上海科技創(chuàng)新成果展上的基礎(chǔ)研究重大成果展臺。
新華社記者 方 喆攝
形成高質(zhì)量研究成果，產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步推進(jìn)
在紅豆杉細(xì)胞里，紫杉醇是怎么合成和調(diào)控的？近一段時間，閆建斌團(tuán)隊(duì)正在埋頭研究其中的機(jī)理。
閆建斌是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員，圍繞紫杉醇生物合成及相關(guān)工作，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)鉆研了近10年。
紫杉醇在醫(yī)藥方面應(yīng)用廣泛，市場需求很大。紫杉醇原料藥主要從紅豆杉中提取，然而，紅豆杉生長周期長且紫杉醇含量低，提取過程復(fù)雜。科學(xué)家希望用生物合成的方法替代天然提取，降低用藥成本，但一直進(jìn)展緩慢。
2021年，閆建斌團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜，在國際上首次繪制國際首張染色體級別的南方紅豆杉高質(zhì)量參考基因組圖譜。基于基因組圖譜，研究團(tuán)隊(duì)對多個紫杉醇生物合成關(guān)鍵候選基因進(jìn)行篩選，并成功發(fā)現(xiàn)兩個關(guān)鍵的未知酶，打通了紫杉醇生物合成路徑。今年1月，該研究發(fā)表在《科學(xué)》期刊上。
現(xiàn)在，閆建斌團(tuán)隊(duì)相關(guān)研究成果已申請并獲得多項(xiàng)專利，為我國紫杉醇綠色制造產(chǎn)業(yè)化贏得先機(jī)。“包括合成生物學(xué)在內(nèi)，生物制造是一片藍(lán)海，抓住市場機(jī)遇，必須把自主知識產(chǎn)權(quán)掌握在自己手里。”閆建斌說。
記者到訪時，北京理工大學(xué)量子物理實(shí)驗(yàn)中心副主任韓俊峰正帶領(lǐng)學(xué)生們測試材料的電學(xué)和光學(xué)特性。
此前，北京理工大學(xué)物理學(xué)院院長姚裕貴教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，在反常輸運(yùn)現(xiàn)象、拓?fù)淞孔討B(tài)、量子材料設(shè)計等前沿領(lǐng)域深耕10多年。近年來，以目標(biāo)為牽引，他們努力探索量子功能材料及相關(guān)效應(yīng)的可能應(yīng)用前景。
姚裕貴團(tuán)隊(duì)能夠向相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域展開探索，得益于多年來在基礎(chǔ)研究上的深厚積淀。“如果連基礎(chǔ)原理都搞不清楚，開發(fā)相關(guān)應(yīng)用技術(shù)就沒有頭緒，也就不可能有實(shí)質(zhì)性突破。”韓俊峰說。
近年來，我國高質(zhì)量基礎(chǔ)研究成果接連涌現(xiàn)，培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力動能強(qiáng)勁。2022年，國家基礎(chǔ)研究十年規(guī)劃實(shí)施。今年1月，工業(yè)和信息化部、教育部、科技部等七部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》，加強(qiáng)未來產(chǎn)業(yè)布局。基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步推進(jìn)，新質(zhì)生產(chǎn)力正在加速形成。
瞄準(zhǔn)基礎(chǔ)研究前沿，加速突破關(guān)鍵核心技術(shù)
走進(jìn)中國信科集團(tuán)光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，科研人員正在測試一款新研發(fā)的光纖樣品，通過調(diào)整算法，可以優(yōu)化光功率、波長等參數(shù)。
“隨著人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，超大容量、超長距離、超高速率的數(shù)據(jù)傳輸需求對于光通信技術(shù)不斷提出新的挑戰(zhàn)。”中國信科集團(tuán)副總經(jīng)理、總工程師陳山枝說，攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，基礎(chǔ)研究要先行一步。
自2018年7月成立以來，中國信科集團(tuán)投入超300億元，在光通信、移動通信、光電子和集成電路等領(lǐng)域不斷取得突破，這離不開在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面的持續(xù)發(fā)力。
“集團(tuán)布局和建設(shè)了13個國家級科研平臺。”陳山枝說，5年多來，他們在全球申請專利超1.6萬件，授權(quán)專利達(dá)萬余件，形成了一批重大原創(chuàng)成果，應(yīng)用于國內(nèi)外不少重大工程。
中國信科集團(tuán)旗下的烽火通信科技股份有限公司，成功轉(zhuǎn)化了部分科研成果，推出的400G相干商用硅光收發(fā)芯片，在新一代基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中投入使用。目前，他們又在全力攻關(guān)800G光芯片。
具有更高空間分辨率、零電子學(xué)噪聲和能譜分辨的優(yōu)勢，光子計數(shù)能譜CT已成為下一代CT技術(shù)的革命性產(chǎn)品。高端醫(yī)療設(shè)備行業(yè)技術(shù)壁壘高，要引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，必須從基礎(chǔ)研究上突破。
瞄準(zhǔn)醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域最前沿，2023年4月，聯(lián)影醫(yī)療牽頭聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院等機(jī)構(gòu)，啟動“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“診療裝備與生物醫(yī)用材料”重點(diǎn)專項(xiàng)，攻關(guān)研發(fā)光子計數(shù)能譜CT，其中不少內(nèi)容涉及基礎(chǔ)研究。
光子計數(shù)能譜CT對探測器穩(wěn)定性的要求非常高，然而，高束流X射線會引起探測器非穩(wěn)態(tài)問題。破題，首先需要從底層研究背后的運(yùn)行機(jī)制。為此，通過“探索者計劃”項(xiàng)目，聯(lián)影集團(tuán)和上海市科委共同出資，支持上海科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院研究員賴曉春開展相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)研究。
“我們必須從底層做起，才能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)研發(fā)的深度聯(lián)動、理論與技術(shù)的閉環(huán)反饋與快速迭代。”賴曉春說，當(dāng)前，團(tuán)隊(duì)初步完成了高束流下光子計數(shù)能譜CT探測器電荷輸運(yùn)機(jī)制研究，為光子計數(shù)探測器國產(chǎn)化提供了理論支持。
2022年，科技部、財政部印發(fā)的《企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力提升行動方案（2022—2023年）》明確提出，支持企業(yè)瞄準(zhǔn)基礎(chǔ)研究前沿。
在企業(yè)設(shè)立全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、技術(shù)創(chuàng)新中心，讓企業(yè)在科研項(xiàng)目申報、科研項(xiàng)目承擔(dān)中發(fā)揮更大作用，企業(yè)投入基礎(chǔ)研究享受稅收優(yōu)惠……近年來，一系列支持舉措的實(shí)施，強(qiáng)化了企業(yè)從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究到技術(shù)創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化過程中的主體作用。
建好軟環(huán)境與硬支撐，持續(xù)釋放基礎(chǔ)研究潛力
基礎(chǔ)研究周期長、不確定性比較大，長期穩(wěn)定的支持機(jī)制很關(guān)鍵。
“在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所，所有的工作都是圍繞科研需要開展的。”閆建斌說，所里科研管理實(shí)行首席科學(xué)家負(fù)責(zé)制，經(jīng)費(fèi)集中管理且使用靈活，評價考核合理，鼓勵研究人員大膽探索科技“無人區(qū)”，“我們能夠長期安心做紫杉醇生物合成研究，就得益于這樣的好環(huán)境。”
加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，歸根結(jié)底要靠高水平人才。得益于學(xué)校的大力支持，近年來，姚裕貴團(tuán)隊(duì)引進(jìn)了多名高水平人才。最近，北京理工大學(xué)物理學(xué)院又創(chuàng)設(shè)了光量子中心，與信息技術(shù)、集成電路、柔性電子等其他學(xué)院的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)一起開展研究工作，加強(qiáng)了科研交流和學(xué)科交叉，促進(jìn)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究更緊密結(jié)合、攻關(guān)新型顛覆性技術(shù)。
適應(yīng)基礎(chǔ)研究規(guī)律，企業(yè)也在調(diào)整科研管理方式和人才政策。
“公司實(shí)施導(dǎo)師制及項(xiàng)目組負(fù)責(zé)制，對我既有工作上的支持，又有生活上的幫助。”烽火通信青年工程師盧魯璐子說，在企業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下，她與項(xiàng)目組的同事們時常在一起探討行業(yè)前沿技術(shù)，破解科研難題。
烽火通信人力資源部副總經(jīng)理徐東磊介紹，近年來，公司通過一系列措施，讓人才留得住、干得好，提高人才歸屬感。
推動基礎(chǔ)研究，除了軟環(huán)境還需硬支撐。作為基礎(chǔ)研究的關(guān)鍵利器，大科學(xué)裝置也在加緊布局。
暖陽高照，湖北武漢新城光谷科學(xué)島，深部巖土工程擾動模擬國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目工地建設(shè)正酣。“目前已完成樁基施工，塔吊安裝到位。我們力爭今年6月完成結(jié)構(gòu)封頂，年底前完工。”中建三局城市投資運(yùn)營公司現(xiàn)場負(fù)責(zé)人周瑞明介紹。
該設(shè)施是光谷科學(xué)島首個大科學(xué)裝置，將用于全面揭示工程擾動條件下深部巖土體結(jié)構(gòu)、狀態(tài)與行為演變規(guī)律，為交通、水利、能源等領(lǐng)域工程建設(shè)加速向深部拓展提供重要科技支撐。
“武漢正加快提升科技創(chuàng)新策源能力，著力建設(shè)高能級科創(chuàng)平臺，為新質(zhì)生產(chǎn)力的培育提供‘硬支撐’。”武漢市科技創(chuàng)新局局長董丹紅說，武漢市今年將加快推進(jìn)神農(nóng)設(shè)施、武漢光源等8個大科學(xué)裝置建設(shè)和預(yù)研預(yù)制。