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毕业生风采 | 侯磊:不忘科研初心,牢记报国使命

作者:发布时间:2020-06-29浏览次数:10

侯磊,复旦大学材料科学系2015级硕博连读博士研究生,中共党员,获2020届上海市优秀毕业生荣誉称号。师从吕银祥教授,研究方向为柔性可穿戴汗液传感器的制备及人体实时健康信息监测研究。2015年进入复旦大学材料科学系材料物理与化学专业攻读硕士学位,2017年通过转博面试成为材料科学系材料学专业博士研究生,并于201810月至201910月在加州伯克利分校电子工程与计算机系 Ali Javey 教授课题组联合培养。

在校期间,侯磊连续四年位列同年级综合排名前二,共发表论文23篇(其中21SCI论文,2篇中文论文),其中以第一作者或共同第一作者身份发表SCI论文8篇,累计影响因子113,申请中国发明专利5项,获授权1项。曾获“复旦大学泛海学者”,“国家留学基金委公派留学奖学金”,“复旦大学卓越博士生基金”,“复旦大学优秀团员”,“复旦大学优秀学生”,“复旦大学优秀助教”,“复旦大学博士生一等奖学金”,“香港大学杰出交换生”及“复旦大学研究生会优秀部长”等荣誉。

 2020复旦大学新年迎春会代表发言


不忘初心,理想驱动科研

侯磊的科研之路,源于幼时的见闻。他的姥姥与奶奶因患有糖尿病而需要使用针刺式血糖仪测量,但这样既不卫生也不能持续采样,受试者也要承受身体和心理上的痛苦,由此他萌生了想为老人家研究新设备的想法。这份赤子初心一直伴随着他来到复旦,并最终促使他选择了柔性可穿戴汗液健康监测器件这一方向,并尝试研发出无创连续化的健康检测设备。汗液中通常包含有葡萄糖分子等多种能够反映出人体健康信息的代谢物,因而通过柔性可穿戴汗液传感器就可以直接反映出受试者健康状态的变化,目前这也是相关研究领域中比较前沿的方向。

在侯磊发表的多篇论文中,令他印象最深的是在加州伯克利交换时期所进行的“柔性可穿戴多通道汗液传感器”研究,该研究主要通过构建柔性可穿戴汗液传感器器件,探究汗液分泌速率以及汗液中钠离子和总离子电荷之间的变化关系,实现对人体健康信息的实时连续化监测。简单来说,就是以汗液分析血液,为人体健康信息提供一个无创、实时和连续化的健康监测方式,以实现真正的个性化医疗。

在项目研究过程中,因为难以找到合适的志愿受试者,侯磊自己承担了受试者的工作,只为了获得最可靠的第一手数据。他曾连续6个月在实验室每天骑自行车4个小时以上,每周6次电击辅助注射果香云碱,以测试汗液传感器的灵敏性和服用性;也曾开展人体脱水实验,利用盐浴方式使得自己身体体重迅速减少4%以上以达到脱水状态,探索传感器性能的稳定性。

人体在短时间内强制脱水,对身体是极为严峻的挑战,严重时会造成休克甚至死亡,侯磊完全是凭借着他对于科研的热情与对理想的追求才咬牙坚持下来。每每做完实验之后胳膊上都会到处留有伤疤,双腿也像灌了铅一样无法正常行走。“如今回想起来,自己都觉得很好笑的一次经历是,有次骑自行车的过程中我太累了就睡着了,最后被别人叫醒。”不疯魔,无科研,即使是身体接近极限的情况下,他仍坚持在受试后进行数据收集与分析,在短暂修整后便又投入下一轮试验。最终,功夫不负有心人,侯磊拿到了理想的数据,他说:“我认为这些付出是值得的,可穿戴健康监测设备在未来个性化医疗系统中会有非常广阔的应用前景,我现在受些苦,可能会帮助无数人少受些苦。”他的赤子初心伴他一路成长,从造福小家的小确幸,到造福万众的大理想,侯磊将在科研之路上不断前行。

侯磊在进行运动可穿戴装备测试

侯磊所获授权的专利是一种高精端电子线路的高通量制备方法。利用高能量激光直写技术有利于高精度导电线路和传感电极阵列的构筑,进而能被应用于高性能生物传感芯片之中。他和团队先后探索了手写、喷墨打印机等方式,但手写方式的精度取决于笔头且实验随机性比较大,而喷墨打印的喷头容易堵塞且不适用于高精端电子器件的应用。最终,他们创新性地采取了激光直写的方式实现了超高精度电路的构建。

受今年新冠疫情影响,侯磊所在课题组也开始从事可穿戴温度传感云端监测系统的研究。比如,现在同学们每天在平安复旦打卡、汇报自己的健康数据,但该系统目前只能识别定位而不能实时精准监测体温,而通过集成化温度传感系统就可以实现。如今,该项目也有了卓有成效的进展,有望很快能够进一步推进。

侯磊认为,只要内心很渴望做成一件事,心里就会有强大的驱动力。也正是因为有着坚定的理想和目标,他才有如此激情投入科研学习当中。


热爱公益,兴趣点燃生活

研一时,侯磊看到复旦大学青年志愿者服务中心在为杨浦区失学儿童募集捐款,他不禁纳闷:“我没想到在大都市上海的老城区,还会有贫困失学儿童。”在加入志愿者队伍之后,侯磊和大家一起拜访了杨浦区失学儿童家庭,看到失学儿童的情况后,他决定要出一份力量为失学儿童争取受教育的机会。他与志愿者们在复旦南小食门口进行资金募集时,很多人也怀有他当初的疑问,于是他为大家展示了失学儿童的家庭情况,介绍他们的生活状况,不少人听完之后都积极参与捐款。

这次活动让他体会到为失学儿童们争取到更好的教育资源和平台的快乐和满足感,他作为青年志愿者连续参加了两届“1+1”相辉堂儿童基金募捐活动,为贫困儿童募集善款共计2万余元。此外,侯磊还多次参加五角场爱心义卖活动,将募集得到的旧物品进行义卖,为其它地区的失学儿童提供资金支持和物资援助。在侯磊眼里,参加公益是除科研外的另一种报效社会的方法。在他的努力下获得资助的失学儿童里,或许能诞生出各方面的社会人才,这可能远比一两项专利要来得更有价值。有这么一丝“念想”在,侯磊对于公益活动注入了更多的关注与热情。

除了积极参加公益,侯磊还是一名发烧级体育运动爱好者。“我平时也会积极分享自己的运动经验,希望更多的同学能够感受到这份力量,从这些活动中获得更多动力和热情,从而可以更加全身心地投入到自己的学习和科研工作之中。”不同于本科生,研究生的活动范围相对狭窄,且主要集中于实验室中,为此他平时尽量多地和系里同学一起参加不同的体育活动,摸清每位同学所擅长的体育活动类型,这样就可以有的放矢地组织系里同学参加校级赛事。同时,他还建立和维护不同的运动微信群,与专业健身机构合作,定时邀请专业体育运动人士指导动作要领与策划运动方案。

侯磊认为,组织和带领同学参加体育活动的第一宗旨是增进同学之间的感情和友谊,因此他组织的活动都以团体运动为主,例如“周周跑”、“荧光跑”、“cp跑”、“趣味运动会”等。其中他最引以为豪的一个活动是“男神女神养成计划”,他联系了6家专业健身机构提供技术支持,每周会有3-5个教练来指导学生健身,通过设置不同的运动关卡以及四周一期的健身测评,活动范围辐射整个学生生活园区。通过不断增加和改善宣传途径、对产生健身效果的同学进行采访、与复旦语馨社合作等方式,使得这一活动的参与人数大幅增加,甚至吸引了许多留学生,充分激发了研究生学子们的运动热情。

侯磊觉得拥有丰富的业余生活、结交更多志同道合的朋友也十分重要。他说:“因为大家都会有焦虑和迷茫的时候,遇到问题应该多和信任的人沟通,复旦是一个拥有无限可能的平台,要好好珍惜和把握机会。”

侯磊(左一)参加学校篮球赛


牢记使命,信念照亮未来

当被问及在学业和兴趣之间如何分配时间和精力时,侯磊回答他每天会列出大概的任务表,明确自己要完成的事项。他一般会在早上阅读文献,因为他觉得清晨能够静下心来去学习和思考;下午时间会留给一些琐碎的事情,比如规划实验方案和购买实验药品等,而下午4点到6点是身体机能状态最好的时期,也是锻炼身体的最佳时间,他会选择一些无氧器械和自重训练。他将实验集中安排在晚上,一方面是运动完之后会有更多的精力,另一方面是因为晚上实验室人比较少,能够有相对独立的空间。“虽然我对时间安排掐得没那么精细,但是每天要完成的事情都会完成。建议大家还是要找到最适合自己的规划。”侯磊如是建议道。

同时,侯磊还提到:“我本身就属于精力比较充沛的,可能是因为我热爱运动的生活方式吧。运动保证了我的精力,曾有一段时间每天我会累计运动3小时以上。”虽然他也时常有沮丧的状态,但都能够通过运动得到舒缓并在此过程中汲取解决问题的灵感。“身体是革命的本钱,如今很多同学会在埋头苦学的过程中出现身体上的问题”,侯磊说道,“我个人认为最好的运动是游泳,可以锻炼心肺功能和改善关节的灵活性。运动之后精力充沛,会更有效率去完成学习和工作。”

在加州伯克利的交流学习与国内校园生活相比,侯磊觉得有很大的不同。他认为国内导师给学生的指导会更多一些,引导学生往正确的方向走,不让学生把有限的时间耗费在未知的试错上。而国外老师会给一个非常大的方向,让学生自己发掘问题、制定方案并完成实验,学生在此过程中无论遇到什么问题都要坚持到底,把结果拿给老师看,再计划下一步。他认为这对于培养低年级学生的探索精神、科研素养以及解决问题的能力都有裨益,但缺点是比较耗费时间。此外,外国研究生把学业当成工作,很享受工作过程并寻求自我充实的感觉,大家更像同事关系;在复旦,同门更像一个大家庭,侯磊更多地是把师弟师妹当成自己的弟弟妹妹。

侯磊在加州的生活照

他觉得大家需要提前作出合理的学业和职业规划。侯磊说:“在研究生阶段,大家应该明确自己要做什么,过程中不要忘了多向前辈请教经验。”他认为,初入科研门槛的低年级学生应该先学会独立解决问题,锻炼自主科研的能力;而已经具备科研经验的研究生,要明确科研的目标,思考研究的应用价值。

对于未来的规划,侯磊说自己更倾向于投身电子制造领域的科研工作,也希望能有机会出国深造。目前,他已经拿到了新加坡国立博士后的offer,计划学成回国后在高校继续从事科研活动,服务于国家的发展。在今年疫情爆发期间,他对“要把论文真正写在祖国大地上”这句话感触颇深。他认为科学研究应该要与应用价值紧密联系,如果做的研究没有特别大的价值,只是为了发文章而写文章,其实是违背了科研信念。这句话正可说是他在复旦这些年的真实写照。

“在学习科研中一定要有信念,即一种内心驱动力。我的研究领域是柔性可穿戴高灵敏度生物传感器,属于高精端制造技术的重要组成部分,也是祖国需要强力发展的核心领域,希望日后能为祖国的强盛发展做出自己的贡献。”

  

注:文章转载自复旦研究生微信公众号。