2011年5月26日，科技日报记者受邀参加了德国弗劳恩霍夫协会（FhG）在纽伦堡召开的年会暨2010年度研究奖颁奖大会。弗劳恩霍夫协会的12位研究人员因从转基因烟草中提取抗体蛋白、柔性薄膜太阳能电池和低延时的高级音频编码等七项创新技术获奖。包括中国科技部部长万钢在内的来自18个国家的700多名受邀嘉宾参加了颁奖仪式。
欧洲最大的应用科学研究机构
弗劳恩霍夫协会是德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会的简称。它成立于1949年3月，是德国也是欧洲最大的应用科学研究机构，属于德国校外三大研究组织之一（与德国科学基金会和马克斯—普朗克学会并列）。弗劳恩霍夫协会的研究所侧重于应用技术研究，其研究成果非常受工商界的重视，多年来该协会的科学家有多人荣获诺贝尔奖。
年会开始前，弗劳恩霍夫协会主席汉斯·约格·布凌格教授向记者简要介绍了近年来弗劳恩霍夫协会的发展情况。他说：“弗劳恩霍夫协会近年来不断发展壮大，目前是欧洲最大的应用科学研究机构，在超过40个地方有60个下属的研究所。2010年，弗劳恩霍夫协会的经费比2009年增加了4000万欧元，达到了创纪录的16.57亿欧元（约合150亿人民币），而其中约85%是合同研究经费。”
布凌格教授还提到了弗劳恩霍夫协会在德国就业市场上备受青睐的情况。他说：“近年来，弗劳恩霍夫协会的工作人员不断增加，从2008年的15090人增长到2009年的17150人，2010年则达到了18130人。弗劳恩霍夫协会已成为德国最具吸引力的工作单位之一。《经济周刊》从2010年11月至2011年3月对经济、科技、信息和工程领域的22000名大学生进行的调查报告显示，弗劳恩霍夫协会在大学生最想工作的德国企业（单位）排名中名列第四，仅次于奥迪、宝马和保时捷这三家汽车公司。”
针对记者的提问，布凌格教授介绍了弗劳恩霍夫协会的国际合作，尤其是与中国的合作情况。他说：“弗劳恩霍夫协会十分重视国际合作，在欧洲、美国和亚洲都设有分支和代表机构。2010年弗劳恩霍夫协会来自国外的研究合同也比2009年增长了12.4%，达到了1.75亿欧元。弗劳恩霍夫协会与中国的合作已经有近30年的历史，早在1985年，弗劳恩霍夫协会就与中国科学院签订了科技合作协议。多年来中德两国科技合作中很多研发项目都是弗劳恩霍夫协会研究所参与实施的。1999年，弗劳恩霍夫协会专门在北京设立了代表处，进一步加强和促进弗劳恩霍夫协会与中国各界的合作。”
布凌格教授自2002年担任弗劳恩霍夫协会主席以来，不断进行战略和科研规划，努力推动协会内部和外部合作。在他的领导下，弗劳恩霍夫协会明确定位于开展应用研究，为经济和社会服务。他倡导的绩效导向的经费来源模式，强迫研究所面向市场，并开发新市场。因此，弗劳恩霍夫协会在经济危机时期也能逆市发展壮大，对德国的技术创新和经济增长做出了突出的贡献。
弗劳恩霍夫协会年度研究奖
今年的弗劳恩霍夫协会年度研究奖包括弗劳恩霍夫技术奖、约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖和雨果·盖格尔奖。
弗劳恩霍夫技术奖用于表彰其研究成果显著改善了人们的生活质量或人们的日常生活能力（尤其是老人）的弗劳恩霍夫协会的研究员。该奖项每两年颁发一次，奖金由协会前董事会成员、协会领导和相关的外部赞助者提供，金额随着捐助的情况变化，本年度的奖金是10000欧元。
约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖是年度杰出奖，颁发给解决了重大应用问题的研究人员。自1978年以来，已经有超过200名的科学家和研究人员获得过这个奖项。今年有三项研究获奖，每个奖项的奖金是20000欧元。
在弗劳恩霍夫协会成立50周年之际（1999年），巴伐利亚州政府提供了一个以1949年倡议成立弗劳恩霍夫协会的国务秘书雨果·盖格尔命名的奖项，用于奖励在弗劳恩霍夫下属研究机构做硕士或博士
论文的年轻学者所做的杰出应用型研究。该奖的评价标准是：科学素质，经济关联性，新颖性和跨学科的方法。获奖者的奖金分别为第一名5000欧元，第二名3000欧元，第三名2000欧元。
以人为本的弗劳恩霍夫技术奖
今年的弗劳恩霍夫技术奖授予了位于亚琛的弗劳恩霍夫分子生物学和应用生态学研究所（IME）的三位研究人员：于尔根·德罗萨得博士、托马斯·拉德马赫博士和斯特凡·希尔贝格博士，以表彰他们成功地从转基因烟草中商业化提取抗体蛋白。
在接受记者采访时，斯特凡·希尔贝格博士表示：“为了利用转基因植物生产抗体蛋白，他们曾试验过包括土豆在内的许多种植物，最后才选用了烟草。一方面是因为烟草容易进行新基因的导入；另一方面它可以在短时间内快速生成大量生物质，便于人们从中提取需要的蛋白质。”
为了从转基因烟草叶子中获取抗体蛋白，研究人员专门研发了一套封闭循环的生产试验装置，通过将转基因烟草叶洗净和切碎，然后萃取，最后通过多级过滤和层析法获得所需的药物成分。希尔贝格博士表示，类似抗体蛋白的医药应用前景广阔，例如生产一种凝胶，使妇女能够保护自己免受
艾滋病病毒感染。下一步，他们将考虑通过植物生产一种疟疾疫苗。
希尔贝格博士特别强调了其应用转基因技术的绝对安全性，而记者想到的却是另外一个问题：欧洲在转基因食品方面一直秉持“零容忍”态度，而在转基因应用研究方面却成果不断。由此可见，对转基因食品的怀疑态度并没有使欧洲放弃转基因技术的研究。
表彰应用研究的约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖
1.柔性薄膜太阳能电池
太阳能电池要想达到尽可能长的寿命，必须保持洁净和干燥。通常人们使用玻璃来防止环境影响薄膜太阳能电池的活性层。多年来，科学家们一直试图将太阳能电池压制在塑料薄膜上，再用阻隔薄膜封装，从而替代玻璃。这样做的优点在于，薄膜很轻而且柔软，可以用滚涂的方式加工生产，并明显降低生产成本。
现在，位于维尔茨堡的弗劳恩霍夫硅酸盐研究所（ISC）的萨宾·安贝格·施瓦布博士和位于弗赖辛的弗劳恩霍夫加工技术和包装研究所（IVV）的克劳斯·洛勒尔博士共同合作完成了这项研究，并因此荣获本年度的约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖。
施瓦布博士是弗劳恩霍夫研究所开发的有机无机混合聚合物ORMOCER的专家，近20年来她和她的团队一直致力于在该聚合物的基础上研发一种可以有效屏蔽氧气和水蒸气的涂层材料。她们研发的成果是一个ORMOCER和硅氧化物结合的障涂层。施瓦布博士表示，两种材料之间产生的特殊作用使这个涂层的效果非常好。这种便于处理和硬化的ORMOCER涂层材料可以经受极端天气状况和温度的考验，甚至在85摄氏度和85%的湿度下测试都能长时间保持稳定。
而洛勒尔博士的团队则研发了新的滚涂技术，经济地实现了将障涂层完美地涂到薄膜上。为了使ORMOCER材料极其薄的涂层保持洁净，并涂装在连续运动的薄膜上，洛勒尔博士的团队不断改进滚涂设备，并最终获得了成功。目前，这项既节约成本又环保的技术已经获得专利，并且被工业合作伙伴投入了应用。
2.低延时的高级音频编码AAC-LD
提到弗劳恩霍夫集成电路研究所，很多人会联想到1991年该所研制的全世界第一台MP3播放器。现在流行的数字音频编码和有损压缩格式MP3就是该研究所的工程师发明和标准化的。MP3格式由于大幅度地降低了音频数据量但用户感受的音质没有明显下降而在网络时代得到广泛应用。
现在，位于埃尔兰根的弗劳恩霍夫集成电路研究所（IIS）的三位研究员马克·盖尔（Marc Gayer）、曼弗雷德·卢兹克（Manfred Lutzky）和马库斯·施耐尔（Markus Schnell）又因研发出低延时的高级音频编码（AAC-LD）而荣获本年度的约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖。
作为MP3格式的接棒者，高级音频编码（AAC，Advanced Audio Coding）也是一种音频压缩格式，由弗劳恩霍夫协会、杜比（DOLBY）实验室和AT&T（美国电话电报公司）共同研发。MPEG-4 AAC家族目前共有9种编码规格，AAC-LD（Low Delay，低延迟规格）是用在低码率下的编码。
最新优化的AAC-LD实现了超宽频音频编码中最短的延时（15毫秒），该算法能够在极短的时间内创建小于原大小三十分之一的音频数据，同时不会大幅降低音质。它还支持多声音通道和8K—48K的采样率，可以64Kbps的码率输出接近CD的音质，从而实现音质、比特率和延时三者的最佳组合。
马克·盖尔解释说：“该算法需要根据时间来压缩数据，并在另一端进行解压缩。”多年来他们的团队一直在进一步改进相关算法，以缩短延迟，同时不过分损害质量。经过长时间的努力，现在他们得到了目前最优的质量和延迟组合。
马克介绍说：“AAC-LD格式现在实际上是许多视频会议系统的标准，而且在例如体育直播等广播节目中也将得到越来越多的应用。”实际上，这种改进后的语音传输技术特别适合支持视频通话的智能手机，其应用可以包括iphone4（包括iPad2）里人们经常使用的FaceTime网络视频通话。清晰的图像，几乎没有延迟的通话，将使跨越城市和国界的共同娱乐系统成为可能。届时，人们会觉得屏幕里相距遥远的同伴就像直接坐在对面一样。
据记者所知，弗劳恩霍夫关于MP3算法的专利已于2010年4月到期，因此，在众多创新和其他格式的竞争中力推AAC成为MP3格式接任者成为了弗劳恩霍夫的目标。人们常说标准是信息时代竞争的核心因素，而记者在了解了弗劳恩霍夫集成电路研究所有超过120位科学家和工程师在研究音频和多媒体技术时，更加感触制定标准的基础实际上是强大的技术研发实力。
3.高效的太阳能逆变器
随着可再生能源越来越受到人们的重视，太阳能这个清洁能源的应用也越来越广泛。然而太阳能电池组件产生的是直流电流。这样的电能要进入开放电网，必须将它转换成电网容纳的交流电源。从直流变成交流的任务是由逆变器来完成的，因此，逆变器是并网光伏发电系统继太阳能发电模块之后的又一关键组成部分。单相电路输入的逆变器主要由三部分组成：暂时存储太阳能发电的输入缓冲电容、四个半导体开关组成的逆变桥、以及输出扼流线圈。
由于输出扼流线圈和输入电容之间电流的反向流动会造成电力损失，因此，科学家们一直在想尽办法阻止它，以提高逆变器的效率。位于弗赖堡的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（ISE）的赫伯特·施密特博士用一个简单且出色的解决方案完成了这一革命性的改进，并因此荣获了本年度的约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖。
赫伯特·施密特博士的灵感来自2002年春天的一天。他在办公室苦思如何改善逆变器电路设计，突然灵光一现：“如果使电容和扼流线圈在特定的时间彼此完全解耦的话，那就既不会有反向电流，也不会由于输入电压变化而产生电磁干扰。”施密特博士立即从实验室拿了一个逆变器，添加了一些新的电路并建立两个额外的半导体开关。后来又添加了一些必要的控制工作，于是，新型逆变器将电力损失减少了一半，效率则从96%提高至98%。
这样低成本的效率提高是很了不起的成就。一个简单的例子，一个3千瓦串联模块预计每年可发电2550千瓦时。若逆变器效率从96%增加到98%，每年便可以多发电约50千瓦时。因此，如果这样高效的逆变器得到广泛应用的话，不需要增加投资就可以多发很多电。
赫伯特·施密特博士将他的发明申请了专利，并与位于康斯坦茨的SUNWAYS公司合作研发系列产品。这是到目前为止同类产品中性能最好的产品。如今该创新已被授予广泛的专利保护，弗劳恩霍夫协会正在与其他对该专利感兴趣的合作者进行特许专利使用的谈判。
据记者了解，应用该技术的逆变器2009年曾创下效率超过99%的世界纪录。而1988年就开始在弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（ISE）工作的赫伯特·施密特博士则是一位拥有20多项专利的发明家。
作者：
2011-6-7