上海市科学技术奖揭晓 葛均波院士获上海市科技功臣奖 复旦一等奖总数创历史新高

作者:汪蒙琪、李怡洁、顾泳摄影: 视频:王玥 来源:融媒体中心、科研院、上观新闻发布时间:2021-05-26

5月25日,2020年度上海市科学技术奖授奖决定发布,复旦大学在2020年度上海市科学技术奖评选中取得优异成绩,作为第一完成单位获奖26项(人)。其中科技功臣奖1人,为附属中山医院院士葛均波。青年科技杰出贡献奖1人,为微电子学院教授周鹏。一等奖11项,包括自然科学一等奖3项,技术发明一等奖2项,科技进步一等奖6项,一等奖总数创上海市奖历史新高。二等奖10项,三等奖3项。

2020年度上海市科学技术奖复旦大学获奖名单

科技功臣奖

上海市科技功臣奖是对上海科技工作者的最高奖励,旨在鼓励科技人员在经济建设中作贡献。每年授予人数不超过2名。

葛均波,男,1962年11月生,1993年获德国美因兹大学博士学位,现任复旦大学附属中山医院心内科主任、上海市心血管病研究所所长、国家放射与治疗临床医学研究中心主任。2011年当选中国科学院院士,2019年当选世界心脏联盟常务理事。

他长期致力于推动我国重大心血管疾病临床技术革新和科研成果转化,首次发现心肌桥血管内超声特征性“半月现象”,确立心肌桥诊断金标准;首创“逆向导丝技术”及其系列辅助技术,目前已成为冠状动脉CTO病变的常规术式;国内首创冠脉“可降解涂层支架”,使晚期支架内血栓发生率显著降低;首创“经心尖二尖瓣夹合术式”及微创器械ValveClamp,实现我国该领域技术产品创新的重要突破。

青年科技杰出贡献奖

上海市青年科技杰出贡献奖于2012年设立,奖励在自然科学基础研究、技术开发与产业化、企业创新创业中作出突出贡献的45岁以下科学技术工作者,每年授予人数不超过10名。

周鹏,男,1979年3月生。复旦大学微电子学院教授。先后入选上海市科技启明星、曙光学者、科技部中青年科技创新领军人才,2019年获国家基金委杰出青年基金。

周鹏长期致力于集成电路新机理、新材料及新器件研究与应用。发明了高速与非易失兼得的新型电荷存储器;实现了高面积效率单晶体管逻辑原位存储及电路;提出了突破传统亚阈值摆幅极限的狄拉克源围栅晶体管;开拓了逻辑、存储新器件的集成技术和方法,为高性能低功耗电子器件的发展提供了原始创新的技术路径。

自然科学奖(一等奖)

物理学系教授张远波领衔的“高迁移率半导体二维黑磷的发现”项目,发现了新型半导体材料二维黑磷,并首次在二维黑磷中实现了场效应晶体管,器件开关比高出石墨烯器件4个数量级,室温迁移率优于商用硅基晶体管,开辟了一个全新的半导体研究方向;实现层数、机械应变以及压强对二维黑磷能隙的调控,使其能隙可以全面覆盖从远红外到可见光这一个对光电应用有重要意义的光谱范围,在红外探测、通信、太阳能柔性电子等领域有广阔应用前景;在黑磷器件中观测到量子霍尔效应,展示了二维黑磷超高的载流子迁移率,为将来基于二维黑磷的器件研发奠定了基础。

先进材料实验室教授车仁超领衔的“频率可调型宽带微波吸收材料”项目针对电磁信号污染、高频无线通讯、电磁屏蔽防护等领域的迫切需求,研制和发展了频率可调型宽带微波吸收材料,改善了现有吸波材料的实用性;基于材料介电极化特性调控,建立了纤维铺排角、材料长径比等新颖的吸收频率调控策略;基于阻抗匹配原则,发展出二元钴镍强磁性合金为核的系列核壳结构宽频吸波材料,拓宽了吸收频率的调控范围;发展了原位可加电磁场的电镜技术,揭示了材料电磁特性的表界面调控机制,解决了长期困扰吸波材料研究的电磁微观机制问题,阐明了构效关系。建立了吸波材料的灵活调频的普适性策略,有助于推动介电材料、磁性材料、吸波材料等领域发展。

生物医学研究院教授王磊领衔的“人类卵子及卵泡发育异常相关疾病的遗传学研究”项目围绕卵子及卵泡发育异常相关疾病的遗传学展开研究。发现了三种人类新孟德尔遗传病:卵子GV期阻滞、MI期阻滞及早期胚胎停育。分别明确了导致这些疾病的第一个致病基因及致病机制;首次鉴定出人类卵泡液中存在microRNAs,并系统地研究了功能;解析了一系列基因的遗传、结构、修饰变异与多囊卵巢综合征之间的关系。该项目成果扩展了女性生殖疾病的遗传学研究内容,为女性不孕的临床诊断提供了系列分子标记物,为相关患者的精确诊断、遗传咨询及最终的靶向治疗奠定了基础。

技术发明奖(一等奖)

材料科学系教授武利民领衔的“高性能海洋涂层材料设计制备新技术及其应用”项目针对海洋装备防腐防污期效短、自清洁效果差的技术瓶颈,研发出基于硅氧烷杂化 的长效自抛光防海生物污损涂层材料、中涂与面涂合二为一的长效防腐涂层材料、基于纳米TiO2光催化降解和荷叶超疏水原理相结合的具有自修复功能的自清洁涂层材料及其制备新技术等,大大提高了海洋装备的防腐和防海洋污损性能,以及自清洁性能,共获中国发明专利39项、制订国军标4件。发表SCI论文106篇,他引4277次,出版了国际上第一本关于功能聚合物涂层的英文专著。产品应用在各种舰船、钻井平台、飞机、潜水器、雨量传感器“天问一号”火星车等国内众多特大型企业和国家重大工程。

微电子学院教授俞军领衔的“高可靠亿门级FPGA芯片关键技术及产业化”项目基于国内高端FPGA卡脖子的现状,对FPGA架构技术、FPGA可靠性设计技术,及FPGA专用电子设计自动化(EDA)软件布局布线等技术开展了系统研究,成功开发了千万门级FPGA、亿门级FPGA和高可靠ASIC系列芯片及配套的EDA开发软件ProciseTM。项目成果已为通信、安防、网安等涉及国计民生的高科技产业提供了有力的技术保障。

科技进步奖(一等奖)

附属华山医院教授张文宏领衔的“新型冠状病毒肺炎临床诊治和创新型技术的应急应用”项目。新冠疫情发生后,上海面临巨大压力。市临床团队在救治早期及时借鉴武汉和上海有限的数据,短期内总结出疾病发生发展规律,梳理出治疗方法,与国内其他团队联合攻关。张文宏组织市临床团队联合疾控完成上海首例病例病毒全基因测序,与武汉病毒学家第一时间分享病原学特点,援鄂医疗队与在沪专家组实时分享疾病特征及首例尸解病理规律,及时了解病毒生物学、致病机制、病程发展,总结出上海新冠肺炎专家共识,实现本市新冠患者治疗成功率超99%。迅速将新型技术产业化,应急用于诊断,满足上海需求并支援国内各地。迅速完成药靶明确的生物药I期临床研究。本项目处于国际前沿水平,为实现快速诊断,探索治疗手段,精准防治肺炎重症化提供了科技支撑。

附属华山医院教授张菁领衔的“耐药菌感染治疗药物临床评价体系及关键技术的创建与应用”项目聚焦抗耐药菌新药临床研究及细菌耐药性防治。创建了优选体内达最大杀菌活性和阻断耐药菌传播的药动学/药效学(PK/PD)等临床药理学关键技术,并贯穿于抗耐药菌新药临床评价的各个阶段。首次获得的24种抗耐药菌药物PK/PD靶值已用于制定不同感染的各患者人群给药方案。经几代人努力,创建了符合国情且与国际接轨的融临床微生物学、临床药理学和临床治疗学为一体的耐药菌感染治疗药物临床评价体系,对各个时期近百种抗菌药物进行了临床评价,获批生产投入临床使用的药物为14类87种,其中包括近20年的9类30种。主笔起草4项、参与1项抗菌药临床试验指导原则已在行业内推广。发表论文等204篇,获专利授权4件。

附属肿瘤医院教授邵志敏领衔的“中国乳腺癌分子分型和精准治疗的研究和成果推广”项目围绕“中国乳腺癌分子分型和精准治疗策略”的主线开展了一系列临床和转化研究,完成以下成果:1)建立三阴性乳腺癌复旦分型和精准治疗新策略;2)牵头多中心临床试验,建立精准治疗新模式;3)聚焦乳腺癌转移耐药,鉴定精准治疗新靶点;4)编撰指南和引领乳腺癌规范化诊疗。通过成果应用,项目组近年收治的早期乳腺癌患者5年生存率提高到93.6%,超过美国同期5年生存率(90.2%)。项目组每年诊治上海市40%以上新发乳腺癌病例,并联合上海多家医院推广本成果,覆盖了80%以上的上海市新发病例。虽然近年来上海市乳腺癌的发病率不断上升,随着本项目成果的推广,自2014年起上海市乳腺癌死亡率逐年下降。

附属肿瘤医院教授赵快乐领衔的“中国食管癌基因谱特征和放化疗方案关键技术创新与应用”项目为寻找符合中国食管癌特点的放化疗方案做了许多原创性工作。项目组找到了中国人食管鳞癌与白人食管鳞癌的基因谱区别,建立了符合我国食管癌特点的放化疗新方案,使食管癌患者的放化疗生存时间延长2倍。项目组也提出了克服食管癌放射抵抗的新理念和找到了多个新靶点,为今后进一步提高放疗疗效提供了可能。本项目的多个成果被NCCN等指南确定为临床标准治疗方案,并在实际临床工作中已经得到了常规应用,提高了食管癌放化疗患者的生存时间,取得了良好的社会效益和经济效益。

附属儿科医院教授黄国英领衔的“新生儿先天性心脏病筛查体系和危重症救治关键技术”项目瞄准严重危害婴幼儿生命和健康的危重症先天性心脏病的早期发现和诊治,在国际上首创准确、简便、无创伤、低成本的“双指标”(心脏杂音+氧饱和度异常)筛查方案;建立新生儿危重症先心病手术关键技术体系;建立分片区负责、全流程管理的筛查-干预体系。成果转化为上海市和国家的公共卫生政策,使危重症先天性心脏病在出生后早期的得到及时救治,挽救了成千上万幼小的生命,显著地降低了婴幼儿死亡率,促进了我国儿童公共卫生服务的进步和医学学科的发展。项目形成知识产权9项;成果发表在国际顶级医学期刊Lancet,得到国内外同行的高度认可。

公共卫生临床中心教授卢洪洲领衔的“新冠肺炎临床转归机制和治疗策略的建立与应用”项目关注新冠肺炎的临床转归机制和治疗策略,通过阐明和总结新冠肺炎的临床特征和转归机制,建立针对性“一人一策”的治疗策略、预警模型并应用于新冠肺炎临床救治实践中;通过开展系列临床研究,优化了治疗方案,显著降低患者的重症率和病死率。这一治疗策略在我市随后的国外输入病例中得到广泛的应用,同时项目组也积极推广这一治疗策略,通过电话会议、学术交流等多种模式,本项目的成果在世界卫生组织(WHO)及美国、马来西亚和萨尔瓦多等多个国家和地区进行了应用,对于控制当地的疫情起到了作用。项目在国内外发表研究论文40余篇。

这些荣誉背后是怎样的耕耘与付出?让我们走近获奖人葛均波、张远波和俞军,听听几位复旦人的奋斗故事。

葛均波:家国情怀,大侠风范

“疫情面前没有旁观者”,中科院院士、复旦大学附属中山医院心内科主任葛均波教授,去年疫情期间一封“请战书”燃爆社交媒体。学生们对老师这样的行为并不奇怪,“葛老师就是这样的,一如他最喜爱的文学角色,金庸笔下的乔峰,家国情怀,大侠风范,其实也很像他自己的写照。”

1990年,师从中国工程院院士陈灏珠教授的葛均波作为公派生前往德国进修,在德国学习9年,他首次发现冠状心肌桥的血管内超声特征性“半月现象”,使心肌桥检出率由不足5%一下子提升至95%以上,半月现象一跃成为心肌桥诊断的金标准,这也被国际医学界称为“葛氏现象”。

作为金庸迷,葛均波说,自己喜欢乔峰,也有点儿像乔峰,“看到路上打架有人被欺负,就很想上去帮忙!”他有着古道热肠,更不忘医者仁心的初衷。

1999年回国之初,葛均波在华东地区建立了首条急性心肌梗死急诊介入救治“绿色通道”,重症患者抵达医院后,90分钟内就能得到有效救治。20年间,这条生命通道成功救治了危重患者万余例,成功率超过了96%。

复杂冠脉病变介入治疗领域,冠脉慢性完全闭塞病变(CTO)是最后的“堡垒”。传统术式开通率很低,葛均波在无数次实践后,首创“逆向导丝技术”及其系列辅助技术,介入手术成功率一下子提升至 90%以上,而今已成CTO介入治疗三大常规术式之一。

高危心脏瓣膜疾病治疗领域,葛均波打破外科手术禁区,于国内率先开展“经皮二尖瓣夹合术”,首创“经心尖二尖瓣夹合术式”和创新性二尖瓣反流微创治疗器械,明显提高了手术效率和成功率。

身穿近30斤铅衣,做介入术直至汗流浃背,这是葛均波的典型写照。长时间站立,导致椎间盘突出,医生强制他卧床,即使躺在床上也要指导学生,不肯休息片刻。

曾几何时,进口支架一统天下,患者治疗费用下不来。葛均波着手研制可降解冠脉药物支架,与学生们几乎放弃所有休息时间,全部扑在找材料、搞药物涂层技术上。最终,他率领团队成功研制出我国首枚“可降解涂层支架”、“生物可吸收支架” ,显著降低致死性支架内血栓风险,实现我国冠脉介入产品自主研发的重大突破。国产支架大幅降价,更多患者从中获益,每年为国家节约医疗费用超过10亿元。在葛均波的倡导下,我国建立“中国胸痛中心”、“中国房颤中心”等,目前全国重大心血管疾病国家救治网络初具规模,心血管疾病分级诊疗已初具规模。

他高度重视医学人才培养和教育工作,免费培养带教贫困地区医生1000余人次,提供免费心脏手术救治17人次。团队每年完成疾病诊疗68万人次,介入诊疗手术2.4万例,近3年学科排名均在全国位列第二、上海第一。

张远波:寻找光电领域的“全能型选手”

新型半导体材料二维黑磷的发现是张远波教授2011年回国加入复旦大学物理学系后的第一项重大研究突破。

磷是生活中一种常见的化学元素,而黑磷却并非是自然界中能找到的物质,它是一百多年前在实验室中合成的物质。当初未引起重视的黑磷,百年后在这位复旦大学教授的手中重新焕发出了生机。

回国前,张远波的研究重心是石墨烯,但他也意识到石墨烯“零能隙”的特点造成它无法成为一个好的半导体材料。加入复旦大学之后,在一次校内举行的学术会议上,张远波从中国科技大学的陈仙辉教授那里了解到黑磷这种材料,它具有类似石墨的层状结构,但单层黑磷却不像石墨烯那样“零能隙”。从此两人一拍即合,开始合作研究二维黑磷;陈仙辉课题组负责生长黑磷块材,张远波课题组负责将黑磷制备成二维器件。经过两年多的紧密合作,终于制备出基于黑磷的场效应晶体管器件,团队于2013年在美国物理学会三月会议(APS March Meeting)上报告了他们关于二维黑磷的发现,很快引起国际课题组的注意。相关成果最终于2014年发表在《自然·纳米技术》(Nature Nanotechnology)。团队实现了二维黑磷研究的报告及论文“双第一”。

据张远波介绍,目前对二维黑磷的研究仍停留在实验室阶段。在半导体领域,二维黑磷优异的电子迁移率非常适合做高速电子开关,同时,二维黑磷也引起了生物、化学领域的注意,目前在电池研发、肿瘤治疗等方面有相关的研究。但是张远波强调,现在谈论黑磷的应用为时尚早,“人们发现的很多材料就像运动会的单项选手,但在实际应用中,我们需要全能选手型的材料。对黑磷来说,它的每一项可能的应用都有很多的困难需要克服。”

“万事开头难”,这是张远波的切身体会。刚回国时,张远波在搭建实验室和培养研究团队方面下了很大的功夫,但也正是因为前期打好了基础,实验室现在才有了更好的实验条件。面对科研中可能遇到的挫折,张远波认为“试一个想法,失败,然后再试新的想法,然后又失败”是科学家的日常。“科学研究中的百分之七八十时间都是在与失败作斗争,做科研就要习惯面对失败。如果每次都是一试就中,那就说明这个课题的难度太小了,只在自己的舒适区工作就脱离了科研的本意。”

“虽然努力不一定成功,但不努力一定不会成功。”走出舒适区,在万千种可能性中,找到一条解决某个重要问题的路径,是像张远波这样的科学家日常的工作方式。

俞军:用创新思维攻克卡脖子技术

“FPGA就像芯片界的变形金刚。”项目负责人俞军说。

基于国内高端FPGA被卡脖子的现状,俞军领导的创新团队对FPGA架构技术、FPGA可靠性设计技术,及FPGA专用电子设计自动化(EDA)软件布局布线等技术开展了系统研究,成功开发了千万门级FPGA、亿门级FPGA和高可靠ASIC系列芯片及配套的EDA开发软件ProciseTM。

比起功能固定的传统芯片,FPGA芯片出厂功能不固定,用户可以根据需求,设定功能,就像芯片界的“变形金刚”。目前FPGA已经为通信、安防、网安等涉及国计民生产业的发展提供了有力的技术保障。

这项卡脖子技术的难点究竟在哪里?据俞军介绍,为了在一个芯片上实现众多功能,FPGA需要通过提供多种电路部件,完成复杂的结构设计,才能实现功能性模块的丰富性,同时每个模块还需要根据不同需求改变功能,这就使得设计过程更为复杂。有些芯片看似复杂,比如手机芯片,但其实芯片中的很多功能在业内已经设计好,通过购买知识产权就可以拼接完成。而FPGA涉及的所有功能都需要可编程改变,所以从底层的基础设计到整体设计,都需要整个项目团队自己开发完成,工作量和难度可想而知。为了给用户提供一个可以开发编程FPGA应用的环境,项目团队不仅要攻克硬件设计,还要完成电子设计自动化(EDA)工具软件的设计。另一方面,本成果中的FPGA芯片具有“高可靠”的特性,能够在极端恶劣的环境下正常工作,而解决这个问题,可以说是又一难点。

从2008年的百万门级FPGA芯片的国家重大专项,逐步发展成千万门级和如今亿门级的重大科研项目,十多年来,俞军团队所造就的每一次的FPGA芯片突破,不仅是十倍速的规模发展,也是速度、性能和功能上的飞跃。

成功背后,不仅离不开团队的辛勤付出,更重要的是俞军所倡导的“方法论”。俞军说:“方法论永远是最重要的,我们首先要看研究方法是否正确,不能死干,在研发过程中,我们提出了很多的创新思路和方法,这可以极大提高我们的工作效率,否则如此复杂的芯片在短时间内是做不出来的。”在科研工作中,俞军最重视方法的创新,他认为只有正确的方法才能解决问题且事半功倍。

尽管日程繁忙,平时还要指导研究生,俞军还是坚持为本科生上课。《专用集成电路设计方法》是俞军为本科生所开的专业选修课,他希望通过开课让学生们了解国家集成电路等工业领域的最新进展,培养鼓励有兴趣的学生投身集成电路领域。他认为,想要有领先优势,就需要有新的思路和创造性成果,所以培养出具有创造性思维的学生至关重要。

目前,俞军团队仍马不停蹄地继续着他们的FPGA芯片研究。谈起未来目标,他却说,集成电路领域发展迅速,新技术层出不穷,无法预计太遥远的未来,或许正是对未来的未知,让俞军这样的中国集成电路人有了不断奋进的动力。

制图:实习编辑:边欣月责任编辑:李沁园

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