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国家科学技术奖:“LED智能植物工厂技术”与“聚集诱导发光”获奖

导读: 中共中央、国务院1月8日上午在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。其中,与LED相关的奖项有两项。杨其长、魏灵玲等团队完成的项目——“高光效低能耗LED智能植物工厂关键技术及系统集成”荣获国家科技进步二等奖。另有一项照明相关项目“聚集诱导发光”荣获2017年度国家自然科学一等奖,由唐本忠院士牵头完成。

中共中央、国务院1月8日上午在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。党和国家领导人出席大会并为荣获国家最高科学技术奖、国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科技进步奖以及国际科学技术合作奖的科研人员颁奖。

经过学科专业评审组、评审委员会和奖励委员会三级评审,2017年度国家科学技术奖共评选出271个项目和9名科技专家,彰显“中国力量”。其中,国家最高科学技术奖2人;国家自然科学奖35项,其中一等奖2项、二等奖33项;国家技术发明奖66项,其中一等奖4项、二等奖62项;国家科学技术进步奖170项,其中特等奖3项、一等奖21项(含创新团队3项)、二等奖146项;授予7名外籍科技专家中华人民共和国国际科学技术合作奖。

其中,与LED相关的奖项有两项。杨其长、魏灵玲等团队完成的项目——“高光效低能耗LED智能植物工厂关键技术及系统集成”荣获国家科技进步二等奖。另有一项照明相关项目“聚集诱导发光”荣获2017年度国家自然科学一等奖,由唐本忠院士牵头完成。

高光效低能耗LED智能植物工厂关键技术及系统集成

主要完成人

杨其长   魏灵玲   宋卫堂   周增产   刘文科

郭文忠   张国义   程瑞锋   李    琨   李成宇

主要完成单位

中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所

中国农业大学

北京大学东莞光电研究院

北京农业智能装备技术研究中心

北京中环易达设施园艺科技有限公司

北京京鹏环球科技股份有限公司

四川新力光源股份有限公司

部分证书

该项目所突破的关键技术包括:

先提出植物“光配方”概念并阐明其理论依据,创制出基于光配方的LED节能光源及其光环境调控技术。基于植物光合对不同光谱的响应特征,率先提出了植物“光配方”概念,构建了典型作物不同生育期的光配方优化参数。创制出基于光配方的红光(660nm)与蓝光(450nm)芯片组合式、蓝光芯片与荧光粉激发式多光谱组合 (R/G/B/FR) LED节能光源;研发出基于植株发育特征的移动式LED光源及其光环境调控技术,显著降低光源能耗。与荧光灯相比,节能率达62%以上。

首次提出植物工厂光-温耦合节能调温方法,发明了基于室外冷源与空调协同调温的节能调控技术。基于夜晚室外空气含有冷源、光期空调降温能耗高的现实,首次提出将光期置于夜晚、引进室外自然冷源降温的“光-温耦合节能调温”方法,发明了基于室外冷源与空调协同调温的植物工厂节能环境调控技术装备,显著降低空调能耗。与传统空调降温相比,节能率达24.6-63.0%。

发明了UV-纳米TiO2营养液协同处理技术和采收前短期连续光照提升蔬菜品质方法,研发了基于光-营养协同调控的蔬菜品质提升技术。发明了UV-纳米TiO2协同处理营养液自毒物质的技术方法,首次提出采收前短期连续光照调控蔬菜品质新技术,探明了提升蔬菜品质的光环境优化参数及调控策略,降低叶菜硝酸盐含量达30%以上,并显著提高了Vc和可溶性糖含量。

研发出植物工厂光效、能效与营养品质提升的环境-营养多因子协同技术,集成创制出3个系列的智能LED植物工厂成套产品。探明了基于光配方、光-温耦合与营养品质提升等多因子协同调控的逻辑控制策略及算法,研制出基于物联网的植物工厂智能化管控技术,实现对植物工厂温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液EC、pH、DO等要素的在线检测、远端访问、程序更新及网络化智能管控。集成创制出3个系列的智能LED植物工厂成套技术产品:规模量产型、可移动型、家庭微型植物工厂。

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