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中国傲视全球的30项高科技(近几年精选)

网友发布 2022-10-11 21:21 · 头闻号前沿领域


该团队发现这种黏膜疫苗可以大大提高针对艾滋病病毒的T和B淋巴细胞的免疫能力,从而可以有效地抑制病毒在体内的复制与传播。

通过接种此种疫苗的猴子保持健康体征来看,没有接种疫苗的猴子,绝大多数在感染一年半后相继发病,呈现典型的艾滋病症状。


艾滋病被发现30多年以来,已导致世界上2500万人死亡,至今全球仍有3300万感染者人体内的各类粘膜是艾滋病毒感染的主要途径,该疫苗如果最终进入临床试验并证实有效,将对阻断和减缓艾滋病毒通过粘膜途径感染在普通人群中的流行具有重大科学意义和社会意义。


张林琦曾经形容说,在过去的艾滋病载体疫苗、DNA疫苗和重组蛋白疫苗等都只能打中艾滋病毒的“手脚”,粘膜疫苗则有望最终打中“心脏”。


6、中科大测出量子纠缠速度下限


所谓量子纠缠,是一种量子力学现象,是1935年由爱因斯坦、波多尔斯基和罗森提出的一种波。


复旦大学微电子学院张卫教授团队研发出世界第一个半浮栅晶体管,这是中国在微电子器件领域首次领跑全球。半浮栅晶体管作为一种新型的微电子基础器件,它的成功研制将有助于我国掌握集成电路的核心技术,从而在芯片设计与制造上逐渐获得更多话语权。2013年8月9日出版的《科学》杂志刊发了张卫团队关于半浮栅晶体管的科研论文。


新型晶体管可在三大领域应用 拥有巨大的潜在市场:作为一种新型的基础器件半浮栅晶体管可应用于不同的集成电路、同时还可以应用于DRAM领域以及主动式图像传感器芯。


半浮栅晶体管可应用于不同的集成电路。


首先,它可以取代一部分的SRAM,即静态随机存储器。SRAM是一种具有高速静态存取功能的存储器,多应用于中央处理器内的高速缓存,对处理器性能起到决定性的作用。传统SRAM需用6个MOSFET晶体管才能构成一个存储单元,集成度较低,占用面积大。


半浮栅晶体管则可以单个晶体管构成一个存储单元,存储速度接近由6个晶体管构成的SRAM存储单元。因此,由半浮栅晶体管构成的SRAM单元面积更小,密度相比传统SRAM大约可提高10倍。显然如果在同等工艺尺寸下,半浮栅晶体管构成的SRAM具有高密度和低功耗的明显优势。


其次,半浮栅晶体管还可以应用于DRAM领域,即动态随机存储器,广泛应用于计算机内存。其基本单元由1T1C构成,也就是一个晶体管加一个电容的结构。由于其电容需要保持一定电荷量来有效地存储信息,无法像MOSFET那样持续缩小尺寸。业界通常通过挖"深槽"等手段制造特殊结构的电容来缩小其占用的面积,但随着存储密度提升,电容加工的技术难度和成本大幅度提高。


因此,业界一直在寻找可以用于制造DRAM的无电容器件技术,而半浮栅晶体管构成的DRAM无需电容器便可实现传统DRAM全部功能,不但成本大幅降低,而且集成度更高,读写速度更快。


半浮栅晶体管不但应用于存储器,它还可以应用于主动式图像传感器芯片。传统的图像传感器芯片需要用三个晶体管和一个感光二极管构成一个感光单元,而由单个半浮栅晶体管构成的新型图像传感器单元在面积上能缩小20%以上。感光单元密度提高,让图像传感器芯片的分辨率和灵敏度得到大幅提升。


8、世界首个存储单光子量子存储器


世界上首个可以存储单光子形状的量子存储器在中国诞生,最新成果在线发表于《自然·通讯》上。


1985 年,类似于"足球"结构的C60 一经发现,吸引了全世界的目光,Kroto H. W.、Smalley R. E.、和Curl R. F.由于共同发现C60 并确认和证实其结构而获得1996 年诺贝尔化学奖。在富勒烯研究推动下,1991 年一种更加奇特的碳结构--碳纳米管被日本电子公司的饭岛博士发现。


纳米层面的碳材料制造技术是当前材料科学界最热门的研究领域之一。碳纳米管是迄今发现的力学性能最好的材料之一,其单位质量上的拉伸强度是钢铁的276倍,远远超过其他材料。


清华大学魏飞教授团队成功制备出单根长度达半米以上的碳纳米管,创造了新的世界纪录,是目前所有一维纳米材料长度的最高值。魏飞教授曾经说,“目前我们正在从事一米以上碳纳米管的制备,下一步我们希望能够制备出公里级以上长度并具有宏观密度的碳纳米管。这些工作将为太空天梯的制备开启一线曙光。”


11、中国超级计算机多次夺世界第一


国防科技大学(2013年)研制的中国超级计算机“天河二号”以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度,成为全球最快的超级计算机,并且比第二名快了近一倍。继2010年“天河一号”首次夺冠之后,我国“天河”系列计算机再次登上世界超级计算机500强排名榜首。在11月份的排名中,天河2号再次蝉联冠军!


天河二号服务阵列采用了国产的新一代“飞腾-1500”CPU,这是当前国内主频最高的自主高性能通用CPU


2016年11月14日,新一期全球超级计算机500强榜单,中国"神威·太湖之光"以较大的运算速度优势轻松蝉联冠军。算上此前"天河二号"的六连冠,中国已连续4年占据全球超算排行榜的最高席位。


2017年6月19日下午,在德国法兰克福召开的I SC2017国际高性能计算大会上,"神威·太湖之光"超级计算机以每秒 12.5亿亿次的峰值计算能力以及每秒9.3亿亿次的持续计算能力,再次斩获世界超级计算机排名榜单TOP500第一名。本次夺冠也实现了我国国产超算系统在世界超级计算机冠军宝座的首次三连冠,国产芯片继续在世界舞台上展露光芒。


2017年11月13日,新一期全球超级计算机500强榜单发布,中国超级计算机"神威·太湖之光"和"天河二号"连续第四次分列冠亚军,且中国超级计算机上榜总数又一次反超美国,夺得第一。此次中国"神威·太湖之光"和"天河二号"再次领跑,其浮点运算速度分别为每秒9.3亿亿次和每秒3.39亿亿次。


2018年11月12日,新一期全球超级计算机500强榜单在美国达拉斯发布,中国超算"神威·太湖之光"位列第三名。


2019年11月18日,全球超级计算机500强榜单发布,中国超算“神威·太湖之光”排名第三位。


12、北斗导航卫星50颗星


长征三号乙运载火箭(CZ-3B)是由中国运载火箭技术研究院研制,在长征三号甲和长征二号捆绑运载火箭的基础上研制的大型三级液体捆绑火箭,芯级基本上与长征三号甲火箭相同,助推器及其捆绑结构则基本与长征二号捆火箭相同,并增长芯一级与芯二级。


C919中型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的中型喷气式民用飞机,座级158-168座,航程4075-5555公里,于2017年5月5日成功首飞 ,截至2018年2月26日累计获28家客户815架订单。2018年2月6日,中国商用飞机有限责任公司宣布2021年交付首架C919单通道客机。


2019年12月5日上午11时,中国商飞C919大型客机105架机在上海浦东国际机场第四跑道起飞前往南昌。105架机主要承担刹车调参、排液、电源、防火、环控等试飞任务,以及高温高湿和高寒等专项试飞。


C919客机设计特点


C919客机属中短途商用机,标准航程为4075公里,最大航程为5555公里,经济寿命达9万飞行小时。

在使用材料上,C919将采用大量的先进复合材料、先进的铝锂合金等,其中复合材料使用量将达到20%。由于大量采用复合材料,较国外同类型飞机80分贝的机舱噪音,C919机舱内噪音可望降到60分贝以下。


在减排方面,C919将是一款绿色排放、适应环保要求的先进飞机,通过环保的设计理念,有望将飞机碳排放量较同类飞机降低50%。

舒适性是C919机舱设计的首要目标。


C919采用四面式风挡。该项技术是国际上先进的工艺技术,干线客机中只有最新的波音787采用。同时该设计对机头受力和风挡间承力支柱强度提出了更高要求,属于国际上比较先进的设计。


C919采用了5000PSI压力的液压系统,与一般民用飞机采用3000 PSI压力的液压系统相比,前者可提供更大的动力。


C919机翼有36米长,除了装有起落架之外,还能储存燃油,加起来共能容纳186386升燃油。919采用电-液动作系统使其在动力资源上具备更大的灵活性,增加了冗余性,提高了安全性能。


14、北京大兴国际机场正式投运


中国北京,9月25日11时28分北京大兴国际机场正式投运。当日16时23分起,来自7家国内航空公司的7架大型客机依次从北京大兴国际机场起飞,分别前往广州、上海、成都、延安、杭州、福州、厦门,标志着北京大兴国际机场正式通航。


2019年10月1日上午,在国庆70周年大阅兵中,东风-41核导弹方队在32个装备方队中压轴出场。这是中国东风-41核导弹首次公开亮相。电视直播的解说介绍:“战略制衡、战略摄控、战略决胜,东风-41洲际战略核导弹,是我国战略核力量的中流砥柱!”


法新社称,在阅兵式上展示了最新的武器装备,包括“东风-41”战略核导弹,这是一种能够打到美国任何地方的洲际弹道导弹。中国还展示了“东风-17”高超声速导弹,高速无人侦察机也首次亮相。


美国有线电视新闻网也用图文直播了中国阅兵式的全过程。报道称:此次阅兵的一大亮点是“东风-41”首次公开亮相,这款强大的洲际弹道导弹被认为将是今后几年中国火箭军武器库中的“中流砥柱”,一些人判断,它是这个星球上最强大的导弹。“东风-41”由导弹发射车运载,具有高机动性,提高了其生存能力和操作灵活性。美国智库战略与国际研究中心导弹防御项目认为,“东风-41”射程可达1.5万公里,超过地球上的任何导弹,能够搭载10枚独立瞄准目标的核弹头。理论上,从中国发射,导弹可以在30分钟内到达美国。


‘东风-41’性能与发达国家的第六代,比如美国‘民兵-3’和俄罗斯的‘白杨-M’洲际弹道导弹基本相当,部分技术甚至已经超过它们。“东风-41”洲际弹道导弹射程突破1.2万公里,攻击目标的偏差只有100米,并且可以携带6到10枚分导式弹头,对手很难拦截。


根据数据,“东风-41”弹长16.5米,弹径2.78米,整体重量达到60余吨,采用三级固体燃料推进,采用公路机动平台、铁路机动平台、加固地井发射三种方式部署。


2019年11月27日,美国《华盛顿时报》网站25日称,五角大楼消息人士25日证实,中国在22日试射了最新型“东风-41”洲际导弹。《华盛顿时报》网站称,这是中国在6月份试射JL-3潜射洲际弹道导弹以后又一次试射战略核导弹,也是2018年5月以来美军官方首次确认的‘东风-41’试射”。


16、首艘国产航母


环球网报道,据官方报道显示,首艘国产航母于2013年11月开工,2015年3月开始坞内建造。2017年4月26日,首艘国产航母在大连举行下水仪式。出坞下水是航母建设的重大节点之一,标志着中国自主设计建造航空母舰取得重大阶段性成果。



2019年11月17日,中国首艘国产航母暨第二艘航母顺利通过台湾海峡,赴南海相关海域开展科研试验和例行训练。


17、特高压古泉站极1低端站系统调试


特高压古泉换流站5G网络建设工程是全国第一例特高压变电站与5G技术结合的泛在电力物联网建设工程。2018年12月31日,世界电压等级最高昌吉——古泉±1100千伏特高压直流输电工程成功带电。18条特高压工程组成能源输送的“高速网络”。


中子不带电,但有磁矩,它和晶格的磁散射是直接探测物质磁性结构和磁动力学的唯一物理工具。


中子的波长和晶格参数相近,中子的能量和晶格的元激发可比,因此中子可用于研究固体的结构和动力学特点。


中子具有较强的穿透力。中子引起的损伤较小,是一种高度无损的技术。对生物体的损伤,热中子比X射线要小一百倍,特别适用实时地研究生物活体。


中子的发现及其应用是二十世纪最重要的科技成就之一。中子诱发核裂变的发现导致了核武器和核能源的开发。中子是研究物质结构和动力学性质的理想探针,中子散射技术已在很多基础学科中如凝聚态物理,化学,生物工程,生命科学,材料科学等多学科领域的研究中被广泛采用。中子生产的人工放射性同位素、中子活化分析、中子掺杂生产半导体器件、中子辐照加工等等,已被广泛应用于医疗和工业,并产生了巨大的经济效益。


中子在其他重要应用领域,比如中子活化分析、中子掺杂生产半导体器件、中子辐照育种、中子探伤、中子照相、中子测井等等,广泛地服务于像国家安全、资源勘测、环境监测、农业增产等等领域。


20、国产大型水陆两栖飞机AG600水上首飞成功


2018年10月20日,我国自主研制的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机AG600在湖北荆门漳河机场成功实施首次水上试飞任务。放眼世界,各国极少研制全新水上飞机。水上飞机在飞行速度、航程、经济性、舒适性等方面全面落后同级别陆基飞机。


AG600是世界最大在研水陆两栖飞机。据官方的信息显示,该机机长37米、翼展38.8米、最大高度12.1米、最大起飞重量53.5吨,航程最远达4500公里。


从外形尺寸看,它和波音737或者A320差不多。AG600水陆两栖飞机53.5吨的最大起飞重量,比70吨级的波音737少了二十多吨,也要比安装相同发动机的运-8、运-9少了10多吨。


在战后世界各国研制的水上飞机中,AG600绝对算是大的。比如日本US-2水上飞机来看,该机最大起飞重量47.7吨。俄罗斯的别-200水上飞机的最大起飞重量更是只有36吨。苏联时代研制的A-40“信天翁”两栖飞机最大飞重量已达到86吨,后由于苏联解体,该机完成研制后未能量产。


港珠澳大桥东起香港国际机场附近的香港口岸人工岛,向西横跨南海伶仃洋水域接珠海和澳门人工岛,止于珠海洪湾立交; 港珠澳大桥桥隧全长55千米,其中主桥29.6千米、香港口岸至珠澳口岸41.6千米; 桥面为双向六车道高速公路,设计速度100千米/小时; 工程项目总投资额1269亿元。


桥面按双向六车道高速公路标准建设,设计速度100千米/小时,全线桥涵设计汽车荷载等级为公路-Ⅰ级,桥面总铺装面积70万平方米;通航桥隧满足近期10万吨、远期30万吨油轮通行;


值得一提的是,大桥设计使用寿命120年,可抵御8级地震、16级台风、30万吨撞击以及珠江口300年一遇的洪潮。


22、体细胞克隆猴


中科院上海神经科学所利用体细胞核移植技术,在国际上首次培育出体细胞克隆猴“中中”“华华”。



中国科学院2018年曾经举行新闻发布会,宣布我国在国际上首次实现了非人灵长类动物的体细胞克隆:2017年11月27日,世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中国科学院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生;12月5日第二个克隆猴“华华”诞生。特别是生物学国际顶尖学术期刊《细胞》(Cell)将以封面文章发表此项成果,并于2018年1月25日在线发表(online)。该成果标志中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代,实现了我国在非人灵长类研究领域由国际“并跑”到“领跑”的转变。


1997年,首个体细胞核移植克隆动物“多莉”羊出生以来,利用体细胞克隆技术不仅诞生出包括马、牛、羊、猪和骆驼等在内的大型家畜,而且诞生了包括小鼠、大鼠、兔、猫和狗在内的多种实验动物,但与人类相近的灵长类动物(猕猴)的体细胞克隆一直没有解决,成为世界性难题。


近20年来,美国、中国、德国、日本、新加坡和韩国等多家科研机构在此方面进行不断探索和尝试,但始终未能成功。最主要限制性因素,是供体细胞核在受体卵母细胞中的不完全重编程导致胚胎发育率低。同时,用作受体的卵母细胞数量有限,且非人灵长类动物胚胎操作技术尚不完善,也是影响实现非人灵长类动物体细胞克隆的重要因素。


位于上海的中国科学院神经科学研究所孙强研究员率领以博士后刘真为主的团队,经五年努力,熟练掌握并改进了非人灵长类动物体细胞核移植的显微操作技术,同时不断尝试各种实验方法,通过表观遗传学修饰促进体细胞核重编程,显著提高了体细胞克隆胚胎的囊胚质量和代孕后的怀孕率,成功地突破了这个生物学前沿的难题,在国际上首次实现了非人灵长类动物的体细胞克隆。


这一成功标志着中国率先开启以猕猴作为实验动物模型的时代,这一突破也实现了“领跑、弯道超车、三个面向”的目标,进一步巩固了中国科学家在我国即将启动的灵长类全脑介观神经联接图谱国际大科学计划中的主导地位。


据孙强研究员介绍,体细胞克隆猴的重要性在于能在一年内产生大批遗传背景相同的模型猴。“使用体细胞在体外有效地做基因编辑,准确地筛选基因型相同的体细胞,用核移植方法产生基因型完全相同的大批胚胎,用母猴载体怀孕出生一批基因编辑和遗传背景相同的猴群。这是制作脑科学研究和人类疾病动物模型的关键技术。”


23、中国医疗器械登上权威刊物《柳叶刀》


2018年9月4日,全球医学界权威学术刊物《柳叶刀》刊登了上海微创医疗器械有限公司自主研发的火鹰支架在欧洲大规模临床试验的研究结果,称该研究破解了困扰世界心7.血管介入领域10多年的重大难题,这是《柳叶刀》创刊近200年来首次出现中国医疗器械的身影。


慢性肺病,传统的药物无法让肺器官恢复原状,只能减缓其纤维化的速度,而这些伤害都是不可逆的,比如慢性阻塞性肺病(COPD,简称“慢阻肺”)。这种疾病被认为是全世界最痛苦的疾病之一,如果想象一下,若人在游泳时憋气,在水下1分钟会是什么感觉?可是世界上有每100人中就有6个人每天就好比在水下去挣扎呼吸。


肺脏是人体最复杂的器官,数十种不同细胞的协同工作保证了正常功能的进行。而正是由于其复杂的结构,增加了临床病症诊断的难度,因而一经确诊,肺病往往已经产生不可逆的伤害(至少已丧失50%的功能)。


在一般的肺移植手术,患者往往面临极高的风险。毕竟,在众多器官移植中,肺移植手术属于最复杂、难度极大的一类:手术允许的冷缺血时间短;大部分脏器暴露在空气中,感染问题十分突出,非常容易引起败血症。但左为教授团队成功实施的肺干细胞移植通过纤维支气管镜即可无创移植,患者入院观察3天就出院了,无需像肺移植那样进行开胸,无疑大大避开了上述的风险。


由于异体移植常伴随着非常强烈的免疫排斥反应,甚至可能危及生命。与异体肺移植相比,肺干细胞移植这种自体干细胞移植的优势还在于基本不会激发免疫排斥。


截止2017年,中国肺癌发病率已经上升到80万例,死亡人数已达到70万例,约占全国癌症死亡人数的四分之一。但是,慢阻肺作为慢性肺病也非常值得重视,它的致死率与致残率均高于肺癌。有数据显示,特别是中国乡镇地区,该病是第四大主要死因,而在城市地区,慢阻肺是第三大主要死因。


在美国,慢阻肺患者的患病数量同样触目惊心,美国患有该疾病的患者超过3000万,而它也正在成为世界范围内致残和致死的重要原因,预计2030年将成为全世界第三位主要死因。


26、世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备


可加工22纳米芯片,2018年11月29日,由中国科学院光电技术研究所承担的国家重大科研装备——超分辨光刻装备项目在成都通过验收,这是我国成功研制出的世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备。


准东-皖南工程起点位于新疆昌吉自治州,终点位于安徽宣城市,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、安徽6省,新建准东、皖南两座换流站,换流容量2400万千瓦,线路全长3324公里。工程投资407亿元人民币。


准东-皖南工程刷新了世界电网技术的新高度,并且开启了特高压输电技术发展的新纪元,特别是对于世界能源互联网的发展具有重大示范作用。


国家电网在成功突破±800千伏直流输电技术的基础上,实现了±1100千伏电压等级的全新跨越,进一步增强了中国在电网技术和电工装备制造领域的国际影响力与核心竞争力。


新疆能源资源丰富,为中国五大综合能源基地之一,具备同时开发煤电、风电、太阳能发电的条件。准东地区煤炭资源品质优良、开发条件好,适宜就地发电,已探明煤炭储量约2136亿吨,综合煤、水及环境等条件,2020年煤炭规划产能可支撑外送煤电装机规模为4000万千瓦。


29、中国发现迄今最大黑洞。


国际科学期刊《自然》发布了中国科学院国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队的这项重大发现,这颗70倍太阳质量的黑洞远超理论预言的质量上限,尤其是颠覆了人们对恒星级黑洞形成的认知。


研究团队依托中国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜,发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞。

2016年秋季开始,研究团队以国家天文台为首的研究团队利用LAMOST开展双星课题研究,历时两年半监测了一个小天区内3000多颗恒星。结果发现,在一个X射线辐射宁静的双星系统中,一颗质量是太阳八倍的蓝色恒星,围绕“一个看不见”的天体做着周期性运动。


全桥共计228个桥墩,钢结构用量124万吨,混凝土用量294万方,其用钢量和混凝土总方量是迄今为止国内外桥梁之最,大桥贯通也意味着未来“京台高铁”的关键节点建成。

平潭海峡公铁两用大桥,是我国施工难度最大的桥梁。该桥址所在的平潭海峡,为世界三大风口海域之一,具有风大、浪高、水深、流急等特点。据统计,每年6级以上大风超过300天,7级以上大风超过200天,最大浪高约9.69米,曾被称为'建桥禁区'。其建设条件远比已建成的东海大桥、杭州湾跨海大桥及港珠澳大桥恶劣,特别是波流力的影响,是常规长江等内河桥梁的10倍以上,建造难度和风险更大。


由于平潭海峡公铁两用大桥桥址区域恶劣的建设环境,钢桁梁桥传统的散件安装方式已不能满足要求,为降低施工安全风险,提高施工工效,工厂化、大型化、整孔架设安装成为必然的选择。为了将重达1350吨的钢桁梁进行整孔吊装,中铁大桥局历时3年、耗资3.4个亿打造了"建桥利器"——"大桥海鸥号"自航双臂架变幅式起重船。这一"建桥利器"起重能力达3600吨,主钩起升高度达110米,是国内起重量最大、起升高度最高的双臂架起重船。


据悉,此次钢桁梁整孔吊装在国内尚属首例,为大桥后续33孔简支钢桁梁架设提供了重要施工技术参数,也为全桥上部结构施工的稳步推进奠定了坚实基础。

因大桥所处台湾海峡全年6级以上大风超过309天,水深浪高,海底岩面倾斜裸露,天气、水文、地质三重难题层层叠加,因此,几乎成了"造桥禁区"。

(来源:盘古论市)

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