MIT发布2019中国科技青年英雄榜: 谁将定义一个新时代?

MIT发布2019中国科技青年英雄榜: 谁将定义一个新时代?
2019年12月15日 09:38 cnBeta

原标题:MIT发布2019中国科技青年英雄榜: 谁将定义一个新时代? 来源:DeepTech深科技

从 1999 年开始,每一年《麻省理工科技评论》都会选出一批 35 岁以下最具有创新性与影响力的科学家、科研工作者、科技创业者,他们是:这就是许多人知道的:《麻省理工科技评论》“全球 35 岁以下科技创新 35 人”(MIT Technology ReviewInnovators Under 35)。

原标题:《麻省理工科技评论》年度中国科技青年英雄榜发布!35位入选者涵盖全球最前沿科学与技术

多年之后回头来看,这些在当时都不满 35 岁的年轻人,在他们之中有许多人,改变了我们现在认知的世界样貌。

比如说 1999 年,《麻省理工科技评论》选出了马克·安德森(Mark Anderson),他是网景(Netscape)网络浏览器的创造者,而今他是全球知名的新兴科技投资人,那一年,我们也选出了杨致远,他创立的 Yahoo(雅虎)后来成为全球的最大互联网公司。这一年,他们都还不到 30 岁。

2002 年那一年,《麻省理工科技评论》选出了拉里·佩奇(Larry Page)、谢尔盖·布林(Sergey Brin),这两位在当时刚创业 2、3 年的年轻创业家,成就了如今我们看到的谷歌帝国,而同一年上榜的还有一个当时没有太多人知道的名字,来自 IBM 的半导体科学家苏姿丰(Lisa Su),在 20 年之后,她成为全球 CPU 巨头 AMD 的 CEO,带领 AMD 再攀高峰。

而在 2007 年榜单上,出现了一个名字马克·扎克伯格(Mark Zuckberg),他创立了 Facebook,这一年,他只有 23 岁。

2008 年,我们迎来了一个全新的新兴科技时代,发展已超过半世纪的人工智能再度出现在世人眼前,而这一年,如今致力于 AI 落地应用教育推广的吴恩达(Andrew Ng),正是 2008 年榜单的获奖者。

2014 年,基因科学研究出现了巨大的飞跃突破,CRISPR 基因编辑技术的出现,是一场前所未见的科学变革的起点,被认为是全球 CRISPR 顶尖研究者、开启之后全球基因编辑研究加速发展的麻省理工学院教授张锋,就是这一年的上榜者之一。

许多人会问:要如何定义一个时代?关于这个问题的答案,或许就在这群 35 岁以下的创新青年身上,他们的创新、好奇、坚持、灵感、勇气,将会提前告诉我们未来世界的样貌,因为,在每一位 IU35 身后,都蕴涵着开启一个全新时代的可能。

2017 年《麻省理工科技评论》协同中国地区独家合作伙伴 DeepTech 一道将榜单落地中国,正式推出《麻省理工科技评论》中国区“35 岁以下科技创新 35 人”,并在 2018 年 1 月举办的 EmTech China 全球新兴科技峰会上公布了第一届中国“35 岁以下科技创新 35 人”。2018 年,我们不忘初心,更加努力地希望这份榜单可以迸发出更大的能量,于是在经过长达 9 个月的缜密评选后,在 2019 年 1 月公布了第二届中国“35 岁以下科技创新 35 人”。

一如过去 20 年来的坚持,《麻省理工科技评论》评选”全球 35 位 35 岁以下科技创新青年”榜单的目的,不是为了追捧已广为人知的明星,而是要让更多值得被看见的科学家、科研工作者、科技创业家,被更多人认识、理解、支持,进而得以聚集更多的能量,改变这个世界的未来。

今年是《麻省理工科技评论》创刊 120 周年,第三届“35 岁以下科技创新 35 人”中国榜单在2019 年 12 月 14 日的EmTech China 全球新兴科技峰会揭晓。

在 2018 年的《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”中国区榜单中,我们看到更多创新科研力量的崛起,也看到更多跨学科、跨领域、并且对于落地应用有更强烈企图心与使命感的科研创新出现,这其中涵盖人工智能研究与应用、新材料、新能源、生命科学、生物科技、自动驾驶等多个不同领域。

在 2019 年的榜单上,虽然缺失了“创业家”的身影,但是我们看到了许多在具有产业化潜能的领域方面坚持科研使命的获奖人,也看到更多散布在海外顶尖学术机构的科学家们,用自身不改初心的坚持努力,取得了世界级标竿成就的科研成果,这其中有超过半数以上的获奖者,都取得了世界级的突破性研究成果与发现。

以下为《麻省理工科技评论》2019 年中国“ 35 岁以下科技创新 35 人”获奖者名单(按姓名首字母排序):

先锋者

陈丹琦

年龄:29 岁

职位:普林斯顿大学计算机系助理教授

获奖理由:她将深度学习用于一系列自然语言处理重要问题,帮助机器获取知识、更好地回答问题。

在使用神经网络/深度学习技术解决自然语言理解问题方面,获奖人是最早的探索者之一,在该方向有着诸多开创性研究,覆盖多个核心技术问题,包括且不限于最早将神经网络模型应用于信息提取任务,开创了将深度学习应用于依存句法分析的方向,建立了能够借助大规模开源外部知识库提问答能力的早期开放域问答系统等。

获奖人在机器阅读、知识提取等方向的一系列研究成果,在帮助学界开创新方向的同时,也在业界得到大量的应用和验证。基于这些成果,机器正在获得更好的、真正的回答问题的能力,而非简单地返回文档搜索结果。

邓磊

年龄:29 岁

职位:美国加州大学圣塔芭芭拉分校博士后

获奖理由:他是世界首款异构融合类脑芯片“天机芯”的主要设计者,用自动驾驶自行车验证通用智能的可行性。

获奖人作为主要设计者完成了世界首款异构融合类脑芯片“天机芯”的研制。该芯片区别于传统的智能解决方案,既可支持脉冲神经网络,又可支持人工神经网络,创造性地将计算机科学导向的机器学习与脑科学导向的神经形态计算在同一平台上相互融合。

在真实的无人驾驶自行车应用场景中,“天机芯”验证了其解决感知、追踪、过障、避障、自动控制、语音理解、自主决策场景的能力,可体现 10 倍以上的能效比。

“天机芯”为未来的人工智能和脑科学研究带来了新的计算平台,或将在科学研究中成为下一代人工智能和脑科学的重要基础设施,为通用人工智能的实现提供了全新的可能。

戴磊

年龄:32 岁

职位:中国科学院深圳先进技术研究院研究员

获奖理由:他在合成微生物组领域做出开创性工作,为微生物组改造及预测提供关键手段。

获奖人专注于种群生态学、微生物进化、生物物理交叉等学科的基础研究与应用。通过高通量实验、生物信息学、统计模型等手段研究微生物的生态与进化机制,为理解和改造微生物组、抑制微生物的耐药性进化等众多实际应用提供了重要的科学基础。

开拓合成微生物组领域,构建定量生物学模型和合成生物学工具平台,为微生物组改造及预测提供关键手段。这些开创性工作具有巨大的商业化前景,或将成为我国在相关医疗、农业领域冲击世界前列的重要砝码。

方璐

年龄:33 岁

职位:清华大学副教授

获奖理由:她提出了新一代智能光场成像理论与技术,突破人眼极限,面向大范围动态场景的视觉感知与处理,实现了机器看的全、看的清和看的真,成为智慧城市的重要利器。

获奖人创造性地提出了结构自适应光场成像新原理,建立了大场景自适应光场感知新模型,研制出十亿像素级阵列像感器成像装备和智能处理平台,在理论和技术上突破了大范围动态场景成像中宽视场和高分辨的固有矛盾,建立了智能分析处理平台,使得机器在智慧城市等复杂现实场景中不再“管中窥豹”,或者“只见树木不见森林”。

进一步,获奖人构建国际首个十亿像素级动态大场景数据集 PANDA,率先实现单图像下万级物体检测与识别,千组对象群体关系分析,百倍尺度变化的长程跟踪。该动态大场景数据集为视觉算法研究提供了重要基础,有望实现更大的突破。

龚鸣

年龄:30 岁

职位:复旦大学青年研究员

获奖理由:他从化学基础入手,解决能源转换中的多种问题。同时,为可用于实际工艺化、装备化的能源系统提供基础材料解决方案。

人类历史上的每一次进步都与能源相关。而随着人们对能源的需求与日俱增,整个能源行业正面临一场新的革命,可再生能源、分布式能源、低碳清洁能源等成为前进方向。

获奖人从化学基础角度入手,利用无机纳米化合物和碳纳米管复合材料研制出了比传统贵金属基催化剂有着更高活性和稳定性的廉价新型催化剂。他首次创制出 <1.5 伏的低成本、高效率电解水产氢系统,为未来氢能经济提供了有力支持。

获奖人还将太阳能电池与创造的电解水系统串联,设计了低成本的太阳能到氢能的光解水设备。此外,获奖人在用铝替代锂的电池研究上突破性地将铝负极和石墨正极在离子液体中结合,形成具有快速可逆氧化还原反应的超快铝离子电池。

在煤基能源化工领域,获奖人利用氢键调控并稳定反应中间体,提高了 CO 至 C2 产物的电转化选择性近一个数量级,为可再生能源支撑的分布式化工系统提供了新的思路。

金橙橙

年龄:34 岁

职位:宾夕法尼亚大学医学院肿瘤学系助理教授

获奖理由:她揭开免疫系统、炎症和肿瘤之间隐秘的互动关系,兼收理论突破与临床新靶点。

获奖人关注免疫系统在组织损伤,代谢疾病与癌症中的功能与作用机理。其研究发现了免疫系统通过细胞损伤介导的众多信号通路,阐释了炎症小体在肠道、糖尿病等疾病中的重要作用。

同时发现了肺癌会改变肺内菌群的种类和数量,刺激免疫系统产生炎症环境,进而帮助肿瘤细胞繁殖,加速癌症恶化,揭示了局部菌群和免疫系统相互作用促进肺癌的新机制。

这些发现不仅为众多重大疾病的基础研究带来了理论突破,更为临床治疗提供了新的重要靶点。

李纪为

年龄:30 岁

职位:香侬科技创始人兼 CEO

获奖理由:他将深度学习尤其深度强化学习用在对话系统上,让机器在与人交流时不再如此前一样单一枯燥。

获奖人是最早一批将深度学习(特别是强化深度学习)应用到自然语言处理中的对话系统的探索者之一。

基于获奖人的工作,对话系统中的多轮对话、个性化回答等挑战得到了一定程度的解决。获奖人提出的基于神经网络的互信息对话模型,显著地提高了生成式对话系统质量。

此外,获奖人提出的强化学习、对抗学习对话模型,以及人物个性化对话系统工作,都在学术界、工业界得到了广泛的应用。

卢培龙

年龄:32 岁

职位:西湖大学研究员

获奖理由:他首次实现了多次跨膜蛋白三维结构的精确设计。

蛋白质设计是结构生物学的重要分支和新兴的前沿学科,需要生物物理学、生物化学、合成生物学以及计算生物学等多学科的交叉融合。

获奖人通过计算生物学手段模拟蛋白质极性残基在膜环境内部形成的相互作用,设计了能够在膜环境中稳定存在的蛋白质三维结构,并进行重组表达、生化性质测定、三维结构解析等一系列实验来进行验证。

获奖人利用这一方法成功设计了多种具有极高热稳定性的跨膜蛋白质,并证明了计算机设计的蛋白质序列可以在膜环境中自发折叠形成与设计模型一致的结构。

该研究在世界上首次实现了多次跨膜蛋白三维结构的精确设计,为设计具有全新结构和全新功能的跨膜蛋白铺平了道路,并可能对疫苗设计、DNA 纳米孔测序、人工细胞信号环路设计等重要领域产生深远影响。

刘渊

年龄:31 岁

职位:湖南大学教授

获奖理由:他要做出理想的半导体器件,让挑战摩尔定律迎来曙光。

获奖人借鉴低维材料研究,开发出以范德华力结合金属与半导体的制备方法,有助于普遍提高晶体管性能。他还实验获得了接近肖特基-莫特定律的理想二极管,而这一定律指导半导体产业发展多年,却很难实现。

制备方法的论文发表在《自然》杂志,成为 ESI 统计引用前 0.1% 的热点文章。此外,基于此范德华集成技术的展望论文也发表在《自然》杂志,并收录于《自然》 150 周年特刊。

在产业方面,获奖人还辅助开发出柔性电极,这种电极的金属-半导体界面由弱范德华力连接,不会因拉伸而破坏,因此可植入人体应用于透皮给药,或采集生物电信号和压力等。

汪淏田

年龄:29 岁

职位:莱斯大学助理教授

获奖理由:他从事清洁能源的存储与转化技术研究,在发展高性能、廉价的催化剂材料方面取得了一系列成果。

获奖人开发出了一种全新固态离子导体电解池,可以利用太阳能、风能等清洁电能,将工厂所排放的二氧化碳温室气体,直接经济、高效地转化为高纯度的乙醇、甲酸等液体燃料。

获奖人所开发的“人工光合作用”系统和金属单原子催化剂,其太阳能到化学能的转换效率比自然界的光合作用高出一到两个数量级。相关成果为未来能源催化领域的应用开辟了新的道路,有望让化工行业摆脱化石燃料、拥抱清洁能源,对于温室气体减排、化工原料合成等领域有着重要的意义。

吴丹

年龄:34 岁

职位:浙江大学研究员

获奖理由:为了让医生看得更清楚,她不断刷新医学影像分辨率和成像速度的极限。

近十年来获奖人在医学影像采集和分析方法上做出了若干原创性贡献。

获奖人开发了三维高分辨率弥散磁共振成像序列,实现了高场活体大脑成像的超高成像分辨率(0.1x0.1x0.1 毫米),在全球居领先地位,该序列在全球十余个知名实验室得到推广。

获奖人是时域弥散磁共振物理原理应在医学成像的领军者,基于这一技术突破了磁共振空间分辨率的极限,定量刻画了细胞层面的微观结构特征及其在病理状态下的变化,率先实现了该技术在人体脑肿瘤、脑卒中的转化应用。

将快速高分辨率的成像技术应用于胎儿和婴幼儿,建立胎儿和婴幼儿多模态脑图谱数据库和数据后处理流程,研究大脑发育的时空变化特征和发育早期脑疾病的早期检测。

吴志光

年龄:34 岁

职位:哈尔滨工业大学副教授

获奖理由:他打造的微纳机器人,可穿越多道生物屏障将药物精准送达眼底。

获奖人将胶体与界面技术融入到微纳米机器人研究中,首次解决了微纳机器人穿越生物屏障的关键难题,同时他首次提出了基于光声断层扫描技术,实现在动物体内实时定位、控制微纳机器人。

基于这两个关键突破,获奖人首次开发了一款微纳机器人,头部直径仅有 500 纳米,通过控制纳米机器人在眼睛玻璃体中进行可控、高效的集群运动,可穿过多道生物屏障,实现向眼底的药物递送。

这款微纳机器人未来有望装载药物,通过自主运动的方式到达病灶部位,执行药物主动靶向递送任务,实现疾病的微创精准治疗。

徐飞虎

年龄:33 岁

职位:中国科学技术大学教授

获奖理由:他致力于将量子信息技术实用化,不断拓展量子通信和成像的边界。

获奖人专注于量子信息技术的实用化十余载,完成了全球首个对商用量子密钥分发系统的破解,首次实现测量设备无关量子密钥分发系统与量子指纹识别的理论和实验验证,并且首次完成全光量子中继器和芯片化量子密钥分发的实验验证,证明了量子通信在实际安全性和高效性等方面的重要性。

近年来,获奖人开拓了新的科研方向,带领团队发明了高灵敏度单光子量子成像系统,打破了单光子量子成像的最远距离记录。其开创性的研究成果在量子信息领域影响深远,为量子通信安全性、远距离量子通信和量子成像技术的发展和实用化做出了巨大贡献。

谢曦

年龄:33 岁

职位:中山大学生物电子学教授

获奖理由:他将光电传感技术与生物医学交叉融合,为生物研究和医学诊疗提供前沿工具。

要更好地开展生物医学基础研究,光电传感工具的协助是必不可少的条件之一。基于这个需求,获奖人的团队与一些生物医学实验室展开合作,通过微加工技术设计了一些特别的生物医学科研仪器。

获奖人致力于推动生物电子学科的发展,开发新型微纳器件和诊疗系统,将为生物医学领域里的传感检测与药物释放治疗提供前沿性工具。获奖人率先开发了一种高精度的空心纳米针阵列的制备方法和微纳器件的集成技术,实现了原位检测细胞和高时空分辨调控细胞行为等应用。

另一方面,获奖人也积极开展具有临床医学价值的穿戴式与植入式诊疗系统的研究,实现原位精准检测或调控表皮或体内疾病信息,希望能为临床诊疗提供新工具。

赵保丹

年龄:28 岁

职位:浙江大学光电科学与工程学院研究员;剑桥大学卡文迪许实验室访问研究员

获奖理由:她以制备简单、成本低廉的新方法突破了钙钛矿 LED 效率的世界纪录;另外,她还利用锡代替铅的手段降低了钙钛矿太阳能电池的毒性。

卤化物钙钛矿作为新兴的半导体材料,在光电等多个领域已显现出巨大应用潜力,但其工作时光电转换的“量子效率”始终是制约发展的关键。

获奖人从钙钛矿 LED 器件的发光机理入手,利用钙钛矿-聚合物的异质结构几乎完全抑制了钙钛矿材料本体和器件界面上的非辐射损失,首次实现了近 100% 的 LED 内量子效率,以及创纪录的大于 20% 的外量子效率。

这项研究也被《自然·光子学》选为了当期的封面,其利用钙钛矿-聚合物异质结构突破了钙钛矿 LED 效率的世界纪录,让钙钛矿 LED 这种制备简单、成本低廉的技术在未来更具发展潜力。

此外,为了解决钙钛矿材料实现大规模应用化面临的主要问题之一:含有毒性。获奖人利用锡替代铅的方式降低了钙钛矿的毒性,也是最早探索高效锡铅混合钙钛矿太阳能电池的研究人员之一。其研究为推动钙钛矿光电子技术的规模化应用起到了很大的作用。

朱诗优

年龄:30 岁

职位:北京大学博士后

获奖理由:他建立和优化基因组高通量功能性筛选方法学,实现安全高效的 RNA 单碱基编辑。

获奖人的研究课题聚焦于基于 CRISPR-Cas9 系统的基因敲除的高通量功能性筛选方法学的建立和优化,获奖人首次建立了在哺乳动物细胞中的基因敲除功能性筛选,该遗传学工具彻底改变了研究基因功能的方式,并建立了首次报道实现的对于非编码 RNA 等基因组非编码元件的功能性敲除筛选方法学。

此外,获奖人和同事建立了全新的 RNA 编辑方法——LEAPER 系统,首次实现不依赖任何外源蛋白表达的核酸精准高效编辑,展现出 LEAPER 在基因修复和疾病治疗领域的巨大潜力。

远见者

李磊

年龄:32 岁

职位:加州理工学院博士后学者

获奖理由:投身于生物医学成像研究,致力于开发新一代的生物成像设备,他希望更好地了解人类大脑,更清晰地观察检测人类疾病。

获奖人主持搭建了目前最先进的光声计算层析系统——单脉冲全景光声计算层析系统,实现了高速度(最高达 20kHz 帧速),高分辨力(100 微米),高穿透深度(大于 5 厘米)成像,并集结构性、 功能性和分子性成像于一体。此系统在生物医学成像领域属于首创。

获奖人提出了将光敏开关蛋白探针与光声成像结合,首次实现了多尺度、高灵敏度、高对比度成像。利用该技术跟踪了活体深层组织内癌细胞的生长和转移,并且实现了对单个癌细胞的超分辨(140 纳米)成像。

获奖人首次实现了将遍历腔引入到光声成像中,完成了对多维度空间信息的时间复用。该技术首次实现了利用单个传感元进行二维光声成像,实现了高达千赫兹的帧率,无需任何机械扫描,极大地简化了系统,降低了成本,同时保持了成像品质。

朱林晓

年龄:32 岁

职位:密歇根大学博士后研究员

获奖理由:他专注于研究制冷和热光伏技术,不断解锁高效利用能源的障碍。

获奖人深耕纳米光子学和制冷技术多年,在热辐射控制理论和实验两个方面均做出了突破性贡献。

获奖人使用纳米光电子器件首次实现了无需激光的光致制冷技术,在电子元件散热和航空航天领域拥有巨大应用潜力,为热辐射控制领域开拓了全新的科研方向。在此之前,他与合作者从理论上证明了可以利用发光二极管发出的非相干光实现制冷。

获奖人还致力于研究新的热光伏技术,把热发射体和热光伏电池间的距离降低到纳米尺度,大幅提升了废热转电能的效率,对能源的高效利用和拓展可再生能源的应用前景做出了重要贡献。

张旭

年龄:32 岁

职位:卡内基梅隆大学电子工程与计算机系助理教授

获奖理由:他设计制造出仅为原子级厚度的高频集成电路,为“后摩尔时代”超越传统硅基芯片探索新的可能性。

获奖人专注于探索柔性二维半导体材料的结构与应用,带领团队设计制造出原子级厚度的柔性高频集成电路,不仅攻克了高频无线能量采集的技术挑战,突破了传统柔性半导体的频率瓶颈,而且还刷新了系统集成的柔性整流天线截止频率的最高纪录,成功涵盖 Wi-Fi、蓝牙波段的无线供电。

获奖人的创新成果对于可穿戴设备、柔性电子学和物联网等领域拥有重要应用价值,为“后摩尔时代”超越传统硅基芯片开拓了新的突破口。

发明家

陈硕

年龄:35 岁

职位:加州大学伯克利分校博士后

获奖理由:他发明了一种用光无创控制脑内神经元的方法,有望帮助治疗帕金森症、抑郁症等疾病。

世界上三分之一人口受到神经疾病困扰,并且缺乏有效的治疗手段。植入脑电极虽然效果显著,却因创伤性太高无法普及。另一种思路是,将光敏离子通道蛋白表达在神经元上,然后利用蓝光控制离子通道开合。但如何让蓝光穿透脑组织又是一大难题。

获奖人则发明了一种方法,事先将上转换纳米材料植入脑内要控制的神经元附近,这种材料能将穿透性强的红光转化为离子通道可响应的蓝光。如此一来,用红外线从脑外控制特定神经元就成为可能。

《科学》杂志评价道,“这可能开创了一条道路,让人们能用光控制情绪障碍,治疗帕金森症甚至瘫痪。”

陈子博

年龄:28 岁

职位:加州理工学院研究员

获奖理由:他用人工设计的蛋白质,来从头编程生命。

获奖人通过精确地设计蛋白质氢键网络,实现蛋白质之间的结合特异性,从头设计并验证了高度特异性的蛋白质同源和异源二聚体,且都是自然界不曾有过的蛋白质,这是蛋白质设计领域第一次将“蛋白质版本的 DNA 碱基配对”这种新型相互作用方式应用在人工设计的蛋白质上。

此外,获奖人还成功把从头设计的蛋白质自组装成二维材料,并演示了如何通过优化相互作用界面处的序列,将单个构建块设计为两个不同的阵列几何结构,在可编程化的智能材料领域具有广泛的应用前景。

刘凯

年龄:32 岁

职位:清华大学助理教授

获奖理由:他从事高安全性锂离子电池的科研工作,系统研究了锂离子电池的热失控机理,在材料层面提出了提高锂离子安全性的一系列新方法。

获奖人在电池热失控的“萌芽”阶段,引入动态超分子作为锂金属电极的“智能反馈”涂层,提出了抑制锂枝晶产生的全新方法;在“蔓延”阶段,提出“反应-保护”型隔膜新机理,利用化学淬灭减缓了锂枝晶生长速率,将锂金属负极使用寿命延长了 6 倍;在“爆发”阶段,构建了具有热刺激响应功能的“分子灭火器“,在不影响锂离子电池性能的前提下,将电解液自熄灭时间缩短了近 30 倍。

系列成果在本质上大幅提高了锂离子电池的安全性,有望使电动汽车、手机等摆脱着火命运。

李剑宇

年龄:31 岁

职位:加拿大麦吉尔大学机械工程系助理教授

获奖理由:为满足生物医疗需求,他让生物材料更接近人体组织。

目前软质生物材料的性能远低于⽣物组织。获奖人致力于开发更加仿生和高性能的生物材料,做到不仅在化学性质上接近人体组织,同时在机械性质、生物活性上也与健康的人体组织相近。

获奖人采用多学科交叉方法研究和改进软质生物材料的力学性能、生物活性、智能响应和药物细胞递送功能。获奖人的研究极大地提高了软质生物材料的断裂韧性、组织粘附性能和药物控释的能力。

目前获奖人的团队已经开发一系列新型生物材料,例如,用于取代手术缝合线来闭合伤口的仿生生物胶水、用于关节软骨和椎间盘修复的高性能植入材料,以及用于控制大出血的新型止血材料等。

李灵

年龄:34 岁

职位:弗吉尼亚理工大学机械工程系助理教授

获奖理由:他发现一系列多功能生物材料的设计原理,极大拓展了人们对生物材料的认知。

在生物材料研究中,获奖人发现了一种 99% 由方解石构成的贝壳,却具有 10 倍于方解石的抗压能力,同时保持透明。这种贝壳由 1000 多层方解石晶体构成,层与层之间的界面仅一两纳米,能让光线穿梭其间时不会被散射。同时层间有有机物粘着,防止裂纹扩散,并且方解石受压会产生栾晶,使贝壳拥有像金属般的抗损伤性能。

此外,获奖人的另一项研究则登上《科学》封面报道。获奖人发现一种贝壳能形成直径不足 1/10 毫米的矿物质眼睛。这种眼睛能聚光成像,并且在近一千万年才进化出来,颠覆了人们对眼睛进化的研究。

获奖人在一系列多功能生物材料所取得的研究成果将会对人们开发下一代材料提供全新的启发。比如说,在生物上发现的透明且抗压的材料,有望帮助制成新的电子器件保护屏。

林松

年龄:33 岁

职位:美国康奈尔大学助理教授兼米皓文研究员

获奖理由:他用电化学取代传统制药路径,发现“过去十年最有价值反应”。

找到高效的催化剂,是电化学的发展重点。获奖人在该领域做出两项杰出研究。

在能源领域,获奖人团队发明了一种有机催化剂,将钴卟啉聚合成多孔材料作为催化剂,使二氧化碳转化为碳燃料的转化效率、催化剂稳定性和产物纯度都大幅提升。

在制药领域,获奖人团队则设计出邻二胺的电化学合成路径,并找到了高效催化剂,被《科学》杂志的审稿人称赞为“过去十年最有价值的电化学转化反应”。当这种合成方式被广泛应用,制药企业就能避免使用昂贵、高污染的化学试剂,减少污染物排放。

值得关注的是,获奖人的研究在工业领域均有很好的实用价值。他已经计划和制药公司合作测试,然后围绕相关产品创业。

马健

年龄:35 岁

职位:晶泰科技联合创始人兼 CEO

获奖理由:他打造高效、高精度的人工智能药物设计平台,用计算驱动新药研发。

获奖人在麻省理工学院做博士后期间,围绕光合作用体系能量输运中的量子纠缠效应,系统地发展了一套有效的解析数值方法,揭示了量子相干和纠缠在光合作用中的效应。

创业后,获奖人在晶泰科技公司融合打造了高效、高精度的 ID4 人工智能药物设计平台,利用该平台提供药物固体结构与性能预测、先导化合物智能设计与优化等计算服务,并支持助力超过 100 个新药管线,涉及 500 多项研发活动。

目前基于该平台提供的药物研发服务已得到来自包括美国辉瑞制药有限公司在内的多家全球制药 50 强企业的长期订单和高度评价。

唐力

年龄:33 岁

职位:瑞士洛桑联邦理工大学助理教授

获奖理由:他用开创性的工作,为免疫治疗与癌症疫苗研发开路搭桥。

获奖人在过继性 T 细胞疗法的基础上,通过独特的纳米技术,开创性地为T细胞设计了智能纳米颗粒“药物背包”,显著增强了T细胞疗法效果与安全性。

同时独创性地构建了“Neoantigen 预测 +PNE(缩聚物新表位)疫苗递送”两大底层技术平台,以完成新生抗原预测与无载体疫苗递送,及精准免疫疗法的个性化癌症疫苗设计。该平台相较于传统技术,高效、稳定、低成本,将是未来针对每个独立病人的精准个性化疫苗设计乃至整个癌症治疗领域的强大助力。

唐强

年龄:35 岁

职位:新泽西理工学院计算机系助理教授;京东集团-新泽西理工-中科院软件所区块链联合实验室主任

获奖理由:堵上无处不在的“后门”,拨开分布式经济的迷雾,他用密码学和区块链在信息时代重建信任。

获奖人在密码学的基础理论和实际应用,包括个人隐私、版权保护、密码货币等多个领域作出了突破性的成果,对密码学和网络空间安全领域产生了极大的影响。

获奖人和合作团队对抵抗“后门”的密码学研究是世界首个对该方向系统、全面、开创性的研究,并取得了一系列突破性的成果,由此开创了全新的研究方向:Cliptography,获得一系列权威认可。

在区块链领域,他把区块链技术最核心的部分分为分布式应用、共识协议和密码学支撑模块三个层面。这为研究者提供了一个发现问题和解决问题的系统思路。获奖人则致力于对每一层的核心挑战都展开研究,并与工业界开展深度合作,推动底层技术突破到实际落地。

杨远

年龄:34 岁

职位:哥伦比亚大学应用物理与应用数学系助理教授

获奖理由:他在热管理、先进电池等能源科技领域取得了一系列成果。

在热管理方面,获奖人开发出了一种简单、廉价的辐射制冷涂料,不需要电力就可以实现自动降温,应用于建筑外表面时,温度可比同颜色的常规涂层低 5-10 摄氏度,有助于降低建筑制冷能耗。

在先进电池领域,获奖人开发了一种改善固态电解质和锂金属的界面稳定性的方法,可以显著提高固态电池循环寿命。

此外,还发明了多种可弯曲的柔性电池,其能量密度可以达到同样尺寸的锂离子电池的 80%-90%,应用于便携式电子设备时,可以显著增加设备的续航时间。相关研究有望对节能建筑、能源储存等领域的发展产生重要影响。

周南嘉

年龄:33 岁

职位:西湖大学研究员

获奖理由:他实现了当下最高精度的电子 3D 打印。

目前,市面上的 3D 打印技术精度能够达到数十微米或百微米,而这对加工许多电子器件来说还远远不够。获奖人以新材料作为突破 3D 打印精度极限的核心,设计全新的 3D 打印功能材料,结合超高精度 3D 打印技术实现当下最高精度——百纳米至微米级别电子 3D 打印。

通过实现超高精度,获奖人将 3D 多材料打印技术引入到芯片等高端制造领域,已经做到用 3D 打印进行 GHz 级别的高频、射频电子器件的封装及集成工艺;利用 3D 打印技术制造无源器件,可将天线尺寸缩小至十微米至百微米级别。

这一做法较现有的加工方式,在精度上提升了 1-2 个数量级,从而使得 3D 打印技术得以应用到 5G 射频技术等领域,为未来小型化、集成化、个性化电子设备提供新的制造方案。

张婷

年龄:34 岁

职位:浙江大学讲师

获奖理由:她将声学遥测技术用来探秘大海,并创造了全新的技术应用思路。

获奖人首次发展了一种高分辨率全极化远场层析显微成像技术(TDM) ,极大地拓展了 TDM 的应用领域。她还将复杂逆问题求解方法应用于海洋声学遥测领域,从遥感体系的角度研究机会声源的应用,致力于利用机会声源进行海洋环境观测。

针对水下目标定位与分类,突破性地提出了基于数据的去卷积方法来消除信道畸变,为声色技术在海洋中的应用提供了全新的思路,在推广和应用海洋声学遥测技术方面做出了重要贡献。

赵宇吉

年龄:33 岁

职位:亚利桑那州立大学助理教授

获奖理由:他要做出“最亮” LED,减少全球在照明和电力转换上的能源消耗。

高电路密度下的效率衰退问题困扰了 LED 产业界多年。博士期间,获奖人发现氮化镓六方晶体的某个非极性面,掺杂效果远好于其他面,并最终在这个晶面上制备出无效率衰退 LED,相关成果被《应用物理快讯》和《应用物理学快报》评选为年度最佳论文,译成中、德、法、西等六种语言,并被《科学》《自然·光子学》《复合半导体》、美国光学学会(OSA)等广泛报道 100 余次。

组建独立实验室后,获奖人研发出了全球范围内最先进的垂直 GaN 功率晶体管,能用在大电流和高电压环境的电力转化下。美国能源部认为该成果有望在 3 到 5 年内被半导体巨头产业化。目前全球 10% 的功耗为电力转化损耗,获奖人的相关工作是降低这一损耗的主要途径。获奖人亦在研究高温器件和量子光子学器件等领域有重要研究成果。

2019 年 8 月在美国白宫,获奖人接受了美国总统颁发的美国青年科学家总统奖(PECASE)。

人文关怀者

刘竹

年龄:34 岁

职位:清华大学副教授

获奖理由:他与研究团队开拓性地提出水泥材料的人为碳汇作用,提供了增强人为碳汇和负排放技术作为应对全球变化的解决方案。参与研究全球尺度碳循环定量并对其做出重要贡献。

获奖人通过对水泥等基础设施碳化过程对全球碳收支的影响,提出水泥可能是一个潜在的人为碳汇,并为未来通过新型建筑材料实现碳封存等负排放技术提供思路。

获奖人还通过大数据技术开展多项全球碳收支定量研究和系统评估,研究成果对完善全球碳数据及制定应对全球气候变化的相关政策均具有重要意义。

倪俊

年龄:32 岁

职位:上海交通大学特别研究员,长聘教轨副教授

获奖理由:他用光合微生物变废为宝,直接将 CO2 高效转化为一系列高值天然产物。

获奖人专注于绿色合成研究,基于合成生物学手段,率先将光合微生物用于直接转化太阳能和温室气体CO2,生产一系列高值天然产物。通过构建人工代谢陷阱,使得光合效率提高近 7 成,并揭示了光合电子链的重构机制。同时变废为宝、化腐朽为神奇,通过绿色工艺对富含木质素的农业废弃物进行高值化利用。

该研究很可能会带来颠覆性的新型产业化模式,不仅仅推动经济增长,更将会在食品安全、能源供给、气候变化等多方面带来革命性的推动,具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。

同丹

年龄:28 岁

职位:加州大学欧文分校博士后研究员

获奖理由:她首次揭示全球贸易隐含的 PM2.5 跨界污染的健康影响,并警示如全球现有能源设施按当前运行状况排放,将无法实现控制全球升温在 2100 年前低于 1.5 摄氏度的目标。

获奖人研究发现:污染会随国际贸易从实际消费国转移到生产国,国际贸易使发展中国家 PM2.5 污染暴露和过早死亡人数增加。发展中国家应当加速淘汰落后低端产能,减少本地排放;国际社会也应当倡导可持续消费,建立合作机制来促进技术转移。这一研究对政策制定有巨大的现实意义。

此外,获奖人还作出两项杰出研究:她首次建立了全球尺度以机组为单元的电力行业大气污染排放数据库,揭示了全球高污染发电机组的排放情况;她还测算表明,即使只考虑现役和已规划的基础能源设施(按历史运行状况),未来碳排放也会大幅超过 IPCC(政府间气候变化专门委员会)设定的 2100 年温升不超过 1.5 摄氏度目标下的剩余碳排放空间,指出各国必须加速淘汰化石能源设施,向绿色低碳发展和清洁能源系统转型。

未来,获奖人希望侧重于未来排放情景研究,为政府制定切实可行的减排措施做出努力。

毫无疑问,“创新,是从 0 到 1 的革命”“科研工作的使命,就是探索无人区,拓展人类知识的边界” “感谢这个时代,让我们的创新机会远超过去” “不忘初心,为下一代技术加速”,以上是 2019 年榜单获奖人对于科研创新的自我期许。

而对于中国科技创新模式的发展,他们同样也怀抱热情与抱负:“基于人海战术的科研产业模式已不再有效。下一代科研和技术的突破会产生于踏实的成熟理性探索,这是青年科学工作者的大好机会” “科技创新的路上,跑在后面就会被淘汰,没有核心技术就会被牵着鼻子走”“掌握主动权才能持续领跑”“与更多中国企业共同站在科技创新行列,必定能创造更多的机会”“模式创新所积累下来的大量数据,将依靠科技创新带来新的一波红利”“世界范围内的新兴技术不断涌现,我们必须抓住这些潜在增长点,进而培育孵化自有新兴技术”。

因此,尽管 2019 年底的这个冬天,是许多人口中的 “资本寒冬”,但在《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”中国区 2019 年榜单中,在每一位获奖人身上,我们看到的却是充满热切希望的新兴时代力量。

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