一身干练的深蓝色条纹衬衫,一副窄框眼镜,一个稍显老旧的黑色商务双肩包,吐字语速×1.5倍,“这个实验结果蛮有意思的”“这个研究有意思”,这个常常把“有意思”挂在嘴边的高校教师,是东华大学材料科学与工程学院复合材料系主任、纤维材料改性国家重点实验室生物材料方向学术带头人游正伟教授——一个从跨国公司经理“跨界”来当大学老师的专家。
5月26日,在2022年度上海市科学技术奖励大会上,游正伟凭借其在自然科学基础研究领域的突出贡献,获评“上海市青年科技杰出贡献奖”,实现了东华大学在该奖项上零的突破。
游正伟在颁奖大会上。东华大学供图
据悉,上海市青年科技杰出贡献奖于2012年设立,每年授予人数不超过10名。奖励在自然科学基础研究、技术开发与产业化、企业创新创业中作出突出贡献的45岁以下科学技术工作者。
“半路出家”的科技工作者
游正伟是个“半路出家”的材料科研工作者,一开始,他的研究领域与生物医用材料并无交集。他本科和博士均是学化学专业出身,在化学的世界里与各类有机分子打着交道。2007年博士毕业后,游正伟前往海外高校的生物医学工程系从事博士后工作,主攻应用前景广阔的生物医用材料领域。
深造几年后,他在海外面试进入知名跨国公司拜耳材料科技,担任亚太区新事业企划部创新经理的职位。然而,在拜耳工作期间,游正伟看到了面向产业前沿的基础研究领域,中国材料与世界的差距,也感受到中国迅猛的发展。
“我国正处于实现中华民族伟大复兴的关键时期,国家有期盼,人民有需求,社会有基础,我们这代人生逢其时,理应为国家强盛贡献力量!”游正伟想要以学识报国。他辞去了高薪又体面的工作,于2013年10月1日正式加入东华大学材料科学与工程学院,潜心基础研究和教书育人。
游正伟带着学生做课题。东华大学供图
2013年至今,刚好10年。游正伟以自己的化学老本行作为突破点,从分子设计开始,开展生物材料的原创研究,一路探索前进,在生物医用弹性体领域取得了系列国际领先成果,在心血管疾病治疗上取得了重大突破。
“糖画”灵感为心脏“打补丁”
在2022年中国心脏大会(CHC) 上,一篇题为《一种可灌注的多功能心外膜装置改善心脏功能及组织修复》的论文被评为2021年度中国心血管病十大基础研究论文,成果刊发于国际著名医学杂志Nature Medicine,研究背后是一次材料专家与临床医生的巧妙牵手,游正伟教授与瑞金医院心外科赵强和叶晓峰主任医师强强联合,瞄准人类的头号杀手之一——心肌梗死,开始一场历时数年的科研长跑。
心脏是一个高度动态的器官,每天大约跳动10万余次,持续地向外泵血,一旦发生心肌梗塞,心肌缺血受损,引起收缩乏力,病人会发生心力衰竭威胁到生命。
为了给受伤的心脏打上一个结实耐用的“补丁”,游正伟带领团队集中攻关,研制仿生弹性体,匹配跳动的心脏;构筑可灌注、可渗透的仿生血管网;同时整合微泵,可以根据需要缓释药物到心梗区域;最终成功构建了集力学支撑、血供重构和药物缓释于一体的多功能心外膜装置,促进心肌修复,进而明显改善心脏功能,有望为心肌梗死及心力衰竭的治疗提供了一种新方法。
上述工作中关键的仿生血管网其实来自一个很有意思的想法。据该工作主要实践者、当时的博士生雷东介绍说,该工作是从中国传统手工艺“糖画”中获得的灵感。
游老师当时让学生去教育超市买了一包糖,巧妙地利用3D打印机对其加热进行预焦糖化,现场制备具有良好打印性的墨水,然后3D“作画”,实现了糖模板的3D打印定制。进而通过相分离机制和牺牲模板策略相结合,高效构筑了整体相互连通可灌注的聚合物基仿生血管网络,管壁上密布微孔结构,从而赋予其仿血管壁的渗透性。该方法具有良好的普适性,适用于热塑和热固性等多种材料。
“问题少年”主持“没大没小”的课题组组会
在游正伟的科研世界中,交叉与碰撞是激荡科研火花的关键词。在他的课题组组会上,气氛异常活跃。
游正伟和学生团队合影。东华大学供图。
2016年,稍显腼腆的张璐之刚进组,看着师兄师姐们和游老师在组会上“没大没小”,在学术观点上“怼来怼去”,一时还有点不适应,那时的他记住了游老师语重心长的一句话:“如果你做的实验结果跟我预想的结果一模一样,那大抵是和现有理论一致,不会有太大发现。而科学研究的魅力就在于,它有很多未知,一定要关注每一次实验过程中的‘意外’,这常常是重大发现的大门,深入进去探究清楚‘反常’背后的规律和奥秘,就有可能获得重要的科学研究成果。”
一次偶然的机会,当时的博士生刘增贺带着张璐之在实验中发现自己合成的材料,切断后竟然“愈合”在了一起,就像人类皮肤损伤后有自我修复能力一样。这一现象立马引起了游正伟的重视,他敏感地意识到这可能是“有意思”的重要发现,于是带着增贺和璐之一起“琢磨”了起来。
这一琢磨,游正伟团队惊喜地发现,金属配位键在络合交联增强的同时,能够催化动态共价键重组的作用机制,解决了自愈合性和力学强度此消彼长的矛盾,于2019年创造了室温自愈合材料强韧度的世界纪录,成果发表在材料领域著名期刊Advanced Materials,发表后引起了广泛关注,成为近4年来自愈合弹性体领域全球被引用最多的论文之一。
黑色的双肩包一打开,游正伟抽出笔记本电脑,开始在这个庞杂又有序的“科研资料王国”中,向记者展示一个个“科研宝贝”。定睛一看,是Excel表里一条条五颜六色的数据。“你看,这个甘油水凝胶生物墨水的想法最早是来自于这条数据……”游正伟指着Excel表中的一条红色记录介绍道。原来那些“意外”的实验结果、开会途中蹦出来的新想法、组会上碰撞出来的新方向等,这些灵感都被游正伟小心翼翼地记录在一个Excel中,红色表示重要级最高,黄色次之、紫色代表………几年下来,竟然有600多个课题想法。
软而强韧的仿皮肤弹性体、自愈合弹性体构筑可任意重构的软体机器人、适应性共价交联的新类型纤维、首个一体式3D打印的摩擦纳米发电机这些新奇的科研成果,不少都来自这个神奇的表格所记录的科研“灵感”。
游正伟课题组青年教师管清宝介绍,游老师有个“江湖称号”叫做“问题少年”。他常常和学生说,做科研不仅要认真做实验,更要走出校门做交流,了解学术界最新的资讯,也把自己的研究成果观点“亮”出去。所以他积极参加相关的学术论坛和前沿讲座,总是第一时间抢占前排位置,边认真听讲边快速记录。在学术交流环节,游正伟一直是最积极提问的,十年如一日,这个爱提问的教授就有了这个可爱的称号。(来源:中国青年报客户端 时间:2023-05-31 作者:王烨捷、朱一超)
视频: 摄影: 撰写: 信息员:王宇 编辑: