1月8日，國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京召開，河北省共有10項(xiàng)科研成果獲得2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，涉及裝備制造、安全監(jiān)測、輕工制造、能源開采等諸多領(lǐng)域。

高速運(yùn)動(dòng)剛?cè)嵯嗷プ饔孟到y(tǒng)、超細(xì)貝氏體鋼制造關(guān)鍵技術(shù)……公眾對(duì)這些高大上成果的求知好奇往往止步于此類晦澀的專業(yè)術(shù)語。這些斬獲國家大獎(jiǎng)的河北科技創(chuàng)新成果，只能存在于艱深的論文中嗎?它們能給我們的生產(chǎn)生活帶來哪些變化?

讓高速行駛車輛

更穩(wěn)定更舒適

如果無法理解“高速運(yùn)動(dòng)剛?cè)嵯嗷プ饔孟到y(tǒng)非線性建模與振動(dòng)分析”的字面含義，那你不妨這樣來理解：車輛是剛體，道路是柔體，車輛在道路上行駛便是“剛?cè)嵯嗷プ饔?rdquo;，而通過對(duì)高速行駛車輛建立相關(guān)模型并進(jìn)行振動(dòng)分析便是這一項(xiàng)目的內(nèi)容。

由石家莊鐵道大學(xué)楊紹普?qǐng)F(tuán)隊(duì)主持完成并獲得2017年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)的此項(xiàng)目，旨在通過控制高速行駛車輛的振動(dòng)程度，來提高車輛穩(wěn)定性、安全性、舒適度，同時(shí)減少車輛行駛過程中對(duì)道路的損壞。研究過程中，研究團(tuán)隊(duì)不斷攻克建模、分析和控制等機(jī)械動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域國際前沿科學(xué)難題，獲得了一批原創(chuàng)性成果。

該項(xiàng)目成果不僅為高速運(yùn)動(dòng)剛?cè)嵯嗷プ饔孟到y(tǒng)的振動(dòng)分析和穩(wěn)定性判別奠定了理論基礎(chǔ)，也為此類系統(tǒng)的安全運(yùn)行和動(dòng)力學(xué)性能提供了技術(shù)保障，而更重要的是，該理論也同樣適用于高鐵的運(yùn)行。

讓鐵路轍叉

遠(yuǎn)離突發(fā)脆斷

超細(xì)貝氏體鋼的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，用其制作的軸承小到手表，大到宇宙飛船均可使用。但因工藝復(fù)雜和生產(chǎn)過程中溫度、時(shí)間的影響，即便是成分相同的超細(xì)貝氏體鋼也會(huì)出現(xiàn)迥然不同的性能。

此次燕山大學(xué)團(tuán)隊(duì)主持完成的“超細(xì)貝氏體鋼制造關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得2017年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目備受重視的原因在于研究了超細(xì)貝氏體鋼在鐵路和軸承制造方面的技術(shù)與應(yīng)用，以及高端超高強(qiáng)度耐磨鋼板制造技術(shù)和應(yīng)用。

轍叉是鐵路“拐彎”的關(guān)鍵構(gòu)件，但普通貝氏體鋼轍叉壽命短且離散，偶有突發(fā)脆斷危險(xiǎn)便威脅鐵路安全。此次項(xiàng)目中的重要應(yīng)用之一，便是實(shí)現(xiàn)了超細(xì)貝氏體鋼轍叉的穩(wěn)定長壽，極大提高了這一關(guān)鍵構(gòu)件的安全性。

此外，該項(xiàng)目成果還大幅度提高了軸承的耐磨、抗疲勞以及抗沖擊性能，同時(shí)采用該項(xiàng)目成果制造的超高強(qiáng)度耐磨鋼板還因質(zhì)量可靠被大量應(yīng)用于港口設(shè)備、礦山機(jī)械等工程領(lǐng)域。

改造木材細(xì)胞

讓速生林成“優(yōu)質(zhì)實(shí)木”

既堅(jiān)固耐用又較少排放甲醛，如果資金足夠充裕，實(shí)木家具或許是現(xiàn)代家居消費(fèi)者在購買時(shí)的首選。然而廣闊市場和大量需求下，實(shí)木家具企業(yè)卻一直因原材料問題“愁眉不展”：在我國天然林已全面禁伐的背景下，國內(nèi)人工林木材普遍難以達(dá)到制作實(shí)木家具所需防腐、耐磨等木材原料特殊性能。

經(jīng)過多年聯(lián)合攻關(guān)，由河北愛美森木材加工有限公司聯(lián)合多家科研單位完成的“基于木材細(xì)胞修飾的材質(zhì)改良與功能化關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目獲得2017年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

針對(duì)人工速生林木材易燃、易變形、易腐朽等問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以細(xì)胞修飾功能化為著眼點(diǎn)，將由小分子活性藥劑和功能化助劑組成的處理液注入木材細(xì)胞中，通過加熱聚合和化學(xué)鍍等方式，改變細(xì)胞壁層分子結(jié)構(gòu)和調(diào)控細(xì)胞微觀構(gòu)造，賦予其阻燃、防腐防蟲和電磁屏蔽等新功能，從而實(shí)現(xiàn)木材宏觀物理力學(xué)性能顯著提升，將很大程度解決國內(nèi)木材性能問題。

把電力輸送效率

從“綠皮車”提升到“高鐵”

為解決能源與電力負(fù)荷逆向分布問題，我國實(shí)施“西電東送”工程，然而面對(duì)動(dòng)輒1000公里乃至2000公里以上的輸電距離，原有的±500kV直流輸電技術(shù)已無法滿足大容量、高效率、遠(yuǎn)距離傳送需求。如何實(shí)現(xiàn)千里之外清潔能源安全高效低成本地輸送，成為現(xiàn)實(shí)中的一道難題。

獲得此次2017年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)的“特高壓±800kV直流輸電工程”項(xiàng)目給出了答案，其對(duì)電力輸送效率的提升好比“綠皮車”提升至“高鐵”。這一保定天威保變電氣股份有限公司等多家單位研發(fā)的項(xiàng)目是目前世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大、送電距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的輸電技術(shù)，更是實(shí)施國家“西電東送”工程的核心技術(shù)，已在多條特高壓直流輸電工程中得到應(yīng)用。

開發(fā)更多

清潔能源煤層氣

煤層氣是一種清潔型能源，其預(yù)測儲(chǔ)量豐富，但儲(chǔ)層透氣性差、地面抽采難度大。目前僅山西沁水盆地和內(nèi)蒙古鄂爾多斯盆地通過地面建立瓦斯氣井抽采成功，且單井產(chǎn)氣量仍較小，地面抽采煤層氣井的建設(shè)規(guī)模也亟待工藝技術(shù)等方面的突破。

針對(duì)一系列瓶頸問題，中國石油天然氣股份有限公司華北油田分公司等參與的“煤層氣儲(chǔ)層開發(fā)地質(zhì)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)與探測裝備”項(xiàng)目，取得了煤層氣有利建產(chǎn)區(qū)(甜點(diǎn)區(qū))綜合評(píng)價(jià)、疊置煤層氣系統(tǒng)合采兼容性評(píng)價(jià)、煤儲(chǔ)層開發(fā)動(dòng)態(tài)物理模擬等技術(shù)的原創(chuàng)性技術(shù)成果，并獲得2017年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。通過近年努力，科技人員創(chuàng)新的這些成果已在多地應(yīng)用，相關(guān)區(qū)塊布井成功率、單井日均產(chǎn)氣量大幅度提高，開辟了煤層氣資源開發(fā)利用“新天地”。

從番茄醬皮渣中

提取“植物黃金”

如何從干癟番茄醬皮渣中提取富有保健價(jià)值“植物黃金”番茄紅素?晨光生物科技集團(tuán)股份有限公司等參與開發(fā)的“番茄加工產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用”項(xiàng)目用8年時(shí)間給出了答案，并因此獲得2017年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

新疆是世界三大番茄生產(chǎn)基地之一，每年種植近百萬畝番茄。受制于技術(shù)因素，既有的番茄紅素只能從番茄醬中提取，不但產(chǎn)量低規(guī)模小，還大量浪費(fèi)了富含豐富番茄紅素的番茄醬皮渣。

新成果中“干法提取”工藝的出現(xiàn)，不但讓番茄紅素工業(yè)化高效制備關(guān)鍵技術(shù)取得突破，更使番茄紅素這種純天然保健品可以飛入尋常百姓家。

給大橋高樓

“號(hào)脈”體檢

如何為工程結(jié)構(gòu)“延年益壽”?早“發(fā)現(xiàn)”、早“治療”，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測是關(guān)鍵。然而長期以來，我國常規(guī)傳感監(jiān)測技術(shù)卻存在諸多難以突破的難題：局部傳感太微觀，整體傳感又太宏觀……這使很多結(jié)構(gòu)損傷，特別是早期病變無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)診斷。

石家莊鐵道大學(xué)張浩教授參與并獲得2017年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)的“土木工程結(jié)構(gòu)區(qū)域分布光纖傳感與健康監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目給出了辦法，并創(chuàng)建了宏微觀結(jié)合、損傷覆蓋及多功能化結(jié)構(gòu)區(qū)域分布監(jiān)測評(píng)估新體系。

如同可根據(jù)人體某關(guān)鍵部位信息診斷人體是否發(fā)生早期病變一般，該技術(shù)可通過來自工程結(jié)構(gòu)關(guān)鍵區(qū)域傳感探測裝置提供的結(jié)構(gòu)區(qū)域分布傳感及監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的全面識(shí)別、損傷早期探測及性能評(píng)估與預(yù)測。在此基礎(chǔ)上，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)又開發(fā)建立了土木工程結(jié)構(gòu)(群)健康監(jiān)測與評(píng)估的理論體系及成套技術(shù)裝備，解決了大量實(shí)際工程難題。

模擬突水

守護(hù)礦井安全

在煤礦礦井開采過程中，地下水涌入進(jìn)井巷的可能會(huì)隨開采深度增加而增加。雖然形成井礦突水這一煤礦生產(chǎn)最具威脅災(zāi)害的影響因素仍眾說紛紜，但對(duì)突水的有效檢測和防治已然成為難點(diǎn)。

由華北科技學(xué)院參與的“煤礦深部開采突水動(dòng)力災(zāi)害預(yù)測與防治關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目通過聯(lián)合攻關(guān)，取得了2017年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目填補(bǔ)了礦井深部開采復(fù)雜環(huán)境下的突水災(zāi)變模擬技術(shù)空白，搭建了包括環(huán)境模擬、智能檢測及新型采礦方法在內(nèi)的礦井安全防護(hù)體系，實(shí)現(xiàn)了我國礦井水害防治技術(shù)整體更新?lián)Q代。

把我國板樁碼頭結(jié)構(gòu)

等級(jí)提升至20萬噸級(jí)

近年來，現(xiàn)代化港口的建設(shè)不斷向著大型化和深水化方向發(fā)展，碼頭的傳統(tǒng)板樁式結(jié)構(gòu)面對(duì)新的深水化需求的挑戰(zhàn)。

由唐山港口實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司等單位參與的“深水板樁碼頭新結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目，獲得2017年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目先后開發(fā)了“半遮簾式”“全遮簾式”“分離卸荷式”和“帶肋板的分離卸荷式”4種新結(jié)構(gòu)，形成成套深水板樁碼頭施工技術(shù)，將我國板樁碼頭結(jié)構(gòu)最大等級(jí)從 3.5萬噸級(jí)提升至20萬噸級(jí)。

礦井大型提升機(jī)

可無人化運(yùn)行

礦井提升機(jī)是礦山生產(chǎn)的核心技術(shù)裝備，大功率、大載荷、自動(dòng)化、智能化是礦井提升設(shè)備的發(fā)展方向。

開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司、冀中能源邯鄲礦業(yè)集團(tuán)有限公司等參與完成的“礦山超大功率提升機(jī)全系列變頻智能控制技術(shù)與裝備”項(xiàng)目獲得2017年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目攻克了重載平穩(wěn)啟動(dòng)、寬范圍精確調(diào)速、高精度定位、整流器無網(wǎng)側(cè)電動(dòng)勢傳感器電網(wǎng)優(yōu)化接入、低開關(guān)頻率整流器柔性啟動(dòng)等核心技術(shù)，建立了基于物聯(lián)網(wǎng)的4M遠(yuǎn)程故障預(yù)測診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了礦井大型提升機(jī)的智能化控制、提升機(jī)無人化運(yùn)行和遠(yuǎn)程監(jiān)控。近三年來，其研究成果已成功覆蓋全國主要大型煤炭集團(tuán)，為企業(yè)增加產(chǎn)值110億元。