侯磊,復旦大學材料科學系2015級碩博連讀博士研究生,中共黨員,獲2020屆上海市優秀畢業生榮譽稱號。師從呂銀祥教授,研究方向為柔性可穿戴汗液傳感器的製備及人體實時健康信息監測研究。2015年進入復旦大學材料科學系材料物理與化學專業攻讀碩士學位,2017年通過轉博面試成為材料科學系材料學專業博士研究生,並於2018年10月至2019年10月在加州伯克利分校電子工程與計算機系 Ali Javey 教授課題組聯合培養。
在校期間,侯磊連續四年位列同年級綜合排名前二,共發表論文23篇(其中21篇SCI論文,2篇中文論文),其中以第一作者或共同第一作者身份發表SCI論文8篇,累計影響因子113,申請中國發明專利5項,獲授權1項。曾獲「復旦大學泛海學者」,「國家留學基金委公派留學獎學金」,「復旦大學卓越博士生基金」,「復旦大學優秀團員」,「復旦大學優秀學生」,「復旦大學優秀助教」,「復旦大學博士生一等獎學金」,「香港大學傑出交換生」及「復旦大學研究生會優秀部長」等榮譽。
2020復旦大學新年迎春會代表發言
不忘初心,理想驅動科研
侯磊的科研之路,源於幼時的見聞。他的姥姥與奶奶因患有糖尿病而需要使用針刺式血糖儀測量,但這樣既不衛生也不能持續採樣,受試者也要承受身體和心理上的痛苦,由此他萌生了想為老人家研究新設備的想法。這份赤子初心一直伴隨著他來到復旦,並最終促使他選擇了柔性可穿戴汗液健康監測器件這一方向,並嘗試研發出無創連續化的健康檢測設備。汗液中通常包含有葡萄糖分子等多種能夠反映出人體健康信息的代謝物,因而通過柔性可穿戴汗液傳感器就可以直接反映出受試者健康狀態的變化,目前這也是相關研究領域中比較前沿的方向。
在侯磊發表的多篇論文中,令他印象最深的是在加州伯克利交換時期所進行的「柔性可穿戴多通道汗液傳感器」研究,該研究主要通過構建柔性可穿戴汗液傳感器器件,探究汗液分泌速率以及汗液中鈉離子和總離子電荷之間的變化關係,實現對人體健康信息的實時連續化監測。簡單來說,就是以汗液分析血液,為人體健康信息提供一個無創、實時和連續化的健康監測方式,以實現真正的個性化醫療。
在項目研究過程中,因為難以找到合適的志願受試者,侯磊自己承擔了受試者的工作,只為了獲得最可靠的第一手數據。他曾連續6個月在實驗室每天騎自行車4個小時以上,每周6次電擊輔助注射果香雲鹼,以測試汗液傳感器的靈敏性和服用性;也曾開展人體脫水實驗,利用鹽浴方式使得自己身體體重迅速減少4%以上以達到脫水狀態,探索傳感器性能的穩定性。
人體在短時間內強制脫水,對身體是極為嚴峻的挑戰,嚴重時會造成休克甚至死亡,侯磊完全是憑藉著他對於科研的熱情與對理想的追求才咬牙堅持下來。每每做完實驗之後胳膊上都會到處留有傷疤,雙腿也像灌了鉛一樣無法正常行走。「如今回想起來,自己都覺得很好笑的一次經歷是,有次騎自行車的過程中我太累了就睡著了,最後被別人叫醒。」不瘋魔,無科研,即使是身體接近極限的情況下,他仍堅持在受試後進行數據收集與分析,在短暫修整後便又投入下一輪試驗。最終,功夫不負有心人,侯磊拿到了理想的數據,他說:「我認為這些付出是值得的,可穿戴健康監測設備在未來個性化醫療系統中會有非常廣闊的應用前景,我現在受些苦,可能會幫助無數人少受些苦。」他的赤子初心伴他一路成長,從造福小家的小確幸,到造福萬眾的大理想,侯磊將在科研之路上不斷前行。
侯磊在進行運動可穿戴裝備測試
侯磊所獲授權的專利是一種高精端電子線路的高通量製備方法。利用高能量雷射直寫技術有利於高精度導電線路和傳感電極陣列的構築,進而能被應用於高性能生物傳感晶片之中。他和團隊先後探索了手寫、噴墨印表機等方式,但手寫方式的精度取決於筆頭且實驗隨機性比較大,而噴墨列印的噴頭容易堵塞且不適用於高精端電子器件的應用。最終,他們創新性地採取了雷射直寫的方式實現了超高精度電路的構建。
受今年新冠疫情影響,侯磊所在課題組也開始從事可穿戴溫度傳感雲端監測系統的研究。比如,現在同學們每天在平安復旦打卡、匯報自己的健康數據,但該系統目前只能識別定位而不能實時精準監測體溫,而通過集成化溫度傳感系統就可以實現。如今,該項目也有了卓有成效的進展,有望很快能夠進一步推進。
侯磊認為,只要內心很渴望做成一件事,心裡就會有強大的驅動力。也正是因為有著堅定的理想和目標,他才有如此激情投入科研學習當中。
熱愛公益,興趣點燃生活
研一時,侯磊看到復旦大學青年志願者服務中心在為楊浦區失學兒童募集捐款,他不禁納悶:「我沒想到在大都市上海的老城區,還會有貧困失學兒童。」在加入志願者隊伍之後,侯磊和大家一起拜訪了楊浦區失學兒童家庭,看到失學兒童的情況後,他決定要出一份力量為失學兒童爭取受教育的機會。他與志願者們在復旦南小食門口進行資金募集時,很多人也懷有他當初的疑問,於是他為大家展示了失學兒童的家庭情況,介紹他們的生活狀況,不少人聽完之後都積極參與捐款。
這次活動讓他體會到為失學兒童們爭取到更好的教育資源和平臺的快樂和滿足感,他作為青年志願者連續參加了兩屆「1+1」相輝堂兒童基金募捐活動,為貧困兒童募集善款共計2萬餘元。此外,侯磊還多次參加五角場愛心義賣活動,將募集得到的舊物品進行義賣,為其它地區的失學兒童提供資金支持和物資援助。在侯磊眼裡,參加公益是除科研外的另一種報效社會的方法。在他的努力下獲得資助的失學兒童裡,或許能誕生出各方面的社會人才,這可能遠比一兩項專利要來得更有價值。有這麼一絲「念想」在,侯磊對於公益活動注入了更多的關注與熱情。
除了積極參加公益,侯磊還是一名發燒級體育運動愛好者。「我平時也會積極分享自己的運動經驗,希望更多的同學能夠感受到這份力量,從這些活動中獲得更多動力和熱情,從而可以更加全身心地投入到自己的學習和科研工作之中。」不同於本科生,研究生的活動範圍相對狹窄,且主要集中於實驗室中,為此他平時儘量多地和系裡同學一起參加不同的體育活動,摸清每位同學所擅長的體育活動類型,這樣就可以有的放矢地組織系裡同學參加校級賽事。同時,他還建立和維護不同的運動微信群,與專業健身機構合作,定時邀請專業體育運動人士指導動作要領與策劃運動方案。
侯磊認為,組織和帶領同學參加體育活動的第一宗旨是增進同學之間的感情和友誼,因此他組織的活動都以團體運動為主,例如「周周跑」、「螢光跑」、「cp跑」、「趣味運動會」等。其中他最引以為豪的一個活動是「男神女神養成計劃」,他聯繫了6家專業健身機構提供技術支持,每周會有3-5個教練來指導學生健身,通過設置不同的運動關卡以及四周一期的健身測評,活動範圍輻射整個學生生活園區。通過不斷增加和改善宣傳途徑、對產生健身效果的同學進行採訪、與復旦語馨社合作等方式,使得這一活動的參與人數大幅增加,甚至吸引了許多留學生,充分激發了研究生學子們的運動熱情。
侯磊覺得擁有豐富的業餘生活、結交更多志同道合的朋友也十分重要。他說:「因為大家都會有焦慮和迷茫的時候,遇到問題應該多和信任的人溝通,復旦是一個擁有無限可能的平臺,要好好珍惜和把握機會。」
侯磊(左一)參加學校籃球賽
牢記使命,信念照亮未來
當被問及在學業和興趣之間如何分配時間和精力時,侯磊回答他每天會列出大概的任務表,明確自己要完成的事項。他一般會在早上閱讀文獻,因為他覺得清晨能夠靜下心來去學習和思考;下午時間會留給一些瑣碎的事情,比如規劃實驗方案和購買實驗藥品等,而下午4點到6點是身體機能狀態最好的時期,也是鍛鍊身體的最佳時間,他會選擇一些無氧器械和自重訓練。他將實驗集中安排在晚上,一方面是運動完之後會有更多的精力,另一方面是因為晚上實驗室人比較少,能夠有相對獨立的空間。「雖然我對時間安排掐得沒那麼精細,但是每天要完成的事情都會完成。建議大家還是要找到最適合自己的規劃。」侯磊如是建議道。
同時,侯磊還提到:「我本身就屬於精力比較充沛的,可能是因為我熱愛運動的生活方式吧。運動保證了我的精力,曾有一段時間每天我會累計運動3小時以上。」雖然他也時常有沮喪的狀態,但都能夠通過運動得到舒緩並在此過程中汲取解決問題的靈感。「身體是革命的本錢,如今很多同學會在埋頭苦學的過程中出現身體上的問題」,侯磊說道,「我個人認為最好的運動是遊泳,可以鍛鍊心肺功能和改善關節的靈活性。運動之後精力充沛,會更有效率去完成學習和工作。」
在加州伯克利的交流學習與國內校園生活相比,侯磊覺得有很大的不同。他認為國內導師給學生的指導會更多一些,引導學生往正確的方向走,不讓學生把有限的時間耗費在未知的試錯上。而國外老師會給一個非常大的方向,讓學生自己發掘問題、制定方案並完成實驗,學生在此過程中無論遇到什麼問題都要堅持到底,把結果拿給老師看,再計劃下一步。他認為這對於培養低年級學生的探索精神、科研素養以及解決問題的能力都有裨益,但缺點是比較耗費時間。此外,外國研究生把學業當成工作,很享受工作過程並尋求自我充實的感覺,大家更像同事關係;在復旦,同門更像一個大家庭,侯磊更多地是把師弟師妹當成自己的弟弟妹妹。
侯磊在加州的生活照
他覺得大家需要提前作出合理的學業和職業規劃。侯磊說:「在研究生階段,大家應該明確自己要做什麼,過程中不要忘了多向前輩請教經驗。」他認為,初入科研門檻的低年級學生應該先學會獨立解決問題,鍛鍊自主科研的能力;而已經具備科研經驗的研究生,要明確科研的目標,思考研究的應用價值。
對於未來的規劃,侯磊說自己更傾向於投身電子製造領域的科研工作,也希望能有機會出國深造。目前,他已經拿到了新加坡國立博士後的offer,計劃學成回國後在高校繼續從事科研活動,服務於國家的發展。在今年疫情爆發期間,他對「要把論文真正寫在祖國大地上」這句話感觸頗深。他認為科學研究應該要與應用價值緊密聯繫,如果做的研究沒有特別大的價值,只是為了發文章而寫文章,其實是違背了科研信念。這句話正可說是他在復旦這些年的真實寫照。
「在學習科研中一定要有信念,即一種內心驅動力。我的研究領域是柔性可穿戴高靈敏度生物傳感器,屬於高精端製造技術的重要組成部分,也是祖國需要強力發展的核心領域,希望日後能為祖國的強盛發展做出自己的貢獻。」
來源:復旦大學 復旦研究生 撰稿 劉 甜 排版 朱柳霖