華南理工：以重大科技前沿問題打造學科高地

華南理工大學校訓石

　　科技興則民族興，科技強則國家強。“科技三會”吹響了把我國建設成世界科技強國的號角。穿行于64載風雨鐫刻的時光隧道，以科教興國為己任的華南理工大學（下稱“華南理工”），始終著眼于國家和區域創新發展戰略需求，始終著眼于重大科技前沿問題，在科技革命和產業變革中勇立潮頭，揚帆致遠，打造出一批高水平優勢學科群，形成了若干具有國際影響力的學科高地，躋身為推動創新中國戰略實施的生力軍。

　　目前，華南理工有7個學科位居全國高校前10位，其中輕工技術與工程多年位居全國首位；化學、工程學、材料科學、農業科學、物理學、生物學與生物化學等6個學科領域進入ESI排名，其中工程學、材料科學和化學更是進入排名前千分之一，工科整體排名位居全球第48位。學科水平的不斷提升推動著學校實現跨越式發展，在剛公布的2016年“軟科世界大學學術排名”中，華南理工躋身世界大學300強行列，在國內上榜高校中位居第15位。

　　新材料研究直插前沿搶占制高點

　　始建于上世紀50年代的華南理工材料科學學科始終卓然而立，保持著獨特的發展優勢，橡膠、硅酸鹽等傳統材料在上世紀70年代就已經享譽全國。進入新世紀后，順應材料產業發展大勢，華南理工在加強傳統材料創新的同時，更高起點、高投入、大手筆開辟新材料“戰場”，高分子材料異軍突起，迅速確立了在該領域的領先地位。

　　有機發光顯示（AMOLED）是繼LCD之后的新一代顯示技術，由于嚴重缺少TFT技術，成為我國發展AMOLED顯示技術的“短板”。

　　華南理工早在上世紀90年代末期就瞄準這一領域進行重點布局，從美國圣巴巴拉大學引進曹鏞教授團隊，在中國科學院院士曹鏞的帶領下，高分子材料與器件團隊經過不懈努力開發出系列高性能氧化物半導體材料，并成功實現產業化推廣，有力支持了我國新型TFT技術和柔性AMOLED顯示的發展，推動我國顯示技術從平板時代走向柔性時代。

　　2013年7月，全世界材料學科領域專家學者將目光聚焦在華南理工，中國第一個全彩色柔性AMOLED顯示屏幕在這里誕生，實現了我國在該領域零的突破；2015年6月，華南理工材料學科對外發布了最新研發的超薄柔性AMOLED顯示屏樣機，并受邀參加第了51屆國際信息顯示大會（SID2015，美國圣何塞），這是當年唯一來自中國的參展作品，顯著提高了我國新型顯示技術影響力。

　　聚合物太陽電池的最新研究進展是華南理工材料學科的又一重大突破。去年2月，《自然光子學》刊發了華南理工教授吳宏濱研究團隊與合作團隊的科研論文《具有高效率和高光生電壓的聚合物太陽電池》。該項研究成果實現了10%以上的能量轉化效率，并使單結聚合物太陽電池的效率達到多晶硅太陽電池的水平，為聚合物太陽電池器件性能的進一步優化和新材料的設計合成提供了有價值的參考思路和方法。

　　在此之前，一項入選2012年度“中國科學十大進展”的研究成果，也是出自吳宏濱和曹鏞研究組合作之手。該科研成果利用一種倒置結構實現了能量轉換效率達到9.214%的聚合物太陽電池，刷新了同行評審的科學文獻報道中單結聚合物異質結太陽電池能量轉換效率的世界最好水平。

　　厚積薄發的卓越成就，源于高水平的科研隊伍和平臺。這支實力雄厚的科研隊伍中，有2名中科院院士、1名工程院院士以及眾多的長江學者、國家杰青。近年新建了發光材料與器件國家重點實驗室、國家工程技術研究中心、高分子塑料光電材料研究學科創新引智基地等多個國家級平臺，承擔了包括3項“973”項目（首席科學家單位）在內的重大重點項目100余項，申請發明ZL超過1000件，其中獲授權ZL超過600件。

　　從最初填補國內空白，到成為世界材料科學領域科技成果的源頭創新基地、技術升級改造基地和國際高端人才的培養高地，華南理工材料學科實現了從蹣跚起步到登臨頂峰的飛躍。而今，學科整體進入世界一流學科行列，部分領域進入國際領先水平，在國際同領域形成重要學術影響的戰略規劃，正成為現實。

　　今年5月，基本科學指標數據庫（簡稱ESI）發布最新數據，華南理工材料科學成功躋身ESI全球排名前千分之一，標志著華南理工在這個領域已達到國際頂尖水平。

　　輕工學科樹立標桿引領科技創新

　　在華南理工眾多學科中，1952年建校伊始就設置的制糖工程、制漿造紙工程和發酵工程三個專業，可謂學校的“元老”。可就是這些“古老”的專業，在華南理工人矢志創新精神的巧手布局下，煥發新的生機，成為首批進入國家“211工程”及“985工程”建設行列的重點學科，在數次學科評估中整體實力排名位列全國高校第一。

　　我國造紙裝備制造業起步晚、基礎差、投入不足，國內的制漿造紙裝備生產商與安德里茲、美卓、福伊特等國際巨頭相比，在產品設計、系統集成、加工精度等方面存在很大的差距。我國目前約有12000臺造紙機在運行，絕大部分紙機存在設備規格偏小、車速較低、自動化程度差及對工藝性能適應差等問題。因此，亟須在高速造紙機關鍵技術與裝備方面尋求突破，打破高、精、尖紙機全部依賴進口的局面。

　　立足于國家重大需求，服務國民經濟建設，一直是華南理工師生矢志不移的信念。多年來，中國工程院院士陳克復領銜的團隊致力于制漿造紙關鍵技術的研究和裝備國產化，在紙機濕部漿料流體動力學和中濃紙漿流體化理論研究、智能型稀釋水調濃系統及控制技術以及靴式寬壓區壓榨技術等方面取得重要突破。建設了以制漿造紙工程國家重點實驗室、造紙與污染控制國家工程研究中心為旗艦的一系列高水平科研教學平臺和國際合作研究中心，鍛煉了一支理論基礎扎實、工程實踐能力很強的隊伍，形成了在國內外具有重要影響的學科方向。

　　依托這些高水平的創新平臺，經過研發團隊的共同努力，2012年，國產第一臺高速（1200米/秒以上）文化紙機誕生，實現了國產高速造紙機零的突破。該造紙機綜合能耗減少20%，用水量降至20m3/t紙，主要技術指標達到國際同類裝備先進水平，整體技術水平國內領先。該成果被列為2012年中國造紙行業十大要聞之一。

　　為滿足我國國防軍工、航天航空等領域的重大需求，突破超低濃多流道斜網成形工藝和裝備瓶頸，華南理工輕工學科還成功開發出了芳綸紙、過濾材料、電池隔膜、摩擦材料等12個品種的高性能紙基功能材料。產品性能達到了國際同類產品的先進水平，打破了國外對相關產品的禁運和技術壟斷，成為我國軍工用紙基材料研制和供貨的重要基地。另外，在造紙廢水資源化利用、二次纖維的循環利用、制漿黑液資源化高效利用、植物資源的清潔高效分離與利用等方面都有突出的成果和推廣應用，引領著我國輕工行業的發展和科技進步。

　　“整體邁向國際一流的學科行列”，這是華南理工輕工學科立下的目標。彈指之間，60多年過去。不忘初心的華南理工師生始終瞄準國家輕工行業的重大需求，立足學科的國際前沿，形成了顯著學科特色和優勢。在業內，華南理工建設的制漿造紙工程國家重點實驗室、造紙與污染控制國家工程研究中心、制漿造紙工程學科創新引智基地，聲名遠揚，代表著我國在這個領域的最高科技水平。

　　生物醫學工程學科

　　正在成為多個研究領域的領跑者

　　華南理工自上世紀80年代初開展生物醫學材料研究，是國內最早開展生物醫學材料研究的單位之一。針對21世紀人類生命健康產業的重大戰略需求，生物醫學工程順勢而為，積極與學校材料學、材料加工工程、通信與信息系統等優勢學科交叉融合，在生物醫學材料、醫學信息處理等多個領域搶占了制高點。

　　骨修復材料是修復骨缺損、重建骨組織功能的生物醫用材料，臨床需求量巨大。但是，國內臨床用磷酸鈣骨修復材料長期依賴進口，產品組成與結構與人體骨組織差異大，難以達到理想的骨修復效果。研究具有高生物活性新型骨修復材料，揭示組織修復機制，優化材料制備方法，是國內外面臨的難題，也是生物醫用材料領域的研究熱點。

　　中國工程院院士王迎軍團隊在長期研究天然骨組織基礎上，揭示了磷酸鈣類礦物相在骨組織中生物礦化機制，發現其礦化過程受生物大分子構成的模板調控，由此發明了有限空間模板協同仿生礦化合成高生物活性類骨羥基磷灰石及磷酸鈣的制備與調控技術，獲得了結構、尺寸和形貌可控的類骨羥基磷灰石及磷酸鈣類粉體，并實現批量制備。

　　在2013年度國家科學技術獎勵大會上，王迎軍團隊主持完成的成果“磷酸鈣類生物活性陶瓷和骨修復體模板法仿生制備新技術及臨床應用”獲得國家技術發明獎二等獎。

　　華南理工生物醫學工程學科通過產學研合作實現了系列產品規模化制備，并在國內外率先研發出增強型磷酸鈣骨修復體，用于承重骨缺損修復及股骨頭壞死癥的不置換保頭治療，為骨外科疑難病癥治療提供了技術支撐。

　　相關技術經中山大學、上海交大、第四軍醫大學附屬醫院等400多家醫院用于12萬多病例的臨床治療，推薦為治療骨缺損的理想生物活性陶瓷材料，特別對骨腫瘤刮除術后修復、股骨頭缺血性壞死保頭治療和承重部位植骨融合等疑難病癥療效顯著，目前銷售總值累計接近2億元。

　　華南理工的生物醫學材料科研團隊是國內最早開展生物活性硬組織修復材料研究的團隊之一，前沿基礎研究達到國際先進水平，在國際上首次提出組織修復材料的生物適配理念、揭示模板仿生類骨材料的基因激活機制，發明了生物醫學材料的仿生功能化設計與制備技術、研發出具有生物應答特性的新型組織再生修復材料。

　　2009年，以華南理工為依托單位的國家人體組織功能重建工程技術研究中心獲科技部批準建設。“新型生物醫用材料及其組織修復創新”學科創新引智基地、先進功能材料國際化聯合實驗室、先進材料國際化示范學院等等，這些平臺都有力地促進了該學科的建設和發展。同時，華南理工的生物醫學工程學科呈現師資隊伍結構合理，科研教學水平高特點。據統計，學科的專任教師中，有中國工程院院士1人、國家“973”首席科學家1人、國際生物醫學材料科學與工程學會Fellow 2人、國家杰青1人等優秀人才，絕大部分擁有博士學位，80%以上的教師具有海外科研和學習經歷。形成了以院士領銜、國家杰青和廣東省杰青等青年杰出人才為骨干的高層次人才隊伍。

　　華南理工生物醫學工程在高層次人才隊伍和高水平科研平臺的支撐下，大批重要的研究成果噴薄而出，承擔了包括國家“973”項目（首席科學家單位）、國家“863”項目等在內的40余項國家級科研項目，獲授權國家發明ZL50多件，大量科研成果得到有效轉化，取得了顯著效益。相信未來對于促進我國醫療產品國產化、提高國民健康水平、加快和諧社會建設進程，華南理工的生物醫學工程將會作出更大貢獻。