江苏多个项目获首届全国颠覆性技术创新大赛最高奖
来源：新华日报 日期： 2022-05-11
日前，由科技部主办的首届全国颠覆性技术创新大赛落下帷幕，来自姑苏实验室、东南大学、苏大维格等多个江苏项目团队，经过激烈的路演答辩，从2724个项目中脱颖而出，荣获大赛优胜奖、优胜项目等多个奖项。
作为可改变“游戏规则”的创新技术，颠覆性技术牛在哪儿？又该如何进行颠覆性技术创新？记者对话获奖团队，聆听他们“剑走偏锋”的创新故事。
论证颠覆性，请回答“海尔迈耶问题”
作为一场较量“颠覆性技术”的创新大赛，其评选方式也颇具新意，创新参考了著名的“海尔迈耶（Heilmeier）问题”，重点从“是不是”“可能性”“影响力”等三个方面评价参赛项目。
在路演答辩中，参赛项目团队均要回答诸如“对现有技术的替代性如何”“为什么认为该方法会成功”“这项研究的风险和回报是什么”“谁会关心此研究”“如果成功了，产品或市场会有什么改变”等问题，从而论证自己的研究的确是具有战略性、前瞻性的颠覆性技术方向。
参赛团队必须深刻理解什么是颠覆性技术。
“颠覆性体现在可以改变‘游戏规则’，着重于采用新原理来对现有技术进行迭代，或者开发全新的应用场景，而非对现有技术的优化、拓展。”优胜奖获得者、姑苏实验室“固态纳米孔DNA测序仪”项目负责人胡岚说，以DNA测序技术为例，这是生命科学领域最重要的底层技术之一，但是目前市场主流的二代测序仍存在读长短、耗时长、国外先发垄断等痛点，团队研发的固态纳米孔测序技术，属于第四代测序技术，采用了全新的原理——基于微纳加工工艺批量制造低至3nm（纳米）直径的纳米孔，当DNA链穿过纳米孔时，通过检测所引起的电流变化而实现测序。该技术在各项参数上相对现有测序技术均有重要突破，有望重塑整个测序产业链。
胡岚告诉记者，大赛竞争非常激烈、气氛非常紧张。参赛项目需要通过初筛、领域赛、总决赛层层角逐。令他印象最为深刻的是第二轮领域赛的封闭式答辩，“我当时是所在分组的13号，前面12个项目只通过了1个，当时就感觉比赛淘汰率这么高！”但是轮到自己答辩时，他突然不紧张了，“我告诉自己我们在这个项目上是最专业的，我们的技术是完全符合颠覆性技术创新的定义的。”因为准备充分，对评委的提问都一一顺利作答，最终五位评委集体亮了绿灯。事后胡岚得知，好几家实力雄厚的上市公司团队没有通过答辩，这让他对自己团队的创新实力充满信心。
“说器官芯片模型是颠覆性的，是因为这项技术和以往的细胞模型、动物模型都不同，是第三种实验模型，也是面向未来的新技术。”东南大学生物电子学国家重点实验室顾忠泽教授团队的“人体器官芯片”项目，以连续两轮全票通过的优异成绩，获得总决赛优胜奖，他告诉记者，人体器官芯片并非电子产品，而是利用人体自身的干细胞，在U盘大小的芯片上制造出要用显微镜才能观察到的体外迷你“心脏”“肝脏”“肾脏”等人体器官，以模拟人体相应器官的功能。
“目前器官芯片技术更多的还是在实验室中应用，未被大众所了解，但总有一天它会像基因芯片技术一样，得到广泛关注和认可。”顾忠泽认为，器官芯片技术经过8—10年的发展也会逐渐成熟，未来预期有数百亿甚至千亿的市场，是我国生物医学科学和应用领域必须尽早掌握的技术。
剑走偏锋，他们改变了“游戏规则”
据了解，此次大赛全国共有2724个项目参赛，想要获评优胜项目难度非常大，且最终只有36个项目获得最高奖——总决赛优胜奖。如此高的淘汰率，如何突出重围？
在采访中记者发现，获奖团队都有一个共同特质，就是敢于“剑走偏锋”。
在一台110寸的大触控屏旁，苏大维格副总裁、子公司维业达总经理周小红向记者展示：不仅用手直接进行点触、放大缩小等操作十分顺畅，即便戴上手套，依旧可以对屏幕进行灵活控制。
“高灵敏度触控屏背后，只有一张透明的薄膜。”周小红告诉记者，在这个透明的薄膜上其实有成千上万个很细的电路，而电路的结构比人的一根头发丝的二十分之一还要细。这也是“新型柔性触控屏研发及产业化”项目获评此次大赛优胜项目的重要原因。
她介绍，在纳米结构中间铺上导电材料，看似普通的透明薄膜摇身一变，就成了一张具有触控感应功能的高科技柔性膜。这项创新是如何触发的？“随着近些年手机市场的快速增长，对触控薄膜的需求也大幅增加，但当国内企业纷纷抢占小型移动端市场时，我们选择剑走偏锋，决定研发‘中大尺寸高性能电容触控屏’。”周小红说，随着数字经济时代来临，他们敏锐地察觉到智慧大屏将成为多领域数字化应用场景的新端口，从而提前布局开始进行颠覆性技术的突破。
“通过将纳米制造技术与柔性电子需求相结合，我们首创了‘柔性电子微纳增材制造模式’，实现气体液体零排放、无污染的柔性电子绿色制造技术，这是对传统‘曝光+蚀刻’的电路板工艺的颠覆。”周小红表示，企业做出这样的决定十分艰辛。在研发之初，不仅相关领域的国内市场一片空白，一些国际企业也处于刚起步阶段，可以说是在没有任何前期借鉴的基础上进行独立的研究与开发。
说起“人体器官芯片”的研发过程，该团队陈早早副教授直言“每一步攻坚都有困难，还要跨越国际已有专利保护的‘地雷阵’。”以生物力学检测为例，团队突破国外专利壁垒，从检测原理进行创新，发现了可以利用光子晶体力学进行力学成像的新原理，实现了独特高效的生物力学检测方法，构建了相关技术体系，且申请了系列国际专利。在芯片的生物材料构建上，团队也没有使用国外现成的生物材料，而是创新配方，独辟蹊径开发出多种不同的光刻胶材料，保护、促进体外人体组织实现更好的功能。
未来新技术面临“市场”大考
集成电路、人工智能、未来网络与通信、生物技术、新材料、绿色技术、高端装备制造……此次大赛重点聚焦的都是可能产生重大颠覆性突破的技术领域，也是面向未来的新技术，其目的是带动我国原始创新能力和产业竞争力提升，为我国产业转型升级和经济高质量发展提供强大动力引擎。
记者了解到，这项获奖项目正逐渐从研发端走到应用端的“最后一公里”。
“器官芯片虽然小，但应用前景十分宽广，最直接的就是用于药物筛查、药物发现和药物实验。”陈早早告诉记者，以往的药物实验，哪怕是经过细胞模拟、动物实验筛选以后，能在人体使用的成功率仍不超过10%，因为细胞、动物和实际人体组织的差距还是很大的。而如果采用器官芯片技术，就可以直接模拟人体组织进行实验，不仅减少动物实验，还能提高药物实验的准确性、提升实验效率。
目前，该团队在科技部、苏州高新区和江苏省产研院的支持下，成立了江苏艾玮得生物科技有限公司，自主建立了全套器官芯片研发制造应用体系，相关技术与产品与美国、欧洲相应团队齐头并进，部分领域已领先于国际水平。其中，心脏类器官芯片实现了在体外连续跳动150天的纪录，被用于药物的心脏毒性、有效性、心衰模型研究等。皮肤芯片完成了符合欧洲OECD439等全套体系的标准化工作，完成体外皮肤安全性检测、美白抗衰老等功效性评测。目前团队已为多家国内外知名药企进行药物筛选服务。“我们团队作为国际器官芯片iMPSS组织中唯一的中国代表，也正在积极促进国际统一标准的制定，让我们的产品成为有国际竞争力的产品，成为时代的选择。”顾忠泽说。
记者了解到，“固态纳米孔测序仪”项目团队目前已完成原理样机研发，预计两年内推出固态纳米孔测序产品。而固态纳米孔作为优良的单分子检测材料，在病毒快速检测、癌症诊断、遗传病检测等领域也大有可为。胡岚介绍，年内将推出固态纳米孔单分子检测产品，相较目前主流的PCR、免疫等分子诊断方式，该产品具备速度快、成本低、检出下限低、小巧便携等优势，初期瞄准科研市场，后续可针对核酸、蛋白、病毒颗粒、纳米颗粒等样本实现快速精准检测。
苏大维格另一个获评优胜项目的“全息3D显示”，则颠覆了传统柱透镜阵列和微透镜阵列方法，解决了目前裸眼3D显示技术普遍存在的眩晕感难题，目前已与行业巨头企业联合开展面向裸眼三维显示和激光3D显示的战略研究，目标直指实现产业变革、占领全球新型显示技术制高点。
