學科交叉激發(fā)服務(wù)地方新活力

“我國每年進口大豆超過1億噸，大豆產(chǎn)需缺口大，對外依存度達80%以上，提高大豆自給率迫在眉睫。”廣州大學生命科學學院教授劉寶輝說，“低緯度地區(qū)大豆之所以產(chǎn)量低，主要原因是光照時間短，需要找出控制大豆產(chǎn)量的基因，進行重新組合，延長大豆的生育期，從而實現(xiàn)提高產(chǎn)量的目標?！?/P>

在廣州大學合成生物學與智能育種/精準醫(yī)療交叉創(chuàng)新平臺支撐下，劉寶輝率領(lǐng)80人團隊，圍繞大豆光周期及產(chǎn)量等問題開展深入研究。經(jīng)過多年在大豆基礎(chǔ)領(lǐng)域的潛心研究，團隊開創(chuàng)性地發(fā)現(xiàn)了植物光周期反應(yīng)調(diào)控新機制，并將該成果推廣應(yīng)用。

2017年至2022年，該團隊在哈爾濱培育的豐產(chǎn)型、高油型、高蛋白型、耐密植型四大新品種大豆累計推廣800萬畝，為農(nóng)民增收3億元。2020年，百畝連片種植實收測產(chǎn)畝產(chǎn)量達292.37公斤，比我國大豆平均畝產(chǎn)132公斤提高一倍以上。

隨著科學技術(shù)的日益發(fā)展，單一學科已經(jīng)難以適應(yīng)科技創(chuàng)新的要求。為更好地服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求，學校明確“理厚工精、文優(yōu)教特、交叉融合、創(chuàng)新發(fā)展”的學科專業(yè)布局，用好學科交叉融合的“催化劑”，重點建設(shè)了“2+5”學科與科研創(chuàng)新平臺，集中力量攻克“卡脖子”難題。

學校堅持以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，始終與區(qū)域發(fā)展共生共榮、與城市發(fā)展互動共進，率先建設(shè)了“重大基礎(chǔ)設(shè)施安全+智慧運維”和“網(wǎng)絡(luò)空間信息+智能應(yīng)用技術(shù)”兩大創(chuàng)新樞紐。

“作為全球第五大港口，廣州港正在新建粵港澳大灣區(qū)首個全自動化碼頭——南沙港區(qū)四期工程，打造5G智慧港口?！睆V州大學黨委書記、校長魏明海介紹，學校應(yīng)需而動，以網(wǎng)絡(luò)空間安全學科為龍頭，融合計算機科學與網(wǎng)絡(luò)工程學院、網(wǎng)絡(luò)空間先進技術(shù)研究院、人工智能與區(qū)塊鏈研究院等，重點打造了“網(wǎng)絡(luò)空間信息+智能應(yīng)用技術(shù)”創(chuàng)新樞紐，滿足廣州人工智能與數(shù)字經(jīng)濟試驗區(qū)建設(shè)需求。

一橋連三地，天塹變通途。2018年10月24日，歷時多年艱苦建設(shè)、全長55公里的港珠澳大橋正式通車。這座跨海大橋應(yīng)用了學校周福霖院士團隊研發(fā)的多災(zāi)害背景下的隔減震技術(shù)，抗震安全性從抗7度提升至抗9度。

這一成果的取得離不開學校構(gòu)建的另一大創(chuàng)新樞紐——“重大基礎(chǔ)設(shè)施安全+智慧運維”。學校依托該樞紐，圍繞重大基礎(chǔ)設(shè)施安全和智慧運維，融匯土木、交通、機電等多學科，進行重大基礎(chǔ)設(shè)施減震防災(zāi)與安全、抗風防災(zāi)與安全等研究。

當前，工業(yè)廢水、城市污水和飲用水源的天然水體中，已檢出新污染物，對人類與水生態(tài)健康威脅極大。而常規(guī)水處理技術(shù)通常以高能耗、高成本為代價。“廢水有沒有可能實現(xiàn)自凈化？污染物質(zhì)本身的能量能不能利用起來？”廣州大學大灣區(qū)環(huán)境研究院教授胡春基于這一出發(fā)點，鉆研水處理新技術(shù)多年，率先提出表面微電場驅(qū)動水自凈化理念。

學校構(gòu)建地理空間信息與智慧生態(tài)環(huán)境交叉創(chuàng)新平臺，匯聚大灣區(qū)環(huán)境研究院、珠江三角洲水質(zhì)安全與保護教育部重點實驗室等力量，助力胡春團隊破解技術(shù)瓶頸。

具體如何通過學科交叉破解科研難題？“我們根據(jù)物理學科中‘場’的理念，以及化學學科的結(jié)構(gòu)化學分子軌道理論等，創(chuàng)新性地通過晶格摻雜、表面絡(luò)合等方式，在催化劑表面構(gòu)建分子軌道級表面微電場。我們還利用計算科學建模運算，獲得材料表面電荷密度和表面靜電勢分布，成功證實了材料表面微電場的構(gòu)建，實現(xiàn)多學科交叉創(chuàng)新。”廣州大學大灣區(qū)環(huán)境研究院教授呂來解釋。

基于上述創(chuàng)新理論，該跨學科團隊實現(xiàn)技術(shù)突破，創(chuàng)新發(fā)展了表面微電場驅(qū)動的有機污染物能量利用廢水自凈化技術(shù)，有效降低了水處理成本與能耗。團隊還研發(fā)了系列雙反應(yīng)中心（DRCs）類芬頓催化劑，相關(guān)催化劑達到噸級生產(chǎn)，并中試和應(yīng)用于印染、造紙廢水與餐飲油污廢水凈化等領(lǐng)域。

學校發(fā)展規(guī)劃處處長張濤介紹，為更好地服務(wù)區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展，學校面向制造強國戰(zhàn)略以及地方先進材料和高端裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大需求，建設(shè)新材料新裝備新制造交叉創(chuàng)新平臺；面向廣東“雙碳”工作等，建設(shè)地理空間信息與智慧生態(tài)環(huán)境交叉創(chuàng)新平臺；面向食品安全、糧食安全等，建設(shè)合成生物學與智能育種/精準醫(yī)療交叉創(chuàng)新平臺；面向廣州市發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟等需求，建設(shè)數(shù)字經(jīng)濟與數(shù)字文化交叉創(chuàng)新平臺；面向廣州智慧教育城市建設(shè)，建設(shè)大數(shù)據(jù)/認知科學與智慧教育交叉創(chuàng)新平臺。依托五大交叉創(chuàng)新平臺，學校設(shè)立交叉融合發(fā)展先導(dǎo)專項，推動大平臺、大項目和大成果產(chǎn)出，形成了應(yīng)用基礎(chǔ)研究與服務(wù)社會需求相得益彰的科學研究體系和學術(shù)發(fā)展生態(tài)。

《中國教育報》2023年07月10日第7版