俞书宏院士:发挥大湾区大科学装置的集聚效应,促进深港澳科技协同发展

来源:《财经》新媒体 2023-05-21 07:01:52

5月20日,由广东省科学技术厅、澳门大学、中国科学院深圳先进技术研究院、深圳清华大学研究院、中国电子信息产业集团有限公司、招商局集团有限公司、南光(集团) 有限公司支持,华润(集团)有限公司主办的粤港澳科技创新发展论坛在广东深圳举行。粤港澳科技创新发展论坛是大湾区科学论坛的重要组成部分,南方科技大学创新材料研究院院长、中国科学院院士俞书宏在会上表示,粤港澳大湾区大科学装置集聚的效应日渐形成,对我国抢占未来科技竞争制高点,解决我们在基础研究、研发过程中,产出一批原创性成果和解决“卡脖子”科技问题方面,都起到国之重器的作用。

(图:南方科技大学创新材料研究院院长、中国科学院院士俞书宏)

俞书宏表示,整个人工智能实际上是非常重要的,今后和传统的研发模式结合,能够给我们提供更好的加速材料设计与性能优化的支持条件。材料基因组是多学科交叉的研发平台,非常希望今后能够为促进大湾区的科学研究提供非常好的支撑。

那么今后如何更好地促进这些新兴产业的发展?他认为,我们需要更好的机制,把科学家所谓的最新、最好的材料,能够及时地得到应用,需要企业的重视,以及对高端材料的重视。

以下为部分发言实录:

非常感谢大会组委会的邀请。尊敬的梁主席、樊院长、王董事长、各位来宾:

今天我报告的题目是《发挥大湾区大科学装置的集聚效应,促进深港澳科技协同发展》。其实我们在粤港澳大湾区大科学装置集聚的效应日渐形成。

首先汇报一下我国大科学装置发展的历程。从50年代-70年代的萌芽初期,到70年代-90年代的成长期,像回旋加速器,大家都印象非常深刻,包括北京的正负电子对撞机、合肥同步辐射,包括90年代到2005年期间发展的上海光源、兰州重离子加速器和全超导托卡马克,进入到了快速发展的时期。2006年到2018年期间,又建立了像天眼、空间环境地面模拟装置、散裂中子源和强磁场装置。这些有很多都是在中国科学院联合其他大学共同推进的。2019年到至今为止,大科学装置进入成熟收获期,包括高能同步辐射光源、硬X射线激光、大型低速风洞,这些大科学装置在运行过程中,给我国产生的基础研究起到非常重要的支撑作用。通过举国体制建立的装置,我们投入运行之后,能够给从事基础研究的科学家提供一个稳定的、长期的平台支持。这些目前对我国抢占未来科技竞争制高点,解决我们在基础研究、研发过程中,产出一批原创性成果和解决“卡脖子”科技问题方面,都起到国之重器的作用。

粤港澳大湾区这些大科学装置建立的情况,我想也是和大湾区特殊地理位置相匹配的。在“十四五”规划中,把北京、上海、合肥和粤港澳大湾区列为全国四大综合性国家科学中心,这是国家对大湾区的定位。围绕大湾区区域的大科学装置的建设,逐步形成了集群优势。

围绕大湾区这个区域,我们有散裂中子源、先进阿秒激光、江门中微子实验站。在深圳,这些大科学装置的建立,会围绕生命科学、生物信息和材料来做。包括脑模拟与合成生物学的装置、精准医学影像和深圳的超算,包括鹏城云脑,以及南科大牵头建立的材料基因组,还有哈工大将要在光明建立的特殊环境材料器件科学实验装置的建立。

下面就材料基因组的情况,以及今后如何发挥材料基因组的优势,为大湾区新材料的研发和创新发挥材料基因组大科学装置的作用来讲。

其实材料基因组计划是我国经过认真思考和论证的。在美国,材料基因组受到了非常大的关注,因为它对改变我们今后研发新材料提供了一个新的模式。以前我们大多数做化学,做材料科学,我们在研发材料的时候,都是经验性的实验,通过在实验室里慢慢做摸索,到后面会出现理论的推演,现在有计算支持、仿真支持的材料研究。第四范式是最新范式,结合数据分析、密集型数据和人工智能,会给我们今后材料的研发插上新的翅膀。中国的材料基因组计划,基于材料研发到发现我们需要的材料性能,我们如何在实验室实现“发展-研发-生产-推广-应用”全链条这个周期性的过程?我们发现,如果单纯靠我们实验室的条件,是不够的,至少我们的研发周期会非常长。计划基因组的目的,就给我们搭建了非常好的材料研发的平台。材料基因组的工程,应该说这是材料领域颠覆性的前沿技术,材料传统的研发模式将发生深刻变革,能够加速材料的研发,缩短新材料研发的周期,从而就可以降低研发成本,更好地促进材料的应用。美国政府和中国发布的材料基因组的计划,几乎是同步的,他们每一个平台,政府都会给予支持。我国从2010年12月份开始做,包括在上海、北京、深圳,我们都在布局材料基因组的装置和平台。

给各位领导和专家介绍一下深圳材料基因组大科学装置。我们建设的初衷是希望提供高通量实验制备和合成的平台。另外,给企业提供高通量的方法,快速表征材料性能,这里面牵扯到非常多的材料表征领域。我们还在东莞跟散裂中子源联盟建立高通量表征平台,提供极端条件,包括高压强磁场或中低温的条件,能够给今后的研发提供支撑,我们还有高通量的计算和数据平台。《中国工程院面向2035年新材料强国发展战略规划》当中有一个要求,我们要将材料基因组工程作为新材料强国战略重要的保障措施。结合高通量的计算+人工智能范式,提供数据支撑,能够给材料研发提供非常好的平台。我们也搭建了纳米材料等不同维度的材料,包括快接近中试的材料制备和研发条件。我们也想吸引大湾区的高新技术企业充分利用我们搭建的平台进行实验验证,特别是材料从基础实验室里的成果,慢慢往中试、应用方向走,我们需要做很多验证的实验。包括这些低维材料,从薄膜,包括各种制备工艺平台的搭建,完成我们单个实验室所完成不了的制备需求。我们也建立了跨尺度、多参量的微区、超快原位高表征平台,从成本结构分析,到电/热/力/磁/光等一系列性能表征的条件。目前这些装置,今年年底,发改委要求进行验收,到时我们会给各企业开放。

在东莞我们还有一个中子表征平台,这是我们跟北大合作的,我们承担了高分辨中子谱仪,在中子影射、中子成像方面,包括新能源动力电池的研发方面,可以提供无损检测和更好的条件。还有一些极端条件,就是超高压、强磁场,以及极低温的实验条件。

这是南科大承担的高压中子衍射谱仪,现在在东莞已经基本完成了建设和安装,年底我们希望能够顺利通过验收,对外开放,为大家提供服务。我们也有很好的高通量计算和数据库的CPU/GPU计算平台,非常希望今后能够给我们的材料研发提供理论计算方面的支持。

整个人工智能实际上是非常重要的,今后和传统的研发模式结合,能够给我们提供更好的加速材料设计与性能优化的支持条件。所以说,材料基因组是多学科交叉的研发平台,非常希望今后能够为促进大湾区的科学研究提供非常好的支撑。

我国的新材料,实际上面对非常多的“卡脖子”问题,包括航空航天、电子信息、光伏、智能仿生等材料,这些方面今后的研发,可以为我国在一些重要的领域提供非常好的支撑。

很多重点领域研发所需要的材料,不是一两天就能研发出来的,需要我们艰苦地长期努力,也非常需要有组织的科研。

最后,提一点今后新材料产业在大湾区作为战略性新兴产业,它这么重要,我们今后如何更好地促进这些新兴产业的发展?我国现在很多新材料领域,面临的就是“卡脖子”问题,包括高品质的原材料,加速研发过程是非常重要的。今后我们也需要更好的机制,把科学家所谓的最新、最好的材料,能够及时地得到应用,需要企业的重视,以及对高端材料的重视。总体来说,大湾区大科学装置的密集布局,可以更好地吸引一批杰出的优秀科技青年工作者,利用大科学装置,把他们吸引到这个地区。实际上大湾区作为第四个综合性国家科学中心,我相信今后在国家的科技创新和科技强国战略中,应该发挥出独特的、更大的贡献。包括我们在光明科学城和松山湖科学城,都非常近。包括跟广州、香港、澳门(的合作),因为大科学装置非常密集,刚刚任老师也提出,需要设立一些基金,我们今后有没有可能设立一些科技专项基金,专门吸引这些科学家到大湾区大科学装置工作,或者跟企业联合研发,完成一些单纯的科研院所不能够完成的科研任务和项目,从共享基金、专项基金的设立和产业互联等方面,今后我们非常希望能够把大科学装置的优势发挥出来。

最后,谢谢大家!