化學(xué)和海洋學(xué)科重大研究進(jìn)展及研究成果

資料圖：中國(guó)最先進(jìn)的4500噸級(jí)“向陽(yáng)紅03”海洋綜合科考船。王東明 攝

化學(xué)學(xué)科重大研究進(jìn)展及研究成果

1.利用納米限域的單鐵催化劑實(shí)現(xiàn)天然氣直接制乙烯

中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所包信和院士團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)了甲烷在無(wú)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(xiàn)相比，該研究徹底摒棄了高耗能的合成氣制備過(guò)程，大大縮短了工藝路線(xiàn)，反應(yīng)過(guò)程本身實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的零排放，碳原子利用效率達(dá)到100%，相關(guān)的PCT專(zhuān)利申請(qǐng)已進(jìn)入美國(guó)、俄羅斯、日本、歐洲和中東等國(guó)家和地區(qū)。

2.人工模擬光合作用研究取得重大進(jìn)展

借鑒光合生物光能吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換的高效機(jī)理，設(shè)計(jì)合成穩(wěn)定、高效的人工模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的高效轉(zhuǎn)換和利用是人類(lèi)利用太陽(yáng)能的重要目標(biāo)。我國(guó)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(guó)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(gè)基于量子點(diǎn)與鐵氫化酶模擬化合物或廉價(jià)金屬鹽的人工光合成制氫體系，實(shí)現(xiàn)了價(jià)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(jì)光敏劑分子和催化劑分子，通過(guò)主-客體非共價(jià)聯(lián)接的手段構(gòu)建了產(chǎn)氧超分子組裝體，在可見(jiàn)光驅(qū)動(dòng)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(yáng)能光催化全分解水雜化體系，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)光下的全分解水反應(yīng)。這些研究都為進(jìn)一步理性設(shè)計(jì)廉價(jià)、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(jià)值。

海洋科學(xué)學(xué)科重大研究進(jìn)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(cè)及其在氣候變化預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

該項(xiàng)目成功研制了一臺(tái)能在南極觀測(cè)的激光雷達(dá)原理樣機(jī)，研制并在挪威海成功布放了大型海氣相互作用觀測(cè)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(cè)體系，實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸，2014年年度累計(jì)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)200GB，為系統(tǒng)開(kāi)展極區(qū)海洋大氣與空間環(huán)境業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)提供基礎(chǔ)。項(xiàng)目共完成技術(shù)報(bào)告15份，發(fā)表論文197篇(其中SCI論文148篇)，獲得發(fā)明專(zhuān)利9項(xiàng)、軟件著作權(quán)5項(xiàng)，取得了較好的社會(huì)效益。

2.國(guó)家海洋局4500噸級(jí)海洋綜合科考船

為滿(mǎn)足我國(guó)新的歷史時(shí)期海洋調(diào)查工作需求，在國(guó)家海洋局的大力推動(dòng)下，2012年年底啟動(dòng)了兩艘4500噸級(jí)海洋綜合科考船建設(shè)項(xiàng)目?？瓶即趪?guó)家海洋局科考船建造工作組的領(lǐng)導(dǎo)下，由國(guó)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(yáng)紅01”和“向陽(yáng)紅03”。經(jīng)過(guò)艱苦努力，2013年6月28日，兩艘科考船在武昌船舶重工集團(tuán)有限公司同時(shí)開(kāi)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(guó)科學(xué)研究和學(xué)科建設(shè)的資金投入渠道主要包括：國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家科技支撐計(jì)劃和國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)計(jì)劃等。

各渠道的資金投入整體呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，各有側(cè)重，比如 國(guó)家自然科學(xué)基金堅(jiān)持支持基礎(chǔ)研究，深入開(kāi)展學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究，推動(dòng)學(xué)科均衡協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，在推動(dòng)我國(guó)自然科學(xué)基礎(chǔ)研究，促進(jìn)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(jī);為提升基礎(chǔ)研究創(chuàng)新能力進(jìn)行了有益的探索，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。