科技人物

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美國華人女科學家使人造電子皮膚更接近人類

美國斯坦福大學女科學家鮑哲南對人造電子皮膚的研究再上一層樓，繼高靈敏度和自我發電兩大創新之后，她的研究團隊又為這種超級皮膚增加了透明和可拉伸功能，為人造電子皮膚更接近人類皮膚賦予重要意義。

斯坦福大學化學工程系副教授鮑哲南去年9月和她的博士生、研究生團隊發明了一種可模擬人類皮膚的高靈敏度柔性塑料薄膜材料。這種材料由高靈敏的電子感應器組成，當無數的感應器連成一片時，就形成與人類皮膚相似的薄膜。這種電子皮膚可以感知一只蝴蝶停在上面的壓力，可以被廣泛用于假肢、機器人、手機和電腦的觸摸式顯示屏、汽車方向盤和醫學等。今年2月，鮑哲南團隊再接再厲，創造性研制出世界最新的可拉伸太陽能電池，使電子皮膚可以實現自我發電。如今，鮑哲南團隊又利用納米材料為這種皮膚增加了透明和可拉伸功能，距離人類皮膚的功能越來越近。這項研究10月23日發表在《自然納米科技》雜志上。

鮑哲南接受中新社記者訪問時表示，去年發明的電子皮膚雖然可以很靈敏檢測到觸覺，也可以彎曲，卻沒有拉伸的功能，彎曲多了還會裂開，原因就在于電極的拉伸性不理想。“我們將這種無機材料制成的電極更換為帶有導電功能的碳納米管，放在透明的襯底上。由于碳納米管具有非常好的柔軟性，可以拉伸兩倍以上，回復原位形成小彈簧形狀，還能保持非常高的導電率，同時具有透明度”。這種透明功能使得電子皮膚可以模仿人類不同膚色的皮膚。

也有科學家同時在研究人造電子皮膚的可拉伸性，但存在這樣那樣的問題。鮑哲南說，“有的導電率高卻因需加很多碳納米管造成不透明，有的雖可以拉伸卻降低很多導電率。我們克服了這些問題，把碳納米管變成小彈簧，既簡單又可以得到非常好的性能，拉伸幅度最大，導電率最高，比較實用，可以做大面積的，也容易做。”

將人造電子皮膚最終賦予與人類皮膚同等功能是鮑哲南的長期研究目標，她表示，要達到這個目標還需要增加溫度、濕度等傳感器，并能與神經細胞交流。“現在的傳感器還不能與神經細胞交流，還需要用電線與細胞連接起來。這些都是我們需要研究的。”

在中國江蘇南京生長的鮑哲南，南京大學化學系還沒有念完移民美國，1995年從芝加哥大學取得化學博士學位后進入貝爾實驗室工作，2005年起至今在斯坦福大學化學工程系任職。她被稱為美國化學界出色的女科學家，多項研究成果發表在《科學》、《自然》等專業期刊上。

夏軍研究員獲國際水資源管理杰出貢獻獎

10月21日，由國際水資源協會（IWRA）、國際水文科學協會（IAHS）、地球系統聯盟（ESSP）-全球水系統計劃（GWSP）等多個知名國際水組織在西安聯合舉辦了國際水資源大會。在國際水資源大會開幕式上，國際第三世界水管理中心（Third World Centre for Water Management，TWCWM）主席Asit K. Biswas教授宣布了2011年度“國際水資源管理杰出貢獻獎（The International Prize for Outstanding Contributions to Water Management）”獲得者。中國科學院水資源研究中心夏軍研究員獲此殊榮，這也是我國學者首次獲得該獎項。

頒獎詞稱，鑒于夏軍在水資源管理領域的終身成就與貢獻，理事會一致推薦并決定將“國際水資源管理杰出貢獻獎”授予夏軍研究員。夏軍在水科學領域長期堅持的系統研究，對理解和改進水循環機理、水與氣候的相互作用以及水資源的系統管理做出了突出的貢獻；通過他長期在水科學、水資源管理的教育以及作為導師的作用，已經影響了新一代的水專業人員，毋庸置疑他們將對中國未來的水資源高效管理做出重要的貢獻。理事會也非常贊揚夏軍在改進國際水資源領域合作所做出的重要貢獻，尤其中國和澳大利亞等國家之間的水資源的研究與合作。

夏軍研究員，是1985年我國自己培養的首名水文學及水資源專業博士，長期從事系統水文學與水資源可持續利用方向研究，他主持國家“973”等重大項目，圍繞水循環非線性、水系統多元耦合以及全球變化影響的不確定性科學問題，取得了系統性成果，得到了國際學術界的高度認可，2007年他當選國際水文科學協會（IAHS）副主席，2009年他當選為國際水資源協會（IWRA）主席；主持了世界水理事會（WWC）“21世紀需水管理戰略” 、國際科學院委員會（IAC）水計劃等工作，直接參與和啟動了GWSP全球流域行動計劃（GCI）發展規劃；在推動地球系統水科學計劃與水資源戰略研究、擴大中國的國際影響等方面做出了重要貢獻。

綻放在大亞灣地下100米的中國粒子物理之花——記大亞灣反應堆中微子實驗科研團隊

2011年10月，前后歷時8年的大亞灣中微子實驗項目初步建成，開始了它尋找神秘中微子的科學探索。

正是因為一群離核反應堆360米、在100米地下工作了8年的科學家的努力，一個讓世界等待了8年的答案即將被揭開。

“這個項目已經讓世界等待了8年”。

對普通公眾而言，只在《2012》這樣的科幻電影里聽說過充當“災難制造者”的中微子。“事實上，如果沒有中微子，太陽不會發光，不會有比氫更復雜的原子，因此也不會有地球、人類。”大亞灣反應堆中微子實驗項目工程副經理、中科院高能物理研究所研究員曹俊說，中微子不僅在微觀世界最基本的規律中起著重要作用，而且與宇宙的起源和演化有關，例如宇宙中反物質消失很可能由中微子造成。

因此，在當代物理學研究中，中微子是當之無愧的熱點和焦點之一，從1988年開始，先后有6位科學家因為中微子研究而獲得諾貝爾獎，對中微子研究每一次進展都完善乃至顛覆了人類對世界的認知。

但中微子質量非常微小，幾乎不與物質發生相互作用，極難被探測，同時還能通過振蕩相互轉化。中科院高能物理研究所所長、大亞灣反應堆中微子實驗項目工程負責人王貽芳表示，他們要做的就是揭開中微子最后一個未被破解的振蕩模式。“其數值的大小決定了未來中微子物理研究的發展方向，很多中微子研究項目都需要等待這一結果才能繼續進行。”王貽芳說。

中國，廣東，深圳，大亞灣，是最好的完成地點

王貽芳表示，為了驗證中微子最后一種振蕩模式，國際上曾先后提出了8個實驗方案，而我國科學家提出的大亞灣實驗方案因為獨特的地理優勢和設計，得到了國際科學界廣泛支持。甚至，美國能源部放棄了支持本國的兩個實驗方案，轉而支持美國科學家加入大亞灣實驗的合作，向這一項目提供了價值8000萬元人民幣的設備支持。這是美國能源部在海外投資力度第二大的項目，僅次于歐洲核子中心。

2011年8月15日，在廣東大亞灣核電站內地下100米深、距反應堆僅360米的實驗大廳內，兩個中微子探測器已經探測到來自核電站反應堆群的中微子。這標志著大亞灣國際合作組對中微子第三種振蕩模式的測量邁出了第一步。為了這一步，200多位科學工作者付出了8年。

出差住農民房的科學家

大亞灣項目經理李小男介紹，這個項目是中美共同領導的國際合作項目。中方由科技部、中國科學院、自然科學基金委、廣東省、深圳市和中國廣東核電集團共同支持，投資1.6億元，在我國開創了國家、地方與企業共同支持基礎科學研究的先河；美方則投資了相當于8000萬元人民幣的設備。“相對于難度巨大、要求極高的工程，這些錢真不多，不省著花還有點捉襟見肘。”李小男說。

項目總工藝師白景芝回憶，項目剛開始時什么都沒有。“沒辦公室，我們就坐在馬路邊上用膝蓋當桌子在筆記本記錄。最難熬的是周末大亞灣核電站放假，辦公樓一鎖我們解手都沒地方。”

為了省錢，8年來，100多位曾在這里工作的科學家出差不住賓館，而住在離項目地點10公里外的農民房里。“外面看著很好，和別墅一樣，但里面經常四樓停水一樓天花板滴水，空調也經常罷工，就是一點好，便宜。”參與項目的中科院高能物理研究所研究員王錚說。

因為住得遠，科學家們為了方便總是統一行動：7點吃飯，7點20準時出發去工地，這被科學家們稱為“半軍事化管理”。

“只能說是半軍事化，因為軍隊要吹熄燈號統一睡覺，我們晚上多數因為要收發郵件和國內外同行進行項目交流，睡覺時間并不統一，晚的到凌晨兩三點。”李小男解釋。

因為項目建設在地下100米，最近處離核反應堆只有360米，土建隧道的施工難度極大，安全要求很嚴苛。所有的炸藥填放均經過精確計算，確保不影響核電站的正常運行。最后完工時結算，在地下100米深處完成總長3000米的高標準隧道建設，總造價只有9000萬元。“這么低，說出去都沒人敢相信。”李小男表示。

在記者旁聽這一項目驗收時，驗收組成員、中科院院士、著名核物理專家王乃彥感慨：經費這么緊張，真不容易。

王貽芳表示，這是個由科學家自下而上推動的基礎研究項目，很多人是因為熱情而加入，“這個項目寄托了他們的理想”。

2003年，曹俊和李小男在世界最知名的物理研究機構之一——美國費米實驗室工作。曹俊說，當時接到王貽芳邀請他回國的電話，連美國的房子和車子都沒賣就回來了。“一直想回來，但國內過去因為基礎科學研究相對落后，找不到能參與的項目，大亞灣項目對我來說是很好的機遇。”

隨后，幫曹俊賣掉在美國的房子和車子后，他的同事李小男也回國來到了這個項目，兩人一干8年。和他們一樣的核心團隊成員就有30多人，而8年間先后在這里工作過的科研人員有200多人。

讓世界聽到粒子物理的“中國聲音”

基礎科學是現代社會科學發展的根基。長期以來，主導基礎物理研究的是西方發達國家，而我國由于經費投入不足、研究基礎薄弱等客觀原因，一直與世界先進水平存在不小差距。

但更為重要的差距體現在認識層面。王貽芳為此專門撰文：經常聽到這樣的問題，你這個基礎研究有什么用？如果回答沒有，下一個問題就是：能得諾貝爾獎嗎？如果回答還是否定的，下一個問題就是：既沒有實際用途，又不能得諾貝爾獎，這個基礎研究有什么用？

“這種急功近利的思想實際上普遍存在于各級領導、平民百姓、知識分子、科研管理人員甚至一些科學家的心里，雖然有時候他們不一定說出來。”王貽芳說。

事實上，基礎研究的滯后一定程度能夠解答為何我國難以出現重大科研成果，也佐證了“錢學森之問”。而大亞灣中微子項目的出現，對于中國粒子物理乃至基礎科學來說都是一個明顯的積極信號。

大亞灣項目是中國第一個“真正意義”上的國際合作基礎科學研究項目，而且是由中國和美國共同領導：2006年起成立的大亞灣國際合作組由來自6個國家和地區的39個研究機構、250名研究人員組成。其中，美方參與的陣容堪稱“豪華”。布魯克海文、費米兩個國家實驗室，加州理工、普林斯頓、伯克利等名校，中方則聚集了中科院、清華等10多所國內一流科研機構。

李小男表示，高能物理的國際合作其實內部有非常激烈的競爭，“簡單說合作也要靠實力，沒實力就變成光掏錢沒有話語權”。

項目的主要裝置中微子探測器中最核心的技術是液閃，需要把無機物釓均勻溶入有機物液體閃爍體中，其透明度也決定了實驗的成功與否。而眾所周知，無機物難溶于有機物。此前法國的一項同類研究中，正是因為其探測器中灌注的液閃在運行100天后變為渾濁，從而被迫終止。

當時，項目組內中美等國提出了多個方案，然而，在第三方評議中，由中科院高能物理研究所研制出的液閃配方性能更佳、穩定性更好，最終成為探測器的選擇。這只是大亞灣項目取得諸多創新成果的其中一個。

“粒子物理其實是很小的圈子，你干什么全世界都知道。”曹俊說，當大亞灣項目開始并取得良好進展后，中國收到的粒子物理國際學術會議的大會報告邀請顯著增加，“甚至明顯感到國際同行對我們的重視態度完全不一樣了”。

中國農大李保國教授當選美國土壤學會會士

在剛剛結束的2011年美國農學會—作物學會—土壤學會國際學術年會上，中國農業大學李保國教授被授予美國土壤學會會士（Fellow of Soil Science Society of American），成為我國大陸第一位獲此殊榮的土壤學家。美國土壤學會主席Rice教授向當選者頒發了會士證書。

美國土壤學會成立于1936年，是國際上影響力最大的土壤學會，今年的國際學術年會還舉行了隆重紀念其成立75周年的系列活動。作為該學會的最高榮譽（The highest recognition given by the Society），美國土壤學會會士在國際學術界享有很高的聲譽，只有獲得杰出成就的會員經過推薦提名評選才能成為其會士，比例為在任會員的千分之三。美國土壤學會網站對本年度當選的14名科學家作了報道。

李保國教授在土壤和水資源利用與保護、土壤與作物系統模型及應用、土壤學人才培養與國際合作等方面做出了重要貢獻。李保國教授現擔任《中國農業大學學報》雜志主編，Agronomy Journal（美）和《資源科學》雜志副主編，Pedosphere、《土壤學報》、《農業工程學報》和《中國農業科學》等雜志編委。

訪張柏春：從傳統到現代從中國到世界

中科院自然科學史研究所，在中科院的眾多院所中顯得頗為“另類”。這是一個兼具科學與人文雙重特征的綜合性研究機構，始建于1957年，其規模目前在科技史研究機構中位居世界第三。

在20世紀的幾十年間，科學史所主要致力于整理與研究祖國科學技術遺產，考證與描述科技成就、科學家與發明家的歷史貢獻，構建知識的學科史。在中國古代科技的史實考證、復原與學科門類史等方面做了大量開創性工作，解決了不少重大學術問題。

繼往開來迎發展機遇

“中國科學院實施‘創新2020’，為自然科學史所帶來了新的發展機遇。”不久前，科學史所所長張柏春在接受《科學時報》記者采訪時說。

“我們尤其關注增強研究所實力與長期競爭優勢，鍛煉人才，取得具有國際先進水平、帶動力強的原創成果，出高水平專家、出思想，努力實現從傳統到現代、從中國到世界的拓展與跨越。”

基于幾十年的學術探索，科學史所組織國內專家于近年完成了20余卷的“中國科學技術史”。該叢書是我國古代科技史學工作的總結，代表了我國科技史研究的較高水平。

近些年來，科學史所又將古代科技史研究拓展到傳統工藝、科技考古與文化遺產保護等交叉領域，于2004年成立了跨所的非法人機構——中國科學院傳統工藝與文物科技研究中心。

其實，早在“文革”結束后，科學史所就開始開拓新的研究領域：1978年開始研究近現代科技史，出版“中國近現代科技史研究”叢書；1998年開始嘗試以科技史為主要基礎的科技戰略研究；2002年開始研究科學文化。

如今，科學史所已形成以中國古代科技史、中國近現代科技史和西方科技史為主體，以科技哲學、科技考古等為輔的學科布局。

突破創新探科技動力

“在‘創新2020’的背景下，我們提出了科學史所的‘三個突破’。”張柏春說，“其中第一個突破，就是試圖走出過去幾十年形成的‘成就描述’的研究范式。”

張柏春介紹，過去，我國科技史家主要解決古代科技“有什么”、“是什么”這樣的問題，描述發明創造達到了什么高度。一般會忽視成果是怎樣被創造出來的，由哪些知識和因素促成的。而不研究這類問題，就不好闡釋古代科技傳統的形成與發展。

為了作出突破，科學史所自主設立了“科技知識的創造與傳播”項目，其主要研究內容包括：科學概念與理論的創造、技術發明與創新的產生、科學理論與經驗知識的關系、思維方式與知識表達、知識的傳播與再塑造和知識的全球化等問題。“我們期望通過這種研究，解讀科技知識創造與傳播的過程和機制，尤其是科技知識在中國的創造與傳播。”張柏春說。

如果說對“成就描述”的突破，更多地著眼于學科本身的長遠發展，那么院史研究與戰略研究的突破，則著眼于滿足重大需求，并為建設國家思想庫作出貢獻。

“以史為鑒，可以知興替”是史學服務于國家的一個立足點。“未來幾年里，我們將著力研究科學技術的學科發展戰略、科技革命與現代化研究等問題，思考面向現實與未來的重大課題。”張柏春介紹，為了解讀科學革命、技術革命與國家現代化究竟是怎樣的關系，科學史所啟動了“科技革命與國家現代化”研究專題，并將意大利、英國、法國、德國、美國、俄羅斯、日本、中國等國作為首選案例。

張柏春說，這八個國家很有代表性，有些是科學革命或技術革命的發生國，有些則是后起之秀或仍處在趕超階段的國家。開展這種系列研究，有助于“認知科技發展的長時段規律、科技與經濟社會的互動關系，提出有思想的觀點和咨詢建議”。

立足長遠謀良性互動

作為中國科學院下屬的科研機構，充分研究中國科學院幾十年來的發展歷程，是其責無旁貸的。實際上，“中國科學院的歷史是當代中國科學技術發展的一個縮影”。

張柏春說，院史研究對科學院自身發展和創新文化建設具有現實意義，可為現代科研院所制度建設和科技體制改革提供借鑒。

在“創新2020”實施期間，科學史所將繼續研究中國科學院及其學部體制的形成與發展過程，以及中科院如何為創造新知識、推動科技進步、滿足國家需求作出貢獻等問題。

目前，科學史所正在構建以傳統工藝與文物科技的認知、中國近現代科學機構史、中外科技發展比較、科學與文化、科技發展理論與戰略等交叉研究為重點方向的基本布局。

為解決科研布局不平衡、科研隊伍不整、資源不足、支撐平臺建設與管理改革滯后等制約研究所發展的瓶頸問題，科學史所正進一步優化學科結構，加大人才隊伍建設力度，建設數字化的專業圖書館、實驗室等科技支撐平臺，改革體制機制，繼續加強與國際一流機構的合作，營造潛心致研的和諧氛圍。

“我們瞄準的三個突破與學科長遠建設，實際上是一個良性的互動關系。通過實現重大突破，帶動學科建設，提升科研能力和水平，研究所就有長遠發展的堅實基礎，就能促成重大突破——實現從古代走向現代、從中國走向世界的發展目標。”張柏春說。