与“鹦鹉螺”当邻居 上海交大张江园要“做大事”

图说：园区效果图 来源/上海交大供图

行车下罗山高架转张衡路进入张江，过1个红绿灯就能见到上海光源的“鹦鹉螺”。上海光源、国家蛋白质科学中心等机构在这里集聚成群，释放能量。而这片“科学高地”又将迎来新“住户”——东临科苑路、南临张衡路、西靠光源离子实验楼、北靠上海科学园，上海交通大学张江科学园要与“鹦鹉螺”成为“贴隔壁邻居”，将着重关注和发展超快科学、材料基因组技术、同步辐射诊疗和医学影像技术、合成生物学理论、网络空间安全与大数据技术等国际前沿研究领域，融入大张江科学城建设科创新集聚区。

随着第一根桩顺利打下，上海交大张江科学园建设正式启动。将以超快科学中心、材料基因组联合创新科学中心、同步辐射诊疗和医学影像科学中心和国际合成生物学与健康研究创新平台、网络空间安全创新平台，形成“三个科学中心、两个创新平台”的布局，建成独立、完整的科学园区。

图说：上海交大张江科学园顺利打下第一桩   新民晚报记者 孙中钦 摄

建设比相机快亿倍的科学装置

探究原子尺度微观世界

紫外光照射会使皮肤癌变，产生这一结果的过程究竟是如何发生的？如果聚焦、聚焦、再聚焦，如果捕捉到渺小到原子尺度的变化过程，如果能够完整捕获、记录和研究一切的变化，能够验证甚至实现逆向还原，这不仅意味着我们能够更懂疾病，而且或许就能为癌变找到治疗方法。“随着科学技术的发展，我们可以实现的空间维度分辨越来越高，头发丝到白血球再到细菌。但观测对象越小运动速度越快，要观察原子尺度微观世界，需要比相机快一亿倍以上的超快科学装置才能观测。”上海交大超快科学中心教授向导说。

“把三维空间与一维的时间结合，就能实现从结构观察到控制，这就是超快科学要做的事。”向导教授说，“我们的终极目标是原子尺度观察超快动力学过程，这是飞秒量级和纳米量级的空间尺度。发展超快科学有助于突破重大科学难题和前沿科技瓶颈，将提升我国基础研究水平并强化原始创新能力。比如我们将在原子尺度研究电和磁的性质，发展更快的信息存储技术，合成效率更高的光电转化材料，提高计算机计算速度，降低能耗；更充分理解极端的高温高压下复杂的动力学过程，如太阳和地球内部的行为，飞机发动机中的燃烧过程等。目前超快科学已成为国际上科研强国必争的高地。”

尽管物理空间还需等待建设，许多研究已经具有基础，比如，超快电子衍射与成像课题组研发的3000 kV国际最高水平的超高压超快电镜已投入试运行，该电镜已实现皮秒量级和纳米量级的单发成像时空分辨能力，即将投入不可逆超快过程结构动力学研究。

据了解，交大张江科学园超快科学中心将重点建设以超快电子探针和超快X光探针为核心的综合化、规模化、集成化超快科学研究中心，将与张江电子激光大科学装置、蛋白质中心形成探索微观世界的综合平台。随着张江科学城X射线自由电子激光大科学装置投入运行，超快科学中心将直接与这位“邻居”对接，采用“第四代先进光源”的X射线自由激光拍摄“分子电影”，在原子尺度实时监测化学键的形成和断裂、蛋白质的折叠、DNA的复制等领域，向自主创新进击，为新型药物研制等提供全新的机会。同时，中心还将重点探索基于超快电子探针的超快结构动力学研究，发展世界领先水平的兆伏特超快电子衍射、超快电子透镜等，为前沿研究提供最尖端的工具和平台。目前，超快科学中心已承担来自国家自然科学基金委和科技部的多个国家级项目。

图说：园区 效果图 来源/上海交大供图

瞄准新材料研发

把前沿科学应用到国家急需

“传统的材料科学家像‘炒菜’，一种种成分慢慢尝试，平均20年才发展出一种关键材料。这样的速度已经无法满足社会发展需求了。”上海交大材料基因组联合创新科学中心教授汪洪说，“而现在，用人工智能技术应用于大量材料数据，更快、更准地理清结构、成份、工艺、性能的关系，在此基础上重新设计新型的材料。这种方式等于把实验性科学变成预测性的科学，再进行验证，就能快速达到目标。” 为了进一步深度融合大数据与人工智能技术于材料研究，推进先进制造以及绿色新能源材料和产业的发展，上海交大张江科学园材料基因组联合创新科学中心由此成立。

汪洪介绍，中心将围绕解决结构和光催化两类重要的材料应用问题，建设大数据分析中心和技术及应用平台，建立新型的研究模式、集成设计和可控制造能力，突破材料集成化研发的瓶颈问题，升级涉及航空航天、国防运输、能源装备等关键材料，服务航空发动机和燃气轮机、核电、航天、航空、催化、药物等重要领域的材料研发和制造工艺开发，服务国家与上海市对新材料产业发展的重大需求。

依托同步辐射

高科技助力精准诊疗

常规X线临床肿瘤治疗，由于光谱杂、强度低、准直性差、能量可调性差，导致射线在杀灭肿瘤细胞的同时，对人体正常组织损伤也较大，常常“杀敌一千，自损八百”。上海交大同步辐射诊疗和医学影像科学中心瞄准光源高强度、高准直性、能量连续可调的同步辐射技术研发新一代诊疗设备。“精准诊断和治疗需要高科技。同步辐射具有其他光源不具备的特征，可以用它来研发看得清、看得准的诊断设备，并实现精准治疗。”中心教授杜一平说。

杜一平介绍，同步辐射诊疗和医学影像科学中心将依托上海同步辐射光源同步辐射科学大装置，开展同步辐射医学诊断治疗和医学影像技术的国际前沿研究，重点关注多模态成像技术与同步辐射技术的融合、使用同步辐射X光束进行高分辨率生物成像科学研究，可望在疾病诊断和治疗新机制、新技术和新标准的探索中取得一系列重大成果，成为该领域在国际上的领跑者。中心未来还将依托上海光源二期工程“超硬线站”建设，与上海东方医院等多家医院共建同步辐射临床医学中心，建成同步辐射微束辐射（MRT）的国内首个医学应用线站，其研究可望直接惠及民众，产生更加大社会效应，使我国在这一领域迅速达到国际先进水平。

双平台创新

聚焦健康与网络安全

上世纪60年代，曾在上海诞生了举世瞩目的“人工合成结晶牛胰岛素”，上海在合成生物学基础理论和技术创新方面优势明显，正逐渐加强研究成果的产业转化。上海交大张江科学园的国际合成生物学创新平台将在人体肠道等微生物菌群、作物功能营养成分发掘与改良、微生物代谢途径与新药研发等领域开展研究，采用合成生物学的理念与技术解决关键技术难题，逐步形成微生物代谢资源发掘与利用、代谢与微生物组互作用、代谢生物工程与生物制造特色研究方向。平台致力于打造张江国家自主创新示范区的生命学科研究的国际前沿核心基地。

网络空间安全创新平台是上海交大张江园的另一个平台，在人工智能飞速发展的时代，将面向包括车联网/物联网、拟态网络等下一代新型网络体系，前瞻性地研究网络空间安全领域基础机理，创新性地构建网络空间安全领域知识表示普适模型与形式化表示方法，探索网络安全知识推理与计算，以及人工智能与网络安全深度交叉融合的研究发展方向。将重点聚焦于大数据和人工智能背景下的网络安全保护、信息安全综合服务平台、国家级智库网络基础数据库平台等主题。

“相信过不了多久，交大张江科学园将成为一片生机勃勃的创新热土和新型人才集聚高地，为上海加快建设具有全球影响力的科创中心做出新的重要贡献。”上海交大副校长张安胜说。

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上海交大张江科学园占地54.3亩，总建筑面积约10.5万平方米。建设指挥部相关负责人透露，建成后，全区内将由8个建筑单体组成，建筑形体方正灵活，外观设计简洁优雅，“三中心两平台”的科学设施沿着两条城市干路对外布置，校区综合楼和生活等配套设施布置于场地内部及西北角；整个园区首层对外形成一个大的绿色草坡基盘，二层是系统的空中连廊系统，高效链接各科学楼及保留建筑，最终形成一个各个科学楼散落的自然公园，既实现“相对独立、内部复合、高效管理”又实现“无缝交流”的新兴科学园区。园区将经过600天的建设，预期于2020年整体投入正式运营，未来有望入驻各类科研人员1200余人。

上海交大副校长张安胜表示，园区配合张江科学城规划，匹配张江现有产业布局，将有效对接上海光源、蛋白质中心等张江大科学设施；“三中心两平台”的相关国际前沿研究领域，已经取得了一系列重要成果，未来园区空间将为这些成果落地带来更好的发展；此外，园区建设将始终面向国家战略，推动科技创新与经济社会发展深度融合，开展学科技术前沿研究，服务产业技术发展。

新民晚报记者 易蓉