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对话江苏青年科技之星——一路奔跑,青春之光在创新中闪耀
2021-01-13 16:18:00  来源:新华日报

王伟等十人被授予江苏省青年科技奖暨江苏省十大青年科技之星。刘成贺 摄

□ 本报记者 蔡姝雯 杨频萍 王拓 仲崇山 张宣 谢诗涵

近日举行的江苏省科协第十次代表大会开幕式上,20名江苏青年科技工作者荣获江苏省青年科技奖,其中10人还摘得“江苏省十大青年科技之星”桂冠,他们在不同科研领域劈波斩浪,开创新局。《科技周刊》对话多名获奖的青年科技之星,听听他们讲述科研之路上那一番独有的迷人风景。

王伟 搭上“神奇校车”,畅游微观世界

“很多人对化学的印象,都来源于中学化学课,在实验室里摇晃五颜六色的试管,其实化学不仅仅有肉眼看到的世界,还有更神秘的微观世界。”南京大学化学化工学院教授王伟说。

提到自己所在的研究领域,王伟拿网上的系列科普视频《美丽化学》举了个例子,在微观世界里放“慢电影”吸引了很多公众的关注。“我们可以看到一些晶体是如何生长的,火焰是如何燃烧的。借助我们的眼睛,大概能观察到100微米左右的物体,与一根头发丝的直径相当,而我们平时研究的对象比起这个还要小一万倍左右。”王伟介绍。

“在中学化学课程里,我们学习的是过去几百年科学家们已经探明的知识,物质在进入反应容器前后分别是什么?变化从何时何地开始?过程全貌是什么样的呢?”王伟说,很多人中学之后就不再学习化学了,但每个人生活中几乎离不开化学过程,“比如说天然气的燃烧、食物的腐败与变质等……再比如盐的结晶,其实我们肉眼看到变化的时候,已经有毫米那么大了,那么最开始的几个原子是如何堆起来的,第一个‘核’出现在何时何处呢?”

要弄清楚微观世界里的无穷奥妙,就得通过微纳尺度的化学成像与测量发现新的科学现象。王伟常对学生说,“我们需要不断向下探索,揭示新的科学规律,不断推动对微观化学过程的认知极限。”

“为了更好地看清楚微观世界,我们的工作经常需要去打磨一些工具。”王伟笑着说,就像科普书里说的那样,“神奇校车”把人们带到血管、细胞等角落去看清楚化学反应的过程,在做科研的过程中,他们也需要一辆“神奇校车”,去弥补眼睛的局限,让科研工作者看得更好、看得更快。

“我们需要先搭一些仪器硬件,调试好各种控制程序,让仪器按部就班地工作。”王伟说,这个过程可能很漫长,可能需要连续工作到晚上,也很有挑战,但只要坚持就会得到惊喜的回馈,“比如有次半夜,我在家远程发现仪器给卡住了,就赶紧去实验室修正过来。再后来工具装置终于‘通了’的时候,那种感觉真的非常畅快!”他笑着表示,这就好像是小孩玩电子积木,触碰到一个神奇的机关,所有的城堡一下子就亮啦。“你的努力、你的好奇心能一下子得到满足的感觉。”

“在科学世界里好奇心是最重要的事情。”王伟说,娄书记提出,让科研工作者把科学的种子播种到孩子们的心中。他觉得科普也是科研工作者对于未来的期望,非常有趣也很有意义。“在新时代,孩子们比起父辈们有更加优越的生活条件和发展机会,可以更好地在好奇心驱动下以一种纯粹的状态去探索自然,这恰恰是基础科学研究的最佳状态。”王伟表示,希望孩子们可以从自己的个性禀赋、兴趣热情出发,在各个领域各显神通,一定能够使我们的基础研究再次走在世界的前列。

柴人杰 借力基因技术,深耕耳聋防治

“作为青年科技工作者,我们的优势在于年轻,缺点也在于年轻。因为年轻,我们没有经验;因为年轻,我们有闯劲、有创造力。”东南大学生命科学与技术学院副院长柴人杰说,青年科技工作者应发扬敢做敢想敢拼的优势,勇于实践自己的想法,提高自己的创新能力;同时也要向老一辈的科学家学习,弘扬科学家精神,潜心研究,勇攀科技高峰。

本科从中国科学技术大学毕业后,柴人杰在美国贝勒大学医学院读博士,在斯坦福大学做博士后研究期间,他开始毛细胞再生方向的探索。“我希望通过基因技术促进内耳干细胞再生毛细胞来治疗耳聋。”柴人杰针对这一前沿科学探索已深耕11年。

11年里,他深刻感受到科学研究永无止境。“早先教科书上写道,内耳中没有干细胞,毛细胞无法再生,但科学家们一步一步地推翻了教科书里面的固有结论,发现了内耳中有干细胞,发现了干细胞可以再生生殖细胞,还发现了可以通过多晶调控干细胞从而更好地再生毛细胞。这些科学发现,使通过毛细胞再生来恢复人类的听觉功能成为可能。”对自己的研究方向,柴人杰非常有信心。

中国有3200万耳聋患者,但是临床上还没有任何一款耳聋防护和治疗的药物。目前临床上最有效的治疗方法只有助听器和人工耳蜗,但是这两种治疗方法都是上世纪80年代发展出来的,现在看来有很大的局限性和缺点,也还没有办法解决。柴人杰及团队的研究有望实现这一突破。目前团队已取得一系列成果,去年发表在《细胞》上的论文,入选了2020年度《细胞》正刊的年度最佳论文。在2020年《自然》《细胞》《科学》三大正刊的最佳论文里面,与脑科学相关的论文共4篇,这篇也是唯一一篇完全由中国学者独立完成的论文。

“作为医学研究一线的科研人员,必须要把临床问题作为科研的出发点,通过科学研究解决临床问题。”柴人杰说,争取在2021年将研究成果进行临床实验,在5-10年内真正转化为临床、应用于临床,成为耳鼻喉领域内第一款治疗感应性神经耳聋的基因治疗药物,真正造福于全国3200万耳聋患者。

吴巨友 心系“三农”,扎根沃土天地宽

“我见过南京凌晨3点的月光,也体会过攻克难题的成就感;我见过果农朴实的笑容,更收获了一种被需要的幸福感。”手捧江苏青年科技奖,南京农业大学园艺学院院长吴巨友收获的不仅仅是一份荣誉,更是一份沉甸甸的责任。他说,作为青年科学家,要坚定立场,主动承担起科技自强自立、创新驱动发展的责任。

8年前的冬天,吴巨友带着七个月身孕的妻子踏上了回国的航班。面对所有的不解和质疑,抛下美国一流实验室丰厚的待遇,他毅然选择回到国内开展科研工作。他说,科学无国界,但科学家有祖国,扎根大地、为祖国的“三农”事业贡献力量是他的初心。

8年来,实验室里,数不清的日夜,他带着学生一起做实验,千百次求证;田间地头,祖国的大江南北,他向果农推广新技术,将科研成果写在大地上。他成功突破了梨自交亲和优异种质匮乏的瓶颈,发表了多篇高水平论文并被国际同行频频引用。他带着学生跑遍了全国13个省份,通过开展讲座和技术培训,培训了5600余名农技员,推广了数十万亩高效果园。而这一切,他认为离不开国家政策的扶持和学校的大力支持,“优质的资源、团队及经费支持,使得我的研究突飞猛进。”

我国的现代化离不开农业农村的现代化。吴巨友说,目前农业生产还面临着科技创新与产业发展结合不紧密、供需两侧沟通不畅等问题,以及“种子”和“耕地”等卡脖子障碍。因此,面向国家战略、产业升级和人才培养的需求,首先要瞄准科研选题,将产业问题转化为科学问题,将理论成果转变为技术参数,形成良性循环;其次通过政产学研结合,强化科研院所农技推广职能,促进科技成果转化;再次,发挥智力优势,积极进言献策,服务国家战略实施,同时,通过开展科技培训和科普教育,传播科学种子,提高全民科学素养。

“顺境出产量,逆境出品质。植物如此,人亦如此。”这是吴巨友上课时对学生说过的一句话。他认为,无论是人生还是科研,道路大都荆棘密布,唯有耐得住寂寞、沉得住心性、守得住初心,方能赏得繁花似锦、硕果累累。

王艳 突破“卡脖子”难题,幸福感无与伦比

“继续努力和奋斗,‘工程科研人’是我始终铭记的身份标签,也是我矢志不渝的奋斗方向。”江南大学教授王艳从事工业互联网智能生产与协同优化方向的研究十年有余,对于她来说,夜以继日、挑灯夜战做科研已成常态。

王艳最初研究的是网络化控制系统,2010年在与企业的一个偶然合作中,她发现了大部分中小型离散制造工厂普遍存在的共性问题,于是开始转变研究方向,开展应用基础研究工作。“从理论研究转变为应用基础研究最大的困难,是理论上严谨的模型和算法在实际工业应用中往往应对不了复杂的实际工况。”她说,这一要靠理论方法的改进和优化,二要靠充分调研和反复运行调试,这个过程要有细致的思考、足够耐心和唯实求真的毅力。

围绕工业智能系统理论前沿与工程应用,针对制造知识表示与建模、知识自动化发现等关键科学问题,王艳系统地提出了工业互联网离散智能优化制造理论新方法,自主研发了智能生产运营一体化优化决策工业软件平台,并依托江南大学轻工特色,在轻工智能装备领域应用上取得了重要突破,填补相关装备领域国内空白,累计新增利润约20亿元。

当“卡脖子”技术难题得以突破时,王艳感受到的那种幸福感是无法比拟的。“我国是全球最大的光伏组件生产国,也是光伏背膜涂层需求最大的国家。受工艺、原材料、装备约束,太阳能背膜是太阳能电池组件产业链上唯一尚未实现大规模国产化的光伏辅材。” 王艳主持研发的太阳能背膜协同制造技术与装备项目,解决了生产速度、质量稳定性等行业瓶颈问题,整体技术经鉴定达到了国际领先水平。背膜生产线涂布平均速度从每分钟30米提高到80米,产能提高了167%,能耗降低了23.22%,生产成本明显降低,产品质量显著提高。

王艳主持研发的大型结构件真空铸造膜智能生产技术及装备项目,解决了12米超宽幅五层共挤功能薄膜工艺与流程智能控制的核心难题,整体技术达到国际领先水平。她介绍说,本项目技术及装备用于航空航天、风电等大型结构件在真空铸造成型过程中所用的多层复合材料薄膜,全球市场需求以每年两位数增长,“这一项目填补了该项技术及装备的国内空白,售价仅为国外同类装备的1/2。”

饶建华 不忘初心,“肝”为人先

在“江苏省十大青年科技之星”获奖名单中,江苏省人民医院肝胆中心副主任医师饶建华是唯一的临床医生。“获得这份荣誉让我备受鼓舞、非常振奋,我将更加努力工作,争取出更多的科研成果。”

考入南京医科大学攻读硕士研究生时,饶建华就决定选择肝胆外科专业、肝移植方向。饶建华说,肝移植是一项“高精尖”的临床技术,在导师的指引和自己的不懈努力之下,他又踏上了博士阶段的研究学习之路,后又拿到了美国世界最著名的肝移植中心(UCLA)的博士后offer。

饶建华非常珍惜在美国学习的机会,节假日、周末他基本都泡在实验室里度过。“免疫性肝损伤作为肝移植不可避免又尚未解决的难题,是肝移植研究中必须要面对的挑战。”饶建华说,有一次为获得一个关键性数据,在实验室连续奋战72小时,最终还是失败了。“那种身心俱疲、心力交瘁的挫败感令我终身难忘。也是在这个阶段,我不断调整自己的心态,重新审视自己的思维和习惯,在检查反省中意识到,实验就是打破保守、冲破边界,只有绝地反击,才能突出重围。”终于,在接下来的3个月,他历经反复无数次实验后得到了这个关键性数据,该研究成果被世界移植大会认可并应邀做报告,同时获青年学者奖。

留学期间,埋头在实验室搞科研是他克服孤独寂寞、思念家乡的最好良药。“有孤独,但更多的还是收获,它让我养成了良好的科研思维、科学素养和科研习惯,也让我更加享受静下心来‘坐冷板凳’的甘甜。”他说。

如今,在王学浩院士的指导下,饶建华与医院张峰教授、吕凌教授围绕肝移植免疫性损伤继续深入研究,不断完善了肝移植“炎症损伤控制”理论基础,共同开发研制出国内首个肝脏体外循环支持系统,有效改善了供肝保存环境。他作为主要完成人以“肝移植围手术期损伤控制的理论创新及其临床应用”已成功申报省部奖3项,这些荣誉的背后,是更多患者快速康复、享受阳光的希望。

“在大会上,我感触最深的是省委书记娄勤俭等领导多次强调希望广大科技工作者以科技赋能产业为己任,把‘卡脖子’清单作为科研攻关清单,推出更多‘从0到1’的原创性成果。”饶建华说,他作为一名肝胆外科医生,将在今后的工作中把这些“卡脖子”困境列成科研攻关的清单,不忘初心,“肝”为人先,为推出更多“从0到1”的原创性成果贡献自己的力量。

蔡英凤 追寻智能汽车强国梦

作为团队里的唯一一位女科研工作者,江苏大学汽车工程研究院院长、教授蔡英凤巾帼不让须眉,已成为所在学院有史以来第一个“全满贯”选手和第一个获得国家基金的女教师。

早在2006年,蔡英凤就开始涉足智能汽车研究。“记得刚开始做研究的时候,大家都觉得智能无人驾驶是天方夜谭。自2016年起,国家从战略层面开始重视,并投入大量资金和试验测试场地,我国研发的智能驾驶技术也慢慢获得厂家认可。”蔡英凤说。

谈起最拿手的成果,蔡英凤说,她和团队研发的AEB自动紧急制动系统已进入商用车领域,并应用在开瑞品牌的小客车上;在江淮安凯小客车上,也搭载试装了团队研发的车道偏离预警系统。“简单来说,AEB就是主动刹车,避免驾驶员分神造成追尾;车道偏离辅助就是当车辆偏离所在车道时通过振动方向盘给驾驶员提示。”

“智能汽车不能一直跟着别人跑,我们也要探索出自己的优势。”蔡英凤说,我国的智能汽车技术发展已经形成了自己的节奏,在某些方面还实现了从跟跑到领跑,在智能汽车通讯领域,我国的货车车队的管理协同和调度技术水平已领先国外。

“目前,国家和行业对无人驾驶技术非常关注,从技术研发者的角度看,该领域有很多关键问题没有得到解决。”蔡英凤举例,比如复杂环境的感知问题,无人驾驶汽车在封闭道路和特定路况下做演示没什么问题,但是中国的道路环境非常复杂,要真正上路,感知难度极大,只有解决了中国复杂道路环境的自动驾驶问题,才能说占据了该领域的国际制高点。

作为一名女性科研工作者,如何协调家庭和工作的关系?蔡英凤坦言:既要陪伴小孩,又要科研满状态,这不太可能做得到。“女儿很小的时候,每当晚上离家去单位,都会流着泪安抚一下女儿继续出门。”回想这段时光,蔡英凤觉得虽然很累,但在坚持和努力下,她在科学研究、论文、专利方面积累了一批成果,也收获了国家、省部级的人才的荣誉。“现在女儿长大了,对我的工作非常理解和支持,我要感谢女儿,感谢温暖的家庭,他们是我的坚强后盾。”

陈旻 地理建模以自主之心识环境之本

在颁奖仪式现场,南京师范大学地理科学学院陈旻教授在留言册中坚定写下“Never Give Up”(从不放弃),既是鞭策自己,同时也勉励其他同仁。

时光退回到2004年,这一年,南师大数学与计算机科学学院本科生陈旻考上了本校地理科学学院硕士研究生。“数学是一个很基础的学科,考研时,我就想找到一个领域能够学以致用,让理论走进我们的生活。”于是,23岁的陈旻毅然选择了地理信息科学,开启了自己的科研生涯。

地理信息科学是对于整个地球表层地理空间信息的采集、管理、分析和表达。“可以说只要与位置相关,其实都离不开地理信息科学。”2008年,虚拟地理环境教育部重点实验室依托于南京师范大学建设并正式开放运行,2015年,刚从香港中文大学回归母校的陈旻带领团队开始了地理建模与模拟相关研究。

基于长期对地理信息科学科研圈动态的关注,细心的陈旻发现,分散在世界各地的诸多研究机构及研究者,面向不同的研究领域构建了大量单领域的地理模型。然而,跨领域建模协调分析能力却极度缺乏,研究者们难以构建统一的模拟环境。“因此,我们想到开发一个能够支撑多领域知识交流、多模拟资源整合、多区域专家协作的地理建模与模拟理论方法,构建新一代开放式地理建模与模拟系统。”

陈旻和团队所开发的OpenGMS是一个集地理模拟资源共享和耦合的开放式地理建模与模拟平台。他告诉记者,在这个平台上,用户可以无壁垒交流,大量资源无浪费复用,分散在世界各地的地理建模研究者能够无障碍协作,构建的应用可以无差异整合。“平台目前运行5年多时间,合作者及资源提供者遍布全球数十个国家与地区,已收集4000多组模型条目,3000多组可调用服务,21000多组数据条目。”

“对于科研,我的想法一直很简单,那就是一旦认准自己要做的事,就要想方设法把它做好。”不论是OpenGMS平台,还是陈旻参与发起的国产模型培训班,都是免费的。而他所做的这些工作,都出于对这个领域的热爱和一名青年科技工作者肩上的责任。“目前,我国从事自主创新建模与研发的团队屈指可数,研发成果难以得到实质性推广,这不仅阻碍了我国在国际建模领域话语权的提升,更影响了‘以自主之心识环境之本’的决心建立。作为一名青年地理建模研究者,未来我还将继续搭建和完善地理建模与模拟服务平台,为构建我国自主模型系统生态圈贡献自己的力量。”

来源:新华日报   编辑:韦轶婷