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淘豆网网友近日为您收集整理了关于2015（更新）每周科技资讯（一）的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：2015（更新）每周科技资讯（一） 科技管理处编制科技资讯第三期 2013 年 10 月 25 日1每周科技资讯(一)无锡:一个“智慧城市”的科技惠民样本停在门外的电动车只要稍有动静,立刻就会有报警短信发到车主的手机上。10 月 24 日,记者在无锡梅村派出所的大院里看到,已经有上百辆被盗电动车通过一种名为移动“车卫士”的 GPS 防盗追踪系统被成功追回。
2012 年以来,打造“四个无锡”——魅力无锡、创新无锡、创业无锡和幸福无锡——成为这座苏南古城追求科学发展的崭新探索。
“科技创新应当成为推进无锡新一轮跨越发展的强大动力。”在无锡市科技局局长吴建亮看来,社会转型时期更要注重发挥科技创新的支撑作用,大力发展“惠民科技”显得尤为重要。
包括已推广近 5 万台的“车卫士”在内,自 2011 年以来,无锡围绕医疗卫生、公共安全和食品安全以及科技强警、科技兴农等热点问题,先后组织各类科技惠民项目 240 项,一批科技示范工程的实施,更让物联网等“时尚”技术真正融入了百姓生活。
信息化联姻农业养殖:物联网里“养螃蟹”
车行 50 分钟,即从无锡市区来到以养殖大闸蟹闻名的宜(来源：淘豆网[/p-9318671.html])兴高塍镇。
养螃蟹看似收入不菲。然而,一旦天气突然变化,池塘缺氧就会导致螃蟹死亡。因此,对于蟹农们而言,守在塘边整宿不睡几乎是家常便饭。
“现在,我在手机上就可以随时操控设在塘边的增氧器,不仅不用半夜往鱼塘跑了,每年光电费就能省 8000 多元。”动动鼠标或者手机按键,足不出户就能管理近百亩蟹塘,在蟹农吕珍虎看来,这俨然是现实版的“开心农场”。
2011 年 3 月,由无锡移动、***物联网研究院、宜兴市农林局、中国农业大学联手打造的江苏省内首个物联网水产养殖基地建立,通过采用先进的物联网技术、网络监控、传感设备,让蟹农们切身体验了一把“智能养蟹”。
如今,在宜兴已经建成的 2 万亩“智能水产养殖”标准化示范区内,蟹农们只要通过互联网、手机终端登录“水产养殖监控管理系统”,就可随时随地了解养殖塘内的溶氧量、温度、水质等指标参数。一旦发现某区域溶氧指标预警,只需点击“开启增氧器”,就可实现远程操控。
“智能水产养殖只是信息化、物联网技术应用于农业生产的‘冰山一角’。”在吴建亮(来源：淘豆网[/p-9318671.html])看来,随着花卉瓜果栽培、水稻种植、家畜养殖等领域展开的全面信息化探索,科技推动现代农业的智能化发展,正在为农民们带来越来越多的实惠。
智能化渗入生活点滴:我的生活“我做主”
“血压仪测出的数据,只要点点鼠标,就能被上传到社区健康医疗数据中心。”家住无锡新区新安街道的华阿姨告诉记者,家里安装了健康保姆系统后,通过手机或电脑,还可以直接在线跟社区医院的医生交流,让医生给出初步的诊断。
在该社区中,有 287 名患高血压、糖尿病的老年人用户都和华阿姨一样,足不出户就能实现实时采集血压、血糖、运动量等数据上传,个人的健康管理计划还可以享受定期评估。
智慧城市建设风起云涌,作为国家物联网创新示范基地的无锡,势必不甘示弱。通过“区域医疗卫生服务应用示范”“地方名中医治疗方案可持续利用”等 166 个项目的实施,科技正潜移默化地变革着传统的社区医疗健康服务体系。与此同时,在居民社区中,物联网、云计算等一系列“潮技术”也正通过社区管理和服务等系统,与社区居民们亲密接触。
“蠡湖家园 50 (来源：淘豆网[/p-9318671.html])号门外发现一处车辆违停,请即刻前往处理。”在蠡湖街道综合管理指挥中心的大厅里,语音播报的同时,超大屏幕上直接显示出了违停车辆的画面。不到 1 分钟,社区城管队员已出现在了违停车辆旁。
今年以来,随着无锡市深化物联网应用计划的不断推进,成立于 2009 年 9 月的蠡湖街道美湖社区居民,成为当地最早的一批物联网应用体验者之一,享受起了全新的“智能生活”。
违章停车智能报警、高空抛物智能抓拍、智能巡更、智能看护。无锡蠡湖街道美湖社区主任蔡旭介绍说,在无锡市科技项目带动下,该社区每年用于民生科技方面的投入已占到整个社区投入的一半以上。
优选技术发力公共环境:乐享低碳绿色空间
湖水清澈,水草依依。
漫步太湖之滨,也许有人并不知道,吸引居民纷纷前来亲水游玩的贡湖湾湿地公园,昔日曾是杂草纷乱、人人敬而远之的臭水湾;滨湖而建的一个个美丽的景观堆岛则是由 65 个鱼塘中厚达 1 米的 63 万方淤泥堆积而成。
“太湖美,美就美在太湖水”。然而,一度暴发的“蓝藻事件”,曾让太湖之滨的富庶(来源：淘豆网[/p-9318671.html])之地无锡陷于尴尬境地,并由此引发了转变经济发展方式的深思和行动。
为让老百姓喝上真正的放心水,近年来,无锡以科技手段发力,联手中国环科院、中科院地湖所、南京大学等高校院所,将历届国家水专项的技术成果进行集中优选,从截污减排向流域综合治理和生态修复系统调控转变,通过“太湖贡湖湾退渔还湖与水源地保护生态修复示范工程”等 67 个项目的实施,推动了环保科技创新与集成技术的应用示范,也让清水碧草重新回到人们身边。
除了水环境的积极治理,在公共交通领域,为解决公共自行车从站点到市民家或单位的“最后一公里”末端难题,作为国内研发最早、最智能、最人性化的公共自行车系统,由江苏宏溥公司研发的 3Q 公共自行车无桩化借车还车技术已经成熟。
“市民可以直接把自行车骑到家门口,刷卡后,自行车会自动落锁。”公司董事长谢瑞初介绍,3Q 系统还配套开发了完善的网站和手机软件等附加功能系统,市民不仅可以通过专用租车卡、市民卡、银行卡、交通卡等第三方平台载体进行租车,还可以通过下载专用软件、发送短信、网站预约等形(来源：淘豆网[/p-9318671.html])式实现对公共自行车的租用。
“民生领域的投入已经占到无锡科技项目经费的 10.8%,今后我们还将进一步加大力度,力推 13 个领域的应用示范工程,逐步让科技惠民工程开遍全市。”吴建亮表示。
找准科技工作与经济社会发展有机结合的突破口与链接点,发挥科技进步在改善民生和促进社会发展中的支撑和引领作用,一个“智慧城市”的惠民样本正绘就于太湖之滨。新型纳米粒子可将抗癌药送入细胞药物释放过程能被实时监控最近,澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)化学家合成了一种新型氧化铁纳米粒子,不仅能向细胞递送抗癌药物,而且药物的释放能被实时监控。研究人员称,这是纳米诊断与治疗领域的一项重要进步。相关论文发表在最近出版的美国化学协会期刊《ACS 纳米》上。“这种氧化铁纳米粒子能跟踪监控药物递送,为适应不同患者的个体差别提供了可能。”UNSW 化学工程学院副教授西里尔博雅说。掌握了纳米粒子所递送的抗癌药是怎样释放的,以及它对细胞和周围组织的影响,医生就能调整剂量以实现药物的最佳疗效。长期以来,人们对有磁性的氧化铁纳(来源：淘豆网[/p-9318671.html])米粒子(IONPs)已经广泛研究,但大多是把它们用于磁共振成像(MRI)中作为对照剂。直到最近,才开始探索把它们用于药物递送。目前只有少数研究描述了怎样在磁性氧化铁纳米粒子的表面加载化疗药物,还不能有效证明它们真能把药物递送到细胞内部,只是一些推测。而本研究设计了一种新方法在 IONPs 表面加载药物,并首次证明了这些粒子能把药物递送到细胞内部。UNSW 研究人员给 IONPs 装上一种精心设计的接枝聚合体外壳,使它在水中和血清中都显出极佳的胶质稳定性。聚合体外壳能通过亚***键实现阿霉素(DOX,一种抗肿瘤药物)可逆性粘附,为 DOX 在酸性环境中提供了一种可控的释放机制。利用一种称为“荧光寿命成像显微”(FLIM)的技术,研究人员首次证明了 IONPs能很容易地被两种细胞系(MCF‐7 乳腺癌细胞和 H1299 肺癌细胞)接受,同时可监控 DOX在细胞内的释放。“通常,药物释放实验只是在实验室中模拟,而不是在细胞中。这一点很重要,用细胞我们才能确定,在真正的生物环境中药物释放的动力运动情况。”(来源：淘豆网[/p-9318671.html])博雅说,“我们证明了工作台化学(指传统的,不使用高端设备和计算机模型的化学实验)也能在细胞内进行,下一步就要进入活体应用了。”发改委力促北斗导航发展四千亿商机待分享如今城市生活的节奏不断加快,生存的压力越来越大,上有老下有小的“中坚”一族,往往就会忽视老人们的需求。如果这个时候,有个智能系统可以让你及时了解父母的健康状况及各种需要,那当然是求之不得的。智能养老即“智能居家养老”(Smarthomecare),是新近流行的一种养老概念。该养老模式能让老人在日常生活中不受时间和地理环境的束缚,在自己家中过上高质量的生活。智能养老系统通过在居家养老设备中植入电子芯片装置,使老年人的日常生活处于远程监控状态。如果老人走出房屋或摔倒时,智能居家养老系统中,老人随身戴的手表设备能立即通知医护人员或亲属,使老年人能及时得到救助服务。当老年人因饮食不节制、生活不规律而带来各种亚健康隐患时,智能居家养老设备的服务中心也能第一时间发出警报。智能居家养老设备医疗服务中心会提醒老人准时吃药和平时生活中的各种健康事项。(来源：淘豆网[/p-9318671.html])如果炉灶上烧着东西却长时间无人问津,那么安装在厨房里的传感器会发出警报,如果报警一段时间还是无人响应的话,这时候煤气便会自动关闭。老人住所内的水龙头一旦 24 小时都没有开启过,那么报警系统就会通过电话或短信提醒老人的家人。该系统还能全方位监测老人的健康状况和位置。比如手腕式血压计、手表式 GPS 定位仪等,不仅能随时随地监测老人的身体状况,也能知晓他们的活动轨迹。此外,通过给家中的厕所进行改装后,系统便会自动监测老人的尿液、粪便等,这样一来,老人在上厕所的同时,也完成了医疗检查。系统监测到的数据将直接传送到协议医疗单位的老人电子健康档案,一旦出现数据异常,智能系统会自动提醒老人及时体检。如果老人想休闲放松,系统会告知老人当天的电视节目、社区开展的活动等内容;如果家中房门上安装了娱乐传感器,老人进门时,便会自动播放主人喜爱的音乐,并适时调节室内暖气和灯光。
以上说的智能养老系统依靠的是物联网技术。物联网作为新世纪具有战略意义的新兴产业,越来越多地被各国政府和高科技企业所重视。同时,作为未来(来源：淘豆网[/p-9318671.html])最有发展前景的产业之一,尽管物联网还刚刚起步,还存在着这样那样的问题,但有专家称物联网势必将“取代”互联网在全球人们生活中的战略地位。物联网能否像人们所想象的那样“方便”,而通过物联网是否能够真的实现“智能”养老,还有待时间的检验。但是,社会养老却是大势所趋。科技管理处编制科技资讯第三期 2013 年 10 月 25 日2北京交通大学下一代互联网设备国家工程实验室:让未来网络无处不在从家到办公室,你的电脑不借助上网卡将无法上网;从一个办公室到另一个办公室,你的电脑因为没有网线也将面临断网。“在未来的互联网世界里,有线和无线网络将实现融合,即网络无处不在。”北京交通大学下一代互联网设备国家工程实验室主任张宏科告诉《中国科学报》记者。填补国内空白北京交通大学下一代互联网设备国家工程实验室诞生了国内第一台 IPv6 路由器和首台 IPv6 无线/移动路由器。虽然实验室正式挂牌国家工程实验室是在 2008 年后,但这里很早就研制出国内第一台 IPv6 路由器,并于 2000 年转给企业进行产业化生产,(来源：淘豆网[/p-9318671.html])目前 IPv6 路由器已广泛应用于国内多所高校和企业。另外,实验室研制的 IPv6 无线/移动路由器获 2005 年国家重点新产品证书,获 2006年北京市科学技术奖一等奖。下一代互联网设备国家工程实验室是国内最大规模、专门从事IPv6 网络技术和下一代互联网综合研究的团队。团队还针对资源受限环境中“人与物”、“物与物”之间的大规模通信难题,研制出IPv6 微型传感路由器,在 2005 年被鉴定为“填补国内空白,整体达到国际先进水平,部分技术达到国际领先水平”,该成果于 2006 年获国家重点新产品证书,2009 年获中国电子学会电子信息科学技术奖二等奖。这些成绩的取得,让实验室成为国内唯一一家在互联网设备领域的国家工程实验室,张宏科坦言:“经过我们近 20 年的努力,才在众多竞争者中脱颖而出,拿到这块国家工程实验室的牌子。”不同于重点实验室偏向基础性研究,也有别于工程中心致力推进产业发展,张宏科带领的下一代互联网设备国家工程实验室,很早就开始兼顾基础研究和应用研究。如今,团队一直致力于设计面向未来的下一代互联网。设计未来网络“未来互联网需要解决一系列的问题,安全、移动、可扩展、效率和能耗。”张宏科指出,“几十年来我们的互联网技术日新月异,但机制和机理没有发生太大变化,而这些才是我们需要攻克的技术难题。”他向记者解释,现在的网络是在有线的固定状态下设计,因此适合有线的环境,虽然我们有了 Wi-Fi 这样的无线局域网络,但网络覆盖区域有限,在高速移动的环境下还会经常出现断网。然而,在未来的互联网环境中,我们将身处一个大的网络世界,是有线网络和无线网络的融合,高速的网络可以同时应用于有线和无线环境,不用担心网络的中断。提及网络安全,经常会让人联想到数据和信息泄漏、网络欺骗。“虽然技术人员都知道问题,却难于找到问题的本质。”张宏科表示,“需要改变的是设计原理。”在网络安全技术方面,张宏科团队曾先后研制出 IPv6 网络安全防护系统,基于 IPv6的 IPsec VPN 安全网关,IPsec 加密环境下的数据捕获、分析及还原系统。同时,张宏科还带领团队打破传统“一种网络”支持“一种主要服务”的设计思路,创建“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”,使传统网络的多种问题得到了有效解决。如果在高铁上使用该“一体化标识网络系统”,可以使用该网络实现语音通讯、数据通信、视频音频播放等,网速和安全性都能得到有效保障。从上世纪开始,互联网从底层设计到成熟应用耗费了几十年的时间。进入 21 世纪以来,张宏科团队已经用了近 10 年时间来研究下一代互联网,并在一些通信类企业使用研制的设备进行示范实验,一些设备已经处于推广阶段。张宏科认为下一代互联网的全面普及还需要至少 20 年左右的时间,其中国家的推进和支持将起到决定性作用。用实力来证明依托于北京交通大学的下一代互联设备国家工程实验室是一个产、学、研相结合的新型科研实体。近年来,实验室先后承担了国家“973”、“863”项目(含创新课题)、国家自然科学基金重点项目等几十项国家级课题。实验室占地面积近 1000 平方米,拥有科研人员 200 余人,科研和设备经费上亿元。在机构设置上,实验室设立 IPv6 路由交换研究室、移动互联网研究室、一体化网络与服务研究室、NGI 网络安全研究室、NGI 网络管理研究室、传感器网络研究室、NGI 网络工程研究室等主要研究机构和一个下一代互联网综合展示中心。目前,实验室正在开展无处不在的宽带融合网络(UN)、无处不在的传感器网络(USN)、以及 IPv6 和更新的协议标准的研究。张宏科带领记者参观了实验室,当记者惊讶于满满一面墙壁的路由器时,他笑道:“通过多次反复的研究实验,我们已经可以保证这些路由器发射的信号互不干扰。”在“一体化标识网络系统”的机柜前,他告诉记者:“这些设备都是由我们的实验人员自主研发,可以支撑起一个学校、城市,甚至在未来能够支撑起国家的互联网络。”全新液流电池属于未来的电池美国麻省理工学院(MIT)终于研究出既便宜又高效的可循环使用液流电池,可以储存间歇性能源,比如太阳能、风能,发电量是大部分锂电池的 10 倍。那么究竟什么是液流电池呢?它是一种通过两种带有相反电荷(电解质)的液体交换离子,然后直接将化学能转换成电能的可循环使用电池。什么是液流电池?液流电池是一种可重复充电电池,两种有着相反电荷(电解质)的液体在那交换离子,然后将化学能转换为电能。之前通常有一层薄膜让电解质分开,让他们交换离子的时候两种液体不混合。但往往使用的电解质成本不高,它们却要侵蚀价格并不便宜的薄膜,这也就大大缩短了电池的寿命。所以研究人员实现目标的最好办法就是直接撤掉薄膜的使用。为了让两种液体不会混合在一起,研究人员采用了液流体动力学中的层液流技术将它们放置在容器中。电解质存储会跟电池本身分开,有两个槽装着电解质,这意味着电池的大小可以轻易控制,只要改变槽的大小就可改变电池的尺寸。发电量也会从几千万到几兆瓦不等。除了尺寸可调节,液流电池还有更多的好处:“可以闲置很长一段时间不失去电荷、响应时间快、通过更换电解液可以很快地充电和放电”因为这个,前几年便有人推崇这个应该用来给电动汽车的快速充电。另一方面,液流电池比普通电池更复杂,每一个都需要自己的泵和传感器系统。而且能量密度比一般的锂电池要低。这是属于未来的电池现在 MIT 给液流电池发展在性能和成本方面做了一个很好的平衡,使用的电解质不贵,代替了之前昂贵的薄膜、解决了电池寿命短的缺点。 MIT 实验室的电池原型使用的是液流体动力学中称为层流的奇怪现象:当两种液体保持足够低的速度,其它条件都满足,两种电解质不会混合,从而使得薄膜多余。液流电池可以产生每平方厘米 0.795 瓦的电力,发电量是其他薄膜电池设计系统的 3倍,是普通锂电池的 10 倍。之前相关团队也有涉及薄膜电池系统,但这是第一个可以自动放电和充电的节能电池,而且这个设备的放大版本经真正带来影响力,它可以以每千瓦时只需 100 美元。另外有个好处是,这个技术可用在可再生能源的存储,因为阳光和风在短期内可以看做是无限的,所以可以存储大量的清洁能源作为备用。这以后将有望无间歇地转化太阳能和风能,变成我们电动车的最佳能源之选。太赫兹量子级联激光器功率达到1 瓦特是原有世界纪录的 4 倍据物理学家组织网 10 月 31 日(北京时间)报道,奥地利维也纳技术大学的一组研究人员制造出一种新型量子级联激光器,成功输出了1 瓦特的太赫兹辐射,打破了此前由美国麻省理工学院所保持的 0.25 瓦特的世界纪录,成为目前世界上功率最大的太赫兹量子级联激光器。太赫兹射线,是波长介于微波与红外之间的一种电磁辐射,由于物质的太赫兹光谱(包括透射谱和反射谱)包含着非常丰富的物理和化学信息,太赫兹技术被认为会对通信、遥感、天文、反恐、医学成像以及生化检测等领域带来极为深远的影响。美国称其为“改变未来世界的十大技术”之一,日本将其列入“国家支柱十大重点战略目标”。但一直以来,高强度的太赫兹辐射源却很难制造。打破世界纪录的这种新型量子级联激光器只有几毫米厚,半张邮票大。它具有一个在纳米尺度上量身定做的半导体层,通过使用一种特殊的融合技术,将两个具有对称结构的激光器结合在一起,能使整个系统产生比单个激光器强 4 倍的激光。由于每层量子级联激光器中的电子只响应特定的、非连续性的能级,当对其施加恰当的电流后,电子就会一层接着一层地进行连续跳跃,而在通过每一层的时候都会以发光的形式释放能量。通过这种方式就能产生波长为亚毫米级(介于微波和红外之间)的太赫兹射线。负责该项目的维也纳技术大学光电研究所教授卡尔安特伦纳尔解释说,要用太赫兹射线测量较远的物体或用于医学成像都需要很大的功率,对于标准的量子级联激光器而言,这肯定是不行的。一种可能的方法就是使用更多的半导体层,层数的增多意味着有更多的电子通过发光的形式释放能量。他的研究小组正是根据这一设想,运用一种被称为“粘接处理”的技术,成功地将两个独立的量子级联激光器结合在了一起。通过采用严格的对称结构和对系统光学性能进行有效优化等手段,他们终于让粘合在一起的两个激光器产生了 4个激光器的能量。对太赫兹量子级联技术而言,这不单单是打破了一项世界纪录,突破 1 瓦特,对太赫兹技术的应用而言将是一个重要的里程碑。科技管理处编制科技资讯第三期 2013 年 10 月 25 日3每周科技资讯(二)“地壳一号”万米科学钻机运输任务完成“上天、入地、下海”是人类挑战自然极限的科学壮举。继“神州”载人飞船“蛟龙”深潜器之后,深部探测技术与实验研究专项(简称“深部专项”)的“地壳一号”万米大陆科学钻探钻机研制完成,实施由中国地质调查局和国际大陆科学钻探委员会共同支持的“松辽盆地资源与环境深部钻探”暨“白垩纪大陆科学钻探”(松科二井)工程项目,在实践中检验和不断改进技术。这标志着我国重大装备技术自主研制的新突破,具有里程碑的意义。2013 年 10 月 20 日晚 8 时,“地壳一号”万米大陆科学钻探钻机投送车队的最后一辆重型运输车在百年不遇的大雾中到达黑龙江省安达市松科二井科钻井场。至此,“地壳一号”万米大陆科学钻机投送的运输过程基本完成。井场进入了忙碌的卸载和钻机安装阶段。“地壳一号”万米大陆科学钻机的研制是深部专项(SinoProbe)的重要成果之一,由吉林大学承担的 SinoProbe‐9‐5“深部大陆科学钻探装备研制与实验”课题组研制成功。该万米钻探专用钻机设计装机高 60 米,占地 10000多平方米,其钻进能力达到 1 万米。该项目自启动以来,国家累计专项拨款 1.0287 亿元。针对大陆科学钻探的特殊性,吉林大学和四川宏华集团组成联合科研团队,自主研发、改进了高转速全液压顶驱系统、高精度自动送钻系统和起下钻自动排管系统等一系列关键技术,并采用国内领先的数控变频电动钻机技术(DBS),钻机科学钻探能力达到世界先进水平。“地壳一号”万米大陆科学钻探钻机总重1500 多吨,启运前被分解为 126 个零部件,分装在 50 辆车长 21.5 米的重型运输车上,车队于 2013 年 10 月 15 日从广汉市出发,途径四川、陕西、河南、河北、北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江等九个省、直辖市,130 多个市县,长途跋涉 3456 公里。在此次运输过程中,国土资源部、中国地质调查局有关领导对“地壳一号”的安全运输进行了全方位的指示和询问指导,交通部专门发文、召开协调会议对全程高速运输给予了极大的支持,吉林大学、中国地质科学院就运输方案进行了周密的安排。深部专项(SinoProbe)负责人董树文研究员、SinoProbe‐9 项目负责人黄大年教授,钻机研发课题负责人 SinoProbe‐9‐5 孙友宏教授亲自挂帅、全程跟踪,承制方宏华集团及运输部门负责人随队指挥、确保万无一失,承担钻机研发的主要研究人员、深部专项管理办公室工作人员实时监督,运输车队最终安全顺利地抵达位于黑龙江省安达市的松科 2 井井场。中央电视台科教频道李杨琛报道组全程跟随,记录了“地壳一号”万米科学钻机从出厂到运输到科钻井场的全过程,也体现了新闻人不辞劳苦的精神。此次运输过程困难重重,运输路线从我国西南到东北,其间气候也瞬息万变,为运输车队带来了未可预料的障碍。车队在翻越秦岭时小雨绵绵、路滑坡陡,秦岭段高速 100 多座桥梁和 100 多个隧道,连续下坡路段长达 30 多公里,海拔高度下降 1100 多米,单车总重量达 50 多吨的运输车队,要通过此路段,危险和困难可想而知。进入黑龙江地区时又遇到百年一见的严重雾霾,严重的时候能见度只有 5米。与此同时,所有随队人员在 6 天的时间里也经历了从西南摄氏 20 多度宜人气温至东北地区接近 0 度的低温气候。然而全体运输人员凭借吃苦耐劳的精神、日夜兼程、克服重重困难,最终圆满完成运输任务。“地壳一号”万米钻机的搬运和钻探新任务,也得到了社会各界的广泛关注:中央电视台动用了卫星转播车、航拍无人机、车轮跟拍镜头等先进设备,报道了钻机的起运;新闻中心在新闻直播间里进行了现场的滚动直播兼室内采访;科教频道全程记录了运输过程、进行了现场人物采访。《国土资源报》派出了随队记者进行专题报道。有关媒体也从不同侧面相继进行了形式多样的报道。此外,国际大陆科学钻探委员会(ICDP)主席 BrianHorsfield、秘书长 Ulim Harms 分别发来贺信,预祝我国万米钻机的研制成功和“松科二井”的顺利执行,并将其比作大陆科学钻探和 ICDP 国际合作项目的里程碑。1、2013 年 10 月 15 日,万米科学钻机出场启运仪式2013 年 10 月 15 日上午 9 时,深部探测专项“地壳一号”万米大陆科学钻机出厂启运仪式在宏华集团(广汉)隆重举行,该钻机由 SinoProbe‐9‐5 课题设计、四川宏华集团制造生产。中国地质科学院副院长、深部探测专项首席科学家董树文教授代表国土资源部在启运仪式上发表讲话,向在场的研发、生产和运输人员的介绍了“地壳一号”万米钻机及松科 2 井的科学意义,宣读了国际大陆科学钻探委员会秘书长的贺电,并向给予此次运输任务大力支持和协调的交通部以及全体工人表达了感谢。宏华集团总裁张弭先生、德阳市市委副书记、市长陈新有分别致辞, 对SinoProbe‐9 项目、SinoProbe‐9‐5 课题承担单位吉林大学同宏华集团产学研用的深度合作及吉钻机研发团队付出的艰苦努力和巨大付出给予了高度赞扬。四川省政府相关部门领导,德阳市、广汉市委、市政府主要领导,SinoProbe‐9 项目负责人黄大年教授及部分钻机科研人员等出席和参加了仪式。2、2013 年 10 月 16 日,运输车队顺利安全翻越秦岭10 月 16 日下午 16 时,50 辆钻机远程运输车队及 8 辆后勤保障车辆全部安全通过京昆高速公路陕西省洋县至户县段,顺利翻越秦岭山脉。京昆高速秦岭段全长 160 公里,车辆行驶需要经行 115 座桥梁、113 个隧道,其中最长的隧道超过 9000 米,全程路段几乎都在山谷中穿行盘绕。其中,秦岭服务区到户县短短 30 多公里的下坡路段,海拔高度从 1500 米直降到 400 多米,成为全程行车最为危险的路段。远程运输车队平均每台车自重、载重总量超过 50 吨,全部车队路面行驶排列距离近 2公里,属于全程中最危险路段。为此,运输指挥组要求全部车辆在保证安全的前提下,尽可能于 15 日晚赶到陕西洋县,提前做好准备翻越秦岭。16 日清晨,迎着绵绵细雨,运输车队按照化整为零、控制车速、分批出发、保持车距的要求开始翻越秦岭。道路湿滑,能见度低,车队谨慎小心的在山间缓行。路遇多起其他车辆突发交通事故引起堵塞,全体工作人员互相叮嘱,提高注意力小心驾驶。到 16 时,运输车队全部车辆安全通过户县服务区,成功翻越秦岭山脉。3、2013 年 10 月 18 日,深部探测专项管理单位——国土资源部、组织实施单位——中国地质科学院领导在牛驼服务区慰问车队10 月 17 日晚,经过长途跋涉 1800 多公里,包括运输车队头车在内的 33 辆运输车按计划提前到达距离首都北京天安门 67 公里的大广高速河北省廊坊牛驼服务区。10 月 18 日上午 9:30,国土资源部、中国地质科学院领导为“地壳一号”万米钻机远程运输车队举行了简单而热烈的欢迎仪式,国土资源部科技与国际合作司、中国地质调查局、中科院地质与地球物理研究所相关领导出席了慰问活动。中国地质调查局党组成员、中国地质科学院党委书记王小烈,代表中国地质调查局和中国地质科学院向“地壳一号”万米钻机科研团队表达敬意,向运输车队的工作人员和司机师傅们表示慰问,发放了慰问品,并要求全体车队师傅们安全行驶、克服困难、劳逸结合、注意保暖、顺利抵达目的地。4、2013 年 10 月 20 日,吉林大学迎送“地壳一号”仪式10 月 19 日晚,包括头车在内的 30 辆运输车按计划到达距离长春吉林大学总校区 34公里的京哈高速吉林省陶家屯服务区。10 月20 日上午 8:30,吉林大学为“地壳一号”万米科学钻机举行了热烈的迎送仪式。中国地质科学院副院长董树文、吉林大学校长李元元,中国科学院院士林学钰、任露泉,吉林大学常务副校长赵继、党委副书记兼副校长韩晓峰、副校长张向东、党委副书记兼纪委书记刘晓民及黄大年教授等领导和专家出席了迎送仪式。迎送仪式后,“地壳一号”万米钻机研发总负责人、运输总指挥孙友宏教授指令车队继续出发。5、2013 年 10 月 21 日, “地壳一号”顺利、安全到达“松科 2 井”井场10 月 20 日晚 8 时,所有钻机运输车、后勤保障车、指挥车全部安全到达“松科 2 井”井场。21 日 10 时,“松科 2 井”井场举行简短庆祝仪式,深部探测专项管理办公室主任陈宣华研究员、“地壳一号”万米钻机课题组负责人、远程运输总指挥孙友宏教授、松辽盆地大陆科学钻探指挥部孟庆鸿主任等出席分别致辞。仪式后,四川宏华集团从全国各井场抽调技术骨干,力求高质量的完成“地壳一号”万米钻机各部件吊装、调试工作,整个安装调试工作将花费 30‐40 天时间完成。未来发展看好镁新材料镁板材加工工艺获新突破据美国每日科学网近日报道,19 世纪,科学家们发现,将热电材料加热会生成少许电流,但将获得的电流提高到能胜任现代科技的需要一直是个巨大的挑战。现在,瑞士科学家设计出了一种新奇的模型——“冷原子热电系统”,有望大幅提高热电材料的电流强度。发表在最新一期《科学》杂志上的最新研究也将有助于科学家们模拟并设计出新的热电材料。用热发电的过程一般如下:先让一种可燃物燃烧,随后将液体加热带动力学涡轮运动,最终产生电流。在热电材料中,整个循环由天然的热力发动机操作完成,不过这一方法效率低下,而且就目前已知的材料来说,热电发电器的效率远低于热电厂的效率。瑞士苏黎世联邦高等工学院的蒂尔曼艾斯林格领导的量子光学研究团队制造出的模型位于一个由玻璃制成的真空室内,由锂原子气体所包围。科学家们使用激光,将气体冷却到接近绝对零度。在此条件下,气体内原子的一举一动就类似于物质内的电子。为了模拟热电材料,原子被一束激光所捕获,从而制造出了一个空间上不断变化的结构,其中的原子像物质内的电子一样移动。使用被激光捕获的原子来模拟复杂材料的行为是 ETH 的科学家们百试不爽的方法。过去 10 年,他们用这种方法研究了超导体甚至一些导电设备,现在又开始模拟热电材料。蒂尔曼艾斯林格说:“使用简单的‘配方’,我们就模拟出了效率可与天然材料相媲美的热电材料。”尽管目前该研究仍处于“襁褓”阶段,但他们表示,该实验可能会对材料科学产生重大影响。研究人员让‐菲利普布兰图特说:“我们的实验有望作为一种基准。”该研究团队打算在未来两年内研究更复杂的系统。科学家们表示,这种“冷原子热电系统”有助于我们更好地理解热电。因为天然材料非常复杂,很难对其做实验,借用这一系统,可以进行理论和实验间的对比,而且也可以探究材料内出现的瑕疵和混乱可能会产生什么影响。新实验也使科学家们能采用一种可控的方式,对热电的基础过程进行研究,这将有助于未来热电材料的模拟和设计。目前,热电技术主要用于为太空探测器(比如“好奇”号火星车)或传感器等小型设备供电,但专家们希望,这一技术未来能用于更多领域。汽车公司正在测试不同的热电系统,希望能利用汽车排放的尾气发电,从而将油耗节省3%到 5%。其他消费应用包括:通过身体热为手机或手表充电等等。科技管理处编制科技资讯第三期 2013 年 10 月 25 日4国产遥感影像迎来共享时代数据共享是大势所趋遥感影像的独特地理空间属性使得其应用范围非常广泛。不同分辨率的遥感影像有其不同的应用范畴,在中低分辨率应用中,国产遥感影像占据了大部分市场,但在需要高分影像的市场中,却很难见到国产卫星遥感影像的身影。随着我国越来越多的高分卫星上天,这一现象正在有所改观。随着供给量的增加,国产遥感卫星影像的机会越来越大。在行业应用层面,虽然部分遥感企业还是处于数据接收、提供等低加工的阶段;但是有的企业已经将深加工、跨行业、促共享、走出去作为自己的发展目标,将遥感技术应用的领域进一步拓宽。我国逐步进入国产遥感影像共享时代遥感影像记录了人类对地表的改造,同时人们也需要参考遥感影像所呈现出的地表景观来进行有效规划和作业。因此遥感影像与其他行业的联系越来越紧密,更需要跨出行业外在垂直领域中共享,发挥遥感影像的特点。在大数据时代,人们呼声最高的就是“数据共享”,作为与人们生活参与度最高的遥感影像,需要在“智慧城市”的建设中同其他行业融合,以便开发出面向大众的个性化产品,使人们的生活更高效。科技部曹健林副部长在2013 年 7 月的国家综合地球观测数据共享平台建设工作会议上强调了地球观测数据共享的重要性,特别指出数据共享是地球观测领域发展的大趋势、大方向;是让全社会、各领域受益的最重要手段,也是未来科技计划最重要的支持方向。遥感影像的共享会带来产业化,虽然国内的遥感产业化水平不如国外,但是随着技术水平的发展,我国遥感影像的素质将逐渐接近国外的水平;加上政策上的适当放松,使得更多的企业进入遥感这个行业。在经济价值、时代背景、行业发展方向等因素引导下,我国已逐步进入国产遥感影像共享时代。遥感数据的经济学规律遥感影像属于科学数据,自然也满足数据在经济学方面的两个基本规律:价值度量规律和投入产出规律。首先,遥感影像的价值体现在三个方面:科学价值、经济价值和社会价值。科学价值方面体现在遥感影像的核心是获取地球上地表物体的所有数据,通过对数据的研究,获取对地表物体分布、变化规律等认识,忠实反映地表实际状况。经济价值则表现在遥感影像可以直接或间接为创建者和使用者带来经济效益。社会价值体现在可以提高信息时代全民素质、以及政府办事效率,最终更好地服务大众。其次,遥感影像在投入方面有两个成本:一种是极为昂贵的采集成本,一种是非常廉价的复制成本。这意味着把数据复制给更多的人,并不需要追加太多的投资,实际上这个成本近乎为零。而要重复地获取和开发,总投资将会成倍地增长。在遥感影像收集方面需要卫星、飞机等航天器搭载高精度多波谱相机,配合人工外业作业、内业分析等,这种投入无论是资金还是时间要远远大于复制所耗。在产出方面的经济学规律表现在遥感影像与其他行业联合所产生的效益是一种 1+1&2 的效果。因此需要创建一种全社会的数据共享环境,增加行业间的融合机会,实现遥感影像的高度共享,来推动我国遥感行业的可持续创新。我国正在酝酿共享平台在大数据时代,最重要的一点就是数据共享和数据分析处理。随着技术的进步,每天的数据都是以 PB 级增加。只有越多的数据样本才能得到越准确的分析结果以及预测结果,若想得到更多的数据,除了增加收集途径,再有就是使用别人共享的数据。遥感数据因为是对地表一切事物的真实描绘,因而人们的一切活动都会与遥感影像产生互动,遥感影像记录了人类对地表的改造,同时人们也需要参考遥感影像所呈现出的地表景观来进行有效规划和作业。因此遥感影像与其他行业的联系越来越紧密,更需要跨出行业外在垂直领域中共享,发挥遥感影像的特点。国家正在酝酿的“国家综合地球观测数据共享平台”正是出于这个目的。通过对遥感数据的共享,运用“大数据”思维,鼓励开发面向全社会各行业及个人的个性化产品,开拓地球观测技术成果应用市场。电商化风头正猛3S 行业中的遥感企业,经过十几年的优胜劣汰,基本都已找准自己的位置。各家最近的动向都在不约而同地期待搭建一个遥感影像的电商平台,力图在站稳 3S 行业的同时,将触角伸向 2B 或是 2C,将企业转型为服务型。这正是遥感行业发展的一个必经阶段,是遥感影像走出政府专用、科研机构,迈向大众生活的真实写照。某相关企业总经理徐丽萍对此也有自己的想法“因为企业发展、行业也要发展,要找你的发展空间。这个空间要靠你自己拓展,就是让更多的人用你的东西。经过前期这么多年,我们国内的遥感队伍很庞大也很专业,专业市场也很成熟。但是这只是一个专业市场。如果企业还想寻求更大的发展空间,就不能只满足于专业市场。要在专业市场以外来推。但是专业市场以外的客户不一定是懂遥感的,这时候就需要你先把他要的东西做出来,以服务的方式提供。这样你才能够在专业市场以外拓展你更大的发展空间。”“说整个地信行业大家都在讲服务,因为大家都看到了这是一个共识。专业领域外的发展空间很大,这么大的空间是需要通过你做一些增值型的服务才能占领这个空间的,所以大家都在探索。”徐丽萍补充道。传统遥感影像企业纷纷采用类似电商平台的新型交易渠道,也代表着,全新形势下,遥感数据企业应对策略的思考和摸索。遥感企业准备好了吗?正是因为看到国产遥感影像的美好发展前景,很多公司开始投入到这个行业,但由于数据共享程度不够,难免各自为政、稍有急功近利,造成资源和时间的浪费。北京某信息技术有限公司总经理沈毅东表示“目前来说咱们国家航空遥感影像行业竞争比较残酷,急需出台规范、确定标准。如果没有标准,一些公司作出的产品并不具备延伸的能力,导致用户的体验不好,所以市场有待遇优化。”数据共享就面临着跨平台、跨行业的非结构性数据的共享,需要国家引导,制定相应行业规范,使得共享变得更便利、更容易接入。俗话说无规矩不成方圆,因此我国正在酝酿《政府信息公开法》,可以预见到这部法律将成为我国政府所拥有的信息(包括科学数据)共享的基本***。这部法律出台后,除可能危害国家安全、影响政府政务或牵涉个人隐私的信息外,没有特殊情况,政府所拥有的信息和科学数据都应该依法公益性地“公之于众”。严格区分保密性管理机制、公益性共享机制和市场管理机制三种不同的情况;这三种运行机制的优先顺序是保密性管理机制在先,公益性共享机制在后。遥感影像是一种宝贵的资源。对于这种资源如何利用,涉及到很多经济学的问题。由国家投资产生的数据应该全民受益,由私营公司投资开发的数据,私营公司理当获得利益。从行业和用户角度来说,面临海量数据的共享,在保护国家安全、个人隐私方面,除了政策、法规、标准的制约,更多的还是靠行业和大众的自律行为,这也需要国家对此进行积极引导,提高大家的信息安全意识。无论是产业发展市场驱动,还是国家引导推动,我国遥感影像的共享时代已经来临,各家遥感企业准备好了吗?分羹手游“蛋糕”创新才是关键手游是热点,手游能赚钱,这对于整个行业而言目前似乎已经达成共识。有消息称,目前腾讯手机 QQ 和微信旗下的游戏,月收入已经突破亿元,让不少同行非常眼红。然而,另一个声音同样令人关注。不少专家称,目前国内的手游行业已经走到“十字路口”,一家游戏公司能不能活下来,创新能力是关键。从智能手机的普及开始,手机游戏市场就已经被看好,但真正引爆整个手游市场的是腾讯的微信。从接入第一款游戏“打飞机”,掀起全民“打飞机”热潮开始,微信每推出一款社交类游戏几乎都会成为热门话题。用户热捧,给腾讯带来的是直接收入。虽然腾讯未予确认,但近日来有不少消息显示,微信上的游戏平台《天天酷跑》月收入破亿。“手机游戏的盈利能力应该会强于端游和页游。”业内专家表示,跟传统的电脑网游相比,手机游戏的普及度更高,针对的人群不仅是年轻群体,也包括一部分中年人,这部分群体的消费能力更强,再加上部分游戏所带有的社交属性,不少人更愿意花点小钱买点道具,让自己在朋友中的排名更加靠前。“这些特征将更有利于用户为游戏埋单,也有望培养起用户为游戏付费的习惯,这对于整个行业未来的发展都是一个利好消息”。虽然人们对于手游的前景一致看好,甚至有业内人士分析,今年手游整体市场规模将扩大 10 倍以上,但对于每一个游戏企业而言,前景究竟如何,实在是不好说。业内人士表示,由于这类游戏是以小游戏为主,用户很容易失去兴趣,在这样的情况下,游戏公司需要推出新的游戏给用户新的刺激,才能留住用户。该人士还表示,虽然手游的开发门槛比电脑上的网游门槛要低不少,但是也同样需要投入相当的资金和时间。对于初创型企业而言,他们在辛辛苦苦地做出一款游戏之后,有可能石沉大海,也有可能用户追捧一段时间后就不再追捧了,企业可能还根本没有等到收获的时候,用户就走了。有业内人士表示,从目前的情况来看,大多数手游经营模式和策略都差不多,真正创新的很少。“这对于游戏公司来说是一个短板。因此,未来谁能活得好,谁能真正分到‘蛋糕’,创新才是关键。”福特和密歇根大学创建先进电池技术测试实验室福特汽车公司和密歇根大学近日宣布,将联合投资约 800 万美元,建立一家世界一流的电池实验室,其中福特将投资 210 万美元,其他投资者包括密歇根大学、密歇根州经济发展公司以及美国能源部。该实验室是一家电池制造设施,旨在支持试点项目。实验室将有助于福特公司与电池生产商、供应商、大学研究人员和创业者来测试小规模的新电池概念,以便能够扩大到全规模生产,并有潜力在延长电池寿命和耐用性方面取得重大进步,从而更快地实现在未来生产汽车中的部署。福特开展电池研究已有 20 多年。2012年公司投资了 1.35 亿美元研究关键电池组件的设计、工程化和生产,同时公司电池测试能力翻了一番。福特能够加速耐久性测试,已在大约 10 个月内积累了 15 万英里和 10 年寿命的电池测试经验。福特的电动汽车主要包括五款配备先进锂离子电池的车型。之前的车型一般是采用镍—金属氢化物电池。锂离子电池比镍—金属氢化物电池小 25%~30%,并能提供大约三倍的电量。科技管理处编制科技资讯第三期 2013 年 10 月 25 日5每周科技资讯(三)新材料产业:那片绕不过的蓝海汽车轮彀对新材料有迫切需求。纵然全球宏观经济低迷,新材料产业仍然是一片绕不过的蓝海。工信部在去年发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中提出,“十二五”期间,我国新材料产业预计总产值达 2 万亿元,年均增长率超过 25%,重点新材料研发投入在销售额中占比要达到 5%以上。利好政策也触发了新材料研发的加速引擎。近日,中国工程院院士、北京工业大学教授左铁镛在北京 2013 新材料博士后学术论坛上指出,未来我国新材料研发要朝着高性能、智能化、集成化、低维化、低成本和复合化方向发展,同时还应更加重视构筑循环型可持续的材料产业。大而不强在左铁镛看来,材料科技已经成为现代工业、国防安全和高技术发展的共性基础,也是当前最重要、发展最快的科学技术领域之一。从 2000 年开始,我国材料产业就进入蓬勃发展阶段,锂电池年增长率约 40%,光伏跻身世界前十强,钕铁硼产量占全球 50%。到2010 年,我国已经拥有 1000 家企业、500 家科研院所,共 40 万人从事着新材料的研究开发工作。左铁镛表示,多年来,我国多种大宗矿产资源产量都位居世界之冠,而各类基础材料产量也处于快速增长的阶段。“十一五”期间,全国粗钢总产量为 26.1亿吨,是“十五”的 2.2 倍;十种有色金属总产量 1.26 亿吨,约为“十五”的 2 倍;全国水泥产量 75.5 吨,比“十五”增长约 76.1%。“金属、无机非金属、高分子材料这三大支柱,我们在产能、产量和消费量都处于世界第一。”左铁镛说。然而,虽然我国是全世界公认的材料大国,但却并非材料强国。“国内的大飞机就患上了严重的‘皮肤病’,因为使用国内提供的壳体、支架等关键材料部件,经常会出问题。”左铁镛说,“汽车工业同样如此,国外用 0.5 毫米厚度的材料制造的汽车外壳,我们却得用 1.5 毫米厚度的材料才能达到同样的硬度。”而对于更为精细高端的生物医用材料制品,我国更是无法与国外相媲美。同样,一些关键材料、核心部件及材料制备、加工、表征的仪器装备,仍然是通过高价从国外进口,这也成为制约我国制造业升级的重要因素。在左铁镛看来,持续的外部需求为材料科技的发展提供了广阔空间,而我国新材料技术也更需要取得群体性突破,这将会对所有工业领域产生革命性影响。应重点定位发达国家在材料领域的重要战略部署,成为我国材料科技突破方向的有利借鉴。在材料领域一直保持全球领导地位的美国,通过发布《未来工业材料计划》、《21 世纪纳米技术研究开发法案》等一系列政策,将新材料发展的重点定位在纳米材料、信息材料、生物医用及极端环境材料上。而欧盟国家也通过制定《第六个框架规划》等计划,重点发展光电材料、超导体复合材料、光学材料、仿生学及智能纺织材料等。左铁镛分析称:“从发达国家新材料的总体发展战略走向来看,信息技术、生物技术和能源技术的相关材料将日益受到重视。”其中,纳米材料及结构的研发成为材料科学研究战略的首位,并以此来推动纳米材料与生命、信息及能源等学科的交叉融合。而通过不同材料之间的复合化或集成化,来优化材料性能或探索高性能新材料体系的研究,也将层出不穷。另外,材料深层次的微结构表征、修饰、超精细组装加工和测定的新技术、新装备的研制,也将成为推动材料科学发展的重大动力。左铁镛表示,我国生物、航天、能源、先进制造等高新技术领域的发展,也对新材料表现出迫切的需求。其中,光电子材料、光子材料将成为我国发展最快和最有前途的电子信息材料。而超导材料、智能材料、生物医用材料等新型功能材料及其应用技术也将面临突破。“特别是基因组学、干细胞及再生医学等生物技术,正经历着一场前所未有的技术革命。”左铁镛表示,预计未来 10 年,生物材料与制品国际市场将保持 12%的年增长水平,其中亚洲市场年增长率高达 27%。他表示,我国生物医用材料重点研究领域将为组织工程材料、纳米生物材料、药物缓释材料、再生医学生物活性材料以及血液相容材料等。除此之外,高温合金、难熔金属、金属间化合物、金属基复合材料、高分子材料、钛合金、镁合金等新型结构材料的发展前景也极为乐观。或可“逆向”科研然而问题是,一方面,材料为人类社会的文明进步作出无法替代的贡献;另一方面,材料的制备、生产、使用、废弃全过程,又是以资源、能源的破坏性消耗为代价。“我国 45 种重要矿产资源储量对消费需求的保证程度已十分严峻。”左铁镛表示,到2020 年,我国可以保证需求的矿产仅为 9 种,其他 36 种矿产难以保证需求。特别是铁、锰、铬铁矿、铜、铝铁矿、钾盐等关系国家经济和安全的大宗矿产将长期短缺。在左铁镛看来,传统材料科研中,通常都是从原生矿产到材料产品的研发,而现在,材料领域更应该重视从废弃资源到再生产品的“逆向”科研。“实际上,矿产资源的生命周期经历了从原生矿产、原材料、加工制品、流通消费最终到城市矿产的过程,虽然物质形态发生变化,但资源并没有消失。”左铁镛认为,对废弃物的多次回收和再利用,是解决资源枯竭的必然选择。他表示,我国材料产业应适应新形势的需要,要把生态环境意识贯穿或渗透于产品和生产工艺的设计之中,走一条既符合中国实际,又借鉴各国经验教训,提高材料产业资源能源利用效率、降低生产和制造过程中环境负担的道路。3D 打印,材料之路怎么走?
主持人:姜晨怡(科技日报记者)
嘉 宾:姚 山(大连理工大学材料工程系教授,博士生导师)
3D 打印不是一般的火。
然而当你真的看到 3D 打印机出来的树脂产品和过程的时候,恐怕还是会对这个热门技术有一点失望。打印时间长、精度不够、色彩也不那么逼真。不过没关系,这些都不阻碍3D 打印成为大热门,毕竟它仍处于初级阶段,而且发展成熟以后,确实会改变制造业的生产方式,也会让我们的生活发生一些变化。
当人们都在关注 3D 打印的机器是如何工作的,3D 打印究竟能做出什么的时候,已经忽视了 3D 打印未来最赚钱的部分之一:材料。美国巨头 3DSystem 测算,未来 3 年,材料部分将成为 3D 行业最大的利润来源。还记得惠普打印机是怎么赚钱的吗?没错,卖硒鼓墨盒!这是否对你读懂 3D 打印行业也有些启发呢?
利润从哪儿来
材料将更赚钱现多被国外垄断
科技日报:未来 3D 打印技术的发展,肯定是对材料的要求越来越多,也越来越高。我国材料相关行业的发展是怎样的?
姚山:我认为未来 3D 打印材料和技术是互相促进互相发展的一个过程。仅仅看到奥巴马政府支持 3D 打印的政策是不够的,应该看到他还有一个材料基因组的计划。这两个计划是并行的。材料方面要通过多尺度数学建模、计算机仿真等数字化新技术,实现新材料的快速研发。实际上 3D 打印解决了材料成型的问题,过去复杂的形状结构可以用新的方法来成型。但是材料成型以后,还要解决工程应用所必需的材料性能的问题,除了成型性以外的其他材料性能上的要求,比如防腐、强度硬度等等。这就对新材料提出了要求。如果有新的材料能够达到传统工艺做出来产品的性能,那会很有市场价值。
在铸造领域,3D 打印可以做出来很复杂的铸型,但是要配合新的铸造合金,使得铸造出的样件性能达到传统的锻件水平或更高,就可以对工业产生更大影响,甚至达到“以铸代锻”。铸造有个好处就是在复杂形状制造上有优势,但是在性能上不如锻造的产品。如果有新的铸造材料研制开发出来,就可以制作高端的制件。
过去为什么不做材料的研发?因为成型技术不成熟,即使有再好的材料也无法用铸造的方法成型。3D 打印技术已提供了新的成型技术,下一步一定可以促进新的材料的发展。
科技日报:未来 3D 打印的材料领域会怎样发展?是出现很多种,还是有某些通用的?
姚山:将来适应 3D 打印的一些新材料肯定会层出不穷的出现。因为目前国外的材料比较贵,国内有些研究人员也看到了这种市场或者说需求,结合自己的研究方向和特长,去开发新材料,甚至是新的材料体系。
树脂材料主体是做模型用的,这个领域主要是降低成本。新的技术或新材料的产生会使成本下降。我相信在比较短的时间内,大量材料会涌现出来。还有金属粉,比如钛粉、不锈钢粉,就有人做,但是由于需求量小,成本比较高,将来金属成形技术成熟了,这方面的成本也会下降。
目前材料价格高的主要原因还是国外的专利和垄断。还有一个原因是我们需求量比较少,没有必要自己做。按照我个人的判断,制造业一旦重视起来,三到五年我们的需求量上来了,成本一定会下降。
科技日报:我们的材料领域在哪个方面比较薄弱?
姚山:我目前觉得树脂类的材料可能比较弱。金属粉体需求量比较小,比较高端,国内应该不比国外差多少。生物应用材料大多在做基础研究,既需要解决成型问题,还要面对生物活性和生物相容性等问题,还需要不断探索和研究。现在需求量比较大的还是常规的 3D打印材料,液态树脂的、树脂粉、尼龙粉、蜡粉等,国外垄断了很多,我们下一步还是应该在这个领域寻求更大的发展。
哪些领域最靠谱
航空航天、汽车最成熟生物医疗最热门
科技日报:目前做的比较成熟的是哪些行业呢?这些行业是怎样的模式?
姚山:咱们比较成功的第一类是航空航天,这种比较高端、复杂的行业制件,我们国内水平和国际可以说是相当的或者说是同步的。在这个体系中,水平上可能差距不大,甚至有些地方我们还比他们做得好。3D 打印在这个领域的应用应该说是比较成熟的市场。但是由于航空航天制造领域的特点,传统方法工艺成本也非常高,应用 3D 打印的方法,可能成本比传统方法要低、制造周期更短。这样就使得这项技术在这个行业发展的比较快,应用比较成功。
另外一个成功行业是汽车行业。据我了解3D 打印的市场份额有 30%多是在汽车行业。新产品的研制、新车型的开发阶段大量采用了3D 打印技术。汽车行业已经趋近于成熟。国内有些汽车厂商已经开始考虑,学习国外的方法,甚至已经引入了 3D 打印技术。其实十几年前我国汽车行业已经用了这种方法,比如说大连柴油机采用了这个技术做过新产品开发。所以说国内的汽车行业对 3D 打印这项技术认识还是比较早的,只是数量上还不够。科技管理处编制科技资讯第三期 2013 年 10 月 25 日6
科技日报:汽车行业是怎样具体应用的呢?
姚山:首先是车体设计,新设计的车型如果做一套正规模具成本会非常非常高,可以通过 3D 打印技术,制造试制用的模具或者替代模具的一种产品来制造白车身,速度很快,成本也不高。甚至如果只从外形来讲,可以用树脂等材料打印出来,让大家评判、实际感觉新车的外观,看看是不是能接受,这不是工程应用,仅仅是看外形的,这样可能很短时间、很低成本就能完成车型的设计。还有就是新型发动机的研制,发动机很多都是铸造成型的。如果要是传统方法做模具去实现铸造,成本很高。用 3D 打印
技术就可以不用模具,实现一些新的发动机的试制,可以缩短周期,降低成本,尤其是缩短周期,效益更加明显。
科技日报:3D 打印这项技术在生物应用方面,是否和实际应用还有很大距离?
姚山:生物医药的应用是最热门的领域和方向。因为生物应用大都是个体化的,不适合批量生产,比如牙齿、骨骼的修复,除了材料强硬度性能要求以外,还有生物相容性等问题,而且是一个高附加值的领域。未来肯定是一个很重要的方向。这里面涉及材料问题非常多。所以我个人觉得还没有到社会大众应用的状态,除了一些假牙的制作倒是有可能。其他的比如要把金属制成的骨骼体系和生物多种材料复合到一起打印,还没有到实际应用的状态。
谁有积极性
期待企业创新性投入仍需政策引导
科技日报:这个行业现在面临的问题是什么?需要怎样的支持才能让 3D 打印真正进入生产生活?
姚山:今年科技部的支撑计划和 863 计划已经有一些项目在支持 3D 打印。辽宁、江苏、山东很多地方,从省里到市里,也有一些项目方面的支持或出台引导性的政策。我现在个人认为,不完全是政府认识和政策上的问题,主要还是企业的积极性没有完全调动起来。
企业是要看具体的应用和效果,这毕竟是一个新技术,如果这项技术在某些企业取得了显著效果,企业的需求量会随之而增长。企业前期做这些事情肯定投入大、成本高、有风险,政府可以通过税收、项目支持、扶持政策,让他们先做起来。只要一做起来,后续市场变大了,不用政府再投入了,这个市场也会发展的很好。所以说引导很重要。
我们的企业大多是跟踪型的,不太愿意创新性投入,只有少数企业,或者那些有敏感性的人,他们才愿意做这件事。但他们的投入很高。但我们的企业大多是跟风型的,某一个企业做好了,后续很多企业都跟进了。现在应该说是培育和孵化的阶段,成熟度已经比较高,需要一些引导的政策。
现在有一些铸造、装备制造企业也在和我联系。可以说早期认为这项技术能带来效益、有这个认识的人群已经出现了,但是真正能有市场成熟度,我判断还需要两三年。等这些先走一步的人群,创造了价值,赢得了回报,后面会有大批的人跟进这个市场。
科技日报:怎样看待 3D 打印和传统工业制造领域的关系?
姚山:3D 打印这个技术从新产品研发角度讲,应该说有绝对优势。等产品定型以后,到大批量生产,它的优势会变小。但是并不一定没有应用。比如传统制造也是先把模具做出来,然后用压力加工等方法成型。但是模具也是单件的、小批量的产品,如果用 3D 打印去做模具,就是很好的应用。3D 打印可以和传统的技术有一个很好的融合,对传统制造技术和工艺流程带来一种改变。
大家不要把 3D 打印和传统技术相对立,好像 3D 打印一定要取代传统。不是这样的。我觉得 3D 打印第一步是融合传统,改变部分流程或工艺,最后可能随着材料技术的发展,3D 打印可能直接走到应用。另外,由于材料、机器成本比较高,企业没有能力买大量装备。我听说美国有一家做假牙的公司,一个企业有150 台 3D 打印机。这个例子提示我们,3D 打印一定不能批量吗?这是一个相对的概念。现在的情况是设备成本高,台套数量少,暂时无法形成批量生产的状态。如果成本降下来,也可能形成批量的制造能力。碳纤维产业发展迅速高端产品需求大碳纤维是一种物理性能优异的材料,能够耐受高温而不失强度,对一般的酸、碱有良好的耐腐蚀作用,广泛应用于航空航天和国防军工、体育器材等领域。我国碳纤维行业经过长期自主研发,打破了国外技术装备封锁,碳纤维产业化取得初步成果。碳纤维是国民经济和国防建设中不可或缺的战略性新材料。我国碳纤维行业经过长期自主研发,打破了国外技术装备封锁,碳纤维产业化取得初步成果。但目前全行业存在关键技术落后、下游应用开发滞后、生产成本居高不下、市场竞争力较弱等突出问题。我国碳纤维产业发展正面临不进则退的局面,当前应抓住机遇,加强宏观引导和关键技术研发,促进碳纤维产业健康发展。逆境中生长今年 6 月,随着神舟十号飞船在酒泉卫星发射中心顺利发射,远在沈阳的中恒吉研高科技纤维有限公司的员工欢呼雀跃,该公司生产的碳纤维材料继神舟九号之后,又一次成功为神舟十号配套。这是中国碳纤维产业发展的标志性成果之一。碳纤维是一种物理性能优异的材料,能够耐受高温而不失强度,对一般的酸、碱有良好的耐腐蚀作用,广泛应用于航空航天和国防军工、体育器材等领域。由于碳纤维的特殊性,西方国家一直对我国实施禁运,尤其是在聚丙烯***(PAN)原丝生产技术进口方面,即使我国加入了世界贸易组织,也没有多少改变。我国碳纤维研发始于上世纪 60 年代,并不比日本、美国起步晚,但由于种种原因,相关研发项目被叫停。这期间,日本的研究和发展达到了统治地位。近 10 余年来,我国掀起了碳纤维项目投资热潮,迈开了追赶发达国家的步伐,但还远落后于发达国家。2000 年,我国只有山东、吉林等地有极少数企业涉足碳纤维产品,年生产线规模仅为几十吨,而且产品水平落后。2005 年后,随着国家出台相关扶持政策,碳纤维产业驶上发展快车道。作为碳纤维的母体,PAN 原丝是决定碳纤维性能的关键所在,只有高性能的 PAN 原丝才能生产出高性能的碳纤维。2008 年 11 月,香山科学会议重新认识了碳纤维在我国的发展形势,认为近 30 年来制约碳纤维发展的诸多原因中,PAN 原丝水平落后是最大瓶颈,从而进一步明确了碳纤维技术研发的主要方向。具备大规模产业化能力10 多年来,高品质碳纤维材料在航空航天、军工等领域的特殊应用一直受到我国政府的高度关注,碳纤维产业化被列入国家 863、973 计划,国家发改委、科技部、工业和信息化部等部门也都加大了对碳纤维产业化的支持力度。国家“十二五”新材料产业发展规划将碳纤维作为重点发展项目。在国家政策扶持下,我国碳纤维行业在关键技术、装备、产业化生产及下游应用等方面均取得重大进展,千吨级工业化装置陆续建成并投产,初步建立了从原丝、碳纤维到复合材料及制品全产业链,实现了从无到有的转变。目前,我国已培育出山东威海拓展碳纤维有限公司、江苏恒神碳纤维有限公司、中复神鹰碳纤维有限公司等龙头企业,碳纤维产能达到 2 万余吨。沈阳中恒新材料有限公司董事长刘树甫认为,我国目前已初步形成了碳纤维产业基础,培养了技术人才队伍,具备了大规模产业化的能力。然而,由于历史欠账太多,我国碳纤维生产技术和装备水平整体落后局面并没有得到根本改观,还无法满足国防军工和航空航天等高端领域的全部需要。刘树甫表示,日本仅东丽一家公司的产能就接近 2 万吨,抵得上我国全部 30 多家企业的产能。目前国内只能稳定生产 T300 规格的产品,T700、T800 等高规格产品刚刚突破制备关键技术,部分碳纤维生产企业还在进行工程化技术研究。而日本企业能够生产包括T700、T800、T1000、T1100 在内的系列产品。中国化纤工业协会副会长赵向东坦言,这几年我国碳纤维产业进步很快,但是总体而言,还没有完全掌握碳纤维的核心技术,离具备国际竞争力的工业化水平还有较大差距。成长遇重重压力随着我国碳纤维产业的发展,一些深层次的矛盾也逐渐显现。一方面,我国每年要耗费巨资进口万余吨碳纤维产品,以满足国民经济发展之需;另一方面我国碳纤维企业开工不足,年生产碳纤维仅为 2000 多吨,仅发挥了生产能力的 1/10,大量生产线闲置。专家分析认为,这一现象恰好暴露出该产业发展过程中存在的一些问题。一是产业发展模式落后。赵向东介绍说,国外碳纤维生产企业与汽车、航空航天等碳纤维的重要应用领域生产商建立了广泛的合作开发和稳定的供求关系,建立了完整的碳纤维产业链。“国外碳纤维的生产完全与科研院所、装备和产业应用紧密结合在一起。例如,日本东丽公司的航空复合材料研发中心就设在美国波音公司附近。而我国碳纤维行业搞科研的、搞生产的、搞应用的相互脱节。比如,我们强调要突破 T700、T800 的技术障碍,但是这项技术开发出来后到底怎么用,用在什么部件上,我们并不清楚。”二是生产成本偏高,市场竞争力较差。以GQ3522 高强型碳纤维(相当于日本东丽公司T300)为例,国内碳纤维生产企业的单线最高产能是 1000 吨(12K),规格在 12K 以下、24K及以上碳纤维尚无产品上市。生产运行速度慢、运行工位少、装备保障能力弱、实际产量低、产品均匀性和稳定性差,导致国内产品生产成本高、市场竞争力差。而以日本为代表的碳纤维企业 T300 级标准型碳纤维单线年产能(12K、24K)已达 2000 吨以上,产品包含 1K、3K、6K、12K、24K 及以上丝束的各种规格,产品批次内和批次间质量稳定性高。三是国际行业巨头蓄意打压国内生产企业。近几年,国际市场对华销售碳纤维产品的价格呈下降趋势。2010 年 12K 的 T300 产品卖到 24 万元/吨,2012 年价格大幅降到 12 万元/吨。“中国投资碳纤维建设的曲线与国外对华产品价格下降曲线正好对应。”刘树甫认为,没有国内企业的投资建设,国外产品的价格不会下降这么快。但同时也要看到,国外产品价格大幅下降并不正常,其背后隐藏着打压我国碳纤维产业的深刻动机。目前,受国外低价倾销和恶意竞销的影响,国内碳纤维企业基本处于全线亏损的状况。“现在国内每生产一吨碳纤维就要亏损三四万元,大部分企业只好大幅减产,甚至停工停产。”刘树甫对此忧心忡忡。科技管理处编制科技资讯第三期 2013 年 10 月 25 日7每周科技资讯(四)核心技术落后化工新材料创新实力待提升“我国先进储能材料、光伏材料、有机硅等一批化工新材料的产能已居世界前列。但由于不掌握核心技术,致使一些企业生产流程打不通,产品质量不稳定。提升创新实力已成为我国新材料产业的当务之急。”在工业和信息化部原材料司与中国石化联合会近日联合主办的第三届中国化工新材料发展交流会上,中国石油和化学工业联合会副会长李润生对化工新材料产业的发展表示担忧。化工新材料产业升级步伐加快李润生表示,当前是石油和化工行业“调结构、转方式”的关键时期。化工新材料作为化工行业最具活力和发展潜力的领域,既是新能源、高端装备制造、节能环保等战略性新兴产业的基础和先导,更是传统石化行业提升国际竞争优势、实现可持续发展的重要方向。经过多年的发展,我国化工新材料产业初步形成了较为完整的研发、设计、生产、应用体系,开发出十几个门类的数千种产品,建成多套示范装置,培育出一批龙头企业,产业规模不断壮大。其中,先进储能材料、光伏材料、有机硅、有机***、生物基化工新材料等产能居世界前列,高性能复合材料保障能力明显增强,先进高分子材料自给水平逐步提高。目前,有机***硅材料自给率超过 80%,生物基化工新材料超过 90%。部分关键技术取得重大突破,我国自主开发的二苯基甲烷二异***酸酯(MDI)、间位芳纶等化工新材料生产技术已达到或接近国际水平。化工新材料产业升级换代步伐加快,与纳米技术、生物技术、信息技术相互融合,结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显,低碳、绿色、可再生循环等将是未来化工新材料发展的主要方向。同质化、复制化、低端化仍突出在李润生看来,我国化工新材料产业实现了快速发展,但总体发展水平仍与发达国家有较大差距,产业发展过程中暴露了一些亟待解决的问题。一是通用产品产能扩张过快,同质化、复制化、低端化的问题突出。以有机硅行业为例,2012 年国内单体产能 220 万吨,产量 130 万吨,装置开工率在 55%左右,产能过剩的问题突出。据统计,目前在建、拟建能力约 240 万吨,产能严重过剩,将严重影响和制约行业可持续发展。而硅橡胶、硅树脂等高端硅聚合物产品,由于国内企业还没有完全掌握改性、加工、新型添加等先进技术,目前仍需大量进口。二是技术创新实力不强,研发能力薄弱,科研成果转化为生产力的水平较低。主要表现为研发投入不够,应用技术及其加工装备落后,系统集成配套能力差;高层次专业人才短缺,原始创新较少,导致产业结构调整和转型升级缺少必要的技术支撑。以碳纤维为例,“十五”结束时,国内企业数量不到 10 家,产能不到 400 吨,实际产量 30‐40 吨。“十一五”末,企业数量超过 20 家,产能数千吨,装置规模仍集中在千吨和百吨级,由于技术不成熟,许多装置不能正常开车或处于停产状态。尽管如此,国内企业的投资热情不减,近两年有多套装置先后建成。由于不掌握核心技术,生产流程打不通,产品质量不稳定,虽然碳纤维市场前景看好,但一些企业不得不退出碳纤维行业。三是国家相关政策配套不够,缺乏强有力的知识产权保护措施,企业的创新动力不足,加剧了行业的低水平重复建设。当前部分化工新材料产品还是主要以跟踪和仿制为主,依靠科技自主创新发展的格局没有大的改观。抓住发展机遇快速突破目前我国正处于工业化、城镇化快速发展的重要时期,对石化、化工产品的需求量持续增长。尤其是国家大力发展战略性新兴产业,开展大飞机、现代轨道交通、新能源汽车等重大工程建设,更是为化工新材料产业创造了前所未有的发展空间。李润生认为,如何把握当前的有利时机,利用经济增速回落形成的倒逼机制,加快调整产业结构,提升产业发展水平和发展质量,是化工新材料产业面临的现实问题。为此,他建议,化工新材料产业一定要抓住战略性新兴产业快速发展这一历史机遇期,加强产、学、研、政的协同与融合,着力推进以下几方面的工作:调整优化产业结构。提高中低端产品的准入门槛,遏制低水平重复建设;加快产品升级换代,增强市场竞争力;积极延伸产业链,提高产品附加值;培育大企业集团,提升企业核心竞争力,引导行业向一体化、规模化、大型化方向发展;加快化工新材料园区建设,提高产业集中度,形成若干特色突出、布局科学、管理先进的化工新材料生产基地。全面提升创新能力。做好科学技术基础研究工作,为技术开发提供强有力的理论支撑;加快改性新材料的研发和产业化,降低化工新材料的使用成本;加强应用技术研究与范围拓展,满足下游多元化需求;加大扶持力度,增加科研投入,推动市场潜力巨大、可填补国内空白的化工新材料产品的产业化进程;完善人才培养战略和激励机制,建立面向化工新材料产业的人才服务体系,做好人才的使用工作;促进创新成果产业化、应用示范和创新能力建设等重大工程,发挥引领带动作用,推动化工新材料产业全面发展。加强产业政策配套与信息导向的科学性。按照国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的部署要求,建立和完善化工新材料产业政策体系,加强化工新材料产业政策与科技、金融、财税、投资、贸易、土地、资源和环保等政策的衔接配合。制定和完善行业准入条件,发布重点新材料产品指导目录,实施新材料产业重大工程。推进化工新材料行业组织建设,把握行业运行状态,客观分析,科学预测未来发展趋势,及时发布相关信息,为化工新材料产业发展建立客观的信息导向和良好的政策环境。(免责声明:以上资讯由院科技管理处收集整理自网络,文章内容仅代表作者观点,本院不对其真实性负责)播放器加载中，请稍候...
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2015（更新）每周科技资讯（一） 科技管理处编制科技资讯第三期 2013 年 10 月 25 日1每周科技资讯(一)无锡:一个“智慧城市”的科技惠民样本停在门外的电动车只要稍有动静,立刻就会有报警短信发到车主的手机上。10 月 24 日,记者在无锡梅村派出所的大院里看到,已经有上百辆被盗电动车通过一种名为移动“车卫士”的 GPS 防盗...
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