原創(chuàng)報(bào)道

《尋找新質(zhì)生產(chǎn)力》融媒體專(zhuān)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(shí)習(xí)生 馮蘭茜）在海南大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室，由20臺(tái)電腦組成的高性能計(jì)算機(jī)集群正在“嗡嗡”運(yùn)行。別看這些機(jī)器外觀笨重，它的性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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(jì)算機(jī)集群，吳道雄就可隨時(shí)隨地進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)。分析材料性能、搭建模型、整理數(shù)據(jù)……經(jīng)過(guò)一個(gè)個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)，在團(tuán)隊(duì)成員的共同努力下，吳道雄等人在甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇的實(shí)驗(yàn)中取得新突破。

　　吳道雄和他的超級(jí)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(shí)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(guó)際學(xué)術(shù)界認(rèn)可。

　　“我們采用簡(jiǎn)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(duì)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(shí)驗(yàn)。”吳道雄介紹，其中，他主要負(fù)責(zé)虛擬實(shí)驗(yàn)部分。常規(guī)的實(shí)驗(yàn)探索周期長(zhǎng)，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，可以大大縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。即便如此，在以上研究中，吳道雄也用了1年多的時(shí)間進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，才明確了關(guān)鍵因素。

　　吳道雄和他的超級(jí)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?zhuān)淄槭强扇急⑻烊粴夂晚?yè)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(yùn)輸和存儲(chǔ)困難，且對(duì)環(huán)境危害大。相對(duì)而言，液態(tài)的甲醇更易于保存和運(yùn)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(shí)現(xiàn)甲烷分子碳?xì)滏I的活化及定向轉(zhuǎn)化，數(shù)十年來(lái)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(shí)際。”吳道雄說(shuō)，南海有豐富的天然氣資源，他們希望通過(guò)開(kāi)發(fā)高效的催化劑材料在接近室溫下實(shí)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(xiàng)目也是吳道雄所在的田新龍教授團(tuán)隊(duì)目前的研究重點(diǎn)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(gè)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(jí)計(jì)算機(jī)的作用依然至關(guān)重要。“在超級(jí)計(jì)算機(jī)中模擬化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，團(tuán)隊(duì)能快速地篩選實(shí)驗(yàn)材料，減少實(shí)驗(yàn)種類(lèi)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(jí)計(jì)算機(jī)集群與普通電腦有何不同？緣何可以進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)？吳道雄解釋?zhuān)胀娔X的CPU只有8核或16核，高性能計(jì)算機(jī)集群有多達(dá)幾千個(gè)CPU核心。“有時(shí)我們進(jìn)行更加復(fù)雜的計(jì)算，要去超算中心，超算中心的計(jì)算機(jī)有上萬(wàn)個(gè)核心，甚至幾十萬(wàn)個(gè)核心。”他表示，面對(duì)復(fù)雜的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，“腦容量”小的個(gè)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(guò)程。“腦容量”更大的超級(jí)計(jì)算機(jī)則計(jì)算速度快、計(jì)算能力強(qiáng)。即便擁有“超強(qiáng)”大腦，面對(duì)煩瑣的計(jì)算任務(wù)，超級(jí)計(jì)算機(jī)也要晝夜工作，因此超級(jí)計(jì)算機(jī)常年不休息。為了防止計(jì)算機(jī)死機(jī)，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(shuō)，在新技術(shù)迭代產(chǎn)生的科技時(shí)代，他將深耕計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)“田”，不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提升自己，掌握新技術(shù)，并堅(jiān)持從實(shí)際中來(lái)到實(shí)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(dòng)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。今年兩會(huì)，我們頻頻聽(tīng)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(guó)科技支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力不斷增強(qiáng)，為發(fā)展未來(lái)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(shì)，深度優(yōu)勢(shì)，緯度優(yōu)勢(shì)；所謂“一色”，是指海南的綠色，即生態(tài)優(yōu)勢(shì)。正是基于對(duì)比較優(yōu)勢(shì)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(lái)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(jì)、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(qiáng)”“向海圖強(qiáng)”“向天圖強(qiáng)”“向綠圖強(qiáng)”“向數(shù)圖強(qiáng)”，加快打造新質(zhì)生產(chǎn)力的重要實(shí)踐地。

    未來(lái)已來(lái)，未來(lái)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(guó)都市報(bào)）推出《尋找新質(zhì)生產(chǎn)力》融媒體專(zhuān)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”。