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  记者从中科院技术生物与农业工程研究所获悉,该所研究员吴正岩课题组近期利用废旧纸箱研制出一种高效去除水体中重金属的纳米复合材料,为重金属污染修复和废弃纸箱循环利用提供了新思路。美国化学会学术期刊《朗缪尔》日前发表了该成果。  当前,水体重金属污染现象时有发生,其中六价铬是一种常见的、严重威胁人体健康的重金属离子,业界需要低成本、高效的六价铬污染修复技术。  近期,吴正岩课题组利用废旧纸箱作为前驱体制备出一种微米碳球,可作为载体负载零价纳米铁,有效提高其分散性。据介绍,该复合材料可高效去除水体中的六价铬,控制其迁移,抑制其被植物吸收。同时工艺简单、成本低,具有较高的应用价值。

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  5月22日,由中国科学院西安光学精密机械研究所承担的国家重大科研装备研制项目“高性能条纹相机的研制”通过验收。中科院副院长、党组成员张涛出席验收会。验收专家组由中国工程院院士、中科院合肥物质科学研究院研究员刘文清担任组长。项目顺利通过验收,标志着我国具有自主知识产权的高性能条纹相机进入实用化水平。  条纹相机是同时具备超高时间分辨(fs–ps级)与高空间分辨(μm级)的唯一高端科学测量与诊断仪器,在时间分辨的超快现象研究中发挥着难以替代的作用。条纹相机的研制涉及光学、光电子、超快电子学、微电子学、精密机械和计算机等多门学科,研制起点高、难度大,目前国内只有少数单位具备初步研发能力。作为十分敏感的尖端技术,条纹相机的国际学术研究成果及器件设备的共享性很低,国外相关的技术对我国实行严格的封锁,对条纹相机也实行严格的出口管制。  2012年1月起,在中科院和财政部的策划支持下,中科院西安光机所启动了“高性能条纹相机的研制”项目,针对高性能条纹相机的时间分辨率、动态范围和同步频率三个主要技术指标的提升,解决了条纹相机制备过程中存在的各种工艺问题和工程实施难题,在行波偏转板前置短磁聚焦电子光学系统设计、各向异性聚焦电子光学系统设计、高性能光电阴极制作工艺、真空转移密封工艺、超快斜坡脉冲产生电路、电子脉冲时空调制技术等关键技术领域取得了系列突破,取得了多项创新性成果。  项目的研制成功,对我国精密测量仪器水平的提高以及打破国际封锁、替代进口、实现超快诊断相关技术与仪器的自主研制生产、满足国家重大工程、国家战略高技术及前沿科学领域的需求具有极其重要的战略性推动作用,解决了我国条纹相机这一高端科学仪器受制于人的窘境。  张涛在讲话中充分肯定了项目所取得的成果,指出项目团队应再接再厉,以项目验收作为新的工作起点,持续推动核心关键技术突破,保持仪器设备的核心竞争力;要进一步加强仪器设备的科学应用,促进重大科研成果产出;尽早实现研制仪器的产业化推广,更好地服务国家基础前沿研究,满足国际战略需求。西安光机所研制的高性能系列条纹相机条纹相机相关器件

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  6月1日,中国科学院第十九次院士大会在北京闭幕。中科院院长、学部主席团执行主席白春礼发表重要讲话,全面总结了本次院士大会有关情况,对贯彻落实本次大会精神作了部署。  白春礼说,在这次大会上,习近平总书记、李克强总理发表了重要讲话,刘鹤副总理作了重要报告,充分体现了党中央、国务院对两院工作的高度重视、对两院院士的亲切关怀、对科技创新支撑经济社会发展的殷切期望。全国科技和教育工作者受到极大鼓舞和激励。这次大会必将进一步激发全体院士团结奋斗的积极性、创造性,以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,满怀豪情地投身科技创新事业,饱含热情地参与学部各项建设,直面挑战,破解难题,为加快建设创新型国家和世界科技强国、夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利而奋斗。  白春礼指出,科学有永无止境的前沿,创新需勇往直前的勇气。越是跻身科学前沿,越是面对国家转型发展重大挑战,越是需要科学前瞻、敏锐研判、准确选择攀登和着力的方向。我们要贯彻落实总书记要求,团结全国科技力量,把握世界科技发展大势,围绕建设世界科技强国,敏锐抓住科技革命方向,大力推动科技跨越发展,勇攀科技高峰。  白春礼强调,要深入贯彻落实党的十九大精神,深入贯彻落实党中央、国务院《关于加强中国特色新型智库建设的意见》,进一步发挥学部跨学科、超脱部门利益等综合优势,凝聚全院乃至全国科技界的智慧和力量,为国家宏观决策提供科学依据、咨询意见和智力支持,为推进党和国家科学决策、民主决策、依法决策,推进国家治理体系和治理能力现代化贡献更多智慧和力量。  “学高为师,身正为范。”白春礼指出,院士享有最高学术称号的荣誉,理应具有更高的道德修养和品行风范,理应承担更多的社会责任。希望大家发挥院士群体明德楷模作用,从我做起,以更高的标准要求自己,永远纤尘不染,保持一身正气。弘扬科学精神,传播科学思想,助力全社会形成讲科学、爱科学、学科学、用科学的风尚。  白春礼强调,学部要发挥在高层次人才遴选方面的示范引领作用,及时将在科学技术领域做出系统的、创造性成就和重大贡献的优秀科学家选进院士队伍。希望院士们将培养优秀人才放在与自己继续从事科技创新工作同等重要的位置,发扬提携后学的优良传统,大力激发青年科技人才的创新活力,为拔尖创新人才脱颖而出铺路搭桥,形成薪火相传、人才辈出的生动局面。  白春礼指出,这次院士大会,院士们对修订《中国科学院院士章程》提出了许多意见建议。学部主席团将积极稳妥修订好《院士章程》,系统梳理学部制定的工作规则、工作办法、院士自律准则、院士增选行为规范、院士违反科学道德行为处理办法,等等,建立健全学部咨询评议、支撑体系建设、学科发展战略研究、科学文化建设等方面的规章,为学部工作的开展提供制度保障。  白春礼强调,在我国日益走近世界舞台中央的时代,越来越需要我国科学家为人类文明进步作出更大贡献,越来越需要我国科学家在国际上发挥重要作用。广大院士要进一步推进科技外交工作,推进创新开放合作,为解决人类问题贡献中国智慧和中国方案,为推动构建人类命运共同体提供科学思想和行动示范。  “今天是学部成立63周年纪念日,我们要不忘初心,牢记使命,追比前贤,继续前进。”白春礼强调,广大院士要紧密团结在以习近平同志为核心的党中央周围,以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,求真务实、开拓创新、团结奋进,为加快建设创新型国家和世界科技强国、夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利作出新的更大贡献。  据了解,中科院第十九次院士大会审议通过了学部主席团工作报告和各专门委员会、各学部常委会工作报告,召开了第六届学部学术年会,颁发了2018年度陈嘉庚科学奖和陈嘉庚青年科学奖,并结合学部职能定位深入讨论了院士章程修订、院士队伍建设、科技智库建设等工作。

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500米口径球面射电望远镜FAST之上的星空。FAST摄影团队提供500米口径球面射电望远镜FAST反射面上的测量靶标。FAST摄影团队提供  事情和想象的并不一样。  “今天晚上从9点55分开始观测,持续到明天早上8点30分。” 记者终于争取到进入FAST基地总控制室体验望远镜观测的机会,决定瞪大眼睛熬一整夜。  前不久,中国科学院国家天文台刚宣布了一个喜讯——500米口径球面射电望远镜(FAST)首次发现毫秒脉冲星,再次激发了大家对天文的热情,于是中国青年报·中青在线记者前往贵州,揭秘发现脉冲星背后的故事。  但这个100平方米左右的总控制室太让人意外了——这里没有严阵以待穿着统一制服的工作人员,没有会变出奇异图形或复杂代码同时还闪着各种不同颜色光的大屏幕,没有紧张的口令,没有急促的脚步声,也没有击掌和欢呼声……只有一排电脑安静地端坐在桌子上,和一个同样安静地端坐在电脑前的年轻小伙子。  “你的同事还没来吗?”记者试探着问。  “他们输入完观测数据已经走了。我一会儿写完总结也走了。” 小伙子叫李志恒,操作笔记本电脑,身穿白T恤衫和牛仔裤,是FAST调试组的一名工程师。  9点55分到了。从遥远的太空传来的电磁波无声无息地落在群山环抱的大窝凼里,然后转换为信号静谧地流淌进计算机集群,计算机沉默地跑着数据,凭借调试人员设计的程序努力辨别脉冲星信号。  原来,那些惊天动地的新发现诞生得这么安静。  与脉冲星有关的中国故事,就从这个万籁俱寂的地方开始。  两位学者之争论  古今中外,总有一些人想弄明白这几件事:我们从哪儿来?宇宙有多大?最小的粒子有多小?  在贵州的深山里,就有这么一群人。  写完工作总结的李志恒打开一款名为Stellarium的天象模拟软件,展示出一片效果逼真的太空。“我们的工作有点像淘金。” 他指着银河系的繁星对记者说。  目前全球经认证的脉冲星共有2600多颗,它们可以成为人们研究“最小粒子”的实验室、帮忙探索宇宙到底有没有边界等。这种能对人类认知宇宙产生巨大帮助的天体就像金子一样稀有和珍贵。  只是,在2016年FAST落成启用之前,这项为人类天文事业“淘金”的工作中国还没有成为主力。为此,FAST的总工程师南仁东生前说:“别人都有大射电望远镜,我们没有,我挺想试一试。”  20世纪90年代初,在国家天文台工作的南仁东最初将中国的大射电望远镜梦寄托在了平方公里阵列望远镜SKA身上。那是一项大型国际科研合作项目,其技术路线是将上千个反射面天线和100万个低频天线组成一个超过100万平方米的接收区域,收集来自宇宙的电磁波信号。  当时在国际射电天文圈里有两张活跃的中国面孔,一个是南仁东,另一个是他的师弟,后来成为FAST工程副经理的彭勃。他俩轮流飞往国外参加研讨,执着地想将SKA的建设引入中国,别人笑称彭勃是“SKA独立大队”、南仁东是“SKA独立支撑”。  但有天这两个互为支柱的人吵起来了。  这条路越往前走南仁东越觉得走不通,他开始反对在中国建SKA。“把SKA弄过来,弄死你我,都弄不成!” 他跟彭勃说,南仁东的学术风格以“谨慎保守”著称。  “先弄过来!弄死你我,还有后来人!” 彭勃和南仁东正好相反,他外号叫“彭大将军”,出了名的敢想敢说敢干。  而后经过多次争论和多方论证,南仁东和彭勃的同门师兄,天文学家吴盛殷计算出,在中国建设一个约500米口径的射电望远镜最合适,既能超越已有设备,又现实可行。大家便统一想法,将SKA的梦想,嫁接到现如今的FAST身上。  于是一群对探索终极问题有热忱的人开始创业。  为了解决望远镜的支撑问题,他们需要找到一个天然的“大坑”,让望远镜像一口锅一样“坐”在里面;为了解决电磁波信号接收机,即馈源舱的移动问题,他们需要设计一个可靠又省钱的机械结构;为了让望远镜能够在最大范围内灵活追踪天上的目标,他们需要望远镜反射面能动——正是这些挑战,逼出了FAST的三大技术创新。  梦想裹挟着创新的风险一步一步把时间的坐标推到今天。他们成功了,FAST成为世界上最灵敏的射电望远镜。  不过FAST工程团队名单上前三位中,南仁东和吴盛殷已去世,当年算得上是年轻人的彭勃也戴上了老花镜。  彭勃记得他早年作为留学生代表接受德国电视节目采访时说:“中国也要在望远镜灵敏度发展曲线坐标图里点个点!” 朋友听了这话私下跟他说:“你敢在德国吹牛。要点个点,就必须做第一,当世界老大。”  “当老大就当老大!” 他回答说。从FAST的想法成形,到今天成为全球最灵敏的宇宙“淘金”设备,过去了20年,尽管时间长了些,但彭勃并没有吹牛。  “那个造望远镜的过程就像怀孕。” 准备收工的李志恒告诉记者,他回头看了一眼总控室的监测屏幕,接着说:“我们现在调试的过程,相当于要把这个孩子养育成才。”  时间来到2018年,更年轻的人们继续探寻终极问题的答案。  无先例可循  FAST调试组正式成立于2017年4月,成员数10人,80后岳友岭是调试组的负责人之一。调试组成员大多是FAST团队中的第二代和第三代人,也是现在的中坚力量。  当年FAST令人骄傲的三项自主创新延伸至今,便意味着调试工作在国际上“无先例可循”。这些平均年龄30多岁的科学家和工程师,正小心翼翼地为射电天文观测开辟一种新的、中国的解决方案。  “简单来说,FAST相当于人类感官的延伸。”总控室里的计算机集群嗡嗡作响,晚上11点多,李志恒继续搜肠刮肚地打比方。  我们的感官无法识别和处理宇宙中的天体传来的电磁波信号,FAST的运行系统就充当了媒介的角色,它将信号收集、处理、再翻译成人类能理解的形式。  但中间这个转换的过程非常复杂。拿观测脉冲星来说,天体呈周期性发射的微弱的电磁波射向地球,有一部分落在FAST的反射面上,反射面将这种电信号汇聚到馈源舱接收机处,接收机将电信号转换成光信号,通过光缆将光信号传回总控室,再把光信号转换回电信号,进而转换成数字信号,计算机集群就根据事先设定好的程序将这些数字信号储存、计算,最终结合科学家的分析,识别出能够代表脉冲星的一串特殊的信息。  由于FAST的技术路线新颖,以上每两个逗号之间,都有难以计数的问题等着调试人员去解决。  岳友岭告诉中国青年报·中青在线记者:“截至去年年底,望远镜的功能性调试任务都已经完成,此后一直在调试性能。望远镜性能的提升,就是精度的提高。”  所以他们现在的日常工作是白天“抠精度”,晚上试观测。  远看FAST就像一口直径500米的大锅,“锅沿儿”上伫立着6个百米高塔,每个塔伸出一条钢索,6根钢索提着一个形状不规则的白色舱室移动,舱室的下方是由4450块三角形面板拼成的“锅面”,而“锅底”还有数千根钢索织成的索网,用来支撑这口“大锅”和牵引“锅面”运动。  让这个庞大的装置达到豪米级精度殊为不易。“抠精度”的过程,可谓险、难、繁、重。大家经常卡在某个问题上,“一卡就是一两个月”。  例如,FAST主动反射面的面板与面板之间有2225个节点,柔性钢索拉动节点位置运动以带动面板运动,形成不同的抛物面,以达到反射面能够“跟踪”的效果。每根钢索靠插在大窝凼草丛中的液压杆促动器驱动。工程师张志伟就管理着这2225个促动器。调试以来,“通信延迟”、下雨、大雾、鼠蚁作乱等状况频频发生,为了让反射面面板“听话”,张志伟他们在一年多的时间里设计出了上千套参数,以应对各种反射面变形需求。现在反射面节点的理论位置和实际位置误差被控制在了5毫米以内。  再如,在精度达标的情况下,FAST采集到的数据就成了科学家可靠的分析资料,他们和他们设计的算法一起,在海量数据里搜索脉冲星的身影。但难就难在,尽管世人已知脉冲星可以发出周期性信号,可并不知道这个周期到底是多少,“可能是0.01秒、0.011秒、0.1秒……” 岳友岭说,因此科学家们需要不停地改进算法,去排查各种可能的周期,工作量着实不小。  岳友岭认为,FAST调试进度很难量化,尽管试观测效果已经超越了现有的其他射电望远镜,但要达到“好用”,还要解决数不清的问题。  “我们不怕折磨,我们能找出问题出在哪儿,就是需要想办法解决。”调试中遇到的“麻烦”在岳友岭眼里,都可以用“有趣”来形容。  岳友岭是个爱动手的天文专业博士后,38岁就头发花白,但仍有一双18岁的眼睛,里面写着理想和激情。他不觉得自己苦,“立下汗马功劳的是那些年轻人”。  我们也挺伟大的  在调试工作中,岳友岭的角色是站在望远镜硬件调试和搜索脉冲星算法的衔接处,负责确保信号准确无误地从望远镜流入到算法中。  现在岳友岭隔三岔五从北京跑一次贵州,打扮得像个风尘仆仆的背包客。他就属于那种乐于追求人类终极问题的人。  他可以耐着性子从FAST讲到脉冲星讲到引力波再讲到黑洞,绕一圈再讲回FAST,连续讲两个小时,只是一谈到自己就支吾不清。你要问他为什么这么喜欢留在FAST孜孜不倦地解决各种“麻烦”,他只能拍着大腿幸福地重复三遍:“我觉得这个事情特别有意思……就是特别有趣!就是……就是……就是你小时候学过的那些事,现在终于可以自己亲手做了!”  南仁东和彭勃把自己的人生倾注在FAST上20年,岳友岭和张志伟他们也已经干了快10年,在这些“牛人”面前,李志恒觉得自己就像“小蚂蚁”一样微不足道。但他在这项举世瞩目的大工程里,也找到了自己的价值感。  和李志恒在总控室里的谈话一直进行到夜里12点,话题从“谈技术”转移到“谈人生”和“谈理想”。  “为什么说自己像蚂蚁?” 记者问。  “我们做的其实都是很小、很基本的事情。” FAST团队里像李志恒一样做基础工作的人很多,他觉得:“大家就像蚂蚁搬家一样,举起块石头都不知道是谁出的力,但少了谁也不行。”  趁着喘气的空当,他把写好的工作总结放在邮件里发给了上级。  “发现脉冲星的时候你兴奋吗?” 记者问。  “兴奋?是遗憾吧!” 这是他的第一反应。  “我们探测到第一颗脉冲星候选体时没有立刻跟南老师说,等到被认证了才告诉他,发出的那封邮件他再也没回过。” 李志恒说,“南老师知道这个孩子会走了,会跑了,但没亲眼看到他拿奖。”  2017年10月10日,中国科学院国家天文台宣布FAST取得首批成果——其探测到的脉冲星候选体中有6颗已通过国际认证,这是中国射电望远镜首次新发现脉冲星。而南仁东逝世于9月15日。  “不过,也还是会高兴。” 李志恒又想了想说。  宇宙之浩瀚难以想象。可观测的宇宙中含有1000亿个像银河系这样的星系,而人类所在的银河系中含有1000亿个像太阳一样的恒星。可想而知,这些天体发出的电磁波穿越遥远的时空传到地球上时已十分微弱。射电天文事业从上世纪60年代发展至今,接收到的电磁波都加在一起转换成热量,也烧不热一杯咖啡。  李志恒觉得,尽管人类的感官没办法直接感知宇宙中如此微弱的信号,“却能凭着自己的一小坨脑花”,想出各种办法去探知宇宙里发生的事情,“有时候想想,我们也挺伟大的”!  第二天下午,李志恒所说的“蚂蚁”工程师陆续聚到总控室,做当天的观测准备工作,继续以“蚂蚁搬家”的方式,为射电天文科学的发展探索中国解决方案。  目前,FAST发现的脉冲星已超过15颗,接下来,它将从脉冲星“专业户”转型成多栖“观天利器”。  最近,“天眼”将“眼珠”升级,安装了新的馈源——目前世界上唯一一台十九波束接收机。这个新装备与原来的单波束接收机相比,不仅可以将FAST的巡天效率提高数倍,还能够实现多科学目标同时观测。  这意味着,未来不仅在脉冲星,而且在中性氢等天文观测成果中,会产生更多的中国故事。

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  牛是人类的老朋友,它们在数千年来的文明发展进程中占有重要地位,但牛属动物中的很多关键科学问题长期困扰着人们。中科院昆明动物研究所的研究人员利用大规模基因组数据,最新阐明了基因交流在牛属动物的驯化以及环境适应中的重要作用。  牛属现存物种包括普通牛、瘤牛、大额牛、印度野牛、爪哇野牛、牦牛、欧洲野牛和美洲野牛等等。历史上,家养动物伴随着人类迁徙到世界各地。在这个过程中,家养牛会与当地各种野生牛近缘种相遇,从而发生杂交促使基因交流的发生。  昆明动物研究所张亚平研究员、吴东东研究员课题组发现,分布在青藏高原上的牦牛与藏黄牛之间存在显著的基因交流。在家牛中,受选择作用影响,与毛色相关的基因通过交流被导入到了牦牛基因组中,部分藏黄牛基因组中的低氧诱导通路基因则又从牦牛中获得,这也意味着藏黄牛通过“拿来主义”,从牦牛中快速获得适应高原低氧环境的遗传变异。研究结果表明,基因交流是物种适应环境的重要方式之一,同时也是野生物种驯化的重要手段。  研究人员还对大额牛、印度野牛、爪哇野牛、欧洲野牛和美洲野牛进行了全基因组高覆盖测序。分析发现牛属之间存在广泛的基因交流,并挖掘出瘤牛与爪哇野牛驯化种巴厘牛、瘤牛与大额牛发生基因交流的区域,发现许多神经系统基因、免疫系统基因从瘤牛扩散至巴厘牛以及大额牛中。考虑到瘤牛的驯化时间较长,神经系统基因的快速进化是家养动物被成功驯化的关键,他们推测基因交流在促进动物被成功驯化的过程中起到重要的作用。  相关成果已发表在最新一期的国际权威期刊《自然生态与进化》上。

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  记者从国防科工局、国家航天局获悉,6月2日12时13分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射高分专项高分六号卫星。高分六号是一颗低轨光学遥感卫星,也是我国首颗精准农业观测的高分卫星,具有高分辨率和宽覆盖相结合的特点,将与在轨的高分一号卫星组网运行,大幅提高对农业、林业、草原等资源监测能力,为农业农村发展、生态文明建设等重大需求提供遥感数据支撑。中国科学院在卫星载荷研制、遥感数据接收方面作出了重要贡献。  高分六号卫星具有高分辨率、宽覆盖、高质量成像、高效能成像、国产化率高等特点,设计寿命8年,配置2米全色/8米多光谱高分辨率相机、16米多光谱中分辨率宽幅相机,2米全色/8米多光谱相机观测幅宽90公里,16米多光谱相机观测幅宽800公里。高分六号还实现了8谱段CMOS探测器的国产化研制,国内首次增加了能够有效反映作物特有光谱特性的“红边”波段。  通俗地讲,卫星相当于高挂在地球上空的巨大相机。空间分辨率是指从卫星照片上能辨别地面目标的最小尺寸。时间分辨率是指卫星重复观察同一地面物体所需要的时间。光谱分辨率是指遥感器接受目标辐射时能分辨的最小波长间隔,地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征,光谱因此被视为辨别物质的“指纹”。一般而言,空间分辨率和时间分辨率是一对“冤家”,需要牺牲一方来保证另一方,但高分六号卫星实现了这两点的优化组合,具备中高分辨率和宽幅成像能力的结合,可满足多种空间分辨率、多种光谱分辨率、多源遥感数据需求。  中国科学院长春光学精密机械与物理研究所承担了该卫星全部有效载荷的研制任务。其中,宽幅相机(16米分辨率)是国内首次采用自由曲面离轴四反光学系统,实现了850公里超大幅宽成像;同时首次采用国产长线阵CMOS图像传感器,实现了8谱段的光谱成像,其中红边谱段成像在国内尚属首次。高分相机(2米/8米分辨率)采用大视场离轴三反光学系统和零畸变的光学设计,具有优异的成像质量、信噪比和几何精度,采用动态成像提升技术使相机的像移匹配更加精准,可获得95公里幅宽的2米全色、8米多光谱图像数据。中国科学院遥感与数字地球研究所承担了包括高分六号在内的系列卫星数据接收任务,支持卫星在轨运行期间遥感数据准确及时下传。  高分六号与高分一号组网运行后,将使遥感数据获取的时间分辨率从4天缩短到两天。国防科工局将联合农业农村部、国家林业和草原局、应急管理部等主要用户部门,利用卫星获取的数据,积极在农业资源监测、林业资源调查、防灾减灾救灾等行业以及首都圈、新疆等区域开展应用示范。高分专项实施以来,农业农村部利用高分卫星遥感数据在农业常规监测、农业资源调查等领域开展广泛应用,取得了积极成效。高分一号等系列卫星提供的高时空分辨率遥感数据,使农业资源调查的范围扩大、频率提高、精度提升、成本降低。特别是在年度全国冬小麦、北方水稻等作物种植面积变化监测、资源本底调查中,高分卫星数据已全部取代国外同类数据。

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