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潮科技 | 2019年「中科院」科技创新、成果转移转化亮点总结

baoqian · 2020-01-18
2019年一整年中科院的科技创新和成果转移亮点都有哪些?

图片来源 | 中科院官网

中科院自2017年起启动了“科技成果转移转化亮点工作”、“科技创新亮点成果”的年度亮点筛选活动,筛选结果由中科院有关职能部门推荐、专家推荐、参考网民网络投票意见综合得出。36氪从中国科学院官网获悉,2019年年度两类亮点筛选业已评选完毕。

根据中科院官网信息,2019年度科技成果转移转化亮点工作方面,共6项成果。

1. 中国科学院近代物理研究所及其控股公司研制的首台国产碳离子治疗系统获批第三类医疗器械产品注册上市,有助于提升我国肿瘤诊疗手段和水平。

根据中科院官网信息,2019年9月29日,由中科院近代物理研究所及其控股公司兰州科近泰基新技术有限责任公司共同研制的、主要用于治疗恶性实体肿瘤的我国首台碳离子治疗系统获批第三类医疗器械产品注册上市,填补了我国国产高端医疗器械市场的空白。碳离子束因其倒转的深度剂量分布和高的相对生物学效应,具有对正常组织损伤小、副作用低等优势,是目前肿瘤治疗最先进的放疗用射线(详细报道)。

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碳离子治疗系统-同步环

2. 中国科学院金属研究所首次实现全球第一个百吨级无焊缝整体不锈钢环形锻件,可作为四代核电机组的核心部件。

根据中科院官网信息,2019年3月12日,中国科学院金属研究所在中核集团支持下,采用金属构筑成形技术,利用太钢的高纯净连铸板坯,在山东伊莱特重工公司成功制造了世界上直径最大(15.4米)、单重150吨的无焊缝整体不锈钢环形锻件。在国际上首次实现百吨级金属坯分级构筑成形,具有整体无焊缝、均质化程度高、组织均匀性好的特点,实现了低成本、高质量制造的目标。金属所团队通过变革大锻件“以大制大”的传统路线,开发出多向锻造、分级构筑等系列关键技术,开辟了大锻件“以小制大”的新途径(详细报道)。

 

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无焊缝整体不锈钢环形锻件

3. “中科发”系列水稻新品种平均亩产比对照增产超10%,选育成功获大面积示范应用。

根据中科院官网信息,2019年,由中国科学院种子创新研究院(筹)和中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队培育的“中科发5号”系列水稻新品种在吉林省吉林市2000亩示范中脱颖而出,平均亩产比对照增产10%以上,米质达国家优质二级米标准,在产量、抗稻瘟病、米质、抗倒伏、整精米率等方面均表现突出,成功实现了高产优质多抗等优良性状的有机结合及优良水稻品种的高效培育,有助于我国水稻品种升级换代。该品种培育过程中用到了分子设计育种理念(详细报道)。

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“中科发5号”吉林省吉林市2000亩示范片

4. 中国科学院过程工程研究所研发量产青蒿素技术。

根据中科院官网信息,青蒿素是目前治疗疟疾的特效天然药物。目前提取青蒿素的主要方法是利用有机溶剂反复浸提黄花蒿叶,整个过程耗时长、能耗高、溶剂损失严重,制约了青蒿素的高效量产。中国科学院过程工程研究所通过逆流循环强化固液混合、薄膜蒸发-减压浓缩、多级萃取耦合、低温结晶纯化等新方法研发新的提取工艺,并在工厂实践中实现了每年生产60吨青蒿素(详细报道)。

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青蒿素工业生产装置

5. 中国科学院工程热物理研究所研发的首台国产千吨级循环床煤气化装置交付使用,煤成本大幅下降。

根据中科院官网信息,该项目由中科院弘光专项资助,于2019年12月在甘肃金昌正式交付使用。该装置由中国科学院工程热物理研究所与兰石集团合作转化,采用工程热物理所研发的循环流化床煤气化技术,用于向甘肃金化集团20万吨/年合成氨生产线提供原料气,替代了原有的固定床气化炉,不仅无废气废水排放,消除了固定床气化炉的污染,还可利用传统技术不易气化的当地劣质粉煤,使用煤成本下降30%至50%,每年可为企业节约运行成本近5000万元。这是我国首次将清洁高效的循环流化床煤气化技术应用于合成氨行业,有望为破解该行业的环保困局提供新途径(详细报道)。

 

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中国首台千吨级循环流化床煤气化装置交付使用

6. 中国科学院大连化学物理研究所完成OX-ZEO(煤经合成气直接制低碳烯烃)技术工业性试验,历时仅三年多。

根据中科院官网信息,中国科学院大连化学物理研究所与陕西延长石油(集团)有限责任公司合作,在榆林进行了“煤经合成气直接制低碳烯烃”(OX-ZEO)技术的工业性试验,催化剂性能和反应过程的多项重要参数超过设计指标,总体性能优异。该技术有助于实现低耗水进行煤转化制烯烃和煤炭清洁利用。大连化物所包信和和潘秀莲团队于2016年取得原创性基础研究成果后,与刘中民研究团队联合成立了技术攻关小组,并与企业合作迅速推进成果转化,该OX-ZEO技术从基础研究成果到工业中试仅用三年多的时间(详细报道)。

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煤经合成气直接制低碳烯烃技术中试试验装置

根据中科院官网信息,中科院2019年度科技创新亮点成果共12项,分别为:

1.国际上首次遗传背景一致的生物节律紊乱体细胞克隆猴模型成功创建,可用于人类睡眠障碍等疾病研究。 

根据中科院官网信息,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心/神经科学研究所和上海脑科学与类脑研究中心研究团队利用体细胞克隆技术,获得5只生物节律核心基因BMAL1缺失的克隆猴。行为学分析表明,这些猕猴具有昼夜活动紊乱、睡眠障碍、焦虑、抑郁和精神分裂症等表型。转录组数据分析显示,BMAL1缺失猴的炎症与应激反应上调,可应用于人类睡眠障碍、抑郁、衰老等疾病研究,将有助于推动人类脑疾病机理研究、早期诊断与干预及药物研发等进程(详细报道)。

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5只BMAL1基因敲除的克隆猴

2. 中科院青藏高原研究所发现丹尼索瓦古老型智人,青藏高原最早史前人类活动时间推早至距今16万年。

根据中科院官网信息,此前于甘肃省夏河县发现的一件古人类下颌骨化石由中国科学院青藏高原研究所陈发虎团队进行了系统研究。研究表明,该化石是阿尔泰山地区丹尼索瓦洞以外发现的首例丹尼索瓦人化石,作为证据可将青藏高原最早史前人类活动时间由距今4万年推早至距今16万年。这项研究对于神秘的丹尼索瓦人研究、史前人类对高海拔环境的适应研究以及东亚古人类演化研究具有重要意义(详细报道)。

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丹尼索瓦人下颌骨化石

3. 中科院生物物理研究所国际上首次解构非洲猪瘟病毒颗粒独有结构,有助于开发高效安全的新型疫苗。

根据中科院官网信息,中国科学院生物物理研究所饶子和、王祥喜团队和中国农业科学院哈尔滨兽医研究所步志高团队联合多家单位,从2018年底着手研究非洲猪瘟病毒颗粒和相关抗原分子,运用基础科研、临床检测及高效疫苗等多方联合方法,成功分离病毒流行株并采用冷冻电镜单颗粒三维重构方法于全球范围内首次揭示非洲猪瘟病毒颗粒独有的5层精细三维结构。这是目前近原子分辨率结构得到解析的最大病毒颗粒,对新型非洲猪瘟疫苗有终于指导意义(详细报道)。


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 非洲猪瘟病毒整体结构(左:5层切面图;右:衣壳层整体结构)

4. 高分七号卫星主载荷激光测高仪数据产品发布,天基主动对地测绘技术取得重要突破。

根据中科院官网信息,2019年12月10日,高分七号卫星主载荷激光测高仪数据产品发布,我国天基主动对地测绘技术取得重要突破,开启了1:10000全球立体测绘新时代。由中国科学院上海技术物理研究所承担研制的激光测高仪是我国首个瞄准业务应用的全波形激光测绘载荷,突破了激光角秒级精确定位、亚米级绝对高程获取和高光束质量大功率激光发射等关键技术,核心组部件实现自主可控。同时,创造性地采用主被动光学复合测量技术体制,在国际上首次同时获取了高精度高程数据和高质量地物影像,数字化波形分辨率7.5厘米。该技术将为我国获取境内无控区域高精度立体测绘数据发挥关键作用,在国土测绘、住建规划、国家资源统计等领域具有重要应用前景(详细报道)。

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高分七号激光测高仪

5. 中科院空天信息创新研究院自研系留浮空器“极目一号”驻空高度超7000米,创世界纪录。

根据中科院官网信息,中国科学院空天信息创新研究院自主研制的“极目一号”系留浮空器在西藏纳木错湖畔携带多种科学观测仪器升空,最高高度达到7003米,在目前已知的同类型同量级浮空器中驻空高度最高,并首次获得了该海拔高度下青藏高原的高空大气组分变化数据。浮空器成为第二次青藏高原综合科考的重要科研装备,将为研究青藏高原的气候环境变化提供科学依据(详细报道)。

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在纳木错湖畔锚泊的“极目一号”浮空器

6. 中国科学技术大学、中国科学院物理研究所首次完成强关联纠缠体系的量子行走实验。

根据中科院官网信息,中国科学技术大学潘建伟团队以此前实现的12个量子比特多体真纠缠态为基础,与中国科学院物理研究所理论团队合作,首次在固态量子系统中实验演示了强关联纠缠体系的量子行走,观察到了高保真度的态、纠缠度及关联函数在时空光锥中的含时演化。在引入双粒子激发的情况下,实验上观测到了强关联光子对形成的费米子化行为,描绘出光子的反聚束行为。该研究工作为未来利用量子行走进行多体物理现象的模拟以及通用量子计算研究打下了基础。 量子行走是经典随机行走在量子力学中的拓展,利用量子叠加态的特性,粒子在格点中行走特性需要用量子力学的波函数统计规律来诠释(详细报道)。

 

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强关联光子对在12个一维链超导量子比特中的量子游走

7. “太极一号”成功发射入轨并完成多项历史性在轨实验,实现国内最高精度空间激光干涉测量。

根据中科院官网信息,2019年8月31日,中科院空间科学(二期)先导专项首发星“太极一号”成功发射入轨;2019年底,卫星成功完成在轨测试实验。实验成功超出预期:激光干涉仪位移测量精度达到百皮米量级,引力参考传感器测量精度达到地球重力加速度的百亿分之一量级,微推进器推力分辨率达到亚微牛量级。“太极一号”实现了我国最高精度空间激光干涉测量,成功进行了我国首次在轨无拖曳控制技术试验,在国际上首次实现微牛级射频离子和双模霍尔电推进技术在轨验证。该实验结果有助于我国后续开展空间引力波探测(详细报道)。 

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“太极一号”成功发射

8. 中国科学院南京地质古生物研究所发现新化石证据,更新寒武纪前动物演化史。

根据中科院官网信息,中科院南京地质古生物研究所早期生命团队袁训来课题组在湖北三峡地区5.5亿年前的地层中新发现一类命名为“夷陵虫”的动物化石,动物演化史上出现”身体分节、具有运动能力“的两侧对称动物的时间节点得到更新。此前,具有该类特征的动物化石主要被集中发现于寒武纪时期,该新化石证据证明在早于寒武纪的埃迪卡拉纪已出现两侧对称动物、以底栖动物为主体的生态系统早于寒武纪时期已经建立(详细报道)。

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穗状夷陵虫实体(左)、遗迹(右)和化石复原(中) 

9. 中国科学院物理研究所国际上首次实现石墨烯纳米结构原子级精准的“折纸术”。

根据中科院官网信息,中科院物理研究所高鸿钧团队利用扫描探针操控技术,实现了多种原子级精准的石墨烯纳米结构的构筑和可控折叠,包括单层石墨烯岛的折叠、解折叠及沿任意方向的反复折叠,堆叠角度精确可调的双层石墨烯纳米结构、准一维碳纳米管纳米结构、双晶石墨烯纳米结构的可控折叠及其异质结。利用该技术,不仅石墨烯纳米结构的折叠得以实现,还可用于制备和构筑其他新型二维原子晶体材料的折叠纳米结构。该研究对构筑量子材料、量子器件及相关应用具有重要意义(详细报道)。

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原子级精确石墨烯折纸术构筑三维石墨烯纳米结构

 

10. 国产原创阿尔茨海默病新药“九期一”获有条件批准上市,是该领域17年以来首类上市新药。

根据中科院官网信息,我国原创治疗阿尔茨海默病新药“九期一”(甘露特钠胶囊,代号:GV-971)于2019年11月2日被国家药品监督管理局有条件批准上市、并于2019年12月29日正式上市销售。该类药物主要用于”轻度至中度阿尔茨海默病“,帮助患者改善其认知功能。此前,阿尔茨海默病领域已17年未有新药上市。值得一提的是,中国科学院药物创新研究院等单位在研发的抗肿瘤1类新药盐酸希美替尼片、抗艾滋病1类新药塞拉维诺片等一批新药也获准进入临床或正在开展临床研究(详细报道)。

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“九期一”(甘露特钠)药盒外包装 

 

11. 中国科学院化学研究所、中国科学院大学利用窄分布纳米颗粒探测证实“经典成核理论“。

根据中科院官网信息,“经典成核理论”是百年前由吉布斯等人提出。该理论认为,水变冰相变发生的前提是”冰核超过临界尺寸“。该理论自发展以来从未得到实验证实,因为随机产生的临界冰核是过渡态且尺寸处于纳秒、纳米级的微小范围。中科院化研所王健君团队、中科院大学周昕在合作中利用窄分布纳米颗粒探测临界冰核,首次在实验上证实了临界冰核的存在,并给出了临界冰核尺寸和过冷温度的关系。该研究结果为防覆冰涂层和细胞、组织低温冻存材料的设计提供了新思路(详细报道)。 

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纳米片表面的临界冰核 

12. “深海勇士”载人潜水器新科考后刷新我国载人深潜多项历史,首次面向国际开放。

根据中科院官网信息,2019年3月10日,“深海勇士”号载人潜水器完成为期121天的印度洋热液科考航次,形成了“1名潜航员+2名科学家”常态化下潜模式,刷新了我国载人深潜史上单航次、单年、单月下潜作业次数等多项纪录,所获取的深海热液科考成果对我国深入研究现代海底热液流体系统的物质循环、生命演化和适应机制、生态环境效应有重要科学价值。同时,“深海勇士”号首次面向国际开放,其装备的性能、运行效率获得来自美国、巴西、法国的科学家的高度评价。项目相关单位包括中科院深海技术创新研究院等。

载人潜水器材料研究方面也有重大进展。中国科学院金属研究所采用我国自主创新的钛合金材料,牵头研制成功目前世界上最大的万米级钛合金载人舱;中国科学院深海科学与工程研究所牵头完成水面支持系统升级改造和超大型深海超高压模拟试验舱建设。这两项工程都将推为我国全海深载人潜水器的研制和海试(详细报道)。

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“深海勇士”号在恶劣海况下夜间回收

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