新晉院士風度翩
今年又是兩院院士增選年。7名湖南專家光榮當選。他們來自5所大學，其中國防科技大學新增了3位院士。
新晉院士是研究什麼的？走過了怎樣的科學歷程？他們的研究和我們的生活有著怎樣的聯繫？湖南日報記者連線4所大學，採擷到了4位新當選院士的故事，為讀者奉上最及時的報道。
柴立元：降伏重金屬汙染“妖魔”
湖南日報·新湖南客戶端記者 胡宇芬 通訊員 王建湘
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柴立元，男，1966年9月生於江西萬年，中南大學冶金與環境學院院長，國家重金屬汙染防治工程技術研究中心主任，國家重點領域創新團隊、教育部長江學者創新團隊及“全國黃大年式教師團隊”帶頭人。
長期從事有色冶金環境工程領域的研究。近年來，負責主持國家重點研發計劃等科研課題50餘項。發表SCI收錄論文300餘篇，出版著作11部，獲授權國家發明專利100餘項；編制國家與地方技術政策、規範及標準等30餘項。作為第一完成人獲國家技術發明二等獎2項、國家科技進步二等獎1項、省部級科技一等獎8項。
故事
地球億萬年的演化中，產生了多種金屬。在對人類工業饋贈的同時，也帶來了嚴重的汙染問題。想方設法“抓住”作惡的重金屬，柴立元已經堅守了20多年。
從中南大學冶金與環境學院往西走約50米，一幢老式實驗樓後，可見一片約200平方米的半露天場地。紅磚牆上掛著塊牌子，寫著“重金屬廢水處理站”。
這個被戲稱為“鄉鎮企業的簡易工棚”，就是陪伴柴立元教授團隊的實驗室，也是2013年習近平總書記來中南大學考察時的首站。
1999年，柴立元從日本留學歸國，回到母校中南大學，受命領銜組建冶金特色環境工程學科。原長沙鉻鹽廠的42萬噸鉻渣被堆放在湘江邊，周圍沒有任何植物生長，柴立元聞訊趕去，那一幕深深刺痛了他。向重金屬汙染宣戰，柴立元選擇了一條充滿挑戰的道路。
株洲冶煉廠是我國最大的鉛鋅冶煉企業，卻曾被一桶水難住了。企業的一位負責人將一桶冶煉煙氣洗滌廢水放到柴立元面前，懇切地說：這桶廢水處理了，株冶廠就有救了。
這是多麼揪心的求救啊！柴立元帶領團隊用彩條布搭工棚，駐紮在生產廠房，冒著酷暑嚴寒，終於研發成功“重金屬廢水生物製劑法深度處理技術”。他們另闢蹊徑請來幫忙的微生物，通過生物技術和化學方法融合而成生物藥劑。柴立元形容，就像“多隻手同時‘抓住’眾多重金屬離子”，讓廢水變得可以養花養草。
據當時駐株洲冶煉廠的王雲燕教授回憶，“在觀察和調節藥劑流量時，汙酸中的二氧化硫常會逸散出來，弄得眼睛睜不開，鼻涕直流，咽喉難受。只能吸半口氣然後屏住呼吸，或者深呼一口氣做事，趕快反身吸氣。”
柴立元始終給大夥鼓勁。“只要我們大家團結一心、不畏艱險，總能為國家做出點事來。再說，科研工作，沒有不辛苦的！”於是，一次不行，來兩次，兩次不行，接著來，直至成功。
株冶應用這項技術後，年減排廢水500萬噸，廢水回用率由傳統的50%提高到90%。如今，這項技術在我國包括鉛鋅銅龍頭企業在內的200餘家企業得到推廣應用，年處理廢水過億噸。
初戰告捷，柴立元又瞄準了更多的重金屬汙染源。
含砷的廢渣中，常伴有金、銀等金屬。如何改變傳統做法，既保證金銀金屬回收，又防止砷汙染？柴立元帶著團隊再次上陣。
從選擇性脫砷劑到砷分離新工藝再到高效脫砷裝置，“有色冶煉含砷固廢治理與清潔利用技術”取得的系列成果，使得選擇性脫砷率達97.42%，在湘江流域乃至全國實現了大規模推廣應用。
組分極為複雜的廢酸資源化治理一直是國際技術難題。我國是世界冶煉第一大國，行業廢酸排放量高。
“我們正實施冶煉多金屬廢酸資源化治理及危廢大幅削減技術的工程推廣，開發砷的合金化應用技術。”柴立元告訴記者，獨創的新技術在國際上首次實現廢酸中多金屬高效分離，銅鋅鉍錸等回收率大於96%，危廢削減90%以上。這項技術在我國十多家冶煉龍頭企業應用，並將在剛果（金）推廣。
技術層面的研究，也上升到了科學層面。“重金屬有很多元素，我們分類研究機理，並提出針對性的治理方案，就像對癌症採用靶向治療一樣。”柴立元舉例說，三價砷毒性是五價砷的60倍，就先把三價砷變成五價砷，再把五價砷吸附出來，六價鉻毒性是三價鉻的100倍，也用同類方法徹底清除。
剛開始向重金屬汙染宣戰時，柴立元團隊只有2人，現在發展到了幾十人。陪伴團隊的簡易工棚，正計劃升級改造。一路跋涉走到今天，靠的是什麼？柴立元說，“靠的是信念、堅持以及國家與企業的支持。”
30多年前，曾經的農家孩子柴立元，在青山綠水下揹著米走著路去求學。如今，他用自己的心血和智慧，為大地留住青山綠水。
王耀南：創造“心靈手巧”的機器人
湖南日報·新湖南客戶端記者 胡宇芬 易禹琳 通訊員 方遒
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王耀南，男，1957年11月出生於雲南省龍陵縣，機器人技術與智能控制專家。現任湖南大學電氣與信息工程學院院長、湖南大學機器人學院院長、機器人視覺感知與控制技術國家工程實驗室主任，兼任中國自動化學會常務理事、中國人工智能學會監事等。
長期致力於機器人感知與控制技術研究和工程應用。主持完成了國家自然科學基金重點項目、國家863重大項目、德國科研教育部（BMBF）國際合作項目等多項課題。以第一完成人獲國家技術發明二等獎1項、國家科技進步二等獎3項、省部級一等獎11項、國際IEEE機器人與自動化學會“工業應用創新最高獎”。發表SCI論文160餘篇，出版著作8部，獲國家發明專利70餘項。
故事
人工智能，正在成為世界熱詞。研究製造出能替代人類幹活、比人類幹得還好的工業機器人，全球範圍的競爭漸趨白熱化。
王耀南沉浸其中30多年，構造了他的“機器人王國”：除冰機器人、移動作業機器人、精密檢測分揀機器人、電廠冷凝器汙垢檢測與清洗機器人等多種工業機器人，在廣闊的天地各司其職，推動了我國製造業向高質量發展轉型升級。
2008年1月，南方突發大面積冰雪災害，電力設施受損嚴重。當年4月，王耀南帶領團隊提出了“輸電線路新型融冰、除冰技術及裝置”研究項目，很快得到科技部批准立項。
但是，採用工業自動化理論與技術來研究開發可用於輸電線路融冰除冰的可自動控制的“特種機器人”，前人沒有嘗試過，國內外也查不到相關文獻資料。
面對這塊“難啃的硬骨頭”，王耀南憑藉在自動控制領域長期的技術積累，帶領團隊全力投入項目的科學研究與技術攻關中。到2009年底，3臺不同結構的除冰機器人相繼問世，並且成功應用於我國電力行業。
航空、艦船、汽車、電子、醫藥等行業的高端製造，對“心靈手巧”的工業機器人有著迫切的需求。王耀南開創了機器人自主加工動態規劃與決策控制技術體系，提出系列高速高精視覺魯棒感知方法，突破多機器人高效協同製造的技術難題，發明了機器人靈巧精準作業控制技術。他帶領團隊率先研製出工業移動作業機器人、精密檢測分揀機器人和智能製造機器人自動化加工柔性生產線，併成功應用於620餘家國內外企業，取得了顯著的社會經濟效益。
西電東送電站、南水北調泵站等國家重大工程，也活躍著王耀南團隊的身影，應用了他們研製的高可靠自動化運行優化控制系統，為大型電站和泵站的穩定運行保駕護航。
30多年來，不知有多少次面對“難啃的硬骨頭”。王耀南教授總是這樣告訴自己和他的團隊：“機器不能轉，或許就是一個小螺絲釘沒擰好；程序不能運行，或許就是漏了一個標點符號。一定要強調仔細，搞研究要的就是仔細，要嚴謹才能有成果。還有就是不能氣餒，這個方法不行，再試一個方法，一個接一個，總有方法是對的。”
馮明濤，跟著王耀南攻讀碩士和博士，剛完成博士畢業論文答辯。他感慨：“碩博6年，看到最多的是晚上10點鐘以後王老師辦公室亮著的燈。”
“王老師主持的高端醫藥視覺檢測機器人項目已經進入產業化階段，在國內外市場大範圍推廣，但王老師仍多次帶領我們去生產車間跟進設備調試，讓我們做好詳細的記錄，並對有改進空間的視覺檢測環節做出探索預案，要求精益求精。”馮明濤告訴記者，答辯完後翻出了保存的一些論文初稿，上面佈滿了王老師的修改評語。“這些修改評語，也許是在某個深夜的辦公室裡、也許是在某個航班的機艙裡、也許是在某列高鐵的車廂裡完成，都是王老師的默默付出。”
劉仲華：“茶是我一輩子離不開的事業”
湖南日報·新湖南客戶端記者 胡宇芬 通訊員 喻誠
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劉仲華，男，1965年3月生於湖南衡陽，一直在湖南農業大學茶學系從事教學科研工作。現任國家植物功能成分利用工程技術研究中心主任、國家茶葉產業技術體系加工研究室主任。先後兼任中國茶葉學會副理事長、中國茶葉流通協會副會長、中國國際茶文化研究會副會長等。
長期從事茶葉加工與資源高效利用研究，致力於創新茶葉加工理論技術、提高茶葉資源利用率和產業綜合效益。先後主持國家和部省級項目30多項，以第一完成人獲國家科技進步二等獎2項、湖南省科技進步一等獎3項。獲授權發明專利39件，制訂國家標準5項。以第一作者或通訊作者發表SCI論文60多篇，主編或參編學術專著與高校教材13部。
故事
38年前的夏天，“學霸”劉仲華得知高考分數只夠上農業院校，在家裡呆了一個星期沒出門。分到茶學專業，他不能理解“搞一個葉子還要連續4年”。歲月悠悠，小小茶葉早已融入劉仲華的生命，他坦言“茶是我一輩子離不開的事業”。
上世紀90年代初，我國出口茶葉數量出現明顯滑坡，嚴重挫傷了茶企和茶農的積極性。中國茶葉真的沒了出路？
當時的劉仲華已是全國茶學界最年輕的副教授，他研究後想了一個妙招：從價廉的中低檔茶中提取兒茶素、茶氨酸等多種對人體有益的功能成分，然後應用於天然藥物、食品、化妝品等行業，這樣就能把有形茶變成增值若干倍的無形茶。
但是，當時我國的提取技術繞不開高殘留的有害物質，還是難以進入國際市場。
劉仲華帶著團隊想要攻克它。這一搏，就是10多年，直至夢想成真。1千克的普通茶葉，經過獨創技術提取分離，可增值20至50倍。
一系列彷彿不可思議的事情發生了。
劉仲華與日本、德國科學家合作，研究開發的高純兒茶素成為獲得美國FDA批准的純植物藥VeregenTM的活性製藥原料(API)，該藥是全球第一個以茶葉功能成分為原料獲得美國FDA批准的新藥。
茶葉提取物在美國膳食補充劑原料的位次，從第25位躍升到了第4位。
世界保健食品、功能飲料、化妝品中茶葉功能成分的主要供應商，變成了中國。
……
“上世紀90年代，在茶葉深加工的茶提取物領域，我們是跟在美國、日本、德國的後面跑。經過近20年的研究和推廣，我們在技術創新、裝備條件、產業規模、品質水平等層面，都已經成了世界的引領者。”劉仲華說。
黑茶，是劉仲華用科技驅動產業復興的又一段佳話。他帶領團隊取得一系列技術突破和產品創新，使有著幾百年歷史的安化黑茶產業，從低谷時的綜合產值不到2億元、稅收僅24萬元，增長到2018年綜合產值180億元、稅收3億元。
在學校大會上，他曾直言不喜歡網上給他封的“黑茶之父”，他說自己是站在浙江大學和湖南農業大學老教授們的肩膀上，帶著團隊深化研究的。
“1988年到1991年，我們團隊在實驗室裡苦幹了3年。那個時候白天實驗室沒有電，我們是白天在家裡睡覺，晚上8點鐘到實驗室。”劉仲華回憶，那次形成了由他主筆的《黑茶製造化學》專輯，也才有後來黑茶產業發展的基礎。
2003年，在導師施兆鵬教授的囑咐下，劉仲華帶領團隊再次向黑茶研究進發。面對產業發展中面臨的關鍵技術瓶頸，他們和企業界攜手攻關，讓無梗的鮮嫩茶葉發出了茂密的“金花”，讓茯磚茶在相對低成本下含氟量符合國家標準，並系統研究探明瞭黑茶的健康密碼，研製了方便型、功能型、時尚型黑茶新產品20多種。灰姑娘邊銷茶，蛻變成了健康茶、時尚茶。
“我還去過湖南經視，跟汪涵馬可越策越開心介紹了一番黑茶，目的是扮演一個科學化語言角色，告訴老百姓原來喝黑茶有這麼多的好處。”劉仲華說。
一片茶葉，別人看到的是綠色，劉仲華卻看到了健康的脈絡和廣闊的市場。而要把脈胳背後的機理搞清楚，把市場背後的關卡搬開去，付出的太多太多。
“從1992年到現在，我從來沒睡過午覺，也從來沒有凌晨兩點鐘以前睡覺。”劉仲華快50歲時，還去清華大學唸了一個生物分析化學的博士研究生。他說：“因為我有一個夢想，希望越來越多的人為了健康而喝茶，希望更多的中國茶走出家門口，走向世界。”
劉少軍：讓大家都吃上好魚
湖南日報·新湖南客戶端記者 胡宇芬 易禹琳 通訊員 蔡頌
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劉少軍，男，1962年7月出生，湖南武岡人，一直在湖南師範大學生命科學學院從事教學科研工作，擔任省部共建淡水魚類發育生物學國家重點實驗室主任、國家大宗淡水魚產業技術體系-育種技術與方法崗位科學家。
他領導的團隊長期從事魚類遺傳育種研究，在魚類遠緣雜交研究領域的理論-技術-產品方面做出了系統的創新成績，在該研究領域處於領先水平。以第一完成人獲國家科技進步二等獎2項等獎勵，獲國家發明專利25項。撰寫了《魚類遠緣雜交》專著。以第一或通訊作者在Genome Research等期刊發表SCI論文120餘篇。
故事
鮮美的魚類具有高蛋白、低脂肪的優點，很受人們歡迎。自嘲為“漁民”的劉少軍，QQ和微信名都是“fish farmer”。他用30年的觀察、思考、實驗和應用，一點點敲開了世界同行對魚類遠緣雜交不可育的認識堅冰，帶領團隊研製的湘雲鯽2號、雜交翹嘴魴、鯿鯝雜交魚、合方鯽，獲得了國家級水產新品種證書，“遊”進了無數張餐桌。
從上世紀80年代開始，劉少軍就已經著手研究魚類遠緣雜交和染色體倍性操作了。因為生殖隔離的存在，自然界中，除非極端環境下，一般兩個不同物種的魚類不會自然雜交。因此只能創造特殊環境，讓它們交配。在如此低概率的情況下，一年能做一兩個魚類遠緣雜交組合就很不容易了。
對劉少軍和他的團隊來說，每一個新魚種的出現都像是一場奇蹟。他們在選擇遠緣雜交研究親本時，往往以鯽魚、鯉魚、團頭魴(俗稱鯿魚)、鮊魚、草魚等非常普遍的經濟魚類為主，這些魚更容易出現在人們的食物譜系裡。劉少軍說，“以前做魚類研究是為了攻克‘吃魚難’問題，現在要解決的是如何才能‘吃好魚’問題。”
每年的3至6月份魚類產卵季節，劉少軍只要在長沙，一定待在實驗基地勞作。
“魚類產卵從凌晨四五點鐘就開始了，我們要觀察魚類產卵情況，作息時間就得跟著魚類走。”劉少軍對此習以為常。
早出晚歸，一次次從成百上千條雜交魚裡收集珍貴的精液、卵子，小心翼翼放進培養皿裡守候奇蹟出現。劉少軍總是說“像養崽一樣，天天看著”。
這些雜交後代中，每代至少需1年才能性成熟，有的需要2年、有的甚至需要4年及以上才能性成熟，研究才能接著做下去。而且，魚類遠緣雜交後代中可育的雌性和雄性個體數目非常少，即使是可育的後代，一般其精液和卵子質量也非常差，從數以千計中能找出幾十條就很幸運了。這就要靠研究者精心設計、耐心收集、積少成多來做實驗了。
就這樣，一步一步，他和團隊在近30年的時間內做了37個雜交組合，其中30個組合能夠形成存活後代。也因此，他們才能夠揭示出遠緣雜交的相關遺傳和繁殖規律，為在國際上首次建立起適合於魚類遠緣和近緣雜交的一步法育種技術和多步法共性育種技術等奠定重要的基礎。
“這些規律的得出完全依靠一個一個實驗數據的積累和歸納分析而獲得，教科書中找不到可借鑑和模仿的例子。”劉少軍每每以此為例來鼓勵大家勇於創新。
劉少軍的助手、湖南師範大學教授覃欽博回憶：“2008年冰災的時候，劉老師帶著我們堅守在基地，每天帶頭破冰，很多魚類雜交魚品系等寶貴的魚類資源材料才得以保留下來。”
偶爾，劉少軍也會讓一些同事感到“苦惱”。湖南師範大學生命科學學院的門衛感嘆：“每年的大年三十我想不開學院大門了，但劉少軍教授總是準時準點來到學院工作，我想偷偷懶都不行。”
“我的父親劉筠先生，對我影響很大。小的時候，我就經常跟著他去池塘邊觀摩和學習養魚的技術，基本上每天早上6點鐘準時出發，而這個習慣我也一直保持至今。”劉少軍說。
劉筠院士是我國著名的魚類繁殖和育種專家。當年，在夫人的堅持下，劉筠先生沒有在老三劉少軍的名字裡再嵌進痴迷的“魚”。父子兩代同痴魚，同為中國工程院院士，留下一段佳話。
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