2019年全国科学技术奖励大会10日上午在人民大会堂隆重举行。碰撞斑岩铜矿成矿理论,高发光效率和长寿命半导体照明,保护考古遗址中的脆弱文物,重建颌骨缺损功能...这些科技成果直接面向国家重大需求,服务于人民群众的美好生活,多次荣获2019年国家科学技术奖。

根植青藏高原的自主创新为中国寻找铜矿

提到铜,人们会想到青铜时代,这是一个以使用青铜为标志的人类物质和文化发展阶段。铜是人类最早使用的金属之一。它可以用来命名一个时代,足以证明它对人类文明进步的深远影响。

今天,人类社会已经进入了信息时代。铜仍广泛应用于机械制造、建筑工业、国防工业等重要领域,是维持社会经济稳定发展的关键大宗金属之一。

铜如此重要,以至于我们国家幅员辽阔,资源丰富。铜足够让你放松吗?事实上,我国铜资源非常短缺。科学家们日以继夜地寻找矿石和勘探,以求突破。

探矿的技术实践依赖于什么?根据成矿理论。目前,全球铜主要来自一种称为斑岩型的铜矿床。根据国际矿床学研究,斑岩铜矿主要产于岩浆弧环境,其形成与大洋俯冲有关,从而建立了经典的斑岩铜矿成矿理论。

问题是,如何解释中国广大地区,特别是西藏缺乏海洋俯冲环境的斑岩铜矿的成因?国家自然科学二等奖“碰撞斑岩铜矿成矿理论”在这方面进行了理论创新。

中国科学院院士、中国地质科学院地质科学研究所研究员侯增谦致力于这项研究。十多年来,他在最年轻、最典型的大陆碰撞造山带青藏高原取得了一系列重大突破,最终建立了完整、系统的碰撞斑岩铜矿成矿理论。该理论回答了在缺乏主动洋俯冲的碰撞环境中斑岩铜矿床的特征和形成机制的问题。它极大地发展和完善了斑岩铜矿的经典理论,极大地拓展了世界斑岩铜矿的勘探领域。

“事实上,大陆板块碰撞的程度远远大于海洋俯冲的程度。我们以国家的重大需求为导向,突破瓶颈,通过理论创新和技术实践,在短时间内在青藏高原发现了10多个铜矿。”侯增谦说道。

发光二极管照亮普通百姓的家中国照明产业升级换代

在漫长的进化过程中,人类一直使用火作为光源。直到爱迪生发明白炽灯,人类才进入电灯时代。

然而,诸如白炽灯的传统光源具有光电转换效率低的问题。如果能在照明领域开发出更高光效的光源,将会节约更多的能源,从而为环境保护和可持续发展做出巨大贡献。发光二极管具有发光效率高、寿命长的特点。以发光二极管为核心器件的半导体照明已经成为继白炽灯之后的第二次照明革命。

国家科技进步奖一等奖获奖项目“高光效长寿命半导体照明关键技术及产业化”经过10多年的联合技术创新,形成了一整套具有自主知识产权的高光效长寿命半导体照明技术,关键指标达到国际领先水平。该项目成果已在工业化中大规模推广,并在北京奥运会等重大项目和10个城市的万个示范项目中得到示范和应用。

“发光二极管具有显著的节能效果。它的电光转换效率是荧光灯的5倍,白炽灯的20倍。”中国科学院半导体研究所研究员李进民是该项目的主要完成者,他表示,目前中国近50%的传统光源已经被发光二极管产品所取代,每年节省约2800亿度的电能,相当于三峡水利工程的发电量,超过了澳大利亚的年用电量。

随着半导体照明技术和产业的发展,新技术和新形式层出不穷。例如,深紫外发光二极管可以广泛应用于水净化、空气净化、生物检测、医疗等民用领域。半导体照明将广泛应用于健康照明、智能照明、农业、医疗、通信等照明以外的技术领域。

有一些巧妙的方法来保存脆弱的历史遗迹并保护这些遗迹。

薄荷能发出清新宜人的味道,因为它含有一种叫做薄荷醇的物质。然而,出乎意料的是,科学家在考古中使用无害的薄荷醇及其衍生物后获得了国家科学技术奖。

文物是不可再生的珍贵历史资源。珍贵文物的缺乏可能会淹没一段历史。脆弱的文物和考古发掘现场出土的文物经常因挖掘过程中环境的突然变化而遭到破坏。因此,考古发掘现场脆弱文物应急保护技术的研发是国内外文化遗产保护科学家面临的难题。

国家科技进步奖二等奖“考古遗址脆弱文物的临时固定提取和保护技术”,系统研究了薄荷醇强化提取文物的有效性、安全性和可控可移动性,并制定了临时固定和操作规范。开发了一种在考古发掘现场临时保存易碎文物的微环境控制装置。

上海大学教授、该项目的主要完成人罗表示,该技术不仅能有效减缓甚至避免出土环境突变对文物的破坏性影响,还能暂时提高文物的机械强度,确保文物的挖掘、提取和安全运输。

据报道,该项目是中国自主知识产权的开创性成果。已在秦始皇兵马俑遗址、海油侯墓等65处重要考古发掘现场推广应用,保存了2000多件易碎文物和珍稀化石。

医学疾病也通过心脏和颌骨缺损的功能重建使患者受益。

“戴着大口罩,拒绝出门的病人...下巴缺陷非常痛苦,许多人只有在最后去看医生时才敢摘下口罩。”上海交通大学医学院附属第九人民医院主任医师张说。

肿瘤、外伤、炎症和其他原因会导致颌骨缺损。这种疾病严重影响患者的咀嚼、吞咽、呼吸等生理功能,对患者的心理造成创伤,降低生活质量,甚至危及生命。下颌骨重建非常困难。如何实现真正的功能重建是一个世界性的问题。

经过20多年的研究,国家科技进步奖二等奖获奖项目“颌骨缺损功能重建的技术创新与推广应用”项目组率先提出“功能导向颌骨重建”理论,创建了关键技术体系并推广应用。(注意:全名和简称是可以接受的,但是整个文本应该是一致的。请参考之前的更改。)

通过研究,项目组创新性地利用小腿腓骨重建颌骨,平均手术时间缩短了2个多小时,减少了多次手术的创伤,缩短了治疗周期,降低了医疗费用,使成千上万的患者恢复了咀嚼和吞咽等生理功能。医生不仅治疗心脏,也治疗疾病。经过治疗,颌骨畸形患者的自闭自卑感得到了解决,患者的家庭恢复了稳定,患者也获得了走出家门融入社会的勇气。

“颌骨重建非常精细,技术上也很困难。很难更广泛地普及和帮助更多的病人。”项目主要完成人张介绍,为解决这一问题,该项目建立了数字化手术“一站式”新平台,突破了国际技术壁垒,解决了软件碎片和不兼容问题,大大减少了操作失误,提高了操作安全性。与此同时,通过组织学术会议和国家级学习班等形式在全国推广,组织培养项目培养了一大批颌骨重建专家。

“减轻病人的痛苦是医生的使命。科技创新应该更好地为人民的美好生活服务。张说,我们希望全国的颌骨缺损患者都能得到手术治疗,对医学知识的普及和对治疗水平的认识产生积极的影响。