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张学记院士:深耕传感领域30余载,毅然回国打造传感器强国


  来源: MEMS 时间:2022-11-24 编辑:仪器仪表WXF
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▲张学记院士


“回国不需要理由”


1989年,张学记本科毕业于武汉大学化学系。此后,他用5年时间获得博士学位,并先后到斯洛文尼亚、瑞士和美国进行博士后研究,主攻方向为生物传感器。


刚出国时,无论是那里的实验设备,还是研究人员待遇,都让张学记感受到了“宇宙级差距”。正是这种差距,让他更加努力钻研,而在国内求学时期打下的扎实基础,更成为极大助力。


1999年,张学记接到邀请,到世界精密仪器企业任职。此后,不到十年的时间,他一步步从研究员、首席科学家,到成为企业的高级副总裁。


前途一片光明,而此时张学记却作出一个让人意想不到的决定:回国组建实验室。一边是近二十年辛苦打拼的事业,一边是回国从零开始的未知,他只是轻描淡写地表示,“我是中国人,回国不需要理由,不回国才需要理由。”


回国十年后,2019年,张学记再次重新开始,担任深圳大学副校长,同时在这里组建智能生物传感实验室,并将相关传感技术进行产业化。


▲张学记院士(左四)和团队


时至今日,张学记在往返国内外各大院所、实验室时,早已没有了刚出国时的惊叹,“过去几十年,国内取得巨大发展,深圳的变化更是有目共睹。在我看来,深圳是实现梦想的地方。”张学记告诉记者。


张学记的身上拥有多国院士头衔,美国医学与生物工程院院士、俄罗斯工程院外籍院士、欧洲科学院院士等。他曾在多国先后任职,引领世界自由基传感领域的前沿发展,最终在2009年选择回到祖国,在中国这个传感器大国投身于生物传感科技创新事业。2021年张学记获得中国传感器杰出贡献奖,在世界传感器大会上,他作为国际生物传感领域著名的中国专家作了50分钟报告。


率先提出“智能生物传感”


通俗来讲,传感器是一种检测装置,它能感受到被测物的信息,并将其转换为电信号等可读的形式。“人本身就是一种‘传感器’,比如看到物体是视觉传感,吃东西是味觉传感,去医院检查更要用到传感技术,”张学记表示,“而生物传感器就是对生物物品的识别,比如人的血液、汗液中,都蕴藏了健康信息,大家的目标就是读出这些信息。”


张学记首次提出了“智能生物传感”的概念。比如团队正在研发的可穿戴汗液传感器,将一种超疏水的特殊液体涂敷在柔性薄膜上,并在其中刻上微孔。使用者贴上这一特殊绷带,微孔会自动收集汗液,实现对汗液pH值、氯化物、葡萄糖或钙的浓度的检测。“基于此,大家能通过无创的手段,得到大量与身体内部物质有关的信息。”他先容道。


有“温度”的生命科技


作为“智能生物传感”概念提出者,张学记也是这个领域的先行实践者。今年北京冬奥会应用了我国自主研发的“智能体温监测系统”。这套系统发明者是张学记和他的团队,2020年这套系统曾被称为“抗疫神器”,在医院、酒店等新冠隔离区应用广泛,也让张学记从科技行业,走入大众视野。


这套系统应用生物传感技术,24小时无接触、连续测量人体体温和云端数据同步管理,提高医护人员工作效率,更能精准找出体温异常人员。张学记说,“通过这个系统大家筛选了很多新冠患者,比如有患者半夜突然发烧,系统马上进行预警。因为大家系统设定了温度达到37.5度,就自动报警。大家的控制系统就知道谁在哪个房间发热,减少了进一步传染可能,最重要是及时发现并进行处理。”


张学记回忆道,“2020年初,新冠疫情爆发后,我当时是深圳市新冠疫情技术攻关领导小组组长。我马上意识到测温非常重要,当即组织团队紧急研发,做成了智能监控系统。”研发成功后即在深圳率先投入使用,深圳也成为全国首批将体温数字化管理引入疫情防控体系的城市。张学记团队在深圳本土研发的“智能体温监测系统”,现已在全国几十个城市隔离区应用。


科研要“上书架,上货架”


张学记常笑称自己是科研“杂家”,他带领全国各地的多个团队,研究范围更涉及肿瘤检测、纳米诊疗、可穿戴传感器等多个方面。研究能上“书架”也能上“货架”,是他一直以来的坚持。


基于自主研发的生物传感技术,团队瞄准的是大健康领域。比如肿瘤标志物检测,团队设计了一系列多功能纳米探针,实现了高效、精准捕捉肿瘤细胞的信号。“肿瘤标志物踪迹难寻,极小的干扰都有可能对它产生影响,因此,富集、捕获和分析技术缺一不可。”张学记团队成员许太林告诉记者。



此外,针对糖尿病患者每天需要“扎手指”测血糖的问题,团队正在开发植入式生物传感器,用以精准测量血糖指标。


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