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如何綠色發展?院士獻策深挖源動力

  二○一九重慶市科協年會開幕式現場。

  郝希山

  王玉忠

  張景中

  潘復生

  6月17日,2019重慶市科協年會(下稱:年會)在涪陵區開幕。本次年會主題為“創新驅動、綠色發展”,共邀請院士及專家學者50多位一起為激發創新驅動活力、走好綠色發展道路出謀劃策。千余名科技工作者、企業代表及高校學生等參與年會系列活動。

  年會特邀報告會上,中國工程院院士郝希山、中國科學院院士張景中等4名院士分別作專題報告,分享了腫瘤精準防治、人工智能與數學教育等領域的發展成果和前沿動態。

  年會還舉行了頁巖氣勘探開發與綜合利用、醫藥產業創新發展、高分子材料綠色發展與推廣應用、生態流域清潔治理與生態文明建設等分論壇。此外,重慶市農村專業技術協會二屆三次理事會暨2019年全市農技協工作會等交流活動也依托年會平臺舉行。今日,年會還將在涪陵區舉辦中醫藥科學知識普及和名中醫義診活動。

  市科協相關負責人介紹,重慶市科協年會始于2016年,至今已連續舉辦3屆。該活動是全市科協系統落實“四服務”職責定位,服務區縣發展的具體舉措。今年的年會包括大會特邀報告會、專題論壇、學術交流、科普活動、決策咨詢等環節,旨在圍繞主題,凝聚更多科技工作者力量,更好地推動重慶的高質量發展。

  中國工程院院士郝希山

  選擇健康生活方式可降低乳腺癌發病率

  提及惡性腫瘤,人們難免“談虎色變”;而乳腺癌更是女性生命健康的一大威脅。6月17日,在2019重慶市科協年會特邀報告會上,中國工程院院士、國家腫瘤臨床醫學研究中心主任郝希山作了題為《腫瘤防治及精準醫學》的專題報告。他談到,研究顯示,選擇健康生活方式,可降低乳腺癌發病率20%—30%。

  “癌癥是一個全球性公共健康問題。”郝希山介紹,進入21世紀以來,惡性腫瘤已成為人類的第一位死因。調查顯示,1975年,我國城市人口第一位死因是腦血管病,而到了2004年,第一位死因就已是惡性腫瘤。

  如何對付癌癥這頭“猛虎”?郝希山說,這需要精準醫學的幫助。他舉例說,最初,醫學依靠經驗;后來,隨著X光、顯微鏡等技術誕生,人類進入了循證醫學時代。而現在,醫學已經開始探索針對具體的某個基因、細胞的精準治療。借助這一手段,有望大幅提升人類壽命。

  以女性生命健康的“殺手”乳腺癌為例,郝希山介紹,關于遺傳性乳腺癌發病風險預測研究顯示,遺傳性乳腺癌是由于易感基因致病性胚系突變所導致的乳腺癌。而研究還發現,乳腺癌1號、2號基因可以解釋80%的遺傳性乳腺癌,并且存在其他與乳腺癌易感性相關的高外顯基因。

  郝希山說,正因如此,在精準醫學時代,女性可以通過對相關基因的檢測,提前選擇預防對策。腫瘤防治領域也倡導早發現、早治療,并針對相關基因的檢測結果,提出了預防性方案。

  為此,郝希山也呼吁,有必要建立完整的基因突變數據庫,特別是構建中國女性乳腺癌易感基因突變譜及遺傳突變生物信息庫,更好地保護女性健康。

  針對乳腺癌,中國女性應該注意哪些方面?郝希山也帶來了健康方面的科普。他介紹,他所在的研究團隊進行的“惡性腫瘤流行趨勢分析及預防的研究”曾獲國家科技進步二等獎,該研究顯示,中國女性乳腺癌發病高峰年齡始于40—50歲之間,比西方國家提前5—10歲,且超過50%病例發生在停經前。

  對此,郝希山建議,乳腺癌高危人群應當選擇健康生活方式來降低乳腺癌發病率。具體包括選擇低卡路里健康飲食、每周進行不少于3—5小時的適當體育鍛煉,戒煙限酒、母乳喂養等。

  他還建議,乳腺癌高危人群應對自己的健康狀況進行嚴密監控,必要時可選擇對側、雙側乳房預防切除。

  “腫瘤防治任重道遠。”郝希山表示,目前,既要結合分子生物學、基因工程等,探索在基因層面解釋生物學行為的差異,也要探索增加腫瘤早診率,提高療效,改善預后的早診早治成熟方案。今后,他和團隊將繼續努力,為推進健康中國建設貢獻自己的力量。

  中國工程院院士王玉忠

  可回收再利用的高分子材料是未來發展重要趨勢

  “全球每年通過河流排入海洋的塑料垃圾有115-241萬噸,其中亞洲占全球總污染量的67%。”年會特邀報告會上,中國工程院院士、四川大學化學學院教授王玉忠作報告時說。

  王玉忠介紹,塑料是高分子材料的種類之一。2017年,我國的高分子材料產量約1.5億噸,其中塑料制品總產量高達8562萬噸。

  高產量不可避免地帶來廢棄塑料垃圾的問題。國家和地方都陸續出臺相關政策,解決廢棄塑料垃圾的處置。作為一名搞材料研究的科學家,王玉忠表示希望和產業界一起來解決這一問題。

  他介紹,最簡單的廢棄物處置方式是填埋,但土地資源有限,無法占用大量土地資源來進行廢棄物填埋。其次是焚燒,再次是物理回收、化學回收、生物降解,而這是他關注和研究的重點。

  “我們無法回歸到無塑料的時代,那能否找到什么替代物,或者能夠讓塑料制品重復使用?”王玉忠表示,對于一次性使用塑料制品,他們提出了可反復循環的生物降解塑料作為解決方案。

  什么是理想的一次性塑料制品?在他看來,一是可以在溫和的條件下采用化學回收的方式回收它的反應單體,并且達到很高的回收率,甚至是100%回收;二是可以在自然環境中(如土壤、水/海水等)完全生物降解成二氧化碳和水,或者對人體和環境無害的物質;三是在相同應用領域與現有的普通塑料制品綜合性能相當,比如成型加工性能、力學性能等,且成本可以被接受,不能太高。

  通過多年的技術攻關,他的團隊已經研究開發出可回收聚合物單體的生物降解高分子材料——聚對二氧環己酮(PPDO),已經接近工業化的程度。這種材料的單體回收率可以達到93.99%。與之對比的是,目前普遍使用的PET/PE塑料廢舊物回收率僅有8.8%,有91.2%都采用填埋的方式處理。

  “可以說,這類可以回收重復使用的高分子材料,將是未來發展的重要趨勢。”他表示。

  中國科學院院士張景中

  人工智能最缺的是人才 發展尤其要靠數學教育

  “阿爾法狗火了,也帶火了人工智能。人工智能與數學教育關系密切。”年會特邀報告會上,中國科學院院士張景中說。

  在他看來,人工智能發展最缺乏的是人才。一方面人工智能可以促進教育發展,構建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系,另一方面人工智能也需要教育來推動其發展。

  他表示,人工智能是讓機器實現感知、思考和行動,目前,感知和行動已經做得比較好,甚至能夠超過人,但思考卻很難,與人還相距較遠。“人工智能1.0是邏輯推理+專家系統,人工智能2.0是概率統計+深度學習,這兩者本質上都是數學,如何更好地發展,還是要靠教育,特別是數學教育。”

  張景中介紹,目前教育+人工智能刮起了一股旋風,但實際上我國從上世紀八十年代開始就在做教育信息化,只不過并未取得預期效果。總的說來,人工智能教育還是新興事物,發展的關鍵在于優質數字教學資源的創建、應用與共享,這在目前仍然稀缺。要做好這一點,就要從操作環境智能化做起。

  他認為,數字教學資源的開發、應用、獲取、共享和優化升級,都要在一定的操作環境中實現,智能化的操作環境一是能讓開發者事半功倍,輕松實現教學設計;二是所開發的資源交互性強,易于管理和傳送;三是還有利于資源的可持續優化發展。

  另外,數字教學資源的智能化,不同學科的側重點不同,要更好地推進,一定要深入學科,把人工智能和學科結合起來。他以數學為例,通過自主研發的智能教育平臺——超級畫板,展示了如何通過動態數學操作環境,來實現解題和判題,并進一步從幾何解題研究發展到高考機器人研究。

  “下圍棋,人工智能可以贏世界冠軍,但做高考數學題,人工智能還比不過十幾歲的娃娃。150分的數學題,人工智能斷網計算只能做到115分,聯網計算也才130多分。”他說,其實,研究高考機器人這類的解題機器人有很重要的意義,從輔導學習、批改作用甚至到評價學術成果,可以為老師、學生和學者提供輔助。所以,在科研教育領域,人工智能是人類的助手,而不是人類的對手。在他看來,教育+人工智能,我國有基礎、有條件、有發展空間,將產生巨大效益,但也任重道遠。

  中國工程院院士潘復生

  一批鎂合金核心和瓶頸技術已得到突破

  “全球能耗持續增長,2018年增速達到2.9%,達到近7年來的最高峰。碳排放2018年增速達到2%,也達到了近7年來最高峰。發展清潔新能源和節能減排綠色材料是出路。”年會特邀報告會上,中國工程院院士、重慶大學國家鎂合金材料工程技術研究中心主任潘復生以《鎂合金——21世紀的綠色材料》為題作了報告。

  他介紹,如今,礦產資源短缺越來越嚴重,而全球鎂礦資源卻非常豐富,我國的鎂礦資源占世界的70%以上,而鎂合金本身具有很多優點,比如鎂的密度為鋁的2/3、鋼的1/4,可以在汽車輕量化方面有很好的應用;鎂合金可以實現100%循環利用,再生鎂的能耗僅為生產原生粗鎂的5%;更重要的是,鎂合金擁有高比強度、減振性能好、導熱性能好、屏蔽電磁輻射等很多良好性能。

  為什么鎂合金有這么多優點,但過去沒有得到推廣應用?

  “主要是因為塑性差、加工成型難、耐蝕性差、純凈度低,導致鎂合金的生產制造成本高,鎂板材是鋁板材價格的10倍以上,無法滿足大規模應用的要求。”他坦言。

  可喜的是,如今,鎂合金的一批核心和瓶頸技術已經得到突破,在他的帶領下,重慶大學的研究團隊在鎂合金論文數量和專利數量上均是世界第一,而鎂合金的大規模應用也已經起步。

  比如在汽車上的應用,目前已開發出幾十種汽車鎂合金零部件,鎂合金方向盤骨架已經在80%以上的汽車上得到大規模應用,而儀表盤支架、中控支架、顯示屏支架、空調支架等大尺寸鎂合金零部件也已經在高端品牌汽車上應用。在他看來,鎂合金在汽車上的應用還有很大潛力,單車使用量的目標將在30-100公斤。

  此外,鎂合金還可以在摩托車、3C產品、高導熱產品、高阻尼產品、生物材料等方面廣泛應用。

  “未來,鎂合金在現有應用領域的需求將進一步增加。”潘復生表示,預計10-15年后,汽車行業的鎂合金需求量將達到100萬-200萬噸,軌道交通行業的鎂合金需求量將達到50萬-100萬噸,建筑行業的鎂合金需求量將達到50萬-100萬噸,3C行業的鎂合金需求量將達到30萬-50萬噸。特別是鎂合金在電池和鎂基儲氫材料上的應用,市場容量將達到幾千億美元。

  他還透露,目前,重慶已經在發展鎂合金產業方面做了很多工作,比如和航天科技集團合作,利用儲氫材料實現航天火箭燃料的顛覆性改革;和武漢地大工程技術研究院合作,在重慶成立“中國氫能汽車工程研究院”;中國汽車工程研究院正在重慶籌建“中國氫能動力質量檢測中心”等。 “我們將以建設世界儲能材料和裝備研究中心為目標,打造數千億鎂基儲能產業,這也將極大地推動重慶材料、化學、機械等學科的大力發展。”

  (本組稿件均由記者張亦筑、申曉佳采寫,本版圖片由通訊員吳玥瞳攝)

編輯: 李海嵐
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