日前，由科技部主辦的首屆全國(guó)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽落下帷幕，來(lái)自姑蘇實(shí)驗(yàn)室、東南大學(xué)、蘇大維格等多個(gè)江蘇項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)激烈的路演答辯，從2724個(gè)項(xiàng)目中脫穎而出，榮獲大賽優(yōu)勝獎(jiǎng)、優(yōu)勝項(xiàng)目等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

　　作為可改變“游戲規(guī)則”的創(chuàng)新技術(shù)，顛覆性技術(shù)牛在哪兒？又該如何進(jìn)行顛覆性技術(shù)創(chuàng)新？記者對(duì)話獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)，聆聽(tīng)他們“劍走偏鋒”的創(chuàng)新故事。

　　論證顛覆性，請(qǐng)回答“海爾邁耶問(wèn)題”

　　作為一場(chǎng)較量“顛覆性技術(shù)”的創(chuàng)新大賽，其評(píng)選方式也頗具新意，創(chuàng)新參考了著名的“海爾邁耶（Heilmeier）問(wèn)題”，重點(diǎn)從“是不是”“可能性”“影響力”等三個(gè)方面評(píng)價(jià)參賽項(xiàng)目。

　　在路演答辯中，參賽項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)均要回答諸如“對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的替代性如何”“為什么認(rèn)為該方法會(huì)成功”“這項(xiàng)研究的風(fēng)險(xiǎn)和回報(bào)是什么”“誰(shuí)會(huì)關(guān)心此研究”“如果成功了，產(chǎn)品或市場(chǎng)會(huì)有什么改變”等問(wèn)題，從而論證自己的研究的確是具有戰(zhàn)略性、前瞻性的顛覆性技術(shù)方向。

　　參賽團(tuán)隊(duì)必須深刻理解什么是顛覆性技術(shù)。

　　“顛覆性體現(xiàn)在可以改變‘游戲規(guī)則’，著重于采用新原理來(lái)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行迭代，或者開(kāi)發(fā)全新的應(yīng)用場(chǎng)景，而非對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)化、拓展。”優(yōu)勝獎(jiǎng)獲得者、姑蘇實(shí)驗(yàn)室“固態(tài)納米孔DNA測(cè)序儀”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人胡嵐說(shuō)，以DNA測(cè)序技術(shù)為例，這是生命科學(xué)領(lǐng)域最重要的底層技術(shù)之一，但是目前市場(chǎng)主流的二代測(cè)序仍存在讀長(zhǎng)短、耗時(shí)長(zhǎng)、國(guó)外先發(fā)壟斷等痛點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的固態(tài)納米孔測(cè)序技術(shù)，屬于第四代測(cè)序技術(shù)，采用了全新的原理——基于微納加工工藝批量制造低至3nm（納米）直徑的納米孔，當(dāng)DNA鏈穿過(guò)納米孔時(shí)，通過(guò)檢測(cè)所引起的電流變化而實(shí)現(xiàn)測(cè)序。該技術(shù)在各項(xiàng)參數(shù)上相對(duì)現(xiàn)有測(cè)序技術(shù)均有重要突破，有望重塑整個(gè)測(cè)序產(chǎn)業(yè)鏈。

　　胡嵐告訴記者，大賽競(jìng)爭(zhēng)非常激烈、氣氛非常緊張。參賽項(xiàng)目需要通過(guò)初篩、領(lǐng)域賽、總決賽層層角逐。令他印象最為深刻的是第二輪領(lǐng)域賽的封閉式答辯，“我當(dāng)時(shí)是所在分組的13號(hào)，前面12個(gè)項(xiàng)目只通過(guò)了1個(gè)，當(dāng)時(shí)就感覺(jué)比賽淘汰率這么高！”但是輪到自己答辯時(shí)，他突然不緊張了，“我告訴自己我們?cè)谶@個(gè)項(xiàng)目上是最專業(yè)的，我們的技術(shù)是完全符合顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的定義的。”因?yàn)闇?zhǔn)備充分，對(duì)評(píng)委的提問(wèn)都一一順利作答，最終五位評(píng)委集體亮了綠燈。事后胡嵐得知，好幾家實(shí)力雄厚的上市公司團(tuán)隊(duì)沒(méi)有通過(guò)答辯，這讓他對(duì)自己團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新實(shí)力充滿信心。

　　“說(shuō)器官芯片模型是顛覆性的，是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)和以往的細(xì)胞模型、動(dòng)物模型都不同，是第三種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停彩敲嫦蛭磥?lái)的新技術(shù)。”東南大學(xué)生物電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室顧忠澤教授團(tuán)隊(duì)的“人體器官芯片”項(xiàng)目，以連續(xù)兩輪全票通過(guò)的優(yōu)異成績(jī)，獲得總決賽優(yōu)勝獎(jiǎng)，他告訴記者，人體器官芯片并非電子產(chǎn)品，而是利用人體自身的干細(xì)胞，在U盤(pán)大小的芯片上制造出要用顯微鏡才能觀察到的體外迷你“心臟”“肝臟”“腎臟”等人體器官，以模擬人體相應(yīng)器官的功能。

　　“目前器官芯片技術(shù)更多的還是在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用，未被大眾所了解，但總有一天它會(huì)像基因芯片技術(shù)一樣，得到廣泛關(guān)注和認(rèn)可。”顧忠澤認(rèn)為，器官芯片技術(shù)經(jīng)過(guò)8—10年的發(fā)展也會(huì)逐漸成熟，未來(lái)預(yù)期有數(shù)百億甚至千億的市場(chǎng)，是我國(guó)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)和應(yīng)用領(lǐng)域必須盡早掌握的技術(shù)。

　　劍走偏鋒，他們改變了“游戲規(guī)則”

　　據(jù)了解，此次大賽全國(guó)共有2724個(gè)項(xiàng)目參賽，想要獲評(píng)優(yōu)勝項(xiàng)目難度非常大，且最終只有36個(gè)項(xiàng)目獲得最高獎(jiǎng)——總決賽優(yōu)勝獎(jiǎng)。如此高的淘汰率，如何突出重圍？

　　在采訪中記者發(fā)現(xiàn)，獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)都有一個(gè)共同特質(zhì)，就是敢于“劍走偏鋒”。

　　在一臺(tái)110寸的大觸控屏旁，蘇大維格副總裁、子公司維業(yè)達(dá)總經(jīng)理周小紅向記者展示：不僅用手直接進(jìn)行點(diǎn)觸、放大縮小等操作十分順暢，即便戴上手套，依舊可以對(duì)屏幕進(jìn)行靈活控制。

　　“高靈敏度觸控屏背后，只有一張透明的薄膜。”周小紅告訴記者，在這個(gè)透明的薄膜上其實(shí)有成千上萬(wàn)個(gè)很細(xì)的電路，而電路的結(jié)構(gòu)比人的一根頭發(fā)絲的二十分之一還要細(xì)。這也是“新型柔性觸控屏研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目獲評(píng)此次大賽優(yōu)勝項(xiàng)目的重要原因。

　　她介紹，在納米結(jié)構(gòu)中間鋪上導(dǎo)電材料，看似普通的透明薄膜搖身一變，就成了一張具有觸控感應(yīng)功能的高科技柔性膜。這項(xiàng)創(chuàng)新是如何觸發(fā)的？“隨著近些年手機(jī)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，對(duì)觸控薄膜的需求也大幅增加，但當(dāng)國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛搶占小型移動(dòng)端市場(chǎng)時(shí)，我們選擇劍走偏鋒，決定研發(fā)‘中大尺寸高性能電容觸控屏’。”周小紅說(shuō)，隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代來(lái)臨，他們敏銳地察覺(jué)到智慧大屏將成為多領(lǐng)域數(shù)字化應(yīng)用場(chǎng)景的新端口，從而提前布局開(kāi)始進(jìn)行顛覆性技術(shù)的突破。

　　“通過(guò)將納米制造技術(shù)與柔性電子需求相結(jié)合，我們首創(chuàng)了‘柔性電子微納增材制造模式’，實(shí)現(xiàn)氣體液體零排放、無(wú)污染的柔性電子綠色制造技術(shù)，這是對(duì)傳統(tǒng)‘曝光+蝕刻’的電路板工藝的顛覆。”周小紅表示，企業(yè)做出這樣的決定十分艱辛。在研發(fā)之初，不僅相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)一片空白，一些國(guó)際企業(yè)也處于剛起步階段，可以說(shuō)是在沒(méi)有任何前期借鑒的基礎(chǔ)上進(jìn)行獨(dú)立的研究與開(kāi)發(fā)。

　　說(shuō)起“人體器官芯片”的研發(fā)過(guò)程，該團(tuán)隊(duì)陳早早副教授直言“每一步攻堅(jiān)都有困難，還要跨越國(guó)際已有專利保護(hù)的‘地雷陣’。”以生物力學(xué)檢測(cè)為例，團(tuán)隊(duì)突破國(guó)外專利壁壘，從檢測(cè)原理進(jìn)行創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)了可以利用光子晶體力學(xué)進(jìn)行力學(xué)成像的新原理，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)特高效的生物力學(xué)檢測(cè)方法，構(gòu)建了相關(guān)技術(shù)體系，且申請(qǐng)了系列國(guó)際專利。在芯片的生物材料構(gòu)建上，團(tuán)隊(duì)也沒(méi)有使用國(guó)外現(xiàn)成的生物材料，而是創(chuàng)新配方，獨(dú)辟蹊徑開(kāi)發(fā)出多種不同的光刻膠材料，保護(hù)、促進(jìn)體外人體組織實(shí)現(xiàn)更好的功能。

　　未來(lái)新技術(shù)面臨“市場(chǎng)”大考

　　集成電路、人工智能、未來(lái)網(wǎng)絡(luò)與通信、生物技術(shù)、新材料、綠色技術(shù)、高端裝備制造……此次大賽重點(diǎn)聚焦的都是可能產(chǎn)生重大顛覆性突破的技術(shù)領(lǐng)域，也是面向未來(lái)的新技術(shù)，其目的是帶動(dòng)我國(guó)原始創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升，為我國(guó)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)大動(dòng)力引擎。

　　記者了解到，這項(xiàng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目正逐漸從研發(fā)端走到應(yīng)用端的“最后一公里”。

　　“器官芯片雖然小，但應(yīng)用前景十分寬廣，最直接的就是用于藥物篩查、藥物發(fā)現(xiàn)和藥物實(shí)驗(yàn)。”陳早早告訴記者，以往的藥物實(shí)驗(yàn)，哪怕是經(jīng)過(guò)細(xì)胞模擬、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)篩選以后，能在人體使用的成功率仍不超過(guò)10%，因?yàn)榧?xì)胞、動(dòng)物和實(shí)際人體組織的差距還是很大的。而如果采用器官芯片技術(shù)，就可以直接模擬人體組織進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不僅減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，還能提高藥物實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性、提升實(shí)驗(yàn)效率。

　　目前，該團(tuán)隊(duì)在科技部、蘇州高新區(qū)和江蘇省產(chǎn)研院的支持下，成立了江蘇艾瑋得生物科技有限公司，自主建立了全套器官芯片研發(fā)制造應(yīng)用體系，相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品與美國(guó)、歐洲相應(yīng)團(tuán)隊(duì)齊頭并進(jìn)，部分領(lǐng)域已領(lǐng)先于國(guó)際水平。其中，心臟類器官芯片實(shí)現(xiàn)了在體外連續(xù)跳動(dòng)150天的紀(jì)錄，被用于藥物的心臟毒性、有效性、心衰模型研究等。皮膚芯片完成了符合歐洲OECD439等全套體系的標(biāo)準(zhǔn)化工作，完成體外皮膚安全性檢測(cè)、美白抗衰老等功效性評(píng)測(cè)。目前團(tuán)隊(duì)已為多家國(guó)內(nèi)外知名藥企進(jìn)行藥物篩選服務(wù)。“我們團(tuán)隊(duì)作為國(guó)際器官芯片iMPSS組織中唯一的中國(guó)代表，也正在積極促進(jìn)國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定，讓我們的產(chǎn)品成為有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，成為時(shí)代的選擇。”顧忠澤說(shuō)。

　　記者了解到，“固態(tài)納米孔測(cè)序儀”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)目前已完成原理樣機(jī)研發(fā)，預(yù)計(jì)兩年內(nèi)推出固態(tài)納米孔測(cè)序產(chǎn)品。而固態(tài)納米孔作為優(yōu)良的單分子檢測(cè)材料，在病毒快速檢測(cè)、癌癥診斷、遺傳病檢測(cè)等領(lǐng)域也大有可為。胡嵐介紹，年內(nèi)將推出固態(tài)納米孔單分子檢測(cè)產(chǎn)品，相較目前主流的PCR、免疫等分子診斷方式，該產(chǎn)品具備速度快、成本低、檢出下限低、小巧便攜等優(yōu)勢(shì)，初期瞄準(zhǔn)科研市場(chǎng)，后續(xù)可針對(duì)核酸、蛋白、病毒顆粒、納米顆粒等樣本實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)檢測(cè)。

　　蘇大維格另一個(gè)獲評(píng)優(yōu)勝項(xiàng)目的“全息3D顯示”，則顛覆了傳統(tǒng)柱透鏡陣列和微透鏡陣列方法，解決了目前裸眼3D顯示技術(shù)普遍存在的眩暈感難題，目前已與行業(yè)巨頭企業(yè)聯(lián)合開(kāi)展面向裸眼三維顯示和激光3D顯示的戰(zhàn)略研究，目標(biāo)直指實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)變革、占領(lǐng)全球新型顯示技術(shù)制高點(diǎn)。