攻堅核心關(guān)鍵“卡脖子”技術(shù)難題，實現(xiàn)從零到一的突破

在我國科研實驗室體系陣容中，有一類堪稱各省科技“奠基者”的平臺機構(gòu)，那就是省級重點實驗室。它是區(qū)域科技創(chuàng)新的主力軍，在服務(wù)全省高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮著積極作用。

在祖國大江南北，既有東北零下40攝氏度高寒、南方40攝氏度高溫的鐵路線，又有西北常年大風(fēng)沙，西南高海拔、長線路的高原鐵路線。要想經(jīng)受住復(fù)雜環(huán)境的考驗，高鐵動車組和大功率機車必須有顆強健的心臟。軌道交通牽引電機山西省重點實驗室的任務(wù)就是為這顆心臟注入持續(xù)的動力。“牽引電機是高鐵的心臟，上線前要接受嚴(yán)苛的環(huán)境試驗，是為了驗證這顆心臟的可靠性。”中車永濟電機有限公司研究院執(zhí)行院長劉冠芳解釋說，“絕緣層相當(dāng)于心臟的血管壁，每次熱壽命評定試驗至少要做12030小時，如果中途失敗，就要推翻設(shè)計，重新來過。”在中車永濟電機有限公司電機技術(shù)部副部長石永進看來，除了保障牽引電機的壽命，更要賦予它極強的耐力和韌性。“電機高速平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)就是靠軸承，這個軸承能滿足高鐵運行的嚴(yán)苛環(huán)境。我們自主研發(fā)的國內(nèi)首臺試驗平臺，可以模擬高鐵實際運行中的載荷、振動沖擊、溫度、濕度、風(fēng)沙、走行風(fēng)等各種復(fù)雜工況，正是有了這樣的試驗，電機壽命從原來的運行30萬公里提高到現(xiàn)在的120萬公里，相當(dāng)于北京到上海往返300趟。”中車永濟電機有限公司電氣研究院院長侯曉軍認(rèn)為，實驗室是技術(shù)的搖籃，是技術(shù)研究的基地，借助于完備的實驗裝備和一代又一代永電人的頑強拼搏，成就了高鐵的中國芯，創(chuàng)造了中國速度，實現(xiàn)了關(guān)鍵核心技術(shù)的自主可控。

牽引電機作為永濟電機公司的核心產(chǎn)品，經(jīng)過50余年的成長和進步，見證了中國軌道交通事業(yè)高速發(fā)展的整個歷程，從鐵路大提速到高速動車組運行，從直流傳動到交流傳動系統(tǒng)，產(chǎn)品在不斷更新迭代，而產(chǎn)品技術(shù)的提升都離不開實驗室。太原地鐵2號線牽引電機是一款最新智能化的產(chǎn)品，具備故障預(yù)測和健康管理能力，這項技術(shù)也來自軌道交通牽引電機山西省重點實驗室。中車永濟電機有限公司軌道交通牽引電機山西省重點實驗室主任雷平振認(rèn)為，實驗室承擔(dān)的使命就是要面向國家、面向地方的重大戰(zhàn)略需求，聚焦“卡脖子”領(lǐng)域，集中突破關(guān)鍵核心技術(shù)難題。山西省科技廳實驗室與平臺基地建設(shè)處副處長梅棟良說，山西省重點實驗室的任務(wù)有兩項，一要集中突破關(guān)鍵核心技術(shù)難題，破解“卡脖子”問題的“燃眉之急”和長遠(yuǎn)發(fā)展的“心腹之患”，在國家戰(zhàn)略科技力量建設(shè)中確立山西地位，貢獻山西力量。二要面向山西重大戰(zhàn)略需求，面向重大科學(xué)問題和全省高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展，發(fā)揮科技支撐和引領(lǐng)的積極作用，推進經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。

從服務(wù)山西到打造國家級實驗室預(yù)備隊，實驗室建設(shè)還要持續(xù)發(fā)力

2020年12月召開的中央經(jīng)濟工作會議部署了2021年我國的八項重點任務(wù)。其中，強化國家戰(zhàn)略科技力量排在首位。省級重點實驗室作為高水平基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用性研究平臺，是國家和地方構(gòu)建科技創(chuàng)新體系的重要組成部分，各省份紛紛打造實驗室，為對接國家戰(zhàn)略進行前瞻布局。

省級重點實驗室分為省實驗室和省重點實驗室。近年來，全國多省市紛紛投入重金、聘請學(xué)術(shù)“大腕”，甚至領(lǐng)導(dǎo)親自“掛帥”，為布局省重點實驗室、升級國家實驗室躍躍欲試。從區(qū)域分布來看，之前沒有國家實驗室配置的廣東、江蘇、浙江等在此次“國家級實驗室預(yù)備隊”建設(shè)布局中最為活躍，尤其廣東省已經(jīng)分別在2017、2018、2019年先后分三批啟動了10家省實驗室的建設(shè)，規(guī)模和數(shù)量領(lǐng)跑其他省市。目前，之江實驗室、張江實驗室、紫金山實驗室、姑蘇實驗室等一大批省實驗室在大江南北紛紛崛起。

眾多省份前瞻布局實驗室建設(shè)的目的是什么？雷平振認(rèn)為，沒有應(yīng)用基礎(chǔ)研究，無法實現(xiàn)從并跑到領(lǐng)跑的跨越，很多知名企業(yè)都紛紛布局實驗室。這些實驗室將面向社會和行業(yè)未來的發(fā)展需求，展開應(yīng)用基礎(chǔ)研究和共性技術(shù)研究，同時制定行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)企業(yè)的科研人才。梅棟良認(rèn)為，科技創(chuàng)新是創(chuàng)新驅(qū)動的核心，誰走好了科技創(chuàng)新這步先手棋，誰就能占領(lǐng)先機、贏得優(yōu)勢。各省也把創(chuàng)新能力提升擺在更加突出的位置，通過建設(shè)省級實驗室等重大創(chuàng)新平臺，打造“國家級實驗室預(yù)備隊”。

山西加大重點實驗室建設(shè)力度，力爭“蓄勢起跑”。全省已建106個省重點實驗室。近期，按照省委省政府安排部署，圍繞14個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，新立項籌建了黃河、高速飛車、半導(dǎo)體信息器件與系統(tǒng)等4個省實驗室，籌建了合成生物、人工智能與信創(chuàng)技術(shù)、半導(dǎo)體信息器件與系統(tǒng)、雜糧種質(zhì)創(chuàng)新與分子育種等9個山西省重點實驗室。

山西雜糧有7大類120多種，種植面積超1500萬畝，約占全國的1/10。雜糧種質(zhì)創(chuàng)新與分子育種山西省重點實驗室主任孔照勝是該實驗室主帥。在他看來，山西雜糧雖然具有區(qū)域特色和天然優(yōu)勢，但缺乏從遺傳背景上的梳理和基因資源發(fā)掘，導(dǎo)致存而難用或藏而不用，嚴(yán)重影響基因資源的保護與利用。雜糧“特”和“優(yōu)”的突破，還是得從種子上尋找突破口。他說：“種子是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的芯片，也是一個‘卡脖子’問題，這也是成立重點實驗室的初衷，我們想把水稻先進的分子設(shè)計育種經(jīng)驗和方法引到雜糧作物上來。”雜糧種質(zhì)創(chuàng)新與分子育種山西省重點實驗室是以國家重點實驗室為標(biāo)準(zhǔn)進行建設(shè)，致力構(gòu)建國際一流平臺，充分發(fā)掘我國雜糧基因資源與雜糧功能成分，創(chuàng)新種質(zhì)，護衛(wèi)我國基因資源，充分發(fā)揮雜糧古老而優(yōu)異基因資源在糧食安全主戰(zhàn)場的作用。孔照勝表示，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)將和中國農(nóng)科院作科所的雜糧團隊強強合作，有信心將實驗室建設(shè)為國家唯一的雜糧生物育種的國家實驗室。

山西高位推動高規(guī)格建設(shè)省級重點實驗室，向?qū)嶒炇?ldquo;國家隊”邁進，如何發(fā)力？清華大學(xué)摩擦學(xué)國家重點實驗室主任田煜教授給出建議，全國各地布局自己的省級重點實驗室，向國家實驗室發(fā)展，肯定要根據(jù)地方的經(jīng)濟發(fā)展特點決定方向。山西在煤炭、電力、高端裝備產(chǎn)業(yè)方面發(fā)展迅速，可以根據(jù)這些方向和領(lǐng)域去支持太原理工大學(xué)、山西大學(xué)、中北大學(xué)等一些有基礎(chǔ)的單位，建設(shè)更好的重點實驗室，并長期穩(wěn)定支持，幫助他們向國家實驗室目標(biāo)邁進，同時也能為山西經(jīng)濟發(fā)展提供好的支撐和服務(wù)。

下好科技創(chuàng)新“先手棋”，贏得發(fā)展新機遇

高水平實驗室是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要陣地，是科技創(chuàng)新的主要場所。聚焦戰(zhàn)略需求，服務(wù)轉(zhuǎn)型大局，對實驗室來說是機遇也是挑戰(zhàn)。

發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、發(fā)現(xiàn)X射線的散射現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)脈沖星……人類歷史上多次重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，都來自劍橋大學(xué)著名的實驗室。從1904年至1989年的85年里共產(chǎn)生了29位諾貝爾獎得主，它就是以偉大的物理學(xué)家、化學(xué)家、劍橋大學(xué)校友亨利·卡文迪許命名的“卡文迪許實驗室”?？ㄎ牡显S實驗室創(chuàng)建于1874年，是由當(dāng)時的劍橋大學(xué)校長威廉·卡文迪許捐資近9000英鎊建立起來的，在巔峰時期甚至獲譽“全世界二分之一的物理學(xué)發(fā)現(xiàn)都來自卡文迪許實驗室”，并且是近代科學(xué)史上第一個社會化和專業(yè)化的科學(xué)實驗室。

卡文迪許實驗室培養(yǎng)了無數(shù)科學(xué)家，并帶來很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)。英國牛津劍橋俱樂部榮譽會員威廉姆·愛丁頓認(rèn)為，實驗室的成功在于打破傳統(tǒng)，重視培養(yǎng)個人思想和卓越能力，面對廣泛而集中的任務(wù)，人們依然迎難而上。在很多英國科學(xué)家眼中，這個杰出的機構(gòu)就是英國科學(xué)的殿堂，出色的人們匯聚一堂，有著一流的研究和創(chuàng)新能力，帶來不一樣的火花。

山西省重點實驗室聚焦14個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，已形成“14+N”的戰(zhàn)略布局，建立半導(dǎo)體、碳基新材料、特種金屬材料、大數(shù)據(jù)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的省重點實驗室共計64個，其他領(lǐng)域39個。截至2020年，這些實驗室成果轉(zhuǎn)化211項，成果轉(zhuǎn)化社會效益將近78億元，已形成從事戰(zhàn)略性、前瞻性、顛覆性、交叉性領(lǐng)域研究的戰(zhàn)略科技力量。當(dāng)下，山西處在轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期，發(fā)揮好省重點實驗室對山西高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展的支撐作用意義重大。田煜認(rèn)為：“英國在卡文迪許實驗室運行過程中投入了大量的經(jīng)費，給予了穩(wěn)定的支持，這和卡文迪許實驗室的發(fā)展是密不可分的。要加強重點實驗室與企業(yè)、科研機構(gòu)之間的聯(lián)系和合作，最好是政府一直參與，真正實現(xiàn)政產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合。”

山西把創(chuàng)新驅(qū)動作為第一戰(zhàn)略，致力于為全省高質(zhì)量發(fā)展提供“硬支撐”，在提高關(guān)鍵領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力、促進科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化及創(chuàng)優(yōu)創(chuàng)新環(huán)境等方面持續(xù)發(fā)力。下一步，我省將優(yōu)化調(diào)整方向，按照“去僵尸、調(diào)結(jié)構(gòu)，攥拳頭、增合力，上水平、出結(jié)果”的原則，對省級重點實驗室進行優(yōu)化調(diào)整，通過優(yōu)化調(diào)整重組我省重點實驗室體系，不斷創(chuàng)新體制機制，對省重點實驗室實行動態(tài)、差異化支持和管理，建設(shè)一批引領(lǐng)前沿、學(xué)科交叉、綜合集成、國內(nèi)外有影響的省級重點實驗室，打造戰(zhàn)略科技力量，為我省打造一流創(chuàng)新生態(tài)發(fā)揮積極支撐作用。