中国领先世界的十大科技你知道吗?-而后网

1.液态金属

2015年3月,由清华大学教授、中国科学院理化技术研究所双聘研究员刘静带领的中科院理化技术研究所、清华大学医学院联合研究小组,发现了一种异常独特的现象和机制,即液态金属可在吞食少量物质后以可变形机器形态长时间高速运动,实现了无需外部电力的自主运动。后来中国研制出世界首台自主运动可变形液态金属机器.

《不同构象之间的液态金属多变形性》论文,揭示出室温液态金属具有可在不同形态和运动模式之间转换的普适变形能力。比如,浸没于水中的液态金属对象可在低电压作用下呈现出大尺度变形、自旋、定向运动,乃至发生液球之间的自动融合、断裂-再合并等行为,且不受液态金属对象大小的限制;较为独特的是,一块很大的金属液膜可在数秒内即收缩为单颗金属液球,变形过程十分快速,而表面积改变幅度可高达上千倍;此外,在外电场作用下,大量彼此分离的金属液球可发生相互粘连及合并,直至融合成单一的液态金属球;依据于电场控制,液态金属极易实现高速的自旋运动,并在周围水体中诱发出同样处于快速旋转状态下的漩涡对;若适当调整电极和流道,还可将液态金属的运动方式转为单一的快速定向移动。研究表明,造成这些变形与运动的机制之一在于液态金属与水体交界面上的双电层效应。以上丰富的物理学图景革新了人们对于自然界复杂流体、软物质特别是液态金属材料学行为的基本认识。这些超越常规的物体构象转换能力很难通过传统的刚性材料或流体介质实现,它们事实上成为用以构筑可变形智能机器的基本要素,为可变形体特别是液体机器的设计和制造开辟了全新途径。

2.杂交水稻

在1958—1962年期间发生了大饥荒事件,有很多人被活活饿死,袁隆平和他的学生们也同样面临着饥饿的威胁正是在这种背景下,他下定决心要发明可以大规模量产的杂交水稻,让中国每个人民都吃饱饭,杂交水稻的基本思想和技术,以及首次成功的实现是由美国人Henry Beache在1963年于印度尼西亚完成的,Henry Beache也被学术界某些人称为杂交水稻之父,并由此获得1996年的世界粮食奖。由于Henry Beache的设想和方案存在着某些缺陷,无法进行大规模的推广。

后来日本人提出了三系选育法来培育杂交水稻,提出可以寻找合适野生的雄性不育株来作为培育杂交水稻的基础。虽然经过多年努力日本人找到了野生的雄性不育株,但是效果不是很好;另外日本人还提出了一系列的水稻育种新方法,比如赶粉等,但是最后由于种种原因没法完成杂交水稻的产业化。袁隆平于1971年2月调到湖南省农业科学院专门从事杂交水稻研究工作。1973年,以他为首的科技攻关组完成了三系配套并成功培育杂交水稻,实现了杂交水稻的历史性突破。1984年6月成立了全国性的杂交水稻专门研究机构--湖南杂交水稻研究中心,后又成立国家杂交水稻工程技术研究中心,均由袁隆平任中心主任 。1986年提出“两系法亚种间杂种优势利用”的发展观点,经6年艰难攻关,与研究人员成功地突破了两系杂交稻关键技术并推广应用,取得了良好的增产效果。1997年提出“杂交水稻超高产育种”的技术路线,在国际上引起高度重视。在他的率领下,先后于2000年、2004年和2011年实现了超级稻亩产700公斤、800公斤和900公斤的第一期、第二期、第三期目标,亩产1000公斤的第四期目标也于2014年10月实现历史性突破,为进一步大面积、大幅度提高水稻产量奠定了基础。1995年他当选为中国工程院院士。 被称为杂交水稻之父。

中国发明的杂交水稻,除国内发展迅速外,在国外,已有越南、印度尼西亚、菲律宾和美国在大面积生产上应用,并取得了显著的增产效果。

3.超级计算机

神威·太湖之光超级计算机是由国家并行计算机工程技术研究中心研制、安装在国家超级计算无锡中心的超级计算机。

神威·太湖之光超级计算机安装了40960个中国自主研发的“申威26010”众核处理器,该众核处理器采用64位自主申威指令系统,峰值性能为12.5亿亿次/秒,持续性能为9.3亿亿次/秒。

2016年6月20日,在法兰克福世界超算大会上,国际TOP500组织发布的榜单显示,“神威·太湖之光”超级计算机系统登顶榜单之首, 不仅速度比第二名“天河二号”快出近两倍,其效率也提高3倍; 11月14日,在美国盐湖城公布的新一期TOP500榜单中,“神威·太湖之光”以较大的运算速度优势轻松蝉联冠军;11月18日,我国科研人员依托“神威·太湖之光”超级计算机的应用成果首次荣获“戈登·贝尔”奖,实现了我国高性能计算应用成果在该奖项上零的突破。

2017年5月,中华人民共和国科学技术部高技术中心在无锡组织了对“神威·太湖之光”计算机系统课题的现场验收。专家组经过认真考察和审核,一致同意其通过技术验收;11月13日,全球超级计算机500强榜单公布,“神威·太湖之光”以每秒9.3亿亿次的浮点运算速度第四次夺冠。

超级计算机,被称为“国之重器”,超级计算属于战略高技术领域,是世界各国竞相角逐的科技制高点,也是一个国家科技实力的重要标志之一。自中国863计划实施以来,国家高度重视并且支持超级计算系统的研发,但由于基础薄弱起步较晚,在国际舞台中一直受制于人,美国更是在2015年宣布对中国禁售高性能处理器。

4.无人机

深圳市大疆创新科技有限公司(DJ-Innovations,简称DJI),2006年由香港科技大学毕业生汪滔等人创立,是全球领先的无人飞行器控制系统及无人机解决方案的研发和生产商,客户遍布全球100多个国家。通过持续的创新,大疆致力于为无人机工业、行业用户以及专业航拍应用提供性能最强、体验最佳的革命性智能飞控产品和解决方案。

2015年2月,美国权威商业杂志《快公司》评选出2015年十大消费类电子产品创新型公司,大疆创新科技有限公司是唯一一家中国本土企业,在谷歌、特斯拉之后位列第三 [2] 。2015年12月,推出一款智能农业喷洒防治无人机——大疆MG-1农业植保机,正式进入农业无人机领域。 [3]

截至2016年,大疆创新在全球已提交专利申请超过1500件,获得专利授权400多件,涉及领域包括无人机各部分结构设计、电路系统、飞行稳定、无线通信及控制系统等。

2017年6月,入选《麻省理工科技评论》2017 年度全球 50 大最聪明公司”榜单。2017年6月30日,深圳市大疆创新科技有限公司荣获中国商标金奖的商标创新奖。2017年11月8日,大疆无人机入选时代影响力·中国商业案例TOP30。 2019年9月2日,中华人民共和国工业和信息化部发布了“2019年国家技术创新示范企业拟认定企业名单公示”,深圳市大疆创新科技有限公司在列。

现在大疆无人机占领世界无人机市场的百分之70以上,可以说是世界无人机领域真正的龙头老大

5.人造角膜

根据世界卫生组织的调查,角膜盲是仅次于白内障的第二大致盲眼病。中国目前角膜盲约为400万名,并且每年新增10万多病例,在这些患者当中,绝大多数人可以通过角膜移植重见光明。但是由于多方面因素,我国各地眼库的角膜来源奇缺,不少患者只能被动地等待捐献。

今年4月底,国家食品药品监督管理总局为“艾欣瞳”颁发医疗器械注册证书,这是由我国科学家自主研发并拥有完整自主知识产权的生物工程角膜(脱细胞角膜基质)。世界上第一个也是唯一一个完成临床试验的生物工程角膜的上市,将为我国400万乃至全球6000万的角膜盲患者带来复明的希望。

6.非线性光学晶体

不知道大家还记不记得中国对外禁运的KBBT晶体,就是让美国宣称打破中国技术封锁的晶体。就是经过了15年的努力,为美军激光武器开发晶体的“先进光子晶体公司” (Advanced Photonic Crystals,APC)在2016年宣称他们开发出了KBBF晶体,打破中国技术封锁,填补了美国国内空白,是美国国内唯一能够生产这种战略性物质的唯一厂家,其产品价格远远低于中国,而在某些性能上甚至超过中国的产品!可是他们不知道我们已经研制出了下一代晶体。

该晶体是高端激光器的核心部件。而目前,KBe2BO3F2(KBBF)是唯一能实际输出深紫外激光的非线性光学(NLO)晶体,但是,KBBF含剧毒铍元素且其晶体层状生长习性严重,因此,急需探索新型深紫外NLO晶体材料。报道称,中国福建物构所发现新型无铍深紫外非线性光学晶体材料LSBO晶体有望成为下一代深紫外非线性光学晶体的优秀候选材料。不知道老外知道这个消息会不会感到很无力,不过没关系,相信他们以后会习惯的!

KBBF晶体和LSBO晶体都是中国福建物构所研发的,而福晶科技是转化中国物构所的成果的企业。该企业有多牛逼呢,以前它90%的营收都来自于国外,都是为国外激光器生产企业,主要客户是美国、日本、德国等传统工业强国。福晶科技的晶体被人称为“中国牌晶体”,其中最大的一块就是非线性光学晶体!而且福晶科技的晶体也有用于量子通讯。

7.芯片

海思麒麟990处理器中内置巴龙5000基带,也就是内置5G,华为的5G智能手机很可能搭载海思麒麟990处理器。麒麟990处理器将会使用台积电二代的7nm工艺制造。虽然整体架构没有变化,但是由于工艺有所提升,加上V光刻录机的使用,使得海思麒麟990处理器在整体性能表现会比上代海思麒麟980提升10%左右

8.量子通信

量子通信具有传统通信方式所不具备的绝对安全特性,不但在国家安全、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景,而且逐渐走进人们的日常生活。

为了让量子通信从理论走到现实,从上世纪90年代开始,国内外科学家做了大量的研究工作。自1993年美国IBM的研究人员提出量子通信理论以来,美国国家科学基金会和国防高级研究计划局都对此项目进行了深入的研究,欧盟在1999年集中国际力量致力于量子通信的研究,研究项目多达12个,日本邮政省把量子通信作为21世纪的战略项目。我国从上世纪80年代开始从事量子光学领域的研究,近几年来,中国科学技术大学的量子研究小组在量子通信方面取得了突出的成绩。

2003年,韩国、中国、加拿大等国学者提出了诱骗态量子密码理论方案,彻底解决了真实系统和现有技术条件下量子通信的安全速率随距离增加而严重下降的问题。

2006年夏,我国中国科学技术大学教授潘建伟小组、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室、欧洲慕尼黑大学—维也纳大学联合研究小组各自独立实现了诱骗态方案,同时实现了超过100公里的诱骗态量子密钥分发实验,由此打开了量子通信走向应用的大门。

2008年底,潘建伟的科研团队成功研制了基于诱骗态的光纤量子通信原型系统,在合肥成功组建了世界上首个3节点链状光量子电话网,成为国际上报道的绝对安全的实用化量子通信网络实验研究的两个团队之一(另一小组为欧洲联合实验团队)。

2009年9月,潘建伟的科研团队正是在3节点链状光量子电话网的基础上,建成了世界上首个全通型量子通信网络,首次实现了实时语音量子保密通信。这一成果在同类产品中位居国际先进水平,标志着中国在城域量子网络关键技术方面已经达到了产业化要求。

全通型量子通信网络是一个5节点的星型量子通信网络,克服了量子信号在商用光纤上传输的不稳定性是量子保密通信技术实用化的主要技术障碍,首次实现了两两用户间同时进行通信,互不影响。该网络用户间的距离可达20公里,可以覆盖一个中型城市;容纳了互联互通和可信中继两种重要的量子通信组网方式,并实现了上级用户对下级用户的通信授权管理。

该成果首次全面展示和检验了量子通信系统组网和扩展的能力,标志着大规模可扩展网络量子通信技术的成熟,将量子通信实用化和产业化进程又向前推进了一大步。据称,潘建伟团队将与中国电子科技集团公司第38研究所等机构合作,在合肥市及周边地区启动建设一个40节点量子通信网络示范工程,为量子通信的大规模应用积累工程经验。

9.可燃冰

可燃冰是比肩石油天然气的超级料,而且它的储备量是石油天然气总和的两倍,但由于可燃冰是固体而且大部分在海底,所以开采是十分困难的2017年,我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功。本次试采作业区位于珠海市东南320千米的神狐海域。3月28日第一口试采井开钻,5月10日下午14时 52分点火成功,从水深1266米海底以下203-277米的天然气水合物矿藏开采出天然气。到5月18日上午10时,连续产气近8天,平均日产超过1.6万立方米,超额完成“日产万方、持续一周”的预定目标。国土资源部部长姜大明在现场宣布我国海域天然气水合物首次试采成功,中共中央、国务院发来贺电。至5月26日,试采井连续产气16天,平均日产超过1万立方米。5月27日开始,按照施工方案开展温度、压力变化对储层、井底、井筒、气体流量等影响的科学测试研究工作。截至目前,已连续产气超过22天,平均日产8350立方米,气压气流稳定,井底状态良好。试采安全评估和环境监测结果显示,钻井作业安全,海底地层稳定,大气和海水甲烷含量无异常变化。取得了持续产气时间长、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果。 截至6月10日下午,试采总产气量达到21万立方米,平均日产6800立方米。目前产气过程平稳,井底状况良好,获得各项测试数据264万组,为下一步工作奠定了坚实基础。

10.青蒿素

疟疾是危害严重的世界性流行病,全球百余国家每年约有三亿多人感染疟疾。1964年,越南战争爆发,当时北越军队常出没于山间丛林地区,而这一地区恶性疟疾流行猖獗,且对奎宁及奎诺酮类抗疟药物如氯喹(chloroquine)等普遍具有耐药性,平民与军队的患病人数猛增,越南政府向外界请求支援。中国政府于1967年5月23日在北京成立5·23抗疟计划办公室,统一领导《5·23 抗疟计划》的实施,其全称为中国疟疾研究协作项,代号为”523″。领导小组由国家科委(正组长)、总后勤部(副组长)、国防科委、卫生部、化工部、中国科学院各派一名代表组成,直接归国家科委领导。办事机构以中国人民解放军后字236部队为主(推测为军事医学科学院代号),办公室设在后字236部队。不过,由于进展和当时的政治环境,”523″领导小组曾多次发生变动,如1971年5月22日广州召开的全国疟疾防治研究工作座谈会上,领导小组改为由卫生部(正组长)、总后卫生部(副组长)、化工部和中国科学院组成。后来,一位研究人员曾调侃,正是由于这一项目,“使得在当时到处停工的医药研究单位留下了一支队伍”

1969年,在军事医学科学院驻卫生部中医研究院军代表的建议下,全国“523办公室”邀请北京中药所加入“523任务”的“中医中药专业组”。北京中药所指定化学研究室的屠呦呦担任组长。当时的基本思路是采取民间验方,然后利用现代的有机溶剂分离药用部位并进行相应的药理筛选和临床验证,研究人员整理了多达808种可能的中药。据称她们开始并未考虑使用青蒿,因为它的抑制率极不稳定,在12~80%,直至看到东晋葛洪《肘后备急方》中将青蒿“绞汁”用药,从而得到启发,以现代科学组织筛选,改用乙醚提取。1971年10月,青蒿的动物效价由30%~40%提高到95%。1971年12月下旬,用乙醚提取物与中性部分分别对感染伯氏疟原虫(Plasmodium berghei)小鼠以及感染猴疟原虫(Plasmodium cyomolgi)猴的疟原虫血症(parasitemia)显示 100%的疗效,后来屠呦呦在数千次水煎青蒿素中产生灵感,从原本的高温萃取变成先低温萃取有效成分,然后再进行提取实验,最终成功的萃取出来青蒿素,这一生命药剂已给非洲人民带来数百万生命的希望

中国正在强大,正在复兴,科技是中华飞腾强有力的推进器,这10大科技对世界都有着巨大且深远的影响,未来的中国会变得更加强大,会用强者的姿态去迎接未来的人工智能时代,相信在人类文明前进的全新篇章中,一定能扮演好主人翁的角色。