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清华大学:2018年度国家科学技术奖清华大学获奖项目介绍

发布日期: 2019- 01- 08 文章来源:清华大学

国家自然科学奖一等奖

量子反常霍尔效应的实验发现

主完成人:薛其坤、王亚愚、何珂、马旭村、吕力

主要完成单位:清华大学、中国科学院物理研究所

该项目属于凝聚态物理学领域。实验发现量子反常霍尔效应是该领域的重大科学目标之一。项目组深入研究了拓扑绝缘体薄膜的分子束外延生长、拓扑表面电子态和调控、磁性拓扑绝缘体的制备及其机理,最终首次实验发现了量子反常霍尔效应。该发现已被国际多个实验室重复确认,被2016年诺贝尔物理奖得主霍尔丹列为拓扑量子物质领域近二十年最重要的实验发现,是建国以来我国物理学家发现的一个重要科学效应。8篇代表性论文被SCI他引超2200次。

国家科学技术进步奖一等奖

脑起搏器关键技术、系统与临床应用

主要完成人:李路明、张建国、郝红伟、马伯志、姜长青、文雄伟、郭毅、余新光、孟凡刚、凌至培、王伟明、胡春华、张凯、加福民、刘方军

主要完成单位:清华大学、首都医科大学附属北京天坛医院、中国医学科学院北京协和医院、中国人民解放军总医院、北京品驰医疗设备有限公司

项目属生物医学工程领域。脑起搏器通过直接刺激大脑核团,能够显著改善多种脑疾病患者的生活质量,但技术难度大,是典型高端医疗器械。项目历经17年,自主突破核心技术,打破美国独家垄断,并攻克帕金森病步态障碍治疗、充电安全、电极断裂和远程程控等世界难题,实现全球引领。获6个三类注册证,平均给每位患者节省10万元,三年节支4亿元,出口4个国家。2017年国内市场占比60%,开创我国有源植入医疗器械超越进口的先河,是近20年该领域实现领跑的成功范例。

复杂电网自律-协同自动电压控制关键技术、系统研制与工程应用

主要完成人:孙宏斌、郭庆来、张伯明、吴文传、许涛、刘映尚、王彬、黄华、姚建国、李海峰、汤磊、张明晔、王轶禹、胡荣、戴则梅

主要完成单位:清华大学、国家电网公司、中国南方电网有限责任公司、南瑞集团有限公司、中国电力科学研究院有限公司、国网江苏省电力有限公司、北京清大高科系统控制有限公司、内蒙古电力(集团)有限责任公司

历经20余年持续研究和产学研用联合攻关,该项目提出了复杂电网主从分裂理论,构建了“自律协同”的复杂电网AVC技术体系,研制出世界上首套复杂电网AVC系统,大规模应用于我国电网,闭环控制了全国81%的水/火电、88%的220kV以上变电站和55%的集中并网风机/光伏,并出口至美国最大电网PJM,经济社会效益巨大。项目实现了现代电网电压控制“从人工到自动,从离线到在线”的跨越,入选2016年度中国高校十大科技进展。

清华大学工程结构创新团队

主要完成人:聂建国、张建民、樊健生、陶慕轩、聂鑫、张嘎、胡黎明、潘鹏、陆新征、冯鹏、施刚、王睿、许立言、丁然

主要完成单位:清华大学

项目属于土木建筑领域。该团队自2000年成立以来,始终坚持“顶天、立地、树人”的发展目标,针对结构与土体一体化设计中的关键科学技术难题,取得了高性能工程结构系列新体系、结构与土体一体化设计新理论、结构与土体协同工作系统精准模拟新技术三项标志性创新成果。成果直接应用于建筑、桥梁、高坝、国防、海洋等多个领域的320余项大型复杂工程,授权国家发明专利120项,被40余部设计规范规程采纳,获国家技术发明奖一等奖2项、国家科学技术进步奖二等奖2项。

大规模多媒体的资源跨域协同计算理论方法

主要完成人:朱文武、崔鹏、陈志波、王飞、王智

主要完成单位:清华大学

大规模多媒体的网络资源计算是互联网信息服务等国家重大应用的共性基础,传统理论无法解决海量多媒体内容指数增长与网络资源有限的根本矛盾。项目组揭示了媒体、用户和网络的内在特性与作用机理,建立了微观动态适配、宏观跨域协同的网络资源计算理论模型,为发展多媒体网络资源计算基础理论作出了创造性贡献。项目部分成果被国际视频编码标准H.264采纳,得到了国内外互联网服务提供商和广电运营商的广泛应用,用户规模超过13亿。

摩擦过程的微粒行为和作用机制

主要完成人:雒建斌、张晨辉、路新春、徐学锋、郭丹

主要完成单位:清华大学

微粒在摩擦相关过程普遍存在,其行为和特性决定了摩擦的规律和表面的损伤,本项目主要发现点是:实现了纳米微粒在线运动状态测量,首次在蒸发水滴中观测到Marangoni流动,提出了新的流动判据;揭示出液体中纳米颗粒与固体表面的作用机制,制备出超光滑表面(Ra 0.05 nm);提出了润滑油中纳米颗粒的减摩机制,通过纳米微粒对缺陷生长的抑制作用,实现了材料的强化。项目成果为纳米摩擦学的发展提供了新的观测手段和理论,已应用于集成电路晶圆制造中。8篇代表作被他引640次,获得了机械领域第一个973项目和自然科学基金创新群体支持,有力促进了摩擦学科的发展。

国家技术发明奖二等奖

遗传性耳聋基因诊断芯片系统的研制及其应用

主要完成人:程京、戴朴、邢婉丽、张冠斌、项光新、王国建

主要完成单位:清华大学、中国人民解放军总医院、博奥生物集团有限公司

项目组经过多年的研发,实现了规模化预防遗传性耳聋,确定了我国主要的遗传性耳聋致病基因及高发突变。发明了ASPUA技术、人工引入错配碱基技术、磁珠荧光双标记技术、表面张力控制杂交技术。研制出了全球首款耳聋基因诊断芯片。该项目发明了点样仪、杂交仪、扫描仪等配套设备。共获41项知识产权。成果推广至30余个省市,使我国成为世界上最大规模的遗传病基因筛查国家。

大人群指掌纹高精度识别技术及应用

主要完成人:周杰、冯建江、刘晓春、杨春宇、郭振华、郑逢德

主要完成单位:清华大学、北京海鑫科金高科技股份有限公司、清华大学深圳研究生院

完成人历时10多年,发明了面向低质量指掌纹的特征提取、配准、比对等新方法,获授权发明专利29项(含美国发明专利5项)、软件著作权58项,形成核心技术专利池,带来直接经济效益20.5亿;发表论文48篇,谷歌学术引用5024次。指纹识别算法在国际权威在线评测上排名第1。成果在我国电子护照、港澳通行证、身份证登记等重大工程中获广泛应用,占全国刑侦领域使用量的70%,近5年破案40多万起,其中命案2000多起,产生了重大社会影响。

家科学技术进步奖二等奖

高世代声表面波材料与滤波器产业化技术

主要完成人:潘峰、欧黎、王为标、张美蓉、罗景庭、曾飞、马晋毅、陆增天、赖定权、宋成

主要完成单位:清华大学、四川压电与声光技术研究所(中国电子科技集团公司第二十六研究所)、无锡市好达电子有限公司、深圳市麦捷微电子科技股份有限公司、深圳大学

本项目属材料科学、电子信息、物理声学交叉领域。声表面波滤波器是通讯信号收发的核心器件。项目组发展出“高功率、大带宽、小体积”滤波器产业化技术,器件功率提升10倍、相对带宽增加4倍、器件尺寸缩小至原来的1%,建立了年产能30亿只自主知识产权的声表材料与滤波器生产线。近三年新增产值13.46亿元,新增利税4.46亿元,创汇3950万美元。项目成果推动了我国成果推动了声表面波材料与技术的发展,也为防务领域提供了器件保障。

电力系统接地基础理论、关键技术及工程应用

主要完成人:何金良、曾嵘、张波、王森、刘健、胡军、李志忠、郭剑、李谦、杜澍春

主要完成单位:清华大学、国网陕西省电力公司、中国电力科学研究院有限公司、广东电网有限责任公司、电力规划设计总院、海南中海电力工程有限公司、四川桑莱特智能电气设备股份有限公司

项目属电气工程领域。揭示了雷击下土壤放电机理;提出复杂土壤中接地系统参数的计算方法;首创了岩土地区爆破接地降阻技术;发明了接地系统诊断技术。发表SCI论文50篇、出版专著7部,获发明专利28项、软件著作权14项,获国内外个人荣誉奖9项。成果应用于全国1700余个电力工程的接地设计、降阻和检测,以及青藏铁路、奥运场馆、20余国的防雷接地工程中,通过编写21项国际、国家和行业标准被国内外广泛应用,经济和社会效益巨大。

大规模街景系统及其位置服务关键技术

主要完成人:胡事民、王巨宏、张松海、徐昆、李国良、刘龙、李成军、王建宇、汪淼、钟翔平

主要完成单位:清华大学、深圳市腾讯计算机系统有限公司

项目属于计算机科学技术领域。针对城市街景数据这一重要国家战略资源,项目组提出了街景处理与位置服务的一系列创新技术,自主研发了大规模街景及位置服务系统,填补了国内在大规模街景采集技术与在线网络服务方面的空白。项目在国内最早开展了大规模街景数据采集,成为国内首家获得资质并正式运营的街景系统,总里程超过100万公里,覆盖296座城市。该系统于2012年底正式上线,免费向社会提供服务,取得良好的社会经济效益。

基于共用架构的汽车智能驾驶辅助系统关键技术及产业化

主要完成人:李克强、罗禹贡、李升波、王建强、杨殿阁、邓博、席忠民、陈卫强、成波、许庆

主要完成单位:清华大学、苏州智华汽车电子有限公司、广州汽车集团股份有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司

智能驾驶辅助系统是实现汽车无人驾驶的必由之路,正引发世界各国的激烈角逐,该系统长期由国外零部件巨头垄断。项目组首次提出智能驾驶辅助系统的新型共用架构,基于该架构突破了汽车节能与安全驾驶辅助技术瓶颈,形成了自主知识产权的系列化核心技术,打破了国外汽车公司在该领域的技术垄断,所研发的驾驶辅助产品在与国际知名汽车零部件供应商的竞标中胜出,首次实现了在我国乘用车和商用车企业的大规模前装配套。

城市集中式再生水系统水质安全协同保障技术及应用

主要完成人:胡洪营、蒋勇、姚向阳、李艺、刘书明、李魁晓、吴乾元、吴光学、白宇、王佳伟

主要完成单位:清华大学、北京城市排水集团有限责任公司、新大陆科技集团有限公司、北京市市政工程设计研究总院有限公司

项目属于环境保护领域,经过15年研究与实践,发展了再生水水质协同净化新方法、新理论,突破了联控深度脱氮、协同增效消毒、管网水质劣化风险控制、全流程水质安全监控预警等核心技术,率先形成了“多屏障保质、全系统优化”再生水水质安全保障技术体系。主持编写了3项国内外标准,包括城镇再生水领域首个ISO国际标准。成果应用于我国400多座污水再生处理厂(包括国际上规模最大的100万m3/d高碑店再生水厂),社会、经济、环境效益显著。

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