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万众创新

这些“硬核”成果尖端又实用

——第22届工博会上海高校科研创新成果综述

2020-09-21 10:08:36 来源:光明日报

  第22届中国国际工业博览会自9月15日至19日在上海举办,这个今年首个线下举办的国家级展会受到了各界广泛关注。

  在高校展区中,来自17所上海高校的科研成果尤其受到瞩目。展品涵盖工业自动化、重大先进装备、人工智能、新能源、生物医药等领域,当中既有上海大学“高温超导块材磁体及电机技术”这样体现高校尖端科研水平的产品,也有同济大学研发的“路面多维度性能的高频检测装备和智能养护分析技术”,都是展现高校服务国家战略需求和服务行业企业的创新项目。

  助力科技抗疫,新技术新材料层出不穷

  在今年工博会的高校展区中,特别设立了抗疫展品专区,展示高校在防控新冠肺炎疫情中作出的突出科研贡献。

  传统的连体防护服都是一次性使用,透气性和舒适性都很难保障。中国科学院院士、纤维材料改性国家重点实验室(东华大学)主任朱美芳项目团队通过瞬时释压纺丝成形设备,开发出高阻隔、高耐磨、高透湿安全防护材料。用这种材料制作的有限次使用连体防护服,经钴60辐照杀菌后可重复使用,部分物化指标甚至超过了美国杜邦公司的同类产品,产能短时间内达到每天生产约2000件。

  今年年初,项目团队先后向武汉方舱医院、湖北汉川人民医院、中国疾病预防控制中心传染病研究所、复旦大学医学院等抗疫一线单位捐赠有限次防护服5000余件套,有效缓解了防护服短缺的困境。

  针对高感染风险环境下消毒难的问题,上海大学发挥医工结合的优势,发明了人工智能消毒机器人。这种机器人可在复杂动态环境区域下规划全覆盖的消毒路径,基于人工智能的消毒场景进行判别与智能决策,切实提高消毒效率,保障区域内人员安全。

  今年年初疫情严重期间,科研团队主动送消毒机器人上门,至今已在上海市第十人民医院、龙华医院、杨浦中心医院等多个场所应用于防疫消毒,在疫情防控工作中发挥了重要作用。目前,项目组联合企业共同研发的具有喷雾+紫外消毒的第二代智能消毒机器人已经投产应用。

  有效检测大气,为环境治理贡献中国智慧

  对空气质量比较关心的人,会经常通过查看天气预报中的PM2.5指数决定当天戴不戴口罩。鲜为人知的是,这个指数的参考价值还很有限。“即便两座城市的PM2.5值相同,空气对人体的毒性也可能是天壤之别。”复旦大学环境科学与工程系教授陈建民说。

  为了快速、精准判断空气的生物毒性,陈建民团队耗时5年,成功研发人工智能化多功能气溶胶浓度富集系统与大气颗粒物毒性检测联用仪。这台设备由PM2.5采集与溶出液制备模块、化学成分分析、毒性检测模块三大模块构成,实现了30分钟内对大气颗粒物生物毒性的在线实时智能播报,对于今后的大气环境监测和健康效应评价具有重要的指导作用。

  据了解,这部仪器系统的核心部件和联用端口均为自主设计研发,目前在国际上还没有同类型设备,具有突破性意义。“实际上,我们研发的这套设备最终还是为老百姓服务,为公众健康和国家战略服务。”陈建民说,“这是所有从事大气研究和环境研究科学工作者的初心。”

  近年来,随着航运业的高速发展,船舶排放所造成的大气污染也日趋严重。如何快速、高效、准确地监测船舶燃油中的硫含量是技术难点,也是海事监管中迫切需要解决的问题。以往,海事监管仅可以登船检查靠泊船舶,检查方式费时费力。

  为此,上海海事大学安博文教授科研团队牵头研发了无人机“嗅探”技术,通过无人机携带传感器,飞入到船舶所排放的烟雾中,对二氧化硫和二氧化碳进行检测,从而监控船舶尾气排放。这样,既可以快速监测靠泊船舶,又可以监测在航船舶,显著提高了海事监管效率。

  值得一提的是,上海海事大学在制度管理上采取了“先奖后投”的创新举措:将科研人员的收益与科研成果的转化效益捆绑在一起,把获得的技术股权以75%的比例奖励给安博文团队,通过学校校务会进行股权奖励,然后公示15天,奖励后再注册公司。这既有力推动了产学研一体化的发展,又从根本上避免了科技成果转化过程中可能产生的国有资产流失问题。

  突破“卡脖子”技术,为造船“大国”变“强国”保驾护航

  近年来我国民用船舶电力系统得到了大力发展,但保障船舶可靠运行与安全航行的大功率变频、能量管理等核心装备仍有70%依赖国外技术,严重制约我国船舶向大型化、高技术化方向发展。

  上海交通大学黄文焘团队为此联合业内一批研究院所和相关企业,承担了国家重大专项项目“大型船舶综合电力系统协同优化与智能运行关键技术及应用”。经过多年潜心研究,团队攻克了我国船舶综合电力系统优质稳定运行4大关键技术难题:大功率优化变频、电能质量协同优化、智能保护与故障自愈、能量动态智能管理,成功研制4类核心装置和3类智能优化系统,实现综合电力系统协同优化与智能运行。

  同时,项目核心装备与系统还打通了高技术船舶上下游产业链,推动上海船舶工业高端化转型与发展,衍生技术已拓展应用至多个配电网示范工程。这些创新成果的研发成功使我国掌握了大型船舶综合电力系统的关键核心技术,缩短了与先进国家的距离,为我国从造船大国向造船强国转变打下了坚实基础。“大型船舶综合电力系统协同优化与智能运行关键技术及应用”荣获2019年度“上海市科技进步一等奖”。

  从面向世界科技前沿到面向经济主战场,从面向国家重大需求到面向人民生命健康,上海高校的科研工作者们正在肩负起历史责任,以“四个面向”为科技创新方向,不断向科学技术广度和深度进军。

  (光明日报记者 任鹏 颜维琦)

编辑:李方

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