摘要:党的二十大报告强调,要“培育创新文化,弘扬科学家精神,涵养优良学风,营造创新氛围”。为进一步继承发扬科学家精神,激活科技事业发展,为科技创新发展提供内在动力,推动实现高水平科技自立自强,中国科学院深圳先进技术研究院推出《知行》人物专栏,旨在发掘和选树院内一批杰
【编者按】党的二十大报告强调,要“培育创新文化,弘扬科学家精神,涵养优良学风,营造创新氛围”。为进一步继承发扬科学家精神,激活科技事业发展,为科技创新发展提供内在动力,推动实现高水平科技自立自强,中国科学院深圳先进技术研究院推出《知行》人物专栏,旨在发掘和选树院内一批杰出青年代表,展现和传播青年科研人员勤奋耕耘、甘于奉献、勇于创新、精益求精的精神。
深圳商报·读创客户端首席记者 陈小慧
刘志远,中国科学院深圳先进技术研究院先进集成技术研究所生物界面柔性传感实验室负责人,十多年来专攻神经接口柔性电极技术及面向机器人的柔软触觉皮肤技术,同时也研究以科研行为为样本的人类属性与行为科学研究。
在哈尔滨工业大学就读本科和硕士期间,刘志远热爱社会学,因为爱泡图书馆啃社会学、哲学类人文社科书籍,同学常找不到他,就给他取名“半仙儿”。从大学毕业入职深圳先进院,到求学于新加坡南洋理工大学、美国斯坦福大学后重返深圳先进院,在研究中心主任李光林研究员以及历任院领导的关怀下,刘志远的科研之路不断精进开阔,在生物技术(BT)+信息技术(IT)融合创新领域深耕,逐渐成长为一名优秀的青年科研工作者。
入门:新型科研机构,来了块“崭新的海绵”
2012年,东北小伙儿刘志远从哈尔滨工业大学本硕毕业,带着行囊,从寒冷的东北一路南下,千里迢迢来到湿热的深圳,加入深圳先进院。
“我真是长见识了!”刘志远回忆初入深圳先进院后的感受,双眼放光。一栋楼里,楼上楼下,各类前沿交叉学科齐全,尤其是围绕医工交叉、IT与BT交叉等方向,这些都让刘志远眼界大开,激发了研究兴趣。
当时,深圳先进院在广东省、深圳市的众多利好政策的支持下,从全球招揽了一批科研领军人才,交叉研究方向众多,涉及很多国际科技前沿领域,这一下子迷住了这名从东北来的年轻人。“当时我对医工交叉研究方向非常陌生,但很感兴趣!因为本来我就对涉及‘人’的研究感兴趣,所以在加入神经工程中心之后,我就在于喆博士课题组开始了生物界面柔性材料与电子器件的研究工作。”
刘志远最初入职的是深圳先进院生物医学与健康工程研究所神经工程研究中心,学术研究导师是于喆博士。于喆先后在生物芯片北京国家工程中心、美国哥伦比亚大学神经外伤与修复实验室和美国哈佛大学纳米技术实验室从事近十年的微米/纳米尺度神经芯片等微器件研究和开发工作,并致力于其在生物医疗等领域的应用研究。
在这里,刘志远就像一块崭新的海绵,充分吸收学术养分。也正是在深圳先进院,刘志远获得了有关医工交叉研究的专业学术训练。
“我在大学期间主要做电磁场理论模拟,压根儿没有接触到医工交叉研究。在深圳先进院得到了于喆等优秀学者的悉心指导,从那开始我写论文就比较顺畅了,直到后来进入了医工交叉研究的大门。”刘志远回忆。
当时刘志远所在课题组面临一个技术瓶颈:如何制备组内第一款柔性可拉伸导电薄膜。该薄膜是柔性电子的核心组成部分,2012年时国内相关研究还相对较少,在国外相关研究的基础上,在深圳先进院C栋4楼的实验室,刘志远和于玫等同事不断尝试使用磁控溅射设备加工柔性可拉伸导电黄金镀膜,一年多后,终于成功地制备出了实验室第一款基于随机微纳裂纹的柔性可拉伸导电薄膜。该薄膜的导电层仅有约100纳米的厚度,在拉伸超过原有长度一倍过程中依然能够导电。
这个初代版薄膜对团队算是惊喜,但对当时的国际学术界不算,因为2003年国外已有相关报道。不过,刘志远和团队很快进行了创新,因为在薄膜使用中他们发现,有时必须要在该薄膜表面再修饰一层材料才能实现更好的性能,然而该修饰层会严重影响电极的拉伸导电特性,甚至导致电极彻底失去拉伸性。为此,他们创造性地提出了针对可拉伸导电薄膜表面修饰的离散修饰法,制备了一种全新的柔性可拉伸导电的复合薄膜,可以更好地采集生物体电生理信号,顺利解决了难题。
精进:负笈南洋归来,探索BT与IT“共舞”
在深圳先进院,刘志远工作初见成效,在2013年被评为年度优秀员工,也在此时,刘志远决定出国深造,2014年进入新加坡南洋理工大学材料学院读博,三年半后获得博士学位,并于2017年成为美国斯坦福大学访问研究生。此后又在2017至2019年期间于新加坡南洋理工大学做博士后。
刘志远的博士导师是陈晓东教授,在美国访问时的导师是斯坦福大学鲍哲南教授。在导师陈晓东的指导下,刘志远学术科研进一步精进,也收获了包括美国材料学会优秀博士生金奖、新加坡材料学会优秀博士生奖、国家优秀自费留学生奖等在内的多项荣誉。
回国找工作时,刘志远也曾在全国看了一圈,对比之下,还是觉得深圳先进院最适合自己。在刘志远看来,原因有几点:对深圳先进院此前印象很好,环境非常熟悉,尤其这里的行政支持体系搭建完备,整体上扁平、高效、人性且宽容,这与历任院长、书记、所长吸纳国内外先进管理经验紧密相关。
2019年,刘志远回到深圳先进院担任研究员,回到昔日实验室,重新与老同事于玫搭档,并接管了七年前曾经工作过的生物界面柔性传感实验室。
此时的深圳先进院欣欣向荣。短短十余年时间,作为中国科学院旗下众多科研院中最为年轻的新兴科研机构之一,在医学影像、合成生物学、脑科学等方向突飞猛进。
刘志远回院后,带领团队继续深化柔性可拉伸电极及柔软触觉电子皮肤的研究,推进相关工程化与产业化的工作;同时拓展新的研究方向,比如与医工所马腾研究员合作可穿戴超声成像研究,与合成所戴卓君研究员合作研究活性电子器件,尝试以基因编辑的细菌来制备活体材料,进一步加工制备活性电子器件。
2021年12月22日,戴卓君、刘志远双方课题组合作的研究成果首次发表于Nature Chemical Biology上,提出了全新的可快速修复的活体材料构建思路。该成果是BT与IT交叉的一次新尝试。此后,刘志远又与导师陈晓东教授等人在Nature发文探讨开发水驱动的形状自适应柔软可拉伸电极。
深圳先进院非常重视产业转化工作,鼓励各个PI将自己的科研成果转化出去。在院里设置的成果转化激励政策与相关职能部门的配合下,刘志远努力推进柔性可拉伸电极阵列的工程化,量产化与医疗器械转化。“成果转化,尤其是前沿技术的实际转化,比发文章难多了!我们也还处于探索、碰撞、学习的阶段,我们从电极公司学到了很多东西,比如如何组织各方资源,如何找到实际的市场应用点,如何协调市场需求、成本与技术先进性的关系等等。”刘志远总结说,“在这个过程中,我们也希望不断发掘重要的科研问题,争取实现文章与产业两不误。”
思考:兴趣是引路人,平台是助力器
“志远给我的第一印象是性格开朗、幽默健谈,特别适合做科研,思维相当活跃,想法奇特开放。”从刘志远入职后就开始做搭档的同事于玫称。
在刘志远看来,哲学是思维的操练场,对大脑有锻炼,容易打破多学科界限,不容易产生思维固化僵化。“我现在带学生,也鼓励他们读一读哲学类书籍。”
刘志远回忆,在新加坡南洋理工大学博士毕业正式回国之前,有一段时间他相对清闲,这时,他开始思考一些有关科研本身的问题:为什么要做科研?为什么要发论文?科研是什么?科研资源分配的规律是什么?中国人特定的行为模式是如何影响科技资源分配与效率的?更基础的层面来看,中国人特定行为模式的脑科学机制是什么?
其实这些问题又回到了他当年所钟情的有关人类学、社会学的研究。他读本科时一心想转专业研究社会学,本科毕业获得保研资格后,还选择了休学一年去四川省剑阁县政府机关工作。“我主要是为了增加社会阅历,因为要搞社会学嘛,总得进到社会中去。那一年对我触动非常大!光读书不行,实际做事配合读书一起才行。我本来就对研究人、研究社会行为感兴趣,那一年自己亲身参与了部分社会事务,感悟非常多,远不是读书能获得的。”
“后来我社会学博士没考上,重新投入到理工科类研究,但我也一直没放弃人文社科类研究,因为我意识到一方面科研行为本身也是社会行为的一部分,而我恰好身处其中;而在理工科研究方面,我从事的是对人体信息的采集,而这也恰好可以作为研究人体行为机制方面的定量数据来源,比如脑电。”刘志远继续说。
科研道路上,刘志远一直没有放弃对人文社科的思考,他还分别于2019年、2022年参加中国社会学年会、尼山世界儒学大会等,参与对人的智能与行为的研究。此后他撰写了《简论“科学研究”在中国及其评价方法》《基于知识链的工程类科研评价方法研究》《论中国的文化复兴》等文章,不断分享自己的见解与思考。
这些看似跟本行科研工作不相关的思考促进了他对“科研”本身的认识,使他明白科研的属性、意义以及国内科研所处的时代节点,这些使他和他的团队更有“意识”地主动开展相关研究。
“回国5年整,深圳先进院对我的帮助非常大!在这里我可以自由开展自己喜欢的研究工作,组建自己的研究队伍。更重要的,深圳先进院是一个专业密度非常高的地方,楼上楼下各个专业方向的人都有,大家都比较好交流,乐于交叉合作。现在研究总体上进展都很顺利,我们继续加油好好干!” 刘志远在采访最后总结道。
来源:读创