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麻省理工科技創業者: 誰將定義一個新時代?

2019-12-17 14:55:59  來源:cnBeta

多年之后回頭來看,這些在當時都不滿 35 歲的年輕人,在他們之中有許多人,改變了我們現在認知的世界樣貌。

比如說 1999 年,《麻省理工科技評論》選出了馬克·安德森(Mark Anderson),他是網景(Netscape)網絡瀏覽器的創造者,而今他是全球知名的新興科技投資人,那一年,我們也選出了楊致遠,他創立的 Yahoo(雅虎)后來成為全球的最大互聯網公司。這一年,他們都還不到 30 歲。

2002 年那一年,《麻省理工科技評論》選出了拉里·佩奇(Larry Page)、謝爾蓋·布林(Sergey Brin),這兩位在當時剛創業 2、3 年的年輕創業家,成就了如今我們看到的谷歌帝國,而同一年上榜的還有一個當時沒有太多人知道的名字,來自 IBM 的半導體科學家蘇姿豐(Lisa Su),在 20 年之后,她成為全球 CPU 巨頭 AMD 的 CEO,帶領 AMD 再攀高峰。

而在 2007 年榜單上,出現了一個名字馬克·扎克伯格(Mark Zuckberg),他創立了 Facebook,這一年,他只有 23 歲。

2008 年,我們迎來了一個全新的新興科技時代,發展已超過半世紀的人工智能再度出現在世人眼前,而這一年,如今致力于 AI 落地應用教育推廣的吳恩達(Andrew Ng),正是 2008 年榜單的獲獎者。

2014 年,基因科學研究出現了巨大的飛躍突破,CRISPR 基因編輯技術的出現,是一場前所未見的科學變革的起點,被認為是全球 CRISPR 頂尖研究者、開啟之后全球基因編輯研究加速發展的麻省理工學院教授張鋒,就是這一年的上榜者之一。

許多人會問:要如何定義一個時代?關于這個問題的答案,或許就在這群 35 歲以下的創新青年身上,他們的創新、好奇、堅持、靈感、勇氣,將會提前告訴我們未來世界的樣貌,因為,在每一位 IU35 身后,都蘊涵著開啟一個全新時代的可能。

2017 年《麻省理工科技評論》協同中國地區獨家合作伙伴 DeepTech 一道將榜單落地中國,正式推出《麻省理工科技評論》中國區“35 歲以下科技創新 35 人”,并在 2018 年 1 月舉辦的 EmTech China 全球新興科技峰會上公布了第一屆中國“35 歲以下科技創新 35 人”。2018 年,我們不忘初心,更加努力地希望這份榜單可以迸發出更大的能量,于是在經過長達 9 個月的縝密評選后,在 2019 年 1 月公布了第二屆中國“35 歲以下科技創新 35 人”。

一如過去 20 年來的堅持,《麻省理工科技評論》評選”全球 35 位 35 歲以下科技創新青年”榜單的目的,不是為了追捧已廣為人知的明星,而是要讓更多值得被看見的科學家、科研工作者、科技創業家,被更多人認識、理解、支持,進而得以聚集更多的能量,改變這個世界的未來。

今年是《麻省理工科技評論》創刊 120 周年,第三屆“35 歲以下科技創新 35 人”中國榜單在2019 年 12 月 14 日的EmTech China 全球新興科技峰會揭曉。

在 2018 年的《麻省理工科技評論》“35 歲以下科技創新 35 人”中國區榜單中,我們看到更多創新科研力量的崛起,也看到更多跨學科、跨領域、并且對于落地應用有更強烈企圖心與使命感的科研創新出現,這其中涵蓋人工智能研究與應用、新材料、新能源、生命科學、生物科技、自動駕駛等多個不同領域。

在 2019 年的榜單上,雖然缺失了“創業家”的身影,但是我們看到了許多在具有產業化潛能的領域方面堅持科研使命的獲獎人,也看到更多散布在海外頂尖學術機構的科學家們,用自身不改初心的堅持努力,取得了世界級標竿成就的科研成果,這其中有超過半數以上的獲獎者,都取得了世界級的突破性研究成果與發現。

以下為《麻省理工科技評論》2019 年中國“ 35 歲以下科技創新 35 人”獲獎者名單(按姓名首字母排序):

先鋒者

陳丹琦

年齡:29 歲

職位:普林斯頓大學計算機系助理教授

獲獎理由:她將深度學習用于一系列自然語言處理重要問題,幫助機器獲取知識、更好地回答問題。

在使用神經網絡/深度學習技術解決自然語言理解問題方面,獲獎人是最早的探索者之一,在該方向有著諸多開創性研究,覆蓋多個核心技術問題,包括且不限于最早將神經網絡模型應用于信息提取任務,開創了將深度學習應用于依存句法分析的方向,建立了能夠借助大規模開源外部知識庫提問答能力的早期開放域問答系統等。

獲獎人在機器閱讀、知識提取等方向的一系列研究成果,在幫助學界開創新方向的同時,也在業界得到大量的應用和驗證。基于這些成果,機器正在獲得更好的、真正的回答問題的能力,而非簡單地返回文檔搜索結果。

鄧磊

年齡:29 歲

職位:美國加州大學圣塔芭芭拉分校博士后

獲獎理由:他是世界首款異構融合類腦芯片“天機芯”的主要設計者,用自動駕駛自行車驗證通用智能的可行性。

獲獎人作為主要設計者完成了世界首款異構融合類腦芯片“天機芯”的研制。該芯片區別于傳統的智能解決方案,既可支持脈沖神經網絡,又可支持人工神經網絡,創造性地將計算機科學導向的機器學習與腦科學導向的神經形態計算在同一平臺上相互融合。

在真實的無人駕駛自行車應用場景中,“天機芯”驗證了其解決感知、追蹤、過障、避障、自動控制、語音理解、自主決策場景的能力,可體現 10 倍以上的能效比。

“天機芯”為未來的人工智能和腦科學研究帶來了新的計算平臺,或將在科學研究中成為下一代人工智能和腦科學的重要基礎設施,為通用人工智能的實現提供了全新的可能。

戴磊

年齡:32 歲

職位:中國科學院深圳先進技術研究院研究員

獲獎理由:他在合成微生物組領域做出開創性工作,為微生物組改造及預測提供關鍵手段。

獲獎人專注于種群生態學、微生物進化、生物物理交叉等學科的基礎研究與應用。通過高通量實驗、生物信息學、統計模型等手段研究微生物的生態與進化機制,為理解和改造微生物組、抑制微生物的耐藥性進化等眾多實際應用提供了重要的科學基礎。

開拓合成微生物組領域,構建定量生物學模型和合成生物學工具平臺,為微生物組改造及預測提供關鍵手段。這些開創性工作具有巨大的商業化前景,或將成為我國在相關醫療、農業領域沖擊世界前列的重要砝碼。

方璐

年齡:33 歲

職位:清華大學副教授

獲獎理由:她提出了新一代智能光場成像理論與技術,突破人眼極限,面向大范圍動態場景的視覺感知與處理,實現了機器看的全、看的清和看的真,成為智慧城市的重要利器。

獲獎人創造性地提出了結構自適應光場成像新原理,建立了大場景自適應光場感知新模型,研制出十億像素級陣列像感器成像裝備和智能處理平臺,在理論和技術上突破了大范圍動態場景成像中寬視場和高分辨的固有矛盾,建立了智能分析處理平臺,使得機器在智慧城市等復雜現實場景中不再“管中窺豹”,或者“只見樹木不見森林”。

進一步,獲獎人構建國際首個十億像素級動態大場景數據集 PANDA,率先實現單圖像下萬級物體檢測與識別,千組對象群體關系分析,百倍尺度變化的長程跟蹤。該動態大場景數據集為視覺算法研究提供了重要基礎,有望實現更大的突破。

龔鳴

年齡:30 歲

職位:復旦大學青年研究員

獲獎理由:他從化學基礎入手,解決能源轉換中的多種問題。同時,為可用于實際工藝化、裝備化的能源系統提供基礎材料解決方案。

人類歷史上的每一次進步都與能源相關。而隨著人們對能源的需求與日俱增,整個能源行業正面臨一場新的革命,可再生能源、分布式能源、低碳清潔能源等成為前進方向。

獲獎人從化學基礎角度入手,利用無機納米化合物和碳納米管復合材料研制出了比傳統貴金屬基催化劑有著更高活性和穩定性的廉價新型催化劑。他首次創制出 <1.5 伏的低成本、高效率電解水產氫系統,為未來氫能經濟提供了有力支持。

獲獎人還將太陽能電池與創造的電解水系統串聯,設計了低成本的太陽能到氫能的光解水設備。此外,獲獎人在用鋁替代鋰的電池研究上突破性地將鋁負極和石墨正極在離子液體中結合,形成具有快速可逆氧化還原反應的超快鋁離子電池。

在煤基能源化工領域,獲獎人利用氫鍵調控并穩定反應中間體,提高了 CO 至 C2 產物的電轉化選擇性近一個數量級,為可再生能源支撐的分布式化工系統提供了新的思路。

金橙橙

年齡:34 歲

職位:賓夕法尼亞大學醫學院腫瘤學系助理教授

獲獎理由:她揭開免疫系統、炎癥和腫瘤之間隱秘的互動關系,兼收理論突破與臨床新靶點。

獲獎人關注免疫系統在組織損傷,代謝疾病與癌癥中的功能與作用機理。其研究發現了免疫系統通過細胞損傷介導的眾多信號通路,闡釋了炎癥小體在腸道、糖尿病等疾病中的重要作用。

同時發現了肺癌會改變肺內菌群的種類和數量,刺激免疫系統產生炎癥環境,進而幫助腫瘤細胞繁殖,加速癌癥惡化,揭示了局部菌群和免疫系統相互作用促進肺癌的新機制。

這些發現不僅為眾多重大疾病的基礎研究帶來了理論突破,更為臨床治療提供了新的重要靶點。

李紀為

年齡:30 歲

職位:香儂科技創始人兼 CEO

獲獎理由:他將深度學習尤其深度強化學習用在對話系統上,讓機器在與人交流時不再如此前一樣單一枯燥。

獲獎人是最早一批將深度學習(特別是強化深度學習)應用到自然語言處理中的對話系統的探索者之一。

基于獲獎人的工作,對話系統中的多輪對話、個性化回答等挑戰得到了一定程度的解決。獲獎人提出的基于神經網絡的互信息對話模型,顯著地提高了生成式對話系統質量。

此外,獲獎人提出的強化學習、對抗學習對話模型,以及人物個性化對話系統工作,都在學術界、工業界得到了廣泛的應用。

盧培龍

年齡:32 歲

職位:西湖大學研究員

獲獎理由:他首次實現了多次跨膜蛋白三維結構的精確設計。

蛋白質設計是結構生物學的重要分支和新興的前沿學科,需要生物物理學、生物化學、合成生物學以及計算生物學等多學科的交叉融合。

獲獎人通過計算生物學手段模擬蛋白質極性殘基在膜環境內部形成的相互作用,設計了能夠在膜環境中穩定存在的蛋白質三維結構,并進行重組表達、生化性質測定、三維結構解析等一系列實驗來進行驗證。

獲獎人利用這一方法成功設計了多種具有極高熱穩定性的跨膜蛋白質,并證明了計算機設計的蛋白質序列可以在膜環境中自發折疊形成與設計模型一致的結構。

該研究在世界上首次實現了多次跨膜蛋白三維結構的精確設計,為設計具有全新結構和全新功能的跨膜蛋白鋪平了道路,并可能對疫苗設計、DNA 納米孔測序、人工細胞信號環路設計等重要領域產生深遠影響。

劉淵

年齡:31 歲

職位:湖南大學教授

獲獎理由:他要做出理想的半導體器件,讓挑戰摩爾定律迎來曙光。

獲獎人借鑒低維材料研究,開發出以范德華力結合金屬與半導體的制備方法,有助于普遍提高晶體管性能。他還實驗獲得了接近肖特基-莫特定律的理想二極管,而這一定律指導半導體產業發展多年,卻很難實現。

制備方法的論文發表在《自然》雜志,成為 ESI 統計引用前 0.1% 的熱點文章。此外,基于此范德華集成技術的展望論文也發表在《自然》雜志,并收錄于《自然》 150 周年特刊。

在產業方面,獲獎人還輔助開發出柔性電極,這種電極的金屬-半導體界面由弱范德華力連接,不會因拉伸而破壞,因此可植入人體應用于透皮給藥,或采集生物電信號和壓力等。

汪淏田

年齡:29 歲

職位:萊斯大學助理教授

獲獎理由:他從事清潔能源的存儲與轉化技術研究,在發展高性能、廉價的催化劑材料方面取得了一系列成果。

獲獎人開發出了一種全新固態離子導體電解池,可以利用太陽能、風能等清潔電能,將工廠所排放的二氧化碳溫室氣體,直接經濟、高效地轉化為高純度的乙醇、甲酸等液體燃料。

獲獎人所開發的“人工光合作用”系統和金屬單原子催化劑,其太陽能到化學能的轉換效率比自然界的光合作用高出一到兩個數量級。相關成果為未來能源催化領域的應用開辟了新的道路,有望讓化工行業擺脫化石燃料、擁抱清潔能源,對于溫室氣體減排、化工原料合成等領域有著重要的意義。

吳丹

年齡:34 歲

職位:浙江大學研究員

獲獎理由:為了讓醫生看得更清楚,她不斷刷新醫學影像分辨率和成像速度的極限。

近十年來獲獎人在醫學影像采集和分析方法上做出了若干原創性貢獻。

獲獎人開發了三維高分辨率彌散磁共振成像序列,實現了高場活體大腦成像的超高成像分辨率(0.1x0.1x0.1 毫米),在全球居領先地位,該序列在全球十余個知名實驗室得到推廣。

獲獎人是時域彌散磁共振物理原理應在醫學成像的領軍者,基于這一技術突破了磁共振空間分辨率的極限,定量刻畫了細胞層面的微觀結構特征及其在病理狀態下的變化,率先實現了該技術在人體腦腫瘤、腦卒中的轉化應用。

將快速高分辨率的成像技術應用于胎兒和嬰幼兒,建立胎兒和嬰幼兒多模態腦圖譜數據庫和數據后處理流程,研究大腦發育的時空變化特征和發育早期腦疾病的早期檢測。

吳志光

年齡:34 歲

職位:哈爾濱工業大學副教授

獲獎理由:他打造的微納機器人,可穿越多道生物屏障將藥物精準送達眼底。

獲獎人將膠體與界面技術融入到微納米機器人研究中,首次解決了微納機器人穿越生物屏障的關鍵難題,同時他首次提出了基于光聲斷層掃描技術,實現在動物體內實時定位、控制微納機器人。

基于這兩個關鍵突破,獲獎人首次開發了一款微納機器人,頭部直徑僅有 500 納米,通過控制納米機器人在眼睛玻璃體中進行可控、高效的集群運動,可穿過多道生物屏障,實現向眼底的藥物遞送。

這款微納機器人未來有望裝載藥物,通過自主運動的方式到達病灶部位,執行藥物主動靶向遞送任務,實現疾病的微創精準治療。

徐飛虎

年齡:33 歲

職位:中國科學技術大學教授

獲獎理由:他致力于將量子信息技術實用化,不斷拓展量子通信和成像的邊界。

獲獎人專注于量子信息技術的實用化十余載,完成了全球首個對商用量子密鑰分發系統的破解,首次實現測量設備無關量子密鑰分發系統與量子指紋識別的理論和實驗驗證,并且首次完成全光量子中繼器和芯片化量子密鑰分發的實驗驗證,證明了量子通信在實際安全性和高效性等方面的重要性。

近年來,獲獎人開拓了新的科研方向,帶領團隊發明了高靈敏度單光子量子成像系統,打破了單光子量子成像的最遠距離記錄。其開創性的研究成果在量子信息領域影響深遠,為量子通信安全性、遠距離量子通信和量子成像技術的發展和實用化做出了巨大貢獻。

謝曦

年齡:33 歲

職位:中山大學生物電子學教授

獲獎理由:他將光電傳感技術與生物醫學交叉融合,為生物研究和醫學診療提供前沿工具。

要更好地開展生物醫學基礎研究,光電傳感工具的協助是必不可少的條件之一。基于這個需求,獲獎人的團隊與一些生物醫學實驗室展開合作,通過微加工技術設計了一些特別的生物醫學科研儀器。

獲獎人致力于推動生物電子學科的發展,開發新型微納器件和診療系統,將為生物醫學領域里的傳感檢測與藥物釋放治療提供前沿性工具。獲獎人率先開發了一種高精度的空心納米針陣列的制備方法和微納器件的集成技術,實現了原位檢測細胞和高時空分辨調控細胞行為等應用。

另一方面,獲獎人也積極開展具有臨床醫學價值的穿戴式與植入式診療系統的研究,實現原位精準檢測或調控表皮或體內疾病信息,希望能為臨床診療提供新工具。

趙保丹

年齡:28 歲

職位:浙江大學光電科學與工程學院研究員;劍橋大學卡文迪許實驗室訪問研究員

獲獎理由:她以制備簡單、成本低廉的新方法突破了鈣鈦礦 LED 效率的世界紀錄;另外,她還利用錫代替鉛的手段降低了鈣鈦礦太陽能電池的毒性。

鹵化物鈣鈦礦作為新興的半導體材料,在光電等多個領域已顯現出巨大應用潛力,但其工作時光電轉換的“量子效率”始終是制約發展的關鍵。

獲獎人從鈣鈦礦 LED 器件的發光機理入手,利用鈣鈦礦-聚合物的異質結構幾乎完全抑制了鈣鈦礦材料本體和器件界面上的非輻射損失,首次實現了近 100% 的 LED 內量子效率,以及創紀錄的大于 20% 的外量子效率。

這項研究也被《自然·光子學》選為了當期的封面,其利用鈣鈦礦-聚合物異質結構突破了鈣鈦礦 LED 效率的世界紀錄,讓鈣鈦礦 LED 這種制備簡單、成本低廉的技術在未來更具發展潛力。

此外,為了解決鈣鈦礦材料實現大規模應用化面臨的主要問題之一:含有毒性。獲獎人利用錫替代鉛的方式降低了鈣鈦礦的毒性,也是最早探索高效錫鉛混合鈣鈦礦太陽能電池的研究人員之一。其研究為推動鈣鈦礦光電子技術的規模化應用起到了很大的作用。

朱詩優

年齡:30 歲

職位:北京大學博士后

獲獎理由:他建立和優化基因組高通量功能性篩選方法學,實現安全高效的 RNA 單堿基編輯。

獲獎人的研究課題聚焦于基于 CRISPR-Cas9 系統的基因敲除的高通量功能性篩選方法學的建立和優化,獲獎人首次建立了在哺乳動物細胞中的基因敲除功能性篩選,該遺傳學工具徹底改變了研究基因功能的方式,并建立了首次報道實現的對于非編碼 RNA 等基因組非編碼元件的功能性敲除篩選方法學。

此外,獲獎人和同事建立了全新的 RNA 編輯方法——LEAPER 系統,首次實現不依賴任何外源蛋白表達的核酸精準高效編輯,展現出 LEAPER 在基因修復和疾病治療領域的巨大潛力。

遠見者

李磊

年齡:32 歲

職位:加州理工學院博士后學者

獲獎理由:投身于生物醫學成像研究,致力于開發新一代的生物成像設備,他希望更好地了解人類大腦,更清晰地觀察檢測人類疾病。

獲獎人主持搭建了目前最先進的光聲計算層析系統——單脈沖全景光聲計算層析系統,實現了高速度(最高達 20kHz 幀速),高分辨力(100 微米),高穿透深度(大于 5 厘米)成像,并集結構性、 功能性和分子性成像于一體。此系統在生物醫學成像領域屬于首創。

獲獎人提出了將光敏開關蛋白探針與光聲成像結合,首次實現了多尺度、高靈敏度、高對比度成像。利用該技術跟蹤了活體深層組織內癌細胞的生長和轉移,并且實現了對單個癌細胞的超分辨(140 納米)成像。

獲獎人首次實現了將遍歷腔引入到光聲成像中,完成了對多維度空間信息的時間復用。該技術首次實現了利用單個傳感元進行二維光聲成像,實現了高達千赫茲的幀率,無需任何機械掃描,極大地簡化了系統,降低了成本,同時保持了成像品質。

朱林曉

年齡:32 歲

職位:密歇根大學博士后研究員

獲獎理由:他專注于研究制冷和熱光伏技術,不斷解鎖高效利用能源的障礙。

獲獎人深耕納米光子學和制冷技術多年,在熱輻射控制理論和實驗兩個方面均做出了突破性貢獻。

獲獎人使用納米光電子器件首次實現了無需激光的光致制冷技術,在電子元件散熱和航空航天領域擁有巨大應用潛力,為熱輻射控制領域開拓了全新的科研方向。在此之前,他與合作者從理論上證明了可以利用發光二極管發出的非相干光實現制冷。

獲獎人還致力于研究新的熱光伏技術,把熱發射體和熱光伏電池間的距離降低到納米尺度,大幅提升了廢熱轉電能的效率,對能源的高效利用和拓展可再生能源的應用前景做出了重要貢獻。

張旭

年齡:32 歲

職位:卡內基梅隆大學電子工程與計算機系助理教授

獲獎理由:他設計制造出僅為原子級厚度的高頻集成電路,為“后摩爾時代”超越傳統硅基芯片探索新的可能性。

獲獎人專注于探索柔性二維半導體材料的結構與應用,帶領團隊設計制造出原子級厚度的柔性高頻集成電路,不僅攻克了高頻無線能量采集的技術挑戰,突破了傳統柔性半導體的頻率瓶頸,而且還刷新了系統集成的柔性整流天線截止頻率的最高紀錄,成功涵蓋 Wi-Fi、藍牙波段的無線供電。

獲獎人的創新成果對于可穿戴設備、柔性電子學和物聯網等領域擁有重要應用價值,為“后摩爾時代”超越傳統硅基芯片開拓了新的突破口。

發明家

陳碩

年齡:35 歲

職位:加州大學伯克利分校博士后

獲獎理由:他發明了一種用光無創控制腦內神經元的方法,有望幫助治療帕金森癥、抑郁癥等疾病。

世界上三分之一人口受到神經疾病困擾,并且缺乏有效的治療手段。植入腦電極雖然效果顯著,卻因創傷性太高無法普及。另一種思路是,將光敏離子通道蛋白表達在神經元上,然后利用藍光控制離子通道開合。但如何讓藍光穿透腦組織又是一大難題。

獲獎人則發明了一種方法,事先將上轉換納米材料植入腦內要控制的神經元附近,這種材料能將穿透性強的紅光轉化為離子通道可響應的藍光。如此一來,用紅外線從腦外控制特定神經元就成為可能。

《科學》雜志評價道,“這可能開創了一條道路,讓人們能用光控制情緒障礙,治療帕金森癥甚至癱瘓。”

陳子博

年齡:28 歲

職位:加州理工學院研究員

獲獎理由:他用人工設計的蛋白質,來從頭編程生命。

獲獎人通過精確地設計蛋白質氫鍵網絡,實現蛋白質之間的結合特異性,從頭設計并驗證了高度特異性的蛋白質同源和異源二聚體,且都是自然界不曾有過的蛋白質,這是蛋白質設計領域第一次將“蛋白質版本的 DNA 堿基配對”這種新型相互作用方式應用在人工設計的蛋白質上。

此外,獲獎人還成功把從頭設計的蛋白質自組裝成二維材料,并演示了如何通過優化相互作用界面處的序列,將單個構建塊設計為兩個不同的陣列幾何結構,在可編程化的智能材料領域具有廣泛的應用前景。

劉凱

年齡:32 歲

職位:清華大學助理教授

獲獎理由:他從事高安全性鋰離子電池的科研工作,系統研究了鋰離子電池的熱失控機理,在材料層面提出了提高鋰離子安全性的一系列新方法。

獲獎人在電池熱失控的“萌芽”階段,引入動態超分子作為鋰金屬電極的“智能反饋”涂層,提出了抑制鋰枝晶產生的全新方法;在“蔓延”階段,提出“反應-保護”型隔膜新機理,利用化學淬滅減緩了鋰枝晶生長速率,將鋰金屬負極使用壽命延長了 6 倍;在“爆發”階段,構建了具有熱刺激響應功能的“分子滅火器“,在不影響鋰離子電池性能的前提下,將電解液自熄滅時間縮短了近 30 倍。

系列成果在本質上大幅提高了鋰離子電池的安全性,有望使電動汽車、手機等擺脫著火命運。

李劍宇

年齡:31 歲

職位:加拿大麥吉爾大學機械工程系助理教授

獲獎理由:為滿足生物醫療需求,他讓生物材料更接近人體組織。

目前軟質生物材料的性能遠低于?物組織。獲獎人致力于開發更加仿生和高性能的生物材料,做到不僅在化學性質上接近人體組織,同時在機械性質、生物活性上也與健康的人體組織相近。

獲獎人采用多學科交叉方法研究和改進軟質生物材料的力學性能、生物活性、智能響應和藥物細胞遞送功能。獲獎人的研究極大地提高了軟質生物材料的斷裂韌性、組織粘附性能和藥物控釋的能力。

目前獲獎人的團隊已經開發一系列新型生物材料,例如,用于取代手術縫合線來閉合傷口的仿生生物膠水、用于關節軟骨和椎間盤修復的高性能植入材料,以及用于控制大出血的新型止血材料等。

李靈

年齡:34 歲

職位:弗吉尼亞理工大學機械工程系助理教授

獲獎理由:他發現一系列多功能生物材料的設計原理,極大拓展了人們對生物材料的認知。

在生物材料研究中,獲獎人發現了一種 99% 由方解石構成的貝殼,卻具有 10 倍于方解石的抗壓能力,同時保持透明。這種貝殼由 1000 多層方解石晶體構成,層與層之間的界面僅一兩納米,能讓光線穿梭其間時不會被散射。同時層間有有機物粘著,防止裂紋擴散,并且方解石受壓會產生欒晶,使貝殼擁有像金屬般的抗損傷性能。

此外,獲獎人的另一項研究則登上《科學》封面報道。獲獎人發現一種貝殼能形成直徑不足 1/10 毫米的礦物質眼睛。這種眼睛能聚光成像,并且在近一千萬年才進化出來,顛覆了人們對眼睛進化的研究。

獲獎人在一系列多功能生物材料所取得的研究成果將會對人們開發下一代材料提供全新的啟發。比如說,在生物上發現的透明且抗壓的材料,有望幫助制成新的電子器件保護屏。

林松

年齡:33 歲

職位:美國康奈爾大學助理教授兼米皓文研究員

獲獎理由:他用電化學取代傳統制藥路徑,發現“過去十年最有價值反應”。

找到高效的催化劑,是電化學的發展重點。獲獎人在該領域做出兩項杰出研究。

在能源領域,獲獎人團隊發明了一種有機催化劑,將鈷卟啉聚合成多孔材料作為催化劑,使二氧化碳轉化為碳燃料的轉化效率、催化劑穩定性和產物純度都大幅提升。

在制藥領域,獲獎人團隊則設計出鄰二胺的電化學合成路徑,并找到了高效催化劑,被《科學》雜志的審稿人稱贊為“過去十年最有價值的電化學轉化反應”。當這種合成方式被廣泛應用,制藥企業就能避免使用昂貴、高污染的化學試劑,減少污染物排放。

值得關注的是,獲獎人的研究在工業領域均有很好的實用價值。他已經計劃和制藥公司合作測試,然后圍繞相關產品創業。

馬健

年齡:35 歲

職位:晶泰科技聯合創始人兼 CEO

獲獎理由:他打造高效、高精度的人工智能藥物設計平臺,用計算驅動新藥研發。

獲獎人在麻省理工學院做博士后期間,圍繞光合作用體系能量輸運中的量子糾纏效應,系統地發展了一套有效的解析數值方法,揭示了量子相干和糾纏在光合作用中的效應。

創業后,獲獎人在晶泰科技公司融合打造了高效、高精度的 ID4 人工智能藥物設計平臺,利用該平臺提供藥物固體結構與性能預測、先導化合物智能設計與優化等計算服務,并支持助力超過 100 個新藥管線,涉及 500 多項研發活動。

目前基于該平臺提供的藥物研發服務已得到來自包括美國輝瑞制藥有限公司在內的多家全球制藥 50 強企業的長期訂單和高度評價。

唐力

年齡:33 歲

職位:瑞士洛桑聯邦理工大學助理教授

獲獎理由:他用開創性的工作,為免疫治療與癌癥疫苗研發開路搭橋。

獲獎人在過繼性 T 細胞療法的基礎上,通過獨特的納米技術,開創性地為T細胞設計了智能納米顆粒“藥物背包”,顯著增強了T細胞療法效果與安全性。

同時獨創性地構建了“Neoantigen 預測 +PNE(縮聚物新表位)疫苗遞送”兩大底層技術平臺,以完成新生抗原預測與無載體疫苗遞送,及精準免疫療法的個性化癌癥疫苗設計。該平臺相較于傳統技術,高效、穩定、低成本,將是未來針對每個獨立病人的精準個性化疫苗設計乃至整個癌癥治療領域的強大助力。

唐強

年齡:35 歲

職位:新澤西理工學院計算機系助理教授;京東集團-新澤西理工-中科院軟件所區塊鏈聯合實驗室主任

獲獎理由:堵上無處不在的“后門”,撥開分布式經濟的迷霧,他用密碼學和區塊鏈在信息時代重建信任。

獲獎人在密碼學的基礎理論和實際應用,包括個人隱私、版權保護、密碼貨幣等多個領域作出了突破性的成果,對密碼學和網絡空間安全領域產生了極大的影響。

獲獎人和合作團隊對抵抗“后門”的密碼學研究是世界首個對該方向系統、全面、開創性的研究,并取得了一系列突破性的成果,由此開創了全新的研究方向:Cliptography,獲得一系列權威認可。

在區塊鏈領域,他把區塊鏈技術最核心的部分分為分布式應用、共識協議和密碼學支撐模塊三個層面。這為研究者提供了一個發現問題和解決問題的系統思路。獲獎人則致力于對每一層的核心挑戰都展開研究,并與工業界開展深度合作,推動底層技術突破到實際落地。

楊遠

年齡:34 歲

職位:哥倫比亞大學應用物理與應用數學系助理教授

獲獎理由:他在熱管理、先進電池等能源科技領域取得了一系列成果。

在熱管理方面,獲獎人開發出了一種簡單、廉價的輻射制冷涂料,不需要電力就可以實現自動降溫,應用于建筑外表面時,溫度可比同顏色的常規涂層低 5-10 攝氏度,有助于降低建筑制冷能耗。

在先進電池領域,獲獎人開發了一種改善固態電解質和鋰金屬的界面穩定性的方法,可以顯著提高固態電池循環壽命。

此外,還發明了多種可彎曲的柔性電池,其能量密度可以達到同樣尺寸的鋰離子電池的 80%-90%,應用于便攜式電子設備時,可以顯著增加設備的續航時間。相關研究有望對節能建筑、能源儲存等領域的發展產生重要影響。

周南嘉

年齡:33 歲

職位:西湖大學研究員

獲獎理由:他實現了當下最高精度的電子 3D 打印。

目前,市面上的 3D 打印技術精度能夠達到數十微米或百微米,而這對加工許多電子器件來說還遠遠不夠。獲獎人以新材料作為突破 3D 打印精度極限的核心,設計全新的 3D 打印功能材料,結合超高精度 3D 打印技術實現當下最高精度——百納米至微米級別電子 3D 打印。

通過實現超高精度,獲獎人將 3D 多材料打印技術引入到芯片等高端制造領域,已經做到用 3D 打印進行 GHz 級別的高頻、射頻電子器件的封裝及集成工藝;利用 3D 打印技術制造無源器件,可將天線尺寸縮小至十微米至百微米級別。

這一做法較現有的加工方式,在精度上提升了 1-2 個數量級,從而使得 3D 打印技術得以應用到 5G 射頻技術等領域,為未來小型化、集成化、個性化電子設備提供新的制造方案。

張婷

年齡:34 歲

職位:浙江大學講師

獲獎理由:她將聲學遙測技術用來探秘大海,并創造了全新的技術應用思路。

獲獎人首次發展了一種高分辨率全極化遠場層析顯微成像技術(TDM) ,極大地拓展了 TDM 的應用領域。她還將復雜逆問題求解方法應用于海洋聲學遙測領域,從遙感體系的角度研究機會聲源的應用,致力于利用機會聲源進行海洋環境觀測。

針對水下目標定位與分類,突破性地提出了基于數據的去卷積方法來消除信道畸變,為聲色技術在海洋中的應用提供了全新的思路,在推廣和應用海洋聲學遙測技術方面做出了重要貢獻。

趙宇吉

年齡:33 歲

職位:亞利桑那州立大學助理教授

獲獎理由:他要做出“最亮” LED,減少全球在照明和電力轉換上的能源消耗。

高電路密度下的效率衰退問題困擾了 LED 產業界多年。博士期間,獲獎人發現氮化鎵六方晶體的某個非極性面,摻雜效果遠好于其他面,并最終在這個晶面上制備出無效率衰退 LED,相關成果被《應用物理快訊》和《應用物理學快報》評選為年度最佳論文,譯成中、德、法、西等六種語言,并被《科學》《自然·光子學》《復合半導體》、美國光學學會(OSA)等廣泛報道 100 余次。

組建獨立實驗室后,獲獎人研發出了全球范圍內最先進的垂直 GaN 功率晶體管,能用在大電流和高電壓環境的電力轉化下。美國能源部認為該成果有望在 3 到 5 年內被半導體巨頭產業化。目前全球 10% 的功耗為電力轉化損耗,獲獎人的相關工作是降低這一損耗的主要途徑。獲獎人亦在研究高溫器件和量子光子學器件等領域有重要研究成果。

2019 年 8 月在美國白宮,獲獎人接受了美國總統頒發的美國青年科學家總統獎(PECASE)。

人文關懷者

劉竹

年齡:34 歲

職位:清華大學副教授

獲獎理由:他與研究團隊開拓性地提出水泥材料的人為碳匯作用,提供了增強人為碳匯和負排放技術作為應對全球變化的解決方案。參與研究全球尺度碳循環定量并對其做出重要貢獻。

獲獎人通過對水泥等基礎設施碳化過程對全球碳收支的影響,提出水泥可能是一個潛在的人為碳匯,并為未來通過新型建筑材料實現碳封存等負排放技術提供思路。

獲獎人還通過大數據技術開展多項全球碳收支定量研究和系統評估,研究成果對完善全球碳數據及制定應對全球氣候變化的相關政策均具有重要意義。

倪俊

年齡:32 歲

職位:上海交通大學特別研究員,長聘教軌副教授

獲獎理由:他用光合微生物變廢為寶,直接將 CO2 高效轉化為一系列高值天然產物。

獲獎人專注于綠色合成研究,基于合成生物學手段,率先將光合微生物用于直接轉化太陽能和溫室氣體CO2,生產一系列高值天然產物。通過構建人工代謝陷阱,使得光合效率提高近 7 成,并揭示了光合電子鏈的重構機制。同時變廢為寶、化腐朽為神奇,通過綠色工藝對富含木質素的農業廢棄物進行高值化利用。

該研究很可能會帶來顛覆性的新型產業化模式,不僅僅推動經濟增長,更將會在食品安全、能源供給、氣候變化等多方面帶來革命性的推動,具有廣泛的應用前景和巨大的經濟價值。

同丹

年齡:28 歲

職位:加州大學歐文分校博士后研究員

獲獎理由:她首次揭示全球貿易隱含的 PM2.5 跨界污染的健康影響,并警示如全球現有能源設施按當前運行狀況排放,將無法實現控制全球升溫在 2100 年前低于 1.5 攝氏度的目標。

獲獎人研究發現:污染會隨國際貿易從實際消費國轉移到生產國,國際貿易使發展中國家 PM2.5 污染暴露和過早死亡人數增加。發展中國家應當加速淘汰落后低端產能,減少本地排放;國際社會也應當倡導可持續消費,建立合作機制來促進技術轉移。這一研究對政策制定有巨大的現實意義。

此外,獲獎人還作出兩項杰出研究:她首次建立了全球尺度以機組為單元的電力行業大氣污染排放數據庫,揭示了全球高污染發電機組的排放情況;她還測算表明,即使只考慮現役和已規劃的基礎能源設施(按歷史運行狀況),未來碳排放也會大幅超過 IPCC(政府間氣候變化專門委員會)設定的 2100 年溫升不超過 1.5 攝氏度目標下的剩余碳排放空間,指出各國必須加速淘汰化石能源設施,向綠色低碳發展和清潔能源系統轉型。

未來,獲獎人希望側重于未來排放情景研究,為政府制定切實可行的減排措施做出努力。

毫無疑問,“創新,是從 0 到 1 的革命”“科研工作的使命,就是探索無人區,拓展人類知識的邊界” “感謝這個時代,讓我們的創新機會遠超過去” “不忘初心,為下一代技術加速”,以上是 2019 年榜單獲獎人對于科研創新的自我期許。

而對于中國科技創新模式的發展,他們同樣也懷抱熱情與抱負:“基于人海戰術的科研產業模式已不再有效。下一代科研和技術的突破會產生于踏實的成熟理性探索,這是青年科學工作者的大好機會” “科技創新的路上,跑在后面就會被淘汰,沒有核心技術就會被牽著鼻子走”“掌握主動權才能持續領跑”“與更多中國企業共同站在科技創新行列,必定能創造更多的機會”“模式創新所積累下來的大量數據,將依靠科技創新帶來新的一波紅利”“世界范圍內的新興技術不斷涌現,我們必須抓住這些潛在增長點,進而培育孵化自有新興技術”。

因此,盡管 2019 年底的這個冬天,是許多人口中的 “資本寒冬”,但在《麻省理工科技評論》“35 歲以下科技創新 35 人”中國區 2019 年榜單中,在每一位獲獎人身上,我們看到的卻是充滿熱切希望的新興時代力量。

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