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如何绿色发展?院士献策深挖源动力

  二○一九重庆市科协年会开幕式现场。

  郝希山

  王玉忠

  张景中

  潘复生

  6月17日,2019重庆市科协年会(下称:年会)在涪陵区开幕。本次年会主题为“创新驱动、绿色发展”,共邀请院士及专家学者50多位一起为激发创新驱动活力、走好绿色发展道路出谋划策。千余名科技工作者、企业代表及高校学生等参与年会系列活动。

  年会特邀报告会上,中国工程院院士郝希山、中国科学院院士张景中等4名院士分别作专题报告,分享了肿瘤精准防治、人工智能与数学教育等领域的发展成果和前沿动态。

  年会还举行了页岩气勘探开发与综合利用、医药产业创新发展、高分子材料绿色发展与推广应用、生态流域清洁治理与生态文明建设等分论坛。此外,重庆市农村专业技术协会二届三次理事会暨2019年全市农技协工作会等交流活动也依托年会平台举行。今日,年会还将在涪陵区举办中医药科学知识普及和名中医义诊活动。

  市科协相关负责人介绍,重庆市科协年会始于2016年,至今已连续举办3届。该活动是全市科协系统落实“四服务”职责定位,服务区县发展的具体举措。今年的年会包括大会特邀报告会、专题论坛、学术交流、科普活动、决策咨询等环节,旨在围绕主题,凝聚更多科技工作者力量,更好地推动重庆的高质量发展。

  中国工程院院士郝希山

  选择健康生活方式可降低乳腺癌发病率

  提及恶性肿瘤,人们难免“谈虎色变”;而乳腺癌更是女性生命健康的一大威胁。6月17日,在2019重庆市科协年会特邀报告会上,中国工程院院士、国家肿瘤临床医学研究中心主任郝希山作了题为《肿瘤防治及精准医学》的专题报告。他谈到,研究显示,选择健康生活方式,可降低乳腺癌发病率20%—30%。

  “癌症是一个全球性公共健康问题。”郝希山介绍,进入21世纪以来,恶性肿瘤已成为人类的第一位死因。调查显示,1975年,我国城市人口第一位死因是脑血管病,而到了2004年,第一位死因就已是恶性肿瘤。

  如何对付癌症这头“猛虎”?郝希山说,这需要精准医学的帮助。他举例说,最初,医学依靠经验;后来,随着X光、显微镜等技术诞生,人类进入了循证医学时代。而现在,医学已经开始探索针对具体的某个基因、细胞的精准治疗。借助这一手段,有望大幅提升人类寿命。

  以女性生命健康的“杀手”乳腺癌为例,郝希山介绍,关于遗传性乳腺癌发病风险预测研究显示,遗传性乳腺癌是由于易感基因致病性胚系突变所导致的乳腺癌。而研究还发现,乳腺癌1号、2号基因可以解释80%的遗传性乳腺癌,并且存在其他与乳腺癌易感性相关的高外显基因。

  郝希山说,正因如此,在精准医学时代,女性可以通过对相关基因的检测,提前选择预防对策。肿瘤防治领域也倡导早发现、早治疗,并针对相关基因的检测结果,提出了预防性方案。

  为此,郝希山也呼吁,有必要建立完整的基因突变数据库,特别是构建中国女性乳腺癌易感基因突变谱及遗传突变生物信息库,更好地保护女性健康。

  针对乳腺癌,中国女性应该注意哪些方面?郝希山也带来了健康方面的科普。他介绍,他所在的研究团队进行的“恶性肿瘤流行趋势分析及预防的研究”曾获国家科技进步二等奖,该研究显示,中国女性乳腺癌发病高峰年龄始于40—50岁之间,比西方国家提前5—10岁,且超过50%病例发生在停经前。

  对此,郝希山建议,乳腺癌高危人群应当选择健康生活方式来降低乳腺癌发病率。具体包括选择低卡路里健康饮食、每周进行不少于3—5小时的适当体育锻炼,戒烟限酒、母乳喂养等。

  他还建议,乳腺癌高危人群应对自己的健康状况进行严密监控,必要时可选择对侧、双侧乳房预防切除。

  “肿瘤防治任重道远。”郝希山表示,目前,既要结合分子生物学、基因工程等,探索在基因层面解释生物学行为的差异,也要探索增加肿瘤早诊率,提高疗效,改善预后的早诊早治成熟方案。今后,他和团队将继续努力,为推进健康中国建设贡献自己的力量。

  中国工程院院士王玉忠

  可回收再利用的高分子材料是未来发展重要趋势

  “全球每年通过河流排入海洋的塑料垃圾有115-241万吨,其中亚洲占全球总污染量的67%。”年会特邀报告会上,中国工程院院士、四川大学化学学院教授王玉忠作报告时说。

  王玉忠介绍,塑料是高分子材料的种类之一。2017年,我国的高分子材料产量约1.5亿吨,其中塑料制品总产量高达8562万吨。

  高产量不可避免地带来废弃塑料垃圾的问题。国家和地方都陆续出台相关政策,解决废弃塑料垃圾的处置。作为一名搞材料研究的科学家,王玉忠表示希望和产业界一起来解决这一问题。

  他介绍,最简单的废弃物处置方式是填埋,但土地资源有限,无法占用大量土地资源来进行废弃物填埋。其次是焚烧,再次是物理回收、化学回收、生物降解,而这是他关注和研究的重点。

  “我们无法回归到无塑料的时代,那能否找到什么替代物,或者能够让塑料制品重复使用?”王玉忠表示,对于一次性使用塑料制品,他们提出了可反复循环的生物降解塑料作为解决方案。

  什么是理想的一次性塑料制品?在他看来,一是可以在温和的条件下采用化学回收的方式回收它的反应单体,并且达到很高的回收率,甚至是100%回收;二是可以在自然环境中(如土壤、水/海水等)完全生物降解成二氧化碳和水,或者对人体和环境无害的物质;三是在相同应用领域与现有的普通塑料制品综合性能相当,比如成型加工性能、力学性能等,且成本可以被接受,不能太高。

  通过多年的技术攻关,他的团队已经研究开发出可回收聚合物单体的生物降解高分子材料——聚对二氧环己酮(PPDO),已经接近工业化的程度。这种材料的单体回收率可以达到93.99%。与之对比的是,目前普遍使用的PET/PE塑料废旧物回收率仅有8.8%,有91.2%都采用填埋的方式处理。

  “可以说,这类可以回收重复使用的高分子材料,将是未来发展的重要趋势。”他表示。

  中国科学院院士张景中

  人工智能最缺的是人才 发展尤其要靠数学教育

  “阿尔法狗火了,也带火了人工智能。人工智能与数学教育关系密切。”年会特邀报告会上,中国科学院院士张景中说。

  在他看来,人工智能发展最缺乏的是人才。一方面人工智能可以促进教育发展,构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系,另一方面人工智能也需要教育来推动其发展。

  他表示,人工智能是让机器实现感知、思考和行动,目前,感知和行动已经做得比较好,甚至能够超过人,但思考却很难,与人还相距较远。“人工智能1.0是逻辑推理+专家系统,人工智能2.0是概率统计+深度学习,这两者本质上都是数学,如何更好地发展,还是要靠教育,特别是数学教育。”

  张景中介绍,目前教育+人工智能刮起了一股旋风,但实际上我国从上世纪八十年代开始就在做教育信息化,只不过并未取得预期效果。总的说来,人工智能教育还是新兴事物,发展的关键在于优质数字教学资源的创建、应用与共享,这在目前仍然稀缺。要做好这一点,就要从操作环境智能化做起。

  他认为,数字教学资源的开发、应用、获取、共享和优化升级,都要在一定的操作环境中实现,智能化的操作环境一是能让开发者事半功倍,轻松实现教学设计;二是所开发的资源交互性强,易于管理和传送;三是还有利于资源的可持续优化发展。

  另外,数字教学资源的智能化,不同学科的侧重点不同,要更好地推进,一定要深入学科,把人工智能和学科结合起来。他以数学为例,通过自主研发的智能教育平台——超级画板,展示了如何通过动态数学操作环境,来实现解题和判题,并进一步从几何解题研究发展到高考机器人研究。

  “下围棋,人工智能可以赢世界冠军,但做高考数学题,人工智能还比不过十几岁的娃娃。150分的数学题,人工智能断网计算只能做到115分,联网计算也才130多分。”他说,其实,研究高考机器人这类的解题机器人有很重要的意义,从辅导学习、批改作用甚至到评价学术成果,可以为老师、学生和学者提供辅助。所以,在科研教育领域,人工智能是人类的助手,而不是人类的对手。在他看来,教育+人工智能,我国有基础、有条件、有发展空间,将产生巨大效益,但也任重道远。

  中国工程院院士潘复生

  一批镁合金核心和瓶颈技术已得到突破

  “全球能耗持续增长,2018年增速达到2.9%,达到近7年来的最高峰。碳排放2018年增速达到2%,也达到了近7年来最高峰。发展清洁新能源和节能减排绿色材料是出路。”年会特邀报告会上,中国工程院院士、重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心主任潘复生以《镁合金——21世纪的绿色材料》为题作了报告。

  他介绍,如今,矿产资源短缺越来越严重,而全球镁矿资源却非常丰富,我国的镁矿资源占世界的70%以上,而镁合金本身具有很多优点,比如镁的密度为铝的2/3、钢的1/4,可以在汽车轻量化方面有很好的应用;镁合金可以实现100%循环利用,再生镁的能耗仅为生产原生粗镁的5%;更重要的是,镁合金拥有高比强度、减振性能好、导热性能好、屏蔽电磁辐射等很多良好性能。

  为什么镁合金有这么多优点,但过去没有得到推广应用?

  “主要是因为塑性差、加工成型难、耐蚀性差、纯净度低,导致镁合金的生产制造成本高,镁板材是铝板材价格的10倍以上,无法满足大规模应用的要求。”他坦言。

  可喜的是,如今,镁合金的一批核心和瓶颈技术已经得到突破,在他的带领下,重庆大学的研究团队在镁合金论文数量和专利数量上均是世界第一,而镁合金的大规模应用也已经起步。

  比如在汽车上的应用,目前已开发出几十种汽车镁合金零部件,镁合金方向盘骨架已经在80%以上的汽车上得到大规模应用,而仪表盘支架、中控支架、显示屏支架、空调支架等大尺寸镁合金零部件也已经在高端品牌汽车上应用。在他看来,镁合金在汽车上的应用还有很大潜力,单车使用量的目标将在30-100公斤。

  此外,镁合金还可以在摩托车、3C产品、高导热产品、高阻尼产品、生物材料等方面广泛应用。

  “未来,镁合金在现有应用领域的需求将进一步增加。”潘复生表示,预计10-15年后,汽车行业的镁合金需求量将达到100万-200万吨,轨道交通行业的镁合金需求量将达到50万-100万吨,建筑行业的镁合金需求量将达到50万-100万吨,3C行业的镁合金需求量将达到30万-50万吨。特别是镁合金在电池和镁基储氢材料上的应用,市场容量将达到几千亿美元。

  他还透露,目前,重庆已经在发展镁合金产业方面做了很多工作,比如和航天科技集团合作,利用储氢材料实现航天火箭燃料的颠覆性改革;和武汉地大工程技术研究院合作,在重庆成立“中国氢能汽车工程研究院”;中国汽车工程研究院正在重庆筹建“中国氢能动力质量检测中心”等。 “我们将以建设世界储能材料和装备研究中心为目标,打造数千亿镁基储能产业,这也将极大地推动重庆材料、化学、机械等学科的大力发展。”

  (本组稿件均由记者张亦筑、申晓佳采写,本版图片由通讯员吴玥瞳摄)

编辑: 李海岚
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