5月30日是第四个全国科技工作者日。
近年来,从人工智能、大数据,到病毒机理探寻、新药创制,乃至新材料研发等诸多领域,浙江省科技工作者前赴后继、无私奉献,突破一个个技术难关,克服一个个极限考验,实现了浙江省科技创新的一系列重要突破。
实验室里勾勒出他们日夜伏首的身影,工厂车间留下他们奔走试验的脚印,科技产品里凝结着他们的智慧与汗水……让我们向他们致敬。
中国工程院院士、浙江理工大学校长陈文兴:
论文写到车间里
从蚕丝到涤纶工业丝,从实验室到工厂车间,陈文兴的目光始终紧盯“纤维”领域创新。最近,他又与家纺行业正式结缘。
5月26日,在浙江省家纺产业创新服务综合体,中国工程院院士、浙江理工大学校长陈文兴受聘成为余杭“院士之家”进家院士,浙江理工大学也与余杭经济技术开发区签订合作协议,共同推动余杭区家纺服装产业转型升级。
“要让实验室的瓶瓶罐罐经得起检验、发挥作用,还是要把它们放到真正的工程中去,将论文写到工厂车间里,把科研成果体现到产品中。”陈文兴说,团队做了20多年的新型差别化纤维制备与应用研究,在一系列差别化纤维之中,具有抗菌、阻燃等特性的纤维材料以及纤维聚合过程中所需的新型环保催化剂,均是目前家纺行业高质量发展所需的。
家纺是余杭的传统优势产业和支柱产业。当前,随着产业的不断发展和民众生活水平的提升,科技、绿色、环保等要求逐渐成为家纺行业发展的一大趋势,家纺行业产业转型升级迫在眉睫。纤维材料已成为全球发展最快和最活跃的科学技术领域之一。
当日,陈文兴身着短袖白衬衫,脸上带着温和的笑容,一如2019年底在校园里采访他时的样子。走访了综合体的几处布艺展示和设计工作室,穿梭于家纺服饰之间的陈文兴,心中的合作计划愈加明朗起来。
差别化纤维,一般是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理,使纤维的形态结构、物理化学性质不同于常规化纤,从而改进纤维性能。对于很多纤维制品而言,优良的阻燃性能,可提升产品使用安全度,降低火灾发生率。
但提升材料阻燃性能,谈何容易。为了解企业技术需求,找出材料研发过程中的症结所在,陈文兴与团队成员深入走访了数十家省内纤维纺织行业,先后与省内20多家大型企业开展对接工作。
陈文兴团队成员张先明告诉记者,在纤维材料聚合过程中,阻燃单体量与材料强度是相斥的,即纤维材料中阻燃单体的增加,会相应地带来材料强度的降低,这成为企业在制备阻燃性材料时面临的最大难点。因此,通过合成新单体使得阻燃与强度两种性能在材料内的相斥状态达到一定平衡,才是解决问题的关键所在。
“我们花了两年左右时间,在实验室反复开展小试,最终一步步进入企业工厂车间,开展中试及放大生产。”陈文兴说,相信这一科研成果同样也能很好地应用于家纺产品中。未来,他们计划通过进一步攻关,为纤维材料赋予更多优质性能。
一项新技术的突破并非一朝一夕之功,而是来源于科研人员长期的积累与辛勤付出。张先明告诉记者,像观察纤维材料的聚合过程,就需要连续进行,短短几个小时是无法得到观测结果的,因此加班、通宵是团队常态。
从教室到车间,在陈文兴的科研生涯里,产学研融合向来是个关键词。
浙江是纺织大省。据悉,中国的化纤产量占全球的七成以上,而浙江的化纤产量占中国整体产业的45%。在陈文兴看来,改革开放以来,浙江化纤产业迅猛发展,民营企业发挥了重要作用。
“对于从事工程技术的科研人员来说,产学研合作至关重要。”陈文兴说,在与企业的长期接触中他发现,民营企业有很多优点,如讲求实际,追求效率,勇于尝试,看准了就会大胆去做,与高校的合作往往能结出成果。
陈文兴在担任校长之前,就与绍兴企业有着诸多合作。因为从学校到厂里,车程不到一小时,他就三天两头往企业跑,经常一天到晚待在车间里,和企业的工程师、技术人员讨论工艺、材料、装备……“一个人在实验室埋头做,往往会忽视很多东西;一群人凑在一起,把理论投入到工程实际应用中考虑,新问题就会一个接一个地冒出来。”陈文兴说。
当然,在他看来,在与企业合作过程中也要学会有的放矢。企业的需求很多,要解决的问题也很多,但每个人的时间精力是有限的。因此他会有选择性地做某一两件预计会对产业带来重要影响的事,而一旦定下目标,便可以投入数年时间去攻克。这样,才能最大程度发挥科技工作者的科研价值。
如今,陈文兴团队的产学研融合之路仍在不断继续。
就在同一天,陈文兴收到了一条由团队成员从绍兴发来的好消息:团队与浙江古纤道绿色纤维股份有限公司合作研发的第二代涤纶工业丝生产装备完成安装调试,当天正式进入大生产阶段,接下来每天生产量可达60吨。在深海采油船、采油平台的固定缆绳中,在采矿防护网、道路护栏,以及灯箱广告布、安全带等诸多产品中,这项新成果将发挥越来越重要的作用。
陈文兴说,从实验室的灵光一闪,到生产生活中形形色色的产品应用,进而推动更多科研发现的产生,这正是产学研融合的价值所在。
西湖大学90后博士后鄢仁鸿:
科研原动力 有趣又有用
在科研领域,90后已成为中坚力量。在西湖大学,一批优秀的90后青年科学家在世界学术舞台上崭露头角,绽放光彩。
“做科研真的是一件很酷的事情。”5月25日下午,在安静的西湖大学校园里,记者见到了生命科学学院博士后鄢仁鸿。他参与的西湖大学周强实验室团队是一支以90后为主的年轻科研团队,近日发表了多项与新冠病毒相关的重要研究成果,受到国内外高度关注。
“如果说早前的研究成果是发现了病毒打开人体细胞大门时抓住的‘门把手’,那么接下来我们深入研究了病毒转动‘门把手’的过程,能够为后续寻找更有效的抗病毒药物提供参考。”眼前的鄢仁鸿戴着黑框眼镜,说起话来不紧不慢,思路清晰。一提起自己的实验室工作,他打开了话匣子。
两个月前,他和团队成员首次成功解析了新冠病毒细胞表面受体ACE2的全长三维结构,以及新冠病毒表面S蛋白受体结合结构域和细胞表面受体ACE2全长蛋白复合物的三维结构,简单来说,就是破解了新冠病毒侵入人体细胞的过程,这一项研究成果登上了美国《科学》杂志封面,鄢仁鸿是该论文第一作者。
随后,他们与陈薇院士团队合作,利用冷冻电镜解析了新冠病毒S蛋白与中和抗体4A8复合物的结构,为提高新冠病毒治疗的成功概率打下基础,相关研究成果于5月9日在国际学术网站上线。
面对接连取得的重磅成果,鄢仁鸿却显得非常平静,“这是我们的本职工作,我们也想为抗击疫情献出力量。”
1月底,他提前结束春节假期返回学校投入实验室工作,为了加快科研攻关,近一个月的时间里他和团队成员每天平均工作超过12小时,通宵做实验更是习以为常。“我们实验室此前一直在研究氨基酸转运蛋白,ACE2和B0AT1复合物就是其中一种,前期积累了一些经验,疫情发生以后我们加速了研究进程。”
科研攻关,往往需要一股“不达目的誓不罢休”的劲头。要看清新冠病毒侵入人体细胞的过程,关卡重重,最难的一关就是蛋白样品制备。如果样品制备不好,就算有先进的冷冻电镜,也无法解析出它的结构。
如何确定样品好或不好?鄢仁鸿解释道,蛋白质都有一定的特征形状,如果是不好的样品,蛋白质会聚集起来,或者散掉,如果是好的样品,蛋白质就能够维持它本来的状态。样品制备过程一方面依靠经验,另一方面需要不断进行尝试。团队经过对缓冲液环境、pH值、盐浓度等多次调试,终于找到了最合适的样品制备条件,顺利攻克难关。
“站在巨人的肩膀上,眺望宇宙星辰”——这是鄢仁鸿在微信上的个性签名,也是他从事科研工作的初心写照。当初他义无反顾走上科研之路,离不开前辈们的指引。
针对近期网络上特别火的“后浪”概念,鄢仁鸿有着自己的看法。“我的博士导师颜宁老师,还有施一公老师、周强老师等,他们相当于我的‘前浪’。从读博开始,我就深受前辈们影响。”出生于1991年的“后浪”鄢仁鸿对“前浪”充满感恩。
他本科就读于山东大学,年少时对许多事情还懵懵懂懂,也没有特别明确的人生目标,当科学家还停留在小时候的理想层面。
一次偶然的机会,正在读大三的他看到了清华大学颜宁教授的一篇博客,有句话深深打动了他。“她说能够促使她进行科学研究的是成就感,正是这种大大小小、持续不断的成就感使她‘上瘾’,让她愿意在科学领域里继续探索。这句话让我意识到,当你对未来感到迷茫的时候,不妨想着在什么地方能收获一些成就感,有成就感意味着你对这件事有兴趣,愿意花时间去做好它,获得这些成就感可能会指引着你不断前进。”回想起被“点醒”的那一刻,鄢仁鸿感慨万分。
当天,备受鼓舞的他立刻联系颜宁教授,晚上10时发邮件询问能否去她的实验室做毕业设计,本以为会石沉大海,没想到不到10分钟就收到了颜宁肯定的回复,让他喜出望外。
鄢仁鸿如愿以偿开启了师从颜宁的博士生涯,颜宁教授乐观向上、充满好奇的科研态度和极高的科研专注力潜移默化影响着他,不仅在学术上让他受益匪浅,也为他的人生指引着方向。
他的科研工作并非一帆风顺,一开始,他在实验室师兄的带领下一点点学习、一步步摸索,有段时间他感觉学得很辛苦,也没有特别多的收获,不禁陷入对未来的迷茫中。后来,在导师和师兄师姐们的指点下,他开始积极调整自己的工作和生活,认真思考对未来的规划和目标。
2019年7月,鄢仁鸿博士毕业,入职西湖大学,得到了更多师友的启迪和帮助。“施一公老师有非常远大的理想,他参与创办了西湖大学,让我明白作为一名科学家不能只想着做好本职的科研工作,也要想着为国家、为社会尽自己的力量,这样才可能称得上是一个伟大的科学家。”鄢仁鸿说。
之江实验室研究员张汝云:
集智攻关无不成
“科学精神的第一要义就是实事求是。在求是的征程中,必须先求实。在科技创新的国际发展大势中,我们要找到自己的方位。”第四个全国科技工作者日到来之际,之江实验室张汝云研究员这样阐述自己对“科学精神”的理解。他说,应当静下心来,真真切切地去解决一些国家战略需要的问题,去做能够推动经济社会发展的科学研究。
张汝云,之江实验室工业互联网研究中心副主任,长期从事网络通信及其安全领域的技术研究、设备研制,曾主持多项国家863课题,获国家科技进步一等奖1次、省部级科技进步一等奖3次。2018年底入职之江实验室以来,他带领研究团队成功申报并获批承担了工业互联网拟态边缘网关、内生安全工业交换机设备等11项来自科技部、工业和信息化部等的国家重点科研项目,获国拨经费逾2亿元。
“单丝不成线,‘单打独斗’式的科研已经难以适应‘融合科学’的新范式,也不利于科研人员的自身发展。”张汝云说,在谋定科研方向后,就要尽全力去组合国内相关方向的“最强大脑”,围绕既定目标,开展大兵团作战的协同攻关。他坚信:故积力之所举,则无不胜也;众智之所为,则无不成也。
面对日益严峻的网络安全形势,基于中国工程院院士、之江实验室网络安全领域首席科学家邬江兴提出的拟态防御创新理论,张汝云所在的工业互联网研究中心正在开展内生安全数据中心建设及核心装备研制。他带领团队联合国内优秀科研力量,开展协同攻关,目前已成功研制出内生安全文件存储系统、内生安全云管平台等多款核心装备,具体化解决网络空间传统与非传统安全问题。他自信地告诉记者:“我们研制的核心装备已经进入试点应用阶段,取得了很不错的社会效益和经济效益。”
“大兵团作战的协同攻关对科研的有序组织提出了更高的要求。在整合不同科研团队力量的同时,如何做好融合,发挥出‘1+1>2’的效果,是我们一直在思考和探索的问题。”之江实验室创新的科研管理体制机制给张汝云以极大激励——实验室强调“涵科学精神,养家国情怀”,在厚植团队意识、弘扬协作精神的基础上,创新出台了预算授权制、项目经理制等科研服务保障制度,为集中力量办大事打牢了基础。
“不用为科研经费奔波,不用为繁杂琐事忧愁,我们就有了心无旁骛做研究的底气。”张汝云说,科技创新既需要脚踏实地,以工程化项目的形式将前沿理论的创新落到应用实处,也需要仰望星空,去探寻“无人区”的所在。他正面向未来网络需求,研究突破具有自主知识产权的新型网络架构和核心技术,打造一个具有多模态功能呈现、全方位覆盖、全业务承载、智慧化管理控制和内生安全的新型网络环境。
当前,张汝云团队联合国内10家优势科研机构力量,牵头承担了国家重点研发计划项目“多模态智慧网络核心技术与原理平台”。他们的目标是建立多模态智慧网络体系架构,研制多模态智慧网络原理平台,形成标准规范与专利群,为构建“智慧高效、安全可信”的新型网络基础设施提供一整套方案,为我国网络强国战略的实施提供相应的核心技术与能力支撑。(浙江日报记者黄慧仙 郑文 曾福泉 通讯员 陈航)