合GB/T 229-2020新版标准的各项要求,如试样从冷却装置中移出至打断的时间掌控、转移装置与试样接触部分应与试样一起冷却等功能,目前已经成为全自动冲击试验机的主流配置。多关节六轴机器人全自动冲击试验机3)顶锻试验顶锻试验是沿试样的轴线方向施加力,将试样按规定的锻压比压缩,经塑性变形后显示试样表面缺陷以判断产品表面质量的一种工艺试验方法。顶锻试验通常顶锻试验机、万能试验机、压力机等设备来实现。顶锻试验钢铁厂生产的线材棒材产量大、检测频次高、检测周期块。传统的顶锻试验机对每一规格都要相应的配置一套模具,不同的锻压比又需配置不同的模具。试样直径的加大必然使试验机的力值规格加大,顶锻模具的重量也增加,热顶锻模具的重量会更加大。现在根据试验标准要求和各大钢厂、标准件厂用户的实际需求,运用现代电液伺服技术,采用与棒线材深加工速度相似的控制速度,集校直、剪切、顶锻压扁三位一体的全自动快速顶锻试验机的开发应用,从根本上保证了顶锻试验的准确性、可比性,完全符合金属材料顶锻试验方法标准的要求。三工位快速顶锻试验机关于带机械手全自动快速顶锻试验机技术。试验时试验人员根据接收到的试验要求,将线材棒材样坯放入试样架或通过AGV小车送达指定的位置→机械手根据预先在程序上设置好的位置抓取样坯→送校直工位进行样坯校直→送剪切工位进行样坯剪切→机械手将剪切后符合高度要求的试样放置到顶锻试验机试验位置,在确保上下两端面平行的情况下自动调用预定设置好的试验方法进行试验→试验结束后机械手自动取下试样放置到评定工位→通过人工评定后将试验数据输入、保存并发送给上位机。如果前道工序已经将样坯校直并加工成合格的试样,那全自动顶锻试验机就越过矫直和剪切工位,直接进入到试验工位。自动化技术在顶锻试验上的运用,成功地解决了多工位顶锻试样上下料的问题,尤其是解决了在热顶锻试验中的送取样难题。带机械手全自动快速顶锻试验机3)硬度试验硬度试验是用一定形状的刚性压入物在一定载荷作用下与试样表面作用,试验的结果是材料的永久塑性变形信息。它是金属材料力学性能检测中比较简便的一种方法,与其他试验方法相比,具有快速、相对无损、可现场测试等优点。硬度计一般可分为静态和动态二大类:①静态硬度计。一般是都固定存放在试验室里,包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏等硬度计。此类硬度计由于受外来干扰的影响因素比较少,其测试结果相对比较准确。布氏硬度计、洛氏硬度计、维氏硬度计②动态硬度计。包括肖氏、里氏、超声波、锤击等硬度计。这类硬度计一般都在现场使用,在测试过程中容易受到外来因素的干扰,不同工况条件下测得的试验结果离散性相对较大。③全自动硬度计技术。试验人员根据自动接收到的试验要求,将硬度试样通过人工或机械手放置到指定位置→经过高速铣或磨削等设备自动完成硬度试样的表面加工→试样号自动识别→机械手按指令将加工后的试样放置到硬度计自动载物台→根据试验指令硬度计自动完成压头更换、试样力的切换等试验参数配置→通过硬度计自动载物台移动配合自动完成单点或多点的加载、保载、卸载、压痕测量等试验过程→试验数据自动保存并发送给上位机→机械手可以按照试验结果是否合格将残料分别放到不同的残样收集装置等。全自动硬度计系统另外,再讲讲通过硬度试验结果估算出材料的抗拉强度和不同硬度试验值之间的换算这个技术问题。1)相关研究表明,通过硬度试验结果可以估算出材料的抗拉强度,布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和与强度呈现较好的相关性,是正相关关系。由硬度值推算抗拉强度,目前可以依据的国内标准主要有GB/T 33362—2016《金属材料 硬度值的换算》和GB/T 1172—1999 《黑色金属硬度及强度换算值》这两个标准。2)归纳国内部分试验室的验证试验结果看:布氏硬度换算抗拉强度的相对偏差要明显低于洛氏硬度和维氏硬度。3)体会及建议标准是基于试验得到了布氏、洛氏、维氏硬度与强度的换算公式。但上面提到的两个标准都没有给出,由于材料的特性、均匀性等不一样,也不可能给出换算值的不确定度数据,对于换算结果的偏差范围无从得知。标准所列换算值,是只有当试样组织均匀一致时,才能得到较准确的结果。鉴于目前还没有普遍适用的方法将某种硬度值准确地换算成其他硬度或抗拉强度,所以应尽量避免这种换算。针对不同的试验对象,还是建议按照标准或协议要求直接进行相关的拉伸或硬度试验。仪器信息网:除了拉伸试验机中配套的引伸计和力传感器,您认为当前试验机行业急需解决的关键技术有哪些?乐金涛老师:除了拉伸试验机配套的的引伸计和力传感器,试验机行业急需解决的关键技术还有:1)特种环境下的(超高温、超低温、耐腐蚀等)模拟试验箱及变形测量装置等技术;2)仪器化冲击试验机、动态试验机、双轴静态拉伸试验机等技术;3)全量程的通用或万能硬度计、全自动硬度计、高低温硬度计、现场在线硬度计等;目前国内制造的硬度计,如布氏、洛氏、维氏分开,如维氏硬度计中的显微、小负荷、大负荷分开,其技术和精度都没有问题。但如果要变成全量程的通用或万能硬度计,把布氏、洛氏、维氏功能都集合在一台设备上就不行,其根本原因就是我们传感器的量程范围和精度指标不行。 4)全自动弯曲试验和弯曲试验结果的自动判断技术;5)在冲击和落锤试验中,目前已经实现了冲击或打击等过程的全自动,但对试样断口的判定目前还只能依靠人工进行,评定过程还存在许多人为因素,国内虽然已经有配套的图像分析仪开发,但由于种种原因推广困难。综观以上几大难题,感觉都与视觉识别技术有关。仪器信息网:请您谈一谈当前我国试验机行业存在的问题或弊端?乐金涛老师:现阶段,国内高端拉伸试验机还是被欧美等国际著名品牌或公司所垄断和制约。这些品牌或公司进入中国的试验机市场,不但垄断高档试验机产品的市场份额,而且在和国内试验机企业争夺中档产品的市场份额。中低端试验机市场规模大、风险低。国内试验机企业长期在中低端市场打价格战,没有能力、也没有动力去研发高端的试验设备。日常大生产检验中试验数据的好坏,其实到工厂质检部门判定的时候,说穿了就是合格与不合格的关系。部分国内大生产企业试验机用户的需求定位不合理,不分用途,认为最好所有的试验机都要进口的,都要高精度。试验机1级精度就可以满足的非要0.5级,0.5级精度就可以满足的非要0.3级。其结果就是造成设备功能和资金浪费,运行维保困难,同时也阻碍了国产试验机技术的发展。由于体制上的原因,目前国内同时存在着以试验机生产为主导的试验机标准化技术委员会、以计量单位为主导的全国力值硬度重力计量技术委员会,和以试验机用户为主导的试验方法标准化技术委员会,这与国际上将试验方法标准、试验设备标准与标准物质校准标准归属一个技术委员会,同列一个大标准的通用做法有比较大的差异。由于相互之间缺乏协调经常造成在标准制订上各行其事。我们国家现在有关材料检测试验方法国家标准的制定,都是按照国际标准照搬翻译过来的,我们自己对关键的技术参数或指标等的验证或分析还是不够的。标准是技术规范,同样也是技术壁垒。国外知名试验机企业已经做到了利用技术上的优势在国际标准制定上占据主导权,通过设置技术壁垒来遏制其它试验机企业发展。建议我们国家在制定标准的工程中,不要轻易否定过去已经证明是成熟的标准内容,根据中国国情编制符合中国实际的国家标准。仪器信息网:最后,您能否对智慧试验室建设工作提一点建议?乐金涛老师:我们国家原来靠国家扶植的相关试验设备研究院所都转制成了自负盈亏的经营性公司,且技术、观念落后。国内相关试验设备制造单位合作少,缺乏对共性问题的验证分析、关键技术的合作开发,现在都是靠自己来摸索或仿造,不利于我国检测行业整体技术水平的快速提升和发展,期望相关的行业协会可以起到组织引导作用。目前智慧试验室的建设工作处于初级阶段,许多相关技术还不成熟,各个试验室要根据自己拟突破的关键工序、现有场地和资金等情况,结合技术的发展来综合考虑规划。对于项目实施可能三年不见效、项目中新技术含量超过三分之一的,建议要慎重考虑,切忌盲目跟风。在国内钢铁行业的检测系统中原料检验和炉前快分检验的自动化已经发展得很快,但力学性能检测整个流程自动化、智能化还是处在刚起步阶段,相关单体试样加工和试验设备的自动化程度和稳定性不够等状况,困扰整个自动化线长期持续稳定运转,业内同行深感顾虑。智慧试验室的建设工作,任重而道远,需要试验室和相关设备制造单位等各方脚踏实地的努力。小结:感谢以上乐金涛老师的分享,同时也希望国内的试验机制造厂家要重视市场需求和技术研发,以自动化、智能化为发展方向,在高档或专用试验设备的研发制造等方面争取再获突破,以促进我国试验设备在自动化技术方面水平的提升。
  • 跟总书记走进崖州湾种子实验室:76项"揭榜挂帅"攻关种业卡脖子问题
    原文标题:《跟着总书记走进这个成立不到一年的种子实验室》暖日清风媚,浅夏翩然归。海南三亚到处洋溢着清新与美好!4月10日下午,习近平总书记到三亚市考察,走进海南省崖州湾种子实验室,了解海南支持种业创新情况。习近平总书记在海南省三亚市考察崖州湾种子实验室(图片源自:新华社 摄影记者:李学仁、谢环驰、燕雁)习近平总书记在海南省三亚市考察崖州湾种子实验室(图片源自:新华社 摄影记者:李学仁、谢环驰、燕雁)  习近平总书记强调,种子是我国粮食安全的关键。只有用自己的手攥紧中国种子,才能端稳中国饭碗,才能实现粮食安全。种源要做到自主可控,种业科技就要自立自强。这是一件具有战略意义的大事。要弘扬袁隆平等老一辈科技工作者的精神,十年磨一剑,久久为功,把这件大事抓好。  同样是4年前的这个时节,习近平总书记在国家南繁科研育种基地考察时要求,要下决心把我国种业搞上去,抓紧培育具有自主知识产权的优良品种,从源头上保障国家粮食安全。  习近平总书记关于种业科技自立自强、种源自主可控的指示一以贯之。  于去年5月12日揭牌成立的海南省崖州湾种子实验室,是海南省为支撑国家“南繁硅谷”战略和种业发展而设立的新型研发机构。实验室坐落在海南倾力打造的科技新城——三亚崖州湾科技城。这个新城的范围涵盖我国宝贵的农业科研平台——南繁科研育种基地。  在重要的时间点、重要的地点落成,海南省崖州湾种子实验室无疑承担着重要的历史使命。  “实验室以创新模式推动技术攻关。”海南省崖州湾种子实验室执行主任陈凡接受科技日报记者采访时介绍,实验室聚焦种子创新中的重大科学与技术问题,打造种业领域全产业链科技创新平台,为现代种业和农业可持续发展提供有力支撑。  记者从海南省科技厅了解到,实验室作为海南省科技体制改革的试验田,模拟国际高水平实验室运行,将全面探索构建新型研发机构的组织管理模式与运行管理机制。  在平台建设方面,实验室已建成和投用大型仪器共享平台、种质资源分子鉴定平台、植物组培转化平台、种质健康分子检测平台等,同时,引进了华大基因、山东舜丰等高通量测序和遗传转化等服务公司,为实验室提供就地、高效科研服务。  在实验室1号楼,记者看到,3000多台(套)崭新的高精尖科研仪器设备,按照种子研发流程布局。它们的主要功能就是为种子进行全流程、多环节的检测、分析和研究,包括核酸分析、蛋白组学、光合检测及生理分析、表型鉴定及品质分析等。此外,实验室核心种质资源库已经投入使用,运用智能管理系统进行管理运维。  在科研队伍方面,目前实验室初步形成了由院士创新团队、全职科研人员、双聘科研人员和全职博士后组成的科研队伍。为迅速集聚优秀青年科研人才开展种子基础前沿研究和关键技术攻关,实验室设立了项目博士后课题,面向全球招聘人才,目前在实验室全时工作的博士后已达近百人。此外,实验室通过“揭榜挂帅”项目等资助和成员单位合作等方式,以承担任务的方式吸引国内优秀科研人员来实验室以双聘的方式开展工作。  实验室推行“揭榜挂帅”科研项目组织方式攻关种业“卡脖子”技术问题,项目管理采取目标导向、分类评估方式。据统计,2021年,在单倍体育种技术、突破性种质资源创新与新基因挖掘等9大支持方向中,资助了“揭榜挂帅”项目76项,2021年资助总金额达7000余万元。  人员到位、设备到位、资金到位,不到一年时间,实验室科研成果加速产出:植物基因组与代谢组领域取得重要研究进展;多篇高水平学术论文陆续见诸国际权威学术期刊… …   与此同时,种子精准设计创新平台、南繁作物表型研究设施、现代生物技术育种先行试验区、国家野生稻资源圃,这些与种业创新紧密相关的设施基地建设均已按下“快进键”,跑出了自贸港项目建设的“加速度”。文:科技日报记者 王祝华
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