“人才一流，科研一流，管理一流”，在深圳先进院的“12字”使命中，人才被放在首位。通过吸纳国内外的创新人才队伍，提前布局重大科学前沿，深圳先进院在基础科研上成绩斐然。2012年起，该院在《自然》杂志及其子刊发表论文共计26篇，仅2018年其作为第一单位在《自然》及子刊发表的论文就达3篇。

　　在机器人与人工智能、新能源新材料、云计算与大数据布局的早期基础上，深圳先进院正在以脑科学、合成生物学、生物医学工程为代表的重大科学问题上实现一次又一次的原创性突破。这些颠覆性技术创新正在引领新的产业发展和技术变革，甚至在主导一些国际前沿科学领域的未来发展布局。

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　　为“超能力”造“加速器”

　　对爱下厨房的人来说，酿酒酵母是制作面食等食物不可或缺的原材料。在生物学家看来，它还是极为成熟和灵活的“改造”对象。

　　在显微镜下，酿酒酵母细胞就是一个简单的球形物体，深圳先进院研究员戴俊彪却和它打了十几年的交道。2000年，戴俊彪在攻读博士期间就开始研究酵母。2006年在美国科学院院士杰夫·博克实验室进行博士后期间开始计划如何合成酵母。杰夫·博克在2012年发起酿酒酵母基因组合成计划（Sc2.0），试图重新设计并合成酿酒酵母的全部16条染色体。通过对基因组序列的从头设计与合成，Sc2.0的科学家们在合成酵母中成功植入了染色体随机重排系统，至今已完成了6条染色体的合成，戴俊彪则攻克了其中最长的第12号染色体。他们的研究发现登上了2017年《科学》封面，成为Sc2.0里程碑式进展。

　　解决一个问题，就打开了一扇新的门。如果说此前的工作是让基因组在短期内获得快速进化的“超能力”，那么戴俊彪希望利用这种“超能力”，去开发“进化加速器”：在需要的时候人为诱导合成酵母内基因组重排，让基因组序列在短时间内实现由“1”到“N”的变化，从而提高乙醇耐受性，产生更大的经济价值。

　　在此前研究的基础上，戴俊彪团队和英国曼彻斯特大学蔡毅之课题组基于合成的酵母菌株，开发了一系列的技术体系用于外源代谢途径优化、底盘细胞适配以及菌株耐受性提升等，全面提升了目标产物的产量。通过这一高效的“进化加速器”，可以在2~3天时间内实现自然界中需要漫长的时间，甚至长达上亿年才能完成的性状进化过程。这几项技术的结合不但有望为合成酵母菌株的工业应用插上腾飞的双翼，通过与代谢工程结合，还有可能加速高附加值化学品、天然产物、抗生素等的微生物发酵生产过程，为人类造福。

　　由于破解了合成酵母菌应用于工业生物技术的多个关键技术难点，他们的两篇合作成果登上今年5月的《自然·通讯》，这离上次《科学》发刊仅一年。

　　“科研，第一是有源头的技术创新，第二是要有wild idea（大胆的想法）。”戴俊彪说，“基因的序列固然重要，序列在细胞里的分布也很重要，它在一个地方可以表达得很好，在另外一个地方，也许压根没有作用。很多时候我们不知道它设计的原理，解决因果关系最简单的办法，是设计出这个东西，看它的功能与预期是否一样，用它去解决一些基础而重大，但传统生物学没有办法解决的问题，这也是合成生物学的一个魅力所在。”

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　　深挖用活传统材料

　　锂离子电池已广泛应用于各种电子设备、新能源汽车以及储能领域。然而，由于锂资源的储量有限且分布不均，以及锂离子电池回收困难，造成锂离子电池的成本逐渐升高。相对于锂离子而言，钙具有相似的物理化学性质，且储量丰富。此外，钙离子带2个电荷，标准氢电极电势为-2.868V，与锂接近，使得钙离子电池有望成为下一代新型高效环保储能器件。然而，1991年的一个研究认为，钙离子“室温不可逆”，似乎是切断了利用钙离子做电池的想法。直到2016年，《自然》刊出的两篇文章又推翻了这一观点，钙离子并非“不可逆”，但条件却要在100摄氏度以上，获得的电压小于1伏。手机等大多数储能器材，使用场景多在室温条件附近，也就是说这次的发现离实际应用还有较大的距离。

　　深圳先进院功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳却相信，钙离子“天生我材必有用”。他的团队设计了一种新型的钙离子电池：以锡箔作为负极与钙离子发生可逆合金化反应，成功突破了钙离子电池室温不可逆的瓶颈；同时采用活性材料与集流体的一体化设计思路有效降低了电池的自重和体积；以石墨作为正极实现了阴离子的可逆插层/脱嵌反应，由于插层电位高从而使电池获得了高的工作电压。经测试，这种创新的钙离子电池具有优异的电化学性能，平均放电中压高达4.45V，在室温下循环350圈后的容量保持率大于95%。相关研究论文《基于钙-锡合金化反应的室温下稳定运行的高电压钙离子电池》，先进院以第一通讯作者单位发表于《自然》子刊Nature Chemistry上，并申请了中国发明专利和PCT专利。

　　从一个想法到最后登上杂志，前后大概用了两年时间。前人做了十余年都没有成果，唐永炳团队为何能用别人几分之一的时间为“钙离子”翻盘？他说，创新需要设计思路上的突破，“材料是死的，但去深挖就能把它用‘活’”。以石墨这种传统材料为例，最初只作为铅酸电池的导电剂，后来用作碱性电池的电极，才从辅料变成主料，现在它已“变身”为锂离子电池的主流负极材料，在未来储能器件中，石墨等传统碳材料还能扮演什么角色值得我们深入发掘。

　　在唐永炳看来，做基础研究的乐趣在于能不断发现新东西和新现象，这种发现也是研究者自我价值的实现。“学以致用、研以致用”是科研工作的宗旨。“我们做研究的时候会想市场需要什么，行业发展仍然面临什么问题。”他说，未来团队仍然会致力于发展高效、低成本、环保易回收等的新型储能器件。

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　　用一流人才

　　做一流科研

　　成立12年来，深圳先进院在基础研究上成果斐然。仅以论文为例，发表论文超过7000篇，论文质量逐年提升，其中SCI发表3325篇，EI/ISTP发表2957篇，在国际顶级期刊《科学》及《自然》系列共发文29篇。截至2018年7月，Web of Science数据显示，深圳先进院自2012年起在《自然》杂志及其子刊发表论文共计26篇，仅2018年，深圳先进院作为第一单位在《自然》及子刊发表的论文就达3篇。

　　2017年，深圳先进院专利申请与授权量均创历史新高，专利申请量首次突破千件，达1303件，同比增长36.3%；授权量达608件，同比增长16.9%。专利申请量与授权量均位列全国科研院所前列。PCT及国外专利申请量达194件，同比增长44.8%。其中，PCT申请量达182件，领先于美国哈佛大学、得克萨斯大学系统、约翰·霍普金斯大学，韩国首尔大学等国际顶尖高校院所。从数据来看，发明专利申请占比较高，占总申请量的82%，凸显了创新能力。

　　“先进院瞄准粤港澳大湾区的战略新兴产业，招人一定是与深圳战略性新兴产业及未来产业接轨。加上深圳产业发展牵引，决定了我们招来的人才与深圳的发展方向相吻合。”吕建成说，深圳创新的大氛围，加上深圳先进院“四位一体”的创新机制，吸引了像戴俊彪、唐永炳等各路创新人才加入，他们的到来为深圳先进院打造起了一支支强而有力的创新团队。

　　“科研无法做规划，但只要把一流人才引进来，把一流团队建起来，自然能产出符合未来发展的一流科研。”吕建成说。

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　　既“顶天”

　　又“立地”

　　作为“科技国家队”的重要一分子，深圳先进院从建院开始就强调“顶天立地”。吕建成说，“顶天”即学术上和国际接轨，强调面向重大前沿技术的探索；“立地”就是研发成果和当地的战略性新兴产业接轨，强调社会发展的需求牵引。

　　从建院之初的一个研究所（中国科学院香港中文大学深圳先进集成技术研究所）起步，深圳先进院目前已拥有生物医学与健康工程研究所、脑认知与脑疾病研究所、合成生物学研究所（筹）等七大研究所。尤其是在脑科学、合成生物等前瞻学科上已经做到与国际并跑。

　　“引领靠前瞻布局，前瞻布局得越早，产出的成果才能为企业服务。”他说，“‘顶天’的成果，往产业走的距离越来越快，从以前十年八年，现在两三年就已经落地。”

　　以“应用”为牵引，学科设置来自于产业需求，但又前瞻于产业需求，而且多属于学科交叉的领域。也正因如此，先进院的研究单元就如同灵活组合的一块块“乐高”零件，根据需求和定位不断更新学术方向设置和团队组成，在最短时间内形成助推深圳社会经济发展最强有力的“利器”。

　 《深圳商报》2018年7月24日报道： http://szsb.sznews.com/MB/content/201807/24/content_423210.html