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高度重视基础研究 促进科技自立自强
2021-07-22 10:25:19 [来源:湖南日报·新湖南客户端]     [作者:]     [责任编辑:[责编:官铭]]      字体:【

高度重视基础研究 促进科技自立自强——2020年度湖南省科学技术奖扫描

编者按

7月21日召开的湖南省科技创新奖励大会,是对我省优秀科技创新成果和创新人物进行集中表彰的盛会。我省科技奖励是如何发挥激励创新的指挥棒作用的?这些获奖项目和人物给经济社会发展带来了哪些改变?湖南日报·新湖南客户端记者深入一线,走近获奖的部分专家,并采撷了几项有代表性的获奖成果,让读者一睹为快。

湖南日报·新湖南客户端记者 王铭俊

通讯员 龙群 文静

这是属于湖南科技工作者一年一度的盛会。7月21日,湖南省科技创新奖励大会在长沙召开,会议表彰了2020年度湖南省科学技术奖。

2020年度湖南省科学技术奖共有授奖项目(团队、人选)265项,其中杰出贡献奖1项、自然科学奖83项、技术发明奖23项、科技进步奖152项、创新团队奖5项、国际合作奖1项。

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。这些获奖项目和获奖个人在科学发现、技术创新等方面,突破了多项核心技术,取得了众多重大创新成果,充分反映了我省在相关领域的自主创新能力,为产业升级、科技惠民等提供了强大支撑。

鼓励开展“从0到1”的研究

自同步控制与稳定性一直是电力系统两大挑战性科学难题。在电力电子化发展趋势下,要想解决自同步控制与稳定性,变得更为困难。在国家自然科学基金等项目的持续资助下,中南大学粟梅团队完成了相关基础研究,为电力电子化网络规划和稳定运行奠定了理论基础。该项目获得2020年度省自然科学奖一等奖。

持之以恒加强基础研究。2020年我省自然科学奖一等奖数量由上年的7项上升为9项,展示了我省一批基础研究领域新成果。

湖南鼓励开展“从0到1”的研究,为实现科技领跑、促进科技自立自强、打破国外垄断和技术封锁作出了重要贡献。

湖南大学陈政清教授领衔的团队累计研发出3大类12种系列的电涡流阻尼器产品,满足土木工程各种减振(震)要求,耗能密度、最大阻尼力、临界速度等各项技术指标均位居国际最高水平,吸引了德、英、西、韩等国进行跟踪研究,体现了该项目的领跑地位。该项目摘得省技术发明奖一等奖,可谓实至名归。

面向经济社会发展主战场

浏览今年的获奖项目名单,一项又一项科技创新成果展示了我省在医药卫生、农业、防灾减灾等领域取得的进展和突破,是“科技让生活更美好”的生动诠释。

中药药物动力学与谱动学的理论体系与方法学研究、基于分子影像的肿瘤精准诊疗机制研究、老年综合评估技术及干预模式的建立与应用……今年,湖南将“面向人民生命健康”作为科技奖励的重要方向,医药卫生类获奖项目共42项,其中一等奖5项。

一批事关民生的优秀成果脱颖而出。“农业农村水污染源头生态治理关键技术创建及其在南方的应用”项目,创建了南方农业农村水污染小流域源头生态治理新模式,技术先进性强,应用效果突出,为实现乡村振兴和环境治理有机协调提供了有效途径;“板栗和锥栗种质创新及高效栽培关键技术”开展了栗种质创新、高效栽培关键技术等系统研究和示范应用,近三年技术成果在我国南方、华北和西北地区累计推广面积106.5万亩,实现新增产值27.46亿元。

将机械、电子、传感器、计算机等学科融合,去研究机器人感知与智能控制;积聚学界权威、业界精英等高端人才,去攻克轨道—桥梁结构服役安全难题……为了适应学科交叉融合、团队协同作战的新要求,今年我省加大了创新团队奖的奖励力度,受奖团队达到5个。在团队带头人的带领下,我省在相关领域保持了国内领先水平,团队也正催生出新的方向、新的增长点。

原载《湖南日报》(2021年7月22日03版)

湖南省科学技术杰出贡献奖获得者罗安院士——

怀科研报国之心 行“智造”电气之路

湖南日报·新湖南客户端记者 王铭俊 通讯员 唐璐

【简介】

罗安,男,1957年7月出生,中国工程院院士,湖南大学学术委员会主任,国家电能变换与控制工程技术研究中心主任。

(罗安院士 湖南日报·新湖南客户端记者 赵持/摄)

【故事】

罗安是国家恢复高考后的第一届大学生,考入湖南大学工业企业电气自动化专业后,开始与“电气智造”结缘,长期从事大功率电能变换与控制研究。因为博士生导师路甬祥院士“我的事业在中国”这句话,他数十年致力于祖国的科研和教育事业,带领团队把国家需要作为科研目标,攻克了一项项“卡脖子”关键技术,为祖国培养了一大批优秀青年人才,荣获2020年度湖南省科学技术杰出贡献奖。

1989年在贵溪冶炼厂的一次调研,让罗安意识到我国电力滤波装置的痛点。由电力电子装置等引起的谐波,导致企业变压器电能损耗严重,同时需要好几台大鼓风机来散热。谐波超标,可能还会引发电力系统灾难性大停电,造成大型设备重大事故,一次事故损失可达成百上千万元。

为过滤这种存在于电力传输的电能“杂质”,罗安组建团队研发新设备,致力于改变“国内无源滤波装置效果欠佳,国外有源滤波装置成本高、损耗大”的局面。1998年,他和团队经过无数个日夜研发的设备终于应用在企业的生产线。然而,换来的却是失败和人力物力的损耗,几年的努力付诸东流。“科研攻关的路上从来就没有坦途。”团队在罗安的鼓励下重整旗鼓,分析失败原因,研究改进办法,奋力拼搏。

2003年7月,在罗安及其团队的努力下,我国首台10kV混合型有源滤波器装备研发成功,不仅能降低功耗,还具有价格上的优势,在冶金、化工、电力等领域有良好的应用前景。

一次次失败没有让罗安望而却步,技术的成功也没有让他停下前进的脚步。

针对电磁搅拌系统技术及其装备长期被国外公司垄断、我国高品质特殊钢大量依赖进口的问题,罗安多次带领团队实地考察,经历数百次方案的论证与完善,摈弃传统电机学有齿槽思维,首创了无齿槽电磁搅拌技术和变频电源,研制出世界最宽3.6m宽厚板坯电磁搅拌系统、世界首套30吨双通道电磁加热装备,使我国在世界该领域“一马当先”。

长期受制于国外的电解铜箔技术,也引起了罗安的重视。大电流电解电源是该项目的关键装备,也是我国当时的研发难题。“那就攻克它!”罗安率领师生走进车间,日夜钻研和反复测试,研制出我国首台50kA铜箔电解电源装备,实现了我国6-18μm高品质超薄铜箔的生产,结束了我国需要大量进口高档超薄铜箔的历史。

近年来,罗安又着眼于国家新的战略需求,把目光聚集在水声通信和探测上。尽管项目经费和科研人员有限,湖试和海试条件恶劣,他与团队仍坚守科研前线,于2017年研制出国内首台5kV/50kW的数字功放装备,达到国际先进水平。

科研之路仍在继续,罗安带领他的团队正朝着更高的目标迈进。

原载《湖南日报》(2021年7月22日03版)

中国阻尼新技术,让结构工程更安稳

(7月19日,湖南大学,牛华伟教授在介绍电涡流阻尼器的实际应用场景。湖南日报·新湖南客户端记者 傅聪/摄)

湖南日报·新湖南客户端记者 王铭俊

通讯员 唐璐

阻尼器是以提供运动的阻力、从而耗减运动能量的装置,具有减振消能的作用,早在上世纪七十年代便被人们应用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中。为弥补传统的液压阻尼器漏油、寿命短、维护成本高等一系列缺陷,减少建筑摇晃感、提高建筑安全性及舒适度,湖南大学陈政清院士带领的团队历经10余年攻关,完成了“高耗能密度高临界速度永磁电涡流阻尼新技术与应用”项目,获得2020年度湖南省科学技术奖之省技术发明奖一等奖。

“电涡流阻尼器可以理解为一个发电机加电热器,物体运动产生的机械能通过电磁感应的原理转化为电能,然后马上转换成热能消耗掉。”团队成员、湖南大学土木工程学院教授牛华伟介绍。

目前土木结构中最常见的阻尼器是液压阻尼器,它不仅对密封条件要求高,且在长期振动下,老化、磨损、漏油后便会失效。电涡流阻尼器则是纯金属结构,更具有耐久性。电涡流阻尼器适应特殊环境的能力也更强,川藏线的桥梁几乎每天都要经历极大的温度差,液压阻尼器性能易受温度影响,而电涡流阻尼器则有更好的稳定性。此外,电涡流阻尼器灵敏度更高,即使在小幅运动但力比较小的情况下,依然能够灵活运动并消耗能量。

基于该电涡流阻尼新技术,研发团队累计开发出3大类12种系列的电涡流阻尼器产品,应用范围突破土木工程,逐渐向新能源工程等多领域进军,目前已在杭瑞高速洞庭湖大桥、湖北石首长江大桥、拉林铁路藏木特大桥、上海中心大厦、北京大兴国际机场和摩洛哥NOORIII塔式光热电站等国内外重大工程中成功应用。

如今该项目已进入第二阶段,实现了电涡流阻尼器高耗能密度与高临界速度的协同设计,形成电涡流阻尼减振成套技术并实现产业化。

原载《湖南日报》(2021年7月22日03版)

波前调制为微波雷达戴上“眼镜”

(7月19日,国防科技大学,王宏强(右)和项目团队成员在实验室调试设备。湖南日报·新湖南客户端记者 傅聪/摄)

湖南日报·新湖南客户端记者 王铭俊 通讯员  李诗田

雷达,是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射机将电磁波能量射向空间的某一方向,当电磁波遇到目标发生反射,产生回波,雷达接收机就能对回波进行处理,获得距离、角度、材料等目标参数。面对传统雷达对前视区域只能测距不能成像的局限性,国防科技大学黎湘教授带领团队完成“电磁波波前编码超衍射前视成像理论”项目,获2020年度湖南省科学技术奖之省自然科学奖一等奖。

微波是电磁波频谱中雷达常用的一个工作频段范围。“如果把传统微波比作向水面扔一块石头后形成的阵阵涟漪,电磁波就只能探测在这个球面波所在的平面空间中是否有物体存在。”团队成员刘康副教授介绍,微波成像不仅解决了“有无”的问题,还能通过波前调制将电磁波变成螺旋状或者随机变化的形状,通过差异性电磁波激励测量出不同目标回波的相位,此时再通过特殊规律进行编码调控,便能获得不同的反馈信息,达到“是什么”“什么形状”的高分辨水平。

微波具有全天时、全天候的特点,并有一定的穿透能力。相较于光学成像,微波成像不受暴雨、雾霾等恶劣天气的影响,对飞机盲降的地面信息获取等具有重要作用。此外,因为雷达本身难以对前方物体成像,此前传统雷达只能装在车辆侧面,使用时需要“扭着脖子看”,而现在将雷达安装在正前方,实现了从侧视成像到前视成像的突破,当前微波前视成像能够达到百米量级距离对车辆的分辨。

刘康介绍,项目目前主要取得了理论突破与创新,离实际应用尚有一定的差距,但团队通过发展微波成像的新理论与新方法,为解决重大装备的前视成像目标识别难题提供了全新的理论和方法支持。未来,该项技术在无人车自动驾驶、无人平台任务路线规划、机载预警探测等领域均有很大的应用潜力。

原载《湖南日报》(2021年7月22日03版)

良种良法造就“富民栗”

(7月19日,中南林业科技大学,袁德义教授(右二)与团队成员讨论锥栗的生长发育特性。湖南日报·新湖南客户端记者 傅聪/摄)

湖南日报·新湖南客户端记者 王铭俊

通讯员 李诗田 邹敏

作为国家“三油四粮”战略中的一“粮”,板栗和锥栗是我国重要的木本粮食树种,是国家粮食安全战略的重要补充。为解决我国板栗和锥栗优良品种缺乏、栽培技术落后、低产低效等突出问题,中南林业科技大学袁德义教授带领团队历经10年时间,横跨大半个中国,完成了“板栗和锥栗种质创新及高效栽培关键技术”项目,获得2020年度湖南省科学技术奖之省科技进步奖一等奖。

锥栗是我国南方特有的“木本粮食”树种,果实呈锥形,湖南武陵山区是它的原生地和分布中心,拥有丰富的锥栗资源。“要把栗资源优势转化为经济效益,需要‘良种’与‘良法’的有机结合,因地制宜,以创造高效率,实现高收益。”袁德义介绍。

项目团队围绕种质创新、促雌增产、良种繁育、高效栽培四项关键技术,实现了五个方面的重大突破,均领先国内同类技术水平,在栗花性别分化、菌根化育苗技术研究方面处于国际领先水平。

栗在生产中普遍存在的雄花量过大、雌花偏少(雌雄花朵比例为 1∶1000~1500)的问题一直未能很好地解决,导致其产量低且不稳定。团队研究发现栗花性别分化具有可塑性,通过细胞分裂素可使雄花变雌花,提高栗产量。针对“减施化肥,减少农药用量,增产增效”的要求,团队研发出一款有效的栗菌根菌剂,接种后苗木生长量提高30%以上,在贫瘠山地造林存活率也明显提高。此外,团队还培育出7个有重大应用价值的特色栗类良种,有效解决了传统栗品种产量不高、贮藏性差、品质欠佳的问题,促进了我国栗栽培品种的升级换代。同时,以南方的特异锥栗良种为基础,创建了我国第一个锥栗种质基因库,填补了该领域的空白。

板栗和锥栗两个“富民果”创造了山区精准扶贫的成功经验。汝城县村民范小良在该成果技术支持下发展锥栗,每年收入都在100万元以上,当地群众称赞“种植锥栗不用愁,又养孩子又盖楼”。近3年来,该项目技术成果在我国南方、华北和西北地区累计推广面积106.5万亩,实现新增产值27.46亿元,新增利润9.01亿元。

原载《湖南日报》(2021年7月22日03版)

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