近日，由科技部主辦，科技部火炬中心承辦，浙江省科技廳、杭州市人民政府共同協辦的2022年全國顛覆性技術創新大賽總決賽在杭州落幕，由物理與電子科學學院院長、精密光譜科學與技術國家重點實驗室主任程亞教授領銜的項目從全國2800多個優質項目中突出重圍，斬獲總決賽最高獎：優勝獎。程亞教授團隊此次參賽的項目為《高通量光化工芯片激光制造及應用研究》，項目瞄準化工制藥企業產業的轉型痛點，研發超快激光微納加工技術制造高通量深紫外光化學反應芯片，具有安全、高效、清潔、可定制化等獨特優勢，填補了國內外技術空白，具有廣闊的市場應用前景。化工制藥及相關的流程產業是我國支柱產業之一，傳統化工制藥行業存在“設備占地面積廣，土地資源利用率低”“原料利用率低，產品質量穩定性差”“三廢排放高，環境污染嚴重”等顯著痛點，甚至由此導致了化工、制藥行業發生了系列重大安全事故。近年來，在傳質傳熱、選擇性、清潔生產以及安全性等方面具有獨特優勢的流動化學，被國際學術界遴選為化學領域的十大新興技術之一，基于流動化學的微通道式反應器，可將傳統化工產業的大型反應器系統縮微集成為占地面積小、安全性高的桌面式微型化工器件。然而，當前基于流動化學的商業化微化工器件技術復雜，結構精度低，價格和維護成本昂貴，被國外公司壟斷，且連續流光化學反應絕大多數的研究都集中于可見光和中長波的紫外光，現有國內外化工芯片均無法滿足深紫外光化學反應的要求，因此，急需發展深紫外波段高通量光化學芯片制造技術。本項目瞄準化工制藥企業產業轉型痛點，利用超快激光微納加工技術制造高通量深紫外光化學反應芯片，集安全、高效、清潔、可定制化等獨特優勢于一身，國內、國外尚屬空白。項目負責人程亞教授自2001年起，在日本理化學研究所（日本最大研究機構）與同行科學家開展了玻璃內部三維制造的挑戰性研究，于2003年初步實現該目標并作為第一作者總結了該方面成果。基于這一技術來源，程亞教授率領團隊在該領域持續攻關二十年，發展了獨特的超快激光 “超限制造”變革性技術，同時針對該技術產業應用開展攻關，解決一批原理與工程難題，成為世界首家應用該技術制造產業級高端化工芯片的團隊。項目團隊構建了世界領先水平的超快激光“超限制造”三維內雕技術研發平臺系統，掌握了大尺寸、高精度、跨尺度三維微納化工芯片的定制化制造能力，打破了國外企業對相關制造裝備、關鍵器件和核心技術的壟斷，并和國內相關公司聯合打造了初步具備工業化應用雛形的“超限制造”藥物連續合成原型機，相比傳統間歇釜式工藝，實現了反應停留時間縮短2個量級、占地面積縮小2個量級、原料利用率大幅提升、三廢大幅下降，安全性得到本質提升，為藥物連續制造和智能制造開拓了另辟蹊徑的技術路線，實現換道超車。項目團隊基于以上技術，為我國化工制藥行業向安全、高效、綠色環保的連續流工藝變革升級提供了關鍵核心器件與核心技術保障，項目構建的超快激光三維內雕制造平臺平穩無故障運行近20個月，在核心關鍵指標上實現了全面優于國際同類設備，滿足了高效、高精度和定制化生產的產業應用需求，為實現化工制藥產業形態的全新“升級”提供了可能。迄今，團隊已為多家企業和科研機構研制定制化微納反應器21套，不同構型規格的三維微納化工芯片298片。在此基礎上，與上海上藥第一生化藥業有限公司、風火輪（上海）生物科技有限公司達成深紫外光化學反應原型芯片合作意向，圍繞聯芳基化合物類藥物、維生素D3兩大核心藥物開展深紫外連續流工藝研發，實現對現有制藥工業的轉型升級，進而打造新型高端綠色制藥產業。據悉，全國顛覆性技術創新大賽采用“公開海選”和“揭榜掛帥”兩種方式，面向社會公開征集具有顛覆性技術苗頭的項目參賽，旨在“挖掘具有戰略性、前瞻性、創造性的顛覆性技術方向，推動顛覆性技術創新與突破，在全社會營造顛覆性技術創新的良好生態，帶動我國原始創新能力和產業競爭力提升，為我國實現高水平科技自立自強和經濟高質量發展提供強大動力引擎”。本屆比賽共有來自全國各地重點高校、知名科研院所、行業龍頭企業、新興創新企業的2800多個技術項目報名參賽，經過半年角逐，其中157項具有顛覆性可能的優質項目晉級杭州總決賽。總決賽采用兩輪投票方式，最終74個項目獲得優勝，進入科技部顛覆性技術備選庫。
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