http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2016-01-08
南昌大学硅衬底LED项目获2015国家科学技术发明一等奖
人民网南昌1月8日电 （记者任江华、秦海峰）记者今天从2015年国家科学技术奖励大会获悉，由南昌大学江风益教授团队完成的“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”获得2015年国家技术发明奖中唯一一等奖，这一发明在国际上率先实现了硅衬底LED产业化，开辟了国际LED照明技术第三条路线。
发光二极管（LED）是一种节能环保的冷光源。它发光效率高、寿命长、体积小、可靠性高、响应速度快和应用范围广。该项目发明的硅衬底蓝光LED电光转换效率高达60%，远大于其他电光源的转换效率，具有重大节能减排价值，替代传统光源节电40%-80%。
由于硅衬底蓝光LED属单面出光，光线容易管控，其出光方向性和均匀性优于多面出光的其他技术路线，在高档光源应用中也具有明显的性能优势和性价优势。
该项目成果创建了硅衬底LED芯片制造、器件封装和产品应用企业，推出了30多种产品，形成了硅衬底LED上中下游产业链，产品成功应用于路灯、手电、矿灯、筒灯、射灯、彩屏、家电数码等领域，在多个国家和地区应用。
“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目经过近10年的技术攻关和生产实践，具有完整（完全）的自主知识产权，冲破了国外的专利束缚，产品在市场上形成独特的优势，有力地提升了我国LED技术在国际上的地位，为我国LED产业可持续发展打下了坚实的基础。
在硅衬底上制备GaN基LED，业界一直孜孜以求。然而由于硅和GaN这两种材料巨大的晶格失配和热失配导致的外延膜龟裂、晶体质量差，以及衬底不透明导致的出光效率低等问题长期未能解决，致使业界普遍认为，在硅衬底上制备高光效GaN基LED是不可能的。
江风益和他的团队经过长期努力，经过3000多次实验，攻克了这一世界难题，发明了在材料生长和芯片制造过程中克服巨大张应力的方法、结构和工艺技术，在国际上率先研制成功高内量子效率硅衬底蓝光LED外延材料和高取光效率高可靠性单面出光蓝光LED芯片，并率先实现了产业化，获授权发明专利68项。
现有的三条LED照明技术路线，分别是蓝宝石、碳化硅和硅衬底GaN基LED技术路线。其中，前两条路线分别是以日本和美国为主发展起来的，主要贡献者分别获得日美两国最高科技奖，第一条路线的三位主要发明人还获得了2014年度诺贝尔物理学奖。第三条路线是由我国发展起来的，即风益教授团队完成的“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目发明成果。
得益于“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目的成功，江西省已描绘出LED产业发展“路线图”：到2020年，全省LED产业主营收入要超过1000亿元，把江西建设成为具有国际核心竞争力的LED全产业链研发、制造和应用基地，将南昌打造成全国的LED“光谷”。
【人民网】
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京沪高铁斩获2015特等奖 总工亮出成绩单
人民网北京1月8日电 （记者 马丽）一年前，中国“超级推销员”李克强总理向国外推销高铁的故事被网友们津津乐道。
今年，斩获国家科技进步奖特等奖的“京沪高速铁路工程项目”再次引起关注。
为什么京沪高铁能得特等奖？科技创新水平真的“国际先进”吗？
作为中国铁路总公司总工程师，何华武坦诚接受了记者采访。
“有争议很正常。”他说。
获奖指标够硬么？
一份漂亮的成绩单
在获奖理由中，记者看到这样一段文字：
京沪铁路全长1318公里，是世界上一次建成历程最长的高速铁路，面临着世界长大距离高速铁路持续高速运行的重大科学问题，艰巨性、复杂性、特殊性史无前例。
2008年开工后，三年半后正式开通运营，建立了我国时速350公里高速铁路技术标准体系，建成了高平顺和稳定可靠的基础设施，大幅提升了重大技术装备水平，构建了先进的建设管理和安全运用保障技术，搭建了我国高铁自主创新平台，形成了完整的高铁工程高端产业链，推动了世界高铁技术发展。
何华武又向记者信手拈来这样一串数字：
截止2014年度，已累计发送旅客2.97亿人次，客运量逐年攀升，由2011年日均13.2万人次增长到2014年日均29万人次，项目开通三年即实现盈利。
2013年2月，项目通过国家验收，认为“全线运营安全稳定，各种检测指标稳定地保持在相关规定指标的最优水平，实现了预期的建设目标”。
这个艰辛的过程中，京沪高铁和中国高铁创造了多项世界记录：
京沪高速铁路是目前世界上一次建成里程最长的高度铁路。
其中的南京大胜关长江大桥创造了世界桥梁史体量最大、跨度最大、荷载最大、速度最快四项记录，被授予国际乔治?理查德森大奖。
枣庄至蚌埠区间在2010年12月创造了运营动车组最高试验速度486.1公里/小时的世界记录。
而中国高铁的整个运营里程已达到1.9公里，约占全世界的60%。也就是说，世界上的每10公里高铁，就有6公里是中国高铁。
无疑，这是一份漂亮的成绩单。
技术是咱自己的吗？
借鉴基础上大幅度创新！
此前不少媒体批评，中国的高铁是拿市场换技术。
何华武向记者强调，“这是我国自主知识产权的高铁技术体系”。项目获得了53项发明专利、116项实用新型专利、5项外观设计专利、8项软件著作权，以及9项国家级工法，14部专著235篇论文。
获奖理由中这样写道，通过“原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新”，经过近20年的科研攻关，联合高校、科研院所各方面科研力量，构建了“产学研用”相结合的技术创新体系。
和航天工程一样，京沪高速铁路工程项目是一个庞大的系统工程，分为土木建设、牵引供电、通信信号、动车组、运输指挥、养护维修六大分系统。
何华武逐条分析：
“土木建设，哪个土建部分是老外做的？没有。”
“牵引供电，哪一段牵引供电是老外做的？没有。”
“通信信号，哪一段通信信号是老外做的？没有。”
“运输指挥，国外的情况和中国不一样，照搬是搬不来的。”“要说创新，若干大枢纽的连接，比任何一个国家复杂。”“哪一座是老外做的？没有。”
“养护维修，没有。”
唯一的动车组“引进消化吸收再创新”。从原有时速200公里的平台，我们通过创新发展到了350公里，又从350到380，现在正在发展新一代高速列车。 “我们有借鉴的成分，但在借鉴学习的基础上，我们真的是大幅度的创新！”
老外真的认咱技术吗？
“走出去”捷报频传
京沪高铁的获奖理由里有这样一条：
以京沪高铁为代表，技术先进、安全可靠、性价比高的中国高速铁路，已成为“走出去”“一带一路”建设的“抢手货”，是我国“一张亮丽的名片”。
据《中国经济周刊》不完全统计，2014年李克强总理已向12个国家表达了合作建设高铁的意愿，包括埃塞俄比亚、尼日利亚、安哥拉、肯尼亚、英国、美国、津巴布韦、俄罗斯、缅甸、哈萨克斯坦、塞尔维亚、泰国。2015年的名单中则增加了新马高铁、美国加州高铁等。
老外到底认不认可中国的高铁技术？下面这份销售履历给出了答案：
2015年，土耳其的安伊高铁二期项目中标并已完工。
同年4月，中国外交部透露与泰国签署高铁合作协议。
9月，中方宣布与美方合建拉斯维加斯至洛杉矶的高铁。
10月，中国高铁战胜了强大的对手日本，与印尼方面签订协议，拿下雅万高铁（雅加达至万隆高速铁路项目）的建设和运营，被认为是中国高铁“走出去”取得的历史性突破。
今年1月刚刚传来消息，由中国承建的印尼第一座高铁将于本月21日正式开始动工，并预计在2018年竣工。
此前投标时和日本PK的过程中，印尼方出动了美国麦肯锡公司来做第三方评估。“中国高铁有自主知识产权，否则在国际舞台上经不起第三方咨询公司的答辩。”何华武对印尼中标案记忆犹新，“他们问得很尖锐的！” 他补充道。
[人民网]
"多光子纠缠及干涉度量"获2015国家自然科学奖一等奖
人民网上海1月8日电 （王文娟）1月8日，2015年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂召开，“多光子纠缠及干涉度量”项目获得2015年度国家自然科学奖一等奖。
自然科学奖作为国家科学技术奖五大奖项之一，为中国自然科学领域的最高奖，旨在奖励那些在基础研究和应用基础研究领域，阐明自然现象、特征和规律，做出重大科学贡献的中国公民。此前，华罗庚、吴文俊、钱学森等均曾获此殊荣。
“多光子纠缠及干涉度量”项目由中国科大潘建伟院士带队，彭承志、陈宇翱、陆朝阳、陈增兵共同完成，这是一支年轻的科研团队，彭承志为70后，陈宇翱、陆朝阳均为80后，该项目推荐单位是安徽省、中国科学院。
随着信息技术的进一步发展，窃听、黑客攻击成为信息安全的主要问题，量子力学在解决上述问题方面有望发挥重要作用。据介绍，“多光子纠缠及干涉度量”项目组成员长期从事量子力学基础问题实验检验，对光量子操纵方法进行了深入、系统的研究，系统地发展了多光子纠缠操纵技术，并创新性地应用于量子通信、量子计算、量子精密测量等多个研究方向，将量子保密通信技术真正带入实际应用。
在量子通信领域，2007年，项目组在国际上首次实现了安全通信距离超过100公里的光纤量子密钥分发，打开了量子通信技术实用化的大门。据潘建伟介绍，目前，以该项目组为主要建设单位的远距离量子通信骨干网“京沪干线”项目正在建设之中，将建设连接北京、上海，贯穿济南、合肥等地的广域光纤量子通信网络，预计2016年下半年建成。
2012年，项目组首次成功地实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和双向纠缠分发，并实现了星地量子通信的全方位地面验证，模拟了在卫星的各种运动姿态下进行星地量子通信的可行性。潘建伟说：“中科院启动了“量子科学实验卫星”先导专项，卫星预计在2016年下半年发射，将在国际上率先实现高速的星地量子通信并连接地面光纤量子通信网络，初步构建我国的广域量子通信体系。同时还将实现千公里级的远距离量子纠缠分发，从空间尺度上对量子力学非定域性进行实验检验。”
在可拓展的量子计算与模拟、量子精密测量领域，潘建伟希望5年内实现20-30个量子比特的相关操纵；10年左右实现50个量子比特的纠缠，实现量子计算机的基本功能。在此条件下，量子计算机在处理某些特定问题方面的计算能力将大大超越目前的经典超级计算机。
潘建伟表示，尽管实现真正意义上的通用量子计算机还比较遥远，但是专用于解决特定问题的量子模拟机非常有希望在5至10年内取得重大突破。
同时，在进行量子计算研究过程中发展起来的量子调控技术还可用以实现高精度的精密测量手段，将应用于自主导航、医学检验、物理学基本常数测定、引力波探测等领域。
【人民网】
打破国外垄断 “芳烃成套”让中石化“自己做主”
人民网北京1月8日电 （记者 魏艳）上世纪七八十年代，随着电影《庐山恋》的热播，以对二甲苯为原料生产的“的确良”布料迅速风靡，给中国人民的生活带来了光彩和靓丽。“一人一件的确良”很快成为了那个时代时尚青年的“标志”。如今，约65%的纺织原料、80%的饮料包装瓶都来源于这种芳烃产品。
我国是纺织大国，发展芳烃项目对于解决粮棉争地矛盾，保障纺织原料供应、产业链完整及经济结构安全具有至关重要的作用。据了解，近15年来，我国对二甲苯消费量年均增长率高达20%。2014年我国消费对二甲苯约2000万吨，生产的化学纤维相当于替代约2.3亿亩土地产出的棉花。
在2015年国家科学技术奖励大会上，一项由中国石化集团带头完成的“高效环保芳烃成套技术开发及应用”项目荣获了2015年度国家科学技术进步特等奖。这一项目被媒体评价“为守住我国‘18亿亩耕地红线’做出了重要贡献”。闵恩泽、袁渭康、何鸣元、袁晴棠、欧阳平凯、谭天伟等6位院士对此予以高度评价，认为这是石油化工技术领域的里程碑。
40年攻坚克难 几代石化人的梦想终实现
芳烃成套技术以生产对二甲苯为核心，是一个国家石油化工发展水平的标志性技术之一。中国石化集团公司党组成员、高级副总裁、项目第一完成人戴厚良在接受记者采访时表示，“我国对二甲苯自给率仅为50%，一个重要原因是芳烃生产技术长期依赖进口，技术费用昂贵，产业发展受制于人。芳烃成套技术是复杂的系统工程，包括原料精制与精馏、芳烃异构与转化、吸附分离等工艺及工程技术，系统集成度高、开发难度大。”
“此前，芳烃成套技术仅有欧美两家著名公司掌握，技术壁垒非常高。国内产能几乎全部依赖国外公司的技术，技术许可和专用吸附剂、催化剂等都需要花费极其昂贵的费用。”据中国石化工程建设公司总经理、项目第二完成人孙丽丽回忆，1975年引进仅年产2.7万吨的对二甲苯装置，引进费用就高达400多万美元；而目前，一套年产60万吨的对二甲苯装置，技术转让、催化剂及专利设备费用达数亿元。
“开展芳烃成套技术攻关刻不容缓。”在戴厚良看来，这样一项石化核心技术决不能受制于人，“如此重要的基础原料，自己不做，就不掌握话语权。”
在这样的大背景下，开展芳烃成套技术攻关，引领芳烃产业发展，成为几代石化人的梦想。
据中国石化石油化工科学研究院副总工程师吴巍介绍，我国芳烃成套技术的开发经过了40余年的攻坚克难。自20世纪80年代起，中国石化人先后研发出芳烃抽提、二甲苯异构化等单元技术，但芳烃成套技术的核心——吸附分离技术一直未能掌握。
为了突破国外的技术垄断，石油化工科学研究院从90年代初开展对二甲苯吸附分离技术的探索研究，研发出RAX—2000型国产吸附剂，2004年在中国石化齐鲁分公司完成工业试验，各项指标均达到甚至优于进口剂水平，价格比进口剂低很多。2009年，中国石化成立了以戴厚良为组长的技术攻关组，决心啃下这块“硬骨头”。同年，对二甲苯吸附分离技术进入中国石化“十条龙”攻关项目，攻坚战正式拉开帷幕。
“对二甲苯分离技术采用模拟移动床吸附分离工艺，该工艺集吸附剂、专用设备、工艺及专用控制系统于一体，开发技术难度极大。”吴巍如是说。“此外，对二甲苯产品纯度要求高，但工业装置各物料和产品的进出要通过阀门周期切换，会造成管线内不同物料残留——哪怕是微量残留未消除，都会影响产品的纯度和收率。”
终于，在2011年，中国石化在扬子石化建成3万吨/年的首套工业示范装置，标志着中国石化成功攻克了自主芳烃生产技术的最后一座堡垒——吸附分离技术，掌握了芳烃生产成套技术。据了解，扬子石化3万吨/年的工业示范装置采用最新研发的RAX—3000型国产吸附剂和工艺，验证了自主技术的可靠性，为工业应用提供了技术支撑。
2013年12月，海南炼化60万吨/年对二甲苯项目推广应用成功，多项单元技术也已在国内广泛应用，并推广到海湾、东南亚、东欧等国家。
事关国计民生 石化技术的“里程碑”怎样炼成？
作为首个成套技术国产化的大型芳烃装置，该项目的成功运行彻底结束了我国芳烃核心技术必须依赖从国外引进的历史，也标志着中国石化成为全球第三家拥有芳烃成套生产技术的专利商和工程EPC承包商。
谈到这一成绩，项目第一完成人戴厚良丝毫不掩饰他自豪的神情。在戴厚良看来，正是石化人坚持不懈的拼搏精神造就了今天的成果。
据中国石化石油化工科学研究院王辉国介绍，科研人员在研发过程中首创两相共生分子筛并开发了新型歧化与烷基转移催化剂、创新开发了新型分子筛异构化催化剂，使得重芳烃转化能力提高70%-80%，资源利用率提高5%，率先攻克高结晶度亚微米分子筛合成和高性能吸附剂制造两大世界性难题，并首创吸附剂二次晶化技术，吸附分离效率提高10%。
同时，研发过程中科研人员还突出了中国石化绿色低碳的理念，以化学反应替代物理吸附精制原料，实现了原理创新，精制剂寿命延长40-60倍，固废排放减少98%，能耗降低28%。
“不仅如此，我们还率先采用回收塔顶低温热能量发电，一举使联合装置项目发电量大于项目自身的全部耗电量，向外输送电力。这套装置以最低的能耗，成为全球芳烃联合装置新标杆。”孙丽丽表示。
作为国民经济的重要支柱，芳烃产业链条长，产品覆盖面广，与人民生活息息相关。有数字显示，自2012年至2014年，这项“高效环保芳烃成套技术”已累计实现新增销售收入139.5亿元，利润11.5亿，经济效益显著。
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