发布日期:2023-06-27 02:26:58

世界技术的发展探索世界技术前沿:未来发展的无限潜力

本文目录

  1. 先进技术有什么?
  2. 合成生物学的应用和前景?
  3. 我国科技创新成果?
  4. 新一代电子信息技术含量子技术怎么样?
  5. 信息技术与应用专业未来发展前景?

先进技术有什么?

目前比较有发展前景的科技主要是生命科学,纳米科学,空间科学,新能源科学,信息科学这几个领域。

生物技术:生物工程,基因工程药物、疫苗和基因治疗,蛋白质工程,仿生学,微生物工程,生化工程

电子信息技术:智能计算机系统,光电子器件和光电子、微电子系统集成技术

,信息获取与处理技术,通信技术

自动化技术:计算机集成制造系统(CIMS),人工智能与机器人

海洋科学:海洋探测与监视技术,海洋生物技术,海洋资源开发技术

(海洋科学属地球科学领域)

新材料技术:电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料(含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等)、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料

航空航天技术:航天航空交通工具,空间飞行、空间探测,空间开发,空间科学研究

能源技术:太阳能,风能,生物质能(微生物能),地热能,潮汐能,核能(第三,四代核能源,即聚变和湮灭),可燃冰,氢能,燃煤磁流体发电

激光技术:激光测距技术,激光通信技术,激光制导技术,强激光技术,激光模拟训练技术,激光加工技术

认知极端条件下的物质结构与性状

--量子结构与量子信息

--纳米、团簇结构与性状

--超高压物质结构与性状

--超强磁场物质结构与性状

--极低温物质结构与性状

--分子设计、剪裁与组装

--超快过程

--等离子体物理

--天体物理(反物质、暗物质、黑洞….)

生命科学成已为热点领域,正酝酿着重大突破。

--信息生物科学

--基因组与功能基因组科学

--蛋白质科学

--理论生物物理、生物大分子结构与功能

--干细胞科学

--分子发育生物科学

--分子生态科学

--分子生物协同进化科学

交叉与复杂科学问题往往成为新的前沿

--复杂系统科学

--粒子物理与宇宙现化

--脑智科学

--环境科学中的物理、化学问题

--分子病原学与流行病学

--数学、应用数学与计算数学中的前沿问题

--微纳系统仿生学

合成生物学的应用和前景?

合成生物学(SynBio)是生物学和工程学的一个跨学科分支。

合成生物学整合了很多领域,这些领域包括生物技术、基因工程、分子生物学、分子工程、系统生物学、膜科学、生物物理学、化学和生物工程、电气和计算机工程、控制工程和进化生物学。合成生物学应用这些学科来构建用于研究、工程和医学应用的人工生物系统。

应用于生物计算机、生物传感器、细胞转化、设计的蛋白质、设计的核酸系统、空间探索、合成生命等最前沿的高端科技领域,前景广阔,应用范围广。

我国科技创新成果?

1“华龙一号”全球首堆商业运行

我国自主三代核电技术跻身世界前列

上万名建设者常年奋战,5300多家设备制造企业大力协同,自2015年5月开工以来,“华龙一号”全球首堆便开始了“加速跑”,并终于在5年多后交出成绩单。

1月30日,“华龙一号”全球首堆——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行,标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列。

2021年1月30日拍摄的“华龙一号”核电机组福建福清核电5号机组。

“中国成为继美国、法国、俄罗斯等国家之后真正掌握自主三代核电技术的国家。”中核集团党组书记、董事长余剑锋说,作为中国高端制造业走向世界的“国家名片”,“华龙一号”是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一。

由科技自立自强“打底”产生的一系列数据,可以为“华龙一号”这一地位做注脚:设计寿命为60年,反应堆采用177堆芯设计,堆芯设计换料周期18个月,创新采用“能动和非能动”相结合安全系统及双层安全壳等技术,在安全性上满足国际最高安全标准要求。“华龙一号”首堆所有核心设备均已实现国产,所有设备国产化率达88%,完全具备批量化建设能力。

“‘华龙一号’全球首堆的商运,对优化中国能源结构、推动绿色低碳发展,助力碳达峰、实现碳中和目标具有重要意义。”余剑锋所言非虚,据悉,“华龙一号”每台机组每年可发电近100亿千瓦时,能满足中等发达国家100万人口的生产和生活年度用电需求,同时相当于减少标准煤消耗312万吨、减少二氧化碳排放816万吨,相当于植树造林7000多万棵。

2

“海牛Ⅱ号”下钻231米

刷新深海钻机钻探深度纪录

高7.6米、“腰围”10米、体重12吨,在南海超2000米的深水成功下钻231米,刷新世界深海海底钻机钻探深度。这一纪录的创造者,是湖南科技大学牵头,我国自主研发的“海牛Ⅱ号”海底大孔深保压取芯钻机系统。

4月7日晚的这次海试,“海牛Ⅱ号”也填补了我国海底钻探深度大于100米、具备保压取芯功能的深海海底钻机装备的空白。

金永平 摄

海底钻机,是开展海洋地质及环境科学研究、进行海洋矿产资源勘探和海底工程地质勘查所必备的海洋高技术装备。

“海牛Ⅱ号”的研制,依托我国国家重点研发计划“深海关键技术与装备专项”课题,研制作业水深不少于2000米、钻进深度不低于200米、保压成功率不小于60%的海底大孔深保压取芯钻机系统,并最终形成一整套具自主知识产权的海底大孔深保压钻探取芯装备技术与成果,为我国海底天然气水合物勘探提供装备技术支撑。

“尽管它很庞大,但它潜入海底依然是很灵活的。它也是目前世界上唯一一台海底钻深大于200米的深海海底钻机。”项目负责人、湖南科技大学教授万步炎说。

据了解,整个海底钻机主要攻克了大孔深遥控全孔全程保压绳索取芯、智能化与专家操作系统、大容量钻管存储与钻杆快速接卸、海底钻机安全可靠下放和回收等四大技术攻关难点。

这些全新的技术,显著提高了钻机钻探效率、取芯质量、保压成功率。与此同时,钻机重量较国外同类钻机,也实现了大幅减重,大大降低了水下收放作业难度。

3

“深海一号”海中送气

年供气量可达30亿立方米

向着更深、更远的“深蓝”挺进,永远没有终点。

6月25日,我国首个自营勘探开发的1500米深水大气田“深海一号”在海南陵水海域正式投产。这标志着我国海洋油气勘探开发迈向“超深水”。

6月25日,我国首个自营1500米深水大气田“深海一号”正式投产。

“深海一号”大气田距海南省三亚市150公里,于2014年勘探发现,探明天然气储量超千亿立方米,最大水深超过1500米,最大井深达4000米以上,是我国自主发现的水深最深、勘探开发难度最大的海上深水气田。

中国海洋石油集团有限公司克服诸多挑战,高峰期在100多个工段组织5000余人、17台大型履带吊进行作业,提前18个月顺利完成陆地建造和合龙工作。

“深海一号”大气田投产后,深水天然气将通过海底管线接入全国天然气管网,年供气量30亿立方米。

国家能源局有关负责人表示,“深海一号”大气田的正式投产,是我国深水油气勘探开发取得的重要进展,是我国海洋油气事业高质量发展的重要探索,预示着我国深水油气勘探开发潜力巨大、前景广阔。

4

白鹤滩水电站首批机组投产

实现100万千瓦满负荷发电

6月28日上午,在现场沸腾的欢呼声中,金沙江白鹤滩水电站首批机组完成72小时带负荷连续试运行,正式投产发电。左岸1号机组、右岸14号机组两台百万千瓦水轮发电机组高速转动,将金沙江的水能资源转化为电能,源源不断送往华东地区。其中,右岸14号机组带100万千瓦负荷成功,这是全球首台并网发电,也是全球首台实现100万千瓦满负荷发电的机组。

6月28日,金沙江白鹤滩水电站首批机组投产发电。

白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县交界处,矗立于金沙江下游干流河段上,电站总装机容量1600万千瓦,共安装16台我国自主研制的百万千瓦水轮发电机组,是实施“西电东送”的国家重大工程,是当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程。全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,实现了我国高端装备制造的重大突破。

白鹤滩百万千瓦水电机组的创新,一是发电机从原来的80万千瓦跃升到现在的100万千瓦,二是水轮机采用了长短叶片转轮,同时实现了宽负荷高效稳定的运行。

白鹤滩水电站建成后,年平均发电量将达624.43亿度。全部机组将于2022年7月投产发电。电站全部建成投产后,将成为仅次于三峡工程的世界第二大水电站。

据测算,白鹤滩水电站投产后,每年可节约标煤约1968万吨,减少排放二氧化碳5160万吨、二氧化硫17万吨。届时,白鹤滩水电站将与三峡工程、葛洲坝工程,以及金沙江乌东德、溪洛渡、向家坝水电站一起,构成世界最大的清洁能源走廊。

5

时速600公里高速磁浮下线

仅3分半钟从零加速到时速600公里

硬朗飘逸的双侧堆叠棱线、独特的“抱轨”结构、更强大的爬坡能力……7月20日,由中国中车承担研制、具有完全自主知识产权的时速600公里高速磁浮交通系统在青岛成功下线,这是世界首套设计时速达600公里的高速磁浮交通系统,标志我国掌握了高速磁浮成套技术和工程化能力。

时速600公里,这是当前可实现的“地表最快”交通工具。因此,高速磁浮也被形象地称为“贴地飞行”。

10月27日,在“十三五”科技创新成就展上,时速600公里高速磁浮列车“实车”吸引了众多参观者。

“时速600公里高速磁浮交通系统采用的是成熟可靠的常导技术。”高速磁浮项目技术总师、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁说,它的基本原理,是利用电磁力来实现列车“无接触”运行。

车辆底部的悬浮架装有电磁铁,与铺设在轨道下方的铁芯相互吸引,产生向上的吸力,从而克服地心引力,使车辆“悬浮”起来,再利用直线电机驱动列车前行。

“高速磁浮运行时,通过精确控制电磁铁中的电流,车体与轨道之间始终保持约10毫米的悬浮间隙。”丁叁叁说。

高速磁浮这种无接触的运行方式,取代了传统轮轨的机械接触支承,从根本上突破了传统轮轨关系的约束,因而可以达到更高的运行速度,实现时速600公里的极速“凌空飞行”。

由于不受轮轨黏着限制,高速磁浮还具备更强的加减速能力。轮轨高铁加速到时速350公里需要6分钟,而高速磁浮从零加速到时速600公里,只需3分半钟。快起快停,使它能更加充分地发挥速度优势。

6

海洋“双星”投入业务化运行

形成海洋观测卫星组网业务化运行能力

上天入地,舍我其谁。7月29日,海洋一号D卫星和海洋二号C卫星正式交付自然资源部投入业务化运行,这标志着我国海洋观测卫星组网业务化运行能力基本形成。

海洋一号D卫星和海洋二号C卫星分别于2020年6月和9月发射,国家卫星海洋应用中心会同卫星、测控、地面、应用等各系统建设单位,在自然资源、生态环境、水利、农业农村、应急管理和气象等领域开展了行业应用测试,顺利完成全部在轨测试内容。

2021年5月19日12时03分,由航天科技集团五院抓总研制的海洋二号D星在酒泉卫星发射中心由长征四号乙运载火箭成功发射。

海洋一号D卫星与已发射的海洋一号C卫星组成我国首个海洋业务卫星星座,上下午组网观测,填补了我国海洋水色卫星下午观测数据的空白,大幅提高了全球海洋水色、海岸带资源与生态环境、大洋船舶位置的观测覆盖能力与观测时效,已经在我国绿潮、浒苔、海上养殖、海冰、台风、溢油等预报监测工作中开展应用服务。

海洋二号C卫星与已在轨运行的海洋二号B卫星以及后续发射的海洋二号D卫星组成我国首个海洋动力环境卫星星座,大幅提高了我国海洋动力环境要素全球观测覆盖能力和时效性。

7

用一氧化碳合成蛋白质

工业化条件下合成收率达85%

在人工条件下,利用天然存在的一氧化碳和氮源(氨)大规模生物合成蛋白质,长期以来被国际学术界认为是影响人类文明发展和对生命现象认知的革命性前沿科学技术。

10月30日,中国农业科学院饲料研究所传来好消息。

当日,该所宣布在全球首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成,并已形成万吨级工业产能。这一举突破了天然蛋白质植物合成的时空限制,为弥补我国农业最大短板——饲用蛋白对外依存度过高提供了国之利器,同时对促进国家“双碳”目标实现深具意义。

乙醇梭菌蛋白生产工艺流程。中国农科院饲料所供图

中国农业科学院饲料所与北京首朗生物技术有限公司经多年联合攻关,突破了乙醇梭菌蛋白核心关键技术,大幅度提高反应速度,创造了工业化条件下一步生物合成蛋白质收率最高85%的世界纪录。

该项研究以含一氧化碳、二氧化碳的工业尾气和氨水为主要原料,“无中生有”制造新型饲料蛋白资源乙醇梭菌蛋白,将无机的氮和碳转化为有机的氮和碳,实现了从0 到1的自主创新,具有完全自主知识产权。

8

中老铁路建成通车

全线采用“中国标准”

四季盛开占芭花、并以此为国花的老挝,80%为山地和高原。特殊的地理位置与滞后的交通,曾严重制约着老挝的经济发展。

12月3日,随着全长1035公里的中老铁路建成通车,“澜沧号”列车将一路奔驰,联入中国铁路网,驶向国际。中老铁路全部采用中国管理标准和技术标准建设,是与中国铁路网直接联通的国际铁路。

动车组驶过欣合楠里河特大桥。老中铁路公司供图

作为中国“一带一路”倡议与老挝变“陆锁国”为“陆联国”战略对接项目,中老铁路是两党两国最高领导人亲自决策和推动的重大战略合作项目。

中老铁路位于横断山脉南延段,起自中国云南昆明、终到老挝万象,线路穿越三山、横跨四水,山高谷深,最高点与最低点相对高差达2900米,地形条件极为复杂。

中老铁路是一条科技之路,通过科技创新攻克了一个个世界技术难题。

友谊隧道位于中老边境,是中老铁路唯一的跨境隧道。“隧道局部含盐量高达80%以上,对隧道结构腐蚀性大,国内外罕见。”中国中铁二局集团玉磨铁路项目部副经理潘福平说,为攻克罕见的地质难题,建设单位先后邀请隧道、地质、材料等方面的专家研讨,确定了“注浆堵水、全包防水、圆形多层结构、强化材料防腐”的设计方案。最终研发的混凝土达到实体强度指标要求,攻克了岩盐高侵蚀性世界难题。

中老铁路沿线所有设备全部由中国自主研制,从特种桥梁到超长铺轨车的精准铺路,再到“澜沧号”全部采用“复兴号”列车技术,以及中国铁路列控系统的全线加持,无一不体现中国铁路建设者们的智慧及“中国力量”。

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首款新冠特效药获批

为患者赢得10天黄金救治期

新冠病毒依然在全球肆虐,拥有针对性的临床有效用药变得重要而迫切。值得欣喜的是,前不久传来了好消息。

12月8日,我国首款自主知识产权新冠病毒中和抗体联合治疗药物获批。该联合用药由清华大学、深圳市第三人民医院和腾盛博药合作研发。

12月9日,清华大学教授张林琦在新闻发布会上展示我国首款新冠特效药样品。人民视觉供图

此次获批的联合用药安巴韦单抗与罗米司韦单抗(BRII-196/BRII-198)为救治抢下了更多时间。与国际上其他新冠治疗用药相比,该联合用药给出了长达10天的黄金救治期。三期临床试验的最终结果显示,无论患者是症状出现后的1—5天(早期)前往门诊治疗,还是6—10天(晚期)才开始接受治疗,住院和死亡率均显著降低。这为新冠患者提供了更长的治疗窗口期。

“与欧美已获批紧急使用的新冠抗体药相比,我们是唯一进行了变异株感染者治疗效果评估并获得数据的。”研发团队负责人、清华大学医学院教授张林琦说。

据介绍,美国FDA此前对这两株抗体组合方案主要变异病毒株的活性已经进行了鉴定,结果显示BRII-196/BRII-198抗体组合方案对全部国际主要突变株阿尔法、贝塔、伽马、伊普西龙、德尔塔、兰姆达、缪保持敏感。

为了延长药效,研究团队还经过基因改造,延长药品半衰期,使其在人体体内有效作用时间长达数月。此外,应用生物工程技术,抗体介导依赖性增强作用的风险也大大降低。

此外,腾盛博药正在全球其他成熟和新兴市场积极推进安巴韦单抗/罗米司韦单抗联合疗法的注册申请工作,以获得市场准入。

新一代电子信息技术含量子技术怎么样?

新一代电子信息技术包含了很多前沿的技术,其中包括量子技术。量子技术是一种应用量子力学原理的技术,可以通过利用量子叠加态和纠缠态等特殊性质,实现高效的信息传输和处理,从而开启了信息科学和计算机科学的新篇章。

量子技术可以用于构建量子计算机和量子通信系统,它们具有超越经典计算机和经典通信系统的能力。量子计算机可以在很短的时间内完成经典计算机需要很长时间才能解决的问题,例如破解加密算法、模拟分子和材料等。而量子通信系统可以通过量子纠缠的特殊性质,实现完全安全的通信,可以被广泛应用于军事、金融等领域。

总的来说,量子技术具有很高的潜力和广阔的应用前景,是未来电子信息技术发展的重要方向之一。

信息技术与应用专业未来发展前景?

信息科技在我国各个领域的发展应用前景极好:

1.信息技术应用发展趋势:超高清视频进入千家万户超高清视频是指每帧像素分辨率在4K(一般为3840×2160)及以上的视频。4K、8K超高清视频的画面分辨率分别是高清视频的4倍和16倍,并在色彩、音效、沉浸感等方面实现全面提升,带来更具震撼力、感染力的用户体验。2018年,中央广播电视总台和广东广播电视台分别开通了4K超高清频道。

2.信息技术应用发展趋势:虚拟现实技术应用遍地开花虚拟现实(含增强现实、混合现实,简称VR/AR/MR)是融合应用了多媒体、传感器、新型显示、互联网和人工智能等多种前沿技术的综合性技术。有望成为下一代通用计算平台,对人类认识世界、改造世界的方式方法带来颠覆式变化。

3.信息技术应用发展趋势:智能家居产品深入人心智能家居产品,是指使用了语音交互、机器深度学习、自我调控等技术的智能家居产品,具有自然交互能力、智能化推荐等智能能力。

4.信息技术应用发展趋势:量子信息技术进入产业化阶段量子信息技术是用量子态来编码、传输、处理和存储信息的一类前沿理论技术总称。量子特有的多维性、不可分割性和不可复制性,使其突破了现有信息技术的物理极限和运算速度极限,在安全通信、加密/解密、金融计算等方面具备巨大的发展潜力和应用前景。

5.信息技术应用发展趋势:5G全产业链加速成熟5G,即第五代移动通信。每一代移动通信都可由“标志性能力指标”和“核心关键技术”进行定义。5G的标志性能力指标为Gbps级用户体验速率,核心关键技术包含大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构等。

6.信息技术应用发展趋势:车联网方兴未艾车联网(智能网联汽车)是实现智能驾驶和信息互联的新一代汽车,具有平台化、智能化和网联化的特征。智能网联汽车搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置和车载系统模块,融合现代传感技术、控制技术、通信与网络技术,具备信息互联共享、复杂环境感知、智能化决策与控制等功能。

7.信息技术应用发展趋势:军民信息化融合日益紧密。“军民信息化融合”主要包含两个层面的内容:一是“军转民”,即军用信息技术在民用领域的拓展;二是“民参军”,将民营企业的先进信息技术运用于国防军事工业制造体系内。

8.信息技术应用发展趋势:智能制造稳步推进智能制造发展全面推进,生产方式加速向数字化、网络化、智能化变革,智能制造供给能力稳步提升。

9.信息技术应用发展趋势:云计算潜力巨大。云计算应用细分领域不断拓展,其应用从互联网行业向工业、农业、商贸、金融、交通、物流、医疗、政务等传统行业不断渗透。

10.信息技术应用发展趋势:大数据迭代创新发展。大数据产业链不断完善,大数据硬件、大数据软件、大数据服务等核心产业环节规模不断扩大,业务覆盖领域不断扩大。大数据技术及应用处于稳步迭代创新期,大数据计算引擎、大数据PaaS及工具和组件成为企业标配,大量结合人工智能技术的大数据应用将大量落地。

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