然而,“搭積木”的過程并不容易。
李家洋坦陳,最艱難的時期就是研究的起步階段。“在世界上這也是個巨大挑戰(zhàn),沒有先例可循。我們只能自己摸索研究,建立一套圖位克隆水稻基因的體系。”李家洋說。
最終,經(jīng)過8年的努力攻關(guān),李家洋團(tuán)隊成功建立了一套圖位克隆水稻基因體系。“有了這個體系,我們就可以克隆水稻的所有基因。”
“最讓我高興的是,之后的研究中我們成功找到了最關(guān)鍵基因。”李家洋說,這種名為理想株型的基因可以讓株型更優(yōu)。“莖稈更粗壯,穗子大、谷粒大,這是高產(chǎn)最重要的性狀。”
除了讓水稻能既高產(chǎn)又優(yōu)質(zhì)外,“分子設(shè)計”育種技術(shù)還能讓育種時間大大縮短。常規(guī)育種需要7—8年才能選出育種材料,“分子設(shè)計”育種技術(shù)能將其縮短到4—6年甚至更短,育種周期縮短為原來的1/2至1/3。
李家洋說:“在常規(guī)育種中,雜交后的新稻株要等到在田里生長后,科學(xué)家才能用肉眼‘海選’出想要的性狀植株。但在分子模塊設(shè)計育種中,哪怕還是小苗,只要做一次基因檢測,就能‘鎖定’想要的那一棵。”
國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎獲得者賈振元
我就是個干活的
趙永新 呂東光
創(chuàng)新感言:做科研要找對路子??炭嗟娜撕芏?,關(guān)鍵在于找準(zhǔn)方向。道走對了可能事半功倍;道走錯了,你費(fèi)大力氣、繞大圈子也不一定能成功。
獲獎項目:高性能碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件高質(zhì)高效加工技術(shù)與裝備
“我就是個干活的”——見面握手時,賈振元這樣“自報家門”。
今年54歲的賈振元是大連理工大學(xué)長江學(xué)者特聘教授,國家973計劃項目首席科學(xué)家,國家萬人計劃入選者,2017年度國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎項目第一完成人。
個頭不高、頭發(fā)灰白的他對記者說:“農(nóng)民要種好地、多打糧食,工人要把工做好、拿出好產(chǎn)品,我們搞工程科學(xué)的就要把問題弄懂、把技術(shù)弄通,爭取解決實際問題、滿足國家重大需求。”
賈振元干的這個活,是世界性難題——碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(以下簡稱“碳纖維復(fù)合材料”)構(gòu)件的高質(zhì)高效加工。
瞄準(zhǔn)制約行業(yè)發(fā)展的卡脖子問題
從博士畢業(yè)留校任教至今,賈振元在機(jī)械工程精密加工領(lǐng)域干了將近30年。“我們做工程科學(xué)的,總希望自己做的事情能有意義,把自己的研究和國家需求結(jié)合起來,瞄準(zhǔn)高校有優(yōu)勢、企業(yè)無法解決、制約行業(yè)發(fā)展的卡脖子問題。”
碳纖維復(fù)合材料的高質(zhì)高效加工,就是這樣的“卡脖子”問題。
航空、航天、交通等領(lǐng)域的高端裝備,質(zhì)量越輕跑得越快、飛得越遠(yuǎn),有效載荷也越大。賈振元介紹,這些裝備的重量一般按“克”計算,飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量每降低1%,油耗可以減少3%—4%;高鐵減重1%,能耗可減少6%—7%。
減輕重量有兩種途徑:一是設(shè)計巧妙,二是材料輕質(zhì)。目前既輕巧又有剛度、強(qiáng)度的材料,當(dāng)屬碳纖維復(fù)合材料。而且它易實現(xiàn)材料與結(jié)構(gòu)整體同步制造,已成為高端裝備減重增效的優(yōu)選材料。
“但光有好材料還不行,加工技術(shù)必須跟得上。”賈振元說,只有先經(jīng)過切邊、制孔等系列機(jī)械加工,復(fù)合材料構(gòu)件才能連接裝配、用到高端裝備上。讓企業(yè)頭疼的是:復(fù)合材料構(gòu)件加工過程中很容易產(chǎn)生毛刺、撕裂、分層等損傷。這些加工損傷會影響構(gòu)件的承載性能、疲勞壽命和可靠性。
2003年,科研團(tuán)隊在與企業(yè)合作時發(fā)現(xiàn)了這個“卡脖子”問題后,下決心攻克這一難關(guān)。
賈振元告訴記者,碳纖維復(fù)合材料多層疊加、多相混合、各向異性,與金屬等均質(zhì)材料完全不同,是典型的難加工材料。
“必須從根子上解決問題。”賈振元為團(tuán)隊確定了研發(fā)路徑:從應(yīng)用基礎(chǔ)研究出發(fā),從構(gòu)成機(jī)理上弄清楚造成碳纖維復(fù)合材料加工損傷的根源,然后再從工程實踐中提煉出解決共性問題的理論方法。
憑著“螞蟻啃骨頭”的精神,他們終于取得多項重大突破:探明了碳纖維復(fù)合材料去除機(jī)理和加工損傷形成機(jī)制,提出了針對碳纖維復(fù)合材料加工的切削理論,建立了切削力和切削過程動態(tài)仿真模型。
在此基礎(chǔ)上,研發(fā)團(tuán)隊用理論指導(dǎo)實踐,提出“微元去除”和“反向剪切”加工損傷抑制原理,先后發(fā)明三大類、9個系列的制孔、銑削等刀具。研發(fā)團(tuán)隊還開發(fā)了負(fù)壓逆向冷卻和具有自風(fēng)冷排屑功能的系列加工工藝,研制了13臺套數(shù)控加工工藝裝備。
自2010年起,賈振元團(tuán)隊研制的新型刀具和技術(shù)裝備投入應(yīng)用,把碳纖維復(fù)合材料的加工損傷控制在0.1毫米內(nèi)。
最喜歡別人叫我賈老師
從2005年至今,賈振元四次榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎。這期間,他也由機(jī)械工程學(xué)院院長升至機(jī)械工程與材料能源學(xué)部部長,并于2015年起擔(dān)任大連理工大學(xué)副校長。
“其實我最喜歡別人叫我‘賈老師’。”他坦陳,“我給自己的定義就是老師,教書是本分,科研是本分。我當(dāng)院長、部長很多年,行政和科研不能說沒有沖突,關(guān)鍵是你如何分配好時間、提高效率。”
賈振元是如何做到的?
同事的答案是“三不會”。團(tuán)隊骨干高航教授說:“賈老師一不會打麻將,二不會打撲克,三不會唱歌,幾乎沒什么業(yè)余愛好。”
賈振元的訣竅,是三個“一會兒”:早上早到一會兒,中午少休息一會兒,下班以后再多干一會兒。
“其實賈老師搞科研不止三個‘一會兒’。”團(tuán)隊成員王福吉教授介紹說,賈振元幾乎沒有節(jié)假日,辦公桌上全是書,一有空就看材料、研究問題。“有一次星期天我到辦公樓處理點(diǎn)事,經(jīng)過賈老師辦公室時,瞅見他正低著頭、仔細(xì)琢磨手里的刀具。”
國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎特等獎獲得者李蘭娟
滿足百姓需求是我的心愿
本報記者 谷業(yè)凱
創(chuàng)新感言:我從小依靠國家的助學(xué)金完成學(xué)業(yè),是黨和國家培養(yǎng)我一步步成長至今,我當(dāng)過赤腳醫(yī)生,深知老百姓對醫(yī)療服務(wù)的需求,這也是我從醫(yī)、從教、從事科學(xué)研究的初心。這次我們拿了醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)的第一個國家特等獎,而且是新發(fā)突發(fā)傳染病防控體系的創(chuàng)新與突破,我將繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊一起為“健康中國”獻(xiàn)策獻(xiàn)力。
獲獎項目:以防控人感染H7N9禽流感為代表的新發(fā)傳染病防治體系重大創(chuàng)新和技術(shù)突破
創(chuàng)建并引領(lǐng)救治患者的“中國技術(shù)”
回憶起2013年的春天,中國工程院院士、傳染病診治國家重點(diǎn)實驗室主任李蘭娟印象最深的是與時間賽跑的緊張感。
2013年4月,男性患者曹某出現(xiàn)發(fā)熱癥狀,體溫高達(dá)39.5攝氏度,住進(jìn)杭州某醫(yī)院。12日,病情開始加重,咳嗽咳痰,出現(xiàn)明顯氣急。經(jīng)確診,曹某是人感染H7N9禽流感患者,出現(xiàn)呼吸窘迫綜合征,血壓下降、出現(xiàn)休克狀態(tài)。會診醫(yī)生向李蘭娟報告,這個病人搶救過來的希望渺茫,是否還要轉(zhuǎn)院?李蘭娟考慮,患者起病只有6天,正是患者細(xì)胞因子風(fēng)暴高峰嚴(yán)重?fù)p傷肺部的時期,而當(dāng)時世界上還沒有有效針對細(xì)胞因子風(fēng)暴的救治辦法。
“患者這么年輕,盡管希望渺茫,但只要有百分之一的希望,就要做百分之百的努力!”在綜合分析重癥感染患者病情進(jìn)展規(guī)律后,李蘭娟根據(jù)自己創(chuàng)建的李氏人工肝技術(shù)能清除患者體內(nèi)炎癥因子的原理,當(dāng)機(jī)立斷,決定將人工肝支持系統(tǒng)應(yīng)用于救治呼吸功能衰竭,阻斷細(xì)胞因子風(fēng)暴。她交代會診醫(yī)生,維護(hù)好患者血壓和充分給氧,維護(hù)好生命體征,立即將患者轉(zhuǎn)運(yùn)至浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院用人工肝技術(shù)進(jìn)行搶救治療。
果然,這一技術(shù)治療方案取得了顯著的效果,2個小時以后患者的血壓開始穩(wěn)定,細(xì)胞因子炎癥介質(zhì)迅速下降。經(jīng)過5天5夜的搶救,曹某奇跡般地渡過了器官功能衰竭的生命難關(guān)。而在這5天里,李蘭娟也沒有睡過一個囫圇覺,不斷總結(jié)救治方案,形成了嚴(yán)格控制抗生素和激素的使用,采用抗病毒、抗低氧血癥和多臟器功能衰竭、抗休克、抗繼發(fā)感染(“四抗”),維持水電解質(zhì)平衡和微生態(tài)平衡(“二平衡”)的治療策略。
成功防控人感染H7N9禽流感病毒疫情
那一年的春天,像這樣的不眠之夜還有很多。H7N9疫情突發(fā)后,項目組在5天內(nèi)就確認(rèn)了新型H7N9的病原,向全世界公布全基因序列,為全球應(yīng)對這一新發(fā)傳染病贏得了時間。李蘭娟說,這是讓中國醫(yī)學(xué)界都感到揚(yáng)眉吐氣的事情。“SARS最慘痛的教訓(xùn)就是長時間無法確認(rèn)病原。”項目組創(chuàng)建了深度測序和高通量數(shù)據(jù)分析為核心的新發(fā)突發(fā)傳染病監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),可在72小時內(nèi)完成300余種病原分析,為早期發(fā)現(xiàn)新病原、監(jiān)控病原變異提供了關(guān)鍵技術(shù)。
找到病原,只是疫情防控的第一步。李蘭娟團(tuán)隊創(chuàng)立了以分子分型和溯源為特色的新發(fā)傳染病預(yù)測預(yù)警技術(shù)體系和防控模式,首次闡明該疫情的流行病學(xué)特征和規(guī)律。團(tuán)隊還從流行病學(xué)、血清學(xué)和分子病毒學(xué)方面證實了活禽市場是人感染H7N9禽流感病毒的源頭,首次證明了關(guān)閉活禽市場可以顯著降低病毒從禽到人的傳播風(fēng)險。
為了使更多的新發(fā)傳染病得到有效診斷,李蘭娟團(tuán)隊創(chuàng)建了我國新發(fā)傳染病診斷試劑高效快速研發(fā)平臺。H7N9病原發(fā)現(xiàn)后,2天內(nèi)成功研發(fā)檢測試劑,3天推廣至我國31個省市區(qū),5天至周邊各國,7天由世界衛(wèi)生組織向全球推廣,標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域的技術(shù)達(dá)到并引領(lǐng)國際先進(jìn)水平。團(tuán)隊還利用反向遺傳技術(shù)成功研制了我國首個人感染H7N9禽流感病毒流感疫苗種子株,一舉打破了我國流感疫苗株必須依賴外國提供的歷史。
這是中國科學(xué)家在新發(fā)傳染病防控史上第一次利用自主創(chuàng)建的技術(shù)體系,成功防控了在我國本土發(fā)生的重大新發(fā)傳染病疫情,不僅避免了類似SARS的情況重演,還在控制中東呼吸綜合征冠狀病毒MERS、寨卡等傳染病的輸入和援助非洲抗擊埃博拉疫情中取得了卓越成效。世界衛(wèi)生組織曾這樣評述:“中國對人感染H7N9禽流感疫情的風(fēng)險評估和循證應(yīng)對可作為今后類似事件應(yīng)急響應(yīng)的典范。”


 
          


