PDF《前沿技术》

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第九章前沿技术2010 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT 前沿技术

第九章

第一节 信息技术

一、高性能计算技术

二、通信技术

三、虚拟现实技术

四、信息安全技术

第二节 生物和医药技术

一、蛋白质工程技术

二、干细胞与组织工程技术

三、基因工程技术

四、疫苗和抗体

五、工业生物技术

第三节 新材料技术

一、智能材料设计与先进制备技术

二、高温超导和高效能源材料技术

三、纳米材料与器件技术

四、光电信息与特种功能材料技术

五、高性能结构材料技术

第四节 先进制造技术

一、现代制造集成技术

二、智能机器人技术

三、极端制造技术

四、重大产品和重大设施寿命预测技术

第五节 先进能源技术

一、洁净煤技术

二、低碳能源技术

三、燃料电池技术

四、核能技术

第六节 海洋技术

一、海洋环境监测技术

二、海洋油气开发技术

三、深海探测与作业技术

四、海洋生物资源开发利用技术

第七节 资源环境技术

一、矿产资源高效勘查与开发利用技术

二、复杂油气资源勘探开发技术

三、环境污染控制与治理新技术

四、环境监测与风险评价技术

第八节 现代农业技术

一、农业生物技术

二、数字农业技术

三、食品工程与生物技术

四、先进农业设施与装备技术

五、农业生境控制技术

第九节 现代交通技术

一、汽车前沿技术

二、智能交通技术

三、其他交通技术

第十节 地球观测与导航技术

一、地球观测技术

二、卫星导航技术

三、地理信息系统技术

138 中国科学技术发展报告2010

2010 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT

2010 年,在信息、生物与医药、新材料、先进制造、先进能源、 资源环境、现代农业、现代交通和地球观测与导航等领域,中国的 前沿技术研发进展顺利,取得了一系列优秀成果,为中国经济社会 发展提供了有力支撑.

第一节 信息技术

一、高性能计算技术 超级计算机综合技术水平取得历史性突破,进入世界领先行列.在2010 年11 月世界超级计 算机 TOP

500 中,中国研制的高效能计算机系统 天河一号 排名第一, 曙光星云 位居第三. 图9-1 国家超级计算天津中心

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第九章前沿技术2010 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT 建成了具有

300 万亿次以上聚合浮点计算能力和

1 000 万亿字节以上存储能力的中国国家网格服 务与应用环境,在能源、机械制造、飞机设计、气象预报、新药研发等领域得到成功应用.

二、通信技术 全球最大规模的新一代网络与业务试验床成功实施,可重构路由交换平台等关键技术取得 突破,技术水平达到世界前列. 完成了基于 北斗 的移动通信试验系统的设计与开发,支持短消息、话音业务和数据广播 业务,为现阶段在应急状态下采用自主技术开展通信服务提供了重要技术手段.研制的无线宽 带快速组网系统已在上海世博会和广州亚运会安保获得应用,并推广至公安、电力、交通、水 利和地震等众多领域. 在网络通信领域,向国际标准化组织提交标准建议提案文稿超过

100 项,其中

8 项被批准 成为国际标准,31 项被国际标准化组织采纳.

三、虚拟现实技术 研制成功虚实融合的协同工作环境支撑技术与系统,建成了面向飞机驾驶舱设计和面向飞 机关键部件拆装维护及训练两个应用示范系统,为中国虚实融合技术在相关领域的发展奠定了 坚实基础. 研制了具有自主知识产权的虚拟现实的绘制内核和物理引擎系统并实现了初步应用.在三 维显示新机理、基于肌电传感器和加速计的手势交互设备等方面取得了创新性成果.

四、信息安全技术 研制成功网络安全事件监控系统,采用了新型网络安全监控体系结构,显著提升了大规模 突发事件的协同分析与应急处置、网络安全态势分析及预测能力,有效降低了网络安全事件带 来的危害,为网络与信息系统提供了安全保障. 在网络认证授权、反网络垃圾信息、安全操作系统、防伪等方面的关键技术取得重要进展, 部分技术修订了相关国家标准,形成了国家标准草案及国际标准草案. 完成了适用于计算型、事务处理型和服务型信息系统等级保护模拟平台,为信息系统安全 建设提供了示范环境.

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2010 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT

第二节 生物和医药技术

一、蛋白质工程技术 成功解析了 H1N1 流感病毒神经氨酸苷酶、能量耦合因子转运蛋白等多种重要蛋白质晶体结 构,为研究蛋白质的结构和功能关系以及相关药物的研发提供了有效工具和坚实基础. 构建了具有国际先进水平的高通量、规模化蛋白质组表达、修饰与定量研究的技术体系和 数据库.

二、干细胞与组织工程技术 在世界上首先报道了决定干细胞发育全能性的分子标志,对于揭示干细胞多能性维持机制、 促进干细胞筛选分离、建立与维持治疗性克隆、移植细胞定向诱导等领域研究具有重要意义. 在世界上首次使用自组装方法制备出与自体骨接近的纳米磷酸钙胶原基骨修复材料 , 具有与 人体生物相容性良好 , 无免疫排异性等优点,是新一代骨植入材料. 活性脊髓重建管 能够有效促进脊髓损伤修复,是国际上第一个获准进入临床研究的脊髓 损伤修复组织工程产品.

三、基因工程技术 建成世界最大的基因组测序中心,并研发出一批具有国际水平的高通量数据挖掘与分析工 具, 使中国基因组及相关基因的功能研究与开发应用取得重大突破, 部分领域处于国际领先水平. 培育成功中国第一只转基因猕猴.通过转基因技术, 能够获得特异性疾病的灵长类动物模型, 合理利用灵长类动物模型将会有力推动人类重大疾病的研究. 遗传性耳聋基因检测芯片为国际首创,具有高通量、多指标、高效、准确的特点,检测结 果可以覆盖临床 80%以上的遗传性耳聋. 国际千人基因组计划 协作组完成了几乎覆盖全人类基因组的遗传多态性图谱. 常见重大疾病的全基因组关联分析取得丰硕成果,发现了一批包括鼻咽癌、食管癌、肺癌 等在内的基因易感位点,其中多个位点为首次报道.

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第九章前沿技术2010 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT

四、疫苗和抗体 建成千克级抗体药物产业化技术平台,拥有

300 升中试规模的细胞培养罐和

3 000 升规模自 动化生产线,总体细胞反应规模突破

1 万升抗体药物的生产水平,部分指标达到发达国家水平. 抗CD25 人源化抗体主要用于预防及治疗器官移植排斥反应, 已于

2010 年取得新药证书. 抗CD20 单克隆抗体主要用于治疗非霍奇金淋巴瘤.现已完成全部临床实验,准备申报新药 证书. 重组戊肝疫苗圆满完成大规模的Ⅲ期临床试验,证实了该疫苗的安全性及有效性,这是世 界上第一个完成Ⅲ期临床试验的戊肝疫苗. 针对重症及致死性手足口病主要致病原 EV71 病毒研制的疫苗即将进入临床试验,将对中国 手足口病防控提供重要手段,具有十分重要的社会意义.

五、工业生物技术 成功开发西司他丁钠关键中间体的双酶耦联手性生物催化合成新技术,打破了国外制药企 业长期技术和市场垄断,对中国碳青霉烯类抗生素产业的发展具有重要的推动作用. 成功开发谷氨酸双结晶高效提取技术,实现了高产率的味精清洁生产,大大降低目前味精 生产的能耗和污染,破解目前味精生产工艺的环保难题. 图9-2 中国培育的转基因猕猴

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2010 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT

第三节 新材料技术

一、智能材料设计与先进制备技术 超薄多层压电陶瓷制备技术及其微型扬声器关键技术取得突破性进展,开发出高性能软性 压电陶瓷材料,分别采用压电陶瓷-银钯合金内电极低温共烧和压电陶瓷水基流延两套工艺制 备出扬声器专用多层压电陶瓷,并成功应用于两款自主研发的扬声器产品.

二、高温超导和高效能源材料技术 成功制备出国内第一根长 103m、能传输 193.7 安培超导电流的第二代稀土氧化物高温超导 带材.隔离层和超导层薄膜表面光滑、致密, 具有良好织构度,临界超导电流密度大于 4*106 A/cm2 (77K,自场) . 高容量 A2B7 型稀土镁基超晶格储氢材料 关键技术取得突破.首次批量化制备出 A2B7 型La-Mg-Ni 超晶格储氢材料――GM

001、 GM002.其中, GM001 具有活化快、 容量高、 倍率性能好、低温倍率放电性能和存储性能 优异的特点,GM002 具有活化快、容量高、 循环寿命长和存储性能优异等特点.

三、纳米材料与器件技术 高灵敏隐藏爆炸物探测单分子层薄膜材料创制取得重要突破.以此类薄膜为基础研制的便 携式、低功耗、可组网系列隐藏爆炸物探测仪,对众多爆炸物检测灵敏度高、响应速度快,误 报率几乎为零.仪器综合性能与国外同类仪器相当. 利用有机-无机杂化技术,成功开发出可用于建筑和汽车玻璃节能保温的高分子基隔热涂 膜.该膜夏天可使室内降温

3 ~ 9℃,冬天能遮挡室内暖气(中、远红外线)向室外散发,使室 内增温约 2.5℃,具有夏凉冬暖功能. 图9-3 国内第一根百米级 YBCO 高温超导带材

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第九章前沿技术2010 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT

四、光电信息与特种功能材料技术 在国际上首次研制出

10 000 流明级激光数字电影放映机,具有色域宽广、分辨率高、稳定 可靠、节能环保等优点,符合 DCI 国际数字电影规范,通过了欧盟、美国联邦通讯委员会等国 际认证,并在北京华星影城、南京和平影城投入商业运营. 全固态激光器医疗设备研发取得重要突破,自主研制的用于治疗血管瘤设备的 457nm 和532nm 全固态激光连续光输出功率分别达到 4W 和8W.

五、高性能结构材料技术 高强高模聚乙烯纤维制备及其复合材料技术取得重要突破.开发出可纺性好且性能稳定的适 用于冻胶纺丝的超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 专用树脂, 批量制备了高强高模 UHMWPE ........