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基础研究成就原始创新高地

2019-03-14 02:47:36

北京涌现出一批具有影响力的前沿性基础研究成果。

在2016年度的北京市科学技术奖获奖成果中,涌现出了一批具有影响力的前沿性基础研究成果,涵盖信息科学、基础材料、生命科学、生物医学、量子物理、农业生物遗传等诸多领域,体现了北京基础研究的雄厚实力和创新优势。

■齐寄

放眼全球,新一轮科技革命和产业变革加速演进,基础研究到产业化的周期越来越短,

基础研究成就原始创新高地

界限日趋模糊,创新链与产业链的衔接越来越紧密。在2016年度的北京市科学技术奖获奖成果中,就涌现出了一批具有影响力的前沿性基础研究成果,涵盖信息科学、基础材料、生命科学、生物医学、量子物理、农业生物遗传等诸多领域,体现了北京基础研究的雄厚实力和创新优势。

“加强基础研究和原始创新,提升国家科技整体实力和发展潜力,是北京市全面服务国家发展的重大历史。”北京市科委相关负责人表示。

爱因斯坦预言:穿越百年的科学对话

由中国科学院物理研究所等单位完成的“原子气体玻色—爱因斯坦凝聚及应用”成果获一等奖。该研究团队在国际上率先开展了激光冷却原子的实验研究,使中国成为少数实现玻色—爱因斯坦凝聚(简称BEC)的国家之一。

激光冷却原子并实现BEC是20世纪末物理学的重大进展。超冷原子BEC具有独特的量子力学波动性、宏观量子相干性及人工可调控性,是研究量子力学基本问题的重要平台,对发展原子钟、原子芯片等高新技术具有战略意义,已成为世界发达国家抢占的制高点。

据了解,该项目成员提出了超冷原子BEC相变的关键判据,得到诺贝尔奖获得者C. E. Wieman教授的高度评价,还建立了参数可调的BEC可积模型并得到精确解。这是冷原子多体薛定谔方程精确解的早工作,次理论上定量地解释了W. Ketterle教授获得2001年诺贝尔奖的实验结果。

其次,该项目成员提出了周期瞬子方法来计算在高、低能区都适用的有限温度量子隧穿,解决了量子力学基本理论中的一个难题。预言冷原子量子隧穿效应,首先在国际上实现冷原子射频导引和原子芯片BEC。

另外,该项目成员还建造了可移动式冷原子小喷泉钟、超高精度空间冷原子钟,为超高精度空间时频络及下一代空间导航系统奠定基础;建立了光晶格钟理论模型,为光晶格钟奠定了基础,并被Science等期刊专门评述。

据北京市科委相关负责人介绍,该成果建立了原子BEC基本理论,发展了冷原子钟、原子芯片等高新技术,建造了可移动式冷原子小喷泉钟、超高精度空间冷原子钟,为超高精度空间时频络及下一代空间导航系统奠定基础,引领并推动了冷原子物理及精密测量相关领域的发展。

纳米绿色印刷引领未来

由中国科学院化学研究所完成的“纳米材料绿色打印印刷基础研究”成果获一等奖。此项目针对印刷产业绿色发展的重大需求,深入系统地研究了打印印刷过程中的关键基础科学问题,形成基础研究与应用突破紧密结合的系统创新研究成果。

我国印刷产业年产值虽然超过1.12万亿元,但面临传统感光冲洗工艺带来的巨大环境压力。发展绿色印刷技术对于从源头消除污染、促进我国印刷产业的可持续发展具有重大意义。

据悉,该项目成员首次提出纳米材料绿色印刷制版原理,揭示了纳米材料构建高反差油水界面的图案化机制,突破了传统印刷制版感光成像的技术思路,从微/纳米结构调控界面浸润性出发,系统研究纳米材料精细调控材料表面浸润性的原理和方法,利用打印纳米材料构建高反差的超亲油图文区与超亲水的非图文区,发展了纳米材料绿色打印制版技术,推动了印刷制版技术从感光成像到数字成像的跨越,从源头解决了传统制版过程的感光废液排放和资源浪费问题。

同时,此项目成员通过深入研究纳米材料对液滴的扩散、融合、聚并和转移等行为控制的基本科学规律,实现了对液滴在不同材料表面浸润/去浸润行为的精确调控,发现了控制打印墨滴从零维到三维结构的规律和方法,形成对印刷技术的基本单元“点、线、面、体”控制的系统研究成果,实现了多种尺寸、形貌、结构和性质可控的纳米粒子的浸润性调控及自组装图案化,制备了一系列高性能的光电功能器件,大大拓展了印刷技术的发展空间。

基于对表面浸润性调控与纳米材料制备的基础研究成果,该项目成员围绕印刷产业链的关键污染环节开展系统的创新研究,形成了包括“绿色制版、绿色版基、绿色油墨”的完整绿色印刷原理与材料体系,并与多家企业合作实现了成果转化。

据北京市科委相关负责人介绍,该项目创新点突出,主要研究成果达到国际水平,关键突破具有首创性与系统性。评审专家组认为,该技术的进一步深入发展与研究有可能导致印刷制版技术上的革命性变化。

肿瘤血管新靶点应用前景广阔

由中国科学院生物物理研究所完成的“肿瘤新靶点CD146的发现及靶向治疗”成果获一等奖。中国科学院院士阎锡蕴领导的研究团队在肿瘤微环境系统水平上,以血管新生为切入点,在国际上首次提出CD146是肿瘤血管新靶点。

在发现新靶点阐明新机制的基础上,项目成员发展了以CD146为靶点的肿瘤治疗应用研究,对多种肿瘤表现出显著疗效,特别是发展了联合治疗策略,在公认难治愈的恶性肿瘤胰腺癌上取得了显著疗效。

肿瘤靶向治疗策略因其安全性和高效性,成为近20年肿瘤研究的热点领域。肿瘤靶点是发展肿瘤靶向治疗策略的基础。肿瘤生物学的不断发展使人逐渐认识到,肿瘤是由肿瘤细胞及其微环境中的血管、基质和浸润其中的免疫细胞等共同组成的系统事件。因此,以往以肿瘤细胞为单一靶点的肿瘤靶向治疗策略就表现出其局限性。

据了解,该项目以研发肿瘤系统靶向治疗策略为目的,系统研究肿瘤微环境中的血管生成、炎症及转移之间的相互作用,发现肿瘤微环境新靶点CD146分子,阐明该分子在肿瘤血管生成、肿瘤炎症及肿瘤转移过程中的功能机制及其作为联络上述肿瘤事件关键节点分子的作用;在理论创新的基础上,研发抗CD146人源化抗体huAA98,发展以CD146分子为靶点的肿瘤微环境系统靶向治疗策略,对黑色素瘤、肝癌等多种肿瘤具有显著疗效。

该项目的研究不仅为肿瘤靶向治疗提供了肿瘤新靶点,对CD146作用机制的阐明也使对CD146的认识从以往的“黏附分子”发展到“细胞膜受体”。项目组建立的CD146研究平台也成为全球同领域研究的开放平台,促进了肿瘤细胞生物学的发展。

据市科委相关负责人介绍,该成果从发现肿瘤新靶点到发展肿瘤靶向治疗新策略,完成了从基础理论创新到应用转化的系统性研究,并成功实现技术转让,成为为数不多的由中国科学家发现新靶点、完成成果转化并得到国际认可的研究范例。

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