醫工結合，打造未來數字化健康平臺

數字時代的幕布之下，萬物皆可量化。醫工結合的春風拂過，更讓這股科技浪潮以驚人的速度匯聚進而汩汩向前，改寫著醫療行業的版圖，恰如古籍所載：“工欲善其事，必先利其器?！倍谙愀鄞髮W電機電子工程學系助理教授張世明等人的努力之下，今日之“器”已非昔日可比，他們融合了前沿工程學與生命科學的智慧結晶，近年來首創性研發并相繼迭代出了可拉伸的有機電化學晶體管（OECT）、基于凝膠材料的有機電化學晶體管，以及可以讀取人體微弱電化學信號的可穿戴生物微電子傳感系統等前沿科技成果，生動地描繪出每個人獨特的生命譜系，不僅可以直觀顯示健康狀態的波動，還可提前預警潛在的疾病風暴。

這些傳感器是物理意義上的“心靈傾聽者”，也是未來可期的“身體守護者”，從實驗室到病房，從手術室到家庭，它們正以獨有的方式，詮釋著“科技以人為本”的真諦，讓每一個細微的生理信號都成為守護健康的堅實防線?！拔磥恚悄苁謾C或將成為人們健康的‘儀表盤’，通過傳感技術的不斷精進，只需一眼就能使自己的健康狀況一覽無余。我無比期盼這一天的到來，并期望自己能夠在其中盡一份微薄之力?！睆埵烂髡f。

“向左走，向右走”

“我是真的喜歡科研?！痹诳蒲惺聵I中奔走數十年有余，張世明發出如此感嘆。

本科畢業于吉林大學電子學院后，張世明便留在了本校，加入集成光電子學國家重點實驗室研究有機半導體發光技術（OLED）?！癘LED被點亮的時候不僅可以發光，還可通過調節各類參數，非常直觀地改變光的顏色、效率、亮度等”，這一現象激發了23歲的張世明的好奇心，也從此點亮了他的科研夢想?！拔蚁敫闱宄牡讓舆壿嫞龀鲆恍┱嬲枰臇|西?！彼f。

在吉林大學，張世明有幸得到了趙毅教授及原集成光電子學國家重點實驗室主任劉式墉教授的指導。“趙老師因材施教，給了我很多自由度，讓我自由探索。而劉老師即便當時已近80歲高齡還是矍鑠非常，仍然保持著終身學習的良好習慣，還渾身散發著‘回饋社會’的責任感。這些都是老師為我種下的根。”回首過往，張世明總是心有戚戚，而每逢此時，他深藏心中“尋科學真諦以回饋社會”的夢想也會被擦亮幾分。

當談及真正的科研歷程，張世明坦言自己十分幸運。因為碩士期間參與的第一個科研項目，便是國際間合作的國家重點研發項目。在項目開展的3年間，張世明已經記不清自己“仗著年輕”多少次挑燈夜戰，也不記得排隊等待設備究竟耗去了多少時間，但項目成功后的喜悅卻不斷在他的記憶里被刷新，碩士期間在國際期刊發表3篇第一作者研究論文，也超越了博士畢業的標準，使他獲得了“吉林大學優秀畢業研究生”的稱號。這些看得見或看不見的成果都彰示著：張世明從此與科研締結了密不可分的羈絆。

但人生總不會永遠志得意滿。碩士畢業后，張世明意識到OLED技術已經開始大規模落地推廣，在市場上被大批量生產。這是科研者的驕傲，卻也同時意味著，對于此技術的探索已開始告別高速發展期，走向平臺期。該怎么辦？向左，更換“賽道”，探索新方向、謀求新發展；向右，從實際應用中等待新需求的出現……“做科研要向前看，起碼要看到未來的5～10年?！睂煹慕陶d醍醐灌頂般適時在張世明的耳邊響起，讓他從事業發展的猶疑中快速抽離，然后，他做了一個大膽的決定：遠赴海外，去探索有機電子技術在新興生物醫學領域的應用。

新領域的交叉融合探索花費了張世明8年時間。從加拿大蒙特利爾大學到美國加州大學洛杉磯分校，他的足跡幾乎東西橫跨了北美洲。手握加拿大著名的“總督博士獎學金（Vanier Canada Scholar）”、蒙特利爾大學“優秀博士畢業生”等諸多榮譽，張世明在海外的學習成績有目共睹。博士期間，在導師法比奧·西科拉（Fabio Cicoira）的指導下，他接觸到了憑借低工作電壓（毫伏）、高靈敏度等優勢脫穎而出的新有機傳感技術——有機電化學晶體管（OECT）。而后，通過進一步對器件材料、結構及制備工藝等步驟的針對性優化，他開發出了首款可拉伸OECT。值得一提的是，OECT這款類組織微電子器件的獨特工作機理（離子電子混合導電）使其成為人體（離子導電）和電子器件（電子導電）之間理想的“信息中轉站”。因此它在推動從“以醫院為中心”到“以人為中心”的數字健康變革中被公認為“顛覆性新技術”。這意味著張世明選定的方向前路廣闊，大有可為。就在萬事皆順遂的時刻，海外生活8年的張世明邂逅了人生中第二次艱難抉擇：留下還是回國？

彼時，新冠病毒的暴發為回國途中的一眾有識之士添加了諸多阻力。此外，站在“深圳”還是“香港”的人生交叉路口，張世明又陷入了深思：向左走，深圳發展快、機遇多，天地廣闊；向右走，香港成熟度高、擁有國際視野，中西文化結合……這一次，他經過審慎考慮，選擇跟隨自己內心的聲音，前往香港大學電機電子工程學系入職。

“以精微，致廣大”

揭開全新科研篇章的張世明首先迎來的是“從0到1”的困難時期。雖然香港大學為他提供了全方位的支持，但畢竟“萬事開頭難”——沒人、沒設備的起步期還是一度令張世明束手。加上新冠時期的特殊性，長達兩年半的時間里，他沒有離開過香港半步?！皩τ趯W術的交流合作，這肯定是很不利的。但有困難，努力克服就好了?！庇谑牵麖摹叭齼蓚€人、七八條槍”開始建起，招募與曾經的自己一般有夢想、有沖勁的青年，“至于背景和成績并不是那么重要，因為這些都只是某個人生階段的片段性總結，而更重要的還是大家是否能夠興趣一致，同頻共振”。

連張世明自己都沒有想到的是，這個誕生于困境之中的小團隊的確蘊含著大能量。近期，由他親自帶領的智能可穿戴課題組開發出一系列可以讀取人體微弱電化學信號的可穿戴微型生物電子傳感系統，質地柔軟，體積小巧，“是全球同類技術中最細小的系統，可以通過連續、個性化地監測人體的血糖、血液甚至汗液中的病毒抗體濃度，并通過部署新型人工智能技術、邊緣計算技術，來幫助診療糖尿病、心血管疾病及心理健康狀況等”。目前，相關論文已發表于學術期刊《分析化學》（Analytical Chemistry），《科學進展》（Science Advances），以及《自然電子》（Nature Electronics）等。

“我特別特別感謝我的學生們，”張世明由衷地說，“他們思維活躍也很能吃苦，跟他們一起攻關、研發的整個過程都是令人感動的。我想我們就是一群有著共同志向的人，希望能夠在數字化醫療變革的浪潮中實現自我，不負青春?！蓖瑫r，他還表示，目前團隊開發出來的一系列小型化健康檢測技術只是一個開始，它的出現正反映了數字醫療技術變革的無限潛力。

今天，張世明的科研團隊已然壯大，且組內形成了獨特的跨學科研究文化——有來自電子、計算機、軟件、材料、化學、生物醫學等多個領域的成員，并且，他們還成立了初創公司，力爭將嶄新的技術向市場化發展不斷推廣。從“系統數據采樣率與商用設備不相上下，高達每秒2萬次，但價格僅為其十分之一”來看，已經不難窺見此團隊的志向。張世明還補充了具體的下一步計劃：“我們希望能開發出真正實用的智能可穿戴診療技術，讓數字醫療走入‘尋常百姓家’。”