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2018中国十大科技事件,你知道几个?

2018-12-21 14:19:43

2018年12月1日,华为公司CFO孟晚舟女士过境温哥华被加拿大警方无端扣押事件引发全国人民愤慨,这是一桩典型的由美国幕后操控的事件,通过打压中国科技公司阻止中国科技崛起。

但是中国科技全面崛起已经是重大历史趋势无法被阻止。2018年我国在科技领域的多个方面取得重大进步和创新,从嫦娥四号登月到“鲲龙”飞天,从“魂芯二号A”强力运算到人体的肺脏“重生”,中国完成了一件又一件科技创举,但同时也有争议。下面我们就来盘点一下2018年中国十大科技事件。

一、探月工程嫦娥四号探测器成功发射 开启人类首次月背之旅

2018年12月8日2时23分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。

作为嫦娥三号的备用卫星,嫦娥四号本来设计之初的目的是为了在嫦娥三号工作出现故障的情况,接替嫦娥三号的工作,但是嫦娥三号顺利完成工作。这时嫦娥四号的身份就比较尴尬。但发射总指挥叶培健主张将嫦娥四号发射到月球背面,接受更大的技术挑战。

但是月球背面的电磁波通信与地球隔绝,要实现嫦娥四号在月球背面与地球的稳定通信就必须在月球上空安置一个中继通信卫星,所以2018年6月14日,发射“鹊桥”中继通信卫星到月球上空,完成嫦娥四号的中继通信任务。

与月球的正面地貌不同,月球背面的地貌都是横断山脉,陨石坑的数量更大更多,有极寒极热的温度变化,这就需要嫦娥四号探测器本身具有更强大的抵御严酷环境的性能。在探测器着陆之后才可以直接近距离探测月球背面陆地特征。

月球背面也为嫦娥四号探测器进行深空探测有一个绝佳的环境,因为月球背面不受地球上复杂电磁场干扰,可以捕捉到来自宇宙深空更加微弱的信号,有利我们发现宇宙中更多的现象。

同时这次发射任务还携带了荷兰、德国、瑞典、沙特的探测器,也是国际交流的友好体现。

二、我国成功研制出世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备 可加工22纳米芯片

2018年11月29日,由中国科学院光电技术研究所承担的国家重大科研装备——超分辨光刻装备项目在成都通过验收,这是我国成功研制出的世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备。

提高光刻机分辨率为什么这么重要,我们以芯片制作为例分析,在芯片制作的过程中要把一张巨大的电路设计图刻画到芯片上,这时需要光刻机进行光刻,只有高分辨率的光刻机可以光刻体积小性能强的芯片。而且高分辨率光刻机在其他精加工领域也有重要作用。

目前世界上工艺最强大的光刻机是荷兰的阿斯麦(ASML)公司生产的,但是该公司有台积电,三星,英特尔的股份,所以他不可能愿意将高分辨率光刻机卖给中国。

通常情况下,为了提高分辨率,光刻机会使用波长更短的光源,但是问题在于这不仅技术难度高,而且装备成本也高。

此次中国自主研发的超分辨率光刻机可以形容为“粗刀刻细线”。中科院光电所设计的这台光刻机,使用波长相对更长的普通紫外光,但实现了更高分辨率的光刻,而且使用普通紫外光的光源成本更低。

但是这台自主设计的光刻机这并不意味着我国芯片制造就会突飞猛进,因为芯片制造需要庞大的生态环境,高分辨率光刻机只是芯片制造的一个方面,而且中科院光电所得光刻机目前只在光学器件制造上进行了验证,还没有在芯片制造方面进行测试。

三、世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿在中国诞生

2018年11月26日,来自中国深圳的科学家贺建奎宣布,一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于11月在中国健康诞生。这对双胞胎的一个基因经过修改,使她们出生后即能天然抵抗艾滋病。

科学研究发现人类的相当一部分疾病源于我们自身的基因问题,所以医学界有专家提出对这些病源的基因片段进行增删修改来达到治疗疾病的目的。

而对于生物科学家来说,在离开细胞环境中进行基因编辑的技术已经成熟,但是如果在真实复杂的细胞核内部进行基因编辑就极其困难。

贺建奎团队的这次免疫艾滋病的基因编辑婴儿的消息一出震动中国和世界,在刚开始,国内部分媒体都在称赞该团队在中国基因编辑技术应用于疾病防治方面取得历史性突破。

但是随着事件逐渐发酵转向,多国科学家陆续发声,对贺建奎的此次试验进行谴责,因为乍一看是生物技术的新突破,但是这种实验违背了科研人员底线,事件的背后是科学技术与人类伦理的对撞。

而且贺建奎团队开展以生殖为目的的人类胚胎基因编辑临床操作是中国明令禁止的。国家卫生健康委员会、科学技术部、中国科学技术协会分别表示,此次事件性质恶劣,已经要求相关法单位停止相关人员的科研活动,对违法行为予以查处。

四、中国“人造太阳”首次实现1亿度运行

2018年11月12日,我国大型科学装置“人造太阳”取得重大突破,实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦,等离子体中心电子温度首次达到1亿度,获得的多项实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件。

这里我们所说的“人造太阳”实际上是指核聚变装置,之所以被称为“人造太阳”是因为该装置和太阳一样利用核聚变释放巨大能量。

相比于核裂变,“人造太阳”产生的核聚变可以释放更大的能量,而且不会产生放射性废料,属于清洁能源。

核聚变的原料来自的氘和氚,而海水中含有大量的氘和氚,可以说核聚变原料取之不尽,完全可以解决人类未来的能源需求问题。

但是“人造太阳”的实现需要满足几个必须条件:装置可以承受一亿度以上的高温;长时间在有限的空间中聚变;需足够高的密度使粒子具有很高的动能克服原子核斥力实现聚变反应。

中国现在实现“人造太阳”一亿度运行,表明我国在核聚变领域取得重大的进步,为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础

五、国产大型水陆两栖飞机AG600水上首飞成功

2018年10月20日,我国自主研制的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机AG600在湖北荆门漳河机场成功实施首次水上试飞任务。

相比于陆上起飞,AG600的水上起飞难度大得多,首先因为水的密度是空气的800倍,飞机起飞时产生的阻力更大,并且飞机在水上滑行时会产生水花的喷溅,这些喷溅可能对发动机、螺旋桨等机体结构造成严重损伤,所以设计之初这些因素必须考虑在内。

而且AG600的每个部位都经过精心设计,例如在机身后体的双曲率曲面设计,可以使飞机在水上滑行时不会被水吸附,同时保证飞机支撑的需要。

水上飞机性能的好坏与抗风浪能力有巨大关系,如果飞机的抗风浪能力强,就会提高飞机的出勤率减少飞机的损坏。AG600可以抵抗2米高的风浪实现起飞,即使在发达国家也很少有几个可以做到。

AG600的成功研制弥补了我国水陆两用大型飞机在自主研制方面的空白。在远距离海上救援方面,有了AG600我们就可以进行远距海上搜救。在森林救火方面,AG600可以在水面起降,水上起飞时就可将水注满,迅速前往灭火。

六、港珠澳跨海大桥正式通车

2018年10月24日,世界上最长的跨海大桥港珠澳大桥正式通车。

珠港澳大桥主要用于连接香港、珠海和澳门,是一项巨大的桥梁和隧道工程。大桥总长度约55公里,横跨零丁洋,是世界上最长的跨海大桥。

大桥于2009年12月15日动工建设,2017年7月7日主体工程全线贯通,2018年2月6日,大桥主体完成验收,2018年10月24日正通车。

大桥的建造包括海上建设桥梁和海底建设隧道两项工程,建设海底隧道因为此处毗邻香港国际机场,飞机起降时建筑物的高度需要限制,部分空域不适合建设大型桥塔,而且海上航运繁忙,必须为货轮提供航行通道。

同时大桥的建设充分考虑了对环境的影响,尽可能保持周边原有的生态环境不改变。

大桥建成以后将会联通整个粤港澳大湾区,整体融合广东、香港和澳门,形成一个庞大的超级城市,不仅使得三地的人员来往交流更加方便快捷,而且可以通过香港澳门吸引更多的国际资金来内地投资。

七、中国医疗器械登上权威刊物《柳叶刀》

2018年9月4日,全球医学界权威学术刊物《柳叶刀》刊登了上海微创医疗器械有限公司自主研发的火鹰支架在欧洲大规模临床试验的研究结果,称该研究破解了困扰世界心血管介入领域10多年的重大难题,这是《柳叶刀》创刊近200年来首次出现中国医疗器械的身影。

在心脏支架领域,药物的承载是一个困扰专业人士10多年的难题。

目前,国内外传统主流心脏支架都是在金属支架表面涂上细胞抑制剂,才能使血管持续通畅,降低血管再狭窄的发生率。

但是药物支架表面的涂层在血管装载过程中如果遇到像钙化等复杂病变时,容易脱落、破损,会影响治疗效果,更可能加剧新的血栓的形成;并且药物的承载量难以控制,装少了容易在达到病变区之前过早损耗,装多了则容易过犹不及,对人体造成负担。

经过反复设计和比较,火鹰研发团队历时15年,选择并达成了技术上最难实现的一种方案——微槽包裹药物。即在金属支架表面用激光刻槽,再把药物灌入槽内。

和传统技术的区别在于,刻槽可防止涂层在输送过程中脱落,药物不会流失,且药物抵达血管病变区后,能通过固定的槽位精准释放,大幅提高了有效性,也避免了浪费。解决了包括血管修复慢,患者服用双抗药物时间长等一系列心脏支架领域的国际难题。

八、中国电科38所发布“魂芯二号A”芯片:实际运算性能业界同类最强

2018年4月23日,中国电科38所发布了实际运算性能在业界同类产品最强的数字信号处理器——“魂芯二号A”。

该芯片由38所完全自主设计,在一秒钟内能完成千亿次浮点操作运算,单核性能超过当前国际市场上同类芯片性能4倍。

魂芯二号A”研发历时6年,突破了控制器设计等多个技术难题,获得国家技术发明专利、软件著作权等科技成果30余项;拥有当前业界性能最强的DSP核,实现了对国内外同类产品性能指标的超越。

相对于“魂芯一号”,“魂芯二号A”性能提升了6倍,通过单核变多核、扩展运算部件、升级指令系统等手段,使器件进行千亿次浮点运算同时,具有相对良好的应用环境和调试手段;单核实现1024浮点FFT (快速傅里叶变换)运算仅需1.6微秒,运算效能比德州仪器公司TMS320C6678高3倍,实际性能为其1.7倍,器件数据吞吐率达每秒240Gb。

高性能芯片被誉为 “工业粮草”,代表了一个国家信息技术水平。一直以来,我国在高性能数字信号处理器(DSP)方面始终依赖进口。

2012年,38所推出我国自主研发的首款实用型高性能浮点通用DSP芯片——“魂芯一号”,性能高于同期市场同类DSP芯片4~6倍,并成为我国首款广泛应用于国防科技装备的高端自主数字信号处理器。作为通用DSP处理器,“魂芯二号A”以后将广泛运用于雷达、电子对抗、通信、图像处理、医疗电子、工业机器人等高密集计算领域。

九、我国建成首台散裂中子源

2018年3月25日,我国“十一五”国家重大科技基础设施——中国散裂中子源已按期、高质量完成了全部工程建设任务。

散裂中子源实际上是一种大型试验装置,其原理就是用高能强流质子加速器产生质子束轰击重元素靶(如钨或铀),当一个高能质子打到重原子核上时,一些中子被轰击出来,产生散裂现象。简单说,就是将一个垒球投到装满球的筐中,其他的球受到撞击会从筐子里面蹦出来,这些蹦出来的球就相当于被轰出来的中子。

散裂中子源这种装置就像显微镜一样,可以研究物质内部的微观结构。

打个比方来说,我们前面有一张看不见的网,我们不断地向其扔出很多玻璃弹珠,弹珠有穿网而过,有的打在网上,弹向不同角度。如果我们将这些弹珠的运动轨迹记录下来,就能大致推测网的形状。只要弹珠足够多,这张网的形状就可以更加精确的描绘,甚至可以推断其材质。

根据这种特性可以利用散裂中子源看穿材料微观结构,检查材料“内伤”,定向治疗癌细胞等等,该装置在材料学,生命学,医学等多个领域有着重大应用。

十、我国科学家实现全球首例人类肺脏再生

2018年2月8日,同济大学左为教授团队宣布完成肺干细胞移植人体临床试验。标志着中国完成了全球第一例成体肺干细胞移植,实现了首次肺脏再生。

目前中国处于各种肺部疾病高发状态,肺组织一旦遭到破坏而发生纤维化,病情往往会持续恶化无法逆转,而传统的治疗方法只能减缓这种纤维化的进程,延缓病情。

左为教授发明的肺干细胞扩增和移植技术,利用从肺部支气管处取出来的干细胞再生肺部组织,使肺部纤维化的区域“重生”,修复肺部病理损伤组织。

左为教授的团队前期通过在小鼠肺部进行试验验证了这种技术的可行性。之后通过对肺病患者的临床治疗,使得患者的肺功能好转,达到了传统治疗方法无法达到的效果。这标志着人体自身内脏器官的再生正逐步从实验室走向临床。

左为教授的团队一共展开了超过80例临床肺细胞移植,涉及支气管、慢阻肺和间歇性肺病等不同病种。并且与多家干细胞备案医疗机构开展合作研究。

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来源:观察者网 | 责任编辑:程小康
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