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《尋找新質(zhì)生產(chǎn)力》融媒體專欄

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　　新海南客戶端、南海網(wǎng)3月25日消息（記者 黃婷 實習(xí)生 馮蘭茜）在海南大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院實驗室，由20臺電腦組成的高性能計算機集群正在“嗡嗡”運行。別看這些機器外觀笨重，它的性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通電腦。在海南大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院吳道雄副研究員眼中，它是最重要的工作伙伴。只需用自己的辦公電腦連接高性能計算機集群，吳道雄就可隨時隨地進(jìn)行虛擬實驗。分析材料性能、搭建模型、整理數(shù)據(jù)……經(jīng)過一個個虛擬實驗，在團(tuán)隊成員的共同努力下，吳道雄等人在甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇的實驗中取得新突破。

　　吳道雄和他的超級電腦。記者 王威 攝

　　近日，《Nature Communications》（《自然-通訊》）發(fā)表題為《Regulating Au coverage for the direct oxidation of methane to methanol》（《調(diào)節(jié)金鈀催化劑表面金原子覆蓋率實現(xiàn)甲烷直接氧化制甲醇》）的研究論文。吳道雄為論文共同第一作者之一。該研究論文的發(fā)表標(biāo)志著吳道雄等人的相關(guān)研究得到國際學(xué)術(shù)界認(rèn)可。

　　“我們采用簡便的電位置換法調(diào)控了超薄PdxAuy納米片上金原子的覆蓋率，并發(fā)現(xiàn)其甲烷直接氧化制甲醇性能與金原子覆蓋率之間存在火山型性能-結(jié)構(gòu)關(guān)系。”吳道雄表示，研究成果的取得凝聚了團(tuán)隊各位成員的智慧和辛勞。“在溫和條件下將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇的關(guān)鍵在于高性能催化劑的研發(fā)，我們要找到影響催化反應(yīng)的關(guān)鍵因素是什么，需要大量實驗。”吳道雄介紹，其中，他主要負(fù)責(zé)虛擬實驗部分。常規(guī)的實驗探索周期長，通過模擬實驗，可以大大縮短實驗時間。即便如此，在以上研究中，吳道雄也用了1年多的時間進(jìn)行虛擬實驗，才明確了關(guān)鍵因素。

　　吳道雄和他的超級電腦。記者 王威 攝

　　為何要進(jìn)行甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇的相關(guān)研究？吳道雄解釋，甲烷是可燃冰、天然氣和頁巖氣的主要成分，它不僅可以直接作為清潔燃料，還是重要的化工原料。然而，氣態(tài)的甲烷提取、運輸和存儲困難，且對環(huán)境危害大。相對而言，液態(tài)的甲醇更易于保存和運輸，且更清潔。但是，目前，甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇則需要高溫、高壓等復(fù)雜工藝。因此，在溫和條件下實現(xiàn)甲烷分子碳?xì)滏I的活化及定向轉(zhuǎn)化，數(shù)十年來一直處于學(xué)術(shù)和工業(yè)研究的前沿。

　　“科學(xué)研發(fā)要服務(wù)于生產(chǎn)生活實際。”吳道雄說，南海有豐富的天然氣資源，他們希望通過開發(fā)高效的催化劑材料在接近室溫下實現(xiàn)甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇，服務(wù)于海南清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　海水制氫項目也是吳道雄所在的田新龍教授團(tuán)隊目前的研究重點之一。“海南海洋可再生能源非常豐富，如海上風(fēng)電、光伏、潮汐能等，將這些能源應(yīng)用于直接電解海水制氫是規(guī)?；G氫制取、助推氫能發(fā)展的一個重要途徑，然而仍面臨著許多挑戰(zhàn)。”他表示，在海水制氫相關(guān)研究中，超級計算機的作用依然至關(guān)重要。“在超級計算機中模擬化學(xué)反應(yīng)過程，團(tuán)隊能快速地篩選實驗材料，減少實驗種類和次數(shù)。”他表示。

　　吳道雄與科研人員正在探討。記者 王威 攝

　　超級計算機集群與普通電腦有何不同？緣何可以進(jìn)行虛擬實驗？吳道雄解釋，普通電腦的CPU只有8核或16核，高性能計算機集群有多達(dá)幾千個CPU核心。“有時我們進(jìn)行更加復(fù)雜的計算，要去超算中心，超算中心的計算機有上萬個核心，甚至幾十萬個核心。”他表示，面對復(fù)雜的計算和實驗，“腦容量”小的個人電腦“思考”速度慢，不能處理比較復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程。“腦容量”更大的超級計算機則計算速度快、計算能力強。即便擁有“超強”大腦，面對煩瑣的計算任務(wù)，超級計算機也要晝夜工作，因此超級計算機常年不休息。為了防止計算機死機，保持更好地性能，要用空調(diào)為其降溫。

　　“新質(zhì)生產(chǎn)力以新技術(shù)新應(yīng)用為主要特征、以新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)為主要支撐。”吳道雄說，在新技術(shù)迭代產(chǎn)生的科技時代，他將深耕計算機虛擬實驗“田”，不斷加強學(xué)習(xí)，提升自己，掌握新技術(shù)，并堅持從實際中來到實際中去，為海南產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人民生活水平提升貢獻(xiàn)力量。

 

編者按：總有一種力量，推動社會高質(zhì)量發(fā)展。今年兩會，我們頻頻聽到熱詞：新質(zhì)生產(chǎn)力。什么是新質(zhì)生產(chǎn)力？它具有高科技、高效能、高質(zhì)量特征，是符合新發(fā)展理念的先進(jìn)生產(chǎn)力質(zhì)態(tài)。當(dāng)前，我國科技支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力不斷增強，為發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)奠定良好基礎(chǔ)。

海南擁有“三度一色”。所謂“三度”，是指溫度優(yōu)勢，深度優(yōu)勢，緯度優(yōu)勢；所謂“一色”，是指海南的綠色，即生態(tài)優(yōu)勢。正是基于對比較優(yōu)勢的科學(xué)分析，海南將發(fā)展南繁種業(yè)、深海、航天三大未來產(chǎn)業(yè)，打造綠色低碳供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)鏈，加快推進(jìn)生物醫(yī)藥、數(shù)字經(jīng)濟、石化新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，“向種圖強”“向海圖強”“向天圖強”“向綠圖強”“向數(shù)圖強”，加快打造新質(zhì)生產(chǎn)力的重要實踐地。

    未來已來，未來可期。即日起，海南省融媒體中心（新海南客戶端、南海網(wǎng)、南國都市報）推出《尋找新質(zhì)生產(chǎn)力》融媒體專欄，挖掘和展現(xiàn)海南自貿(mào)港不同領(lǐng)域、不同行業(yè)的“新質(zhì)生產(chǎn)力”。