聚焦重点领域啃下微细丝制造“硬骨头”

  河南省科学院党委书记、执行院长宋克兴

  研究项目：高性能铜及贵金属丝线材关键制备加工技术与应用。

  在科技飞速发展的今天，航空航天、集成电路等领域的核心功能部件纷纷向极端微型化和高度集成化方向发展，对关键材料铜及贵金属丝线材制备提出了更高要求。

  如何让这些线材线径更细、精度更高、性能更优?河南省科学院党委书记、执行院长宋克兴带领团队瞄准了这个课题。早在河南科技大学任职期间，宋克兴就带领团队针对“高性能铜及贵金属丝线材关键制备加工技术与应用”展开了研究。该项目获得了2023年度国家科学技术进步奖二等奖。

  传统贵金属丝线材制备加工技术存在断线率高、线径一致性差、综合性能不足等问题，难以满足重点领域功能部件需求。

  在国家和省部级相关项目支持下，宋克兴团队经过20余年产学研协同攻关，突破了单晶和轴向柱状晶连续生长、超细超精连续变形等技术瓶颈，开发出重点领域用高性能微细丝全流程制备加工技。

  据介绍，以该技术生产出的系列高性能铜及贵金属丝线材广泛应用于航空航天、集成电路等领域，推动我国铜及贵金属丝线材制造水平迈入“超微细”世界先进行列。

  “我们这个团队有两大特点，一个是坚持产学研用深度融合，一个是团结协作开展有组织的科研。”宋克兴介绍。他对团队年轻人常提的要求就是走进企业，走到生产一线，找准问题，有针对性地开展攻关，为企业纾难解困。

  重建重振省科学院以来，已有400余名海内外名校毕业的博士集聚到这里。

  未来，这支团队将瞄准航空航天、电子信息等重点领域高性能铜合金的研发，啃下更多“硬骨头”,在我省加快建设国家创新高地和重要人才中心中不断有新作为。

  作者：师   喆

  推进节能减碳提升钢铁行业“含绿量”

  宝武首席科学家、先进耐火材料国家重点实验室主任李红霞

  研究项目：耐火材料功能化与绿色化设计、制备及其对钢铁绿色制造的支撑。

  获得2023年度国家科学技术进步奖二等奖的项目“耐火材料功能化与绿色化设计、制备及其对钢铁绿色制造的支撑”,由宝武首席科学家、先进耐火材料国家重点实验室主任李红霞带领团队完成，项目瞄准钢铁行业节能降碳这个难题，以新型耐火材料为突破口，给出很多“解题”方法。

  针对传统研究方法系统性、精准性较差的问题，研究团队提出热力学、数值和高温模拟相结合的“三位一体”系统模拟研究新思路，在应用研究方面取得了较多成果。这个研究思路就像导航，在它的高效精准指导下，团队沿着正确方向前行，创新了6类新材料及低碳制备技术。利用工业废弃烟尘制作超低导热纳米隔热材料，打破对国外纳米隔热材料的依赖；创新高导热硅质材料，突破焦炉耐火材料结构功能化的国际难题……团队创制的6类新材料应用于钢铁生产的多个环节，实现了既高效节能又低碳排放的“双赢”。

  RH精炼炉是钢铁生产中的关键设备，精炼炉内壁被称为炉衬，其质量和状态直接影响钢铁的纯度和性能。传统炉衬都含有氧化铬，废弃后会造成污染。如何能让炉衬既不用氧化铬性能又保持不变?团队创新多元复合原位增强技术，构筑了树脂—金属—氧化物新型耐火材料体系，用其他材料代替氧化铬，同时保证精炼炉性能与原来一样。这样就大大减少了污染，也节约了铬这种战略金属资源。

  截至目前，该项目创制的新材料已在宝钢、武钢、新日铁、浦项等国内外50多家企业成功应用，降低二氧化碳排放超85万吨，使钢铁行业的“含绿量”不断提升、“绿色颜值”与“金色产值”共生共赢。

  作者：曹萍

  做强农业“芯片”育出优质小麦新品种

  河南省农业科学院研究员、河南省小麦产业技术体系首席专家雷振生

  研究项目：小麦优质高产亲本材料创制与郑麦379等品种选育应用。

  长期以来，小麦育种界的目标和愿望就是培育出优质小麦品种，让大家既能“吃得饱”又能“吃得好”。历经36年攻关，我省科研团队在这一领域取得了一系列重要突破。由河南省农科院研究员雷振生领衔的“小麦优质高产亲本材料创制与郑麦379等品种选育应用”项目获得2023年度国家科学技术进步奖二等奖。

  “粮食安全是‘国之大者’，满足市场需求、解决实际生产问题是我们科技工作者的初心和使命。”雷振生介绍，黄淮南片是第一大麦区，也是优质小麦主要适宜区。在我省重大科技专项和现代农业产业技术体系建设专项的支持下，该项目针对该麦区优质育种存在的技术不完善、优异亲本匮乏、优质品种产量偏低且加工适应性不强等技术难题，开启了系统研究。

  “如果把这个项目比作炒菜，那么我们主要分三步进行了创新。”雷振生形象地比喻。

  第一步就是要选出“优质食材”。针对20世纪80年代末优质小麦育种缺乏可用优质亲本的难题，雷振生团队积极开展资源开发工作，创制出了蛋白和淀粉品质性状突出的亲本材料豫麦47。如今，豫麦47已成为我国优质小麦育种核心骨干亲本。以其作亲本，国内多个育种单位育成70多个小麦品种。

  第二步就是要拥有优秀的“厨艺”。针对小麦育种现代生物技术利用率偏低的问题，研究团队通过解析优良加工品质形成的遗传基础，开发出多个品质性状的分子标记，并创建了品质早代鉴定和选择的方法，形成独具特色的“优质与高产同步改良、烘焙与蒸煮品质兼顾”的小麦育种技术体系，提高了优质品种的选择效率。

  第三步就是推出丰富的“菜品”。截至目前，该项目已培育出14个优质高产小麦品种。其中，代表性品种郑麦379可用于优质面包、面条制作，连续4年成为我国种植面积最大的优质小麦品种。

  “在我省现代农业产业技术体系的持续支持下，我们还育成了郑麦366、郑麦379、郑麦136、郑麦918等突破性品种。”雷振生介绍，郑麦366、郑麦379的育成与应用减少了我国粮食加工企业对进口优质小麦的依赖，推动了我国优质小麦产业的发展。郑麦136、郑麦918具备亩产800公斤以上的潜力，为农作物大面积单产提高行动提供了品种支撑。

  作者：尹江勇

  攻克产业难题破解泡桐“生命密码”

  河南农业大学林学院院长范国强

  研究项目：速生抗病泡桐良种选育及产业升级关键技术。

  生长迅速，材质优良，能制作优质乐器，可改善生态环境，“一身都是宝”的泡桐是我国栽培历史最悠久的用材树种之一，也是河南农业大学林学院院长范国强30多年来的研究对象。

  6月24日，范国强及团队开展的“速生抗病泡桐良种选育及产业升级关键技术”项目获2023年度国家科学技术进步奖二等奖。这是范国强及团队第三次获此殊荣。

  在此前取得的一系列创新性研究成果的基础上，团队用先进技术手段系统深入地开展了泡桐基础生物学、良种选育和产业升级关键技术研究，搭建了世界上第一个完善的泡桐遗传信息平台；阐明了泡桐速生和丛枝植原体抑制泡桐先天免疫反应分子机制，引领了世界泡桐生物学研究；首创了泡桐定向选育良种新方法，选育出豫桐系列4个速生抗病泡桐新品种，攻克了泡桐种苗产业的“芯片”难题。

  “我们还研发出环境友好型桐材脱色、桐木加工、高端家具和民族乐器音板制造关键技术，把泡桐种质创制、丰产栽培和产业提升充分结合起来，形成了泡桐生产的完整产业链，解决了泡桐产业升级的‘卡脖子’问题，让泡桐的生态效益和经济效益得到充分发挥。”范国强说。

  他举例说，过去一架古筝需要数块泡桐板材拼制而成，如今仅用一株泡桐就能实现整架琴身的制作。

  范国强从北京领奖回来后，就马不停蹄投入了泡桐研究工作。

  “我们已经绘制出泡桐的基因组和三维基因组图谱，下一步将围绕泡桐的基因编辑开展研究，并通过对代谢通路的调控，开发高附加值的泡桐副产品，挖掘泡桐潜力，服务经济发展。”他说。

  团队实验室的育苗架子上，泡桐幼苗正茁壮生长。实验室各类仪器设备前认真操作的学生，也如泡桐幼苗般充满生机与希望。

  “泡桐是我要坚持一生的研究对象。研究泡桐30多年来，我越来越坚信，做科研一定要找到正确的方向，这样才能循序渐进，取得预期结果。”作为一名高校教育工作者，范国强对青年教师和学生们充满期待，希望他们坚定信念、勇于创新，不怕试错、敢于挑战，把论文写在祖国的大地上。

  作者：尹江勇

  瞄准高质高效打造半导体材料磨粒加工“金刚钻”

  郑州磨料磨具磨削研究所有限公司执行董事、高性能工具全国重点实验室主任赵延军

  研究项目：半导体材料高质高效磨粒加工关键技术与应用。

  想象一下，如何将一粒石子打磨成直径如发丝一般的细小材料？半导体材料磨粒加工领域一直受此类难题的困扰。近日，由郑州磨料磨具磨削研究所有限公司为第一完成单位开展的“半导体材料高质高效磨粒加工关键技术与应用”项目获2023年度国家科技进步奖二等奖。这项技术破解了我国半导体材料精密磨粒加工难题，打造出了超薄、超精、超硬的“金刚钻”。

  半导体器件制造技术是信息、新能源、智能制造等国家战略性新兴产业创新发展的关键。由于半导体器件制造过程复杂、要求严苛，采用金刚石磨粒工具对半导体材料进行多种形式的加工是必不可少的环节。

  据统计，我国磨具消耗量全球第一，但半导体用系列精密磨具长期依赖进口。

  “工具设计缺依据、工具制造遇瓶颈、加工工艺难掌控、加工装备自主率低等突出问题是制约我国高性能半导体器件自主创新的主要瓶颈。”郑州磨料磨具磨削研究所有限公司执行董事、高性能工具全国重点实验室主任赵延军说。

  这次获奖的项目针对以上瓶颈问题开展研究，攻克了半导体材料精密磨粒加工系列技术难题，为我国半导体产业高质高效加工解决了关键材料短缺的难题。

  精密磨具制备往往耗时耗力，技术链也很长，包括不同材料的磨削机理研究、砂轮原材料及结合剂制备、磨削工艺控制等。因此，磨具的性能和稳定性就取决于制备技术链上下游各单元的技术协同与参数匹配，这给高效精密磨具的制备带来不小的挑战。

  可赵延军带领的团队勇于接受挑战。“只要国家需要，我们一定顶上，我们就是要做‘顶天立地’的事情。”赵延军说。

  过去，高精度金刚石磨粒工具的核心材料和精密制造技术一直是光伏、集成电路、第三代半导体等行业发展的难题。以郑州磨料磨具磨削研究所有限公司为主要完成单位的项目组，联合华侨大学等高校和知名企业协同攻关，在多项国家科技项目的支持下，形成了涵盖“理论—工具—工艺—装备”的具有自主知识产权的技术创新体系，突破了半导体材料高质高效磨粒加工难题，并实现了产业化，促进了我国超硬材料产业高质量发展。

  作者：师   喆

  编辑：王   珊

  审核：文成锋