巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

世界需要女性,科学需要女性!

7月15日,由中华全国妇女联合会、中国科学技术协会、中国联合国教科文组织全国委员会及欧莱雅中国共同举办的第十七届“中国青年女科学家奖” 颁奖典礼在北京钓鱼台国宾馆隆重举行。​20位个人及5个团队的青年女科学家以科学为律谱就巾帼华章。

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

付巧妹:古代人类基因密码破译者

冯 琳:淡水鱼健康高效养殖的营养调控专家

刘宏涛:聚“植”慧,秀卓妍

刘 玮:虫媒传染病“疫”线战士

刘 英:天线引方向,隐身藏梦想

许叶春:分子世界的新药设计师

杨晓菲:探寻未知核物质奥秘的新锐

吴 俊:百“梨”挑一育梨师

余 彦:钠离子电池最美代言人

余 倩:驾合金之道,得称手之材

邹 丽:向海图强的破浪先锋

张东菊:重现青藏高原古人类足迹

张海霞:联络现在与未来的通信人

张 然:遇见数学,预见未来

陈兰芳:免疫系统“护盾人”

陈芳芳:学科交叉塑才女,纳米免疫治重疾

陈 娟:与病毒性传染病较量的急先锋

周欢萍:新型太阳能电池的创新者

(另有两人因科研保密暂不发布)

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖团队

分子生药学研究团队-袁媛:新时代的中药分子鉴定药师团

风云卫星高精度定标与定位技术团队-漆成莉:给气象卫星加“标尺”

安全自组织无线通信网络团队-盛敏:网络随身行,用户随心连

南极巡天望远镜研制团队-袁祥岩:南极“巡天”天团

高分子功能材料和器件先进制造团队-张楚虹:别出“新材”,低碳“智造”创新团队


第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

刘玮

中国人民解放军军事科学院

传染病流行病学

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 刘玮

虫媒传染病“疫”线战士

​2009 年夏天,河南省信阳市商城县出现了一种“怪病”。数十名患者出现类似感冒发烧的症状,体内血小板和白细胞不断减少,严重者发生多部位出血,因多器官功能衰竭而死亡。这些患者的共同特点是:他们大多被蜱虫叮咬过。此后,这种由发热伴血小板减少综合征病毒(属于一种新型布尼亚病毒)所引发的蜱媒传染病在亚洲多个国家和地区流行,并被世界卫生组织列入亟需研究的重点传染病清单。

蚊、蜱、螨、虻、蠓、……近1/5的传染病是由虫媒病原体感染而引起的。”刘玮说。她在军事医学研究院微生物流行病研究所针对虫媒传染病防控已经“战斗”了二十年,“我国虫媒传染病种类多、危害大,更严峻的是,近年来新发虫媒病原体层出不穷。”

2010 年至今,刘玮团队在我国虫媒传染病的高发区设立监测哨点,每年定期开展流行病学调查,获取疫源地的媒介种类、季节消长、病原体本底等第一手数据,为严重滋扰当地居民生活和官兵野外驻训的虫媒传染病威胁提供针对性的防控指导。

通过持续攻关,刘玮组织构建了虫媒病原体“发现-鉴定-溯源”的防控体系,创立了一套快速组合筛查技术,并以此为基础,率先发现了我国 10 余种新发虫媒病原体的人间感染,为大量不明原因发热病例的诊治与防控提供了关键技术保障,更为降低此类疾病的病死率和传播风险发挥了极为重要的作用。

为了摸清重点地域病原体的本底和潜在威胁,刘玮率领团队进戈壁、上雪山、钻森林,完成了跨越数千公里的现场调查工作。如今,她所领导的团队已经摸清了我国东北、西北、西南、华中等地区虫媒病原体的流行现状,自主构建了时空动态与传播风险预测预警模型

择一业而终一生,刘玮享受着科研带来的成就感,“虫媒病原体的诊断技术不断优化和提升,蜱传布尼亚病毒的特效治疗药物被筛选和发现,病死率和传播风险大幅下降,这一切都让我倍感骄傲。”

在刘玮看来,科学家的品质是一个多元的概念,战略视野、执着坚韧、迎难而上都应是题中之意。“对我来说,我不但是一名科学家,更是一名军人。”她说道。


余彦

中国科学技术大学

储能电池材料

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 余彦

钠离子电池最美代言人

​2019年的诺贝尔化学奖被授予了“锂电池三杰”,以表彰他们在锂电池研究开发方面的卓越贡献。没有锂电池就没有现在这个“可充电的世界”,更不会有今天的智能手机、笔记本电脑和电动汽车。如今,随着电动汽车和储能行业的迅猛发展,我国已经连续五年成为全球最大的锂电池消费市场。

但凡事都要趋利避害。在地球上,锂离子电池所需的钴、锂元素的储量都十分匮乏,且分布不均,这使得锂离子电池相关电极材料的价格不断攀升,制造成本一直居高不下。如何降低二次电池的制造成本,是全世界科研工作者都面临的难题。

中国科学技术大学余彦是我国研究新型高效储能材料及器件的代表人物之一,也是钠离子电池的“代言人”,“发展价格低廉的新型电池迫在眉睫。钠离子电池具有与锂离子电池相似的化学机理,相比锂离子电池而言,钠离子电池具有两个突出优势:成本低、安全性高。”余彦说道。这是因为钠元素储量丰富,而且钠离子电池具有无过放电特性,允许放电到零伏,因此不易造成因电极材料不稳定而导致的安全隐患。

在余彦看来,钠离子电池对未来大规模储能,以及低速电动车领域都具有重要的战略意义。但如何设计“长寿命、快充放的电极材料”,以获得“高能量密度和高功率密度的钠离子电池器件”,仍是该领域亟需解决的瓶颈问题。

多年来,余彦带领团队聚焦于高性能钠离子电池电极材料及器件的研究,重点针对钠离子电池倍率性能差(电子电导低)和循环寿命短(正极和负极稳定性差)等难题,提出了微纳结构设计、表/界面和组分调控等三位一体的协同调控策略

钠离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等构成。电极材料是二次电池的“心脏”,也是突破其性能瓶颈的关键。余彦带领团队,打出了“组合拳”:在正极材料方面,提出“三连续”策略,揭示了电极材料“离子、电子、电荷传输协同增强”的机制,使电池正极关键材料的循环寿命从 600 次提升至 1000 次;在负极材料方面,提出了多相-多尺度协同调控电极材料的导电性、离子传输效率及体积膨胀的策略,将负极材料倍率性能提高了 5 倍,实现 6 秒快速充放电;在电解液方面,用醚类电解液代替传统的碳酸脂类电解液,将电池的首次库仑效率由 15% 提高到了 93%。

“科研就像长跑,一时矢志不免怨叹。今天的挫败不能代表明天的结果,而是一种修行。”余彦说。成功不是偶然的,必须经过艰辛的努力才能获得。在科研的长跑中,勤奋和专注是余彦的“正极”,不断求索和越挫越勇的科研精神是“负极”,而运动、唱歌、看书这些平衡工作的减压方式就是她的“电解液”


杨晓菲

北京大学

实验核物理

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 杨晓菲

​​探寻未知核物质奥秘的新锐

​原子核物理学是 20 世纪发展起来的一个物理学的新分支,它研究核的结构、性质以及变化规律,也有许多与人类生存和发展密切相关的重大应用。自2009年从兰州大学原子核物理专业毕业以来,杨晓菲一直在这个领域学习、研究,并在国际前沿的激光核谱学方面取得了一系列有重要影响的研究成果。

2019 年,国际纯粹与应用物理联合会授予杨晓菲核物理领域青年科学家奖,以表彰她在高精度激光核谱技术以及不稳定原子核基本性质和结构研究方面的杰出贡献。该奖项在国际上享有盛誉,每个二级学科领域平均每年评选一人,并在每三年一次的国际核物理大会(INPC)上颁奖。杨晓菲是首位获此奖项的在中国工作的核物理学者,也是本世纪以来在国际核物理大会上做大会特邀报告的三位中国大陆学者之一

如今,年轻知性的杨晓菲已然是一位国际上活跃的核物理科学家。谈及最初的专业选择,杨晓菲不假思索地回答:“因为这个专业很酷。”在她看来,核物理涉及许多未知的自然界奥秘,也在核能、核技术的诸多方面都有广泛的应用,对年青人很有吸引力。

“几十年前就已经广泛应用的核能源、核医学等,都是基于对大约 300 种稳定和长寿命核素的认知。而现在实验室可以达到的核素版图已经大大拓展,我们现在的研究是对大量未知新现象、新规律的探索,这种无眼前功利目的的基础研究,很具挑战和魅力,长远来看对社会的影响可能更大。”

近 30 来年,放射性核素物理研究进入了一个活跃期。目前人类已经能够制造和运用 3000 多种放射性核素,未来可能达到近万种。“通过对这 3000 多种放射性核素的研究,我们发现原子核其实有很多性质和结构上的新奇变化,也具有新的应用潜力。”杨晓菲说道,这就是她所从事的探索未知的工作。

2014 年,杨晓菲到比利时鲁汶大学和欧洲核子中心从事博士后研究,为国际领先的激光核谱技术的持续发展做出了重要贡献。尽管国外的实验条件以及核物理基础研究优于国内,但杨晓菲依然在 2017 年选择入职北京大学实验核物理团队。针对我国目前的和下一代核物理大科学装置的物理目标,她从无到有创建了激光核谱实验室,同时带领课题组成功开展了一系列设备研发和物理实验研究。同时她还承担着本科生和研究生核心专业课程的教学,为核物理人才培养而努力。

“我国的核物理基础研究起步比国外晚了几十年,虽然在某些方向上已经可以做到与国外比肩甚至领先,但在更多方向上我们还需迎头赶上。”杨晓菲说,如今她的研究团队已经和中国原子能研究院、中国科学院近代物理研究所、兰州大学等机构建立了密切的合作关系,共同为中国下一代核物理大科学装置的科学目标努力。

“现在的核素版图有 3000 多个核,而理论预言可能有上万个,大多处于核素版图上未开发的区域,所以我们必须加快脚步发展实验装置去扩大这个版图,才能探索更多未知的核物质奥秘。”杨晓菲说。


付巧妹

​中国科学院古脊椎动物与古人类研究所

演化遗传学

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 付巧妹

古代人类基因密码破译者

​人类的演化有太多不解之谜,所孜孜追问的无非是“我们是谁,我们从哪里来?”关于人类演化的历史有一个精妙的比喻:将地球的 46 亿年历史压缩成一天,人类在最后的 38 秒以南方古猿的身份登场。古猿何以演化为今天的你我?共存时间里古人类和早期现代人如何互动?早期现代人是怎样迁徙扩散的?新兴而前沿的古 DNA 研究为破解最后这“38秒”里的许多谜题提供了新的可能,而中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹正是这一领域的领军人物之一。

上世纪 80 年代,古DNA研究应运而生,并在本世纪初开始大放异彩。付巧妹说,“通过古DNA,我们能够直接观察到古代个体的遗传成分和基因的混杂模式,而且每一个个体的古基因组数据在很大程度上能反映群体的遗传特征,所以在这种情况下,我们即便只是通过一个个体的基因组,也能了解到跟他这个群体相关的遗传信息和动态变化,回到过去。”

2017年,付巧妹与团队通过开发的古 DNA 捕获技术成功获取四万年前北京田园洞人的古基因组,发现田园洞人已呈现亚洲人的遗传特征,但没有直接后代延续至今。这是中国第一例人类古基因组,也是目前为止东亚最古老的早期现代人基因组,Science 期刊评价其填补了东亚在地理和时间尺度上的巨大空白。该基因组及研究为东亚人群遗传演化研究正式打开局面,自此付巧妹与团队针对中国更多不同时间和地点的重要人类古基因组及相关研究频频在 Nature、Science、Cell、Molecular Biology and Evolution 等国际SCI期刊上发布,为我国古 DNA 领域的快速发展奠定了基础。

​例如,通过大规模捕获测序中国南北方人群的古基因组,付巧妹揭开了东亚,尤其是中国近万年来现代人群的南北分化格局、迁徙扩散模式及遗传混合历史的面纱;通过系统性解析我国黑龙江、广西、福建和新疆等地更长时间尺度下人群的古基因组,付巧妹绘制出东亚四万年来人群的动态遗传图谱及特有适应性基因的选择机制,系统还原新疆五千年来人群的遗传演化与交流互动历史。

随着“东亚人群演化”的拼图在付巧妹与团队的努力下一点点得以拼凑,我国一改在古 DNA 领域的滞后局面,国际地位与日俱增。去年,人类全基因组草图发表 20 周年纪念之际,付巧妹受《Science》特刊邀请,领衔在人类古基因组领域发表研究综述,首次系统梳理数万年来世界范围古人群迁徙交流动态与遗传演化格局,彰显了我国在古DNA领域的国际话语权与重要影响力。

除了寻找中国以至亚洲现代人的祖先,付巧妹也在寻找着现代人的旁系亲属——已灭绝古人类的踪迹。至少在 20 万年前,丹尼索瓦人曾与现代人祖先共同生活在地球上。付巧妹在位于青藏高原北缘白石崖洞的沉积物中获取了丹尼索瓦人线粒体 DNA 。这是在中国考古遗址沉积物中提取已灭绝古人类 DNA 的首个成功案例,她首次从遗传学角度证明丹尼索瓦古人类的时空分布。丹尼索瓦人的灭绝有没有可能是因为某种病毒?“我觉得不太可能,因为如果有,一定会在 DNA 中找到证据。”付巧妹给出了她的观点。在她看来,要是能进一步获得灭绝古人类的内源核 DNA ,很多问题都能迎刃而解。

付巧妹曾先后多次更换专业,从文物保护,到科技考古,通过骨骼同位素研究古代人类食谱,再到与古 DNA 结缘,师从德国演化人类学泰斗、古 DNA 领域奠基人斯文特·帕珀,最终成为一名通过古 DNA 破译人类演化图谱的古遗传学专家。付巧妹认为,“这一切最大的动力是好奇心,是好奇心驱使着我一直想去探索未知的事物。庆幸的是,我努力抓住了机遇,搭上了 DNA 研究信息大爆炸时代的快车。而一路走来,最重要的则是对这个领域的热爱和坚守。”

“做老实人、探前沿事”,这是古脊椎动物与古人类研究所的所训,也是付巧妹一直激励自己的格言。她所进行的人类遗传演化方面的研究,正是脚踏实地用前沿科学来不断破解“最后 38 秒”里无数未知的谜题。接下来,付巧妹将继续探索并完成她的“东亚人的演化”拼图,带领一支年轻的中国团队继续书写人类演化史中的东亚篇章。冰盛期的东亚人群是什么样的?他们又与中华文明有着怎样的关系?付巧妹说,“还有太多的事情等着去做。”


张海霞

山东大学

无线通信与网络

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 张海霞

联络现在与未来的通信人

中国的无线通信技术从1G、2G的落后追随,到3G突破,4G并跑,直至现在的5G领先,凝聚了无数通信人的心血和努力。基于新一代信息技术,建设以5G、新一代全光网、工业互联网、物联网、卫星互联网等为代表的通信网络基础设施,已经成为了我国“新基建”的重大战略,更是中国在新一轮工业革命来临之际抢占制高点、迈入数字经济新时代的引擎。作为通信人的一份子,张海霞深感使命艰巨。

山东大学,张海霞已经在无线通信与网络关键技术的科研一线默默耕耘了十余年。她认为自己特别幸运,不但赶上了好时候,见证了通信技术革新的全过程,还能参与其中,将研究方向瞄准无线通信与网络技术的国际最前沿。

多年来,张海霞一直围绕无线通信传输与资源优化开展研究工作,在大规模天线技术、无线资源优化管理以及数据辅助的智能通信网络等方面取得了一系列突破。随着5G被列为“国家新基建”,她带领团队率先开展了无线通信关键技术在工业物联网、智能制造等领域落地的应用研究。

“所有我们想象的东西,甚至我们以前不敢想象的东西现在都实现了,所以说还是要大胆地去想!”张海霞坦言科研探索的真谛就在于敢想敢干、探索未经开发的领域。在张海霞看来,科研人员最重要的品质就是求知欲与勇气。只有求知才能对未知产生好奇,有勇气向难题发起挑战,并最终取得有意义的科研成果,推动中国无线通信技术的不断发展与进步。

科研探索是永无止境的,一如黑夜行路,大海泛舟。和国外的前沿研究相比,我国的无线通信技术研究在一些领域还存在差距。对此,山东大学承担了科技部国际合作科技重大专项,张海霞作为技术负责人,肩负起了带领山东省无线通信技术重点实验室跨界融合、突破创新、“联络未来”的重任

“我最难忘不是攻坚克难,而是看到自己的成果能够落地开花、解决实际的问题。”她说,“最开心的是我们的实验室如今已经成为了计算、通信与控制“3C融合”的综合体,培养和输送了不少无线通信创新型人才。”


陈兰芬

厦门大学

免疫稳态与疾病

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 陈兰芬

免疫系统“护盾人”

人体中存在多种免疫细胞:淋巴细胞、树突状细胞、巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞等等,它们就像一面面“护体神盾”,随时抵御外来侵害——小到感冒、过敏,大到代谢性疾病、癌症,从清除病毒和细菌感染,到消灭突变的癌细胞和衰老病变细胞——保护着我们的健康

厦门大学生命科学学院陈兰芬就像一名免疫系统的“护盾人”,她长期致力于免疫相关疾病致病机理研究,她的成果进一步揭示了作为人体最重要的防御武器的免疫系统抵御病原体入侵和防止自身病变的应答机制。“找到更为有效的强化免疫应答的途径与方法,就能进一步提高免疫系统识别和杀除体内突变细胞、防止肿瘤发生的能力,增强机体的整体防御功能。”她解释说。

Hippo 信号通路是调控机体组织稳态的重要通路,它能通过一系列激酶级联反应,实现对细胞增殖、器官大小以及组织再生等方面的调控。如果这个通路失调就会导致肿瘤、免疫缺陷综合症等疾病。通过深入探究,陈兰芬和团队最终揭示了Hippo信号通路在自身免疫疾病发生、宿主防御与肿瘤炎症微环境重塑等方面所发挥的调控作用,并为病原感染、炎症性肠病、肿瘤等免疫相关疾病的诊治提供了重要靶点和科学依据

与此同时,团队还针对一些靶向分子进行设计和筛选用于治疗相关疾病的分子药物。其中,能有效促进组织修复与再生的靶向 MST1/2 激酶的小分子抑制剂 XMU-MP-1 已经按“里程碑付款 1000 万人民币加销售分成”的方式进行了专利转让。

陈兰芬将自己的科研探索比作登山。只不过登山者知道山有多高,或许还能找到通往山顶的小路,但科研没有尽头,更没有任何捷径可走。“我曾经也迷茫过,想过放弃。”陈兰芬坦言道,“但现在令我最骄傲的就是我依然在继续攀登科学的更高峰。”

每一位生命科学领域的研究者都希望有一天自己的研究成果能够实现临床应用,为守护人民生命健康做出贡献,陈兰芬也不例外。“让人们拥有更强大的免疫力去对抗疾病,更加健康、更有质量地学习、工作和生活”是她不变的初心,亦始终是她前进的方向


冯琳

四川农业大学

水产动物营养与饲料学

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 冯琳

淡水鱼健康高效养殖的营养调控专家

​糖醋鱼、水煮鱼、清蒸鱼、红烧鱼、酸汤鱼……你馋了吗?俗话说,鱼羊为“鲜”,鱼肉自带天然的鲜美味道,让人回味无穷。不仅如此,鱼肉的脂肪含量极低,富含不饱和脂肪酸、蛋白质和丰富的维生素,几乎适合所有人群食用。

中国是世界上最大的淡水鱼养殖国。淡水鱼的健康与安全是百姓口中之食的重中之重,而让淡水鱼的品质更优、肉质更美,始终居于世界领先水平,就必须对养殖技术不断创新和破局。这背后凝聚了四川农业大学动物营养研究所冯琳教授多年的心血与智慧。

冯琳把她的科研工作形象地比喻为“淡水鱼的营养师”。冯琳跟随导师周小秋教授的脚步,多年来一直专注于研究各种营养素及功能性物质对草鱼和其它淡水鱼类的健康及肉质的影响,帮助养殖户养出更健康、更美味的鱼。

作为一名80后科技工作者,冯琳有时会不禁感慨,“十年不一定磨一剑,一项有价值的研究成果至少需要十多年的沉淀。” 冯琳与四川农业大学和淡水鱼研究相伴已15余载,近年来她的科研成果佳绩连连。她不仅阐明了主要营养物质调控鲤鱼消化吸收能力、抗病力和养殖水体氮磷排放的作用和机制,还创新了草鱼健康养殖和改善肉质的精准营养调控理论与技术

系统的研究发现:蛋白质、必需氨基酸、必需脂肪酸、维生素和矿物质等32种营养物质能够保证草鱼肠道、鳃、头肾、脾脏和皮肤的细胞以及细胞间结构的完整,同时还能抑制细胞凋亡、缓解炎症反应、提高免疫力,最终增强鱼的“功能器官健康”。除此之外,这些营养物质还能提高鱼肉胶原蛋白、风味氨基酸、保健脂肪酸的含量,以及调控肌肉细胞结构及肌纤维生长发育,从而改善鱼肉的风味和营养品质。

如今,这些研究成果已经在中国16个省市的40余家饲料企业转化应用,取得了极大的社会经济效益。但冯琳似乎并不满足于当下获得的成果,“促进中国水产养殖业的健康可持续发展,进一步改善人民的膳食结构”是她从事科研的终极目标。

从一名川农学子到一名川农博导,冯琳凭借不懈的努力开拓着自己的科研热土。“Bloom where you are planted(爱你扎根的地方)”一直是冯琳喜欢的一句座右铭。对冯琳而言,科学研究是她热爱的事业,是她生命中不可或缺的部分,更是她成就感与幸福感的来源。“我最幸运的是,在川农大遇到了最好的老师,给了我最好的指导,也遇到了最爱的事业。” 冯琳说。


许叶春

中国科学院上海药物研究所

基于结构的药物分子设计

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 许叶春

分子世界的新药设计师

对于药物科学研究和新药研发而言,其探索的过程犹如攀登珠峰,是一个漫长、充满各种挑战和面临巨大失败风险的过程。“今天的药物设计和发现过程需要跨学科的高度协同和共同努力。”许叶春说,这是因为“基于结构理性设计的方法已经彻底改变了临床前药物研发模式。”

分子生物学、合成化学和药理学的进步,以及生物大分子结构解析方法和计算方法的技术突破,都给药物设计领域带来了巨大变化。基于靶标的三维结构进行药物设计研究更是当今药物分子设计策略的核心。

多年来,中国科学院上海药物研究所的许叶春一直从事基于结构的药物分子设计研究。她带领课题组,建立了以精准阐明药物与靶标结合分子机制为核心的多学科交叉、多技术整合的药物设计新策略与技术体系,通过创新设计和优化,获得了若干全新先导化合物、临床前及临床候选新药。

在新冠肺炎疫情爆发初期,许叶春率领团队迅速投入到了抗新冠肺炎应急药物研发的联合攻关中。通过靶标蛋白质制备、抑制剂筛选及复合物结构解析平台的快速建立,团队高效地发现了多个SARS-CoV-2(新型冠状病毒)3CLpro蛋白酶抑制剂,其中两个抑制剂作为抗新冠肺炎候选药物已实现成果转化,并进入临床试验阶段。

当谈及最难忘的科研经历时,许叶春毫不犹豫地选择了这段在新冠肺炎疫情爆发背景下的研发工作。面对巨大的压力和困难,所有科技工作者义无反顾地日夜奋战、攻坚克难、不计得失,这些恰恰也与许叶春眼中的科学家精神不谋而合。

药物的偶然发现和天然产物筛选还会在未来继续起到重要作用,但在许叶春看来,基于结构的理性设计策略对药物研发过程中所产生的重要影响更是显而易见。要想在这个领域不落下,就要“心无旁骛、乐此不疲”。

如今,女性科技工作者早已成为了引领“健康中国”的中坚力量。“为国为民出新药、出好药”的目标激励着她们在科研道路上不断前行,为人民生命健康作出重要贡献


余倩

浙江大学

金属材料结构与性能表征

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 余倩

驾合金之道,得称手之材

自青铜时代、铁器时代以来,合金的使用和研发已逾数千年。如今,无论是航空航天、国防军工、现代工业,还是“神舟”飞天、“蛟龙”潜海,国之重器的制备,皆驾合金之道。研发高性能先进合金材料已经成为我国科技发展的重大战略需求之一。

合金材料的性能决定了器件服役的效能和稳定性,优化和提升合金性能就成为了制备的关键。“从微观上来看,合金材料存在多种缺陷结构。合金的性能往往由这些缺陷的结构和缺陷的行为来决定。”通过认知和调控合金中的缺陷来设计显微结构,力求突破材料性能,这就是余倩的研究方向。她介绍道:“我的日常研究就像是一名‘医生’,通过‘手术’,分析材料的缺陷,探索缺陷调控的方法,并结合制备工艺的相应优化来实现材料性能的突破。”

浙江大学以张泽院士为学术带头人的电子显微镜中心,6个课题组通过微观结构研究建立材料结构与性能之间的关联、探索提高材料性能的新途径,这一工作已经持续整整10年。“80后”博导余倩正是其中一个课题组的负责人,也是唯一的一名女性负责人。或许是女性特有的韧性,余倩带着她一贯的执着与努力在合金材料研究的道路上砥砺前行,并在这个传统而极具挑战的领域不断取得突破。

钛合金、钢、高性能复杂合金、高温合金,围绕这些材料中的缺陷结构和缺陷行为,余倩利用国际前沿的材料表征方法,探索出了一系列提高它们性能的高效方法和新机制,这使得多种重要合金在力学性能上实现了显著提升。尤其是他们在金属材料强韧化机制研究方面取得的认知,为先进合金的设计和性能提高提供了重要指导。

“最大的压力来源于在探索未知中的漫长等待”,余倩说。但是对于科研的热爱就如同条件反射一般融入了她的日常,她享受每一次探索和等待的过程,“新的发现或者突然的灵光一闪,永远都让我高兴得如同孩子。”

驾合金之道,得称手之材,倡民族复兴之梦。“中国梦”的实现需要强大的制造业作为支撑,而科技的发展正是推动产业前进最坚实的力量。“个人的发展不应脱离国家的利益和时代的需求,”余倩说,“就如同我所研究的缺陷和合金性能的关系,缺陷虽小,却是影响合金性能的关键,关系到重要装备上天入地。”


吴俊

南京农业大学

果树种质资源与分子育种

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 吴俊

百“梨”挑一育梨师

在中国,梨的栽培历史长达3000多年。时至今日,梨树不仅是我国第三大果树,也是最具优势特色的果树之一——除西洋梨外,其他栽培梨种均原产自中国,无论栽培面积,还是产量、出口量,都高居世界首位。

人们对更加美好生活的向往带来了巨大驱动力,促使梨的口味和品种加快升级。然而,选育新品种可不是一件一蹴而就的容易事。对于梨树这样的多年生果树来说,利用传统杂交育种方式进行遗传改良,选育一个新品种往往需要10多年的时间,不仅周期长、效率低,而且土地和劳动资源投入巨大,难以满足市场对高质量梨果的需求。

作为长期从事梨遗传改良研究的科技工作者,南京农业大学园艺学院吴俊始终朝着“高效培育‘好吃、好看、好种、好效益’的新优梨品种”目标前行。“针对产业问题和技术瓶颈,我们通过对梨的遗传密码和遗传变异信息解析,开发了分子标记检测技术,不仅可以筛选具有优异基因的亲本材料,而且还能在幼苗期进行早期筛选,淘汰大量的非育种目标杂交后代,从而提高育种效率。”她解释道。

“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”,对于吴俊来说,这似乎有些过于美好。为了突破改良瓶颈,一次次的失败、反反复复地试验和日积月累的探索是她的“家常便饭”。吴俊和团队成员曾耗费7年多的时间,通过分子遗传学方法,对收集的全球代表性梨品种资源进行解析,揭示了亚洲梨和西洋梨是经过独立驯化而形成具有截然不同生物学性状的两大种群。这项研究为梨的种间杂交育种提供了重要理论基础

吴俊作为国家梨产业技术体系育种技术与方法岗位科学家、江苏省梨产业技术体系首席专家,曾以第一执行人的身份绘制了世界首个梨基因组图谱,并创建了国际共享平台,与全球26个国家和地区的学者进行了分享。同时,她还绘制了标记密度最高的梨遗传图谱,首次实现了梨品质性状基因的图位克隆,并主导创建了梨高通量基因芯片,建立梨石细胞等复杂农艺性状的系统遗传学方法,为深入解析和挖掘重要性状功能基因提供了新思路。

“有时完不成科研任务,我觉得饭菜都不香了!”一句朴素的话语,却道出了吴俊秉持的科研精神。作为一名“育梨人”,吴俊希望通过自己的科研创新,更多的新品种和新技术可以得到转化,从而推动中国农业进步、提高果农收入、丰富人们的果篮子,这会让她感到跟吃了好梨一样甜美


陈娟

重庆医科大学

病毒性传染病

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 陈娟

与病毒性传染病较量的急先锋​

全球有超过 20 亿人曾经感染过乙肝病毒,其中 2.96 亿人是慢性乙肝感染者,同时全球每年约有 100 万人死于因乙肝感染导致的肝衰竭、肝硬化和原发性肝癌等疾病。时至今日,世界上尚无药物能够治愈乙肝。这不仅牵挂着大量被乙肝病毒侵扰的患者,同时也是陈娟的“心头病”。

作为一名病毒学家,重庆医科大学陈娟的研究重点是乙型肝炎病毒和新型冠状病毒。“我们从乙肝的发病机制入手,希望可以从新靶点上研发出新型抗病毒药物,在清除乙肝病毒和实现治愈乙肝方面取得突破。”虽然前方布满荆棘,但陈娟仍然满怀期许。

实现乙肝治愈的关键是清除肝细胞核中乙型肝炎病毒产生的高稳定性遗传物质cccDNA。如今,陈娟已经在cccDNA转录/降解机制和靶向cccDNA治疗策略上取得了一系列成果,为实现清除cccDNA的目标提供了大量理论依据,并极大助力了新型抗病毒药物的开发

2020年1月,当新冠肺炎疫情防控阻击战的号角吹响时,身为研究组组长的陈娟毫不犹豫地同实验室近20名“勇士”一起投入到了新的战斗中。回想起当时的科研工作,陈娟用“拼命”二字形容。

“2020年1月底,我们就开始了对新型冠状病毒的研究,之后的大半年我们都是在实验室安的家,从早到晚拼命做研究。”陈娟和她的科研团队针对免疫诊断试剂的空白完成了“从0到1”的突破——仅用了40天时间,就成功研发出了我国首个获批上市的化学发光新冠病毒IgM/IgG抗体检测试剂盒。这不仅彰显了中国科技工作者的创新速度,更向世界彰显了中国创造的速度。

与时间赛跑,同病毒较量。在这些无价的“精神激励”背后,是陈娟日以继夜的付出与耕耘,“有时为了一个新现象或一个重要发现,我兴奋得好几个晚上都睡不着觉。但有时候也会为一个无法解释的实验结果或者没有一个有效工具来证明的科学假说熬白了头发。”这样苦甜交替的过程已然成了陈娟的日常。

2020年诺贝尔医学奖由3位研究丙型肝炎病毒的科学家共同获得。这对于陈娟和所有从事病毒性传染病研究的人来说都非常振奋。“数百万年来,在人类的历史中,我们一直都在与各类病毒作斗争,上至鼠疫、天花,下至我们非常熟悉的新冠、乙肝。病毒性传染病领域至关重要,但同时该领域的研究人才也非常稀缺,专攻病毒研究的人太少了。我希望更多的青年人才加入到病毒性传染病研究中,愿意和病毒打交道,敢于和病毒较量。”陈娟说。


周欢萍

北京大学

新能源材料

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 周欢萍

新型太阳能电池的创新者

​气候变化、能源价格不断上涨、地缘战争,这一切都让开发新型清洁可再生能源变得紧迫起来。光伏发电是清洁能源的重要组成部分,而探索低成本、高性能的新一代薄膜光伏材料及技术正是未来材料和能源领域的关键发展方向

2015年,秀气温婉的湖南女孩周欢萍还在美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)材料科学与工程系做博士后。同年,她以新一批海外高层次人才引进计划青年项目获得者的身份,成为了北京大学工学院材料科学与工程系的特聘研究员。

作为近年来兴起的热门方向,国内外许多科研工作者都在做太阳能电池研究。周欢萍的专业背景使她比起纯材料背景的同行,在材料的设计和调控上更有优势。她的研究不仅涉及材料的设计、制备和表征,也有着对器件物理的日渐钻研。

周欢萍探索并发展出了面向新型薄膜光伏材料与技术的新原理和新方法。这也是一种成本更低,但性能更高的光伏技术。通过分子工程的手段及微纳技术精确控制薄膜的生长、缺陷的钝化(抑制)、以及载流子输运通道,周欢萍和她的团队正解决材料在基于溶液法制备工艺过程中带来的质量低(载流子复合率高),以及材料在工况下光、热不稳定的问题,并显著提升了器件的光电转化效率和寿命。

解决一个新问题、提出一个新观点并不是一蹴而就的,需要日积月累的攻关和钻研。“我最难忘的应该是研究如何来提高太阳能电池效率的那一段时光。那时候每天早上实验、晚上讨论,当清晨第一缕阳光照亮的时候,我们就开始实验,而晚上不知不觉又会讨论到凌晨。就是这一段沉浸式的努力,让我们最终实现了效率的突破。”周欢萍和她的团队潜心研究钙钛矿,将钙钛矿电池的光电转换效率从 0 开始提升至 25%,并且大大提高了稳定性。

在她的科研生涯中,周欢萍几乎从没请过假,“因为身体不舒服而在家里休息一天的事情是没有的。”在周欢萍看来,有韧性、不服输,比聪明才智更重要。

希望有一天我们的新型光伏发电技术可以改变以化石能源为主体的能源结构,将每个角落的阳光都收集起来,变成电能为我们所用。”奔跑在实现梦想的科研道路上,周欢萍从未有过一丝动摇。


邹丽

大连理工大学

海洋结构物设计与制造

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 邹丽

向海图强的破浪先锋

​“海洋强国”是国家的重大战略决策,也是中国未来发展的必然方向,而船舶与海洋工程领域正是支撑这一伟大战略实施的主要力量。与大海打交道,这听起来似乎应该是男儿该做的事,但大连理工大学邹丽却巾帼不让须眉,她带领团队逐梦深海,破浪而行。

中国南海不仅是关乎国家安全的重要海上通道,还是拥有着丰富矿产和油气的天然宝库。然而,在进行海上作业和交通运输时,常常会受到复杂海况的威胁,这给海上作业人员和海上平台都带来了极大的安全风险。如何预测海洋环境、保障海上资源开发作业的安全进行十分关键。

十多年来,邹丽持之以恒地从事海洋工程环境与海洋工程装备研究,先后揭示了灾害性波浪的生成机理与长期演化规律、开展了南海近岛礁三维整体波浪演化模型试验、探明了南海近岛礁波浪的时空分布不均匀特征。这一重大研究成果已经服务于我国首个南海超大浮体工程,为其波浪环境预报提供了关键性理论依据。

邹丽出生在辽宁盘锦,这里是辽河的入海口,遛个弯一不小心都会遛到渤海边上。她从小就认为,海洋是一个比宇宙更神秘的地方。“深海里有着非常多的宝藏,分布在水深800米到2000米的富钴结壳、2000米到4000米的多金属硫化物、4000米到6000米的多金属结核等等。”邹丽如数家珍。

我国金属矿产资源自给率偏低,严重依赖进口,矿产资源安全形式非常严峻。但作为海洋大国,我国的深海矿产资源丰富,已探明的钴、镍、锰和稀土资源量远超陆地。因此,加快技术装备突破、实现深海矿产资源开发意义重大。

作为国家重点研发计划“深海矿产混输智能装备系统研发”项目的首席科学家,邹丽全身心投入到了解决“沉睡”海底珍贵的多金属结核提取的技术难题中。攻克深海矿产输送核心技术、研制关键装备系统……2021年8月,邹丽带领团队,历时23天,在南海西沙成功的完成了我国首次深海矿产智能混输系统“长远号”500米深度海上试验,最终形成了具有自主知识产权、高效智能的3000米深级混输系统成套解决方案。她形象地比喻道:“深海矿产混输就像喝珍珠奶茶一样,将深海矿产这些‘珍珠’吸上来。”当得知所有指标都达到或超过设计要求时,邹丽喜悦的心情溢于言表,“当时激动地喝了一口500米深处的海水,感觉不到海水的咸,只觉得非常甜,全都是喜悦的味道。”她说。

“我将带领我的团队继续迎风破浪、筑梦深蓝,面向国家海洋强国战略,围绕深远海资源开发,挥洒全部力量。”提到自己的理想和专业,邹丽的言语中不仅透着坚毅,更彰显了当代中国青年女性科研工作者的别样风采。


陈芳芳

吉林大学

纳米医学

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 陈芳芳

学科交叉塑才女,纳米免疫治重疾

​陈芳芳原本是一名医生,但因为左前臂的血管瘤,她不得不放弃这个曾经梦寐以求的职业。在她看来,从事医学研究是距离医生这个职业最近的工作,也是她续写救死扶伤梦想的新跑道。

吉林大学中日联谊医院纳米医学转化研究中心陈芳芳致力于纳米材料与免疫系统相互作用的研究,这也是她2013年获博士后国际交流计划资助赴美国科罗拉多大学药学院从事博士后科研工作的主攻方向。“临床上有90%以上的疾病都和免疫系统失调有关。”陈芳芳解释说,免疫调节有望彻底改变癌症、自身免疫性疾病和许多其他炎症相关疾病的治疗,“针对特定疾病的特殊免疫病理变化, 精准选择与该免疫病理节点相互作用的纳米材料,有望实现对重大疾病的诊断与治疗,同时减轻患者的痛苦。”

从初次接触纳米技术,到提出补体分子依赖血清蛋白间接结合于纳米颗粒并经历“粘附-脱落-再粘附”的动态变化的蛋白冠装载理论,并以第一作者身份将其发表在《自然-纳米技术》上,陈芳芳用了近4年的时间。在这期间,面对新的课题与挑战,她往往需要花费几倍乃至更多于他人的时间进行试验研究,然而实验结果却常常失败。“对科学研究的强烈好奇,快速揭开科学假说迷底的推动力,让我不知疲倦地不断前进。”

在一次与朋友的讨论中,陈芳芳说白细胞能“吃”纳米材料,那白血病细胞和白细胞来源于同一个“祖宗”,应该同样爱吃纳米材料,或许可以利用这个特性让白血病细胞“服毒自杀”。当时别人的回应是“你疯了吧!”,但陈芳芳很快就把这个疯狂的想法付诸了行动,这也成为了她目前为止整个科研生涯中最重要的实验之一。如今,在陈芳芳和团队的共同努力下,纳米生物材料已经在动物模型中利用免疫应答精准地靶向髓系白血病肿瘤细胞,有望减轻患者化疗的副作用及延长其生存期

自然界中,微生物与免疫系统的相互作用存在着天然的特异性。下一步,陈芳芳希望研发出更多的仿生纳米药物,靶向性地调控免疫系统,逐渐提高疾病诊断与治疗的精准度。

令人骄傲的成绩的背后不仅有疯狂的想法,还有疯狂的干劲。对于陈芳芳来说,时间永远都不够用。她总是第一个踏入实验室、最后一个离开,更是众人眼中的“工作狂”。“怀老二的时候,我在实验室晕倒过3次……我最重要的一项科研成果也是在怀她时做出来的。”说起那时如此拼命地工作,陈芳芳现在回想起来仍有些后怕。不过,如今家里的两个“魔丸”已然成为了她的力量源泉,“陪大宝学习,陪二宝玩耍,是我最轻松、最快乐的时光。”


刘宏涛

中国科学院分子植物科学卓越创新中心

植物光信号转导

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 刘宏涛

聚“植”慧,秀卓妍

​植物是地球生命的主要形态之一,树木、灌木、藤类、青草、蕨类、绿藻……据估计自然界中现存大约45万个物种。绝大多数植物的“能量”都是经由光合作用从阳光中得到的,这是小孩子都知道的常识。然而光对植物作用的背后却隐藏着鲜为人知的科学密码,这也正是中国科学院分子植物科学卓越创新中心刘宏涛潜心破解的问题。

“植物如何感受光环境的变化,然后做出自己发育的变化?这是一个看似不起眼的大问题。”刘宏涛解释说,“我们希望通过光信号来调控植物的生长发育,比如开花时间,从而改变它们对环境的适应性,并将它们种植到原本不能种植的地方。”

光作为重要的环境信号因子,调控着植物的诸多生长发育和生理过程。植物并非我们看到的那样静止不动,在微观层面上它们可谓是瞬息万变。在不同光环境下,植物启动精密的光信号转导系统以应对不同的光质、光强、光照时间和方向,确保其自身的健康生长。在数万年的进化过程中,植物为了感知和识别光信号更是进化出了多类不同的光受体。

万物生长靠太阳,大海航行靠舵手。自1906年人类发现光对植物生长发育的影响开始,全世界的植物和生物科学家就从未停止过光对植物作用的研究。刘宏涛也是其中的一名中坚分子。

围绕“光信号调控植物发育的分子基础”这一科学问题开展系统性研究,刘宏涛和其团队取得了一系列研究成果:他们揭示了新的紫外光信号通路,发现紫外光受体通过直接结合转录因子能够调控基因转录,并影响植物发育。此外,他们还阐明了蓝光受体隐花素在温度响应中的至关重要性,以及光和温度协同调控植物发育的机制。

有植物的地方就充满生机,刘宏涛从事科研的起点就源自她对自然界的好奇心。刘宏涛对树木有着独特的偏爱,在她看来,大树坚韧不拔、向阳生长,无论风吹雨打,它都一直静静地矗立着,在制造新鲜氧气的同时,还为其他生命挡风遮雨。大树的精神也正是刘宏涛心中科学家应该有的样子,对待研究坚韧不拔、面对挫折向阳生长、为后生力量挡风遮雨


张东菊

兰州大学

环境考古

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 张东菊

重现青藏高原古人类足迹

人类演化的历史就如同一幅纵横千百万年、横跨各个大洲的巨幅画卷。在几万、几十万,甚至几百万年前,我们的祖先生活在哪里?那里的环境是怎样的?他们有着怎样的体型、相貌和遗传特征?又是如何繁衍生息的?

“只有更好地了解人类自身的历史,才能更自信地面对人类的未来。”兰州大学资源环境学院张东菊一直致力于追寻古人类的足迹,她对一系列人类未知历史充满了强烈的好奇心,这也是她选择从事环境考古学研究的源动力。她希望用自己的大脑和双手亲自解答大自然与人类历史的种种谜团。

张东菊和她的团队在青藏高原寒冷、缺氧的艰苦环境下开展了长期的系统性研究工作。在她看来,这里不只是“世界屋脊”、“亚洲水塔”,更是中华民族特色文化的重要保护地,对理解人类演化和扩散、人类对极端环境的适应等重大科学问题具有重要意义。

过去十余年,张东菊带队在青藏高原上进行了大量考古调查,新发现十余处旧石器考古遗址,并在包括甘肃夏河白石崖溶洞在内的多个重要遗址开展考古发掘和多学科研究。 2019 年,张东菊及其团队发表了早年在白石崖溶洞发现的一件长约12厘米的人类下颌骨化石的研究结果。他们通过对化石进行测年、体质形态和古蛋白质等分析,确定其为青藏高原上距今至少 16 万年的丹尼索瓦人,并将其命名为夏河丹尼索瓦人,简称夏河人。夏河人化石是当时青藏高原上最早的人类活动记录,也是东亚发现的第一件丹尼索瓦人化石。

丹尼索瓦人第一次为世人所知是在 2010 年,科学家们通过对俄罗斯西伯利亚南部阿尔泰山脚下一个洞穴内发现的指骨和牙齿化石进行 DNA 分析,发现了大约 5 万年前广布于欧洲的尼安德特人的姐妹群——丹尼索瓦人。遗传学者通过将丹尼索瓦人与现生人群基因进行对比分析发现:丹尼索瓦人对东亚、东南亚、大洋洲等地的现生人群有不同程度的基因贡献。

​学术界推测丹尼索瓦人曾经在东亚地区广泛分布,但是考古学家在该区域迟迟找不到丹尼索瓦人的化石证据,直到夏河人下颌骨化石出现。夏河人下颌骨化石证明:丹尼索瓦人不仅曾经分布在东亚,而且曾生活在高海拔的青藏高原,将青藏高原最早人类活动时间由距今约 4 万年推早至距今至少 16 万年,刷新了学术界关于史前人类适应极端环境的认识。

“遗传学研究显示,西伯利亚丹尼索瓦洞出土的丹尼索瓦人的核基因中具有EPAS1变异基因”,张东菊说,“这个变异基因有利于人类在青藏高原这种高寒缺氧环境中更好地生存,所以它经常被称为高海拔环境适应基因,但是丹尼索瓦洞海拔只有700米,生活在这么低海拔区域的人为什么会具有高海拔环境适应基因呢?”今天生活在青藏高原的藏族和夏尔巴族等高海拔人群广泛携带EPAS1基因,因此,丹尼索瓦人和青藏高原因EPAS1基因而建立了联系,丹尼索瓦人是不是曾经就生活在这个世界上最高最大的高原上呢?

​“发现于白石崖溶洞的夏河人化石证明了这一点,丹尼索瓦人确实曾经生活在青藏高原上!然而,在夏河人化石中未成功提取到核DNA,所以我们还不能确定青藏高原上的丹尼索瓦人一定具有EPAS1基因。我们正在对白石崖溶洞遗址开展发掘和系统研究,期待未来有更多发现,可以解答更多谜题。”张东菊和其团队的科研成果发表在世界顶级科学杂志《Nature》(自然),并入选了2019年的“世界十大科学突破”和“世界十大考古发现”

探索的过程就像是一次次神奇之旅。当谈及最难忘的经历时,张东菊最先想到的不是具体某一次的实地考察或是研究中遇到的具体困难,而是历经多次长途跋涉,终于找到的某一处新的考古遗址;埋头发掘时,突然发现的某一件精美的石器或某一件珍贵的化石;为一个科学问题百思不得其解时灵感突现的一瞬间。“能畅游在广阔无边的知识海洋中,为重现古人类历史画卷添砖加瓦,我感到无比自由和开心。”她说。


张然

吉林大学

科学与工程计算

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 张然

遇见数学,预见未来

数学是一切科学的基础,人类每次重大的科技进步背后均离不开数学研究的精进。从青涩懵懂的数学系学生,到独当一面的吉林大学数学学院院长,张然将自己的美好青春年华全都投入到了计算数学领域的探索之中。

“计算数学诞生于二战前后,源自国防,并在现代工业和经济社会需求的推动下迅猛发展。”张然解释说,“国家重大战略需求和重大科研攻关中许多关键问题的解决都高度依赖计算数学。”如今,计算数学已经发展成为一个不可或缺的、融合了数学、物理学、计算机科学、运筹学与控制科学在内的交叉学科,例如:金融衍生品定价、人像识别、用于制造高精尖设备的数字设计软件等,这些应用的核心都是借助计算方法实现的。

作为应用数学工作者,最重要的是能学以致用。2020 年 3 月初,张然收到来自吉林大学第二医院支援武汉抗疫医疗队的求助,他们在救治新冠肺炎患者的过程中发现口咽和鼻咽拭子标本的临床阳性检出率出现了差异,前线的医生们急切希望能尽快得到二者之间差异的定量分析。国家和人民的需要就是科研工作者的“指挥棒”。张然立即组织团队对两种拭子针对新冠病毒核酸检测的一致性及敏感性进行分析。经过两天两夜的奋战,他们完成了对检测数据的分析和验证。这为抗疫前线核酸采集方式的选择提供了理论依据

那段时间,张然还带领团队与吉林大学公共卫生学院等单位合作,针对新冠肺炎的传播特点,建立了传播的演进模型,有效预测了中国、美国、巴西等国家的疫情演变趋势。“在前线医生争分夺秒抢救生命的日子里,我们能做的就是尽最大可能借助数据、利用数学方法给出预测结果,对疫情发展进行分析研判。”张然说。

“把冷板凳坐热,把问号变成叹号”一直是张然从事科研工作的追求。如今,她正带领团队进行航空轮胎综合性能仿真平台的构建。组织团队利用弱有限元等前沿数值计算方法,自主开发复杂工况下航空轮胎本构关系的核心数字设计软件,定制独立于商用计算平台的一次平台。航空轮胎研制是中国科学院部署的“卡脖子”领域攻关任务之一,而数字设计是国产航空轮胎设计制造的核心之一。“这是一项非常有挑战的工作,为了朝着既定目标前进,很多中间结果都经历了成百上千次的试错。”

张然坚信“积水成渊,聚沙成塔”的道理。1+1/2+1/3……是数学中著名的调和级数,它的意思是哪怕每次只加一点点,哪怕增加的数越来越小,但只要不断坚持,最终也可以等于正无穷。这也是张然在计算数学领域探索与创新的真实写照。


刘英

西安电子科技大学

电磁场与微波技术

巾帼华章,她们真美!第十七届“中国青年女科学家奖”获奖个人

第十七届“中国青年女科学家奖”获奖人 刘英

天线引方向,隐身藏梦想

2016 年 11 月 1 日,两架歼-20“威龙”突然现身珠海航展上空,轰鸣声和欢呼声将现场气氛推向高潮。作为我国自主研制的新一代隐身战机,这次短暂的亮相堪称惊鸿一瞥,振奋人心。

国之利器的隐身性能优劣关系到一场现代化战争的胜负,但鲜为人知的是,平台整体隐身性能与天线隐身性能息息相关。天线隐身有何奥秘?它又为何如此重要? “天线是有效发射和接收电磁波的装置,就像电子设备的‘眼睛’和‘耳朵’。”西安电子科技大学刘英说,“我们要做的就是对隐身平台所装载的天线系统进行隐身设计,让天线既能高效发射、接收电磁波,同时又不为对方所发现。”

要让天线正常收发电磁波,还不能被敌方探测到,这似乎有些矛盾。但解决这个“矛和盾”的问题正是刘英二十年磨一剑的科研攻关所在。由于大多数传统天线隐身手段会带来天线辐射特性的损失,制约了武器平台作战能力的提升。因此,发展新的天线散射理论,采取新方法实现散射控制,就成为雷达天线隐身领域的重中之重。

作为与军事国防紧密相关的研究领域,国外对于天线隐身技术是封锁的,国内在天线隐身领域有很多关键的瓶颈问题都亟待解决和突破创新。经过 20 余年的攻坚克难,刘英提出天线散射理论与分析模型,解决了天线隐身是什么以及如何计算的问题,攻克天线模式项散射和结构模式项散射只能通过工程预估的瓶颈;提出基于电磁路径差异实现辐射与隐身特性独立控制的方法,攻克了天线辐射与隐身特性相互制约的瓶颈。她的研究成果为我国天线隐身技术“从无到有,从有到优,从优到智”提供了强有力的技术支撑,并服务于我国隐身战斗机歼-20以及多个国家重要战略平台,产生了重要的经济效益和军事效益。

谈及科研历程中最让自己骄傲的事,刘英回忆道,“早期我们提出的天线隐身理论并未得到国际上的广泛认可,他们认为这些理论怎么可能是中国人提出来的。但是在经过我们长期的研究和实验验证后,我们的理论最终得到了高度的认可,并被广泛采用。”

作为一名女性科技工作者,刘英要同时兼顾母亲、妻子、老师、领导多个角色,但她却从来不认为科研与生活之间有任何矛盾之处。在刘英看来,天线隐身的“矛盾”问题都能被解决,其他的一切都有办法克服。她说,“‘大国’和‘小家’本就是一个有机的结合体,这反而会让我去思考如何能更高效地完成科研工作。实现国之利器的隐身梦,就是对祖国、对家庭最好的承诺。”

发表评论
留言与评论(共有 0 条评论) “”
   
验证码:

相关文章

推荐文章