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2021中国双创成果交易会:九三学社社员成果展现科学魅力


“实现梦想要经历很多次失败,怎么能失败一次就放弃梦想呢?”“什么是‘宇宙级的浪漫’?是中国航天人在星辰间写下的‘诗’”

以上两段台词来自近日上映的电影《我和我的父辈》里面的两个故事“诗”和“少年行”,充分展示了科学家艰苦奋斗、无私奉献的精神,传递了追求创新创造的“伟大梦想精神”。

说起科学家,不得不提的是九三学社。

九三学社是以科学技术界高、中级知识分子为主的中国特色社会主义参政党。新中国成立以后九三学社先后拥有200余位中国科学院院士和中国工程院院士,包括获得“两弹一星”功勋奖章的王淦昌、邓稼先等5位先生,荣获国家最高科学技术奖的王选、师昌绪、程开甲等5位先生。很多成员为中国科技事业做出了卓越贡献,“墨子”“天眼”这些重大科技成果都有九三人的突出贡献,大批九三学社的科学家在科技前沿领域无私奉献,为实现我国在新世纪的宏伟目标不懈奋斗。

九三学社是中国创新创业成果交易会(下称 创交会)主办单位之一,11月5-7日在广州举办的2021中国创新创业成果交易会,专设九三学社社员成果展区,包含北京、河北、山西、辽宁、黑龙江、上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、河南、湖北、湖南、广东、海南、四川、贵州、云南、陕西、青海、宁夏、新疆等地区的九三学社社员组团参展,展示来自九三学社的科学家们在新一代信息技术、人工智能、装备制造、新能源、新材料、生物医药等科技领域的最新成果。

卢柯院士团队

沈阳材料科学国家研究中心

表面纳米化技术及应用

沈阳材料科学国家研究中心卢柯院士团队及合作者在国际上首次提出“金属材料表面纳米化”概念,并对表面纳米化的基础理论问题进行了系统地阐述。利用强烈塑形变形的方法,通过一系列表面处理工艺在金属材料表面原位制备出梯度纳米结构层,利用梯度纳米结构表层优异的性能来提升金属材料及器件的使役行为及寿命。研发团队采用表面纳米化技术已先后在纯金属(纯铁、纯镍、纯铜、纯钛等)、合金(各种合金成分的钢、铝合金、镁合金、铜合金、钛合金等)等工程金属材料表面原位制备出梯度纳米结构表层,从而大幅度提升了材料的硬度、耐磨性、耐蚀性和疲劳性能等。

目前,研发团队正与高铁、航空、核电、模具等领域的中大型企业合作进行表面纳米化技术产业化应用的开发。以曲轴为例,曲轴圆角等区域在发动机工作时容易产生疲劳裂纹,导致曲轴发生疲劳断裂,严重影响发动机的安全性能。针对国内曲轴行业所面临的技术瓶颈,研究团队自行研制了专用表面纳米化加工系统,成功进行了曲轴连杆轴圆角部位的表面纳米化处理,发现表面纳米化之后的曲轴疲劳强度比未处理的曲轴有显著提升,曲轴的服役寿命和安全性能大幅度提高。该曲轴器件表面纳米化技术的产生将大幅度提升车辆的使役性能及安全性能。

表面纳米化技术具有完全自主知识产权,在国防军工、交通运输、鼓风机、核电工业、电子工业、精密机械、模具制造、轨道车辆等领域具有潜在的规模化应用前景。

刘忠范院士团队

北京石墨烯研究院

石墨烯产业网络

北京石墨烯研究院(BGI)是北京市政府最早批准建设的新型研发机构之一,由北京大学牵头建设,于2016年10月25日注册成立,2018年10月25日正式揭牌运行。BGI致力于打造引领世界的石墨烯新材料研发高地和创新创业基地,瞄准未来石墨烯产业,全方位开展石墨烯基础研究和产业化核心技术研发,推动中国石墨烯产业健康、快速发展!

BGI位于北京自由贸易区科技创新片区的核心园区——中关村科学城翠湖科技园,背靠西山阳台山自然风景区,毗邻翠湖湿地,依山傍水,环境优美。作为新型研发机构,BGI 由北京市政府和社会资本共同出资建设,未来10 年规划总投资20 亿元、研发人员规模800-1000 人。

BGI 自成立以来,发展迅速,现有研发大楼1万平方米,队伍规模已达260人。现拥有3个核心研究部、石墨烯装备研发中心、热管理技术研发中心、质量检测中心、以及石墨烯薄膜生产示范中心,还拥有近十个企业研发代工中心、4个产学研协同创新中心和3个特种领域联合实验室。2017年12月26日,注册成立北京石墨烯研究院有限公司,全方位推进石墨烯核心技术研发与成果转化。

BGI布局全国,放眼世界,致力于打造以BGI为核心的覆盖全国的石墨烯产业网络。正在推进建设中的BGI产业基地和BGI分支机构包括:BGI宁夏分院和产业基地、BGI济宁协同创新中心和产业基地、BGI福建产学研协同创新中心和永安产业基地、BGI长三角研究中心等。BGI正行驶在蓬勃发展的快车道上,面向未来,BGI人充满信心!

钱锋院士团队

华东理工大学

大型炼油生产过程智能制造技术

炼油工业为国民经济建设提供能源和大宗原材料,是实现“碳达峰、碳中和”战略目标的主战场。本项目围绕炼油全流程运行优化问题,将大数据、人工智能等现代信息技术与炼油生产工艺紧密结合,自主研发了国内首套炼油生产过程数字孪生虚拟制造系统,实现了炼油生产价值链最大化。具体成果包括:

(1)自主研发了分子级反应机理和运行数据融合的炼油数字孪生模型,实现了炼油装置共生实时仿真;

(2)创新研发了价值链最大化智能决策技术,重构计划调度模型,提升决策准确性、可行性和盈利能力;

(3)研发了炼油装置运行性能评估与智能优化技术,实现安全、质量、效益多指标的在线评估与协同优化;

(4)创新研发了油品在线快评、调合实时优化与控制技术,解决了原油性质、成品油质量在线优化与精准调控难题。

研究成果技术水平进入国际领先行列,在工信部智能制造试点示范企业成功应用,近三年产生直接经济效益36亿元,对提升我国炼油工业智能制造水平、促进我国制造业数字化转型和高质量发展具有重要的意义。

研究成果获2019年上海市技术发明一等奖和科技进步一等奖。

大型乙烯生产过程智能制造技术

乙烯工业是石油化工产业的龙头与核心,是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,在国民经济中占有重要地位。钱锋院士团队经过数十年攻关,突破了乙烯生产过程智能制造关键技术,研发了具有自主知识产权的裂解炉系统模拟软件、全流程实时优化和智能控制技术、软件及系统,并成功在数十套大型乙烯装置中应用。

(1)首次提出了裂解炉炉膛传热与管内反应过程的逐点耦合建模方法,实现了裂解过程全周期运行特性的动态表征和预测,研发了裂解炉系统模拟软件COILSIM-CRAFT,关键指标优于国际主流商业软件;

(2) 研发了国内首套乙烯生产过程全流程协同实时优化系统,集成裂解单元、分离单元、加氢单元、蒸汽系统等单元优化系统,通过约束动态传递协调各个单元,实现装置效益最大化运行;

(3)创新研发了乙烯装置全流程智能控制技术,建立了全流程机理模型,应用神经网络、自适应控制、Smith预估控制等技术解决了大时滞、能质耦合、多单元协同等问题,实现了乙烯装置的智能控制。

乙烯生产过程智能制造技术已在中国石化、中国石油的大型乙烯企业全面推广应用,百万吨级乙烯装置占比60%以上。连续三年累计为8家乙烯企业新增利润22亿元、减少二氧化碳排放31.8万吨,形成了具有自主知识产权的工业软件核心技术,对推动流程工业智能制造起到示范引领作用。成果获2002年、2009年、2019年3项国家科技进步二等奖。

郝跃院士团队

西安电子科技大学

5G通信用高性能氮化镓射频功率放大器

关键技术研究

我国移动通信事业经历了从“1G空白”到“5G引领”的漫长过程,5G是连接物理社会与数字社会的重要桥梁,是各国新一轮科技竞争中的焦点。

我国引领的5G通信频段包括微波频段(450MHz-6.0GHz)和速度更快的毫米波频段(24.25GHz-52.6GHz)。针对5G毫米波频段,常规器件无法满足其所需的高频大功率应用需求。目前国际公认以新型氮化镓材料体系为基础开发的无线射频器件是更优的选择。氮化镓器件较目前以其他材料体系开发的无线射频器件具有高峰值功率、高带宽、高频率、高效率、耐高温、抗辐射等优点,可广泛用于建设5G移动通信基站。

面向新一代移动通信对大功率、高效率电子元器件的需求,西安电子科技大学在材料生长、器件制备、电路设计等多方面为我国氮化镓基芯片的发展做了充足的技术储备,并自主研发了多款氮化镓器件,相关成果获国家科技进步一等奖1项、二等奖2项、国家技术发明二等奖1项,实现了技术转移和成果转化。研制的C波段氮化镓微波功率器件,是我国第一批宇航级微波功率器件,已应用于国家重点工程;X波段氮化镓微波功率放大模块已在航天通信系统上进行了应用验证。研发的氮化镓器件结构和工艺技术已在多家单位成功推广应用,为高性能通信用氮化镓芯片的量产起到了重要支撑作用。

成会明院士团队

佛山市晟鹏科技有限公司

5G通讯设备用绝缘高导热柔性二维氮化硼散热膜1.jpg

5G时代巨大的数据流量对于通讯终端的芯片、天线等部件提出了更高的要求,器件功耗大幅提升的同时,引起了这些部位发热量的急剧增加。散热问题如不能很好解决,将严重制约通讯设备性能的提升,限制5G技术的普及与应用。氮化硼散热膜是当前5G射频芯片、毫米波天线领域最为有效的散热材料,具有不可替代性,但该材料长期被国外企业垄断,国内企业市场占有率严重不足。佛山市晟鹏科技有限公司利用自主研发的高质量二维氮化硼纳米片,成功制备了大面积、厚度可控(10-500微米)的二维氮化硼散热膜。该散热膜具有透电磁波、高导热、高柔性、高绝缘、低介电系数、低介电损耗等优异特性。本团队研发的二维氮化硼导热膜综合性远高于市面上产品,打破了我国在该领域“卡脖子”的现状。

程和平院士团队

北京超维景生物科技有限公司

高速高分辨微型化双光子显微成像系统

超维景生物是一家集研发、生产和销售为一体的高端生物医学影像设备公司,其核心技术来源于北京大学多学科交叉团队,公司致力于自主研发和生产代表国内外前沿技术的高端显微成像设备,并拥有多项发明专利,为生命科学和临床医学的发展提供服务。

超维景生产的核心产品——“微型化双光子显微镜”一经问世就获得了行业认可, 被诺贝尔奖获得者Edvard.I.Moser博士誉为“神经科学研究的革命性工具”,被 Nature Methods评为《2018年年度方法》,被国家科技部评为“2017年度中国科学十大进展”。

依托于产品的核心技术,我们还拓展了其他产品线, 包括定制化双光子显微成像系统,医疗双光子显微成像系统,超声超分辨血流显微成像系统&相关配套试剂。

目前,我们已经开始和北京协和医院,中日友好等医院开展了医疗双光子项目的合作,超分辨光学血流显微成像系统&相关配套试剂也开始技术布局和战略推广,后续我们还将陆续推出各类创新医疗诊断产品。

张伟团队

南昌大学第一附属医院复方黄连油涂剂(“五黄油”)2.jpg

复方黄连油涂剂(俗称“五黄油”)历史悠久,是该院自主研发的首款纯中药制剂。该产品由黄连、黄芩、大黄、黄柏、虎杖、地榆等6味中药制成,最初主要应用于治疗烧烫伤,后逐步拓展至褥疮、糖尿病足、渗出性皮炎、湿疹等慢性创面治疗,累积5万余例次的人用经验,取得良好疗效且未发现毒副作用,受到患者广泛认可。该产品的问世解决了现有用于治疗烧伤、烫伤、慢性创面多采用抗生素等化学药品,治疗效果不佳且易导致抗生素累积的市场痛点。在国家鼓励中医药创新研发的政策背景下,遵循“临床验方-医疗机构制剂-中药新药”的研发路线,该产品有望通过积累人用经验进而完成从制剂到中药创新药的转变。    

皂苷乳 亚麻籽油人参饮品

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“皂苷乳-亚麻籽油人参饮品”由该院与江西康一参生物科技有限公司合作研发。皂苷乳产品融合红参专利加工技术和自主研发的纳米口服乳制剂技术两大技术体系,创新红参专利技术,将低活性的天然人参皂苷,转化生成富含Rg3组和Rh2组稀有人参皂苷;突破关键技术瓶颈,开发出我国首款食品级稀有人参皂苷纳米口服乳。该产品目前已形成了良好的市场效益,预期还可继续通过制剂技术完成从食品到功能性食品、药品的转变,探索在缓解肿瘤放化疗副作用、改善失眠和术后康复等领域的应用。