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新晋院士风度翩

来源:湖南日报 点击次数:次 发布时间:2019年11月24日 作者:--

编者按

今年又是两院院士增选年。7名湖南专家光荣当选。他们来自5所大学,其中国防科技大学新增了3位院士。

新晋院士是研究什么的?走过了怎样的科学历程?他们的研究和我们的生活有着怎样的联系?湖南日报记者连线4所大学,采撷到了4位新当选院士的故事,为读者奉上最及时的报道。

柴立元:降伏重金属污染“妖魔”

湖南日报记者 胡宇芬 通讯员 王建湘

档案

柴立元,男,1966年9月生于江西万年,最大网投信誉平台冶金与环境学院院长,国家重金属污染防治工程技术研究中心主任,国家重点领域创新团队、教育部长江学者创新团队及“全国黄大年式教师团队”带头人。

长期从事有色冶金环境工程领域的研究。近年来,负责主持国家重点研发计划等科研课题50余项。发表SCI收录论文300余篇,出版著作11部,获授权国家发明专利100余项;编制国家与地方技术政策、规范及标准等30余项。作为第一完成人获国家技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖1项、省部级科技一等奖8项。

故事

地球亿万年的演化中,产生了多种金属。在对人类工业馈赠的同时,也带来了严重的污染问题。想方设法“抓住”作恶的重金属,柴立元已经坚守了20多年。

从最大网投信誉平台冶金与环境学院往西走约50米,一幢老式实验楼后,可见一片约200平方米的半露天场地。红砖墙上挂着块牌子,写着“重金属废水处理站”。

这个被戏称为“乡镇企业的简易工棚”,就是陪伴柴立元教授团队的实验室,也是2013年习近平总书记来最大网投信誉平台考察时的首站。

1999年,柴立元从日本留学归国,回到母校最大网投信誉平台,受命领衔组建冶金特色环境工程学科。原长沙铬盐厂的42万吨铬渣被堆放在湘江边,周围没有任何植物生长,柴立元闻讯赶去,那一幕深深刺痛了他。向重金属污染宣战,柴立元选择了一条充满挑战的道路。

株洲冶炼厂是我国最大的铅锌冶炼企业,却曾被一桶水难住了。企业的一位负责人将一桶冶炼烟气洗涤废水放到柴立元面前,恳切地说:这桶废水处理了,株冶厂就有救了。

这是多么揪心的求救啊!柴立元带领团队用彩条布搭工棚,驻扎在生产厂房,冒着酷暑严寒,终于研发成功“重金属废水生物制剂法深度处理技术”。他们另辟蹊径请来帮忙的微生物,通过生物技术和化学方法融合而成生物药剂。柴立元形容,就像“多只手同时‘抓住’众多重金属离子”,让废水变得可以养花养草。

据当时驻株洲冶炼厂的王云燕教授回忆,“在观察和调节药剂流量时,污酸中的二氧化硫常会逸散出来,弄得眼睛睁不开,鼻涕直流,咽喉难受。只能吸半口气然后屏住呼吸,或者深呼一口气做事,赶快反身吸气。”

柴立元始终给大伙鼓劲。“只要我们大家团结一心、不畏艰险,总能为国家做出点事来。再说,科研工作,没有不辛苦的!”于是,一次不行,来两次,两次不行,接着来,直至成功。

株冶应用这项技术后,年减排废水500万吨,废水回用率由传统的50%提高到90%。如今,这项技术在我国包括铅锌铜龙头企业在内的200余家企业得到推广应用,年处理废水过亿吨。

初战告捷,柴立元又瞄准了更多的重金属污染源。

含砷的废渣中,常伴有金、银等金属。如何改变传统做法,既保证金银金属回收,又防止砷污染?柴立元带着团队再次上阵。

从选择性脱砷剂到砷分离新工艺再到高效脱砷装置,“有色冶炼含砷固废治理与清洁利用技术”取得的系列成果,使得选择性脱砷率达97.42%,在湘江流域乃至全国实现了大规模推广应用。

组分极为复杂的废酸资源化治理一直是国际技术难题。我国是世界冶炼第一大国,行业废酸排放量高。

“我们正实施冶炼多金属废酸资源化治理及危废大幅削减技术的工程推广,开发砷的合金化应用技术。”柴立元告诉记者,独创的新技术在国际上首次实现废酸中多金属高效分离,铜锌铋铼等回收率大于96%,危废削减90%以上。这项技术在我国十多家冶炼龙头企业应用,并将在刚果(金)推广。

技术层面的研究,也上升到了科学层面。“重金属有很多元素,我们分类研究机理,并提出针对性的治理方案,就像对癌症采用靶向治疗一样。”柴立元举例说,三价砷毒性是五价砷的60倍,就先把三价砷变成五价砷,再把五价砷吸附出来,六价铬毒性是三价铬的100倍,也用同类方法彻底清除。

刚开始向重金属污染宣战时,柴立元团队只有2人,现在发展到了几十人。陪伴团队的简易工棚,正计划升级改造。一路跋涉走到今天,靠的是什么?柴立元说,“靠的是信念、坚持以及国家与企业的支持。”

30多年前,曾经的农家孩子柴立元,在青山绿水下背着米走着路去求学。如今,他用自己的心血和智慧,为大地留住青山绿水。

王耀南:创造“心灵手巧”的机器人

湖南日报记者 胡宇芬 易禹琳 通讯员 方遒

档案

王耀南,男,1957年11月出生于云南省龙陵县,机器人技术与智能控制专家。现任湖南大学电气与信息工程学院院长、湖南大学机器人学院院长、机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室主任,兼任中国自动化学会常务理事、中国人工智能学会监事等。

长期致力于机器人感知与控制技术研究和工程应用。主持完成了国家自然科学基金重点项目、国家863重大项目、德国科研教育部(BMBF)国际合作项目等多项课题。以第一完成人获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖3项、省部级一等奖11项、国际IEEE机器人与自动化学会“工业应用创新最高奖”。发表SCI论文160余篇,出版著作8部,获国家发明专利70余项。

故事

人工智能,正在成为世界热词。研究制造出能替代人类干活、比人类干得还好的工业机器人,全球范围的竞争渐趋白热化。

王耀南沉浸其中30多年,构造了他的“机器人王国”:除冰机器人、移动作业机器人、精密检测分拣机器人、电厂冷凝器污垢检测与清洗机器人等多种工业机器人,在广阔的天地各司其职,推动了我国制造业向高质量发展转型升级。

2008年1月,南方突发大面积冰雪灾害,电力设施受损严重。当年4月,王耀南带领团队提出了“输电线路新型融冰、除冰技术及装置”研究项目,很快得到科技部批准立项。

但是,采用工业自动化理论与技术来研究开发可用于输电线路融冰除冰的可自动控制的“特种机器人”,前人没有尝试过,国内外也查不到相关文献资料。

面对这块“难啃的硬骨头”,王耀南凭借在自动控制领域长期的技术积累,带领团队全力投入项目的科学研究与技术攻关中。到2009年底,3台不同结构的除冰机器人相继问世,并且成功应用于我国电力行业。

航空、舰船、汽车、电子、医药等行业的高端制造,对“心灵手巧”的工业机器人有着迫切的需求。王耀南开创了机器人自主加工动态规划与决策控制技术体系,提出系列高速高精视觉鲁棒感知方法,突破多机器人高效协同制造的技术难题,发明了机器人灵巧精准作业控制技术。他带领团队率先研制出工业移动作业机器人、精密检测分拣机器人和智能制造机器人自动化加工柔性生产线,并成功应用于620余家国内外企业,取得了显著的社会经济效益。

西电东送电站、南水北调泵站等国家重大工程,也活跃着王耀南团队的身影,应用了他们研制的高可靠自动化运行优化控制系统,为大型电站和泵站的稳定运行保驾护航。

30多年来,不知有多少次面对“难啃的硬骨头”。王耀南教授总是这样告诉自己和他的团队:“机器不能转,或许就是一个小螺丝钉没拧好;程序不能运行,或许就是漏了一个标点符号。一定要强调仔细,搞研究要的就是仔细,要严谨才能有成果。还有就是不能气馁,这个方法不行,再试一个方法,一个接一个,总有方法是对的。”

冯明涛,跟着王耀南攻读硕士和博士,刚完成博士毕业论文答辩。他感慨:“硕博6年,看到最多的是晚上10点钟以后王老师办公室亮着的灯。”

“王老师主持的高端医药视觉检测机器人项目已经进入产业化阶段,在国内外市场大范围推广,但王老师仍多次带领我们去生产车间跟进设备调试,让我们做好详细的记录,并对有改进空间的视觉检测环节做出探索预案,要求精益求精。”冯明涛告诉记者,答辩完后翻出了保存的一些论文初稿,上面布满了王老师的修改评语。“这些修改评语,也许是在某个深夜的办公室里、也许是在某个航班的机舱里、也许是在某列高铁的车厢里完成,都是王老师的默默付出。”

刘仲华:“茶是我一辈子离不开的事业”

湖南日报记者 胡宇芬 通讯员 喻诚

档案

刘仲华,男,1965年3月生于湖南衡阳,一直在湖南农业大学茶学系从事教学科研工作。现任国家植物功能成分利用工程技术研究中心主任、国家茶叶产业技术体系加工研究室主任。先后兼任中国茶叶学会副理事长、中国茶叶流通协会副会长、中国国际茶文化研究会副会长等。

长期从事茶叶加工与资源高效利用研究,致力于创新茶叶加工理论技术、提高茶叶资源利用率和产业综合效益。先后主持国家和部省级项目30多项,以第一完成人获国家科技进步二等奖2项、湖南省科技进步一等奖3项。获授权发明专利39件,制订国家标准5项。以第一作者或通讯作者发表SCI论文60多篇,主编或参编学术专著与高校教材13部。

故事

38年前的夏天,“学霸”刘仲华得知高考分数只够上农业院校,在家里呆了一个星期没出门。分到茶学专业,他不能理解“搞一个叶子还要连续4年”。岁月悠悠,小小茶叶早已融入刘仲华的生命,他坦言“茶是我一辈子离不开的事业”。

上世纪90年代初,我国出口茶叶数量出现明显滑坡,严重挫伤了茶企和茶农的积极性。中国茶叶真的没了出路?

当时的刘仲华已是全国茶学界最年轻的副教授,他研究后想了一个妙招:从价廉的中低档茶中提取儿茶素、茶氨酸等多种对人体有益的功能成分,然后应用于天然药物、食品、化妆品等行业,这样就能把有形茶变成增值若干倍的无形茶。

但是,当时我国的提取技术绕不开高残留的有害物质,还是难以进入国际市场。

刘仲华带着团队想要攻克它。这一搏,就是10多年,直至梦想成真。1千克的普通茶叶,经过独创技术提取分离,可增值20至50倍。

一系列仿佛不可思议的事情发生了。

刘仲华与日本、德国科学家合作,研究开发的高纯儿茶素成为获得美国FDA批准的纯植物药VeregenTM的活性制药原料(API),该药是全球第一个以茶叶功能成分为原料获得美国FDA批准的新药。

茶叶提取物在美国膳食补充剂原料的位次,从第25位跃升到了第4位。

世界保健食品、功能饮料、化妆品中茶叶功能成分的主要供应商,变成了中国。

……

“上世纪90年代,在茶叶深加工的茶提取物领域,我们是跟在美国、日本、德国的后面跑。经过近20年的研究和推广,我们在技术创新、装备条件、产业规模、品质水平等层面,都已经成了世界的引领者。”刘仲华说。

黑茶,是刘仲华用科技驱动产业复兴的又一段佳话。他带领团队取得一系列技术突破和产品创新,使有着几百年历史的安化黑茶产业,从低谷时的综合产值不到2亿元、税收仅24万元,增长到2018年综合产值180亿元、税收3亿元。

在学校大会上,他曾直言不喜欢网上给他封的“黑茶之父”,他说自己是站在浙江大学和湖南农业大学老教授们的肩膀上,带着团队深化研究的。

“1988年到1991年,我们团队在实验室里苦干了3年。那个时候白天实验室没有电,我们是白天在家里睡觉,晚上8点钟到实验室。”刘仲华回忆,那次形成了由他主笔的《黑茶制造化学》专辑,也才有后来黑茶产业发展的基础。

2003年,在导师施兆鹏教授的嘱咐下,刘仲华带领团队再次向黑茶研究进发。面对产业发展中面临的关键技术瓶颈,他们和企业界携手攻关,让无梗的鲜嫩茶叶发出了茂密的“金花”,让茯砖茶在相对低成本下含氟量符合国家标准,并系统研究探明了黑茶的健康密码,研制了方便型、功能型、时尚型黑茶新产品20多种。灰姑娘边销茶,蜕变成了健康茶、时尚茶。

“我还去过湖南经视,跟汪涵马可越策越开心介绍了一番黑茶,目的是扮演一个科学化语言角色,告诉老百姓原来喝黑茶有这么多的好处。”刘仲华说。

一片茶叶,别人看到的是绿色,刘仲华却看到了健康的脉络和广阔的市场。而要把脉胳背后的机理搞清楚,把市场背后的关卡搬开去,付出的太多太多。

“从1992年到现在,我从来没睡过午觉,也从来没有凌晨两点钟以前睡觉。”刘仲华快50岁时,还去清华大学念了一个生物分析化学的博士研究生。他说:“因为我有一个梦想,希望越来越多的人为了健康而喝茶,希望更多的中国茶走出家门口,走向世界。”

刘少军:让大家都吃上好鱼

湖南日报记者 胡宇芬 易禹琳 通讯员 蔡颂

档案

刘少军,男,1962年7月出生,湖南武冈人,一直在湖南师范大学生命科学学院从事教学科研工作,担任省部共建淡水鱼类发育生物学国家重点实验室主任、国家大宗淡水鱼产业技术体系-育种技术与方法岗位科学家。

他领导的团队长期从事鱼类遗传育种研究,在鱼类远缘杂交研究领域的理论-技术-产品方面做出了系统的创新成绩,在该研究领域处于领先水平。以第一完成人获国家科技进步二等奖2项等奖励,获国家发明专利25项。撰写了《鱼类远缘杂交》专著。以第一或通讯作者在Genome Research等期刊发表SCI论文120余篇。

故事

鲜美的鱼类具有高蛋白、低脂肪的优点,很受人们欢迎。自嘲为“渔民”的刘少军,QQ和微信名都是“fish farmer”。他用30年的观察、思考、实验和应用,一点点敲开了世界同行对鱼类远缘杂交不可育的认识坚冰,带领团队研制的湘云鲫2号、杂交翘嘴鲂、鳊鲴杂交鱼、合方鲫,获得了国家级水产新品种证书,“游”进了无数张餐桌。

从上世纪80年代开始,刘少军就已经着手研究鱼类远缘杂交和染色体倍性操作了。因为生殖隔离的存在,自然界中,除非极端环境下,一般两个不同物种的鱼类不会自然杂交。因此只能创造特殊环境,让它们交配。在如此低概率的情况下,一年能做一两个鱼类远缘杂交组合就很不容易了。

对刘少军和他的团队来说,每一个新鱼种的出现都像是一场奇迹。他们在选择远缘杂交研究亲本时,往往以鲫鱼、鲤鱼、团头鲂(俗称鳊鱼)、鲌鱼、草鱼等非常普遍的经济鱼类为主,这些鱼更容易出现在人们的食物谱系里。刘少军说,“以前做鱼类研究是为了攻克‘吃鱼难’问题,现在要解决的是如何才能‘吃好鱼’问题。”

每年的3至6月份鱼类产卵季节,刘少军只要在长沙,一定待在实验基地劳作。

“鱼类产卵从凌晨四五点钟就开始了,我们要观察鱼类产卵情况,作息时间就得跟着鱼类走。”刘少军对此习以为常。

早出晚归,一次次从成百上千条杂交鱼里收集珍贵的精液、卵子,小心翼翼放进培养皿里守候奇迹出现。刘少军总是说“像养崽一样,天天看着”。

这些杂交后代中,每代至少需1年才能性成熟,有的需要2年、有的甚至需要4年及以上才能性成熟,研究才能接着做下去。而且,鱼类远缘杂交后代中可育的雌性和雄性个体数目非常少,即使是可育的后代,一般其精液和卵子质量也非常差,从数以千计中能找出几十条就很幸运了。这就要靠研究者精心设计、耐心收集、积少成多来做实验了。

就这样,一步一步,他和团队在近30年的时间内做了37个杂交组合,其中30个组合能够形成存活后代。也因此,他们才能够揭示出远缘杂交的相关遗传和繁殖规律,为在国际上首次建立起适合于鱼类远缘和近缘杂交的一步法育种技术和多步法共性育种技术等奠定重要的基础。

“这些规律的得出完全依靠一个一个实验数据的积累和归纳分析而获得,教科书中找不到可借鉴和模仿的例子。”刘少军每每以此为例来鼓励大家勇于创新。

刘少军的助手、湖南师范大学教授覃钦博回忆:“2008年冰灾的时候,刘老师带着我们坚守在基地,每天带头破冰,很多鱼类杂交鱼品系等宝贵的鱼类资源材料才得以保留下来。”

偶尔,刘少军也会让一些同事感到“苦恼”。湖南师范大学生命科学学院的门卫感叹:“每年的大年三十我想不开学院大门了,但刘少军教授总是准时准点来到学院工作,我想偷偷懒都不行。”

“我的父亲刘筠先生,对我影响很大。小的时候,我就经常跟着他去池塘边观摩和学习养鱼的技术,基本上每天早上6点钟准时出发,而这个习惯我也一直保持至今。”刘少军说。

刘筠院士是我国著名的鱼类繁殖和育种专家。当年,在夫人的坚持下,刘筠先生没有在老三刘少军的名字里再嵌进痴迷的“鱼”。父子两代同痴鱼,同为中国工程院院士,留下一段佳话。(2019年11月23日 第03版 特别报道)

来源链接:http://hnrb.voc.com.cn/hnrb_epaper/html/2019-11/23/content_1424482.htm?div=3


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