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“搞科研就要走新路、走难路”——北大推动原始创新助力国家发展

点击数:19 时间:2022-07-31 10:10 来源:北京大学

新华网北京7月29日电(记者 魏梦佳)北京大学工学院,一位学者面对着实验装置,思考着一个问题:如何选择制冷剂能让奥运场馆制冰流程更环保、高效。

2017年,张信荣教授受邀为冬奥会研制二氧化碳跨临界制冷系统。当时,世界上最先进的技术也只能应用在1800平方米的冰场,而国家速滑馆预计建的,是近7倍大的冰场。

“搞科研就要走新路、走难路。”一遍遍设计、试验、调整,张信荣带领团队历经数百个日夜循环。终于,在北京2022年冬奥会的“冰丝带”,实现了在百年冬奥历史上首次使用二氧化碳作为制冷剂。这一技术使制冰能效提升30%,一年可节省约200万度电,也让“冰丝带”成为“绿色冬奥”的一张亮丽名片。

张信荣教授在国家速滑馆指导二氧化碳制冰机组跨临界运行(北大供图)

北京大学第十四次党代会召开之际,记者了解到,近5年来,该校聚焦国家重大需求,整合凝练科研攻关方向和布局,着重组建高水平科研团队,积极承担国家科研项目,支持重大原始创新并推动成果转化,为国家科技发展提供助力。

数据显示,5年来,北大累计获批国家重点研发计划重点专项项目134项,同时获得国家自然科学基金项目3497项、国家社科基金项目258项,作为第一完成单位还获得国家科学技术奖18项。在国家“十三五”科技创新成就展中,北大共有20余项成果入选,涵盖基础研究、高新技术、人民健康、社会发展等各个方面。

“数字视频编解码”“碳基芯片”“未来基因诊断”“微型双光子显微成像”“激光加速器”“新一代干细胞技术”“急性肾衰竭临床防治”……瞄准国家重大需求,一批重大原始创新成果和领先技术不断涌现,为国家多领域发展提供支撑。

北大邓宏魁教授(左三)带领的科研团队(北大供图)

例如,物理学院颜学庆教授团队建成了世界上首台超小型激光加速器辐照装置,从样机的建造到建成首台激光质子加速器,全部实现国产自主完成;计算机学院高文团队8K超高清视频多态基元编解码关键技术落地应用,为国家视频产业跨越式发展提供了技术基础,拉动产业规模近千亿元;生命科学学院邓宏魁团队自主研发化学小分子重编程细胞命运,为我国干细胞和再生医学的发展解决了底层技术上的“瓶颈”问题……

经多年研究,北大乔杰院士、谢晓亮院士、汤富酬教授团队在世界上首次创建更低成本、更高效率和更高精度的全新胚胎着床前遗传学诊断系列新方法并成功应用,攻克了我国“出生缺陷”重大生殖健康难题,为我国每年数百万出生缺陷儿家庭带去了孕育健康新生命的希望。

潜心近20年,信息科学技术学院彭练矛院士带领的团队则完全自主地发展了一整套碳管CMOS集成电路和光电器件的无掺杂制备新技术,逼近理论极限,先后实现世界上首个5纳米栅长的高性能碳管晶体管和首个千兆赫兹碳纳米管集成电路。团队的下一个目标着眼于对接产业化,完成90纳米碳基CMOS先导工艺开发。

科学成果的产出离不开资源的汇聚和平台的支持。5年来,北大优化学科布局,在“脑科学与类脑研究”“量子通信与量子计算机”“新一代人工智能”等国家重大急需领域展开研究,集成电路学院、计算机学院、电子学院、智能学院、未来技术学院、材料科学与工程学院等一批新机构也纷纷成立。

北大成立集成电路学院(北大供图)

重大原始创新成果往往产生于学科交叉领域。近年来,北大着力促进学科交叉融合,重点布局和建设“临床医学+X”“碳中和核心科学与技术”“数智化+”等前沿交叉学科领域,成立了人工智能研究院、碳基电子学研究中心、能源研究院、大数据研究院、国际机器学习中心等多个跨学科研究机构。

北京大学科研部部长谢冰介绍,近年来,北大建立健全有组织的科研攻关机制,形成系统化、多层次的创新平台,加快建设重大科学设施,在集成电路、纳光电子、塞罕坝生态系统、口腔医学等领域方向新认定11个国家级平台,推动国家重点实验室重组工作,完成实体化建设。

截至目前,该校已建成国家级科研创新基地37个、省部级重点实验室和工程中心120个,建成8个校级大型仪器设备公共平台,为取得重点领域创新突破提供有力支撑。

在北京怀柔科学城,由北大作为法人单位建设的“十三五”国家重大科技基础设施、总投资超过17亿元的多模态跨尺度生物医学成像设施的基础设施建设今年即将竣工。未来,这一生物医学成像领域的大科学工程项目将对生命体结构与功能进行跨尺度可视化描绘与精确测量,以期破解生命与疾病的奥秘。

多模态跨尺度生物医学成像设施的效果图(北大供图)

此外,北大还与地方共建了北京大学长三角光电科学研究院、北京大学信息技术高等研究院、北京大学重庆大数据研究院、北京大学现代农业研究院等一批新型科研机构。5年来,科技成果转化扎实推进,累计签署技术合同2843项,合同额累计38.65亿元,比前5年总额增长72.5%。

当前,新一轮科技革命和产业变革突飞猛进,科学研究范式正在发生深刻变革。作为一所底蕴深厚、具有百余年历史的高校,北大正发挥基础研究扎实、学科交叉融合的优势,努力成为基础研究的主力军和重大科技突破的生力军。

记者了解到,未来5年,该校还将完善对基础学科的持续稳定支持机制,围绕宇宙演化、物质科学、生命起源、意识本质等前沿科学问题开展基础理论研究,推进重点基础研究基地建设,建成若干国际领跑学术高地,不断增强“从0到1”的原始创新能力。

同时,北大还将推进应用学科整体发展,坚持以新工科、新医科、新文科、新农科为重点,围绕计算机、电子信息、集成电路、人工智能、航空航天、新材料等关键领域,抢占学术前沿,加强应用基础研究,力争取得重大技术突破与应用成效,更好地服务国家战略发展。

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