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   科技导报
2023年 41卷 19期
刊出日期:2023-10-13

卷首语
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专稿
专题:创新引领 自立自强——打造高质量科技创新策源地
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科技导报. 2023, 41 (19): 0-0.
全文: HTMLnew PDF  (1837 KB)  ( 103 )
摘要 ( 104 )
功能分子和材料研究最新进展与未来展望、我国深空探测现状与未来、强激光与加速器发展、疫苗研发创新与公共安全、量子科技最新进展与未来展望、通用人工智能认知大模型发展等相关主题。
卷首语

准确把握“四个面向” 推进科技自立自强

钱七虎
科技导报. 2023, 41 (19): 1-1.
全文: HTMLnew PDF  (474 KB)  ( 155 )
摘要 ( 108 )
坚持“面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康”是广大科学家和科技工作者在新时期应承担的历史责任,对中国解决“卡脖子”问题,实现科技自立自强意义重大。
专稿

深空物质资源利用现状与展望

吴伟仁,张哲,敖显泽,贾琇,赵媛,杨洪伦,祖琳,凌丽丽
科技导报. 2023, 41 (19): 6-15. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.001
全文: HTMLnew PDF  (4284 KB)  ( 302 )
摘要 ( 115 )
深空探测是国家综合实力的集中体现,已成为世界航天大国科技竞争的制高点。深空资源利用是国际深空探测的重要前沿方向。其中,深空物质资源的利用对于拓展人类生存空间具有极为深远的意义。介绍了深空资源的基本内涵,概述了深空资源利用的意义;以深空物质资源为研究对象,总结了星球挥发分开采利用、大气资源利用、矿产资源开采冶炼,以及星表原位制造建造等技术的国内外研究进展;展望了深空物质资源利用未来发展趋势,以期为后续研究工作提供参考。
专题:创新引领 自立自强——打造高质量科技创新策源地

中国运载火箭型谱发展

朱雄峰,刘阳,刘鹰,谭云涛,雍子豪,崔朋,王铁兵,韩秋龙
科技导报. 2023, 41 (19): 16-28. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.002
全文: HTMLnew PDF  (4569 KB)  ( 223 )
摘要 ( 105 )
针对中国运载火箭型谱规划,提出了运载火箭体系定位、火箭划代和规模划分,明确了运载火箭型谱规划的重点是第3代和第3.5代中大型一次性运载火箭,以及第4代重复使用运载火箭。分析了运载火箭技术发展需求和能力发展需求,明确了运载火箭的动力配套、火箭构型、发射成本、运载能力、载荷包络和发射容量等。针对技术需求和发展需求,提出了第3代一次性运载火箭型谱共7型火箭、第3.5代一次性运载火箭型谱共6型火箭、第4代重复使用运载火箭型谱共2型火箭。同时提出了第2代、第3代、第3.5代和第4代运载火箭型谱之间的演进策略以及更新换代策略,即第2代运载火箭持续使用到2030年前后,第3代运载火箭持续使用到2035年前后,第3.5代和第4代运载火箭持续使用到2045年前后,最终完成对第2代和第3代运载火箭的更新换代。

摩擦纳米发电机基础研究和技术创新进展

蒲雄,王杰,王中林
科技导报. 2023, 41 (19): 29-42. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.003
全文: HTMLnew PDF  (3453 KB)  ( 652 )
摘要 ( 223 )
摩擦纳米发电机(TENG)是一项新兴的实现机电能量转换的平台技术,在人工智能、物联网和高熵能源等多个领域都有巨大的应用潜力。近10年来,通过世界范围内的广泛努力,TENG的相关研究取得了长足的进步。综述了TENG在基础研究和技术创新2个方面的代表性进展;讨论了提高TENG输出性能的最新策略和方法;总结了TENG在不同领域的应用研究进展,并对TENG研究面临的挑战和机遇进行展望。

量子因果序在量子信息过程中的应用

陈耕,李传锋
科技导报. 2023, 41 (19): 43-47. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.004
全文: HTMLnew PDF  (963 KB)  ( 217 )
摘要 ( 51 )
量子信息研究旨在利用量子资源实现超越经典极限的通信安全、计算能力和测量精度。一种新的量子资源即量子因果序被提出并被证明在一些量子信息过程中可以提供独特的优势。概述了量子信息中的量子资源,回顾了量子因果序在量子信息中的应用,并重点阐述其在量子精密测量任务中所能提供的超海森堡极限精度。未来这种新的资源可以在更多量子信息处理中带来本质的提升。

量子态的数学与神经网络表示

丛爽
科技导报. 2023, 41 (19): 48-58. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.005
全文: HTMLnew PDF  (1112 KB)  ( 197 )
摘要 ( 59 )
随着深度学习的广泛应用,神经网络模型的数据自生成以及概率模拟等功能在量子态重构与估计方面的应用得到人们关注。通过对量子态的各种不同的数学表示,引导到神经网络量子态的不同表示;从量子态不同物理变量之间的关系,推导出相应神经网络结构上的输入/输出之间的非线性映射关系,为采用不同类型的神经网络模型根据自身数据自生成以及概率模拟功能,实现量子态估计应用,提供网络函数关系及其数据生成的理论设计基础。

磁约束聚变能源的发展机遇与挑战

高翔,万元熙
科技导报. 2023, 41 (19): 59-65. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.006
全文: HTMLnew PDF  (1260 KB)  ( 337 )
摘要 ( 97 )
磁约束聚变能源具有安全、经济和环境友好的优点,是未来理想的战略能源,可为“双碳”目标的实现做出重大贡献。磁约束聚变是利用磁场将氘和氚燃料以等离子体的形式约束并发生聚变反应,被认为有希望彻底解决人类的能源问题,也是中国核能发展的长远目标。当前中国正在积极参加国际热核聚变实验堆(ITER)的建设,支持国内ITER专项的物理和工程技术研究,在吸收和消化ITER经验的基础上,自主设计以获取聚变能源为目标的中国聚变工程试验堆(CFETR)。聚变能源开发难度很大,机遇和挑战并存,需要长期持续攻关。

稳态强磁场磁体技术研究进展

匡光力
科技导报. 2023, 41 (19): 66-75. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.007
全文: HTMLnew PDF  (713 KB)  ( 321 )
摘要 ( 58 )
稳态强磁场是前沿科学研究所需的一种十分重要的手段。强磁场在科学研究中的应用,对物理、化学、材料、生命科学等多学科的发展起到了巨大的推动作用。产生稳态强磁场的方式主要有3种,水冷磁体、超导磁体和混合磁体。水冷磁体励磁速度快、磁场强,但运行能耗巨大;超导磁体电功率低、体积和质量较小,但目前可产生出的最高磁场不及水冷磁体;混合磁体用超导线圈替代水冷磁体的外层线圈,从而可以用比单独水冷磁体更低的能耗产生更高的磁场。介绍了3种磁体技术,回顾了其发展过程,探讨了磁体技术的未来发展路径。

中国第四代天然铀勘查采冶技术创新体系构建与发展

喻翔,苏学斌,孙晔,闻振乾,任宇,刘章月,常喜信
科技导报. 2023, 41 (19): 76-83. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.008
全文: HTMLnew PDF  (825 KB)  ( 105 )
摘要 ( 43 )
国家核力量建设和核能健康发展,亟待天然铀勘查采冶技术升级换代。以当前天然铀勘查采冶技术水平评估结果为依据,确立赶超技术对标体系,整合优势资源,构建中国第四代天然铀勘查采冶技术创新体系。技术创新体系以科技创新“三步走”的战略思路为引领,着力突破关键核心技术短板弱项,绘制第四代技术体系型谱图,出台搭建协同创新平台,培育高层次、多梯次科技人才队伍,营造良好创新生态环境等系列措施。通过贯彻实施取得显著成效,多项关键核心技术实现国际首创,全面提升自主创新能力,成果产出数量逐年攀升,显著增强了中国天然铀产业的核心竞争力。

自动飞行导引和控制系统适航审定技术

章园媛,吴浩文
科技导报. 2023, 41 (19): 84-91. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.009
全文: HTMLnew PDF   (0 KB)  ( 3 )
摘要 ( 69 )
自动飞行导引和控制系统,其高度集成和日趋复杂的设计给民机型号项目的研制及适航审定带来挑战。分析了自动飞行导引和控制系统的适航文件体系,对相关咨询通告、设备标准及审定程序等适航文件进行归类并做详细解读,从研制和审查的角度明确了系统设计需求、审定基础的确认原则,在此基础上梳理出自动飞行导引和控制系统应满足的适航条款、符合性验证方法以及相应的审定要素。研究适用的自动飞行导引和控制系统适航审定技术,为研制初期评估系统的适航符合性、制定审定计划以及降低后期审定风险提供帮助。

中国新型显示技术发展之路

欧阳钟灿
科技导报. 2023, 41 (19): 92-95. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.010
全文: HTMLnew PDF  (442 KB)  ( 310 )
摘要 ( 71 )
中国新型显示技术快速发展,显示产业升级跃迁,功能丰富的显示屏不断涌现,持续为数字生活增色添彩,为中国数字经济作出杰出的贡献。概述了国内外显示技术发展情况、最新研究成果、未来发展方向,以及缺少自主的核心显示材料、产业配套对外依赖严重、新布局产线量产工艺有待提高等问题,并对此提出建议,以确保中国显示产业的优势地位。

中国科技成果转化体系存在的问题及对策——从科技创新的底层逻辑出发

米磊,赵瑞瑞,侯自普,李彩侠
科技导报. 2023, 41 (19): 96-102. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.011
全文: HTMLnew PDF  (879 KB)  ( 381 )
摘要 ( 93 )
科技成果转化是落实“科学技术是第一生产力”的关键,也是科技与经济结合的核心内容。从经济社会及科技创新的底层逻辑出发,从创新链、产业链两链融合视角对科技成果转化问题进行了阐释,在此基础上深入剖析了目前科技成果转化存在的几大问题,并聚焦体制机制、科技金融、新型研发机构、共性技术平台、专业人才体系几个维度就如何加快打造科技成果转化体系,破除中国科技经济“两张皮”难题,提出相应的对策建议。

基础智能:从联邦智能到基于TAO的智能系统联邦

王飞跃,缪青海
科技导报. 2023, 41 (19): 103-112. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.012
全文: HTMLnew PDF  (1036 KB)  ( 398 )
摘要 ( 133 )
从早期使用数学工具探索神经活动机理,到采用人工神经网络模型模拟人类智能,再到基于深度网络解决特定问题,人工智能历经80年发展,当前已进入大模型时代,其特点是立足基础大模型、服务广大社会群体。基础大模型的发展面临一系列挑战:一是大模型训练所必需的数据,质与量有待提高;二是高端算力设备受限制,模型训练高电耗、高碳排放带来环境问题;三是大模型的社会化带来歧视与偏见、虚假信息传播、隐私侵犯、影响就业等社会发展问题。在当今去全球化的国际形势下,为克服以上挑战,健全包含联邦数据、联邦控制、联邦管理和联邦服务的联邦生态系统,构建基于区块链保真(trustable+reliable+usable+effective/efficient,TRUE)和去中心化自治组织和分布式自治运营(DAO)的智能系统联邦,发展基于TAO(TRUE DAO)的基础智能(foundation intelligence,FI),为大模型时代人工智能的发展提供必要和有力的支撑。

Chiplet技术发展现状

项少林,郭茂,蒲菠,方刘禄,刘淑娟,王少勇,孔宪伟,郑拓,刘军,赵明,郝沁汾,孙凝晖
科技导报. 2023, 41 (19): 113-131. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.013
全文: HTMLnew PDF  (4595 KB)  ( 783 )
摘要 ( 111 )
Chiplet(芯粒)技术是近年来兴起的新一代集成电路技术,因其具有提升良率、突破光罩极限、芯片架构灵活、芯片组件技术供应货架化等特点,受到产业界的广泛重视。为进一步推动chiplet技术在中国的发展,梳理了chiplet技术的应用场景,分析了chiplet中的各种核心组件技术,阐述了在chiplet技术开发中可能出现的各种技术挑战,回顾了中国chiplet标准的发展情况,最后针对中国发展chiplet技术提出了建议。

能源产业新能源和传统能源业务融合与绿色发展

李金泽,张国生,刘合
科技导报. 2023, 41 (19): 132-137. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.014
全文: HTMLnew PDF  (518 KB)  ( 209 )
摘要 ( 51 )
在“双碳”目标引领下,中国能源产业绿色低碳转型已成必然要求。总结了新能源业务发展所面临的挑战,梳理了以生产、消费传统能源为主体的代表性企业发展新能源业务的典型运营模式。对新能源行业过快发展引发的相关问题进行了深入剖析,就保障能源产业投资新能源资产的有效性提出了相应建议,并进一步明确了新能源与油气生产融合的发展方向,为“双碳”目标下新能源和传统能源业务高质量协同发展提供决策参考。

“双碳”激发高质量发展新动能

史玉波
科技导报. 2023, 41 (19): 138-141. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.015
全文: HTMLnew PDF  (411 KB)  ( 143 )
摘要 ( 61 )
党的二十大报告提出“积极稳妥推进碳达峰碳中和”,“双碳”目标的实现是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。从新型能源体系建设、新型电力系统构建、绿色低碳科技创新、推动新发展格局和治理能力现代化5个方面系统阐释了“双碳”战略实施如何激发高质量发展新动能。

“双碳”愿景下的能源技术变革

涂云川,魏子栋
科技导报. 2023, 41 (19): 142-148. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.016
全文: HTMLnew PDF  (1669 KB)  ( 390 )
摘要 ( 70 )
在“双碳”战略的推动下,我国将迎来经济社会绿色低碳转型的关键时期。能源技术的创新将逐步引导原本高能耗、高排放的传统工艺向低能耗、零排放的绿色工艺转型发展。主要梳理了氢能对难脱碳行业绿色低碳转型所发挥的重要媒介作用,介绍了能源基础研究领域所取得的关键性技术突破,并对构建多能融合、清洁低碳、安全高效的新型能源体系作出展望。

中国先进材料领域发展现状及未来发展战略

李元元
科技导报. 2023, 41 (19): 149-154. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.017
全文: HTMLnew PDF  (517 KB)  ( 347 )
摘要 ( 115 )
材料的先导性突破不断引发高新技术和新兴产业的爆发式增长,先进材料已成为各国抢占科技制高点的重点关注与发展的关键领域,是经济社会发展的基础性、战略性产业。先进材料发展决定着高新技术、高端制造、重大工程的发展水平。系统分析了中国先进材料领域发展现状,包括重大科技计划和发展体系能力等,并提出中国先进材料领域未来发展战略方向和政策措施建议。

ZnO无机发光材料制备及其性能表征

章成文
科技导报. 2023, 41 (19): 155-159. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.018
全文: HTMLnew PDF  (1411 KB)  ( 57 )
摘要 ( 54 )
基于固相反应工艺制备出不同烧结温度的 ZnO无机发光材料,结合近紫外光 LED芯片制备出wLED器件。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、激发和发射光谱、光谱仪等测试方法对样品材料和器件的光色性能进行了研究。研究结果表明:ZnO 的光谱强度随烧结温度增加表现为先增加后降低,在960℃时具有最优值;对应激发与发射光谱峰值分别为380 nm和 501 nm;XRD 和 SEM 表明样品材料具有良好的结晶性能。制备的 wLED 器件在 ZnO掺入的条件下,光谱连续得到提高,器件光色特性在4334 K的条件下,显色指数达到95.7,提高了11.02%,光通量和出光效率分别为20.6 lm和103 lm/W,降低了3.3%,这是由于ZnO的发射光谱分布偏移了人眼明视觉效率曲线,从而引起在计算光通量时数值微弱降低。可见,ZnO发光材料在全光谱、高显色wLED中应用具有可行性。

器官医学的发展现状和展望

张明熙,赵强,何晓顺
科技导报. 2023, 41 (19): 160-165. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.019
全文: HTMLnew PDF  (851 KB)  ( 135 )
摘要 ( 45 )
器官是人体发挥独立生理功能的基本单元,也是各类疾病发生的场所。基于疾病器官目前缺乏精确医疗的现状,器官医学理念应运而生。回顾了器官医学理念提出的背景,探讨了器官医学的已有成果及器官医学对于多学科的推动作用,展望了器官医学将推动医学研究、医疗器械领域发展,促进创新药物研发,并与其他领域实现交叉融合的发展前景。

应急食品研究现状与发展策略展望

宁诚,刘长虹,郑磊
科技导报. 2023, 41 (19): 166-176. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.020
全文: HTMLnew PDF  (1071 KB)  ( 215 )
摘要 ( 67 )
应急食品是指在突发事件发生时用以补充营养和热量,维持人体生存的一类食品,其营养安全、加工包装、储运分发等特性与常规食品相比存在明显区别。介绍了应急食品的产品开发、储运、加工和包装技术研发现状,总结了目前国内外应急食品典型特征、发展趋势以及存在的问题,展望了未来应急食品研发策略、加工策略及安全检测方法,旨在为推动应急食品的科技创新和产业发展提供有力支撑。

农业农村信息化发展水平测度及发展策略——以山东省肥城市为例

沈剑波,王应宽,王恳
科技导报. 2023, 41 (19): 177-188. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2023.19.021
全文: HTMLnew PDF  (1011 KB)  ( 120 )
摘要 ( 57 )
在国家推动乡村振兴和建设农业农村现代化的时代背景下,农业农村部等部门提出了建立农业农村信息化发展水平监测评价机制,开展定期监测。为了对农业农村信息化发展水平进行测度,需要建立农业农村信息化发展水平评价模型。基于组合赋权法对农业农村信息化发展水平评价指标的权重进行确定,并建立数学模型对农业农村信息化发展水平指数进行计算。以山东省肥城市的 10个乡镇 2019年数据为研究对象,经农业农村信息化发展水平评价模型测算,山东省肥城市 2019年 10个乡镇的农业农村信息化发展水平指数从高到低依次为:石横镇(0.5711)、安驾庄镇(0.5635)、边院镇(0.5609)、汶阳镇(0.5542)、桃园镇(0.5498)、王庄镇(0.5483)、湖屯镇(0.5390)、安临站镇(0.5314)、孙伯镇(0.5244)、潮泉镇(0.5109)。根据研究结果与实地调查提出,肥城市的 10个乡镇农业农村信息化发展水平指数具有较大提升的空间,要将精准农业与数字农业的相关技术应用在传统粮食作物种植业;在目前中央倡导的“一村一品”“一县一业”的政策指导下,要因地制宜,发展特色产业,推进肥城桃种植数字化,并将人工智能、大数据等现代技术应用在肥城桃种植、投入品管理、质量溯源及销售等各个环节中。针对“谁来种地”的问题,提出将信息技术应用于农业农村社会化服务,建立农业农村社会化服务终端平台,主要通过手机终端搭建农户与农业农村社会化服务组织的桥梁,对接农业社会化服务,全面提升农业农村信息化水平。另外,要努力提高畜禽养殖业信息化水平并加强农民的手机培训力度。
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