“上海智慧”解決眾多科學難題

陳冰

在國家科技獎中，“上海智慧”凸顯在各個方面，解決了眾多科學難題。上海注重服務國家發展全局，并以此作為科技創新中心建設的立足點和出發點。堅持聚焦重點，有所為有所不為，瞄準世界科技前沿和頂尖水平，選準關系上海全局和長遠發展的戰略必爭之地，立足自身有基礎、有優勢、能突破的領域，支持企業、科研院所和高校等通過各種途徑獲得若干重要產業領域的關鍵核心技術，實現科技創新的跨越式發展。

上天入地

中國科學院上海硅酸鹽研究所董紹明研究員領銜的“大型高穩定輕量化C/SiC整體結構成套制備技術及空間遙感應用”項目榮獲了國家技術發明二等獎。

1957年第一顆人造地球衛星的發射，標志著人類進入了太空時代，人類開始從一個全新的視角認識我們生存的星球。遙感技術經歷了60年代的奠基、70年代的發展、80年代的鞏固、90年代的大發展，目前已為世人所矚目，廣泛用于測繪、氣象、國土資源勘察、災害監測與環境保護、國防、能源、交通、工程等諸多領域。進入21世紀以來，一系列新思想、新概念、新方法、新工藝正在醞釀和形成，世界各國競相研究、開發和發射高分辨率空間遙感衛星。

美國空間遙感技術的發展代表著世界領先水平，2001年10月18日美國Digital Globe公司發射的快鳥（Quick Bird ）高分辨率商業遙感衛星，分辨率為0.61米，而美國分辨率最高的間諜衛星能看到地面上一張報紙的大字標題，其分辨率在0.1米左右。與發達國家相比，我國空間遙感技術存在大約20年的差距。十一五以來，我國將“高分專項”正式入列《國家中長期科學與技術發展規劃綱要》，2010年5月經國務院常務會議審議批準，高分專項全面啟動實施，我國大力發展高分辨空間遙感技術，高分辨率衛星的研制迫在眉睫。

要提高衛星的分辨率，大口徑、長焦距、輕型空間相機是關鍵，需要相機的核心部件——光學支撐結構大、輕，還要高穩定，也就是在承受振動和溫度波動時，米級光學支撐結構的尺寸變化要穩定在幾個微米以內，即頭發絲直徑的十分之一左右。換言之，就是尺寸幾乎不能變化，因此對支撐結構材料提出了非常高的要求，必須具備輕質、高剛度和低熱膨脹的特征，特殊條件下還須具有高的導熱能力實現系統快速熱疏導，降低熱應力。

纖維增強碳化硅基復合材料具有類似鋼筋混凝土的結構特點，以纖維為骨架，碳化硅陶瓷為基體。這種材料密度低（僅為殷鋼的四分之一）、比剛度高、具有類似金屬的非脆性斷裂特征和良好的抗輻射能力、而且力學和熱學性能的可設計性強，隨著國際上高分辨空間遙感技術的持續發展，纖維增強碳化硅基復合材料作為空間相機支撐結構受到高度關注。

董紹明早在2005年前后就意識到纖維增強陶瓷基復合材料在空間遙感系統中的應用潛力，因而布局了相應研究方向——針對我國高分辨空間遙感技術對空間相機支撐結構的苛刻要求，開展了大型高穩定輕量化碳/碳化硅整體支撐結構的研究。

通過不懈努力，終于在碳化硅基復合材料支撐結構關鍵技術和工程化應用方面取得多項重大創新和突破，顯著提高了碳化硅基復合材料相機支撐結構的彈性模量、抗彎強度、熱導率等性能，滿足了空間相機支撐結構的大型化、一體化、高穩定化、輕量化制備。

目前，應用碳化硅基復合材料鏡筒的高分二號、高景一號 01 和02 星衛星已成功服役。相對于輕量化殷鋼鏡筒，碳化硅基復合材料鏡筒實現了減重50%，助力相機結構穩定性提高1倍，成像響應時間縮短1 倍的優異效果，力助我國衛星成像分辨率首次達到亞米級。如今，碳化硅基復合材料已發展成為我國高分辨遙感空間相機支撐結構最重要的候選材料之一。

核心技術

在信息技術領域，上海交通大學谷大武教授領銜的“密碼芯片系統的攻防關鍵技術研究及應用”項目榮獲國家科技進步二等獎。這個項目解決了密碼芯片系統攻防的核心關鍵技術問題。研制成功了領先的檢測工具平臺，已銷售和服務于國家商密檢測中心、復旦微電子、華為等20家檢測機構和芯片設計企業；設計實現抗數學攻擊和抗物理攻擊的密碼芯片，7款密碼芯片近三年累計出貨1.625億顆。支撐了國家安全部門和科研機構的重要任務。

上海交通大學郁文賢教授領銜的“高精度高可靠定位導航技術與應用”項目也榮獲了國家科技進步二等獎。這個項目圍繞國家戰略需求和戰略新興產業發展迫切需要，集中解決了北斗導航與位置服務中的一系列產業發展瓶頸技術問題，支撐了上海導航產業以30%復合增長率快速發展，提升了我國在該領域的產業技術競爭力和影響力，引領了我國北斗導航產業技術的進步和產業集聚發展，產生了重大的經濟和社會效益。

在新材料領域，中國科學院上海光學精密機械研究所胡麗麗研究員領銜的“大尺寸高性能磷酸鹽激光釹玻璃批量制造關鍵技術及應用”項目榮獲國家技術發明二等獎。這個項目獨立自主攻克了國際上公認難度極高的大尺寸高性能磷酸鹽激光釹玻璃批量制造系列關鍵工藝技術難題，發明了大尺寸磷酸鹽激光釹玻璃的連續熔煉、包邊及檢測等技術，在國內首次建成磷酸鹽激光釹玻璃批量制造線并成功實現批量制造，有力支撐了國家激光聚變科技重大專項。

在新能源領域，中國科學院上海硅酸鹽研究所黃富強研究員領銜的“面向太陽能利用的高性能光電材料和器件的結構設計與性能調控”項目則榮獲了2017年度國家自然科學二等獎。

太陽能發電作為一種綠色能源利用技術，是解決目前能源與環境問題的重要途徑。高效的太陽能發電需要高性能光電材料與器件，然而光電材料中存在多組相互制約、難以協調的物理因素。黃富強研究團隊聚焦高性能光電材料和器件的結構設計與性能調控，提出了多物理量協同的“結構功能區”的概念，為高性能光電新材料的設計提供指導原則，由此發現了系列高性能光電轉換新材料；提出的堆積因子模型被150多個光電材料驗證，被同行稱為“普適模型”，并成功應用于熱電、超導、光催化等多種材料的設計。

與此同時，團隊還設計了具有寬太陽光譜吸收和載流子高效遷移的新型復合結構，項目中發現的黑色氧化鈦和高效半導體復合結構為太陽能利用提供可持續發展的新策略。團隊發明的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的低成本制備新方法，能夠大幅度降低薄膜太陽能電池的制造成本，為光伏行業的發展提供了一項具有競爭力的新技術。該技術已經轉移給企業進行產業化應用，建成了銅銦鎵硒太陽能電池中試生產線，太陽能電池組實現屋頂并網發電順利運行多年。

民生保障

保障和改善民生，是政府工作的出發點和落腳點。在2017年的獲獎項目中，公眾普遍關注的醫療衛生、工程建設等方面涌現了大量優秀成果。這些成果擁有自主知識產權，對保障百姓身體健康、便捷百姓生活、促進城市和諧發展等方面做出了重要貢獻。

中國科學院上海藥物研究所楊玉社研究員領銜的“國家1.1類新藥鹽酸安妥沙星”項目榮獲國家技術發明二等獎。

氟喹諾酮（沙星類）是我國抗菌藥物三大主力品種之一，對保障我國人民身體健康發揮著重要作用。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40多年的時間里，該領域創新化學藥物一直是空白。中國科學院上海藥物研究所的科學家楊玉社、嵇汝運團隊從1993年開始潛心研究氟喹諾酮類抗菌藥物的合成方法學、構效關系、構代關系、構毒性關系、成藥性等，并在此基礎上通過合理藥物設計，采用結構優化的策略，設計合成了5類62個新化合物，歷時16年最終于2009年成功上市了我國第一個具有新穎化學結構（NCE）和自主知識產權的氟喹諾酮類抗菌新藥——鹽酸安妥沙星。這是自1993年我國實施藥品專利法以來，我國科學家創制的第一個創新藥物，對推動我國醫藥工業從仿制到創新的歷史性轉變做出了積極貢獻。

與同類藥物相比，鹽酸安妥沙星無論療效還是安全性均優勢突出。一是幾乎沒有光毒性，而光毒性是氟喹諾酮類抗菌藥物的主要副作用之一；二是心臟安全性大幅改善。三是藥代性能十分優秀。和國外同類藥物相比，該品具有最長的半衰期和最高的口服生物利用度，是真正意義上的長效氟喹諾酮類藥物。四是臨床治療各種急性細菌感染性疾病，療效優異，安全性好。藥品目前已經進入北京、重慶、福建等22個省市自治區的150多家醫院和醫療機構使用，使100余萬人次受益。

在生命健康領域，上海還有一系列團隊成果獲國家科技進步二等獎。

上海微創醫療器械（集團）有限公司常兆華教授領銜的“大血管覆膜支架系列產品關鍵技術開發及大規模產業化”成功突破超薄覆膜材料的制造和應用瓶頸制約，使我國成為繼美國之后世界上第二個能夠自主生產覆膜支架核心材料的國家；形成了一系列性能達到國際先進水平的國產大血管覆膜支架產品，成功實現了產業化；采用國際首創的術中支架系統，成為國內外治療累及升主動脈夾層的標準術式。產品推廣至全國30個省市，15年國產市場占有率第一，已救治危重患者達50000余人。

上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院王衛慶教授領銜的“內分泌腫瘤發病機制新發現與臨床診治技術的建立和應用”緊扣臨床需求，經篩選優化系統性建立針對各種內分泌腫瘤的34項臨床診斷新技術，實現精準激素分泌能力評估與腫瘤定位；創建4種治療新方法，制定專家共識并改寫國際指南，極大提高了我國內分泌腫瘤的診治水平與國際影響力。

復旦大學附屬華山醫院毛穎教授領銜的“外科術式改變腦血流的基礎與臨床創新”項目，圍繞具有高致殘率和病死率的兩大腦血管疾病——難治性腦動脈瘤和煙霧病，在國際上率先開展了個體化設計的腦血管重建手術，不斷革新該技術并解決了一系列臨床問題，變“難治”性顱內動脈瘤為“可治”，顯著提高煙霧病的手術療效和安全性，在國際上產生了重要影響。