7月22日,上海交通大学“十大科技进展”成果发布暨推介会在闵行大零号湾成果转化中心举办。活动揭晓第七届校“十大科技进展”成果,并推出校“十大科技进展”全球传播计划,同步开展往届成熟成果路演。
自2020年开展“十大科技进展”评选以来,上海交通大学已累计推出60项标志性科研成果,其中超半数成果深耕基础前沿领域,近半数聚焦关键核心技术攻关。经过多轮专家评审与综合论证,本届遴选出6项基础研究、4项核心关键技术成果,覆盖深海生态、生命演化、先进材料、绿色能源、全光芯片、智能船舶、临床医学等领域。
科学求真,勇闯无人区
“为什么会有科学上的无人区?是因为我们要面临生命的风险吗?是因为我们经常面临几千万的巨量经费缺口吗?还是说因为这个领域无人看好,所以无人肯干、无人做到?”现场,上海交通大学生命科学学院副研究员赵维殳提出的这个问题,也是入选项目“‘溟渊计划’:我国科学家绘制首个海洋最深生态系统图景”在初期面临的现实困境。
上海交通大学生命科学技术学院特聘教授肖湘团队联合中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团发起“溟渊计划”,盘活各自存量、取长补短,开始了联合攻关。合作时,他们之间“只有岗位,没有单位”,最终在地球最深处进行了一次深度探秘。
这项工作也是人类首次系统性地研究深渊生命。联合团队发现深渊微生异常繁盛且具有超高新颖性,建立了全球最大深渊微生物大数据库,揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能,拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。一期的4篇论文在《细胞》以封面专辑发表后,《科学》随即发表深度报道。
另外5项入选的基础研究成果,也各有特点。
聚焦航天热控、隐身、节能等领域的战略需求,“生物构型启发的AI赋能热辐射超材料”项目应运而生。上海交通大学材料科学与工程学院教授周涵团队提出基于人工智能(AI)的超宽波段和波段选择性热辐射超材料逆向设计共性新方法。受生物构型启发,团队首创“三平面”建模法,实现复杂三维超材料的设计和“结构-材料”全自动智能匹配,在超材料种类、目标光谱数、时间成本等方面均实现跨越式突破,并在城市降温、航天热控等场景中展现优异性能。
上海交通大学生命科学技术学院长聘教授梁婉琪牵头的“植物根系感知和适应板结土壤的机制”成果,揭示了植物根系主动适应板结土壤的分子与力学机制,建立从环境信号到细胞壁力学重塑的完整调控模型,为培育耐压实作物提供理论基础。这项研究首次证明,乙烯差异化调控细胞壁合成,形成“厚表皮-薄皮层”的外硬内软结构,在增强根系稳定性的同时显著提升穿透能力,土壤压实促使乙烯在根际积累成为根系感知硬度的关键信号。
“人工法尼醇环氧化酶赋能杂二萜类天然产物合成”项目由上海交通大学变革性分子前沿科学中心长聘教轨副教授李健牵头完成。团队获得了可高效选择性催化法尼醇中部烯烃环氧化的人工酶EPO6,并在克级规模保持优异对映与区域选择性。进一步地,团队将该酶催化技术与发散性化学合成手段融合,使得11种重要天然药物的合成步骤缩短50%-74%,为高效制备免疫抑制剂、抗肿瘤活性天然产物了提供一条简洁的发散式合成路线。
“人工多酶复合体的理性设计”项目填补多酶构效关系的理论空白,解决了多酶组装无标准的科学难题。上海交通大学张江高等研究院、生命科学技术学院长聘教轨副教授倪俊团队基于高通量测试和AI工具,揭示了空间邻近性与催化效率的“空间密码”。基于此,团队构建了从序列到功能的理性设计框架,引入空间编程新维度将多酶组装的传统生物学经验上升为可预测的工程化范式,实现代谢效率跃升。
针对灵长类基因组复杂结构区域的解析难题,上海交通大学Bio-X研究院研究员毛亚飞团队与合作者构建了首个非人灵长类完整基因组,揭示了跨物种的大规模染色体重排事件如何重塑三维基因组的空间构象及相关调控模式,并提出了人类2号染色体融合事件的早期演化模型。“灵长类完整基因组的复杂性与演化解析”这项成果,精准解析了灵长类基因组复杂结构演化的演化路径与机制,为理解脑演化及人类相关遗传病的发生机理提供了新视角。
科技报国,向最后一公里进发
“我们希望和大家一起来了解糖尿病和高血压的风险,同时和大家一起来管理好我们的血糖、血压、血脂,助力大家能够健康的活到120岁。”上海交通大学医学院附属瑞金医院副院长毕宇芳的开场白,展现了“2型糖尿病患者强化血压管理新策略”这项成果的“终极目标”。
当前,全球有4.2亿糖尿病合并高血压患者,但此类人群长期缺乏国际认可的降压目标。这项耗时5年的全国多中心、超大规模、长期随访的随机对照临床试验,证实2型糖尿病患者强化收缩压降低至<120mmHg,相比常规收缩压降低至<140mmHg,可显著减少21%的主要心血管疾病风险。
这项成果不仅助力了我国代谢性疾病早期防控,更提升了我国代谢性疾病临床研究的全球影响力,影响并改变了美国心脏协会/美国心血管病学会血压管理指南与美国糖尿病协会指南。
“全光大规模智能生成芯片”则在实现前沿电子神经网络相仿性能的同时,实测芯片系统级算力和能效较国际顶尖芯片英伟达A100均提升2个数量级以上。上海交通大学集成电路学院助理教授陈一彤团队提出全光大规模语义生成芯片LightGen,在国际首次实现大规模全光生成式AI芯片,在单枚芯片上同时突破了百万级光学神经元集成、全光维度转换、无真值光芯片训练算法的领域公认瓶颈,可全光完成图片、视频、3D生成等多种大规模视觉生成式任务。
中国工程院院士、上海交通大学机械与动力工程学院讲席教授黄震牵头的“CO2/H2O高温共电解制绿色合成燃料”成果,是电制绿色合成燃料领域的重要突破。团队开发了高温共电解跨尺度表征技术,厘清共电解反应演化机制;突破了高温共电解单电池批量制备与电堆堆叠技术;研发出具有完全自主知识产权的绿色合成燃料原理样机;建成了国际首例户外光伏驱动绿色合成燃料系统示范。这项工作为我国能源安全和碳中和目标实现提供全新解决方案。
“复杂海况无人舰艇智能航行系统”这项成果已应用于多型无人舰艇,支撑千公里级自主远航与多次演训任务。上海交通大学船舶与海洋工程系教授王鸿东团队研制的基于实时波浪感知智能航行系统,实现波浪场实时精准感知,成本与分辨率指标大幅优化;建立物理机理融合的操纵运动深度学习模型,实现复杂运动高精度预报;提出船波耦合自适应航路规划控制策略,攻克高海况平稳控制关键瓶颈。
“十大科技进展”全球传播计划启动
活动当天,上海交通大学“十大科技进展”全球传播计划同期启动。据了解,上海交通大学计划依托学校期刊中心学术期刊资源与海内外传播网络,联动国际顶尖出版机构与专业学术新闻平台,构建起集成果深度解读、多模态内容生产与海内外全渠道分发于一体的系统化传播体系,进一步拓展学校学术成果在全球学术界的辐射广度与影响深度。
此外,闵行区科学技术委员会副主任徐晖现场解读了区域科技扶持与成果转化相关政策,为科研团队技术落地提供实操指引。
活动的互动交流环节,科创企业、投资机构、媒体代表围绕成果技术细节、合作模式、政策申报、国际传播渠道开展现场问答。会场同步设置成果展板、期刊学术赋能展示区,供嘉宾线下开展深度对接洽谈。
上海交通大学副校长曾小勤表示,面向国家战略与产业需求,上海交通大学深化有组织科研,以“三区模式”构筑从原始创新到成果转化的全链条培育生态。本次成果推介会旨在搭建创新成果与产业资本对接桥梁,推动创新链、产业链、资金链深度融合,助力更多原创成果走出实验室、走向产业一线,在服务高质量发展中彰显交大担当。
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。