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法國國家科學研究中心公佈2017年創新獎得主
作者:駐法國代表處科技組 現職:駐法國代表處科技組
文章來源:法國國家科學研究中心
發佈時間:2017.07.26
法國國家科學研究中心(CNRS)將於2017年6月15日在巴黎海洋之家(Maison des océans)舉辦2017年創新獎頒獎典禮,今年獲獎人為Raphaèle Herbin、Jean-Pierre Nozières、Jean-Marie Tarascon和Jamal Tazi。這個獎項表揚為科技、醫療或社會領域帶來重大創新且能提升法國研究價值的科學研究。
2017年的評審團由法國國家科學研究中心的董事會、各學術處處長、創新暨業界關係處處長、各研究聯盟的主席、高等教育暨研究部代表、業界與學界人士組成。

Raphaèle Herbin,從數學到核能安全
這位56歲的數學家是偏微分方程數位分析的專家,也是馬賽數學研究所(I2M)(註一)所長。她與合作同仁在有限體積法分析理論、可壓縮流體模型化與數位模擬上的研究,為流體力學發展出一套新的演算法,帶來許多工業應用。在核能安全領域方面,這套演算法促使輻射防護暨核子安全研究院(IRSN)研發出Calif3s軟體。
經由解決複雜的數學方程式來加深對世界的了解,這就是Raphaèle Herbin的興趣所在。但是這位女科學家也認為,建立與其他學科的橋樑跟找出方程式解答一樣重要。她研發的模型化與數位模擬演算法,對科技與社會有諸多貢獻。
她欣喜地表示:「數學是一種普世語言,讓我們能與生物學家、化學家、工程師和力學專家一起工作。每一次都能學到新的東西。我非常喜歡這樣!」
她年輕時曾在瑞士洛桑聯邦綜合理工學院(EPFL)擔任研究員,與工程師及化學家共同投入天然氣電池的數位模擬工作。在雄貝希大學(Chambéry)時期,則參與研發一套有限體積法的數學理論。加入馬賽「拓撲學分析暨機率實驗室」(LATP)(註二)後,她與生物學家合作,研發出一套數位方法,解決與光合作用有關的擴散方程式,並與法國原子能暨替代性能源署(CEA)針對中子方程式進行合作。近期則與輻射防護暨核子安全研究院合作,發展出一套新的數位模擬演算法,適用於流體力學並以工業應用為目的。
她表示:「在這個計畫中,我們使用一種原創方法,來解決納維-斯托克斯方程(Navier-Stokes)和可壓縮的歐拉方程式(Euler)。這些方程式描述了流體的運動。最後,我們獲得了交錯格點有限體積的新解,可處理在研究核電廠安全問題時會遭遇的各類型流體,包括可壓縮及不可壓縮的流體。」
這是數學界的一大壯舉。事實上,新解法解決了反應爐掩體在發生核能意外時的表現(例如抗爆炸波),能檢驗核電廠面對科技風險時的負荷程度。這些演算法已經成為輻射防護暨核子安全研究院Calif3s軟體的基礎,用來計算核能安全。
不過,這位數學家不打算就此止步,因為「研究開啟了更多未知,激發了對知識的渴望」。她已經開始研究其他複雜流體系統,這些系統能將對環境和工業有重大影響的現象予以模型化。

Jean-Pierre Nozières,自旋電子學的高手
現年54歲的自旋電子學專家Jean-Pierre Nozières與Bernard Dieny(隸屬法國原子能暨替代性能源署格勒諾博分部)共同設立了「自旋電子暨合成技術實驗室」(SPINTEC)(註三),並擔任該實驗室主持人長達十年之久。他的研究涵蓋了從材料到概念設計的元件磁力學,十幾年來更致力於磁力記憶(MRAM,磁阻式隨機存取記憶體)的研究。法國在自旋電子學領域是全球的佼佼者,Jean-Pierre Nozières更是提升了自旋電子學研究的價值。他創立了四間創投公司,分別是Crocus Technology(2006)、eVaderis(2014)、Antaïos(2016)和Hprobe(2017)。這位物理學家現在是一名成功的企業家,他是結合基礎研究與立即應用的代表,也是二十多項創新專利的發明者。
不過,他的生涯並非上天注定。1987年,在機緣巧合之下,他進入了研究領域。在尼爾凝態物理基礎研究室(Louis-Néel)(註四)時期,他與薩伏瓦省(Savoie)一間中小企業合作,完成了有關高效能永久磁鐵製造程序之發展的博士論文。他隨後加入美國聖荷西(San José)的IBM研究中心,之後又進入聖塔芭芭拉(Santa Barbara)的Applied Magnetics公司,負責電腦硬碟用的磁阻性讀取頭。他表示︰「大量生產是我第一次的實戰經驗。」返回法國尼爾凝態物理基礎研究室後,他研究磁性錄音與奈米磁學,隨後轉向磁阻式隨機存取記憶體的研究。
2000年年初,他做了一項決定性的觀察:「雖然自旋電子學上的發現大多來自法國研究員,但這些發現並沒有為法國帶來任何工業利益。」不過,這並不成問題。他和Bernard Dieny於2002年共同創立了「自旋電子暨合成技術實驗室」。「我們的想法是將學術研究員、業界技術師和工程師聚集在同一個實驗室裡,促進彼此的聯繫,加速技術轉移。這項作法在當時的法國仍相當新穎。」為了讓實驗室研發的磁阻式隨機存取記憶體科技能工業化,很快就誕生了第一個創投公司Crocus Technology。Jean-Pierre Nozièresr加入該公司,並在協助公司發展五年後,於2011年重回自旋電子暨合成技術實驗室,擔任負責人。
這位科學家樂於把自己定義為「在公私立機構之間擺動的雨刷」,他並未就此止步。2014年,他與一群年輕工程師創立了第二間公司eVaderis,專門設計物聯網使用的記憶體區塊和超低耗能電路。2016年年底,他又與自旋電子暨合成技術實驗室的研究員Gilles Gaudin共創了Antaïos,研發計算處理器使用的超快速磁阻式隨機存取記憶體科技。2017年與前企業總裁Laurent Lebrun共創Hprobe,希望提供控制磁阻式隨機存取記憶體線上生產的設備。
「每個創投公司的成立都源於一個想法與一份願景,其挑戰在於盡可能發展這個想法、說服其他人(有時是發明者本人)這個想法的合理性並實現之。這是非常激勵人心的。能創造就業機會也相當有價值。」
這位前研究員今日已經離開實驗操作台,轉而負責管理Antaïos、領導Hprobe的行政委員會,並向eVaderis提供科學建議。「就像父母對孩子一樣,我希望這些創投公司能成長、扎根,並有長久、美好的發展。而後,或許我會展開新的冒險!」

Jean-Marie Tarascon,從能源到永續服務
這位固態電化學專家是法蘭西學院(Collège de France)教授、法蘭西自然科學院(Académie des Sciences)院士,也是固態暨能源化學實驗室(LCSE)(註五)的負責人。Tarascon現年63歲,最早因高溫超導體研究而成名,後來又因電化學儲能而聞名,他也是鋰離子電池的先驅之一。其研究旨在發明新的能源儲存科技、改善地球能源的管理,為電池用的電極與電解質新材料合成、鋰的反應機制研究、新電池組態的研發帶來許多重要進展。2011年,他受委託創立了「電化學能源儲存網絡」(RS2E),聚集了17個學術實驗室、3個工業科技研究中心和許多業界單位。他也是第一代鈉離子電池的創始者之一,擁有超過85項創新專利,其中20多項具有許可執照。
Jean-Marie Tarascon並不缺乏直覺。作為鋰離子電池的先驅,這位創新者想方設法解決最棘手的科技挑戰,發明更高效、更安全、更環保的新儲能方案,以改善地球能源的管理。
一切都從美國開始。1983年完成博士論文後,這位年輕研究員進入紐澤西的貝爾實驗室(Bell),隨後加入貝爾公司旗下的電子通訊子公司Bellcore。七年之間,他投入了高度競爭的高溫超導體基礎研究領域。但1989年加州Loma Prieta大地震改變了局面。「這次災害彰顯出電子通訊使用的鉛蓄電池有所不足,不像它所宣稱的那樣有八小時續航力。這些電池實際上只能用一小時。在緊急狀況下,這是很大的問題。」
Bellcore因此重新修正研究方向,一夕之間,Jean-Marie Tarascon成為能源儲存小組的負責人。他開始研究電化學儲存,發展以鋰電池為主的全新途徑。四年間,該團隊發明了第一代塑膠鋰離子電池。1995年,這位研究員返回法國,在亞眠(Amiens)主持「反應暨固態化學實驗室」(LRCS)(註六)。在他的推動下,這個材料領域的專業實驗室開啟了固態電化學領域的研究。
隨著永續發展概念的興起,Jean-Marie Tarascon近年來投入了鈉離子電池的研究,以「鈉」這個地球上最豐沛的元素之一來取代鋰。有感於「創新只能誕生自討論與合作」,他於2011年創立了「電化學能源儲存網絡」,「期能在最短時間內,以最好的協作性,把想法轉化為產品」。這個網絡製造出首個18650規格的鈉離子電池,其性能與最早的鋰離子電池相同,但價格卻便宜許多。「這項科技已準備好要離開實驗室。我們將於2017年成立創投公司Tiamat。」
這位現有多項任務在身的多產研究員仍像職業生涯之初一樣,對新發現與分享知識保持著相同的態度。「我喜歡在我的實驗室工作、與年輕研究員一起做實驗。就像孩子一樣,我也希望能獲得結果。」

Jamal Tazi,用分子對抗病毒
這位現年57歲的功能性基因組專家在蒙貝利耶分子遺傳學研究所(IGMM)(註七)主持一個研究團隊,他在訊息RNA(mRNA)前驅物另類剪接領域獲得許多重大發現。另類剪接是一種透過組合式刪除法,從同一基因產生多種類型的訊息RNA和蛋白質的機制。這些研究開啟了治療病毒性與遺傳性疾病的新途徑。為了發展抗病毒藥物,他於2008年創立了Splicos生物科技公司,2013年改名為Abivax。他也主持2009年由Abivax與法國國家科學研究中心共同成立的合作實驗室Abivax Therapeutics(前身是Splicos Therapeutics)。以愛滋病毒為標靶的ABX464分子目前已進入臨床實驗第二階段。
「我為什麼選擇這項專業?1970年代末期,我讀了一篇假設我們能任意操作基因的科普文章後,就做了這個決定。」幾年後,Jamal Tazi成為功能性基因組專家,在RNA另類剪接領域獲得許多重要發現。
當時Jamal Tazi是摩洛哥Rabat大學的普通生物學學生,他為此前往法國蒙貝利耶,在Philippe Jeanteur(註八)的指導下完成高等深入研究文憑(DEA)與生化暨分子生物學博士論文。這位年輕研究員投入了「研究對基因表達產生反應之分子與細胞機制」的競賽中,為「訊息RNA前驅物剪接」此一嶄新領域帶來重大進展。他確認並定義了造成「內含子」(Introns,基因轉錄時,RNA會產生的區塊)被切除的主要因素,以產生以蛋白質為表現的訊息RNA。
1980年代末期,Jamal Tazi前往奧地利,加入維也納分子病理學研究所,以兩年的時間研究染色質(Chromatine)結構,特別是有利於基因表現的活性結構。染色質是細胞核中的DNA結構,會與蛋白質結合。他建立了表觀遺傳學的起點。這位科學家隨後回到法國,與「舊愛」重逢,在蒙貝利耶分子遺傳學研究所釐清了RNA另類剪接。目前他仍在該實驗室工作。
2002年是一個轉捩點。為了找出能阻擋這項程序的化學分子,他與居禮研究院(Institut Curie)合作,開始關注透過另類剪接來自我複製的病毒,希望發展出治療病毒性疾病的新藥物。「我們測試的分子不以病毒本身為標靶,而是針對細胞機器作用,並阻止病毒自我增殖。」
為了更進一步,他創立了Splicoas公司(現更名為Avivax),之後又設立了合作實驗室Splicos Therapeutics(現更名為Avivax Therapeutics)(註九)。「我們因而得以發展出新的化學資料庫、實現概念驗證。某些分子成功通過前臨床研究,目前正在進行人體測試。」例如對抗愛滋病毒的候選藥物ABX464,它會加強細胞RNA的品質控制。「在遭愛滋病毒感染的小鼠身上,這種分子可降低病毒量,並在停止三合一治療後,幾乎未出現反彈。」
這位多面向研究員的目標是尋求永續治療的解決方案:「在Abivax Therapeutics,我們盡全力維持高水準的基礎與應用研究,並發展對抗茲卡病毒、曲弓熱、登革熱等其他病毒的抗病毒藥物。」

(註一)隸屬法國國家科學研究中心、馬賽中央理工學院(EC Marseille)、艾克斯-馬賽大學(AMU)。
(註二)2014年成為馬賽數學研究所。
(註三)隸屬法國國家科學研究中心、法國原子能暨替代性能源署、格勒諾博-阿爾卑斯地區大學(UGA)。
(註四)現已改為尼爾凝態物理基礎研究所,隸屬法國國家科學研究中心。
(註五)隸屬法國國家科學研究中心、法蘭西學院、巴黎第六大學(UPMC)。
(註六)隸屬法國國家科學研究中心、皮卡地大學(UPJV)。
(註七)隸屬法國國家科學研究中心、蒙貝利耶大學。
(註八)隸屬蒙貝利耶Paul-Lamarque中心,現為蒙貝利耶癌症研究所。
(註九)隸屬法國國家科學研究中心、蒙貝利耶大學、Abivax公司。


資料來源(1):法國國家科學研究中心新聞稿,2017年5月11日
網址︰http://www2.cnrs.fr/presse/communique/5029.htm
資料來源(2):法國國家科學研究中心期刊(CNRS Le Journal),2017年5月11日
網址:https://lejournal.cnrs.fr/articles/medaille-de-linnovation-le-palmares-2017
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