中国经济导报 中国发展网 吴军辉 摄影记者 王敏 报道
3月28日，天津市科学技术奖励大会在天津礼堂隆重召开。本年度天津市自然科学一等奖仅颁发给3项科技成果，其中两项“花落”南开。在南开大学的10项获奖成果中，以第一完成单位获奖4项，除2项自然科学一等奖外，还有技术发明二等奖1项、科技进步二等奖1项。
图为南开大学荣获市自然科学一等奖代表陈军教授(左)、刘伟伟教授(右)
该校化学学院教授陈军领衔完成的“微纳结构与电化学能源器件”项目、电子信息与光学工程学院教授刘伟伟领衔完成的“超快激光与物质相互作用机制、调控及应用研究”项目获2016年度自然科学一等奖。
南开大学计算机与控制工程学院教授刘景泰领衔完成的项目“三维真彩色喷绘机器人”获技术发明二等奖。生命科学学院教授赵强领衔完成的项目“糖尿病并发心血管疾病新型疗法的基础与应用研究”获科技进步二等奖。
此外，南开大学作为合作单位参与完成的项目还获得科技进步一等奖1项、二等奖2项、三等奖3项。
据悉，2016年度天津共有189个项目获得科学技术奖。其中，自然科学奖4项，技术发明奖8项，科技进步奖177项。
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2016年度天津市自然科学一等奖
“微纳结构与电化学能源器件”项目介绍
“微纳结构与电化学能源器件”项目属于固体化学、纳米材料化学、电化学和能源化学的前沿交叉学科领域。针对电化学能源器件电极材料等存在活性低、能量低和安全隐患等问题，项目开展微纳结构与电化学能源器件研究，取得的主要创新成果如下：
1)系统研究了尖晶石微纳结构的可控制备与电催化性能。传统固相高温烧结法制备尖晶石材料耗能耗时，产物尺寸和形貌难控制、尺寸大、比表面小、催化活性低，电催化氧还原/氧析出构效关系不明确。提出"还原-转晶"新方法，实现了AMn2O4 (A=Co,Mg,Zn)等系列尖晶石的可控制备，获得了尺寸小、比表面积大、活性高的尖晶石纳米晶，揭示该类尖晶石微纳结构电催化氧还原/氧析出是氧缺陷诱导的电荷转移过程，阐明晶型、价态、化学计量比与电催化性能的关联规律，构建10Ah可充(呼吸)金属空气电池，为高效非铂催化剂研制及在可呼吸金属空气电池、氢氧燃料电池应用提供了新策略。
2.深入研究了微纳结构电极材料的设计制备与电化学储锂/镁性能。设计制备了多孔锰/钒氧化物材料、Sn/C、Mg等微纳结构材料，抑制了体相结构畸变，保持了表界面结构与循环稳定性。其中尖晶石-富锂层状锰基材料具有高电压+高容量特性，5C循环500周后容量保持率91%，组装33Ah-3.6V电池性能优异;超细纳米Sn/C材料0.2A/g循环200周容量保持722 mAh/g;微纳结构嵌镁容量170mAh/g，稳定性得到提升，构筑了新型镁电池(100Ah)。这为高比容量、大倍率、长寿命锂/镁电池研制提供了新思路。
2016年度天津市自然科学一等奖
“超快激光与物质相互作用机制、调控及应用研究”项目介绍
“超快激光与物质相互作用机制、调控及应用研究”项目属于光学工程领域，开展超快光子学、信息光学、分子光谱学与等离子科学的前沿交叉研究。
由于超快时间尺度(对应分子、电子运动时间)和超高激光强度(可轻易击穿任何物质)，超快激光与物质相互作用包含丰富的线性和非线性光学效应，这些效应相互竞争、相互制约，体现出高度非线性和极端不稳定性。这阻碍了相关基础理论研究的发展，并造成其难以广泛应用。
为解决驾驭超快激光与物质相互作用这一关键科学问题，项目主要研究内容包括：深入研究超快激光与物质相互作用的物理机制和非线性动力学过程，建立有效抑制调制不稳定性的相干调控原理，探索突破时空尺度极限的创新性应用。
本项目的主要创新点在于：(1)在超高光强(~1014 W/cm2，相当于太阳辐照到地球光强的1015倍)、飞秒尺度(10-15秒，百万亿分之一秒)和超宽电磁波波长范围(0.3微米~3厘米)极端实验条件下研究激光与物质相互作用非线性动力学机制，为实验研究和调控方法发展提供理论指导。(2)相干调控原理研究紧密围绕远程应用需求，成果实现百米量级超快过程、超高光强调控，为推动远程大气污染激光探测技术、远程激光通讯等实际应用提供物理基础。(3)创新应用探索凸显超快时间尺度和空间超分辨能力并举的调控能力，取得了曝光时间短至50飞秒的超分辨显微成像以及太赫兹波超分辨显微成像(分辨率达到四十分之一波长)等成果，有望应用于癌症早期检测等。
应用推广方面，项目发表SCI收录论文47篇， SCI他引213次。项目研究成果受到了国际同行广泛关注，研究工作的挑战性和开创性被《自然》子刊、美国光学学会会刊、美国物理学会会刊、英国皇家物理学会会刊等权威学术期刊所肯定，成果被这些权威期刊遴选为年度亮点论文、封面及封底彩图等。项目组在国际主流学术会议做30多次特邀或主题报告。
项目同时促进了高水平科研人才培养。项目第一完成人刘伟伟获得中国光学学会最高奖“王大珩光学奖-中青年科技人员光学奖”，及全国“最美青年科技工作者”、“科学中国人(2015)年度人物”等荣誉。项目培养2名博士生则获得“王大珩光学奖-学生奖”。
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