2011年我国重大科技创新成果回顾

2011年12月15日  来源： 新华科技 

千万亿次超级计算机“天河一号”通过验收

由国防科技大学联合浪潮（北京）电子信息产业有限公司、国家超级计算天津中心共同承担的国家“十一五”863计划“高效能计算机及网格服务环境”重大项目“千万亿次高效能计算机系统研制”课题12月11日在国家超级计算天津中心通过验收。详细>>>

·首次服务核聚变能源开发领域

5月，国家超算天津中心与中国磁约束聚变大规模数值模拟研究课题组签约，这是“天河一号”超级计算机首次服务核聚变能源开发领域。按照协议，“天河一号”将为磁约束聚变模拟研究提供充足的计算资源，并协助支持主要模拟代码在超算中心的运行和优化。

·创下分子模拟计算世界纪录

6月，中国科学院过程工程研究所科研人员利用全球最快计算机“天河一号”的GPU超强计算能力，运行了一项分子动力学模拟项目，成功创下全球分子模拟计算的世界纪录。

·借用"云计算"技术为动漫和影视服务

8月，“天河一号”所在的国家超级计算天津中心为了有效利用计算资源，以“云计算”服务的方式向北信酷卡公司提供计算服务，成功搭建起全球第二例基于Linux平台下的“天河－酷卡”渲染管理软件及云计算提交平台。该平台实现了渲染应用与超级计算机系统的有机结合，可根据用户需求提供大型渲染业务，大大缩短了影视后期的制作时间，提升了整体后期制作水平。

·对外服务用户已近300家 远期有望实现饱和运转

目前，“天河一号”的对外服务用户已近300家，用户群集中在了长江流域及长江以北地区，主要为科研团队服务，需求量几乎每天都在增长。随着“天河一号”的用户数不断增加，远期有望实现饱和运转。

背景资料：

2010年11月17日上午，国际超级计算机TOP500组织正式发布第36届世界超级计算机500强排名榜。安装在国家超级计算天津中心的“天河一号”超级计算机系统，以峰值速度4700万亿次、持续速度2566万亿次每秒浮点运算的优异性能位居世界第一，实现了从亚洲第一向世界第一的重大跨越，取得了我国自主研制超级计算机综合技术水平进入世界领先行列的历史性突破。

【我国科学家揭示卵细胞重组编程的“奥秘”】

【原理】中国科学院上海生命科学研究院的该研究工作发现，来自卵细胞的一个叫做“Tet3”的母源蛋白可以氧化精子基因组DNA，并进一步调控父源基因的表达，以支持早期胚胎的正常发育。卵细胞去除“Tet3”氧化酶的母鼠生育力显著下降，大部分胚胎在妊娠期发生了退化，被母体吸收。详细>>>

【意义】这项研究为开发女性不孕不育症的治疗手段提供了新的理论依据和参考，也为提高动物克隆效率带来了新的希望。

【我国科学家主导的国际团队完成白菜基因组测序】

【原理】白菜在基因组发生加倍之后，与器官形态变异有关的生长素相关基因发生了显著的扩增，白菜基因组复制导致了许多与形态变异有关的基因存在更多拷贝，这可能是白菜类蔬菜具有丰富的根、茎、叶形态变异的根本原因，这一成果对研究不同产品器官的形成与发育具有重要价值。详细>>>

【意义】中国科学家主导、通过国际合作完成的白菜全基因组研究成果，这标志着我国以白菜类作物为代表的芸薹属作物基因组学研究取得国际领先地位，这项成果对白菜类作物和其他芸薹属类作物的育种具有重要意义。

【我国培育出世界首例赖氨酸转基因克隆奶牛】

【原理】这头克隆牛是利用分子生物学技术，将牛奶蛋白中编码赖氨酸基因片段转入“雌性黑白花奶牛”胎儿成纤维细胞内，以此体细胞为细胞核供体，通过体细胞核移植技术制备克隆胚胎，再将克隆胚胎移植到西门塔尔杂交母牛（黄白花）代孕母牛体内，受体牛怀孕后于8月6日晚顺利产下一头雌性转基因克隆牛犊（黑白花）。详细>>>

【意义】这是世界上首次利用分子生物学技术和体细胞核移植技术获得的赖氨酸转基因克隆牛，也标志着世界克隆技术的又一次突破。

【我国科学家研究发现甲亢致病新机理】

【原理】研究小组通过分析整个基因组的变异图谱中的几十万个位点，比较病人与正常人之间的差别，找到可能的致病位点，并进行样本的验证和功能验证。此次研究除了证实已知甲亢相关的4个易感位点，还发现了2个新的甲亢易感位点，由此识别了两个相关基因，其中一个是以前尚未报道过的，研究小组将其命名为“GDCG4p14”。这两个基因会影响调节免疫的T细胞功能，因此可能是新认识到的甲亢致病易感基因。详细>>>

【意义】这一发现为临床治疗提供了一种有价值的手段，用于在临床中更为准确地区分两类病人，并有助于指导甲亢的临床用药，为病人的治愈提供有效预判。

【中国研制世界首个快速连续反应的仿人机器人】

【原理】身躯采用了高强度轻质材料和加工工艺，全身30个关节的30个电机各司其职，运动灵活，仅手臂就能做7个自由度的运动。以太网实时控制技术被运用到了机器人的开发中，使得机器人的反应速度更快。另外，机器人的精确识别、定位预测、运动建模和平衡能力都很强。即使挥舞球拍的时候产生很大的加速度，“悟”和“空”也是稳如泰山。详细>>>

【意义】作为科技部863计划的重点课题，“悟”和“空”是课题组历时4年研制成功的。这是目前世界上首个宣布研制成功的、具有快速连续反应能力的仿人机器人。

【我国研制成功世界首台永磁悬浮旋转机械】

【原理】由江苏大学设计、苏州申华低温成套设备有限公司和江苏大学机电总厂等联合研制的永磁轴承透平机，日前成功进行满负荷试验，转速初步达到2万转/分钟。江苏大学教授钱坤喜团队苦钻10年，用永磁悬浮旋转体的陀螺效应引入人工心脏泵，达到稳定的平衡。实验证实，永磁悬浮旋转体达到一定转速后，可稳定悬浮而产生陀螺效应。在动态条件下，永磁悬浮机械旋转越大越稳定，转速越高越稳定，为永磁悬浮机械的完善和产业化奠定了基础。他的成果已获3项国家专利。详细>>>

【意义】专家表示，“这是一场新的机械革命”，其意义在于理论上的重大突破——把科学界百年认为的“永磁悬浮不可能稳定”原理变为“能够稳定”的现实。

【世界最大激光快速制造装备在武汉问世】

【原理】华中科技大学史玉升科研团队成功开发成形空间为１．２米×１．２米、基于粉末床的激光烧结快速制造装备。基于粉末床的激光烧结快速制造技术也叫选择性激光烧结成形技术，是一种广泛工业化应用的快速制造技术。其原理是将计算机设计出的复杂零部件分解成若干层平面数据，然后用激光把金属、陶瓷、塑料、砂等粉末材料按平面数据烧结，形成一个平面形状，再通过层层累积叠加，像植物生长般一次性整体成形。详细>>>

【意义】这项技术与装备的研发解决了新产品开发周期长、成本高、市场响应慢、柔性化差等问题，尤其适合动力装备、航空航天、汽车等高端产品上关键零部件的制造。如空心涡轮叶片、涡轮盘、发动机排气管、发动机缸体和缸盖，企业一旦拥有此技术，其产品更新换代能力明显改善，竞争力可以显著提高。

【我国成功研制最大功率电子直线加速器】

【原理】由无锡爱邦辐射技术有限公司、中科院高能物理研究所联合研制成功的“S波段10MeV-20kW电子直线加速器”，经中国计量科学研究院测试，能量为10.2MeV、额定束功率22.1kW，达到和超过了10MeV、20kW的设计指标，是目前国内10MeV加速器中功率最大、技术水平最先进的工业电子直线加速器，其平均束功率处国内最高水平。详细>>>

【意义】该加速器可在常温下对不同类型的物品进行辐照加工处理，实现对诸如医疗卫生用品的消毒灭菌，食品及农副产品的杀虫、灭菌、保鲜，化工及医疗高分子材料的改性，半导体元件的性能改良等功能，具有明显的社会和经济效益。

【我首款自主知识产权相变存储器芯片研制成功】

【原理】我国第一款具有自主知识产权的相变存储器（PCRAM）芯片研制成功，相比于传统存储器利用电荷形式进行存储，相变存储器主要利用可逆相变材料晶态和非晶态的导电性差异实现存储，被称为是“操纵原子排列而实现存储”的新型存储器。详细>>>

【意义】PCRAM相变存储器自主研制成功，使我国的存储器芯片生产真正摆脱国外的技术垄断。

中国科学家主导完成50个水稻基因组重测序

研究人员选取了具有代表性的40个栽培稻品系和10个不同地理来源的野生稻进行了全基因组重测序研究，共发现650万个单核苷酸多态性位点；808000个小片段的插入／缺失，其中大部分为稀有突变；94700个长片段的结构变异和1.676个拷贝数变异。

青海：高科技使枸杞鲜果保鲜期达6个到8个月

由青海首创的枸杞鲜果保鲜加工贮运技术最近通过评审，这一技术可在６个至８个月内保持枸杞的鲜食品质，避免加工过程中的二次污染和营养流失，１００％保留果实的营养成分，为消费者提供一种健康、营养的水果类型。

我国专家最新研究成果破解水稻抗虫世界难题

武汉大学研究人员发布新的研究成果：所选育的“红莲型新不育系珞红４Ａ”，对水稻危害最严重的害虫之一褐飞虱具有显著抗性。通过对野生稻的研究，选育了一批有重要应用价值的抗虫材料，鉴定、命名了多个野生稻来源的抗稻飞虱新基因，经杂交和多代回交，并借助分子标记辅助选择，培育出抗褐飞虱新不育系。目前，红莲型杂交水稻已开始大面积产业化推广，并逐步打开国外市场。

我国提子栽培技术获突破 南方地区实现规模化种植

为解决以往南方提子栽培存在的主要“瓶颈”，广西农科院科研人员选择适应性好、有市场前景优良品种，早、中、晚熟品种合理搭配，并根据南方气候特点，采用标准化避雨栽培技术措施，总结出一套数字化、标准化的、集成生产技术流程，使提子栽培病虫少，连年丰产。

我国扁豆安全优质育种生产取得重大突破