第二届海外院士青岛行暨青岛国际院士论坛主旨演讲
宋鑫陶 王雅洁 尹文丽 / 商周刊
2018-08-29 15:07:44 | 阅读次数:0
我们需要更多的科学家,这是我们力量的来源,是我们发展的推动力。

 


科技人才是发展的推动力


 

 

创新是人类智慧最主要的资源。我来自一个没有自然资源的国家,以色列只有沙子、沙漠,但是我们开发了非常先进的农业,并且有很好的初创企业。

如何来推动人类智慧的释放呢?第一就是要有非常好的基础教育。教育是一个国家的未来,教师是世界上最重要的人,他们背负着国家的未来前行;第二就是好的工程和科技的教育,因为工程师和科学家会开初创公司,我们需要给他们提供很好的培训,所以说好的大学是非常重要的;第三是政府政策和支持。如果政府有好的政策支持,有好的营商环境和创新环境,会非常好;第四就是自然市场经济。我们需要企业家精神和知识,教他们如何获得成功。

三十年前,我在Technion大学开创了教授企业家精神的课程,当时以色列还没有初创企业。如今,我已经培训了超过十万个科学家和工程师,他们中25%的人开创了初创企业,很多初创企业也取得了巨大的成功。

我们需要更多的科学家,现在年轻人不想学工程和科技,因为他们觉得这很难。他们想当律师、会计、领导者、管理者,但是我们需要科技人才,这是我们力量的来源,是我们发展的推动力。

 


小卫星颠覆太空经济


小卫星在不断改变卫星科学的格局。如今,太空经济对国民经济、人民的福祉和国家安全都非常重要,因为我们需要通过太空进行通信、计时、导航,探测环境资源,应对灾害。

和大卫星相比,小卫星重量小,研发时间短,应用领域多。卫星重要的应用领域就是小卫星星座,我们能以比较低的经济成本发射若干个小卫星,并且形成小卫星星座,它们之间是平行的,并且能够实现高速的数据通讯,并且有一个非常低的延时效果,并且经济成本比较低。

能够促进太空和地球系统间的合作,引领通信技术和网络技术架构的发展。在对地观测方面,尼日利亚、中国、西班牙等都曾与我们合作发射了小卫星星座,通过快速制图,解决灾害。印度洋海啸期间,救灾团队就是根据这种卫星制图进行部署。汶川地震的时候,小卫星星座很快分享了数据,帮助中国政府抗震救灾。

最近,我们和北京合作伙伴进行的项目是三个对地观测的小卫星星座,它们可以评估庄稼的生长,污染的监控以及非法占用农业土地等。此外,微型卫星不仅可提供静态图像,还能进行实时的动态影像传输,对监控城市交通流向大有裨益。

此外,我们的研究团队也在研究如何减少轨道垃圾问题。通过卫星上带着的帆帮助其穿过大气层回到地球,减少轨道垃圾的产生。现在新材料、新设备像3D打印机,产生了新的制造技术,这样可以在轨道中制造卫星,这将完全改变开发卫星的能力。


 


自身免疫疾病的分子抑制疗法


 

技术研究成果如何变成成功的医疗产品?譬如,肿瘤坏死因子蛋白(TNF)能杀死癌细胞,对于我们免疫系统中的结构开发非常重要。这个结构可以让我们有免疫反应,帮助肺部免于细菌的感染,并且构建淋巴组织,帮助我们免疫系统运作。同样,这个分子会导致一些疾病,如风湿性关节炎、炎症性肠病等。TNF最初作为结合薄膜分子产生,通过一种酶的结合产生三种信号。可能其中一个信号会致病,而其他信号是有用的。

在临床中我们进行TNF的抑制是抑制所有三个信号,但其实学界不希望抑制有用的信号。因此,抑制这种细胞因子的药物可以为我们带来巨大的经济社会效益,预估能为企业带来500亿美元/年的收益。

我们把人类的基因放在小鼠身上模拟人类的病状、信号产生的过程和对人类产生的影响。有些药物对实验小鼠没有效果,但是对人体可能有效果,所以我们就采用人化小鼠进行某些药物的临床实验。基于这样的观察,我们可以设置特异性的抗体,和具体的标记物进行聚合,通过细胞特异的方法进行TNF的细胞抑制。

我们在治疗过程中使用特异性的抗体对双峰驼进行治疗,发现对骨髓细胞产生的分子有很好的阻滞效果。由此可见,抑制剂是非常有效的。它符合基本的科学原理,我们可以预见,这种试剂可以快速转化为治疗疾病的药物。当在基础研究和实验方面做了大量相关工作后,我们期待创新企业能够进一步把知识和实验应用在实际的产业中。


 


新材料赢得新未来


 

我和我的学生正在研究开发先进结构与功能纳米材料的关联、特性及应用。我们所面临的挑战是怎样将材料的强度和延展性相结合,我们都知道提高强度的话,延展性就会下降,而我们的工作目标就是创造出既有强度又有延展性的材料。

其中,首创的超纳镁合金材料,其超高强度比现有超强镁合金晶体材料高出10倍,变形能力较镁基金属玻璃高出2倍,并可发展成生物降解植入材料、MEMS、3C产品等,具有极大的应用潜力。这一研究登上了去年的《自然》杂志封面。

为了在新时代获得发展,我认为新的产品需要新特性,第一个是独特性、第二是颠覆性。例如纳米孪晶材料,不仅成本低,而且强度和延展性都很高。这个材料此前在特斯拉电动车就有使用。使用多级纳米孪晶,可以通过技术来增强钢材料,这样在撞车的时候,可以控制能量的吸收,极大提高汽车的安全性。

我们还开发了新的独特特性的材料、产品。其中一个产品就是变形金刚机翼。在没有外力的情况下可以变形,而且可以变回来。可以作为航天产业新的解决方案,并应用在水下的下潜器。同时,飞机的引擎也可以使用3D、4D打印技术,打印出结构非常复杂的飞机设备,加上负载系统,通过设计不同的配置,最终进行量产。

总之,材料开发的未来趋势将是在原子、纳米、微级和宏观层面上的材料发展和开发,同时也会实现不同材料的不同功能,并应用到不同的场景中。
 

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