品尝前沿科技“盛宴”的鲜美

——中国科学院第十八次院士大会第五届学部学术年会巡礼（上）

6月2日，中国科学院第十八次院士大会第五届学部学术年会在北京召开。中科院6个学部均在各自领域精挑细选了多个科技前沿报告，为广大院士奉上了一台精彩的科技“盛宴”。本报精选部分报告内容，将分两期与读者分享。

中科院院士姜杰：

长征三号甲系列火箭仍有蓬勃生命力

姜杰

■本报记者 甘晓

运载火箭能力是一个国家自主进入空间的重要标志，是开展航天活动的基础。长征三号甲系列运载火箭，包含CZ-3A、CZ-3B、CZ-3C三型，是我国目前发射高轨道卫星的主力火箭，圆满完成探月、北斗、通信和气象等国家重点航天工程及国外商用发射任务。

自成功发射“东方红三号”实用通信卫星以来，历经二十多年，长征三号甲系列火箭仍然显示出蓬勃生命力。“这让我们对当年决策者的远见、胆识和开拓精神敬仰不已。”6月2日，中科院院士姜杰在中科院第五届学部学术年会的报告上表示。

此次报告上，姜杰回顾了长征三号甲系列火箭的发展历程。当年，CZ-3A的首要任务是发射2吨多重的“东方红三号”通信卫星。“长征三号甲系列火箭，是在当时国内发射使用通信卫星需求和国际发射市场出现的机遇双重推动下，研制的大型三级系列运载火箭。”姜杰说。

项目启动以来，研究人员对大推力氢氧发动机技术、动调陀螺四轴惯性平台技术、液氧贮箱冷氦增压技术及低温氢气高效能源双摆伺服技术等关键技术的创新，使我国进入了世界高轨道大型卫星运载火箭的行列。

随着国家空间能力的发展，研究人员成功实现了火箭三维大姿态飞行控制技术的突破，长征三号甲火箭实现了自主发射各种轨道航天器的能力。

1996年，CZ-3B火箭首飞发射失败。“这次事故因惯性平台的一个器件失效而导致，这让我们意识到，实现控制系统冗余至关重要。”姜杰总结道。对此，研究人员自主创新提出以火箭控制信息冗余为核心的“控制系统冗余方法”，大幅提升了火箭飞行可靠性。

姜杰表示，当前，长征三号甲火箭正在进行高适应能力的发展。探月工程中，火箭直接地月转移轨道发射作为月球探测器奔月的最小能量轨道。“我们通过对火箭直接地月转移轨道的设计，建立了火箭组合导航方法，实现了嫦娥二号、三号准时发射、准确入轨的工程任务要求。”她说，“火箭直接地月转移轨道发射技术”将为未来载人登月和其他深空探测工程奠定基础。

而北斗全球导航系统30余颗卫星星座组网的目标，则要求火箭发射高轨道卫星能够直接进入工作轨道。多年来，研究人员攻克了数小时、数万公里全程自主高精度导航、制导与控制三大关键，突破了适应高层空间辐射和微重力环境的关键技术，成功研制出国内首个火箭上面级“远征一号”。2015年，采用CZ-3A系列火箭加“远征一号”上面级，直接入轨成功发射了4颗北斗全球导航系统实验卫星，实现了从高轨卫星转移轨道到工作轨道发射的跨越。

姜杰强调，瞄准未来国际国内卫星市场的需求，研究人员正在进一步提升火箭的运载能力、可靠性、环保性和发射准备快速性。“‘低成本进入空间’已经成为竞争重点，也是未来运载火箭生命力的标志”。

中科院院士孙世刚：

科研纳米“结晶”助力电化学能量装置

孙世刚

■本报见习记者 李晨阳

6月2日，京西宾馆，中科院第十八次院士大会化学学部学术报告会上，十余位院士专家分享了各自的学术成果和研究进展。

其中，如何以新材料实现新功能，无疑是最热话题之一。

“在当前社会的能源结构调整和优化中，电化学能量的转化和储存发挥着关键的作用。”物理化学家、中科院院士孙世刚从他成功破解高表面能纳米催化剂制备的故事出发，阐述了纳米材料在电化学资源利用中的独特地位。

在能源革命已经开启的今天，可再生能源的开发和规模应用、新能源动力车的快速发展等，都对电化学能量的转化和储存装置提出了更高要求。其中，作为转化装置的燃料电池，不受卡诺循环限制，高效、无污染；而作为储存装置的二次电池则把电能转化为化学能储存起来。它们不仅能为各类移动电器提供电源，还能大规模储存间歇式可再生能源。

然而，在性能、产能和成本等方面，电化学装置的研究还面临着一系列挑战。无论是燃料电池还是二次电池，其性能都极大地取决于关键材料的结构。

而这，正是孙世刚课题组多年来孜孜求索的方向。

2007年，孙世刚带领的研究团队，在国际上首次制备出铂二十四面体纳米晶。这种晶体不但能够耐受800℃的高温，催化活性还能达到商业铂纳米催化剂的2至4倍，在燃料电池和相关催化领域显示出重大应用价值。

纳米晶的表面能越高，合成难度就越大，而高表面能纳米晶的制备，一直是困扰世界科学家的难题。在同一表面结构下，不同金属纳米粒子的表面能有很大的差异。孙世刚和他的同事们不惧挑战，通过发展结构控制电化学方法、优化合成条件，先后制备出多种金属的高表面能纳米晶。

当今用途甚广的锂离子电池，也是孙世刚关注的重点。他坦言：“当前锂电池的发展远远滞后于电子产品和电动车的需求。”

由于锂电池的能量、功率、寿命等都在很大程度上取决于电极材料及其结构，因此，他们从结构分析入手，设计和调控电极纳米材料的结构，显著提升性能。

目前我国的锂电池产量位居世界首位，但是从中获取的经济收益却很少。孙世刚认为，这其中有两方面的原因：第一是我们国家在锂电池的基础研究领域，很大程度还停留在材料合成上，很少有人从源头上进行研究；第二，除了材料本身，锂电池电极材料与电解液的界面过程和相互作用机理，也是研究瓶颈之一，亟须方法创新。

他期望，无论是科技人员还是企业，都能更关注这方面的技术革新。

“对未来，我们很关心的一点就是:既然能够在实验室随心所欲地控制纳米尺度催化剂的表面结构、显著提升性能，那么我们能不能进一步把它们变成高性能新型商品化催化剂，应用于相关的工业生产中呢？”孙世刚说。

中科院院士王福生：

重大传染病防控需加强临床研究

王福生

■本报记者 丁佳

近年来，包括新发、突发传染病，病毒性肝炎和艾滋病等多种传染病在全球范围内蔓延和频发，成为严重威胁人类健康的公共卫生问题，备受世界卫生组织和各国政府的关注。

虽然人类对传染病的防控能力在不断提升，但是许多传染病病原体的基因变异、临床诊治困难以及全球人口流动性增强等情况的出现，对传染病的防控提出了更高的要求和标准。

有数据表明，自2003年以来，我国先后出现了10余种新发、突发传染病的流行。例如SARS、H5N1、H7N9禽流感、新型H1NI流感、手足口病等。我国还出现了革登热、MERS、黄热病和寨卡病毒等输入性病例报道。此外，我国一些重大、传统传染病也有死灰复燃、继续蔓延的趋势。

“传染病的防控并没有国界限制，而是与世界各国疫情防控紧密联系在一起的。”中国科学院院士、解放军第三?詳二医院主任医师王福生表示，“传染病不但对人类健康产生重大威胁，而且对疫情发生国家的经济发展和社会稳定都会产生巨大影响。”

作为传染病领域的医务工作者，王福生深感在传染病诊断、治疗和预防方面的责任重大。多年来，王福生团队一直专注于传染病临床诊治、基础科研和转化医学研究，取得了一批重要原创性成果。

例如，该团队在国际上首创了艾滋病人免疫重建治疗新技术。这项研究受到了国际同行的高度赞誉，称其为“原创性的临床研究，为难治性艾滋病患者的治愈点燃了新的希望”。其间，王福生团队还与本领域专家共同制定了我国首部艾滋病临床诊疗指南。

而在实验室里，王福生等人还以临床为中心，重点围绕重大及新突发传染病的诊治前沿问题，开展了系统性、创新性的研究，取得了多项原创性与实用性成果。例如，他们首次提出了慢性乙肝病人抗病毒治疗后免疫恢复的“爬坡假说”，对优化慢性乙肝联合、序贯抗病毒（药物与免疫）治疗等均具有指导意义。

“当前，我国尚有1亿肝炎病毒感染者（包括乙型和丙型病毒性肝炎），其中慢性病毒性肝炎患者人数超过2000万，艾滋病等患者人数也不断增加。”王福生说，“因此，针对这些临床难题展开攻关，阐述重要传染病的免疫学发病机制，就能为研发新型治疗手段，完成慢性乙肝和艾滋病的治愈目标提供直接依据。”

在他看来，近年来，我国的传染病防控工作和相应的能力与平台建设均取得了长足的进步，但防治形势依然面临着严峻挑战。“我们临床医生，除了要做好‘立地’的临床工作，也要能做一些‘顶天’的科研工作，在新突发传染病临床诊治中出现的关键、重大科学问题上深入开展研究。”王福生说。