上海科技創(chuàng)新成果展上的基礎研究重大成果展臺。
新華社記者 方 喆攝
形成高質量研究成果，產業(yè)發(fā)展同步推進
在紅豆杉細胞里，紫杉醇是怎么合成和調控的？近一段時間，閆建斌團隊正在埋頭研究其中的機理。
閆建斌是中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因組研究所研究員，圍繞紫杉醇生物合成及相關工作，他帶領團隊鉆研了近10年。
紫杉醇在醫(yī)藥方面應用廣泛，市場需求很大。紫杉醇原料藥主要從紅豆杉中提取，然而，紅豆杉生長周期長且紫杉醇含量低，提取過程復雜。科學家希望用生物合成的方法替代天然提取，降低用藥成本，但一直進展緩慢。
2021年，閆建斌團隊領銜，在國際上首次繪制國際首張染色體級別的南方紅豆杉高質量參考基因組圖譜。基于基因組圖譜，研究團隊對多個紫杉醇生物合成關鍵候選基因進行篩選，并成功發(fā)現(xiàn)兩個關鍵的未知酶，打通了紫杉醇生物合成路徑。今年1月，該研究發(fā)表在《科學》期刊上。
現(xiàn)在，閆建斌團隊相關研究成果已申請并獲得多項專利，為我國紫杉醇綠色制造產業(yè)化贏得先機。“包括合成生物學在內，生物制造是一片藍海，抓住市場機遇，必須把自主知識產權掌握在自己手里。”閆建斌說。
記者到訪時，北京理工大學量子物理實驗中心副主任韓俊峰正帶領學生們測試材料的電學和光學特性。
此前，北京理工大學物理學院院長姚裕貴教授帶領團隊，在反常輸運現(xiàn)象、拓撲量子態(tài)、量子材料設計等前沿領域深耕10多年。近年來，以目標為牽引，他們努力探索量子功能材料及相關效應的可能應用前景。
姚裕貴團隊能夠向相關應用領域展開探索，得益于多年來在基礎研究上的深厚積淀。“如果連基礎原理都搞不清楚，開發(fā)相關應用技術就沒有頭緒，也就不可能有實質性突破。”韓俊峰說。
近年來，我國高質量基礎研究成果接連涌現(xiàn)，培育發(fā)展新質生產力動能強勁。2022年，國家基礎研究十年規(guī)劃實施。今年1月，工業(yè)和信息化部、教育部、科技部等七部門聯(lián)合印發(fā)《關于推動未來產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，加強未來產業(yè)布局。基礎研究和產業(yè)發(fā)展同步推進，新質生產力正在加速形成。
瞄準基礎研究前沿，加速突破關鍵核心技術
走進中國信科集團光纖通信系統(tǒng)和網絡全國重點實驗室，科研人員正在測試一款新研發(fā)的光纖樣品，通過調整算法，可以優(yōu)化光功率、波長等參數(shù)。
“隨著人工智能、云計算、物聯(lián)網等新一代數(shù)字技術的迅猛發(fā)展，超大容量、超長距離、超高速率的數(shù)據傳輸需求對于光通信技術不斷提出新的挑戰(zhàn)。”中國信科集團副總經理、總工程師陳山枝說，攻克關鍵核心技術，基礎研究要先行一步。
自2018年7月成立以來，中國信科集團投入超300億元，在光通信、移動通信、光電子和集成電路等領域不斷取得突破，這離不開在基礎研究和應用基礎研究方面的持續(xù)發(fā)力。
“集團布局和建設了13個國家級科研平臺。”陳山枝說，5年多來，他們在全球申請專利超1.6萬件，授權專利達萬余件，形成了一批重大原創(chuàng)成果，應用于國內外不少重大工程。
中國信科集團旗下的烽火通信科技股份有限公司，成功轉化了部分科研成果，推出的400G相干商用硅光收發(fā)芯片，在新一代基礎網絡建設中投入使用。目前，他們又在全力攻關800G光芯片。
具有更高空間分辨率、零電子學噪聲和能譜分辨的優(yōu)勢，光子計數(shù)能譜CT已成為下一代CT技術的革命性產品。高端醫(yī)療設備行業(yè)技術壁壘高，要引領行業(yè)發(fā)展，必須從基礎研究上突破。
瞄準醫(yī)學影像領域最前沿，2023年4月，聯(lián)影醫(yī)療牽頭聯(lián)合復旦大學附屬中山醫(yī)院、上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院等機構，啟動“十四五”國家重點研發(fā)計劃“診療裝備與生物醫(yī)用材料”重點專項，攻關研發(fā)光子計數(shù)能譜CT，其中不少內容涉及基礎研究。
光子計數(shù)能譜CT對探測器穩(wěn)定性的要求非常高，然而，高束流X射線會引起探測器非穩(wěn)態(tài)問題。破題，首先需要從底層研究背后的運行機制。為此，通過“探索者計劃”項目，聯(lián)影集團和上海市科委共同出資，支持上海科技大學生物醫(yī)學工程學院研究員賴曉春開展相關應用基礎研究。
“我們必須從底層做起，才能實現(xiàn)應用基礎研究與產業(yè)研發(fā)的深度聯(lián)動、理論與技術的閉環(huán)反饋與快速迭代。”賴曉春說，當前，團隊初步完成了高束流下光子計數(shù)能譜CT探測器電荷輸運機制研究，為光子計數(shù)探測器國產化提供了理論支持。
2022年，科技部、財政部印發(fā)的《企業(yè)技術創(chuàng)新能力提升行動方案（2022—2023年）》明確提出，支持企業(yè)瞄準基礎研究前沿。
在企業(yè)設立全國重點實驗室、技術創(chuàng)新中心，讓企業(yè)在科研項目申報、科研項目承擔中發(fā)揮更大作用，企業(yè)投入基礎研究享受稅收優(yōu)惠……近年來，一系列支持舉措的實施，強化了企業(yè)從基礎研究、應用基礎研究到技術創(chuàng)新、成果轉化過程中的主體作用。
建好軟環(huán)境與硬支撐，持續(xù)釋放基礎研究潛力
基礎研究周期長、不確定性比較大，長期穩(wěn)定的支持機制很關鍵。
“在中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因組研究所，所有的工作都是圍繞科研需要開展的。”閆建斌說，所里科研管理實行首席科學家負責制，經費集中管理且使用靈活，評價考核合理，鼓勵研究人員大膽探索科技“無人區(qū)”，“我們能夠長期安心做紫杉醇生物合成研究，就得益于這樣的好環(huán)境。”
加強基礎研究，歸根結底要靠高水平人才。得益于學校的大力支持，近年來，姚裕貴團隊引進了多名高水平人才。最近，北京理工大學物理學院又創(chuàng)設了光量子中心，與信息技術、集成電路、柔性電子等其他學院的創(chuàng)新團隊一起開展研究工作，加強了科研交流和學科交叉，促進基礎研究與應用研究更緊密結合、攻關新型顛覆性技術。
適應基礎研究規(guī)律，企業(yè)也在調整科研管理方式和人才政策。
“公司實施導師制及項目組負責制，對我既有工作上的支持，又有生活上的幫助。”烽火通信青年工程師盧魯璐子說，在企業(yè)導師的指導下，她與項目組的同事們時常在一起探討行業(yè)前沿技術，破解科研難題。
烽火通信人力資源部副總經理徐東磊介紹，近年來，公司通過一系列措施，讓人才留得住、干得好，提高人才歸屬感。
推動基礎研究，除了軟環(huán)境還需硬支撐。作為基礎研究的關鍵利器，大科學裝置也在加緊布局。
暖陽高照，湖北武漢新城光谷科學島，深部巖土工程擾動模擬國家重大科技基礎設施項目工地建設正酣。“目前已完成樁基施工，塔吊安裝到位。我們力爭今年6月完成結構封頂，年底前完工。”中建三局城市投資運營公司現(xiàn)場負責人周瑞明介紹。
該設施是光谷科學島首個大科學裝置，將用于全面揭示工程擾動條件下深部巖土體結構、狀態(tài)與行為演變規(guī)律，為交通、水利、能源等領域工程建設加速向深部拓展提供重要科技支撐。
“武漢正加快提升科技創(chuàng)新策源能力，著力建設高能級科創(chuàng)平臺，為新質生產力的培育提供‘硬支撐’。”武漢市科技創(chuàng)新局局長董丹紅說，武漢市今年將加快推進神農設施、武漢光源等8個大科學裝置建設和預研預制。