诺奖中那些“卡咱脖子的科学技术”

6 航空钢材

中国是钢材大国，但顶尖的航空钢材使用范围最广的是美国采用真空热处理技术制造的300M钢，国产超强度钢材会出现 点状缺陷 、 硫化物夹杂 、 粗晶 、 内部裂纹 、 热处理渗氢 等问题。有人说，中国其实造不好一个螺丝钉，也不是完全没有道理的。中国是制造大国，但一旦涉及 顶尖领域 就大打折扣。

在此领域获得诺贝尔奖的科学家有：

法国科学家皮埃尔-吉勒·德热纳Pierre-Gilles de Gennes，推广液晶和聚合物的研究领域中在1991年获得诺贝尔物理学奖

7 光刻胶

我国虽然已成为世界半导体生产大国，但基础性的 面板产业 整体产业链仍较为落后。目前，我国 LCD用光刻胶 几乎全部依赖进口，核心技术至今被德国、日本等企业所 垄断 。因为开发所涉及的技术难题众多，所以要自主研发生产，技术难度非常之高。

在此领域获得诺贝尔奖的科学家有：

德国科学家施陶丁格Hermann Staudinger，发明相衬显微镜在1953年获诺贝尔化学奖

8 透射式电镜

冷冻电镜 可以拍摄微观结构高清3d“彩照”，是 生命科学研究 的利器，透射式电镜的生产能力是冷冻电镜制造能力的基础之一。中国的蛋白质3D高清照片,全部 依赖进口 透射式电镜。

目前世界上生产透射电镜的厂商只有3家，国内没有一家企业能够生产。

在此领域获得诺贝尔奖的科学家有：

瑞士科学家雅克·杜波切特Jacques Dubochet、德国科学家阿希姆·弗兰克Joachim Frank和英国科学家理查德·亨德森Richard Henderson，在开发冷冻电子显微镜领域于2017年获得诺贝尔化学奖

9 锂电池隔膜

国产锂离子电池在核心材料中， 隔膜仍然是短板 ，高端隔膜技术具有相当高的门槛，不仅要投入巨额的资金，还需要有强大的研发和生产团队、纯熟的工艺技术和高水平的生产线。我国高端隔膜目前依然 大量依赖进口 。

在此领域获得诺贝尔奖的科学家有：

日本科学家吉野彰Akira Yoshino、美国科学家约翰·B·古迪纳夫John B. Goodenough和英国科学家斯坦利·威廷汉M. Stanley Whittingham，在锂离子电池研发领域的贡献于2019年获得诺贝尔化学奖

10 医学影像设备元器件

目前国产医学影像设备的大部分元件依赖于进口，在传统医学成像专利上美国不仅比我们 早二十年 ，数量也是我国的 10倍 ，整个产业已经完全掌握在外企手里，而中国的占比已经微不足道。

在此领域获得诺贝尔奖的科学家有：

美国科学家费利克斯·布洛赫Felix Bloch及爱德华·米尔斯·珀塞尔Edward Mills Purcell，在核磁精密测量领域于1952年获得诺贝尔物理学奖

瑞士科学家理查德·恩斯特Richard R. Ernst，在对化学体系中电子转移反应理论的贡献于1991年获得诺贝尔化学奖

11 环氧树脂

碳纤维其中一个关键的复合辅材是 环氧树脂 ，但目前国内生产的高端碳纤维，所使用的环氧树脂全部都是进口的。目前，我国已能生产T800等较高端的碳纤维，但日本东丽掌握这一技术的时间是 上世纪90年代 ，可见我国高端环氧树脂产业落后于国际的情况更为严重。

在此领域获得诺贝尔奖的科学家有：

美国科学家艾伦·J·黑格Alan Heeger、美国科学家艾伦·G·马克迪尔米德Alan MacDiarmid和日本科学家白川英树Hideki Shirakawa，因发现和发展了导电聚合物于2000年获得诺贝尔化学奖

12 扫描电镜

每年我国花费超过 1亿美元 采购的几百台扫描电镜中，主要产自美、日、德和捷克等国，而国产扫描电镜只占 约5%—10% 。而高质量电子光学系统生产困难科研、透镜内探测器设计难度较大以及低电压分辨率需要突破等都是我国正面临着的困难。

在此领域获得诺贝尔奖的科学家有：

德国科学家恩斯特·鲁斯卡Ernst Ruska，设计出第一台电子显微镜，在1986年获得诺贝尔物理学奖

德国科学家格尔德·宾宁Gerd Binnig与瑞士科学家海因里希·罗雷尔Heinrich Rohrer研制扫描隧道显微镜，于1986年获得诺贝尔物理学奖

美国科学家埃里克·白兹格Eric Betzig、德国科学家斯特凡·W·赫尔Stefan W. Hell和美国科学家威廉姆·艾斯科·莫尔纳尔William E. Moerner，在超分辨率荧光显微技术领域取得的成就于2014年获得诺贝尔化学奖

费米能级钉扎效应是半导体物理中的一个重要概念。本来半导体中的Fermi能级是容易发生位置变化的。例如，掺入施主杂质即可使Fermi能级移向导带底，半导体变成为n型半导体；掺入受主杂质即可使Fermi能级移向价带顶，半导体变成为p型半导体。但是，若Fermi能级不能因为掺杂等而发生位置变化的话，那么就称这种情况为费米能级钉扎效应。在这种效应起作用的时候，往半导体中即使掺入很多的施主或者受主，但不能激活（即不能提供载流子），故也不能改变半导体的型号，也因此难于通过杂质补偿来制作出pn结。产生费米能级钉扎效应的原因，与材料的本性有关。宽禁带半导体（GaN、SiC等）就是一个典型的例子，这种半导体一般只能制备成n型或p型的半导体，掺杂不能改变其型号（即Fermi能级不能移动），故称为单极性半导体。一般，离子性较强的半导体（如Ⅱ-Ⅵ族半导体，CdS、ZnO、ZnSe、CdSe）就往往是单极性半导体。这主要是由于其中存在大量带电缺陷，使得费米能级被钉扎住所造成的。正因为如此，采用GaN来制作发兰光的二极管时，先前就遇到了很大的困难，后来通过特殊的退火措施才激活了掺入的施主或受主杂质，获得了pn结——制作出了发兰色光的二极管。非晶态半导体也往往存在费米能级钉扎效应。制作出的非晶态半导体多是高阻材料,Fermi能级不能因掺杂而移动，这也是由于其中有大量缺陷的关系。此外，半导体表面态密度较大时也往往造成费米能级钉扎效应。这在M-S系统和MOS系统中起着重要的作用。

很久以前日本有个年轻人叫盛田昭夫，自己做了一批半导体要到美国出售，别人嘲笑他说：”你做的东西美国人十年前就不用了。“但是盛田昭夫愣头青一个，说什么都要试试，借钱和朋友去了美国，2000台半导体，5周卖出去15个，惨败而归，并且负债累累。但是盛田昭夫没有消沉，回来之后痛定思痛，对自己东西进行改良。一年半以后又到处筹钱杀回了美国，7天之内1500台半导体全部卖光，从此以后世界记住了一个名字，就是SONY。

中国人总嘲笑日本人傻了吧唧的愣头青性格，当年竟然胆敢挑战美国，以d丸之国百万之众意图鲸吞亚洲。但是也就是日本人这种什么都想试试的性格，让他们在世界列强中上有一席之地，以至于人均收入一度超越美国，创出了很多世界大品牌，而且就连美国人都承认，如果不是广告效应，单论口碑，谁能卖不过日本商品。

日本被戏称自己为螺丝钉帝国，日本人保证每一个螺丝钉都几十年不坏。二战日本意图吞拼亚洲失败，但是在商业帝国上，日本人杀出了更大的版图。

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