华南理工：以重大科技前沿问题打造学科高地

华南理工大学校训石

本报记者朱汉斌通讯员华轩

科学技术使国家繁荣，而科学技术使国家强大。“科技大会”敲响了将中国建设成为世界科技强国的号角。以科教兴国为己任的华南理工大学(以下简称“华南理工大学”)经过64年的艰苦考察，始终着眼于国家和地区创新发展的战略需要，始终着眼于重大科技前沿问题。它开创了科技革命和产业转型的新趋势，扬帆远航，创建了一批高水平的优势学科，形成了一批具有国际影响力的学科，成为推动中国创新战略实施的生力军。

目前，华南理工大学有7个学科进入全国高校前10名，其中轻工技术与工程多年来一直位居全国第一。包括化学、工程、材料科学、农业科学、物理、生物和生物化学在内的六个学科进入了环境影响指数排名，工程、材料科学和化学在全球排名前1/1000，工程在全球排名第48。学科水平的不断提高推动着学校实现跨越式发展。在最新发布的2016年“世界大学软科学学术排名”中，华南理工大学位列世界300强，在中国大学排行榜上排名第15位。

新材料研究引领抢占制高点

创立于20世纪50年代的华南科学技术材料科学学科始终脱颖而出，保持着独特的发展优势。自20世纪70年代以来，橡胶和硅酸盐等传统材料在该国享有盛誉。进入新世纪后，随着材料产业的发展趋势，华南理工大学在加强传统材料创新的同时，开辟了一个起点更高、投资更高、投入更大的新材料“战场”。聚合物材料突然出现并迅速在这一领域确立了领先地位。

有机发光显示器是继液晶显示器之后的新一代显示技术。由于薄膜晶体管技术的严重缺乏，它已经成为我国发展AMOLED显示技术的“短板”。

早在20世纪90年代末，华南理工大学就专注于这一领域，并从美国圣巴巴拉大学引进了曹勇教授的团队。在中科院曹勇院士的领导下，高分子材料与器件团队为开发一系列高性能氧化物半导体材料进行了不懈的努力，并成功实施了产业化推广。它有力地支持了我国新型薄膜晶体管技术和柔性液晶显示器的发展，推动我国显示技术从平板时代向柔性时代发展。

2013年7月，世界材料科学领域的专家和学者将目光投向了华南理工大学。中国第一个全彩色柔性AMOLED显示屏在这里诞生，实现了中国在这一领域的零突破。2015年6月，华南理工大学材料学院发布了最新研发的超薄柔性AMOLED显示屏原型，并受邀参加第51届国际信息显示大会(SID2015，美国圣何塞)。这是那一年中国唯一的展览作品，大大提高了中国新显示技术的影响力。

聚合物太阳能电池的最新研究进展是华南理工大学材料科学的又一重大突破。去年2月，自然光子学发表了华南理工大学教授吴红彬及其团队的科研论文《高效高光伏聚合物太阳能电池》。研究结果实现了10%以上的能量转换效率，单结聚合物太阳能电池的效率达到了多晶硅太阳能电池的水平，为进一步优化聚合物太阳能电池器件性能和设计合成新材料提供了有价值的参考思路和方法。

在此之前，2012年被评为“中国十大科学进步”的一项研究成果也是吴红彬和曹勇研究团队合作的结果。该科研成果采用倒置结构实现了能量转换效率为9.214%的聚合物太阳能电池，刷新了同行评议的科学文献中报道的单结聚合物异质结太阳能电池的世界最佳能量转换效率。

“厚积累、薄发展”的卓越成就源于高水平的科研团队和平台。这支强大的科研团队包括2名中国科学院院士、1名中国工程院院士、众多长江学者和全国优秀青年。近年来，新建了发光材料与器件国家重点实验室、国家工程技术研究中心、高分子塑料光电材料创新与智能引进基地等国家平台。承担了包括3个“973”项目(首席科学家单位)在内的100多个重点项目，申请了1000多项发明专利，其中600多项获得授权。

从最初填补国内空白，到成为世界材料科学领域科技成果的源头创新基地、技术升级基地和国际高端人才培养高地，华南理工大学实现了从蹒跚起步到登峰造极的跨越。目前，该学科整体上已进入世界一流学科行列，部分领域已进入国际领先水平。在同一国际领域形成重要学术影响的战略规划正在成为现实。

今年5月，基础科学指标数据库(ESI)发布了最新数据。华南理工大学在材料科学领域的成功跻身于世界电子工程1000强，表明华南理工大学在该领域已经达到国际领先水平。

树立标杆引领轻工业科技创新

在华南理工的众多学科中，糖厂工程、制浆造纸工程和发酵工程这三个专业，在1952年建校之初，可谓是学校的“元老”。然而，这些“古老”的专业，以华南理工大学坚定创新精神的巧妙布局，焕发出新的活力，成为首批进入国家“211工程”和“985工程”建设行列的重点学科。在几个学科评估中，他们的综合实力在全国大学中排名第一。

中国造纸设备制造业起步晚，基础差，投资不足。与安德里茨、梅特索和福伊特等国际巨头相比，国内制浆造纸设备制造商在产品设计、系统集成和加工精度方面存在较大差距。目前，我国约有12000台造纸机在运行，其中大多数存在设备规格小、速度慢、自动化程度低、工艺性能适应性差等问题。因此，迫切需要在高速纸机的关键技术和设备上寻求突破，打破高速、精细、锋利的纸机全部进口的局面。

基于国家的重大需求，服务国家经济建设一直是华南理工大学师生不可动摇的信念。多年来，以中国工程院院士福柯为首的团队致力于制浆造纸关键技术的研究和设备国产化。在湿浆流体力学和中浓纸浆流态化理论、智能稀释水浓度控制系统及控制技术、靴型宽压区压榨技术的研究方面取得了重要突破。以制浆造纸工程国家重点实验室和造纸及污染控制国家工程研究中心为旗舰的一系列高水平科研教学平台和国际合作研究中心已经建成。培养了一支理论基础扎实、工程实践能力强的队伍，形成了一个在国内外具有重要影响的学科方向。

依托这些高水平的创新平台，通过研发团队的共同努力，2012年第一台国产高速(1200米/秒以上)文化纸机诞生，实现了国产高速纸机零的突破。造纸机综合能耗降低20%，耗水量降至20m3/t纸。主要技术指标达到世界同类设备先进水平，整体技术水平处于国内领先水平。这一成就被列为2012年中国造纸行业十大新闻之一。

为满足国防、军工、航空航天等领域的重大需求，突破超低浓度多通道斜网成型技术和设备的瓶颈，华南理工大学轻工学院还成功开发了芳纶纸、过滤材料、电池隔膜、摩擦材料等12种高性能纸基功能材料。产品性能达到世界同类产品的先进水平，打破了国外对相关产品的禁运和技术垄断，成为我国军工行业研究和供应纸基材料的重要基地。此外，在造纸废水回用、二次纤维回用、制浆黑液回用及高效利用、植物资源清洁高效分离利用等方面也取得了突出成绩，并得到了推广应用。，引领中国轻工业发展和科技进步。

华南理工大学轻工业学科设定的目标是“整体步入世界一流学科行列”六十多年过去了。华南理工大学的老师和学生们，不要忘记，你们的主动性思维一直都是针对国家轻工业的主要需求。基于学科的国际前沿，他们形成了显著的学科特色和优势。在行业内，由华南理工大学建设的制浆造纸工程国家重点实验室、造纸及污染控制国家工程研究中心和制浆造纸工程创新与智能引进基地是众所周知的，代表了中国在该领域的最高科技水平。

生物医学工程学科

正在成为许多研究领域的领导者

华南理工大学自20世纪80年代初开始开展生物医学材料研究，是中国最早开展生物医学材料研究的单位之一。为应对21世纪人类生命健康产业的重大战略需求，生物医学工程利用这一形势，积极整合学校材料科学、材料加工工程、通信与信息系统等优势学科，抢占生物医学材料、医学信息处理等领域的制高点。

骨修复材料是一种用于修复骨缺损和重建骨组织功能的生物医用材料，具有巨大的临床需求。然而，国内临床使用的磷酸钙骨修复材料长期以来都是进口的，产品的成分和结构与人体骨组织有很大的不同，难以达到理想的骨修复效果。研究具有高生物活性的新型骨修复材料，揭示组织修复机理，优化材料制备方法是国内外的难题，也是生物医用材料领域的研究热点。

中国工程院院士王迎军在长期研究天然骨组织的基础上，揭示了骨组织中磷酸钙矿物相的生物矿化机制，发现矿化过程受生物大分子组成的模板调控。因此，发明了利用有限空间模板配合仿生矿化合成高生物活性类骨羟基磷灰石和磷酸钙的制备和调控技术，获得了结构、尺寸和形状可控的类骨羟基磷灰石和磷酸钙粉末，实现了批量制备。

在2013年国家科学技术奖会议上，王迎军团队主持的成果“磷酸钙生物活性陶瓷及人工骨模板仿生制备新技术及临床应用”获得国家技术发明奖二等奖。

华南理工大学生物医学工程学科通过产学研合作，实现了一系列产品的大规模制备。在国内外率先开发增强型磷酸钙人工骨，用于承重骨缺损的修复和股骨头坏死的非置换保头治疗，为骨外科疑难疾病的治疗提供技术支持。

相关技术已应用于中山大学、上海交通大学、第四军医大学附属医院等400多家医院的12万余例临床治疗。推荐作为治疗骨缺损的理想生物活性陶瓷材料，尤其适用于骨肿瘤刮除修复、股骨头缺血性坏死保头治疗、承重部位植骨融合等疑难疾病，目前总销售额近2亿元。

华南理工大学生物医学材料研究团队是中国最早开展生物活性硬组织修复材料研究的团队之一。前沿基础研究达到国际先进水平。世界上首次提出组织修复材料的生物适应性概念，揭示模板仿生类骨材料的基因激活机制，发明生物医学材料的仿生功能设计和制备技术，开发具有生物响应特性的新型组织再生修复材料。

2009年，以华南理工大学为依托的国家人体组织功能重建工程技术研究中心获得科技部批准。“新型生物医用材料及其组织修复创新”是一个学科创新和智力引进基地、先进功能材料国际化联合实验室、先进材料国际化示范学院等。这些平台有效地促进了学科的建设和发展。同时，华南理工大学生物医学工程学科具有师资结构合理、科研教学水平高的特点。据统计，该学科专任教师中，有中国工程院院士1人，国家“973”首席科学家1人，国际生物医学材料科学与工程学会研究员2人，国家优秀学者1人。他们大多数都有博士学位，超过80%的教师有海外研究和学习经验。由全国优秀青年和广东省优秀青年组成的以院士为首的高层次青年人才队伍已经形成。

在高层次人才队伍和高水平科研平台的支撑下，大量重要研究成果涌现，承担了国家“973”工程(首席科学家单位)和国家“863”工程等40多个国家科研项目。50多项国家发明专利获得授权，大量科研成果得到有效转化，取得显著效益。我相信，在未来，华南理工大学的生物医学工程将为促进我国医疗产品的本土化，提高国民健康水平，加快构建和谐社会的进程做出更大的贡献。

《中国科学日报》(2016-08-25第7版)