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李舟:寻找生生不息的能源 为人类健康保驾护航

李舟:寻找生生不息的能源 为人类健康保驾护航

中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员李舟

新华网北京11月2日电(陈梦瑶)在植入式医疗器件普及的今天,我们遇到了一个问题――植入式设备需要持久的能源,才能给使用者安全与健康。但是,我们要去哪里寻找生生不息的能源,来让植入式医疗器件为人类健康持久护航?作为北京市科技新星、中组部万人计划青年拔尖入选者,李舟在植入式人工心脏、植入式心脏起搏器、植入式脑起搏器等医疗应用器件领域,却有着让“生命不息、能量不止”的独门绝技。

在医学院学习期间,李舟的最大梦想就是凭借精湛的医术救死扶伤,成为一名悬壶济世的外科大夫。然而,随着医学研究的深入发展,他越来越意识到,现代医学的发展离不开新理论和新技术的发现与创造。正是随着生物医学工程技术的不断进步,越来越多新型医疗器件被开发和研制,产生了X光机、CT、核磁、心脏起搏器、心血管支架等现代医疗设备,从而使他逐渐对生物医学工程技术产生了浓厚的兴趣。因此,在选择研究生专业时,李舟最终选择了到北京大学工学院从事医疗器械相关的学习和研究工作,并在2007年转博,当时他是北京大学工学院先进材料系系主任的王中林教授唯一一名医学背景的学生。

然而,跨越专业知识鸿沟的难度可想而知。“医学专业的学生很少有自己操作过电子显微镜的,而对材料学的学生来说却是最常用的表征工具”,李舟清晰地记得在美国佐治亚理工学院王中林院士实验室进行博士课题研究时的情景,“面向全校开放的扫描电子显微镜就在办公室楼下,日常工作时段的机时预约基本是秒杀,能抢到算是幸运的了!”

在一次实验中,李舟需要在一定时长里完成很多样品纳米尺度下的对照观察,每天都需要用6-8个小时的电镜机时来获得高清晰度的照片。“当时我借遍了实验室师兄弟的机时,还曾经用过王中林老师的账户来预约机时,结果大家在电镜预约界面惊奇的发现:‘王老师’在晚上十二点以后使用电镜”,李舟对这段研究生阶段的趣事记忆犹新。正是这个延续了数月的研究课题,使他的电子显微镜操作技术有了显著提高,而这仅仅是李舟在跨越专业领域的技术门槛过程中的一个缩影。

今年,正是李舟从事自供能电子医疗器件研究工作的第十年。回顾2012年,李舟在本领域中开始崭露头角,他入选北京市科技新星、教育部新世纪优秀人才和国际医学与生物工程联合会(IFMBE)的“青年研究者奖”。也是在那一年,在李舟的博士导师王中林院士的劝说下,李舟选择了能够发挥他在医学和生物领域一技之长的北京纳米能源与系统研究所,并组建团队继续从事自供能植入式电子医疗器件的工作。经过迅速筹建,李舟目前已建成了25人的研究团队,研制了植入式纳米发电机、自供电能源系统等,并在生物、医学和健康领域中应用,并取得丰硕成果。

人们常说:谋事在人,成事在天。在李舟看来,谋事在人,成事也在人。他用生命不息的能量支持着抽象思维的奔腾,物化为“永不枯竭”的能源。在植入式医疗器件的舞台上,李舟用他的智慧、心血和对科研的热情,以自己的亲身经历鼓励、带领着团队成员们勇于探索,早出成果,利用生生不息的体内生物能, 为人类的健康保驾护航。

凭借着一股韧劲,李舟带领的科研团队紧接着攀登了一座又一座的科研高峰。2014年,李舟研究员和王中林院士领导的联合攻关团队,研制了世界上首个呼吸运动驱动的植入式摩擦纳米发电机并驱动了心脏起搏器原型机工作,可控制实验动物的心脏搏动。2015年,他们通过植入式纳米发电机驱动低功耗红外激光器,刺激成骨细胞增殖和分化,有助于进行骨修复和牙齿修复。2016年,一种可降解的植入式纳米发电机问世,首次展示了一种植入式可降解电源,他们用这种可降解植入式纳米发电机进行了神经修复和组织工程方面的研究。同时,植入式摩擦纳米发电机在体内工作的能量输出也不断提高,实现了无电池供能的心脏跳动信号体内到体外的自供电监测、自供电无线传输,并完成了自驱动心脏起搏器的大动物验证实验。

“现在我们还在不断地提高植入式纳米发电机的结构,向更高的能量输出更好的柔性和整合各种电子医疗器件的目标奋斗。”李舟说。

入选“北京市科技新星”,对于李舟来说具有特殊意义,他感慨道:“北京市科技新星,虽然经费不多,但对我来说意义非凡。它不仅给予了我认可与肯定,同时也给我提供了广阔的学术交流平台、合作和创新的平台。”

多年的科研工作,使他在医疗器件应用技术上秀而有实,精致通达,并具有一种对专业问题的特殊洞察能力。在科学研究及产业应用方面成绩斐然,李舟也因此荣获诸多荣誉。但是,他始终对北京市科技新星计划心怀感激:“通过科技新星计划的培养,我才有机会获得北京市科技专项科研经费的支持,也才有机会获得后面的青年拔尖等更高层次人才计划的支持。它是我作为青年科研人员在科研成长道路上的‘第一桶金’!”

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