中國領(lǐng)先世界的七大技術(shù)盤點(diǎn)

一 、3D打印技術(shù)

3D打?。?DP)即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。

3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

2015年中船重工第705研究所在3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，借助直接金屬激光燒結(jié)快速成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)了3D打印，成為繼美國、德國的3D打印巨頭之后，世界上第四家掌握該技術(shù)的企業(yè)。

2016年華中科大機(jī)械學(xué)院張海鷗教授主導(dǎo)研發(fā)的一項(xiàng)金屬3D打印技術(shù)“智能微鑄鍛”，在3D打印技術(shù)中加入了鍛打技術(shù)，成功制造出世界首批3D打印鍛件。

對此，專家們認(rèn)為，該成果打破了3D打印行業(yè)存在的最大障礙，開啟了人類實(shí)驗(yàn)室制造大型機(jī)械的歷史，并將給全球機(jī)械制造業(yè)帶來顛覆性創(chuàng)新。

近年來，中國軍事科技之所以突飛猛進(jìn)，以先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)為代表的各種尖端武器密集亮相，與中國掌握爆出了領(lǐng)先世界的3D打印技術(shù)有絕大關(guān)系。

二 、激光制造技術(shù)

激光直接制造技術(shù)是20世紀(jì)90年代在快速成形技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合激光熔覆技術(shù)發(fā)展起來的一種無?？焖僦圃旒夹g(shù)。與立體光刻成形（SL）等只能進(jìn)行有機(jī)材料成形的傳統(tǒng)工藝不同，激光直接制造技術(shù)在對3D-CAD模型切片分層和截面填充以后，能夠借助激光熔覆方法快速制造出致密的近凈形金屬零件。正是這種無可比擬的優(yōu)勢，使得激光直接技術(shù)在航空、航天、造船、模具等關(guān)乎國家競爭力的重要工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

具體而言，激光直接制造技術(shù)可以應(yīng)用的場合主要有：

快速模具制造，特別是塑料注射成形用模具的制造；

航空、航天等武器裝備領(lǐng)域內(nèi)的高精復(fù)雜零件的快速制造和修復(fù)；

梯度功能材料的設(shè)計(jì)與制造；

超硬、稀有金屬材料的零件制造和修復(fù)；

高度/壁厚比大于10的薄壁零件的制造和修復(fù)，特別適用于渦輪發(fā)動機(jī)領(lǐng)域。

早在2000年前后，中航激光技術(shù)團(tuán)隊(duì)就已開始投入“3D激光焊接快速成型技術(shù)”研發(fā)，解決了多項(xiàng)世界技術(shù)難題、生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸達(dá)到4米量級、性能滿足主承力結(jié)構(gòu)要求的產(chǎn)品。更多機(jī)密加小編私人微信jybd8883

目前，中國已具備了使用激光成形超過12平方米的復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力，成為目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造、應(yīng)用的國家。在解決了材料變形和缺陷控制的難題后，中國生產(chǎn)的鈦合金結(jié)構(gòu)部件迅速成為中國航空力量的一項(xiàng)獨(dú)特優(yōu)勢，目前，中國先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)上的鈦合金構(gòu)件所占比例已超過20%。

中國民用航空制造業(yè)也開始應(yīng)用這一技術(shù)。在西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室下設(shè)的激光制造工程中心，通過激光立體成型技術(shù)為將于2014年投產(chǎn)、2016年投入運(yùn)營的國產(chǎn)客機(jī)C-919制造了鈦合金翼梁，長度超過5米。除制造外，這些部件即使出現(xiàn)問題，也可以使用同樣的技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，而無需重新制造，這將可以節(jié)省大量用于更換受損部件的費(fèi)用。憑借激光鈦合金成形技術(shù)，中國在航空材料科學(xué)領(lǐng)域第一次走在了世界先進(jìn)水平的前列，正因?yàn)槿绱耍?013年1月18日，國務(wù)院向“飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成形技術(shù)”頒發(fā)國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。

據(jù)介紹，中國激光制造技術(shù)的成功應(yīng)該歸功于29歲就成為中國科學(xué)院半導(dǎo)體所最年輕的研究員林學(xué)春及其于2005年帶頭創(chuàng)建的“全固態(tài)光源實(shí)驗(yàn)室”。在他的帶領(lǐng)下，實(shí)驗(yàn)室克服重重困難，相繼突破3kW、4kW、6kW和8kW激光輸出。2008年，以林學(xué)春作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承擔(dān)的“863”重點(diǎn)項(xiàng)目“高功率5千瓦全固態(tài)激光器”的課題“高功率全固態(tài)激光器研究”通過了科技部專家組嚴(yán)格評估，這是我國首次研制成功的滿足工業(yè)需求的5千瓦級全固態(tài)激光器，在打破國際禁運(yùn)、實(shí)現(xiàn)激光先進(jìn)制造裝備工程化方面實(shí)現(xiàn)了重大突破。

三 、超級鋼技術(shù)

2012年我國的鋼產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了7.16億噸，產(chǎn)值超過3萬億元，只要把其中的超級鋼比例提高1%，其帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益增量就會超過數(shù)十億元。

自重更輕而硬度更高，似乎是人們一直不懈追求的方向，針對這種需求，碳纖維和超級鋼的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)成為國際上新材料領(lǐng)域和鋼鐵領(lǐng)域令人矚目的研究熱點(diǎn)。

既輕又堅(jiān)固的新材料，似乎從未如此像今天這樣近距離的走進(jìn)過我們的生活。

以細(xì)晶粒、高強(qiáng)度、低成本、環(huán)境友好為特征的超級鋼，自本世紀(jì)初在寶鋼、鞍鋼、本鋼等實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)之后，在鋼鐵企業(yè)掀起一陣陣超級鋼旋風(fēng)，各廠競相開發(fā)超級鋼板帶材、棒線材等產(chǎn)品，超級鋼產(chǎn)量由最初的幾千噸試制品迅速飆升到數(shù)千萬噸。超級鋼的技術(shù)思路已經(jīng)深入人心。目前，已由企業(yè)個(gè)別行動升級為行業(yè)規(guī)范和國家標(biāo)準(zhǔn)。

2012年，央視《創(chuàng)新中國》欄目報(bào)道，我國的微晶鋼（超級鋼）居于世界領(lǐng)先地位。超級鋼的特點(diǎn)是：低成本、高強(qiáng)韌性、環(huán)境友好、節(jié)省合金元素和有利于可持續(xù)發(fā)展，被視為鋼鐵領(lǐng)域的一次重大革命；我國是目前世界上唯一實(shí)現(xiàn)超級鋼的工業(yè)化生產(chǎn)的國家，其他國家的超級鋼尚未走出實(shí)驗(yàn)室。

四、人造太陽技術(shù)

核聚變被視為有望解決人類能源問題的重要科研領(lǐng)域。為此，包括中國在內(nèi)的七個(gè)國家和地區(qū)的科學(xué)家啟動了世界上最大的科研合作工程之一——國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆項(xiàng)目。據(jù)央視《新聞聯(lián)播》報(bào)道，由我國研制的熱核聚變堆核心部件在國際上率先通過認(rèn)證，這是我國對國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)。

國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃，英文簡稱ITER，目的是實(shí)現(xiàn)可以控制的核聚變反應(yīng)，探索利用核聚變能量的方式。由于它產(chǎn)生能量的原理和太陽發(fā)光發(fā)熱的機(jī)理相似，因此也被稱為“人造太陽”。

“人造太陽”的核心是溫度超過1億度的聚變核燃料，而我國研制的這種材料就要直接面對這樣的超高溫環(huán)境。按照ITER的設(shè)計(jì)方案要求，這種材料需要承受每平米4.7兆瓦的熱量，這足以在瞬間熔化一公斤的鋼鐵。中國的科研人員用三種材料組成的三明治結(jié)構(gòu)，并在和多個(gè)國家的競爭中率先摸索出讓三種材料緊密結(jié)合的創(chuàng)新工藝。在權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行的試驗(yàn)中，該材料經(jīng)受住了比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還高20%的極端高溫環(huán)境考驗(yàn)。和普通能源相比，核聚變清潔安全，能量巨大，用于核聚變的材料氘存在于海水中，一升海水中的氘聚變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于燃燒三百升汽油。

2006年，包括我國在內(nèi)的7個(gè)國家和地區(qū)簽訂協(xié)議，國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆項(xiàng)目正式啟動，我國在項(xiàng)目中承擔(dān)了10%的工作量。專家表示，隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，人類有望在未來50年內(nèi)，讓這種能源進(jìn)入千家萬戶。

五 、量子通訊技術(shù)

量子通信，是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型通信方式。與傳統(tǒng)的通信方式相比，量子通信具有容量大、速度快和保密性好的特點(diǎn)。量子通信具有高效率和絕對安全等特點(diǎn)，是此刻國際量子物理和信息科學(xué)的研究熱點(diǎn)。追溯量子通信的起源，還得從愛因斯坦的“幽靈”——量子糾纏的實(shí)證說起。

由于人們對糾纏態(tài)粒子之間的相互影響一直有所懷疑，幾十年來，物理學(xué)家一直試圖驗(yàn)證這種神奇特性是否真實(shí)。

1982年，法國物理學(xué)家艾倫·愛斯派克特和他的小組成功地完成了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了微觀粒子“量子糾纏”的現(xiàn)象確實(shí)存在，這一結(jié)論對西方科學(xué)的主流世界觀產(chǎn)生了重大的沖擊。 從笛卡兒、伽利略、牛頓以來，西方科學(xué)界主流思想認(rèn)為，宇宙的組成部份相互獨(dú)立，它們之間的相互作用受到時(shí)空的限制（即是局域化的）。 量子糾纏證實(shí)了愛因斯坦的幽靈——超距作用的存在，它證實(shí)了任何兩種物質(zhì)之間，不管距離多遠(yuǎn)，都有可能相互影響，不受四維時(shí)空的約束，是非局域的，宇宙在冥冥之中存在深層次的內(nèi)在聯(lián)系。

在量子糾纏理論的基礎(chǔ)上，1993年，美國科學(xué)家C.H.Bennett提出了量子通信（Quantum Teleportation）的概念。量子通信是由量子態(tài)攜帶信息的通信方式，它利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實(shí)現(xiàn)保密通信過程。量子通信概念的提出，使愛因斯坦的“幽靈（Spooky）” ——量子糾纏效益開始真正發(fā)揮其真正的威力。

1993年，在貝內(nèi)特提出量子通信概念以后，6位來自不同國家的科學(xué)家，基于量子糾纏理論，提出了利用經(jīng)典與量子相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)量子隱形傳送的方案，即將某個(gè)粒子的未知量子態(tài)傳送到另一個(gè)地方，把另一個(gè)粒子制備到該量子態(tài)上，而原來的粒子仍留在原處，這就是量子通信最初的基本方案。量子隱形傳態(tài)不僅在物理學(xué)領(lǐng)域?qū)θ藗冋J(rèn)識與揭示自然界的神秘規(guī)律具有重要意義，而且可以用量子態(tài)作為信息載體，通過量子態(tài)的傳送完成大容量信息的傳輸，實(shí)現(xiàn)原則上不可破譯的量子保密通信。

1997年在奧地利留學(xué)的中國青年學(xué)者潘建偉與荷蘭學(xué)者波密斯特等人合作，首次實(shí)現(xiàn)了未知量子態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸。這是國際上首次在實(shí)驗(yàn)上成功地將一個(gè)量子態(tài)從甲地的光子傳送到乙地的光子上。實(shí)驗(yàn)中傳輸?shù)闹皇潜磉_(dá)量子信息的“狀態(tài)”，作為信息載體的光子本身并不被傳輸。

經(jīng)過二十多年的發(fā)展，量子通信這門學(xué)科已逐步從理論走向?qū)嶒?yàn)，并向?qū)嵱没l(fā)展，主要涉及的領(lǐng)域包括：量子密碼通信、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等。

最近法媒稱，中國實(shí)現(xiàn)兩個(gè)世界第一。中國憑借8月9日在《自然》周刊上發(fā)表的兩項(xiàng)成果確保了在量子通信這一未來通信技術(shù)領(lǐng)域的至上地位。該技術(shù)主要可以提升通信過程中的安全性。中國從“墨子號”的投資中獲得了回報(bào)。這枚科研衛(wèi)星于2016年8月16日發(fā)射，在距離地球500公里至1200公里處的低軌運(yùn)行。再加上《科學(xué)》周刊今年6月16日發(fā)表的成果，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)完成了三大實(shí)驗(yàn)：量子隱形傳態(tài)、量子糾纏分發(fā)和量子密鑰分發(fā)。此前這些實(shí)驗(yàn)僅在地面的光導(dǎo)纖維中完成過。

六、特高壓輸電技術(shù)

特高壓輸電技術(shù)，在我國主要指±800千伏直流輸電和1000千伏交流輸電技術(shù)。 我國不僅擁有完全的有自主知識產(chǎn)權(quán)，而且這項(xiàng)技術(shù)在世界上是唯一的?！边^去，美國、意大利等國家做過這方面的研究，俄羅斯、前蘇聯(lián)和日本做過這樣的工程實(shí)踐。但是由于技術(shù)等方面的原因，沒有成功，也沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營。

我國目前已經(jīng)在全球率先建立了特高壓技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，形成特高壓國際標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)，國家標(biāo)準(zhǔn)27項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)23項(xiàng)，特高壓交流電壓成為國際標(biāo)準(zhǔn)電壓。國際電工委員會（IEC）成立高壓直流輸電技術(shù)委員會，秘書處就設(shè)在國家電網(wǎng)公司。

我國已經(jīng)全面掌握特高壓交流和直流輸電核心技術(shù)和整套設(shè)備的制造能力，在大電網(wǎng)控制保護(hù)、智能電網(wǎng)、清潔能源接入電網(wǎng)等領(lǐng)域取得一批世界級創(chuàng)新成果，目前建立了系統(tǒng)的特高壓與智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，編制相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)19項(xiàng)，中國的特高壓輸電技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先水平，擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，被定為國際標(biāo)準(zhǔn)電壓，將向世界推廣。

特高壓輸電工程的建成，在世界能源、電力輸送以及電工制造多個(gè)領(lǐng)域，引發(fā)的震動不小于八級地震。2010年11月29日，諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、美國時(shí)任能源部長朱棣文，在華盛頓對媒體發(fā)表題為《能源領(lǐng)域競爭正在成為美國新的衛(wèi)星時(shí)刻》演講時(shí)說道：“中國挑戰(zhàn)美國創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)地位并快速發(fā)展的一項(xiàng)重要領(lǐng)域，就是最高電壓、最高輸送容量、最低損耗的特高壓交流、直流輸電?！?國際大電網(wǎng)委員會（CIGRE）秘書長讓·科瓦爾認(rèn)為特高壓交流試驗(yàn)示范工程的投運(yùn)“是電力工業(yè)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑?！边@是迄今為止國際權(quán)威人士給予特高壓的最高評價(jià)。

七、超級水稻技術(shù)

今年，世界的目光都被中國水稻種植方面的一項(xiàng)項(xiàng)突破所吸引。超級稻、巨人稻、海水稻、去鎘稻等新型品種，橫空出世，不斷給世界帶來驚喜。

位于河北省邯鄲市永年區(qū)的示范基地，是全國第六期超級雜交稻“百千萬”高產(chǎn)攻關(guān)示范工程示范點(diǎn)之一。10月15日，該基地水稻種植通過了該省科技廳組織的測產(chǎn)驗(yàn)收，平均畝產(chǎn)1149.02公斤，即每公頃17.2噸。創(chuàng)造了世界水稻單產(chǎn)的最新、最高紀(jì)錄。

袁隆平牽頭的青島海水稻研究發(fā)展中心試種的第一批耐鹽堿水稻（俗稱“海水稻”）近日迎來測產(chǎn)考。在場的專家首先檢測了灌溉用水的鹽度，測出這塊田的灌溉用水鹽度達(dá)到了6‰。研發(fā)中心的博士楊紅燕形象地解釋稱，這種鹽度大至相當(dāng)于吃剩的菜湯的咸度。在對該小面積收割、脫粒、除雜、測水分、稱重后，再通過一個(gè)固定公式計(jì)算，專家組給出了畝產(chǎn)的最終結(jié)果。在四種水稻材料中，小面積測產(chǎn)最高畝產(chǎn)量為620.95公斤，按照大田種植產(chǎn)量的8折計(jì)算，畝產(chǎn)量也可達(dá)500公斤。即便是最低產(chǎn)量的那種耐鹽堿水稻材料，小面積的畝產(chǎn)量也達(dá)到438.14公斤。

湖南長沙縣金井鎮(zhèn)湘豐村百畝巨型稻試驗(yàn)田里，巨型稻像高粱一樣身形筆挺，個(gè)頭高達(dá)2米，畝產(chǎn)可達(dá)1000公斤。

巨型稻單季畝產(chǎn)在1000公斤以上，以出米率60%折算，產(chǎn)出的生態(tài)米在市場上是備受青睞的“香餑餑”，每斤價(jià)格在20元左右，僅稻米一項(xiàng)，農(nóng)民每畝收益近2萬元。此外，每畝稻田產(chǎn)出的青蛙在1000公斤以上，泥鰍約300公斤，預(yù)計(jì)每畝稻田收益在5萬元左右。

近日，在2017年國家水稻新品種與新技術(shù)展示現(xiàn)場觀摩會上，袁隆平宣布了一項(xiàng)重大成果：“近期我們在水稻育種上有了一個(gè)突破性技術(shù)，可以把親本中的含鎘或者吸鎘的基因‘敲掉’，親本干凈了，種子自然就干凈了。”

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年向環(huán)境中釋放的鎘高達(dá)3萬噸左右。其中82%—94%的鎘會進(jìn)入到土壤中，污染農(nóng)作物。鎘在人體中積存，會導(dǎo)致軟骨癥，最嚴(yán)重的還會引發(fā)癌癥。