浦江创新论坛勾勒未来产业新图景
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9月7日至10日，以“共享创新 共塑未来：构建科技创新开放环境”为主题的2024浦江创新论坛在上海举办。全球各界人士齐聚浦江之畔，共话开放创新。
从空天海洋到生物医药，从未来材料到未来能源，2024浦江创新论坛组织了多场未来产业论坛，邀请各界专家探讨未来科技发展的趋势，为未来产业描绘发展图景，产业界、投资界从中把握未来科技发展方向，抢占产业和投资先机。
科技的力量碰撞、合作的火花四溅，一场未来感十足的技术与投资盛宴正在上演！
未来材料
信息产业与新材料双向奔赴
◎记者 谭镕
信息超材料与AI算法、软件能否较好融合？新材料能否赋能6G发展？未来信息产业在后摩尔时代应如何发展？9月9日，在2024浦江创新论坛“面向未来信息产业的新材料创新发展论坛”上，与会嘉宾探讨未来信息材料在储存、传输和计算等领域的最新进展、技术挑战与未来趋势。
“新材料是未来信息产业发展的重要基石。”中国工程院院士、苏州实验室主任徐南平表示，应积极打造开放融合的平台，加强与高水平科研机构、大学、科技领军企业等协同创新，促进信息产业与前沿材料的深度融合。
未来信息材料的技术挑战和趋势成为与会嘉宾关注的重点。中国科学院院士、南京大学教授祝世宁表示，薄膜铌酸锂具有低损耗、易调控、非线性等优势，在高速通信、精密感知、光计算等场景有广泛的潜在应用，但是要实现大规模光子集成制造还面临一系列的加工制造问题。
中国科学院院士、松山湖材料实验室主任汪卫华表示，高频、高性能软磁材料对第三代半导体性能的发挥起着重要支撑作用，现有软磁材料无法兼具高饱和磁感应强度、高频磁导率和低损耗，严重限制磁器件的高频化和小型化，迫切需要新一代软磁材料。
中国科学院院士、东南大学教授崔铁军表示，信息超材料具有三大特点：实时可编程地控制电磁场与电磁波、同时操控电磁波和处理数字信息、与AI算法与软件天然融合。其在无线通信中的应用——可重构智能表面（RIS）被列入了世界经济论坛发布的2024年十大新兴技术。将电磁与大模型有机融合，能够打破封闭虚拟空间语言大模型对外部物理世界控制的壁垒，实现人与外部环境的灵活互动。
新材料在信息产业的广泛应用前景也颇受关注。“未来，铌酸锂等新材料或将被广泛应用。人们将推动铌酸锂等新材料广泛应用于面向5G应用的光电子芯片，新型光学传感应用光电子器件，面向光计算、人工智能的光子集成芯片，AR/VR光学超构成像、光学微结构，量子光学器件等。”祝世宁表示。
“未来5到10年，非晶、纳米晶带材的广泛应用将催生信息和新能源领域数千亿元产业规模。”汪卫华说。
“产业化”成为会上的高频词，与会嘉宾就产业化落地实践展开探讨。
祝世宁说，目前，团队依托南智光电打造国际一流“铌酸锂+x”光电异质集成研发与中试平台，设备规模3.5亿元，超净间5000平方米。在与企业合作方面，累计服务客户300多家，广泛辐射长三角区域光电企业、科研机构，孵化聚集40余家光电类初创公司，创造近50亿元年产值。同时，团队联合光电领域优势资源，共建江苏省光电技术创新中心，致力于与产业界伙伴深化合作，共同推进铌酸锂及相关领域产业发展。
汪卫华介绍，团队研发的高频磁导率新材料已成功实现工业中试生产，并掌握工业磁场热处理技术，能够获得具备低成本、良好可成型性和优良热稳定性的非晶合金材料，在新能源汽车、光伏逆变器、5G终端等领域有巨大的应用需求。
链主推动、强强联手成为合作“关键词”。“在产学研用融合方面，团队通过与中国移动展开中国移动智能超表面深度应用探索；推动东南大学、重庆邮电大学等展开联合创新，打通产学研用全链路。”崔铁军说，在应用场景上，团队与中国移动合作，面向“8D”重庆复杂地形，探索RIS八大场景应用，例如隧道、桥梁、风景区、商圈、居民区等。此外，团队还与中国移动结合，应用“RIS+无人机+数字孪生”技术，助力低空经济发展。
绿色低碳
绿色化技术大势所趋前景无限
◎操子怡
“绿色化技术前景无限。”9月9日，在2024浦江创新论坛“绿色低碳创新论坛”上，中国工程院院士，华东理工大学资源与环境工程学院党委副书记、院长汪华林说。围绕氢能、生物质能、光伏电池、新型储能等细分赛道，与会嘉宾探讨了绿色化发展方向和潜在挑战。在他们看来，在全球气候治理背景下，减少化石能源消费、推动全球能源转型，是提高未来能源技术竞争力的必经之路。
2022年8月，科技部等九部门印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》，统筹提出支撑2030年前实现碳达峰目标的科技创新行动和保障举措，并为2060年前实现碳中和目标做好技术研发储备。
加拿大工程院院士，不列颠哥伦比亚大学化学工程与生物工程系教授、清洁能源研究中心主任毕晓涛表示，在中国的能源结构中，煤炭、石油、天然气等传统能源依然占比较高，如果要进行去碳，要逐步把煤炭为代表的化石能源去除。
毕晓涛表示，中国是全球制造业的中心，工业和制造业是能源消耗最大的领域，其次是电力生产。相较而言，尽管目前汽车电动化是大趋势，但其实交通领域的碳排放较低。“如果要进行能源转型，首先就要进行工业转型，这一点非常重要。如何进行工业转型，就是要从传统制造业转向高端制造、服务业、教育业以及旅游业”。
“全球可再生能源还是比较短缺的，无论是高需求国家还是资源发达的国家，都面临短缺的问题，所以市场需求量非常庞大。”毕晓涛说。
在论坛签约环节，安徽颍冕科技有限责任公司、绿技行（上海）科技发展有限公司分别与上海海事大学签订“甲醇增程动力船舶关键技术开发与应用示范协议”“绿色低碳航运合作框架协议”，将合作开展产学研深度合作，持续推进长三角地区交通领域的甲醇燃料应用，为长三角航运绿色低碳一体化发展提供有力支撑。
同时，绿技行（上海）科技发展有限公司与武汉双碳产业发展服务有限公司签订“双碳合作战略协议”，共同筹建“碳足迹服务公共平台”，该平台聚焦碳足迹的精准计算，同时集ESG数字化管理，CBAM智能辅助填报等功能为一体，为企业提供一站式绿色转型解决方案，助力武汉与上海两地全国碳市场中心和碳金融中心建设。
汪华林表示，过去的发展过程中，数字化发展快，绿色化发展慢，绿色化也成为整个经济社会发展增长中较薄弱的环节，但是再过几十年，绿色化就会变成更有前途、更有希望的技术。“与绿色化相比，数字化算是简单的。数字化是0和1之间的转化，而绿色化光是化学元素就有100多种，碳、氢、氧结构也有很多种，更复杂、更难”。
他表示，此前华东理工大学主要围绕从碳氢到二氧化碳，以及二氧化碳变成碳氢氧这两条线在做研究。未来，二氧化碳如何变成航油、燃油，以及生物质如何通过脱氧变成石油、天然气等燃料，将成为科技创新的重要任务。
生物医药
为全球健康高质量发展
贡献“上海智慧”“中国方案”
◎记者 严曦梦
全球诊断领域亟需各界的关注与资源投入。据世界卫生组织估算，约70%的医疗决策是基于检测结果做出的，但仅有3%至5%的医疗预算投入诊断领域。9月8日，在2024浦江创新论坛“全球健康与发展论坛”上，与会嘉宾表示，面对挑战，迫切需要凝聚全球智慧，加强人才交流与国际合作，共同推动创新诊断产品的研发与应用，实现人类对健康美好生活的共同向往，为全球健康高质量发展贡献更多“上海智慧”“中国方案”。
显微镜、X射线、PCR技术、基因组测序技术……人类历史上，每一次检测技术的飞跃，都推动了重大疾病防控领域突破性的进展。
比尔及梅琳达·盖茨基金会北京代表处首席代表郑志杰表示，诊断是抵御疾病的最前沿。如今，对更加精确、简便快捷和经济实惠的检测技术及工具的需求更加迫切。然而，全球在检测领域面临着硬件和软件等诸多挑战。
一方面，结核病、疟疾等历史悠久的传染病亟需实现检测技术的迭代与突破。同时，不断涌现的新型传染病也在挑战人类迅速研发、规模生产和普及应用创新产品的上限。另一方面，即便是已有的检测技术和产品也面临公平获取和普及的难题。
郑志杰表示，促进诊断公平是实现健康公平的重要一环，而中国是这一领域的重要合作伙伴。比尔及梅琳达·盖茨基金会期待与包括中国在内的全球伙伴一起，进一步推动诊断技术与产品的创新和应用，确保中低收入国家最有需要的人群也可以从中公平地受益。
科技创新澎湃，全球健康诊断产品研发与应用迎来前所未有的机遇。当前，诊断领域基于人工智能的“中国方案”不断涌现。
“目前，中国已经具备运用AI辅助阅读胸部X光片、进行自动结核病筛查的能力。这大大降低了传统胸片筛查对专业技术人员的需求，节省时间与经济成本。同时，中国还积极为全球诊断公平作出贡献。”郑志杰说。
近期，两款由中国企业自主研发生产的疟疾快检产品通过了世卫组织预认证，并被正式列入体外诊断产品推荐采购名录，为丰富全球快检市场、保证产品及时大量供给提供了更多可能性。
在智能听诊器领域，上海交通大学医学院附属新华医院院长孙锟团队已经联合16家综合性或儿科专科医院开展多中心临床研究，收集患儿的心音音频、心超报告等临床检查结果及相关数据，从而打造多中心、多模态的先心病临床数据样本库。其研发的人工智能听诊器的准确率可达97%。
未来氢能
绿氢制造迭代技术与装备研发持续突破
◎记者 谭镕
如何助力绿色氢能产业快速发展？如何通过机器实现高效催化生物质转化及协同？如何通过自折叠微型折纸机器人，实现电子纳米膜材料的自组装，生成精细的人工单元？9月8日，在由上海交通大学承办的2024浦江创新论坛“未来材料：交叉创新与可持续发展专题论坛”上，与会嘉宾对上述议题展开探讨。
“随着纳米材料与技术的发展，绿氢制造技术发展中的科学前沿与工程技术难题不断被解决，绿氢装备核心性能指标持续突破。团队纳米催化组件产品装机性能指标也不断突破，千标方级单槽可年度节电逾200万千瓦时。未来，团队将继续聚焦绿氢制造迭代技术与装备研发，为中国钢铁工业低碳发展注入‘氢动能’。”中国科学院院士、发展中国家科学院院士、北京科技大学教授张跃表示。
绿氢，是指通过太阳能、风能等可再生能源发电直接制取的氢能，生产过程中基本不产生温室气体。钢铁行业是我国碳减排的主战场，构建基于氢冶金技术路线的冶金新生态，将加速钢铁工业绿色转型。“近年来，国内绿氢市场需求规模陡增，预计到2060年，电解水制绿氢需求将达1亿吨，占国内氢能市场总量的80%以上。”张跃说。
绿氢较灰氢与蓝氢碳排放优势显著，但当下绿氢价格居高不下，制氢电耗仍是制约其替代传统灰氢的主要瓶颈。绿氢关键装备的发展突破是氢能市场高速发展的核心保障。
“催化组件作为绿氢装备碱性电解槽的功能核心，其存在的活性与稳定性等挑战严重制约了装备的制氢单位能耗、电流密度极限、服役稳定性等性能指标突破。关键科学问题包括催化材料活性位点高效设计、催化优势反应路径精准调控、催化服役界面传质行为高效管理等。”张跃说，团队系统开展了从实验室科学前沿到工业化复杂服役条件的全流程探索，不断解决了稳态、亚稳态、完全失稳反应条件下的科学前沿、应用基础与工程技术难题。
如何从实验室走向产业化？“团队储备技术要服役一代、研发一代、预研一代。”张跃表示，在推动纳米催化组件产品研发与迭代方面，团队发展纳米材料与技术，设计研发了系列型号催化电极组件产品，完成了催化组件从实验室研发到规模生产的全链条技术攻关。目前，纳米催化组件产品装机性能指标也不断突破，稳定服役寿命大幅延长，实现了制氢装备低成本、高性能与高稳定性的兼顾，持续推动制氢装备降本增效、制氢电力成本大幅削减，助力绿氢产业变革。
“为了加速落地与应用，团队设计研发并建造了首条纳米催化组件智能制造产线，在实现规模化高效生产的同时，打造低排放、零污染的催化组件产品制造链条。”张跃说，未来，纳米催化组件与整机装备迭代发展将持续支撑制氢装备制造成本大幅降低与能耗效率逼近理论极限，不断引领绿氢价格下探，推动中国能源转型逐“绿”而行。
中国科学院院士、上海交通大学教授张荻巧借生物构型多样性及其独特结构效应，分享了“遗态复合材料”的新概念，其团队建立了秉承自然精细构型的新型复合材料构筑方法，创制了一系列具有生物精细构型的新材料，发现了构型与组分耦合的新现象，揭示了构效机制，为材料的生物构型化复合研究提供了新方法。
会上，来自德国、土耳其等国家的材料科学领域专家分享了他们在新材料研发、环境友好材料、产业应用等方面的最新研究成果和经验。六位来自国内不同高校、科研机构的材料领域青年学者代表围绕新能源材料、未来信息材料等领域的最新研究进展及产业应用开展深度研讨，包括太阳能光催化分解水关键材料、钠离子电池发展和趋势、质子交换膜电解水析氧催化剂、碳基超快电子源等。
“未来材料技术是聚焦探索基于新物理、化学、生物效应的新材料，探索材料设计与制备的新原理、新方法。需要加强跨学科交流与合作，促进不同学科之间的交叉融合与可持续发展，共同推动未来材料领域的科技创新和应用发展。”上海交通大学党委常委、常务副校长刘卫东表示。
