高校科技创新这十年：聚力基础研究打造国之重器

未来抗疫，科技何为？新冠肺炎疫情发生以来，数十所高校万余名科研工作者第一时间投入疫情防控科研攻关，目前已联合企业研发出新冠病毒检测产品百余款；清华大学张林琦团队自主研发了我国首款获批上市的抗新冠病毒抗体药物；天津中医药大学张伯礼团队研制的宣肺败毒颗粒在缩短新冠肺炎病程方面有着良好疗效；高校在5条新冠病毒疫苗技术路线上开展攻关，其中四川大学和厦门大学分别牵头的两款新冠疫苗已在国外完成三期临床研究……

科技抗疫的“战果”只是近年来高校科技工作成果的一个缩影。在过去的十年，高校是如何不断提升科技创新能力，推动体制机制改革，以科技创新成果引领发展新局，当好基础研究主力军、重大科技突破策源地的？教育部在19日召开的新闻发布会上介绍了相关情况。

加速资源集聚，提升源头创新能力

在物理学领域，清华大学薛其坤团队牵头首次从实验上观测到量子反常霍尔效应，是国际凝聚态物理领域近年来的重大原创突破；在化学领域，南开大学周其林团队发现了全新的手性螺环配体骨架结构，将手性分子的合成效率提高到新高度，解决了困扰不对称催化领域半个多世纪的难题；在材料学领域，复旦大学赵东元团队革新功能介孔材料的合成方法和理论，创制的新型介孔催化剂可大幅提升原油资源利用率，为解决能源与环境问题提供核心技术支撑。

“重大原始创新成果往往萌发于深厚的基础研究，产生于学科交叉领域，大学在这两方面具有天然优势。”教育部科学技术与信息化司司长雷朝滋表示，十年来，高校获得了全部10项国家自然科学一等奖中的6项、全部自然科学奖中的67%，是名副其实的基础研究主力军。

基础研究成果的取得离不开高校创新资源的集聚。雷朝滋介绍，十年来高校不断加强创新平台体系建设，高校牵头建设了60%以上的学科类国家重点实验室、30%的国家工程（技术）研究中心；教育部瞄准世界科技前沿和国家重大需求，主动布局建设了25个前沿科学中心、14个集成攻关大平台、38个国家级协同创新中心，系统布局的教育部重点实验室、工程研究中心、省部共建协同创新中心等平台超过1500个。此外，高校牵头建设了一批国家重大科技基础设施、高等级生物安全实验室和国家野外科学观测台站等支撑类重大平台，初步形成了层次清晰、布局合理、支撑有效的科研平台体系。

“十年来，高校战略科学家和领军人才群体也在稳步壮大，全国超过40%的两院院士、近70%的国家杰出青年科学基金获得者都集聚在高校。高校科技活动中衡量科技人力投入指标的R&D人员全时当量从2012年的20.9万人年增长到2021年的33.4万人年，增幅近60%。”雷朝滋分析，“通过高水平科学研究培养高质量创新人才，支撑了数百万的硕士、博士研究生培养，每年大批的优秀毕业生走进国家科研机构、科技领军企业和研究型大学。创新资源的汇聚为高校原始创新能力跃升和关键核心技术突破奠定了坚实基础。”

直面重大需求，聚力打造国之重器

上海交通大学牵头自主研发了我国第一套海上大型绞吸疏浚装备“天鲲号”，实现了海上大型绞吸疏浚装备自主研发和产业化，完成了从“被封锁”到“出口管制”的历史性跨越；清华大学牵头设计的全球首座球床模块式高温气冷堆核电站首次并网发电，标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术的国家之一；华中科技大学成功研制了具有自主知识产权的华中高档数控系统，全面达到国际先进水平，并在航天航空等多个领域实现了批量应用；湖南科技大学领衔研发的海底大孔深保压取芯钻机系统“海牛Ⅱ号”打破了我国可燃冰勘探技术装备对国外的依赖……

“十年来，高校坚持从国家急迫需要和长远需求出发，在一批关键核心技术、‘卡脖子’问题上全力攻坚，聚力打造国之重器。十年来，高校获得了全部11项国家技术发明一等奖中的10项、全部技术发明奖中的72%，并获得了两项国家科技进步特等奖，成为重大科技突破的策源地。”雷朝滋介绍。

清华大学与浙江省共建长三角研究院，并以此为引领累计建设重大科研平台、创新创业平台50余个，引进培育海外高层次人才1000余人，孵化培育科技企业2700余家；华中农业大学牵头开发了当前唯一可处理百万级群体、兼具基因组选择和精准选配功能的猪基因组选配软件，选育了“高繁”“快长”瘦肉猪新品系11个，优秀基因年覆盖商品猪超1亿头；南京农业大学发掘水稻抗条纹叶枯病优异种质和基因，构建分子育种技术体系，培育系列抗病新品种，从根本上控制了长江流域条纹叶枯病的危害。服务粮食安全和乡村振兴，主动融入区域创新发展战略，通过人工智能、碳中和、乡村振兴、“一带一路”、区块链等多个科技创新专项行动计划，高校用卓越创新成果书写科技报国的优秀答卷。

“近年来，北大着力引导学者聚焦经济社会发展和国家安全面临的实际问题开展研究。学校多个团队在石墨烯材料制备、光电器件装置、氮化镓半导体、高端医疗装备、麦类和蔬果生物育种、数字经济等领域瞄准国家需求推动创新型研究。梅宏院士团队在大数据融合的关键核心技术方面，发明了‘颠覆式’的黑盒互 *** 作技术；高文院士团队在超高清视频编解码领域建立了我国自主知识产权的国际标准。”北京大学副校长孙庆伟说。

“十年来，高校在国家科技创新中的重要性不断凸显，在基础前沿领域、关键核心技术方面产出了一批具有标志性意义的重大科技成果，对接国家战略、国家需求更加紧密，为经济社会发展提供了关键动能。”中国高等教育学会原会长瞿振元分析，“一是更加突出‘国家使命’，强化以国家需求为导向，承担国家重大科技任务，建设重大科研平台，解决国家急需的‘卡脖子’问题。二是更加突出‘主动服务’，组织引导高校从行业产业实际需求中凝练科学问题，采取灵活深入的合作方式，加快产学研深度融合。”

完善体制机制，营造求真务实创新生态

北京大学探索实施高层次人才引进、培养和评估机制，建立了教研系列、专职研究系列、专职教学系列分类评价和晋升的人才工作体系；清华大学制定《关于支持国家实验室建设工作的实施意见》，建立起教师双聘、研究生培养、知识产权归属和权益分配等机制……瞿振元表示，十年来通过科技评价、成果转化等改革的推动，引导科研人员的价值追求，建立适应新阶段新要求的高校创新文化，求真务实的创新生态逐渐营造起来。

“十年来，教育部大力推进科技体制机制改革，持续推动赋予高校科研管理更大自主权，组织高校开展了‘扩大高校和科研院所自主权，赋予创新领军人才更大人财物支配权、技术路线决策权’‘扩大科研经费使用自主权’‘赋予科研人员职务科技成果所有权和长期使用权’等一系列试点，对职称评聘、学位授予、绩效奖励等评价工作中过度使用SCI论文相关指标的现象列出负面清单，以创新质量、能力、贡献为核心的评价导向在高校逐步树立，高校科技创新活力不断激发，学术生态不断优化，为高校科技创新发展保驾护航。”雷朝滋说。

孙庆伟表示，北大出台理工科高水平研究团队建设试点方案，加快构建以领军人才为龙头、高水平团队为支撑的科技攻关战略；推动科研与育人紧密结合，积极鼓励研究生参与重大科研项目攻关。“学校重点引进了谢晓亮、鄂维南、朱松纯等一批战略科学家，加强青年人才战略储备，目前学校教师队伍中36到50岁教师较为集中；新引进人才中青年教师占比达90%以上。依托国家集成电路产教融合创新平台，与行业龙头企业开展联合研发先进节点工艺等深度合作，联合培养工程硕士300余名，近三年95%以上的毕业生投身国家集成电路产业。”

赤潮的成因

赤潮究竟是一种原本就存在的自然现象，还是人为污染造成的，至今尚无定论。但根据大量调查研究发现，赤潮发生必须具备以下条件：

①海域水体高营养化；

②某些特殊物质参与作为诱发因素，已知的有维生素B1、B12、铁、锰、脱氧核糖核酸；

③环境条件，如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。发生赤潮的生物类型主要为藻类，目前已发现有63种浮游生物，硅藻有24种，甲藻32种、蓝藻3种、金藻1种、隐藻2种、原生动物1种。

什么是赤潮？

一些肉眼看不见的浮游微藻（或原生动物）在水体中暴发性过度繁殖，致使碧蓝的海水变色的现象叫"赤潮"或者"红潮"。由于发生的种类不同，海水会变成红色、桔红色、黄色、绿色、褐色等等。

赤潮是一种早就存在的自然生态现象。由于社会经济的发展、环境污染，以及全球气候变化，使得赤潮的发生越来越频繁，面积不断扩大，危害越来越重，因种类的不同，赤潮对人类和其它生物造成的伤害也不同。据统计，全球有近2000个人类因食用赤潮藻污染的鱼类和贝类中毒的案例，此外还有海豚、海牛和海鸟受毒死亡的报告。

根据赤潮藻有无毒性，可将赤潮分为三大类。

1、无毒的赤潮

这类赤潮一般是无害的，不会引起海产养殖的大问题，只是由于赤潮藻的数量过高，当它们死亡分解时会造成海水缺氧，致使鱼类和无脊椎动物死亡。如在我国发生较普遍的夜光藻赤潮就是这一类。

2、有毒的赤潮

这类赤潮藻通过食物链造成人类肠胃消化系统或神经系统中毒。这类赤潮藻的某些种类可产生危害严重的神经性毒素，威胁人类健康，应引起人们注意。

3、对人无毒，但对鱼类及无脊椎动物有害的赤潮

这类赤潮藻主要是对鱼鳃等发生堵塞或机械伤害作用。98年在香港、广东南部海域发生的大规模赤潮均属于这一类。

赤潮是怎样发生的？

赤潮是怎样发生的？原因很复杂，一般认为与以下原因有关。

1、全球气候的变化

海洋中的赤潮生物种类繁多，它们都有适宜各自生长的季节。当适合某种藻类的季节来临时，海水里又含有藻类生长所需要的足够养分，那么这种藻类就可能大量繁殖，引发赤潮。

随着经济的发展，全球气候变化加剧，地球出现了厄尔尼诺现象。当有厄尔尼诺出现的年份，赤潮发生的数量和规模都大大增加。在厄尔尼诺活跃的1998年，我国沿海从南到北发生多次大规模的赤潮事件，给水产养殖业和海洋生态环境造成了极大破坏。

2、受风、流等的影响

赤潮生物是一种单细胞生物，其移动范围有限，它的分布、聚集和分散直接受到水体运动的影响。赤潮的形成与水体运动有关。水体运动可将赤潮生物带到适合其生长繁殖的水域。

风对赤潮生物的影响是两方面的。一是在风大的条件下，赤潮生物很难聚集，形成不了赤潮。二是在风力适当，风向适宜的情况下，会促进赤潮生物的聚集，使赤潮容易发生。赤潮容易产生于一些港湾就是这个原因。

3、人类活动的作用

水体的富营养化是引发赤潮的因素之一。可分为自然富营养化和人为富营养化。海水的生态平衡、生物资源的破坏主要是由于人为富营养化。造成人为富营养化的因素主要有以下几点：

1、海洋污染

随着经济的发展，人类不断将大量未经处理的生活污水、工业废水及农田废水等排入海洋，污染了海洋，造成海域的富营养化。海水积累了太多的营养物质，就成为赤潮藻生长的雄厚物质基础。这是赤潮发生的一个重要原因。

2、过度的海产养殖

我国是水产养殖大国，由于许多地方片面追求效益，违反生态环境规律，致使养殖业自身污染日趋严重。过度投放的饵料和养殖对象排出的大量排泄物，富含营养物质，造成了水体的富营养化，使养殖区成为赤潮生物的理想栖息地。1997年10月及今年7月在饶平发生的赤潮，其重灾区就是一些养殖密集区。

3、国际交流促成赤潮传播

世界各地活跃的贸易活动，促进了船运业的发展。奔忙于世界各地的船舶成了赤潮生物的运输者。当这些赤潮生物到达合适的环境条件，便会暴发形成赤潮。

另外，在养殖业中，随着鱼类和贝类等新品种的引进，也跟着带来了新的赤潮生物。

赤潮有何危害？

赤潮的危害有以下几个方面：

（一）赤潮会对水产养殖与捕捞业造成危害。赤潮对内湾水产养殖业的危害有时是毁灭性的，在已报道的赤潮事件中，约60％的事件对水产养殖和捕捞业造成直接经济损失，其中约30％的事件是灾难性的，可使受害区养殖业经济损失到80％以上。赤潮对水产养殖业的危害主要表现为：

1、造成水产养殖对象在短时间内大量死亡。（很多情况是从赤潮开始形成到养殖对象大量死亡的时间间隔大多在12小时以内）。这是赤潮对水产养殖业危害的主要形式。

2、养殖区贝类、蟹、虾等通过食物链可积累对人类生命健康有害的赤潮生物毒素，造成赤潮区养殖对象被禁捕、上市及出口，从而给养殖者带来巨大的经济损失。

3、恢复赤潮灾区水产养殖业困难重重。一是受灾后难有资金投入发展生产，二是目前尚难对赤潮进行准确的中短期预测、预报，赤潮发生时，缺乏行之有效的应急措施避免鱼类大量死亡，以及简便、快速的贝类毒素排除方法，导致养殖户对养殖业的信心不足。

（二）赤潮会对海洋环境造成破坏。赤潮的发生会影响水体的酸碱度和光照度；大量消耗水体中的营养物质，并分泌一些抑制其他生物生长的物质；许多赤潮生物所含有的毒素可使海洋动物生理失调或死亡，也可使其它动物因毒素的积累而中毒死亡或生长繁殖受到影响，部分胶着状群体生活的赤潮藻，可使海洋动物呼吸和滤食活动受损导致海洋动物机械性窒息死亡。

另外，赤潮还会对人类健康和海洋旅游业产生不利影响。

赤潮能治理吗？

由于目前对赤潮的治理还没有一项行之有效的方法，因此在防治上要坚?quot以防为主，防治结合"的原则，防治对策包括：一、消除引发赤潮的诱因以达到预防的目的。二、赤潮一旦发生，立即采取措施进行治理，减少损失。

（一）赤潮的预防

1、控制海域的富营养化

①应重视对城市污水和工业污水的处理，提高污水净化率。

②合理开发海水养殖业

为了减缓由海水养殖带来的水体富营养化问题，要采取以下措施：

a、根据水域的环境条件选择一些对水质有净化作用的养殖品种，并合理确定养殖密度，控制养殖面积。

b、进行多品种混养、轮养、立体养殖，尤其是鱼、虾、贝、藻混养，建立生态养殖系统。

c、提高养殖技术，改进饵料成分及投饵技术，使其有利于养殖生物的摄食，减少残饵，减轻水质和底质的污染。

d、不能将池塘养殖的污水和废物直接排入海水，应采取逐步过滤等办法加以处理。

2、人工改善水体和底质环境

如在水体富营养化的内海或浅海，有选择地养殖海带、裙带菜、羊栖菜、红毛菜、紫菜、江篱等大型经济海藻，既可净化水体，又有较高的经济效益；利用自然潮汐的能量提高水体交换能力；可利用挖泥船、吸泥船清除受污染底泥，或翻耕海底，或以粘土矿物、石灰匀浆及沙等覆盖受污染底泥，来改善水体和底质环境。

3、控制有毒赤潮生物外来种类的引入

要制定完善的法规和措施，防止有毒赤潮生物经船只和养殖品种的移植带入养殖区。

4、防止赤潮生物毒素危害人体。

（二）赤潮的治理方法

目前对赤潮的治理还没有一种行之有效的方法。现有的方法不是 *** 作困难就是成本偏高。而比较可行的是一种应急措施，即沉箱法或迁移法。其方法是将水产养殖设施沉入海底或移到未发生赤潮的海区。对不能移动的养殖场要提前出池，以免造成更大损失。此外，还可通过机械装置进行增氧，以防因赤潮引起的养殖生物窒息死亡的情况发生。

定义

一种元素一定数目的原子跟其他元素一定数目的原子化合的性质，叫做这种元素的化合价

①元素在相互化合时，反应物原子的个数比总是一定的。比如，一个钠原子一定是和一个氯原子结合。而一个Mg原子一定是和2个氯原子结合。如果不是这个数目比，就不能使构成离子化合物的阴阳离子和构成共价化合物分子的原子的最外电子层成为稳定结构。也就不能形成稳定的化合物。又由于原子是化学反应中不可再分的最小微粒，所以元素之间相互化合形成某种化合物时，其各元素之间变化的核外电子数目之间必是一个一定的简单整数比。

②化合价的概念就由此而来，那么元素的核外电子相互化合的数目，就决定了这种元素的化合价，化合价就是为了方便表示原子相互化合的数目而设置的。学习化合价时你应该了解化合物中元素化合价的规定。

另外，规定单质分子里，元素的化合价为零，不论离子化合物还是共价化合物，其正、负化合价的代数和均为零。

化合价的概念

元素的“化合价”是元素的一种重要性质，这种性质只有跟其他元素相化合时才表现出来。就是说，当元素以游离态存在时，即没有跟其他元素相互结合成化合物时，该元素是不表现其化合价的，因此单质中元素的化合价为“0”。例如Zn、C、H2等。

元素周期表是元素周期律用表格表达的具体形式，它反映元素原子的内部结构和它们之间相互联系的规律。元素周期表简称周期表。元素周期表有很多种表达形式，目前最常用的是维尔纳长式周期表（见书末附表）。元素周期表有7个周期，有16个族和4个区。元素在周期表中的位置能反映该元素的原子结构。周期表中同一横列元素构成一个周期。同周期元素原子的电子层数等于该周期的序数。同一纵行（第Ⅷ族包括3个纵行）的元素称“族”。族是原子内部外电子层构型的反映。例如外电子构型，IA族是ns1，IIIA族是ns2 np1，O族是ns2 np6， IIIB族是（n-1） d1·us2等。元素周期表能形象地体现元素周期律。根据元素周期表可以推测各种元素的原子结构以及元素及其化合物性质的递变规律。当年，门捷列夫根据元素周期表中未知元素的周围元素和化合物的性质，经过综合推测，成功地预言未知元素及其化合物的性质。现在科学家利用元素周期表，指导寻找制取半导体、催化剂、化学农药、新型材料的元素及化合物。

参考资料：http://baike.baidu.com/view/77198.htm

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