智慧染色，讓衣裙紅飛翠舞，讓你穿出科技與時尚；北斗導航，出行路線精準定位，遙感影像千里之外分毫盡顯；硫係玻璃，紅外熱成像讓光影神動；即便拆遷房屋，精確爆破也讓一切更安全環保……

　　不論柴米油鹽還是華彩霓裳，不論影像光電還是磚木土建，不論宅居室內還是秋水長天，這次國家科技獎勵大會的獲獎項目，正在改變我們的生活，讓我們的家充滿智慧的美。

　　 誤差區分 讓遙感影像分毫盡顯

　　長期以來，説起導航，人們首先會想到GPS。如今，這一現狀正在悄然發生改變。

　　北斗導航，由我國自主研發的導航定位系統，性能完全堪與GPS相媲美。在國內被迅速廣泛應用的同時，已然開始走出國門，走向世界。

　　2013年11月25日，北斗導航系統在泰國的示範站開始運作， 在同一時間可連續觀測和接收其中14顆北斗衛星信號。而位於同一區域的美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯等三大衛星系統，接收連續在軌衛星數量僅為5至6顆。

　　“北斗衛星在泰國定位可精確到3—4米，美國GPS則是7—8米，北斗衛星在低緯度導航方面更具有優勢。”兩院院士李德仁説。北斗導航系統正是由他領銜的武漢大學對地觀測與導航技術團隊研發的，他們也榮獲此次國家科技進步獎創新團隊。

　　李德仁介紹，由於核心元器件技術主要由國外掌控，根本不對外開放，我國對地觀測與導航技術長期受制於人。在這種條件下，團隊只能“以軟體補硬體”。歷經25年，最終在國際上首創了測量誤差處理與可區分性理論，解決了測量學中的百年難題，將我國光學衛星遙感影像直接定位精度從300多米提高到10米以內，成功用於我國數十個軍民光學遙感衛星，使資源三號測圖精度達到國際領先水準。

　　中國天地圖對於社會大眾有何意義？李德仁説，如果你來到一個陌生的城市，不知道怎麼到達目的地，你在天地圖中輸入所在位置和目的地，就會找到最近的線路。不僅如此，不同部門，不同行業，可以根據各自需求，在天地圖上開通旅遊、飲食、救災、水利等不同的專題。

　　研製出“GeoGlobe”虛擬地球系統，成為“天地圖”的支撐平臺，使我國成為全球第二個能夠提供數字地球系統服務的國家，這是他們團隊的又一創舉。

　　“中國天地圖比谷歌中國地圖精度更高，資訊量更大。”項目組成員、中國科學院院士龔健雅此前表示，“我們還要進一步升級軟體，要在地面數據的基礎上，加上地下和室內數據。”

　　 提純熔制 讓硫係玻璃光影神動

　　硫係玻璃，這個聽起來有些拗口的詞彙，其實與我們的日常生活息息相關。

　　生活中，人們用手機、照相機等拍攝動態的圖像已經司空見慣。然而，試想一下，如果沒有光線或者是在雨霧天氣，要想拍出清晰的動態圖像，恐怕不是一般設備能夠做到的了。這種情況下，我們就需要紅外熱成像儀來幫忙，而紅外熱成像儀鏡頭所用的材料正是硫係玻璃。

　　硫係玻璃是一種新型的非氧化物玻璃材料，具有優良的透紅外特性和較小的折射率溫度系數，被視為新一代紅外透鏡材料，可加工成紅外鏡頭應用於汽車夜視、安防監控、電力故障檢測等民用領域，以及夜視槍瞄、紅外肩扛導彈、戰機夜視巡航等軍用領域。

　　2005年之前，我國的硫係玻璃産業基本為空白。由於軍事應用的敏感性，大尺寸硫係玻璃製備關鍵技術被國外嚴格封鎖。雖然我國在硫係玻璃的基礎研究領域起步並不晚，但一直未能解決産業化關鍵技術問題。

　　究其原因，硫係玻璃需要在真空石英瓶中熔制、原料痕量雜質難以消除、玻璃易析晶，且因無法機械攪拌，光學均勻性和紅外透過率難以保證等，使得大口徑玻璃製備尤為困難。如何破解這些難題，正是寧波大學工程學院聶秋華教授長期思考的問題。其相應成果新型紅外硫係玻璃製備關鍵技術及應用獲得此次國家技術發明獎二等獎。

　　由於絕大部分硫係玻璃不透可見光，針對其缺乏有效的內部品質檢測手段，以及鏡頭設計複雜，需綜合考慮消熱差、消色差和消像差因素等問題。項目組歷時9年，設計出雙爐膛分區溫控非對稱搖擺熔制設備，使140mm口徑鍺銻硒玻璃高光學均勻性製備難題得以解決。

　　同時，還發明出多光譜和透遠紅外（最遠可透25mm）新型多波段硫係玻璃體系，解決了硫係玻璃短波和長波紅外透過調控不相容的難題；設計出硫係玻璃內部條紋和缺陷（氣泡、裂紋等）的表徵、應力和損耗測量的方法及其裝置等。

　　此外，項目整體發明技術成功進行成果轉化，在雲南建立了硫係玻璃及鏡頭的生産線。其開發的100餘款紅外硫係鏡頭産品已供應于美國波音公司等在內的30余家單位，並在國防領域得到應用。近3年新增銷售額1.56億元人民幣，新增利稅4000多萬元，我國紅外鏡頭産業的創新能力和國際競爭力大幅提升。一個發明撬動一個産業，壯哉！

　　智慧染色 讓人工從繁瑣中解放

　　您身上穿的色彩斑斕的衣服，怎麼染上顏色的呢？有的是材料天然顏色，有的是織布後染色，有的是紗線染色。筒子紗染色，是目前紡織界運用較多的工藝，它是在紗卷成筒的時候上色。影響筒子紗染色品質的因素很多，工序的把握，染料、筒蕊材料的好壞都會影響染色效果。一直以來，筒子紗的染色工序是人工完成，精準度低，穩定性差。且染料往往會造成水污染，如果工藝低效，污染就會加大。

　　而山東一家民營企業——康平納集團，卻獨闢蹊徑，開發出了“筒子紗數字化自動染色成套技術與裝備”，他們也榮獲本次國家科技進步獎一等獎。

　　在康平納公司的廠房裏，只有十幾名工人，配料、染色、平整，全都由他們自己研發的這套機器有條不紊的進行。在他們開發的筒子紗全流程自動染色生産線中，僅專門開發的精準數控裝備就有23種。

　　有報道這樣説：“正走進地面清潔的生産車間，聽不到嘈雜聲，一摞摞筒子紗在工位上等待著進入下一個工序；懸挂在半空中的幾個機械臂沿著軌道來來往往；染缸的蓋自動開啟閉合；機器人在準確地抓取紗卷，或送入染缸，或從染缸中取出送往後道的脫水機和微波烘乾機；移載車在軌道上來往穿梭；明亮的中央控制室裏，電子顯示屏實時顯示著生産運作情況……”記者驚訝地發現，整個生産車間幾乎看不到操作工人，顛覆了紡織印染車間污水滿地、氣味刺鼻的印象。

　　康平納公司老總陳隊范説，他們研製了適合數字化自動染色的工藝，還有全套設備以及全流程的中央自動化控制系統。使筒子紗染色從手工機械化、單機自動化階段，發展到全流程數字化、系統自動化的階段，使中國在這方面排在了世界前列。100多套設備和2000個實時參數控制，節約了7成以上的用工，超過了德國和義大利等先進國家水準。染色品質也大大提高，一次合格率也超出世界先進水準。

　　中國技術，讓筒子紗染色的用水量和廢水排放減少了四分之一。目前，這項技術已經出口到全世界30多個國家，成為紡織業中為數不多的世界標桿，為國爭光。

　　精準爆破 讓拆除工程輕鬆安全

　　2014年底，位於武漢市硚口區的銀豐片群樓採用爆破方式進行拆除，市民稱“場面堪比大片”。包括高77米的賓館和兩棟9層住宅樓，在短短幾秒鐘時間裏，就被成功爆破拆除。爆破結束後，灑水車立即趕赴現場，實施降塵作業。不到5分鐘，爆破産生的大量粉塵散去。20分鐘後，周圍交通恢復正常。此次爆破將有害效應控制在了最小範圍，拆除時間快、污染小正是爆破拆除的優勢。

　　目前我國每年拆除的建築面積約為 4 億平方米，其中爆破拆除僅佔6%左右。隨著我國國民經濟的迅速發展，城鎮化建設步伐的加快，建（構）築物拆除工程量將進一步增多，周邊環境複雜程度和拆除難度也將進一步增大，爆破拆除技術具有廣闊的發展前景。因此，開展拆除工程精確爆破理論與關鍵技術研究，並加強其成果的推廣應用具有重要的現實意義。

　　廣東宏大爆破股份有限公司領銜的“拆除工程精確爆破理論研究與關鍵技術應用”項目，取得了本次國家科技進步獎二等獎。他們的成果已在城建、電力、交通、水利及國防等領域的400多項爆破拆除工程中得到廣泛應用，成功拆除建築面積900余萬平方米，高煙囪及大型冷卻塔90余座，大型橋梁20余座。

　　這幾年，國家電廠為了節能減排“上大壓小”，奧運會、亞運會等活動召開需要的建築物拆除，借高效的精準爆破技術，實現了高效、經濟、安全等目標。高水準的爆破實際是成功建設的第一步。

　　而宏大公司參與“大型鐵礦山露天井下協同開採及風險防控關鍵技術與應用”同樣也獲得了2014年度國家科技進步獎二等獎。

　　新的爆破和風險防控技術，確保了複雜環境下安全高效大規模開採，大幅提升了採礦量。他們的項目開創了同一礦床中露天井下協同開採的先例，破解了急傾斜礦體多采場同步規模開採、深凹露天礦高陡邊坡風險防控、複雜環境下採空區精準探測等世界技術難題。目前，研究成果為鞍鋼、包鋼、本鋼、神華、中煤等單位所屬的20余家礦山安全開採提供了重要技術支撐，提升了我國大型鐵礦山露天井下協同開採及風險防控關鍵技術水準，有力推動了行業科技進步，近3年産生直接經濟效益79.85億元。

　　中藥開發 讓傳統智慧為今所用

　　中藥是我國獨特的衛生資源。中藥産業已成為我國獨具特色和少數具有國際優勢的産業之一。然而，中藥科技基礎薄弱，導致中成藥功能主治模糊、制藥工藝粗放、質控技術落後、過程風險管控薄弱。臨床需要“好藥”，産業需要“大藥”，中藥産業的健康發展，急需把現有品種做大做強。

　　天津中醫藥大學張伯禮院士依據我國中藥産業發展實際，率先提出了對名優中成藥進行二次開發的理念和策略，其“中成藥二次開發核心技術體系創研及其産業化”獲得此次國家科技進步獎一等獎。

　　研究團隊建立了基於臨床循證評價的中成藥臨床定位技術。針對中藥品種多、適應症寬泛、優勢不突出等問題，建立了中成藥臨床定位策略與方法，即以系統評價為依據，組方分析、同類比較為基礎，臨床專家評估為指導，並結合小樣本先導試驗的結果，明確品種的特色和優勢，確定臨床定位，科學指導二次開發研究的方向和內容。

　　另外，研究團隊還構建了以系統藥理學（包括基因組、蛋白質組及代謝組等組學技術）為核心的中藥作用機理多層次研究技術平臺，在動物、組織、細胞水準上建立了生物資訊學等多元化的綜合評價體系，用於研究辨識中成藥作用機制。率先從網路藥理學角度闡釋中藥多組分、多通路、多靶點、多途徑整合調節機制。

　　項目創建的中藥制藥工藝品質調控與優化技術，解決了中成藥化學成分複雜，工藝參數與藥品品質關係不清的難題。圍繞提高中成藥的品質，從制藥工藝品質入手，科學設置制藥工藝品質調控點及質控指標，以量化模型取代傳統經驗，精準控制工藝參數，顯著提升了中藥提取、濃縮、醇沉和層析等工藝品質，達到提高藥品批次間一致性及節能減排的目標。

　　項目歷時8年，課題組完成了32個中成藥品種二次開發，用實踐證明中成藥二次開發是一條投入少、見效快、驅動中藥産業發展的有效途徑。32個中成藥，銷售額過億元品種由3個增加到12個，2013年銷售額達50億元，是開發前的4.2倍，累計銷售額超過200億元，促進了名優中成藥向中藥大品種的轉化，促進中藥制藥技術的升級換代，引領現代中藥研發方向。

　　新幹細胞 讓器官再生漸行漸近

　　肌肉、神經、骨骼，不同功能的細胞都是從胚胎幹細胞變來的。正如老人不大可能返老還童變成嬰兒一樣，從一個已分化的細胞類型向幹細胞轉回，幾乎是不可能的。但在人類的誘導下，細胞的“返老還童”就可能實現。這就是近10年來非常熱門的幹細胞轉化研究。

　　中科院動物研究所研究員周琪等中國科學家，首次利用誘導多能幹細胞（iPS）通過四倍體囊胚注射，得到存活並具有繁殖能力的老鼠“小小”， 從而在世界上第一次證明了iPS細胞的全能性。回答了“iPS是否具有與胚胎幹細胞相同的發育能力”這一世界科學界的大問題。其“哺乳動物多能性幹細胞的建立與調控機制研究” 相關成果也獲得此次國家自然科學獎二等獎。

　　2009年，中國科學家製備了37株iPS細胞，利用其中6株iPS細胞係注射了1500多個四倍體胚胎，最終3株iPS細胞係獲得了共計27個活體小鼠，經多種分子生物學技術鑒定，證實這些小鼠確實從iPS細胞發育而成，有些小鼠現已發育成熟並且繁殖了後代，這是世界上第一次獲得完全由iPS細胞製備的活體小鼠，有力地證明了iPS細胞具有真正的全能性。

　　而中國科學家建立的人類孤雌胚胎幹細胞係，發現了卵母細胞品質是制約人體細胞重編程效率的主要因素。説通俗點，哺乳動物可以不由受精發育而來，也不是克隆出來，而是由一種本來在生殖中無用的“卵母細胞”發育而來。

　　用卵母細胞來建立幹細胞系統，就不必損害人類胚胎，繞過了一個阻礙研究的倫理難題。為進一步研究iPS技術在幹細胞、發育生物學和再生醫學領域的應用提供了技術平臺。

　　如果幹細胞研究發展到理想境界，人們就能輕易地再生出器官，用於移植。周琪説，他們仍然在抓緊實驗，希望未來能為人類健康做出貢獻。到那時，許多晚期疾病和不治之症就可以用普通手術攻克了。

　　一朝掌聲響，十年板凳功。要摘取醫學皇冠，還要在這條驛路上風雨兼程很久。