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在科教兴国路上绘就科技自主浓墨重彩******

　　【奋进新征程 建功新时代·深入学习贯彻党的二十大精神·重庆大学】

在科教兴国路上绘就科技自主浓墨重彩

——重庆大学师生深入学习贯彻党的二十大精神

光明日报记者 张国圣 光明日报通讯员 赵深艳

　　“树立远大理想，勇于将小我融入祖国大我，脚踏实地做好每一件事。”党的二十大代表、重庆大学党委书记舒立春，最近连续为学校2022级本科生上了数堂形势政策课。舒立春结合学习贯彻党的二十大精神，勉励同学们不负青春韶华，不负时代重托，以重大人的责任担当为实现中华民族伟大复兴接续奋斗。

　　党的二十大胜利闭幕后，重庆大学迅速成立了由党的二十大代表、校领导、思政课教师、辅导员以及学生党支部委员、团学骨干等183人组成的师生宣讲团，以传达报告会、理论学习中心组学习会、形势政策课、专题党课等多种形式宣讲，在全校掀起了学习贯彻党的二十大精神热潮。

　　以“大平台”打造国家战略科技力量

　　10月31日15时37分，搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场准时点火发射。约8分钟后，梦天实验舱与火箭成功分离并准确进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。

　　“热烈祝贺梦天实验舱发射成功”“为全面推进中华民族伟大复兴而团结奋斗”……重庆大学机械传动国家重点实验室一楼大厅内不时响起阵阵掌声，机械与运载工程学院师生在这里举行主题党日活动，并邀请问天实验舱和梦天实验舱阿尔法对日定向驱动机构对构齿轮传动研发负责人陈兵奎，讲述他历时8年攻克极端工况下对构齿轮多项关键技术，助力“问天”和“梦天”24小时不间断追踪太阳的科研经历。

重庆大学潘复生院士团队。资料图片

　　陈兵奎所在的重庆大学机械传动国家重点实验室紧跟国家重大战略，瞄准国防和国民经济建设对机械传动系统的重大需求开展科技攻关。近年来，实验室相关研究成果先后为嫦娥四号生物科普试验载荷、嫦娥五号着陆验证系统、首次月面无人钻取采样等重大任务提供关键技术支撑。

　　我国高压输电行业的拓荒者、重庆大学电气工程学院教授蒋兴良牵头建设的湖南雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站，是世界上第一个能源装备安全防御野外科学观测研究站。多年来，蒋兴良率科研团队坚守冰雪高山做研究，在电网防冰减灾领域不断取得重大突破，为“西电东送”等国家重点工程作出重要贡献，相关研究成果还为能源装备安全储备了原创科学数据和关键技术。

　　“重庆大学正以国家重点实验室优化重组为契机，探索创新平台管理体制和运行机制改革，通过强化有组织的科研加快建设国家级创新平台，打造国家战略科技力量。”中国工程院院士、重庆大学校长王树新说。

　　党的二十大报告对西部大开发、长江经济带发展、成渝地区双城经济圈建设、推动共建“一带一路”高质量发展等作出了战略部署。为更好地服务国家重大战略部署，重庆大学以现有的国家重点实验室为核心，高质量建设由“先进制造”“智慧能源”“低碳技术”“先进材料”“电子器件”“人工智能”等领域组成的科学中心，围绕国际学科前沿、国家重大需求和区域经济产业发展，全链条开展基础研究、关键技术和应用研究，努力打造服务重庆及西部地区经济社会发展的基础研究和创新发展研究高地，形成服务国家需求和支撑前沿研究的战略科技力量。

　　以“大项目”服务国家重大需求

　　12月5日，在山东省菏泽市某风电场项目，中国船舶集团旗下中国海装成功完成165米级钢混塔筒机组的吊装，其支撑结构采用了中国工程院院士、重庆大学钢结构工程研究中心主任周绪红和王宇航团队研发的钢-预应力混凝土混合结构塔筒。这种混合结构塔筒打破了国外技术垄断，与100米轮毂高度传统纯钢结构塔筒相比，发电量提高25%~28%，每年新增总发电量约135亿千瓦时，可供约647万户家庭的全年用电，按等电量替代火电计算，相当于节约标煤700万吨，经济效益和社会效益显著。

　　新型能源材料及装备是能源战略转型的关键支撑，其中镁电池和镁储氢等镁基储能材料潜力巨大。中国工程院院士潘复生牵头在重庆大学国家镁合金工程技术研究中心组建的镁电池研究团队和镁固态储氢团队，已成功研发多种镁离子电池和新型储氢材料。由重庆大学国家镁合金工程技术研究中心联合广东国研、广东省科学院等单位合作完成的“镁离子电池”项目，还获得2022年国际“镁未来技术奖”。

　　重庆大学还与重庆两江新区联合共建重庆新型储能材料与装备研究院，瞄准能源转型前沿技术打造国家级储能科技创新平台，并面向全球发布了一批示范项目和人才招募“英雄帖”。知名专家学者严谨的治学态度和对科研前沿的敏锐把握，也潜移默化地激励着青年师生。

　　“周老师经常在工程一线挖掘科学问题，理论结合实践解决问题。团队的年轻人不只是以他为学业导师，更奉他为人生导师。”王宇航表示，周绪红院士目前正带领团队开展海上风电工程结构研究，为保障深远海区域龙卷风、洋流、海浪侵蚀等极端情况下风电设施结构安全提供基础理论和关键技术支撑。

　　以“大改革”打通人才培养和科技创新全链条

　　高校是培养科技创新人才的主阵地，积极探索人才培养模式改革创新，是新时代高校肩负的新使命。

重庆大学校园风景。资料图片

　　2022年，教育部印发《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》，明确了加快国内碳储领域相关专业学科、科研平台建设和人才培养的重点任务。“2021年学校获批开设碳储科学与工程专业，成为全国首批四所获批开设该专业的高校之一。”重庆大学资源与安全学院副院长陈结介绍，学校紧扣国家“双碳”战略需求，提前谋划制定完善碳储科学与工程的培养方案，并致力于碳捕集利用与封存等领域的领先技术研发，填补我国在碳捕集、碳利用、碳封存、碳管理及碳交易等方面专业复合型人才培养的空白。

　　卓越工程师是科技创新和产业发展的稀缺资源。2020年，重庆大学和重庆两江新区合作，在国内率先创建“学科交叉，项目驱动”重庆大学明月科创实验班，打通产业和学校的边界，推进新工科教育实验。重庆大学也获批成为首批国家卓越工程师学院试点建设高校。

　　“我们的目标，是将卓越工程师学院打造成新工科教育改革试验田和重庆市‘人才链-创新链-产业链’融合示范区。”重庆大学卓越工程师学院执行院长罗远新说，学院将瞄准国家创新驱动发展战略和重庆智能网联汽车产业发展，培养新能源智能网联汽车、智能制造等关键领域高层次人才。

　　重庆大学光电工程学院教授朱涛率领研究团队自主研发的“t系列”光纤智能感知产品，能够为长输管道、火灾预警、桥隧监测等提供先进的一站式解决方案。2022年5月，朱涛团队注册成立重庆塔科智感科技有限公司，他本人自主研发的感知技术获得了1400万元天使轮融资，团队知识产权也被作价4200万元。

　　重庆大学改革科研管理体制机制，支持鼓励科研人员以成果作价入股和融资，推进科技创新产学研全链条“一体化”。近年来，学校以“国家知识产权示范高校”等平台为依托加快建设技术转移研究院，并围绕产业链部署创新链，逐步创建由科学技术发展研究院和前沿交叉学科研究院、先进技术研究院、技术转移研究院、产业技术研究院、国际联合研究院“1+5”科研管理体系，形成了基础研究、技术创新、工程实践、成果转化、产业培育的科研全链条组织模式，打通、畅通科技创新“全链条”。

　　面向世界科技前沿、面向经济社会发展主战场和国家战略需求抢抓创新驱动发展的重大机遇，重庆大学科技创新能力不断增强，原创性高水平学术成果快速增长。“十三五”期间，全校科研总经费较“十二五”增长34%，其中国家级项目经费增长155%、承担国家基金项目增长35%。2022年至今，学校新增国家级千万元以上重大重点项目近20项，牵头获批国家重点研发计划项目16项，转化科技成果100余项。

　　“不忘立德树人初心，牢记为党育人、为国育才使命，努力造就拔尖创新人才和高素质教师队伍，加快建设中国特色、世界一流大学和优势学科；以科技自立自强为目标，瞄准高峰、基础、前沿、交叉，强化有组织创新，加快成果转化；持续深度融入成渝地区双城经济圈建设，全面支撑建成世界重要人才中心和创新高地。”在重庆大学党的二十大精神传达报告会上，舒立春号召全校师生凝心聚力、接续奋斗，切实为中国式现代化贡献自己的力量。

　　《光明日报》（ 2022年12月28日 05版）

诺奖问答| 2022 年诺贝尔化学奖授予点击化学和生物正交化学，有哪些信息值得关注？******

　　相比起今年诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖的高冷，今年诺贝尔化学奖其实是相当接地气了。

　　你或身边人正在用的某些药物，很有可能就来自他们的贡献。

　　2022 年诺贝尔化学奖因「点击化学和生物正交化学」而共同授予美国化学家卡罗琳·贝尔托西、丹麦化学家莫滕·梅尔达、美国化学家巴里·夏普莱斯（第5位两次获得诺贝尔奖的科学家）。

　　一、夏普莱斯：两次获得诺贝尔化学奖

　　2001年，巴里·夏普莱斯因为「手性催化氧化反应[1] [2] [3]」获得诺贝尔化学奖，对药物合成（以及香料等领域）做出了巨大贡献。

　　今年，他第二次获奖的「点击化学」，同样与药物合成有关。

　　1998年，已经是手性催化领军人物的夏普莱斯，发现了传统生物药物合成的一个弊端。

　　过去200年，人们主要在自然界植物、动物，以及微生物中能寻找能发挥药物作用的成分，然后尽可能地人工构建相同分子，以用作药物。

　　虽然相关药物的工业化，让现代医学取得了巨大的成功。然而随着所需分子越来越复杂，人工构建的难度也在指数级地上升。

　　虽然有的化学家，的确能够在实验室构造出令人惊叹的分子，但要实现工业化几乎不可能。

　　有机催化是一个复杂的过程，涉及到诸多的步骤。

　　任何一个步骤都可能产生或多或少的副产品。在实验过程中，必须不断耗费成本去去除这些副产品。

　　不仅成本高，这还是一个极其费时的过程，甚至最后可能还得不到理想的产物。

　　为了解决这些问题，夏普莱斯凭借过人智慧，提出了「点击化学（Click chemistry）」的概念[4]。

　　点击化学的确定也并非一蹴而就的，经过三年的沉淀，到了2001年，获得诺奖的这一年，夏普莱斯团队才完善了「点击化学」。

　　点击化学又被称为“链接化学”，实质上是通过链接各种小分子，来合成复杂的大分子。

　　夏普莱斯之所以有这样的构想，其实也是来自大自然的启发。

　　大自然就像一个有着神奇能力的化学家，它通过少数的单体小构件，合成丰富多样的复杂化合物。

　　大自然创造分子的多样性是远远超过人类的，她总是会用一些精巧的催化剂，利用复杂的反应完成合成过程，人类的技术比起来，实在是太粗糙简单了。

　　大自然的一些催化过程，人类几乎是不可能完成的。

　　一些药物研发，到了最后却破产了，恰恰是卡在了大自然设下的巨大陷阱中。

　　　夏普莱斯不禁在想，既然大自然创造的难度，人类无法逾越，为什么不还给大自然，我们跳过这个步骤呢？

　　大自然有的是不需要从头构建C-C键，以及不需要重组起始材料和中间体。

　　在对大型化合物做加法时，这些C-C键的构建可能十分困难。但直接用大自然现有的，找到一个办法把它们拼接起来，同样可以构建复杂的化合物。

　　其实这种方法，就像搭积木或搭乐高一样，先组装好固定的模块（甚至点击化学可能不需要自己组装模块，直接用大自然现成的），然后再想一个方法把模块拼接起来。

　　诺贝尔平台给三位化学家的配图，可谓是形象生动[5] [6]：

　　夏普莱斯从碳-杂原子键上获得启发，构想出了碳-杂原子键（C-X-C）为基础的合成方法。

　　他的最终目标，是开发一套能不断扩展的模块，这些模块具有高选择性，在小型和大型应用中都能稳定可靠地工作。

　　「点击化学」的工作，建立在严格的实验标准上：

　　反应必须是模块化，应用范围广泛

　　具有非常高的产量

　　仅生成无害的副产品

　　反应有很强的立体选择性

　　反应条件简单(理想情况下，应该对氧气和水不敏感)

　　原料和试剂易于获得

　　不使用溶剂或在良性溶剂中进行(最好是水)，且容易移除

　　可简单分离，或者使用结晶或蒸馏等非色谱方法，且产物在生理条件下稳定

　　反应需高热力学驱动力（>84kJ/mol）

　　符合原子经济

　　夏尔普莱斯总结归纳了大量碳-杂原子，并在2002年的一篇论文[7]中指出，叠氮化物和炔烃之间的铜催化反应是能在水中进行的可靠反应，化学家可以利用这个反应，轻松地连接不同的分子。

　　他认为这个反应的潜力是巨大的，可在医药领域发挥巨大作用。

　　二、梅尔达尔：筛选可用药物

　　夏尔普莱斯的直觉是多么地敏锐，在他发表这篇论文的这一年，另外一位化学家在这方面有了关键性的发现。

　　他就是莫滕·梅尔达尔。

　　梅尔达尔在叠氮化物和炔烃反应的研究发现之前，其实与“点击化学”并没有直接的联系。他反而是一个在“传统”药物研发上，走得很深的一位科学家。

　　为了寻找潜在药物及相关方法，他构建了巨大的分子库，囊括了数十万种不同的化合物。

　　他日积月累地不断筛选，意图筛选出可用的药物。

　　在一次利用铜离子催化炔与酰基卤化物反应时，发生了意外，炔与酰基卤化物分子的错误端（叠氮）发生了反应，成了一个环状结构——三唑。

　　三唑是各类药品、染料，以及农业化学品关键成分的化学构件。过去的研发，生产三唑的过程中，总是会产生大量的副产品。而这个意外过程，在铜离子的控制下，竟然没有副产品产生。

　　2002年，梅尔达尔发表了相关论文。

　　夏尔普莱斯和梅尔达尔也正式在“点击化学”领域交汇，并促使铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应（Copper-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition），成为了医药生物领域应用最为广泛的点击化学反应。

　　三、贝尔托齐西：把点击化学运用在人体内

　　不过，把点击化学进一步升华的却是美国科学家——卡罗琳·贝尔托西。

　　虽然诺奖三人平分，但不难发现，卡罗琳·贝尔托西排在首位，在“点击化学”构图中，她也在C位。

　　诺贝尔化学奖颁奖时，也提到，她把点击化学带到了一个新的维度。

　　她解决了一个十分关键的问题，把“点击化学”运用到人体之内，这个运用也完全超出创始人夏尔普莱斯意料之外的。

　　这便是所谓的生物正交反应，即活细胞化学修饰，在生物体内不干扰自身生化反应而进行的化学反应。

　　卡罗琳·贝尔托西打开生物正交反应这扇大门，其实最开始也和“点击化学”无关。

　　20世纪90年代，随着分子生物学的爆发式发展，基因和蛋白质地图的绘制正在全球范围内如火如荼地进行。

　　然而位于蛋白质和细胞表面，发挥着重要作用的聚糖，在当时却没有工具用来分析。

　　当时，卡罗琳·贝尔托西意图绘制一种能将免疫细胞吸引到淋巴结的聚糖图谱，但仅仅为了掌握多聚糖的功能就用了整整四年的时间。

　　后来，受到一位德国科学家的启发，她打算在聚糖上面添加可识别的化学手柄来识别它们的结构。

　　由于要在人体中反应且不影响人体，所以这种手柄必须对所有的东西都不敏感，不与细胞内的任何其他物质发生反应。

　　经过翻阅大量文献，卡罗琳·贝尔托西最终找到了最佳的化学手柄。

　　巧合是，这个最佳化学手柄，正是一种叠氮化物，点击化学的灵魂。通过叠氮化物把荧光物质与细胞聚糖结合起来，便可以很好地分析聚糖的结构。

　　虽然贝尔托西的研究成果已经是划时代的，但她依旧不满意，因为叠氮化物的反应速度很不够理想。

　　就在这时，她注意到了巴里·夏普莱斯和莫滕·梅尔达尔的点击化学反应。

　　她发现铜离子可以加快荧光物质的结合速度，但铜离子对生物体却有很大毒性，她必须想到一个没有铜离子参与，还能加快反应速度的方式。

　　大量翻阅文献后，贝尔托西惊讶地发现，早在1961年，就有研究发现当炔被强迫形成一个环状化学结构后，与叠氮化物便会以爆炸式地进行反应。

　　2004年，她正式确立无铜点击化学反应（又被称为应变促进叠氮-炔化物环加成），由此成为点击化学的重大里程碑事件。

　　贝尔托西不仅绘制了相应的细胞聚糖图谱，更是运用到了肿瘤领域。

　　在肿瘤的表面会形成聚糖，从而可以保护肿瘤不受免疫系统的伤害。贝尔托西团队利用生物正交反应，发明了一种专门针对肿瘤聚糖的药物。这种药物进入人体后，会靶向破坏肿瘤聚糖，从而激活人体免疫保护。

　　目前该药物正在晚期癌症病人身上进行临床试验。

　　不难发现，虽然「点击化学」和「生物正交化学」的翻译，看起来很晦涩难懂，但其实背后是很朴素的原理。一个是如同卡扣般的拼接，一个是可以直接在人体内的运用。

「　　点击化学」和「生物正交化学」都还是一个很年轻的领域，或许对人类未来还有更加深远的影响。（宋云江）

　　参考

　　https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2001/press-release/

　　Pfenninger, A. Asymmetric Epoxidation of Allylic Alcohols: The Sharpless Epoxidation[J]. Synthesis, 1986, 1986(02):89-116.

　　Rao A S . Addition Reactions with Formation of Carbon–Oxygen Bonds: (i) General Methods of Epoxidation - ScienceDirect[J]. Comprehensive Organic Synthesis, 1991, 7:357-387.

　　Kolb HC, Finn MG, Sharpless KB. Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions. Angew Chem Int Ed Engl. 2001 Jun 1;40(11):2004-2021.

　　https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/popular-chemistryprize2022.pdf

　　https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/advanced-chemistryprize2022.pdf

　　Demko ZP, Sharpless KB. A click chemistry approach to tetrazoles by Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition: synthesis of 5-acyltetrazoles from azides and acyl cyanides. Angew Chem Int Ed Engl. 2002 Jun 17;41(12):2113-6. PMID: 19746613.

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）