盤點(diǎn)這一年的核心技術(shù)：22納米光刻機(jī)、450公斤人造藍(lán)寶石、0.12毫米玻璃、大型航天器回收、盾構(gòu)機(jī)“棄殼返回”、遠(yuǎn)距離虹膜識(shí)別……哪一個(gè)不奪人眼球！

　　2018年，高新技術(shù)成果在各行各業(yè)開花結(jié)果，在提高產(chǎn)業(yè)效能的同時(shí)也為人們的生活創(chuàng)造了更多便利?？萍紕?chuàng)新主體不約而同向著“自主掌握核心技術(shù)，打破國外壟斷”的目標(biāo)前行。

　　1 智能水刀 削鐵斷金

　　10月份的第四屆軍民融合發(fā)展高技術(shù)裝備成果展上，一把神奇的水刀吸引觀眾駐足。它以水為刀刃切割各種材料，分離海綿、鑿穿巖石、削斷鋼鐵，完勝激光切割。其全名五軸五聯(lián)動(dòng)智能水刀，由上海獅邁科技有限公司（以下簡稱獅邁科技）研發(fā)生產(chǎn)，完全具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

　　水刀原理和孩子們玩的水槍很像。給普通自來水加壓到4000個(gè)大氣壓以上，迫使加壓后的水從一個(gè)小噴嘴噴射出來，形成高速射流，在這股高速射流里加入鋒利破碎的小顆粒，形成高速磨料射流。

　　水刀能量巨大，高壓水高速射流以3倍音速打向切割對象，實(shí)現(xiàn)切割。相比“前輩”激光切割，水刀切割過程是一個(gè)高速磨削加快速冷卻的過程，沒有熱損傷和熱變形，沒有煙霧和粉塵，綠色環(huán)保。簡單說，激光能切不能切的，水刀都能切。波音公司、空客公司都大量使用智能水刀進(jìn)行機(jī)械加工。

　　水刀、激光和等離子切割實(shí)現(xiàn)精密切割是難點(diǎn)。獅邁科技經(jīng)3年研發(fā)了一套獨(dú)特高品質(zhì)控制系統(tǒng)。通過采用數(shù)學(xué)模型精準(zhǔn)預(yù)測射流行走路徑上每一點(diǎn)的誤差，實(shí)現(xiàn)對射流每一步行走的速度、加速度、切割頭的偏擺角度以及射流的特性參數(shù)精確的控制，在切割效率最大化的情況下達(dá)到自動(dòng)消除誤差的高精度目標(biāo)。

　　2 虹膜識(shí)別 1.2米遠(yuǎn)兩秒搞定

　　虹膜識(shí)別是除DNA以外最可靠的生物識(shí)別技術(shù)，唯一、防偽。最開始虹膜識(shí)別要像用望遠(yuǎn)鏡一樣把眼睛貼在設(shè)備上，后來擴(kuò)大到設(shè)備半米內(nèi)識(shí)別。11月份，虹星科技正式投產(chǎn)“駕駛員生物特征識(shí)別一體機(jī)”，將虹膜識(shí)別距離拓展到1.2米，掃一眼即可，無需過多配合。

　　每個(gè)人的虹膜都獨(dú)一無二。紅外光條件下，可呈現(xiàn)豐富紋理特性，穩(wěn)定特征點(diǎn)200多個(gè)，刷眼后儀器提取出具備高區(qū)分力的特征碼，與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，這一過程稱為虹膜識(shí)別。虹膜識(shí)別的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在龐大數(shù)據(jù)庫中精準(zhǔn)找人。在監(jiān)控視頻中準(zhǔn)確找一個(gè)人，1萬的人群基數(shù)用人臉識(shí)別，10萬人以下用指紋識(shí)別，100萬個(gè)人應(yīng)當(dāng)用虹膜識(shí)別。

　　虹膜僅約1平方厘米，人臉是300平方厘米，識(shí)別難度相差300倍。距離稍遠(yuǎn)，難以采集到清晰的虹膜紋理；而且人本身的晃動(dòng)和眨眼，會(huì)讓成像存在運(yùn)動(dòng)模糊、眼皮遮擋等一系列問題。

　　虹星科技成像階段使用千萬像素以上的圖像傳感器，保證足夠的虹膜分辨率；精心計(jì)算近紅外光源的角度和強(qiáng)度，在不傷害人眼的前提下照亮虹膜紋理；將智能算法移到成像設(shè)備內(nèi)，使成像與計(jì)算協(xié)同作業(yè)；快速圖像質(zhì)量判斷算法，丟棄低質(zhì)量圖像，專注識(shí)別高質(zhì)量虹膜圖像；優(yōu)化算法，一秒處理上百張千萬像素的虹膜圖像。最終做到了1.2米距離內(nèi)2秒虹膜識(shí)別。

　　3 海底盾構(gòu)機(jī) 實(shí)現(xiàn)“功成身退”

　　打海底隧道的盾構(gòu)機(jī)，只能掘進(jìn)不能后退，價(jià)值幾千萬元的設(shè)備往往“一去不復(fù)返”。8月20日，廈門地鐵3號(hào)線海底隧道中，伴隨著最后一塊刀盤被拆下，海底的盾構(gòu)機(jī)在世界上第一次成功實(shí)現(xiàn)倒退返回。

　　盾構(gòu)機(jī)是打洞能手，它的頭是一塊布滿“牙齒”的圓盤，不停旋轉(zhuǎn)，啃掉泥土和石頭，長100多米、重約800噸的長筒身子里，有馬達(dá)和泥漿循環(huán)管道。它身后的新空間拼貼上弧形的水泥管片，隧道就此成型。但是，盾構(gòu)法施工使身后洞徑變小，所以盾構(gòu)機(jī)無法后退，通常永久封存在隧道旁的死胡同里。

　　然而廈門地鐵3號(hào)線海底隧道施工方中鐵一局城軌公司想出了一個(gè)辦法，將盾構(gòu)機(jī)拆掉運(yùn)出來。他們請專家研究出在不轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤的情況下，調(diào)整割除角度的傾斜法，攻克了刀盤拆除的難題。

　　海底隧道40℃高溫，拆機(jī)用火焰切割，相當(dāng)危險(xiǎn)。為此拆機(jī)“三班倒”，隧道內(nèi)每間隔100米還增設(shè)一臺(tái)大功率電扇通風(fēng)。拆機(jī)前的詳細(xì)交底，動(dòng)火作業(yè)前的消防設(shè)施準(zhǔn)備，動(dòng)火中的洞內(nèi)氣體實(shí)時(shí)檢測。并定制專用重載板車，解決了一次運(yùn)送65噸部件的難題。

　　最終，拆機(jī)工期不到一個(gè)月，盾構(gòu)機(jī)14000多個(gè)零部件都安全拆除，裝箱運(yùn)回倉庫。盾構(gòu)機(jī)的殼體，留在隧道里做內(nèi)壁。這創(chuàng)造了又一個(gè)中國工程之最。

　　4 人造藍(lán)寶石 450公斤破紀(jì)錄

　　2018年初，450公斤級人造藍(lán)寶石在我國誕生。拿下全球重量級別最高、單體最大的人造藍(lán)寶石晶體“桂冠”。將2017年俄羅斯保持的350公斤級世界紀(jì)錄提高了100公斤。

　　人造藍(lán)寶石是高科技生產(chǎn)領(lǐng)域的重要原材料。小到智能手機(jī)攝像頭、觸摸屏、LED燈，大到國之重器、高強(qiáng)度激光、天文觀測系統(tǒng)光學(xué)元器件，應(yīng)用日益廣泛。

　　新世紀(jì)以來，我國藍(lán)寶石生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝仍然很大程度依賴進(jìn)口，特別是我國的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品尺寸還不能滿足國防科技、國之重器的全面需求。

　　此顆人造藍(lán)寶石基于世界主流的泡生法生產(chǎn)技術(shù)。原理是先將氧化鋁原料加熱至熔點(diǎn)后形成熔湯，再以籽晶棒接觸到熔湯表面，在籽晶棒與熔湯的固液界面上開始生長和晶種相同晶體結(jié)構(gòu)的單晶，晶種以極緩慢的速度往上拉升，最后凝固成一整個(gè)單晶晶碇。

　　這一過程漫長，對爐溫控制、生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)應(yīng)用有極苛刻的要求。生產(chǎn)450公斤級產(chǎn)品，與生產(chǎn)200公斤級、350公斤級產(chǎn)品，其技術(shù)要求不在一個(gè)層面，有質(zhì)的區(qū)別。該公司總經(jīng)理張俊說：“我們的核心技術(shù)是自主研發(fā)的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備、熱產(chǎn)設(shè)計(jì)理論和微觀工藝應(yīng)用，從原材料選取、加工、生產(chǎn)，全部是中國制造。”

　　5 最薄玻璃 厚度僅0.12毫米

　　繼0.15毫米之后，中國技術(shù)人員追求極致，拉出0.12毫米的超薄電子觸控玻璃，又創(chuàng)浮法技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)最薄玻璃的世界紀(jì)錄。5月份，蚌埠中建材信息顯示材料有限公司最新一批超薄玻璃下線。

　　超薄玻璃的厚度在0.1—1.1毫米之間，可用來做手機(jī)、電腦、電視顯示屏基礎(chǔ)材料。玻璃越薄，透光性、柔韌性越好，越容易碎。但最新研制的0.12毫米超薄玻璃，被彎曲成環(huán)狀也不會(huì)折斷。

　　玻璃厚度每下降0.1毫米，增加的制作難度超乎想象。從2013年的0.3毫米下降到現(xiàn)在薄如紙片的0.12毫米，企業(yè)方解決了玻璃拉薄、微缺陷、三大熱工設(shè)備的設(shè)計(jì)制造和玻璃配方四大難題，開發(fā)了玻璃冷端的切裁、輸送以及缺陷在線檢測等一系列技術(shù)手段。

　　從0.15毫米到0.12毫米，為這肉眼幾乎無法分辨的0.03毫米，團(tuán)隊(duì)攻關(guān)2年。在熔化工藝、成型工藝、切割工藝、檢驗(yàn)包裝和裝備技術(shù)等方面，突破1000多項(xiàng)技術(shù)瓶頸后，世界最薄的0.12毫米浮法玻璃終于誕生。幾年前國內(nèi)上百條顯示面板生產(chǎn)線的玻璃和設(shè)備完全依賴進(jìn)口，現(xiàn)在國內(nèi)超薄玻璃技術(shù)國際領(lǐng)先，競爭力很強(qiáng)。顯示屏價(jià)格降下來，電子產(chǎn)品相對更實(shí)惠了。目前該公司已經(jīng)開始著手研發(fā)0.1毫米超薄玻璃。