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构设计、实验验证及实际应用，其核心是通过等效媒质理论，用人工的方法形成材料结构来控制电磁波，由此实现某些特定性能，为社会带来前瞻性的应用，从实现三维“隐身衣”、打造第一个人工电磁黑洞，到推动新型人工媒质在微波段的工程应用，该项目团队一直走在该领域的国际前沿。相关研究入选NewJournalofPhysics（《新物理学期刊》）2010年度最佳论文。而新型人工电磁媒质领域的先驱者之一、美国科学院院士JohnPendry（约翰·潘德瑞）爵士曾在Nature（《自然》杂志）、ScientificAmerican（《科学美国人》杂志）上对该工作给予了高度评价。
高稳定高耗散减振材料制备关键技术与装置开发及工程应用2014年度国家技术发明奖二等奖徐赵东教授带领团队完成的该项目解决了减震材料和减震装置的若干关键问题，其核心技术碳包覆磁流变液、高耗散磁流变弹性体、磁流变阻尼器时滞和电流瞬时确定方法、在线智能控制算法研究等达到了国际领先水平。所发明的减震材料和装置可以显著提升结构的抗震（振）能力（结构的地震或风振反应可减少40%~60%）。创新成果成功应用在许多重大工程中，直接经济效益超4亿元。项目成果显着提升了我国减振材料和减振技术水平，为重大灾害防御提供了技术支撑。
超高性能混凝土抗爆材料成套制备技术、结构设计及其应用2014年度国家科技进步奖二等奖孙伟院士领衔的该项目针对超高强混凝土普遍存在的脆性大、黏度高、制备和养护工艺复杂、造价高、无法满足现场大规模施工需求等难题，经过近10年的刻苦研究，在国际上率先系统地开展了超高性能混凝土材料成套制备、结构设计及应用的关键技术研究，在混凝土的超高强、超高韧、超高抗力及其抗冲击设计计算方法与超高抗力结构研发等方面取得了一系列创新性成果，成功实现了材料从实验室走向国家重大项目应用的关键步伐，带来了巨大的社会经济效益。
服务三农的安全可信金融电子交易关键技术和应用2014年度国家科技进步奖二等奖时龙兴教授主持的该项目历经多年研发与试点，已应用于全国31个省市自治区，成为农村保有量最大、覆盖面最广的专用电子交易终端，交易系统安全无故障运行9年以上，支持助农取款、小额贷款、新农合、新农保、农资直补等30多种农村特色业务，超过6000万农户、2亿农民足不出村享受了现代金融服务。
基于磁共振成像的多模态分子影像与功能影像的研究与应用2016年度国家科技进步奖二等奖滕皋军教授团队牵头完成的该项目以磁共振多模分子和功能影像关键技术为切入点，通过探针设计和合成方法的创新，突破传统探针局限，显著提高纳米磁颗粒SPIO的敏感性和稳定性；提供干细胞示踪新方法，为干细胞移植搭建活体无创、实时动态评价新平台；实现可视化精准靶向治疗，促进了分子影像的新发展。该项研究成果显著提升了多模态分子影像和功能影像的研究水平，为多角度研究发病机制、寻找超早期诊治提供创新性思路和方法。相关研究成果已经在浙江大学附属第一医院、江苏省人民医院等全国数十家单位应用推广。
强容错宽调速永磁无刷电机关键技术及应用2016年度国家技术发明奖二等奖程明教授团队发明了“单边磁场”定子永磁无刷电机及实现技术，揭示并阐明了定子永磁电机能量转换机理；发明了定子永磁无刷电机冗余励磁、容错齿等冗余设计技术和磁场重构、谐波注入等容错控制技术，显著提高了电机系统的容错运行能力；发明了定子永磁无刷电机多励磁源设计和磁场在线调控技术与方法，攻克了传统永磁电机调磁困难、运行范围窄的难题。项目成果已成功应用于电动汽车、电梯、发动机组等，为吉利电动汽车和三菱电梯等产品配套，取得显著的经济与社会效益，近三年新增销售7亿余元，创汇两千多万美元。
微波毫米波新型基片集成类导波结构及器件2016年度国家自然科学奖二等奖洪伟教授团队牵头完成的该项目围绕新型微波毫米波基片集成类导波结构及其衍生的新型高性能器件进行了系统的开拓性研究，解决了一系列基础性科学问题并发展了一系列新型衍生器件。经过十多年的研究，项目组提出并发展了适合于基片集成类导波结构的全波分析模型，揭示了其传输机理；提出并命名了半模基片集成波导等新型导波结构，系统地研究了其导波特性和模式转换机理等，构建了设计公式；提出了多种基片集成波导无源新结构，深入研究了其谐波特性、耦合特性和损耗机理，发展了一系列新型基片集成类高性能器件、天线、阵列及系统。
新型分子基铁电体的基础研究2017年度国家自然科学奖二等奖熊仁根教授团队经过近十年的努力，发现了系列高低温分子铁电体，这些分子铁电体包括纯有机铁电体、金属有机框架铁电体和新型分子转子型铁电体。对于后者，这类铁电体的性能由晶格中的分子转动-冻结调控，揭示了铁电性和分子机器之间的密切联系。而其中发现的系列高温有机分子铁电体，则为自第一个铁电体Rochelle盐发现以来，分子基铁电体的相变温度Tc和饱和极化值PS首次可与陶瓷铁电体钛酸钡媲美，解决了百年难题。该项目团队还率先提出了分子铁电体的半经验寻找方法，把温度依赖的二阶非线性光学系数作为分子铁电体系相变中对称性破缺发生与否的判据，应用居里原理和诺埃曼原理，确定铁电相空间群与顺电相空间群的子母群关系和对称性破缺发生的必然性，运用晶体学数据库预测化合物是否为潜在铁电体，避免了盲目寻找新铁电体。项目组的工作多次被Science的“editors`choice”撰文介绍，也受到了国际、国内研究者的广泛关注，实现了中国研究者在分子铁电领域中从跟跑到并跑，从并跑到领跑的两次转变。
工业智能超声检测理论与应用关键技术2017年度国家科技进步奖二等奖丁辉教授团队依托国家重大专项、863计划和企业科技攻关项目，自主建立了超声声场计算与分析方法体系，创建了基于声场计算内核的智能超声检测应用关键技术；开发了多套智能超声检测系统，实现了大量关键部件从无法检测到有效检测、全面检测的跨越，解决了多项国际性检测难题。该项目成果在先进核电机组、三峡电站、航天空间站和运载火箭等几十个国家重点项目和重大工程的应用，显著提高了我国重大工程和装备制造质量，为核电等国家重大装备和技术“走出去”战略提供重要的支撑。项目近三年直接经济效益21.2亿元，成果推动了我国装备制造和工程建设质量保障技术的重大进步，创新引领了工业无损检测技术与应用的跨越发展。
人机交互遥操作机器人的力觉感知与反馈技术2017年度国家技术发明奖二等奖宋爱国教授团队经过20余年的基础研究和技术攻关，先后研制成功高精度的机器人六维力传感器、仿生柔性触觉传感器、小型化的力反馈执行器等人机交互遥操作机器人核心元件或装置，以及四种类型的遥操作移动机器人系统，并在我国载人航天与探月工程、核电工程等重要领域得到应用。项目团队研发了安装于“天宫二号”上的“小型化多维力传感器和航天员在轨操作力测量装置”，2016年9月“天宫二号”上天，这一研究成果成功保障了“天宫二号”航天员的在轨训练任务。此外，受航天五院和通讯与跟踪研究所的委托，项目团队还负责研制了两套地面模拟实验月面巡视机器人，主要研究月球车的遥操作控制算法和环境识别的感知系统，在“嫦娥三号月面巡视器”工程任务中立下汗马功劳。该成果还在核反应堆和核电站工程中得到应用，并且在工业机器人、特种机器人、智能工程机械等领域得到应用或产业化，近三年新增销售额10.04亿元。
土木工程结构区域分布光纤传感与健康监测关键技术2017年度国家技术发明奖二等奖吴智深教授团队牵头完成的该项目针对结构健康监测传感、装置、评估方法存在的三大瓶颈，率先提出了结构区域分布传感探测与监测评估理念，其基本思想是对照人体早期病变诊断，开发具有微宏观损伤覆盖与多功能直接映射功能的传感探测装置，安装在结构关键区域获取类似于人体关键部位的区域分布信息，进而实现结构全面识别、损伤早期探测及性能评估与预测。在结构区域分布传感及监测原理创新的基础上，进一步通过结构区域分布光纤传感及光纤网络一体化监测原理、技术、装置等核心发明，建立开发了土木工程结构(群)健康监测与评估的理论体系及成套技术装备。项目成果广泛推广应用于苏通大桥、江苏大剧院、长江隧道、无锡地铁、日本新干线铁路桥、美国高速公路桥等50多个国内外重要工程，建成包含11座特大桥梁在内的长江流域结构群协同监测中心（其中千米级桥梁6座），解决了大量实际工程难题，直接经济效益超4亿元。该项目开创了结构健康监测技术新体系，取得国际领先的创新成果。