談到科研,很多人都會有國外科研才是世界領先的錯覺,然而這些年中國科研工作者正在用自己的努力證明中國科研同樣可以領跑世界。從納米級技術到“天河二號”,從微觀到宏觀,世界紀錄正在被中國科研人不斷刷新。
1、微晶鋼
微晶鋼(超級鋼)是通過各種工藝方法將普通的碳素結構鋼的鐵素體晶粒細化,進而使其強度有大幅度提高的鋼材。
超級鋼的特點是:低成本、高強韌性、環境友好、節省合金元素和有利于可持續發展,被視為鋼鐵領域的一次重大革命。而我國是目前世界上唯一實現超級鋼的工業化生產的國家。
2、納米技術
納米技術主要研究結構尺寸在1至100納米范圍內材料的性質和應用,它的最終目標是直接以原子或分子來構造具有特定功能的產品。
2013年,清華大學魏飛教授團隊成功制備出單根長度達半米以上的碳納米管,創造了新的世界紀錄,這也是所有一維納米材料長度的最高值。魏飛教授團隊更長遠的目標是希望能夠早日制備出公里級以上長度并具有宏觀密度的碳納米管。
3、3D打印
2013年中航天地激光公司展出飛機專用鈦合金大型整體主承力框
飛機鈦合金大型整體關鍵構件激光成形技術是“3D打印技術”的高端發展形勢,是一項“變革性”的短周期、低成本、數字化先進制造技術。
我國于1999年開始金屬零件的激光快速成形技術研究,重點研究鎳基高溫合金及多種鈦合金的成形。近些年,我國在飛機鈦合金大型整體結構件的激光快速成形方面取得了重要突破。2013年北京航空航天大學王華明教授在國際上首次全面突破飛機鈦合金、超高強度鋼等難加工大型復雜整體主承力構件激光成形關鍵技術,并建立完整標準體系,研制出了世界最大的激光成形工程化成套裝備,使我國成為當時世界上唯一突破該技術并實現裝機工程應用的國家。
同年,西北工業大學凝固技術國家重點實驗室下設的激光制造工程中心已經能夠利用“3D打印”從事高性能致密金屬零件的制造及修復,并且打印出了超過5米的鈦金屬飛機部件,是世界上最大的一次整體激光成形構件。
4、激光技術
紫外全固態激光源是指輸出波長在200納米以下的固體激光器,與同步輻射和氣體放電光源等現有光源相比,具有高的光子流通量/密度、好的方向性和相干性。
這些年,中國科學家利用我國獨創的深紫外技術和深紫外激光非線性光學晶體,成功研制出:
(1)深紫外激光拉曼光譜儀;
(2)深紫外激光光化學反應儀;
(3)深紫外激光光發射電子顯微鏡;
(4)深紫外激光光致發光光譜儀;
(5)深紫外激光自旋分辨角分辨光電子能譜儀;
(6)光子能量可調深紫外激光光電子能譜儀;
(7)深紫外激光原位時空分辨隧道電子譜儀;
(8)基于飛行時間能量分析器的深紫外激光角分辨光電子能譜儀。
這8臺儀器均為當今世界所獨有的科研利器,居深紫外領域國際領先地位,在物理、化學、材料、信息、生命、資環、地質等學科領域均有重大的應用價值。
5、超輕氣凝膠
一塊體積為20立方厘米的“纖維氣凝膠”可以輕松的“踩”在羽絨的幾根絨毛上
2015年,東華大學俞建勇院士、丁彬教授帶領的納米纖維研究團隊利用普通纖維膜材料開發出了一種超輕、超彈的纖維氣凝膠,經中國計量認證結果顯示,這種纖維氣凝膠的固態材料密度僅為0.12毫克每立方厘米,打破了之前浙江大學高超教授團隊0.16毫克的世界記錄。
目前這種超輕氣凝膠的應用領域包括火星探險宇航服的制造、油輪沉沒等生態災害的處理以及隔熱和隔音設備的制造等。
6、催化劑
2013年,中國科學院大連化學物理研究所張濤研究員與該所“千人計劃”入選者劉景月研究員、清華大學李雋教授合作以氧化鐵為載體成功制備出世界首個單原子銥(Ir)催化劑,并發現相比于亞納米、納米銥催化劑,單原子銥催化效率在應用上能夠達到“以一抵十”的效果。
銥催化分解主要應用于航天飛行器姿態控制等領域,而實現單原子分散無疑能夠降低金屬用量,提高催化效率,節省催化劑成本。
7、北斗系統
中國北斗衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中國自行研制的全球衛星導航系統。是繼美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)之后第三個成熟的衛星導航系統。
北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成,備區域導航、定位和授時能力,定位精度10米,測速精度0.2米/秒,授時精度10納秒。
8、2000預警機
空警2000預警機長46.6米,高14.76米,翼展50.5米,最大起飛重量210噸,巡航速度800千米/時,飛行高度12100米,最大航程超過6500千米。
空警-2000創造了世界預警機發展史上的9個第一,突破100余項關鍵技術,累計獲得重大專利近30項,是世界上看得最遠、功能最多、系統集成最復雜的機載信息化武器裝備之一。美國知名智庫詹姆斯敦基金會曾發表評論:“中國采用相控陣技術的空警-2000比美國的E-3C預警機整整領先一代”
9、脈沖強磁場實驗裝置
脈沖強磁場實驗裝置是我國“十一五”期間部署建設的國家重大科技基礎設施項目。2014年華中科技大學通過國家驗收標志著我國成為繼美、德、法之后第四個擁有國際頂級水平大型脈沖磁場實驗裝置的國家。
10、超級計算機
如今,“天河二號”作為全球最快的超級計算機,與神舟飛船、“蛟龍”號一起成為國家名片。在去年11月15日美國公布的全球超級計算機500強榜單中,“天河二號”超級計算機以每秒33.86千萬億次連續第六度稱雄。
天河二號“強大的計算能力讓科技強國美國也倍感壓力,去年7月,美國總統奧巴馬發布了一項總統令,正式啟動美國”國家戰略性計算計劃“。該行政令的目標之一就是要趕超”天河二號“,開創每秒百億億次的超級計算時代。
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