化學(xué)和海洋學(xué)科重大研究進展及研究成果

資料圖：中國最先進的4500噸級“向陽紅03”海洋綜合科考船。王東明 攝

化學(xué)學(xué)科重大研究進展及研究成果

1.利用納米限域的單鐵催化劑實現(xiàn)天然氣直接制乙烯

中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所包信和院士團隊基于“納米限域催化”的新概念，創(chuàng)造性地構(gòu)建了硅化物晶格限域的單鐵中心催化劑，成功地實現(xiàn)了甲烷在無氧條件下選擇活化，一步高效生產(chǎn)乙烯、芳烴和氫氣等高值化學(xué)品。與天然氣轉(zhuǎn)化的傳統(tǒng)路線相比，該研究徹底摒棄了高耗能的合成氣制備過程，大大縮短了工藝路線，反應(yīng)過程本身實現(xiàn)了二氧化碳的零排放，碳原子利用效率達到100%，相關(guān)的PCT專利申請已進入美國、俄羅斯、日本、歐洲和中東等國家和地區(qū)。

2.人工模擬光合作用研究取得重大進展

借鑒光合生物光能吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換的高效機理，設(shè)計合成穩(wěn)定、高效的人工模擬系統(tǒng)，實現(xiàn)太陽能的高效轉(zhuǎn)換和利用是人類利用太陽能的重要目標(biāo)。我國學(xué)者在這方面的研究繼續(xù)保持快速發(fā)展，并一直處于世界前沿，在各方面與國際同步發(fā)展。

比如中科院理化所吳驪珠、佟振合等利用自組裝構(gòu)筑了多個基于量子點與鐵氫化酶模擬化合物或廉價金屬鹽的人工光合成制氫體系，實現(xiàn)了價廉、高效、穩(wěn)定的光催化制氫。大連理工大學(xué)李斐、孫立成等精心設(shè)計光敏劑分子和催化劑分子，通過主-客體非共價聯(lián)接的手段構(gòu)建了產(chǎn)氧超分子組裝體，在可見光驅(qū)動水氧化中創(chuàng)紀(jì)錄的取得了84%的光量子效率;中科院大化所陳均、李燦等人首次將自然光合作用酶PSII和人工半導(dǎo)體納米光催化劑自組裝構(gòu)建了太陽能光催化全分解水雜化體系，實現(xiàn)了太陽光下的全分解水反應(yīng)。這些研究都為進一步理性設(shè)計廉價、高效的人工全分解水體系有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。

海洋科學(xué)學(xué)科重大研究進展及研究成果

1.極區(qū)海洋大氣與空間環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測及其在氣候變化預(yù)測中的應(yīng)用

該項目成功研制了一臺能在南極觀測的激光雷達原理樣機，研制并在挪威海成功布放了大型海氣相互作用觀測浮標(biāo)一套。完善了南北極大氣與空間環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測體系，實現(xiàn)了觀測數(shù)據(jù)的遠程實時傳輸，2014年年度累計實時傳輸數(shù)據(jù)200GB，為系統(tǒng)開展極區(qū)海洋大氣與空間環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測提供基礎(chǔ)。項目共完成技術(shù)報告15份，發(fā)表論文197篇(其中SCI論文148篇)，獲得發(fā)明專利9項、軟件著作權(quán)5項，取得了較好的社會效益。

2.國家海洋局4500噸級海洋綜合科考船

為滿足我國新的歷史時期海洋調(diào)查工作需求，在國家海洋局的大力推動下，2012年年底啟動了兩艘4500噸級海洋綜合科考船建設(shè)項目?？瓶即趪液Ｑ缶挚瓶即ㄔ旃ぷ鹘M的領(lǐng)導(dǎo)下，由國家海洋局第一海洋研究所和第三海洋研究所負(fù)責(zé)建造，分別被命名為“向陽紅01”和“向陽紅03”。經(jīng)過艱苦努力，2013年6月28日，兩艘科考船在武昌船舶重工集團有限公司同時開工建造，并分別于2015年7月和9月下水，取得了重要的階段性成果。

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目前支持我國科學(xué)研究和學(xué)科建設(shè)的資金投入渠道主要包括：國家自然科學(xué)基金、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃、國家重大科學(xué)研究計劃、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃、國家科技支撐計劃和國家重點實驗室建設(shè)計劃等。

各渠道的資金投入整體呈現(xiàn)增長態(tài)勢，各有側(cè)重，比如 國家自然科學(xué)基金堅持支持基礎(chǔ)研究，深入開展學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究，推動學(xué)科均衡協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，在推動我國自然科學(xué)基礎(chǔ)研究，促進基礎(chǔ)學(xué)科的學(xué)科建設(shè)，發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)優(yōu)秀科技人才等方面取得了巨大成績;為提升基礎(chǔ)研究創(chuàng)新能力進行了有益的探索，積累了寶貴的經(jīng)驗。