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我校2011年度国家科技奖获奖成果简介我校作为第一完成单位的项目共9项



























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国家技术发明奖一等奖
有机发光显示材料、器件与工艺集成技术和应用
获奖人:邱勇、段炼、王立铎、张德强等
项目历经10余年自主研发,攻克了电子注入材料、电子传输材料、器件可靠性和大生产工艺技术等关键难题,系统性地解决了有机发光显示(OLED)器件的效率和寿命问题,整体技术达到国际领先水平。
  项目自主建成中国大陆第一条OLED量产线,该条生产线是国际上目前同类量产线中技术最先进、产能最大的生产线。产品广泛用于民用和国防领域,并在国际上首次应用于航天领域。市场占有率位居全球第二,国内第一。
  项目申请国内外发明专利98项,已获授权49项(国际专利7项);完成国际标准一项、国家标准两项、军用标准一项。本项目实现了我国OLED产业的从无到有,带动了相关产业链的发展,对促进我国显示产业实现跨越式发展具有重要意义。
  我国大陆第一条OLED量产线(见图①)
国家自然科学奖二等奖
计算机网络资源管理的随机模型与性能优化
获奖人:林闯、任丰原、尹浩、蒋屹新等
建立资源服务和业务需求模型,并基于此进行系统性能优化,是计算机网络领域基础性的研究课题。项目建立了随机高级Petri网(SHLPN)理论,有效抑制了模型分析求解中“状态空间爆炸”的难题;提出了通用多队列多服务器模型,使复杂计算机网络系统的建模分析成为可能;基于随机模型,提出了一系列具有普适性的优化网络系统性能的新思路和新方法。研究成果获得了国内外学术同行的积极评价,部分理论成果在工程实践中显著优化了系统性能,取得了一定的经济和社会效益。
  随机Petri网和随机高级Petri网模型比较(见图②)
国家自然科学奖二等奖
生物矿化纤维的分级组装机理研究
获奖人:崔福斋、王秀梅、李恒德、蔡强、孔祥东
项目属于材料科学研究领域。项目长期致力于骨、牙等天然硬组织材料的矿化机理研究,特别是矿化过程中矿化纤维的形成过程及其分级组装的关键机理和重要细节。阐明了多种典型硬组织的生物矿化纤维分级组装规则和结构模型;破译了生物矿化纤维分级组装的关键机理。本项目的系列研究发现有助于深化人类对多种天然生物矿化组织分级组装过程的理解,使人类对骨牙等硬组织形成过程的认知有了突破性进展,对生物矿化理论研究和新型功能材料的仿生制备意义重大。
  项目组共发表相关SCI论文167篇。论文SCI总他引2675次。其中,8篇代表性论文SCI他引590次。美国化学学会网站评述该项目工作“发现了矿化纤维自组装的关键机理,第一次证实了羟基磷灰石晶体和胶原纤维表面的特异性结合”。NatureMaterials评价该项目“将提高人们对矿化组织中胶原调制矿化机理的理解,并为仿生工程制备新型功能材料指明道路”。
  胶原蛋白调控纳米羟基磷灰石矿化分级组装结构示意图(见图③)
国家自然科学奖二等奖
微纳尺度传热的尺度效应及其物理机制
获奖人:过增元、李志信、梁新刚、张兴
项目属于动力工程及工程热物理学科。项目将微纳尺度传热归结为界面效应起重要作用的传热现象和规律,首次提出和验证了连续介质假定成立条件下,不同作用力的相对重要性的变化也能导致传热的尺度效应,揭示了单相对流换热的尺度效应、纳米硅膜和复合膜热导率远小于体材料的尺度效应及纳米薄膜热导率各向异性特征以及空气夹层壁面辐射换热与气体导热的相对重要性;建立了纳米金属薄膜热导率与薄膜微观结构的定量关系和电子对导热和导电贡献不同的理论模型。
  研发了液滴震荡型微聚合酶链式反应(PCR)芯片,DNA扩增时间为商用仪器的1/9;发明了悬浮薄膜热导率的测量方法,准确测量了纳米薄膜的热导率。
  项目发表SCI论文100篇,SCI他引1056次。2005年ASME国际微细通道会议授予过增元在微尺度传热领域的终身贡献奖。
  微PCR芯片对HPV-DNA的扩增时间仅为Rotor-GeneTM的1/9(见图④)
国家技术发明奖二等奖
基于微纳米技术的新型超级电容器及其实现
获奖人:尤政、王晓峰等
项目属仪器仪表技术和电子技术领域,探究了“电容”储能新机理,提出了微纳米电极材料制备新工艺,发明了系列超级电容器新结构;发明了系列大型超级电容器制造技术、高性能小型超级电容器制备方法、基于MEMS技术的微型超级电容器加工工艺;创新性提出的单体电压均衡电路设计方法及单体机械紧固结构设计方法,实现了高达1200V电源系统的可靠集成与精确控制。
  研究成果实现了规模化生产并在武器装备、风电系统、电动车辆等领域获得成功应用,填补了多项国内空白。获得授权发明专利16项,发表论文被SCI收录23篇。
  电动车辆大功率电源模组(见图⑤)
国家技术发明奖二等奖
特征敏感的三维模型几何处理技术及应用
获奖人:胡事民、刘永进、张国鑫等
现代流程工厂设计的关键是工厂的数字几何模型。数字工厂几何建模过程存在自动化程度不高、大规模点云中噪音与扫描漏洞无法处理等关键问题。面向数字工厂设计,项目提出多尺度曲率特征的提取与融合等四项主要技术发明,构成了特征敏感的三维模型几何处理技术体系。
  项目申请发明专利24项,已授权11项,获软件著作权3项,发表代表性论文30篇,研制具有自主知识产权的数字工厂设计平台,在国家重要行业领域中进行了广泛的应用。
  多尺度曲率特征提取(见图⑥)
国家技术发明奖二等奖
LDPC编码技术与应用(公布名)
获奖人:陆建华、殷柳国、詹亚锋、裴玉奎等
项目源于国家探月工程重大需求,发明了新型低密度奇偶校验码(LDPC)编译码技术,突破了短码长、高性能、低功耗、低复杂度编码构造难题,以及星上资源极度受限条件下编码器实现、恶劣传输条件下可靠译码接收等工程应用难题,显著提升了探月卫星下行数据的传输可靠性,核心技术优于国际最好水平。
  项目获授权发明专利12项,获批国家军用标准1项。技术成果已经在探月工程、地面微波接力通信等方面得到了成功应用,对推动深空通信、军事通信等领域的发展具有十分重要的意义。
  地面站译码遥测终端(见图譿訛)
国家科学技术进步奖二等奖
我国二氧化硫减排理论与关键技术
获奖人:郝吉明、贺克斌、王书肖、段雷等
项目系统开展中国二氧化硫减排理论研究与生产实践,完成我国酸雨及二氧化硫控制区划分;创立总量减排指标分配理论与技术方法;提出排放控制的核心技术途径与技术政策。建立排放监督考核和减排环境效果评估技术方法。经环保总局评审,认为项目在总体上达到国际先进水平,在酸沉降临界负荷、煤中硫分的生命周期分析和划分“酸雨及二氧化硫控制区”综合技术路线等方面达到国际领先水平。项目发表论文141篇,他引1328次;其中SCI论文45篇,他引326次;出版专著6部。成果是20多项国家重大政策、法规制定的核心科学技术支撑。
  全国城市二氧化硫浓度显著下降(见图⑧)
国家科学技术进步奖二等奖
复杂钢结构施工过程时变分析及控制关键技术研究与工程应用
获奖人:郭彦林、田广宇、辛克贵、王小安等
项目创立了大型复杂钢结构施工过程一体化协同时变分析系统及计算理论,将数字模拟计算技术有效融入结构整体提升、落架、滑移、张拉及起扳等新施工技术中,实现了时间与空间域上施工体系内力与位移的非线性连续变化及体系各部分之间相互作用的精确模拟与计算。建立了施工过程三维动态变形预调值计算的多阶段综合迭代法;提出了张拉结构索长误差限值的控制方法;提出了张拉结构索力补偿的计算方法;提出了评估高层混合结构混凝土收缩徐变对结构成型态影响的数值分析方法及转换桁架的安装对策;在结构体系层面开展了大型屋盖钢结构合拢过程焊接残余内力的数值评估研究。
  项目发表学术论文129篇,专著3本,授权发明专利11项,应用在国家体育场(鸟巢)等30余项重大工程项目中,为复杂钢结构施工分析理论与施工控制技术的跨越式发展作出了贡献。
  国家体育场钢结构安装过程偏差分析与控制(见图⑨)