2019年，上海科创中心建设持续涌现出一批具有影响力的高水平成果。在5月19日举办的“2019年度上海市科学技术奖励大会”中共授奖308项（人），其中，10人获青年科技杰出贡献奖，43项成果获自然科学奖，31项成果获技术发明奖，205项成果获科技进步奖，15项成果获科学技术普及奖，同时还授予卢克·塔尔维（比利时籍）、余金权（美国籍）2位外籍专家上海市国际科技合作奖。

这是近年来市奖中特等奖最多的一年、奖项更为开放的一年、首设科普奖项的一年，也是上海深化科技奖励制度改革后，上海市科学技术奖组织实施的第一个完整年。上海正朝着全球学术新思想、科学新发现、技术新发明、产业新方向的重要策源地努力迈进。这些科技成果也侧面彰显了上海科技创新策源能力的稳步增强。

上海科技创新迸发硬核力量

文 管浩

2019年度上海市科学技术奖，不论是评审机制还是项目的基础研究和技术发明，都体现了一个共同点，就是多年的传承与创新。

5月中旬，在2019年度上海市科学技术奖励大会上，首现了特等奖“三星同耀”的景象，这也是继今年1月上海首次摘得国家科技奖特等奖、实现18年来“零的突破”之后，上海的科技创新迎来又一次高光时刻，同时也折射出近年来上海创新策源能力的稳步增强。

随着改革的落实和深化，2019年上海市科学技术进步奖总体呈现出国际化程度显著提升、科普激励作用显著增强、提名方式更加多元化的趋势。在此次被提名的项目中，有38个项目有外籍人员参与完成，国籍涵盖美日法等11个国家；为激励广大科技工作者普及科技知识、弘扬科技精神，上海还率先设立科普奖；此外，科技进步三等奖项目“严酷环境下钢筋混凝土防护技术体系创新及工程应用”由外籍专家教授提名，这也是首次有外籍专家提名的市奖获奖项目。

亮点纷呈 凸显上海科创轨迹

在2019年度上海市科学技术奖获奖项目中，一批面向世界前沿或引领未来方向或补齐发展短板的重要创新成果脱颖而出。

从技术领域看，此次获奖项目超过四成的获奖成果与“三大领域”紧密相关。能源与环境技术、生物与医药技术、信息技术等三个领域持续表现出较强的创新活力与创新实力，获奖成果持续保持领先，分别占比20.41%、19.05%和11.22%。其中，与生物医药、人工智能、集成电路“三大领域”密切相关的生物与医药技术、信息技术、自动化技术等领域成果，获奖比重合计达到44.55%。

同时，高校、院所以及医院等机构作为知识创新主体，在新思想、新技术、新发明的孕育和涌现中发挥着主要策源角色；企业作为技术创新主体，在促进产学研用一体化发展，推动创新链、产业链和资金链精准对接等方面作用显著。在此次80项高等级奖项中，有74项由高校、院所和医院牵头，占比93%；获奖机构中有企业446家占比51%；高级奖项中企业参与增加，8家企业参与2项特等奖；39项一等奖获奖项目有企业作为前三完成单位。

此外，据统计，2019年度获奖的294个项目所涉及的880个完成单位中，有204家外地单位，占比为23.18%。从近年情况看，上海与江苏、北京、浙江、广东、山东、安徽等地的高校院所和企业合作最多，其中，江苏、北京、浙江始终位列前三。上海与同处长江三角洲地区的江苏、浙江、安徽之间的合作最为紧密。从获奖项目看，上海科创中心建设的跨区域辐射作用显著，特别是与苏浙皖协同创新紧密，长三角创新共同体特征明显。

多点开花 特等奖“惊喜频现”

近年来，上海角逐高等级科技奖的优秀项目质量不断提升，数量逐渐增多。

自2012年上海恢复特等奖以来，除2013年度和2017年度空缺外，至2015年度每年都有特等奖颁出；2016年度至2018年度的三年内，更是两次诞生特等奖“双黄蛋”，这也折射出上海创新策源能力的稳步增强。

特等奖是对特别重大的科学发现或技术发明，以及具有特别重大意义的科技工程、计划、项目的最高规格奖励。从近年来特等奖涌现看，上海科创中心聚焦服务国家战略，全力打造全球学术新思想、科学新发现、技术新发明、产业新方向重要策源地，一系列重大突破呈现出“多点开花”的态势。

2019年度，上海市科学技术奖在生命健康、信息技术、机械制造等多个领域涌现3项特等奖。其中，技术发明奖1项、科技进步奖2项，也是近年来最多的年份。

由上海交通大学牵头完成的“高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术”获得技术发明奖特等奖，实现了燃料电池金属双极板技术的突破，对我国燃料电池汽车产业的发展有重要促进作用；复旦大学附属华山医院牵头完成的“基于脑可塑理论新发展修复残障上肢功能的新方案”获得科技进步奖特等奖，该项目不仅创造性地提出了治疗中枢神经疾病的全新途径，而且深化了我们对于大脑及其神经系统的认识，对于促进人工智能产业也具有启示意义；由华东师范大学牵头完成，获得科技进步奖特等奖的“面向重大工业装备核心控制软件的安全可信保障技术及应用”，则作为上海全力打造的研发与转化功能型平台之一—上海工业控制系统安全创新功能型平台的核心技术支撑，促进轨道交通、航空航天、汽车电子和电力控制等领域软件研制，服务上海科创中心建设。

此外，从2019年度起，上海市科技功臣奖、上海市青年科技杰出贡献奖由两年评选一次改为每年评选一次。

从无到有 奖项背后的坚守与跨越

创新策源意味着“创新之源，策动未来”。

近年来，上海在服务国家战略、提高策源能力、赋能产业发展、促进民生改善和营造创新文化上，涌现出一批具有影响力的创新成果。过去八年，上海科技奖特等奖项目分布于生命健康、信息技术、新材料、光子科学、建筑等多个学科，这也从侧面展现出上海产学研联动、各类创新资源融合互动的良好创新生态。与此同时，越来越多的高等级奖项获奖项目同时包含了基础理论突破和与产业重大创新需求的对接，努力实现着科学新发现、技术新发明、产业新方向、发展新理念“从无到有”的跨越。

但是，重大科学发现、高质量技术成果，都不是一蹴而就的，绝大多数获奖成果都是科研人员“十年磨一剑”甚至“数十年磨一剑”，坚持不懈、持之以恒探索的结果。

今年初斩获2019年度国家科技进步奖特等奖的“海上大型绞吸疏浚装备的自主研发与产业化”项目，更是记录着上海交大船舶与海洋工程学科三代科学家薪火相继、传承接力的奋斗足迹。项目团队用20多年走过其他国家长达百年的特种船舶设计发展之路，使我国在大型绞吸挖泥船的设计、制造领域实现了从“跟跑”到“领跑”的创新超越。

2019年度上海科学技术奖的获奖项目平均开展时间为7.98年，其中，自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖和科学普及奖获奖项目平均持续科研时间分别是10.74年、8.58年、7.99年和6.13年。这些数据也表明，越是想要在面向科研前沿和突破关键核心技术方面取得原创性或首创性成果，越需要“勇闯无人区”的勇气和“甘坐十年冷板凳”的耐心。

特等奖篇

技术发明特等奖：“高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术”

从无到有，金属双极板为燃料电池汽车注入新动能

金属双极板替代石墨双极板是实现车用电堆性能跃升的必由之路。

文 俞灵琦

| 来新民 上海交通大学教授

作为前沿科技热词的代表之一，新能源汽车与人们的出行息息相关。眼下，全球汽车产业正进入转型升级的时期，汽车的生态环境正持续改善。

其中，发展氢能与燃料电池汽车成为全球共识。我国已将燃料电池汽车列入国家发展战略，预计2030年年产量将达百万辆。

在燃料电池汽车的所有部件中，由数百片金属极板以及膜电极装配而成的电堆，占到电堆系统60%的成本以及整车30%的成本，因此它是整车制造的核心，也是燃料电池的关键所在。

告别石墨，迎接金属双极板

在过去，燃料电池电堆主要采用石墨作为材料。而100kW电堆由400多片双极板和膜电极叠装而成。双极板占电堆体积80%，承载氢、氧、水三场传输和导电功能，细密流场具有跨尺度特征，要求微米级精度。

石墨双极板脆性大、难加工，厚度减薄已趋于极限，并暴露出功率密度低导致装不进、单堆功率小导致带不动、工作寿命短导致用不长、制造成本高导致买不到等一系列问题，可以说，石墨极板电堆性能遭遇瓶颈。

针对传统材料上的痛点，上海交通大学来新民教授自主研发了“高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术”，通过变革燃料电池核心部—金属双极板替代现有石墨双极板，突破大规模并联流场均匀传质、大面积细密流道微米精度控制等严峻技术挑战，发明薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。该项目被评为2019年上海市科学技术发明奖特等奖项目。

在来新民看来，金属双极板的电堆更适合燃料电池乘用车。相对于碳来说，金属极板有着功率密度高、厚度薄、低热熔以及比较低的成本等几大优势。

“因此，金属双极板替代石墨双极板是实现车用电堆性能跃升的必由之路。”来新民谈道。

薄型金属双极板结构的“新风向”

虽然金属双极板具有许多优点，但是要作为电堆，这项技术面临着许多挑战。

基于车用电堆需要“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”的要求，所以技术上的难点有：需要极板厚度小于1mm，精度高，耐腐蚀，效率高。

“针对这些难点，我们在极板的精度、功率、材料使用上取得了突破。”来新民和他的团队秉持着“十年磨一剑”的专研精神，创新研发了“两板三场”薄型金属双极板新结构，该结构通过冲压件的间隔支撑和错层密封形成翻转的流场，采用两个冲压件形成独立联通的氢、氧、水三个流场。基于“两板三场”结构，发明氢、氧、水流场的新型分配形式，创造出三代12款金属双极板，通过板厚减薄和流场匀化实现双极板性能更新换代。

来新民表示，此前人们之所以要用三板，是因为金属板需要承载氢、氧、水三种流场互不干扰的流通，抽掉中间一层隔板后，必须要通过结构创新让处在同一空间中的不同物质各走各道，难度可想而知。

2005年起，上海交大、新源动力、上汽集团组成联合攻关团队，终于在2008年推出了“两板三场”金属双极板，不仅单片厚度降低52%，电堆功率提高到原来的2.4倍，更实现了400片电池电堆在轿车前舱的成功布置。

另一方面，“在涂层工艺上，国际上普遍使用钛合金，但由于中国缺钛，我们选择使用不锈钢代替。”来新民介绍，其研发的钛—铬—氮—碳等多元复合涂层，提出材料梯度过渡及纳米孔抑制技术，通过致密复合膜层实现高耐蚀、纳米点实现高导电。同时，接触电阻和腐蚀电流显著优于其他涂层性能，并且在国内通过车用5000小时寿命考核，满足10年使用寿命要求。

此外，该项目还具有金属极板多工序精密成形工艺、金属双极板多品种连续化制造等技术创新点，使流道深度精度提高4倍，极板成形开裂的废品率从30%降低至0.5%，涂层效率提升8倍。

目前，来新民的团队在上海交通大学的支持下，与上海治臻新能源装备有限公司进行产学研合作，建成首条多品种金属极板全工艺流程生产线，建立极板质量控制系统，成为全国少数通过IATF16949质量认证的项目。

来新民表示，在研发的过程中，获得了许多科技政策的支持，包括国家自然科学基金项目、上海市科技创新行动计划项目、国家重点研发计划项目、上汽集团燃料电池技术攻关项目。随着上海市科委不断加大对项目研发的投入力度，临港集团也给予了大力支持，上海治臻从不到10人的小公司成长到员工80余人。如今，公司建成了年产50万片金属双极板全流程生产线，占据国内氢能源燃料电池市场很大的份额。

作为产品的S100、S200、S300等三代12款金属双极板，已应用于上汽、广汽、长城、东风等国内主要燃料电池汽车企业，迄今累计生产50万片，并确定了上汽批量化定点订单。

业内评价方面，“两板三场”金属极板燃料电池在2019年世界新能源汽车大会上被评为代表新能源汽车方向的八项前沿技术之一。

眼下，“高功率密度燃料电池薄型金属双极板”已建立全套的金属极板制造技术体系，可以预期，伴随着落地和推广应用，该项技术将有望打破国外垄断，为燃料电池核心部件自主可控奠定了坚实基础。

科技进步奖特等奖：“基于脑可塑理论新发展修复残障上肢功能的新方案”

瘫痪手臂重获“大脑”新生

“基于脑可塑理论新发展修复残障上肢功能的新方案”为中国原创应用于中枢性偏瘫患者的治疗中，凝聚了华山医院手外科团队数十年的心血，是几代人坚持不懈、努力创新的成果。

文 费晓蕾

中枢性偏瘫是指由于脑卒中、脑外伤、脑瘫等一侧大脑半球损伤造成对侧肢体偏瘫的一类严重致残性疾病，常常使患者丧失生活自理以及劳动能力，给家庭和社会造成沉重负担。我国现有这类患者超过3000万名，每年经济负担在1000亿元以上，如何恢复这类病人的功能是亟待解决的难题。复旦大学附属华山医院、国家老年疾病临床医学研究中心徐文东教授、顾玉东院士团队为解决这一难题提出了突破性的科学思路。

2019年度上海市科学技术奖励大会上，由徐文东领衔的研究团队，项目“基于脑可塑新理论发展修复残障上肢功能的新方案”荣膺本届科技进步奖特等奖。这一中国原创手术方案应用于治疗中枢性偏瘫患者的创新成果，凝聚了华山医院手外科团队数十年的心血，是几代人坚持不懈、努力创新的成果。

创新技术给瘫痪手臂“换大脑”

臂丛神经是人脑指挥肢体肌肉做出动作的一条通路，主要支配上肢、肩背、胸部的感觉和运动，手也在其支配范围内。臂丛神经受损，脑和手之间的通路就断了，上肢就瘫痪了。

随着医疗技术的进步，中枢性损伤（脑卒中、脑外伤、脑瘫等）的死亡率大大降低，病人能生存下来了，但中枢性损伤后的致残率相对上升了，并且上肢运动和感觉功能障碍严重影响着患者的生活质量。

脑中风后的肢体偏瘫是中枢性损伤患者致残的主要原因之一，在此类患者肢体功能重建的治疗领域，大多既往研究聚焦于修复损伤的大脑半球，但始终没有实质性的突破。徐文东教授领衔的项目组，从源头创新提出中国方案：避开损伤半球，着力于开发健康半球潜能，通过“左右颈七神经互换”显微手术，使“一侧健康半球在支配对侧健康上肢时，也支配同侧瘫痪上肢”，由此开辟了“通过外周通路的改变治疗中枢损伤后肢体偏瘫”的新领域。

| 徐文东在手术现场

徐文东教授所在的华山医院手外科创建于20世纪60年代，是国内较早的手外科中心之一。几十年来，徐文东秉承其导师传授的科研理念：科研要着眼于临床，解决临床诊治难题。

“这样的创新成就不可能一蹴而就，”徐文东直言，“突破性成果的诞生，背后是华山医院手外科近一个甲子的传承。”早在1986年，徐文东的老师、中国工程院院士顾玉东就在国际上首创了“健侧颈七神经移位术治疗全臂丛神经损伤”，利用未受伤的健侧颈七神经移位，修复了患侧受损的上肢靶神经，取得了很好的临床效果。

经过长期随访发现，接受该手术治疗的患者，一开始患手需要健侧手带动才能活动，但最终患手都能够独立活动；而触摸其患手时，健侧手也会有被触摸的感觉。针对这一现象，徐文东教授团队找到了16年前接受“健侧颈七神经移位手术”的第一例患者，通过详细的随访查体发现，该患者也依然存在这种临床现象。徐文东敏锐地感觉到，这一现象有可能和大脑功能变化有关。

2003年起，徐文东带领团队开始了跨界攻坚，迈步进入了一个新的研究领域—周围神经移位和脑功能的关系研究。

如果说健侧颈七神经移位手术是给病人“更换臂丛神经”，那么，用于中枢损伤后的上肢偏瘫的治疗则是给病人的瘫痪手“更换大脑”。徐文东在国内外首次提出“一侧大脑可以同时控制双侧上肢”的创新理念，并付诸实施到中风等病人的瘫痪手功能重建中。

自2008年起，徐文东率领团队启动临床验证，通过I期、II期临床试验证明，“左右颈七神经互换”术后，大脑健康半球在原本单独支配对侧健康上肢的功能区中，还可通过“脑可塑变化”，分离出“新生功能区”，与同侧瘫痪上肢产生生理链接，实现独立支配。

这一原创理论与实践的创新成果由国际权威医学杂志《新英格兰医学杂志（The New England Journal of Medicine，NEJM）》（IF=72.406）以原创论著形式发表。多位国际专家专门撰写评述，对该技术的重要性表示肯定。

谈及实践的难度，徐文东形象地比喻：“整个手术像3D动画里的士兵匍匐前进，头上有铁丝网、脚下有地雷，在四万根聚拢的神经中，越过‘千山万水’找到颈七神经。”历经400余例手术娴熟操练，而今华山医院这一手术可以实现不备血就能开展完成，“出血量控制在50毫升，三块纱布可以完成”。

原创技术向世界推广

2017年12月，顾玉东和徐文东以一篇发表于《新英格兰医学杂志》的《健侧颈神经移位术治疗上肢痉挛瘫的临床试验》论文获得世界瞩目，杂志配发长篇社论：“中国科学家创造性通过切断外周神经并（左右）互换治疗中枢神经疾病，这是全新途径！”

在看到论文后，德国的5岁偏瘫男孩跟随母亲慕名而来。历经三小时，徐文东教授亲自主刀，顺利将患儿健侧颈七神经，通过颈部特殊通路移位至患侧，并在显微镜下用比头发丝还细的缝合线，将其与切断后的患侧颈七神经根相吻合。术后四天，男孩原本屈曲挛缩的左手臂，可以主动伸直了，僵硬的手腕和手指得以慢慢张开。

值得注意的是，创造了这一“颠覆性”手术技术的中国医者，通过举办国际性学习班、开展多中心研究、成立专病联盟、吸纳国内外进修医生等方式，毫无保留地将其向世界推广 ，目前已有美、英、法、韩、巴西等多个国家的进修医生来华山医院参观学习该项技术，其中韩国医生已在首尔独立完成这项手术超过100例。

“左右颈七神经互换”手术，绝不是创新的终点。

徐文东介绍，项目组后来通过外周神经功能解剖研究，已开发多种神经移位术，重建残障上肢功能；对于严重残缺，与上海交通大学张定国教授团队合作开展医工结合项目研究，基于“神经可塑可以调控”理念提升肌电假肢功能，首次通过经颅电刺激直接激活残缺肢体沉寂代表区，启动大脑良性可塑。此外，这些研究更增加复合触觉反馈，持续诱导大脑良性可塑，多维度开发仿生学智能假肢，与同类研究比较，来自华山医院团队的探索，对运动模式识别的准确率提升约10%，已达国际前列水平。

谈及这些成果时，已是华山医院副院长的徐文东依然谦虚谨慎。“科研需要大胆设想，也需要小心求证。我的老师顾玉东院士对我影响很深。”他说，顾玉东给治疗过的每位患者做档案卡，几十年如一日的积累，让他在无数次看似重复的病例里发现了差异，实现超越。“而顾院士也常常教导自己的学生，科研之路永无止境，为了让患者拥有一双灵巧的双手，值得医生们奋斗终生。”

科技进步奖特等奖：“面向重大工业装备核心控制软件的安全可信保障技术及应用”

为国产软件打上“安全可信”标签

从神舟七号到风云四号，仅空天领域，该项目技术就已在50余个航天任务中成功应用。

文 管浩

| 何积丰院士在软件实验室指导课题 (右为何积丰院士)

5月19日，由华东师范大学牵头，华东师范大学软件工程学院创院院长、中国科学院院士何积丰作为第一完成人的“面向重大工业装备核心控制软件的安全可信保障技术及应用”项目获得2019年度上海市科技进步特等奖。

如今，我们正处在一个万物互联的时代，电力运行、轨道交通、航空航天、大型装备等越来越多关系到国计民生的大型系统都要靠复杂而智能的软件系统运行。如果这些软件“带病”上岗，一旦“发病”，后果将不堪设想。

“十几年前我们就意识到，软件不总是可以让人信任的。”何积丰回忆，当时不断有企业找上门来：有的引进了国外软件，发现它水土不服，但又如同“黑匣子”，难以优化；有的自主开发软件产品，却不知如何说服客户信任它。

归根结底，我国要建立一套软件“体检”系统，通过它实现对软件的自动化验证、测试，及时找出软件中存在的隐患，确保运行安全无虞。何积丰说，随着软件运行和开发环境从传统的封闭、静态，转向开放、动态、多变的互联网环境，“可信软件”必将成为现代软件技术发展和应用的重要趋势与必然选择。

十年磨一剑，磨刀石在哪？

高可信技术是保障核心工业软件成功研制的关键手段。

何积丰说：“控制软件是工业重大装备的中枢，是国家利器。要让它足够锋利，就需要优良的磨刀石。我们就是把铸剑的磨刀石做好做精，这样来提高重大装备核心控制软件的质量，确保它们安全可信。”

长期以来，国内大批设备依赖舶来引进，甚至包括地铁等轨交基础设施也是以进口为主，各有各的来路。随着信息化、数字化、智能化，万物运行从独立封闭状态发展到工业互联网时代，如何确保关键领域的工控软件不是一个个“黑盒子”，没有后门也没有漏洞？

“这是一个漫长的螺旋式上升的过程。我们从产业需求中发现问题，再回到产业中去验证，不断发现新问题。”何积丰院士说道。

2007年底，国家自然科学基金委启动了“可信软件基础研究”重大研究计划，何积丰带领团队投入到艰苦的研发中。

项目参研单位聚焦我国重大工业装备核心控制软件的软件安全可信保障技术，对接国家“自主可控”战略部署，历经十余年深入研究，以产教学研协同创新为路径，攻克了矗立在科研团队面前的软件安全可信保障技术的三座大山，即正确性“验证难”、可靠性“保障难”与复杂性“分析难”。

十几年来，他们发展起了控制软件的可信保障技术，开发出了一系列自主可控的软件全生命周期工具链。值得一提的是，团队所开发的软件工具能对软件在数学层面进行仿真和验证，在代码生成之前就发现其中的缺陷，提醒开发者及时改进。

华东师大相关研发人员介绍，项目组采用形式化分析、测试与验证等核心技术，首创形式化统一建模理论与多维度验证技术，解决了困扰国际学术界二十余年的难题；发明了不确定环境下多属性量化评估与分析技术，应用于载人航天工程等一批国家重要任务。

项目的一大亮点是形成了系统化的自主可控软件开发工具链，覆盖了重大工业装备核心控制软件开发的全生命周期。据统计，完全知识产权的形式化建模、测试与验证工具11款，已经形成商业化产品的达6款。其中，自主研发的软件自动化测试工具SmartUnit更是成为国内首款通过国际上公认标准TUV功能安全认证的测试工具。近三年来，仅工具销售额即达到了1.5亿元。历经十余年，该项目已产生了显著的社会和经济效益。项目新增直接经济效益和利润累计超14.2亿元人民币，实现利润超2.1亿元人民币，间接带动了千亿元产值的产业效益。

“我们一直希望，我们的科学研究工作是能从产业实际出发，提炼科学问题，再通过研究成果的应用来验证我们的想法，最终形成核心技术去解决国家所面临的问题。”何积丰说。

| 可信软件技术服务轨交行业（采访对象供图）

80后挑大梁，探索有别于传统科研模式的新路

该项目的完成团队是一支以何积丰院士为主心骨，团结、拼搏、富于创造性、充满活力的队伍。项目组成员来自五湖四海，既有从美国、日本回来的青年海归教授，也有国内院校培养的人才，同时也汇聚了一批来自重点领域企业的研发和技术骨干。在何积丰看来，各类不同风格和研究背景的同志在一起，更容易激发灵感。

他介绍，项目组成员致力于实现“产教学研”的深层次融合，支撑产业和院校的长期化高质量人才培养。团队年龄结构合理，一大批青年才俊已经在项目中起到中坚作用。据统计，项目15名主要完成人中，80后青年科研工作者就有6名。华东师大软件工程学院党委书记钱海峰也表示：“在我们的队伍里，80后的同志已经挑起大梁，这对长期发展来说很重要。”

项目成功的一大重要因素是发挥了“举国体制、团队作战”的威力，并且在机制层面尝试创新。从一开始，这支队伍就在探索一条有别于传统科研模式的新路。在项目的发展历程中，高校、研究所和企业的合作则显得高度融合。

值得一提的是，在科技进步特等奖的获奖证书上，除了第一完成单位华东师大之外，其余6家是中电科、普华等企业。从院士专家工作站落户国内同行排名第一的卡斯柯信号有限公司，到中电科32所与华东师大组建国家工程中心，在这些企业科研人员口中，“联合实验室”可谓关键词。正是这样的机制创新，充分挖掘了项目参与方的各自优势条件，为项目成功奠定了基础。

在该项目的支持下，作为支撑上海科技创新中心“四梁八柱”的重要创新力量—上海工业控制系统安全创新功能型平台于2018年正式成立。该平台是以可信软件构造为核心技术，聚焦轨道交通、航空航天、汽车电子和电力控制等安全攸关领域的软件研制，是上海市首批推动建设的18个研发与转化功能型平台之一。该平台的建立也是项目长期以来有力支撑上海国际科创中心建设、辐射长三角地区，带动相关产业发展的落地举措。

未来，项目团队将继续聚焦软件产业，为国产大飞机、深空探测和新型轨道交通信号系统等重大国家级技术攻关提供共性技术，助力上海科创中心建设。

科技功臣篇

陈亚珠：读懂医工交叉的科技“先行者”

“人有我也有，研发我国自主创新的医疗器械”——陈亚珠把这看作是新世纪的新目标，由此开创科技研究新领域，大胆探索新型医疗仪器的研发。

文 俞灵琦

| 陈亚珠 中国工程院院士、上海交通大学生物医学工程学院名誉院长

当高电压技术遇上无创医疗时，会擦出怎样的火花？

近期，在上海市科学技术奖励大会上，作为高电压技术专家和无创医疗技术的先驱，中国工程院院士、上海交通大学生物医学工程学院名誉院长陈亚珠被授予上海功臣奖。

陈亚珠是我国具有自主知识产权民族医疗器械创新研究和产业转化的先驱与领军人物，同时也是著名的老一辈高电压技术专家。她带领团队数十年坚持自主创新，开创了我国重大疾病物理治疗的学科研究新方向，在国际超声治疗领域享有盛誉，为我国大型无创医疗器械的民族化、产业化作出了杰出贡献。

她是“跨学科的领军人”

谈起“跨学科”，就得追溯起陈亚珠从高电压领域至医学工程领域的转变。

改革开放后，国家电力行业百废待兴，许多行业技术难题亟待突破，同时工程技术人才缺乏。陈亚珠便投身于高电压绝缘、防雷保护等领域的研发和教学工作中。

她先后为上海交通大学的本科生、研究生开设“高电压技术及绝缘”、“高压静电场数值计算”等四门课，获得学校教学优秀奖、交大最高荣誉校长奖和上海市优秀教育工作者等称号。

此外，她曾多次获得高电压相关的国家及省部级奖项，所研发的“配电变压器的防雷特性研究”首次攻克了当时国内变电行业的瓶颈难题，获得了国家科技进步三等奖；替代前苏联同类设计，“220千伏屋内配电配置电气安全净距”树立了国家规程，获国家教委科技进步三等奖；在20世纪80年代，产、学、研合作更多地停留在理念和概念，陈亚珠和上海老牌国企—变压器厂开展了“环氧浇注的电力变压器绝缘结构研究”，成为上海早期的一批产学研合作项目，获上海市优秀产学研奖。

在电力领域硕果颇丰的她，对于自己童年的医者梦念念不忘，这时她留意到肾结石的疾病在我国医疗领域中仍留有空白。

肾结石是我国常见、高发的疾病，然而当时的治疗技术有着创伤大、术后恢复时间长、医疗成本高等问题，虽然使用进口的“肾结石体外粉碎机”可以避免开刀、减轻病患痛苦、无创解决问题，然而，120万美元的仪器对于国家和社会而言，无疑是巨大的负担。

“研发中国人自己的碎石机”激发了老师和她的兴趣，自此她踏上了我国无创医疗领域的艰难征程，全新布局科技创新研究领域，大胆探索新型医疗仪器的研发。

从第一台由中国人独立研制、具有国际先进水平的“肾结石体外粉碎机”问世，到“前列腺增生热疗仪”，以及多项设备的相继研制成功，陈亚珠填补了国内在无创伤型医疗仪器研发领域的一项项空白。

之后，陈亚珠瞄准国际前沿，再登科技高峰，创新性提出了“超声辐射致热协同热敏靶向药物的肿瘤复合治疗理念”，成功研制超声热疗肿瘤复合治疗系统、超声热疗系统在头颈部恶性肿瘤综合治疗中的应用研究等，相关研究成果荣获2011年上海科学进步一等奖等多项省部级奖项，得到了业界和社会的广泛认可。

20世纪初，陈亚珠在国际上率先提出“绿色、精准、无创性、个性化”的治疗理念，并提出“多模式相控聚焦超声快速扫描”技术思路，即在体外通过多阵元相控阵列将超声波治疗头采用不同聚焦方式进入体内病灶，即通过单焦点、双焦点、多焦点等模式，借助电子目标扫描和声速可控手段，或绕过骨骼等屏障，到达肿瘤病灶部位，形成热消融，使局部组织坏死、凝固不可逆。若能配合靶向药物和热敏脂质体药物联合治疗，有望使全身化疗转化为局部化疗，降低化疗副作用。这是陈亚珠院士研究的初心，也是她研究的出发点。经过十余年的持续攻关，她和团队取得了初步的成绩，研发出以“磁波刀”（MRI-PHIFU）和“超波刀”（USg-PHIFU）为代表的新一代相控多模式聚焦超声无创治疗诊治一体化系列产品，解决了超声治疗中的精准定位、无损测温、实时疗效评估、手术可视化、电磁兼容等国际难题。目前，首先用于子宫肌瘤、转移骨肿瘤疼痛缓解，即将开展子宫腺肌症、乳腺肿瘤的无创治疗，正在上海市第一人民医院、上海国际和平妇幼保健院，华山医院、上海肿瘤医院等多家知名三甲医院开展临床试用的合作。以国际和平妇幼保健院为例，该院截至 2019 年 11 月已完成近 60 例子宫肌瘤患者的治疗，随访初步结果显示，子宫肌瘤消融率最高可达 95%以上，肌瘤体积缩小率可高达 50%以上，治疗效果显著。

作为陈亚珠的学生，上海交通大学生物医学工程学院副院长白景峰坦言：“陈院士的贡献在于她踏实地做出了东西，这些成果具有开拓性和转变性的意义，同时也开创了我国微创和无创治疗的新时代。”

潜心研究，育才树人

重大科学发现、高质量技术成果，不可能一蹴而就，绝大多数获奖成果都是科研人员十年磨一剑，甚至数十年磨一剑，坚持不懈、持之以恒探索的结果。

“少花钱，多做事。”这是陈亚珠常说的一句话。

作为一位具有深厚家国情怀的女科学家，陈亚珠通过贷款搞科研、不给国家添负担；身边的同事、学生、患者都称其厚德载物、智者仁心。而她一直用“上善若水”的理念来鞭策自己。

上海交通大学生命学院原党总书记、副院长罗九甫回忆，陈院士是科学人生，工作情怀让人感动，即使她身体情况欠佳，经历几次大手术，手术前后仍在指导团队工作，毅然坚守在工作岗位上。

“陈院士无声无言，她坚守科研的精神和状态鼓舞着我们的很多人。”罗九甫说道。

另一方面，在育才树人她方面一以贯之，言传身教。她培养出的代表性杰出人才中有美国医学和生物工程院会士、国家特聘专家、海内外知名大学教授、研究员等，他们都活跃在国内外重要的学术和创业的舞台上。

同时，由陈亚珠创建和领导的上海Med-X重大疾病物理治疗和检测设备工程技术研究中心与上海交通大学生物医学仪器研究所，已经成为我国医疗器械技术及标准、工程化研究和专门人才培养的创新研究基地。

2019年10月，在上海交大生物医学工程学科建设四十周年纪念大会上，隆重举行了“上海交通大学生物医学工程学院陈亚珠院士基金”项目启动仪式，该项目由陈亚珠发起，由昆山市工业技术研究院有限责任公司、上海沈德医疗器械科技有限公司和陈亚珠共同捐资成立，两家公司的持有人均是交大学子。基金的成立旨在从经济上支持在交大从事生医工研究的师生，希望他们发扬坚持不懈、奋斗不息的科学家精神，为医疗事业发展贡献力量。

每每谈到成果和功勋，陈亚珠总是把成绩归功于自己的恩师、团队和年轻人，同时也将荣誉和功业看成是过去式，不计得失。正是这种精神，让她培养和造就了大批优秀人才。

今天，陈院士耄耋之年依然神采奕奕，她坚定地站在团队的背后，用力为年轻人奉献和支撑；在“健康中国”已然成为国家战略、“智慧医疗器械”被划入上海科创中心重要布局之际，她在新型医疗器械研究和转化应用的第一线时刻准备，不断迎接人类健康领域科学技术的难题和挑战。荣誉过后的陈亚珠院士，依然谈定，把一切功劳归于大家。她仍然是那位“热爱祖国、心系人民、严谨治学、开拓创新”、奋斗在健康中国第一线的女科学家。

田禾：与诺奖得主并肩创新

“科技功臣”田禾带领研究团队长期从事有机功能分子材料的基础与应用研究，在分子机器与智能材料、染料敏化太阳能电池、振动诱导发光及其分子诊疗探针等领域均做出了卓有成效的研究成果。

文 费晓蕾

| 中国科学院院士、华东理工大学教授田禾

从国际上最早开展染料敏化太阳能电池研究，到国际首次利用荧光信号表征分子机器运动状态，从原创性提出振动诱导发光（VIE）新概念和新机制，再到开创动态共价键、非共价键及光响应基团构建智能超分子聚合物新策略……

中国科学院院士、华东理工大学教授田禾30余载深耕有机功能分子材料的基础与应用研究，为我国化学领域在国际范围内实现从跟跑到并跑的转变作出重大贡献。

5月19日，田禾获评“2019年度上海市科技功臣”。

树报国之志、立科研尖端

改革开放之初的1978年，田禾离开出生地新疆跨入了大学校门。1989年，田禾在华东理工大学博士毕业留校任教至今，与上海结缘逾三十载。

“我们这一代人，在党和人民的教育和引领下，坚持科技报国、科技兴国的理念，与改革开放的宏伟事业共成长。”田禾回忆，我们这一代学者，大都是受陈景润的故事、两弹一星的故事所激励，当时的口号至今仍印象深刻：落后就要挨打！

科研期间，他解决了一个个功能染料技术难题—可录式光盘专用染料的研究成果使中国成为当时少数有能力生产这类有机材料的国家之一，实现知识产权自主后，同类进口产品价格应声下降1/3；另一方面，光变色浓缩液和树脂的研究成果应用于变色镜领域，支撑民族企业占据光变色材料全球市场六成以上份额，“国际大牌太阳镜说不定也用我们的专利产品”。

同时，瞄准分子机器这个世界前沿尖端的科学问题，田禾带领研究团队，针对分子机器的状态表征方法复杂、难度大以及信号读出灵敏度低的缺点，首次提出用荧光信号来表征分子机器运动状态的思路，构建了一系列光学输出信号的功能分子机器，解决了分子尺度上精确表征分子机器运动的关键问题，创新发展了微观分子机器在界面定向排列的方法，实现了分子机器在微纳米尺度下的功能输出。

“如何使微观分子机器实现功能化和实用化”是众多国际科研团队面临的前沿挑战。田禾带领研究团队，创新性地将分子机器与纳米颗粒进行连接，精准实现了人工分子肌肉在分子尺度的收缩—舒张功能，并巧妙地将分子机器横跨细胞的磷脂双分子层，首次实现人工分子机器在离子跨膜运输领域的应用，为分子机器的功能化与实用化提供了新思路。

“提供了一种分子机器运动的便捷信号响应方式，解决了多重复杂逻辑电路这一挑战性难题。”2016年诺贝尔化学奖得主J. F. Stoddart教授在其专著中，先后30余次对田禾在分子机器领域的创新成果正面引用并给予高度评价，其中配图详细论述22次。

直面问题、迎难而上，潜心攻坚让科技之花结出累累硕果。至今，田禾已发表SCI论文超过500篇，获中国发明专利授权60项，SCI他引超过3万次，h指数103，相关研究曾获国家自然科学奖二等奖和国家科技进步奖二等奖等多项科技奖励及2016年度法国—中国化学会讲座奖等。

树一流目标、领学科发展

作为高校科研工作者，培养一流人才、建设世界一流学科始终是田禾的奋斗目标。他带领科研团队以建设精准化学与分子工程国际合作研究平台为契机，汇聚和培养了一大批优秀年轻人才，提升了华东理工大学化学学科的整体水平和国际影响力。

因材施教、激发兴趣，是田禾院士在培养学生时注重的两个方面。田禾谈道，只有培植好人才成长的沃土，才能让人才根系更加发达，实现高水平、高层次人才茁壮成长的良好“育人生态”。

回顾这些年，他直言，出于考核压力或生活压力，如今年轻一代对挑战失败还是“非常有顾虑”。比如在分子探针用于临床的重大疾病精准检测中，团队中相关学生要天天跑医院，跑得最多的就是肿瘤医院。尽管任劳任怨，但类似的实验存在较高的失败率，临床之路还很长很长，因此可能发表不了文章，拿不到学位，甚至毕不了业。“而我，已经毕业了，都考核过了，作为过来人，最不怕失败。”于是，田禾总是带头试水。

他的学生们也纷纷冲上前沿。“化学与分子工程学院院长曲大辉是我师弟，我们都是田老师的学生。”华理科学技术发展研究院常务副院长朱为宏是田禾指导下的全国百篇优秀博士论文作者，他1999年获博士学位，2013年成为国家杰出青年，2019年获得国家自然科学二等奖。

到目前为止，田禾已经培养了博士毕业生60余名、硕士毕业生50余名，其中不乏“杰青”“优博”等精英才俊。他深信，唯有热爱，才能坚持在一个领域深耕，最终开拓出得到国内外学术界认可的一片新天地。

一直以来，田禾的科研成就获得了包括诺贝尔奖得主在内的国际同行的尊重。2017年10月，他联合2016年诺贝尔化学奖得主、荷兰格罗宁根大学的费林加，在华东理工大学建设费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心，促进有机智能材料与分子工程的源头创新。

目前，费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的仪器设备已基本搭建完成。“这里将设立化学合成的人工智能实验室，提升新材料、新能源的研发速度”，田禾提到，现在很多化学合成还像“手工作坊”，今后这些合成任务可以交给AI机器，它们可以24小时连续工作，这将大大加快研发的速度。

问及未来，田禾说道：“我将继续瞄准核心技术，潜心科学研究，培育时代新人。”