2017年度國家科技獎勵(lì)大會今天在北京舉行。中科院上海分院系統(tǒng)研究所斬獲國家自然科學(xué)獎、國家技術(shù)發(fā)明獎共7項(xiàng)，為近年來獲獎數(shù)目最多的一次，已連續(xù)10余年占比達(dá)全國獲獎項(xiàng)目的10%，其中國家自然科學(xué)獎４項(xiàng)，占上海市所獲國家自然科學(xué)獎項(xiàng)總量的三分之二。其中5個(gè)獲獎項(xiàng)目為牽頭完成項(xiàng)目。

　　為新藥研發(fā)提供手性化合物的高效合成方法

　　不對稱去芳構(gòu)化，這對化學(xué)家來說也是一個(gè)極冷僻的領(lǐng)域。中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所游書力研究員開創(chuàng)性地提出了“催化不對稱去芳構(gòu)化”概念，以大量原創(chuàng)性的工作為新藥研發(fā)提供了手性化合物的高效合成方法，榮獲國家自然科學(xué)獎二等獎。

游書力研究員

　　人們的左手和右手看起來一模一樣，互為鏡像，但無論你怎樣努力，它們在空間上都無法完全重合，這種現(xiàn)象在化學(xué)中被稱之為手性，其中一個(gè)結(jié)構(gòu)可能有價(jià)值，而另一個(gè)“看上去一樣”的可能無效甚至有害。手性藥物在2010年已超過了 2000億美元市值，并以每年 15%速度增長，占到了新藥研發(fā)的三分之二。不過，要在實(shí)驗(yàn)室里把有價(jià)值的手性分子高效地合成出來，是一個(gè)非常艱難的過程。

　　一次，課題組在合成化合物時(shí)無意中得到了一個(gè)去芳構(gòu)化的分子結(jié)構(gòu)。一直以“做優(yōu)雅的化學(xué)”為追求的游書力敏銳地判斷，這一結(jié)構(gòu)形成的普遍規(guī)律可能會帶來其他科學(xué)問題的解決。事實(shí)驗(yàn)證了他的大膽假設(shè)，通過這一類反應(yīng)大大縮短了有價(jià)值的手性化合物的合成時(shí)間，還糾正了文獻(xiàn)中長期存在的一個(gè)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤?！按呋粚ΨQ去芳構(gòu)化”這一概念，被國內(nèi)外30多個(gè)課題組多次應(yīng)用于發(fā)展新型不對稱催化反應(yīng)。基于這一項(xiàng)目的研究成果，課題組已經(jīng)與拜耳、諾華等制藥企業(yè)合作開發(fā)新型藥物候選分子。

　　太陽能發(fā)電作為一種綠色能源利用技術(shù)，是解決目前能源與環(huán)境問題的重要途徑，然而光伏發(fā)電成本是常規(guī)能源發(fā)電的2至3倍。中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所黃富強(qiáng)研究員領(lǐng)銜的課題組發(fā)現(xiàn)了系列高性能光電轉(zhuǎn)換新材料，榮獲國家自然科學(xué)獎二等獎。

　　他們發(fā)明了銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的低成本制備新方法，建成了銅銦鎵硒薄膜太陽能電池中試線，形成了標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。他們提出的“堆積因子”模型被150多個(gè)光電材料驗(yàn)證，被同行稱為“普適模型”。銅銦鎵硒液相法制備工藝在PCT創(chuàng)新評估中獲得全A評價(jià)，部分專利已轉(zhuǎn)給企業(yè)進(jìn)行工業(yè)化。他們發(fā)現(xiàn)的黑色氧化鈦納米同質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)，解決了二氧化鈦非金屬元素高濃度摻雜的科學(xué)難題，光吸收可覆蓋太陽光譜的88%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于已知報(bào)道的30%。

　　近年來，我國糧食自給率已經(jīng)下降至85%，糧食安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。食以稻為先，中科院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所參與完成的“水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性狀形成的分子機(jī)理及品種設(shè)計(jì)”項(xiàng)目獲得國家自然科學(xué)一等獎。該項(xiàng)目揭示了水稻理想株型形成的分子基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)了理想株型形成的關(guān)鍵基因IPA1，其應(yīng)用可使帶有半矮稈基因的現(xiàn)有高產(chǎn)品種的產(chǎn)量進(jìn)一步提高10%。該項(xiàng)目開創(chuàng)性利用基因關(guān)聯(lián)分析方法研究稻米食用和蒸煮品質(zhì)的多基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，用于指導(dǎo)優(yōu)質(zhì)稻米品種培育，為解決水稻產(chǎn)量與品質(zhì)互相制約的難題提供了有效策略。

　 　我國第一個(gè)具有新穎化學(xué)結(jié)構(gòu)和自主知識產(chǎn)權(quán)的化學(xué)新藥

　　抗菌藥物的廣泛應(yīng)用，至少使人類的平均壽命延長了10歲。氟喹諾酮(沙星類)是我國抗菌藥物三大主力品種之一，雖然我國早在1967年就仿制了第一代喹諾酮藥物萘啶酸，但在長達(dá)40多年的時(shí)間里，該領(lǐng)域創(chuàng)新藥物一直是空白。中國科學(xué)院上海藥物研究所的科學(xué)家楊玉社、嵇汝運(yùn)團(tuán)隊(duì)從1993年開始，設(shè)計(jì)合成了5類62個(gè)新化合物，歷時(shí)16年最終于2009年成功上市了我國第一個(gè)具有新穎化學(xué)結(jié)構(gòu)和自主知識產(chǎn)權(quán)的化學(xué)新藥鹽酸安妥沙星。該項(xiàng)目獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

楊玉社研究員及其團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室（右二：楊玉社）

　　與同類藥物相比，鹽酸安妥沙星幾乎沒有光毒性。光毒性是氟喹諾酮類抗菌藥物的主要副作用之一，而該藥物不易產(chǎn)生激發(fā)態(tài)，因而消除了光毒性問題。心臟安全性也大幅改善，其對hERG鉀電流IKr的抑制活性相比該類藥物中最安全的左旋氧氟沙星還要低10倍。該品具有最長的半衰期（長達(dá)20小時(shí)）和最高的口服生物利用度，每天只需服藥一次，是真正意義上的長效氟喹諾酮類藥物。23家醫(yī)院2093例的IV期臨床研究證實(shí)，該品治療各種急性細(xì)菌感染臨床治愈率為98.8%，不良反應(yīng)率僅1.2%。至今，鹽酸安妥沙星已進(jìn)入10余個(gè)地方省市醫(yī)保目錄，使100余萬人次患者受益。

　　微不足道的激光能量，借助數(shù)千片大口徑高品質(zhì)的激光釹玻璃，可以放大千萬億倍到“小太陽”量級的能量（兆焦耳級10的6次方）。這將為保證國家安全，實(shí)現(xiàn)清潔聚變能源的長遠(yuǎn)目標(biāo)，回答宇宙起源等前沿科學(xué)研究發(fā)揮重大作用。與普通光學(xué)玻璃相比，釹玻璃需同時(shí)滿足激光和光學(xué)兩類19項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。冷了，有裂紋；受潮了，容易發(fā)霉；包邊膠的耐環(huán)境性差一點(diǎn)，會脫膠；還不能有附加應(yīng)力，要知道就算用手摸一下，手上的溫度也會激發(fā)玻璃內(nèi)部應(yīng)力變化。中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所胡麗麗研究員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過10多年攻關(guān)，打破國外技術(shù)封鎖，自主發(fā)明并建成了中國首條大尺寸激光釹玻璃連續(xù)熔煉線，實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)千余片的批量生產(chǎn)，擁有了大尺寸激光釹玻璃制造領(lǐng)域的國際話語權(quán)。該項(xiàng)目獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

胡麗麗研究員和釹玻璃

　　大尺寸的釹玻璃，在成型階段，流量非常小，只有單片熔煉的20分之一，卻要像“攤大餅”一樣達(dá)到810×500×55mm的坯片規(guī)格，玻璃粘度大了攤不開，太小又會出現(xiàn)缺陷。做了不下一百次實(shí)驗(yàn)，用了3年時(shí)間，終于攻下了這個(gè)難題。目前，上海光機(jī)所已成為國際上首家獨(dú)立掌握釹玻璃元件全流程生產(chǎn)技術(shù)的機(jī)構(gòu)，4項(xiàng)核心技術(shù)指標(biāo)領(lǐng)先國外同類最優(yōu)產(chǎn)品。連熔釹玻璃的參數(shù)一致性較原來技術(shù)提高2-3倍，生產(chǎn)效率提高10倍。項(xiàng)目研制過程中獲得了9項(xiàng)授權(quán)發(fā)明專利，并制定了3個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。批量制造的大尺寸激光釹玻璃已成功應(yīng)用于我國“神光”系列裝置和上海超強(qiáng)超短激光實(shí)驗(yàn)裝置中。

　　美國分辨率最高的衛(wèi)星能看到地面上一張報(bào)紙的大字標(biāo)題，其分辨率在0.1米左右。與發(fā)達(dá)國家相比，我國在高分辨空間遙感觀測技術(shù)仍存在一定的差距。要實(shí)現(xiàn)高分辨率衛(wèi)星成像，要求相機(jī)的核心部件，安裝和穩(wěn)定光學(xué)組件的光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)，不僅要尺寸大重量輕輕，還要具有高穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)材料主要是殷鋼和樹脂基復(fù)合材料，殷鋼材料密度大，而且大尺寸復(fù)雜構(gòu)件制造困難；樹脂基復(fù)合材料因具有較強(qiáng)的吸濕性，在空間服役環(huán)境中因產(chǎn)生脫濕引起較大尺寸變化，嚴(yán)重時(shí)造成相機(jī)難以成像。而纖維增強(qiáng)碳化硅基復(fù)合材料具有密度低（僅為殷鋼的四分之一）、適合于大型構(gòu)件研制、良好的抗空間輻照能力、吸濕性小、熱脹系數(shù)可調(diào)，并且具有類似鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而可靠性高。中科院上海硅酸鹽研究所董紹明研究員在2005年前后就意識到纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料在空間遙感系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力，在國內(nèi)率先開展研發(fā)，取得多項(xiàng)重大創(chuàng)新和突破，獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

高景一號衛(wèi)星拍攝的布達(dá)拉宮融合影像

　　應(yīng)用于我國高分專項(xiàng)衛(wèi)星的碳化硅基復(fù)合材料鏡筒，相對于輕量化殷鋼鏡筒，實(shí)現(xiàn)了減重50%，相機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提高1倍，成像響應(yīng)時(shí)間縮短1 倍的優(yōu)異效果，力助我國衛(wèi)星成像分辨率首次達(dá)到亞米級，在國際上開創(chuàng)了大口徑高分辨率空間遙感相機(jī)高穩(wěn)定高精度光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)研制的新途徑。

　　重大創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)

　　過去的一年，中科院上海分院持續(xù)提升創(chuàng)新能力，重大創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。中科院上海分院院長王建宇介紹，“墨子號”在軌運(yùn)行一年，重要載荷性能優(yōu)良，保障了“墨子號”量子衛(wèi)星提前并圓滿實(shí)現(xiàn)全部三大既定科學(xué)目標(biāo)；超強(qiáng)超短激光實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)10拍瓦激光放大輸出，達(dá)到國際領(lǐng)先水平；天馬望遠(yuǎn)鏡通過總體驗(yàn)收；腫瘤免疫治療重大成果實(shí)現(xiàn)研發(fā)和銷售里程碑付款共計(jì)4.57億美元的獨(dú)家許可轉(zhuǎn)移。新增中國科學(xué)院院士5人、中國工程院院士1人，杰青10人。

　　厚積方能薄發(fā)。隨著創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略不斷深化，國家對科研投入持續(xù)增加，使得科研人員可以心無旁騖地從事研究工作。王建宇表示，作為國家重要戰(zhàn)略力量，中科院上海分院將不忘科技報(bào)國、科技為民的初心，持續(xù)支撐張江綜合性國家科學(xué)中心建設(shè)；以張江實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)推動張江國家實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；進(jìn)一步強(qiáng)化支撐和服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會創(chuàng)新發(fā)展，在加快建設(shè)具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心進(jìn)程中，展現(xiàn)新氣象新作為。（作者：黃海華)