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    科学基金助力中科院大连化物所向世界一流研究所迈进

    日期 2014-03-03   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

    第3期
    (总458期)

      本文提要:在国家自然科学基金及相关国家科技计划的共同资助下,中国科学院大连化物所坚持面向国家战略需求和国际科学前沿,发挥学科综合优势,以可持续发展的能源研究为主导,不断凝练科技目标,在基础研究、应用研究和战略高技术领域不断创新,取得了一系列重要科技成果,为促进国民经济发展和保障国家安全发挥了重要作用。

      近几十年来大连化物所始终坚持以满足国家战略需求和冲击国际科学前沿为己任,形成了严谨求实、创新报国、任务带学科、大力协同的创新文化,持续在基础前沿、应用研究和战略高技术领域研发出一批有国际影响力的重要科技成果,为解决国民经济、社会发展和国家安全中的重大问题发挥重要作用;张存浩院士获得2013年度国家最高科学技术奖,就是大连化物所涌现出的杰出代表。这其中,科学基金的长期资助对大连化物所的发展起到了助力创新研究、哺育创新人才、孵化创新成果的积极作用。

      一、在国家杰出青年科学基金和创新研究群体等项目的大力支持下,大连化物所基础研究核心力量得以凝聚并不断壮大,在原子、分子水平上研究化学反应动态过程和机理等重要基础领域,取得了一系列国际领先的成果。

      首次在实验上证实了“量子化瓶颈态”。 H + H2反应是动力学理论的试金石,对于从根本上理解化学反应过程至关重要。大连化物所利用自行研制的国际领先的分子束实验装置,观测到H+HD反应在通过势垒型量子过渡态时的时间延迟所造成的前向散射现象,并进一步观测到H+D2反应不同的过渡态通道之间的干涉现象,首次在实验上证实了化学反应中存在“量子化瓶颈态”。

      首次观察到共振态转动结构。1984年,李远哲等人在F + H2 → HF(v'=3) + H反应中观察到前向散射现象,并认为该现象是由于反应共振态引起。大连化物所通过实验和理论研究密切结合,首次在F+H2→ HF(v'=2)+H反应中发现反应共振现象,澄清了HF(v'=3)前向散射现象并不是由于反应共振态引起。继而,预测出F + HD反应中由于分波共振态引起的后向微分散射截面随能量振荡的现象,并且利用实验予以证实,首次在化学反应中观察到共振态的转动结构。

      首次解决了国际学术界长期以来有关反应中绝热效应大小的争议。玻恩-奥本海默近似是分子科学广泛使用的基本理论近似和出发点,然而该近似在具体的化学反应中的适用性一直存在争议。大连化物所通过实验精确测量了卤族元素原子和氢及其同位素分子反应中绝热近似的适用性,并得到了理论计算的验证。

      自2002年以来,化学反应动力学领域全球学者在《科学》和《自然》上共发表60余篇研究论文,其中大连化物所占9篇,超过本领域内国际上最著名的研究机构美国加州大学伯克利分校(UC Berkeley),已经成为国际上化学反应动力学的最重要研究基地之一。

      二、在科学基金的资助下,大连化物所科研人员围绕用煤制烯烃等现代煤化工中的关键科学问题取得重大突破,为解决国民经济发展中的一些关键技术奠定了坚实基础。

      乙烯和丙烯是重要的基本化工原料,但其生产技术严重依赖于石油资源。我国石油不足,煤炭资源相对丰富,发展用煤经由甲醇制取烯烃等重要化工原料的现代煤化工技术事关我国经济持续发展和能源安全。大连化物所发展了用煤经由甲醇制取烯烃等重要化工原料的现代煤化工技术--甲醇制烯烃(DMTO)技术,为我国烯烃工业结构升级转型和能源安全发挥了重要作用。

      2006年,大连化物所与合作单位共同完成了世界上首次万吨级甲醇制烯烃(DMTO)技术工业性试验,装置规模和技术水平达到国际领先水平。神华集团采用该技术建设了世界首套甲醇制烯烃工业装置(规模为180万吨甲醇生产60万吨烯烃),并于2011年1月进入商业化运营。截至2013年10月,共生产聚合级乙烯、丙烯超过160万吨,营业收入超过170亿元,利润近30亿元。2013年2月,第二套DMTO工业装置—宁波禾元60万吨/年烯烃装置相继开车成功。目前,已经签订20套DMTO技术工业装置的实施技术许可合同,烯烃总规模超过1100万吨/年,预计将拉动上下游投资2500亿元,新增年产值1200亿元。这些项目将带来以煤或甲醇为原料的烯烃工业的快速发展,必将在我国烯烃工业结构升级转型中发挥重大作用。DMTO 技术正逐步开始为我国国民经济发展和能源安全发挥重要作用。相关成果获得2010年度中国十大科技进展、2011年度国家专利金奖、2011年度石化联合会技术发明特等奖等。

      三、在科学基金的大力资助下,大连化物所科研人员打破西方战略高技术封锁,为保障国家安全做出重要贡献。

      率先发展我国化学激光技术。上世纪七十年代,在张存浩院士带领下,大连化物所开始从事化学激光研究。经过四十多年的发展,取得了多项具有世界先进水平的科研成果,圆满完成了一系列国家重大任务,取得了多项具有“我国激光发展史里程碑”意义的成果,使我国短波长化学激光研究跨入了世界先进行列,成为目前我国氧碘化学激光的唯一研发基地。相关成果先后获得了国家科技进步奖一等奖1项、国家科技进步奖二等奖1项,省部级科技进步奖一等奖7项,省部级科技进步奖二等奖8项。

      成功研制飞机应急动力H70燃料分解催化核心技术。H70燃料分解催化技术是我国某型飞机应急动力系统的核心技术。在飞机发动机故障等危急情况下,使用催化剂迅速分解H70燃料产生高能燃气,提供满足飞机所需应急动力,保障飞机和飞行员的安全。该技术具有我国自主知识产权,性能达国际先进水平。催化剂产品可全天候使用,可靠性高,也可用于装备同类应急系统的飞行器;近年来发展的单推-3推进剂分解催化技术是某型装备末修动力系统的关键技术,为我国独有单推-3推进剂的分解专用催化技术。该技术装备精度高,可靠性好,为增强装备实力做出了重大贡献。在此基础上新研制的凝胶型单推-3推进剂分解催化剂已进入工程研制阶段,将进一步提升我国某新型装备的性能和能力。相关成果2005年获部级科技进步奖一等奖1项、2006年度国家技术发明奖二等奖1项、2008年国家技术发明奖二等奖1项,并作为某型飞机完成单位之一获国家科技进步奖特等奖1项。

      自2003至2013年,大连化物所共获得科学基金资助591项,经费4.55亿元。其中,获国家杰出青年科学基金资助的就有20人。长期以来,科学基金通过数量众多的探索性项目部署,鼓励科学家自主选择研究方向,凝练关键科学问题,稳定支持科学家立足前沿开展研究,着力培育原创性成果和创新团队,极大提高了科学家的研究自信,增强了为国创新的荣誉感,形成了激励创新的良好氛围。从大连化物所创新实践可以看出,我国科技创新正呈现出由“跟踪”向“并行”和“领跑”加快发展的良好趋势,我国科学家眼界也正在从“仰视”、“平视”走向“前瞻审视”的新阶段。




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