彭滟:让神奇的光“照亮”人类
上海理工大学光电大楼,301室的灯总是亮到很晚。这里是光电信息与计算机工程学院彭滟教授的办公室,这盏灯和不远处的实验室一起,见证了彭滟为科研和教学倾注的时间与精力。
太赫兹被称为是电磁波谱最后的处女地,彭滟的科研主要围绕太赫兹波的超快产生和调控研究、太赫兹波在生物医学方面的应用研究这两大方向展开。1982年出生的彭滟,已经作为第一负责人承担了国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项、科技部国家重大基础研究项目973计划等六项国家级项目,以及多项上海市项目。
上图:上海理工大学光电信息与计算机工程学院彭滟教授(左一)。
与彭滟的采访约在了她家附近的咖啡馆,虽是第一次见面,但当她推门而入的那一刻,记者还是第一眼就从人群中认出。个子比记者想象中娇小,化了淡妆,清秀的五官中透露出知识分子的英气。彭滟用一种亲切、温暖的语气,为记者描述她所做的严肃的科研。
在2022科学Talk·生命科学新力量年度人物榜单中,彭滟是唯一的女科学家。从小视居里夫人为偶像的她,如今带领学生日复一日钻研,“一直在科研这条路上追赶,想通过我们团队的努力,让这道神奇的光对老百姓、社会、国家带来价值”。
助力疾病早筛早诊
“太赫兹波相较于其他波长的光波,具有指纹谱识别、高穿透性且极低的辐射性,使得它成为一种适合在生物医学上开展应用的光学手段。”彭滟在接受《新民周刊》采访时介绍道,“因为位于微波和红外之间,太赫兹的频率与分子振动和转动频率接近,所以很适合用它来做小分子的识别,可以在不破坏药物的情况下对左右旋药物进行检测,以及在保证安全性的前提下进行活体细胞的检测。”
2009年7月,彭滟入职上海理工大学光电信息与计算工程学院,成为该校庄松林院士领衔的太赫兹科研团队的主要成员。彼时在上海理工大学,太赫兹科研刚刚起步。彭滟原来是研究紫外光谱的,太赫兹于她亦是全新领域。也因此,彭滟的学术范围从偏学术的科研转向偏工程的装置构建。
但彭滟并未因此感到害怕或不适应。在她看来,硕博阶段的学习已经掌握了研究的方法,培养了解决问题的能力,“无非是重新花一些时间来学习关于太赫兹的基础知识”。
但找到自己感兴趣的研究方向,彭滟着实花了不少时间。
2013年至2016年,彭滟先后到美国罗切斯特大学光学中心和宾夕法尼亚州立大学访问交流。在那里彭滟不仅见识了光学界的大牛和美国同行的做事风格,也了解了太赫兹领域世界前沿的团队在研究些什么。
彭滟告诉记者,早在2010年,美国的太赫兹研究就已经很热了,那时中国刚起步不久。她的一个突出感受是,美国同行已经把太赫兹的光学机制问题、产生探测的原理搞清楚了。
“既然他们已经做得很好了,那我们可以做一些创新来体现自己的价值。”顺着这个思路,彭滟想到自己感兴趣的一点:太赫兹的生物医学研究及应用。
当她将想法告诉庄院士之后,庄院士一再问她想好了没有:“因为真的很难,国内外都没有可借鉴的经验,没有任何参考。”但彭滟决定要做“开路者”。她找到医生朋友们,一起讨论太赫兹能为他们做什么?临床上有什么需求?针对临床医生的需求,理工医之间不断磨合,他们找到了太赫兹可以有所作为的点。
基于上海理工大学太赫兹技术的生命科学分析平台,彭滟和团队目前有了不少研究成果。
“一般运用到液相质谱仪,需要复杂的化学前处理,需要专业操作人员,单次耗时7个小时,成本每次也要达到上千元,根本不可能在临床应用。”彭滟解释道,但利用太赫兹技术就可以实现蛋白小分子的“指纹谱、快速、精准”识别,“单次耗时4分钟,简单的前处理,样本几乎没有耗损,成本一次也就十元”。
彭滟表示,太赫兹技术未来可以应用于疾病的早筛诊断,通过提取血液或尿液上的清液,滴在特制的芯片上,通过太赫兹检测,最后通过和数据库比对,可以从分子基团角度直接明确疾病关键风险因子的含量,综合准确率高达94%以上。
“这项技术可以为心脑血管疾病、糖尿病、心梗、脑梗、阿尔兹海默症等疾病患者带来福音。”彭滟进一步补充道,在这一过程中,团队还形成了全面的支撑,包括设备、软硬件的自主研发。
太赫兹光波特性研究、太赫兹便携式光谱仪、太赫兹光谱在生物检测中的应用……科研里神秘之“光”正和老百姓生活发生着越来越紧密的联系。彭滟表示:“高校科研人员不能只发论文,我们要把研究结果转换为真实有效的器件、能够稳定运行的系统,要把科研成果转化成真正对社会有用的东西。”
“光之精神”的传承
彭滟说自己的运气特别好,科研路上总有贵人相助。
从安徽师范大学物理与电子信息专业毕业后,她顺利考上了心仪的华东师范大学光学专业(硕博连读),导师是学界大牛曾和平教授。五年的求学之路为她打下了扎实的科研根基,曾教授的为人处事也让她学会了做事严谨,善于接纳不同意见。
而庄院士则给了她事业发展的平台。彭滟最早参与的黑硅太阳能电池项目是973子课题。后来,庄院士推荐她担任该项目负责人。课题前后三年,彭滟的管理和课题全面掌握能力都得到了锻炼。
庄松林院士有句名言:“研究光,就是要照亮他人!”如今彭滟言传身教,传承着两位导师的“光之精神”。她希望自己也能成为一束光,照亮身边更年轻的“寻光者”。
不同于很多实验室是研究生的“专属”场地,彭滟的实验室里总会出现本科生的身影。她在本科学生的激光原理课堂上,不止一次鼓励同学们到实验室参观,提前引导他们找到自己的兴趣点。
但真的想要成为彭滟的研究生,有三个问题是每年面试的“必答题”:你对科研感不感兴趣?感兴趣的是哪个方向?吃不吃得了苦?
“无论是基础研究,还是交叉学科,做科研除了认真、能吃苦之外,我最看重的是诚实,做科研最怕投机取巧。”彭滟对自己也是如此要求。
爱因斯坦曾说:“大多数人说,才智造就了一位伟大的科学家,但他们错了:是人性。”人性有时候胜于科学上成功的能力,尤其是人性中的道德品质和他人的信任感。或许,这也是众多投资者认可彭滟,并看好她的研究的原因。记者|应琛