科研发展动态 | 2022年第5期

发布时间:2022/05/04 03:34:01 文章来源:本站

2022年第5



| 要目 |



—产业评论 —


香港“再工业化”带来合作区深港协同发展机遇



— 科研简讯 —


1.中国科学家突破新一代干细胞制备技术
2.基于3D集成磁传感器技术的可感知方向电子皮肤
3.深圳先进院在半人工光合作用领域取得新突破



| 产业评论 |

香港“再工业化”带来合作区深港协同发展机遇

一、香港“再工业化”计划的产业政策逻辑
香港近年来一直以“工业4.0”为目标推行“再工业化”计划,拟利用香港在科研、设计和知识产权保障方面的优势,在本地发展高增值产业及产业链。
近期香港政府推广电动车普及成为热点。去年政府宣布在2035年或之前停止为燃油私家车(包括混合动力车)的新登记,将来中小型用车全数以电动车为标准,为香港清洁能源技术发展带来广阔的应用场景。从技术研发方面看,香港应用科技研究院、ASM太平洋科技有限公司与创能动力科技有限公司共同合作完成业内首个“香港制造”SiC(碳化硅)电源模块,用于电动汽车驱动技术。该项目研发实现了第三代半导体材料从裸晶到晶圆的集成键合技术,全部研发工程在应科院的三维系统级封装实验室及ASMPT创新科技中心-高功率器件实验室(Power Lab)中完成。
上述以市场引导、应用研究驱动的先进半导体技术研发是典型的香港科技产业政策和科技市场发展逻辑。香港“再工业化”的市场引导作用一定程度上成为本地研究机构开展第三代半导体研发的商业生态支撑;另一方面,香港本地研究机构和企业合作研发的“香港制造”的功率模块,直接形成研发工程应用链条,将使研究成果转化运作更顺畅。这种研究机构和高技术企业的科技产业链合作值得借鉴:香港应科院承担新一代先进半导体技术研究职能,拥有构建高功率SiC模块和栅极驱动装置的3D集成电力电子技术而ASM太平洋科技有限公司是全球领先的先进半导体封装设备及微电子封装解决方案供应商,拥有包括超薄芯片、超高精度键合及第三代半导体封装技术;创能动力科技有限公司则是香港本地第三代半导体碳化硅功率器件制造商,拥有高效能SiC晶体管制造技术。
二、香港“再工业化”计划的技术经济外溢作用
制造业发展过程中技术创新活跃、对经济增长带动强、产业链影响广,许多国家和地区都将制造业作为国民经济的重要支柱。香港“再工业化”以先进技术研发助推本地制造业升级,对于香港经济发展有重要作用,也对相关行业及周边市场具有较强的外溢作用:一方面是经济作用。制造业是生产性服务业需求的来源,制造业的萎缩会使服务业特别是其中高附加值部分的发展失去服务对象和依托,发展先进制造业带动上游研发服务和下游市场消费,提升高质量工业产品供给有利于整体产业链水平的提升,创造更大的新经济动能;另一方面是知识外溢和社会效益。先进制造业发展促进香港科技创新优势真正转化为产业优势,刺激香港高端科研人才、科技服务业人才集聚发展,服务实体经济,带来更多的产业领域就业岗位,优化居民就业结构,提升收入水平,促进社会繁荣稳定发展。
三、香港“再工业化”带来合作区深港协同发展机遇
香港“再工业化”是以科技创新为核心的新型工业化,立足于科技创新、金融、贸易等方面的优势,充分融入和依托粤港澳大湾区制造业产业体系,重点发展高技术含量、高附加值的产业链价值链关键环节,将为合作区带来诸多协同发展机遇。
一是创新主体更加丰富,两地科创服务需求更加旺盛。借助香港“再工业化”拟推动港深创科园、新田科技城建设,设立孵化器、加速器等功能完善的创业载体机遇。合作区可利用毗邻香港科技重点布局区域的优势,通过创建良好的创新创业环境,利用合作区两地园区公司在河套区建立一站式平台,提供科技转化服务以及专业服务支援,促进协同发展。
二是香港激励政策外溢,助推合作区衔接两地产业链合作。借助香港“再工业化”将为制造业发展提供更多用地保障和资金、税收扶持,支持初创型制造业科技企业、港资制造企业设立“母工厂”机遇。利用香港研究设计实现新产品原型开发、新工艺验证和技术输出能力,促使在合作区设立小规模定制基地,完成科研设计成果在合作区实现从实验室走向工程化、商业化。
三是两地科创市场规模发展,助推要素流动政策效果提升。借助香港“再工业化”支持科创发展,全面融入粤港澳大湾区机遇,以合作区两地园区为集聚区的科创服务市场规模将进一步扩大。深入推进合作区在通关、税收、社保、检测、认证服务等方面的制度和政策对接,进一步畅通产品、资金、人员、数据等要素流动,有利于合作区政策效果进一步提升。



| 科研简讯|





中国科学家突破新一代干细胞制备技术

多潜能干细胞具有无限增殖特性和分化成生物体所有功能细胞类型的能力。北京大学邓宏魁团队经多年努力,成功开发化学小分子诱导技术使人成体细胞逆转为多潜能干细胞。这一由中国自主研发的多潜能干细胞(人CiPS细胞)制备技术,为干细胞和再生医学的发展解决了底层技术上的瓶颈问题。这一突破性研究成果在线发表于国际学术期刊《自然》上。
多潜能干细胞在细胞治疗、药物筛选和疾病模型等领域具有广泛应用价值,是再生医学领域最为关键的“种子细胞”。在哺乳动物发育过程中,多潜能干细胞其只短暂存在于胚胎发育的早期阶段,随后便会分化为构成生物体的各种类型的成体细胞,丧失其“种子细胞”特性。受低等动物再生过程启发,团队发现高度分化的人成体细胞在特定化学小分子组合的诱导下,可以发生类似低等动物细胞可塑性变化。基于此发现,团队对化学小分子进行大量筛选和组合,最终成功诱导人CiPS细胞,实现人成体细胞发育过程的“逆转”。
微评:这项全新技术,突破了以往干细胞制备技术的局限性,使干细胞制备更加简单安全、更易于标准化、更便于临床应用,为我国在再生医学和干细胞领域突破了一个瓶颈,为治疗重大疾病带来新的可能。





基于3D集成磁传感器制造出可感知方向电子皮肤

德国开姆尼茨工业大学纳米膜材料、结构和集成研究中心科学主任Oliver G. Schmidt领导的一支研究团队探索出一种新的途径来开发具有方向敏感性的3D集成磁传感器,并可以集成到电子皮肤系统(有源矩阵)中。该研究团队提出的传感器系统核心是各向异性磁阻(AMR)传感器。AMR传感器可用于精确测量磁场的变化。AMR传感器目前被用于汽车速度传感器、手机磁力计,或用于确定各种机器中运动部件的位置和角度。研究团队已成功地将带有磁根的毛发与3D集成磁传感器融合至人造电子皮肤中。电子皮肤由弹性材料制成,其中嵌入了电子元件和传感器——类似于与神经交织的有机皮肤。当毛发被触摸或弯曲时,电子皮肤底层的3D集成磁传感器可以检测到磁根的运动和确切位置。因此,该磁传感器矩阵不仅能够记录头发的运动,还可以确定运动的确切方向。与真实的人类皮肤一样,电子皮肤上的每一根头发及底部磁传感器都成为一个完整的传感器单元,可以感知和检测附近的变化。
微评:电子皮肤通过模仿人类天然皮肤的敏感性形成一套灵活的电子仿生系统,应用前景包括人体医疗传感器、人造皮肤、机器人感知等。该研究使用3D集成传感器阵列的小型化和高度集成方法实现感知,已朝模仿人类皮肤自然触感迈出重要一步





深圳先进院在半人工光合作用领域取得新突破
半人工光合系统中通常采用半导体作为吸光材料,然而在反应过程存在吸光材料与生物细胞不兼容,导致光合作用效果较差、细胞难以循环使用等一系列问题。近期中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所、深圳合成生物学创新研究院钟超课题组副研究员王新宇和上海科技大学博士生张继聪利用细菌生物被膜提供的理想界面,在微米尺度物理分隔半导纳米材料和细菌,通过降低光照条件下半导材料对细菌细胞膜的破坏,实现半人工光合作用体系的稳定性和可持续性。这一成果发表在《科学》子刊《科学进展》上
细菌生物被膜在自然界中普遍存在,由细菌及其分泌的胞外基质共同组成,这种天然的活体材料具有功能可编程、自我再生以及环境耐受等特点,因此在规模化光催化方面有较大的应用潜力。研究人员通过工程改造的方式,使得构建的大肠杆菌生物被膜具备了矿化和固定二氧化碳的能力,成功构建了能实现光催化还原二氧化碳生成甲酸的半人工光合系统。下一步研究团队还将继续对微生物进行改造,构建二氧化碳到长链高附加值化学分子的合成通路,并对生物被膜的光催化反应体系进行中试发酵尝试,验证该成果体系的规模化生产能力。
微评:该研究利用合成生物技术工程构建了从单酶到全细胞尺度上可循环利用的半人工光合作用体系,为可持续性半人工光合体系的开发提供了一种新的思路,也体现了材料合成生物学技术在能源领域的广阔应用前景