张晔,研究员,中国科学院东莞材料所生物医用材料研究部负责人,珠江领军人才。本科毕业于南开大学化学系,获香港科技大学化学博士学位。博士后期间,师从肽基水凝胶领域著名华裔科学家徐兵教授,专注智能仿生软物质研究,代表性工作包括结合自驱动水凝胶与微流控器件模拟神经元同步振荡,以及通过化学能-机械能转导实现高分子材料大幅自驱动形变。其后在日本冲绳科学技术大学院大学任准教授,独立成立生物模体实验室,开展生物仿生材料研发,首创靶向细胞膜微纳脂筏及细胞骨架的材料设计,并将肽基分子组装技术应用于力学疗法开发。归国后组建智能软物质团队,发展分子组装功能化调控技术,显著提升肽基组装材料对细胞命运调控的精准度。
相关成果发表于 Nature Commun., Adv. Sci., Chem, JACS, Angew. Chem. Int. Ed. 等期刊50余篇。主持日本大学产学研Proof-Of-Concept项目、日本学术振兴会JSPS基盘研究B类、粤港澳科技创新战略专项等科研项目,曾获2017年日本武田科学振兴财团医学系科研奖励及2023年广东“最美科技工作者”称号。

Q1:请简要谈谈,加入东莞材料所后计划聚焦的主攻方向?期望破解哪些关键的科学问题或技术难题?
张:生物医用材料的发展正在从“替代组织”向“调控生命过程”转变。未来,我们研究部将聚焦仿生生物界面科学,围绕材料与生命体系相互作用这一核心问题开展研究。
细胞外基质不仅是组织结构的支撑框架,更是调控细胞行为的重要信息平台。如何借鉴天然细胞外基质的设计原理,构建能够主动与细胞交流、调控细胞功能的仿生界面材料,是当前生物医用材料领域面临的重要科学挑战。
未来我们将重点关注材料界面如何调控细胞黏附、迁移、分化和组织再生过程,解析细胞感知材料微环境的机制,发展具有精准调控能力的新型仿生生物界面材料。同时,结合粤港澳大湾区生物医药与高端医疗器械产业的发展需求,布局再生医学材料、细胞治疗支撑材料以及医疗器械表面功能化等方向,推动基础研究与产业应用深度融合。
Q2:围绕您的研究目标,未来三到五年内,您最想推动的一项具体工作是什么?或者说希望达成一个怎样的阶段性成果?
张:未来三到五年,我们希望建设具有国际特色的仿生生物界面研究平台,建立从分子设计、材料组装、生物界面构筑到生物功能评价的完整技术体系。
当前生物材料研究的一个重要趋势,是让材料从“被动支撑”走向“主动调控”。我们希望通过模拟天然细胞外基质的结构与功能特征,构建能够精准调控细胞行为的新型材料体系,实现对干细胞分化、组织修复以及细胞功能重塑过程的主动干预。在此基础上,希望形成一批具有自主知识产权的关键技术和原创性成果,并推动其在组织工程、再生医学和高端医疗器械等领域开展转化应用,为未来产业化奠定基础。
Q3:对于未来要组建的科研团队,您有怎样的构想?
张:我希望建设一个具有鲜明交叉学科特色的创新团队。
生命科学问题越来越复杂,仅依靠单一学科已经难以实现重大突破。未来团队将围绕仿生生物界面研究,汇聚材料科学、化学、生物学、生物力学、医学以及人工智能等不同领域的研究力量。同时,希望打造开放、协同、鼓励创新的科研文化,支持青年科研人员大胆提出原创科学问题,在国际前沿领域形成具有竞争力的特色研究方向。
Q4:您所研究的这项技术,其未来的应用蓝图是怎样的?它将如何改变或重塑某一个具体场景?
张:未来最重要的应用方向之一是再生医学和高端医疗器械。
目前大量植入材料和医疗器械已经能够实现组织修复和功能替代,但如何让材料进入人体后更好地与组织融合、主动引导组织再生,仍然是行业面临的重要挑战。仿生生物界面材料的核心优势在于能够模拟天然细胞外基质,为细胞提供更加接近生理状态的微环境,使材料不仅具备结构支撑功能,还能够主动调控细胞行为和组织修复过程。
未来这类技术有望应用于骨组织修复、软组织再生、创面愈合、细胞治疗以及植入器械表面功能化等领域,推动医疗器械从“生物相容”向“生物功能”升级。对于粤港澳大湾区而言,这也将为高端生物材料、医疗器械和再生医学产业的发展提供重要技术支撑。
Q5:对于有志于加入您团队的年轻学子或科研人员,您有什么期待或想对他们说的话?
张:我希望年轻科研人员始终保持对科学问题的好奇心和探索精神。
生物医用材料是一门典型的交叉学科,需要既理解材料,也理解生命;既关注基础科学问题,也关注未来临床应用。因此,我特别欢迎具有材料、化学、生物、医学、人工智能等不同背景的优秀青年加入团队。
相比已有的知识储备,我更看重持续学习能力、独立思考能力以及解决复杂问题的能力。未来生物医用材料的发展不仅需要新的材料,更需要新的理念和新的研究范式。我希望大家能够以解决国家重大需求和临床实际问题为目标,在探索生命规律和发展原创技术的过程中不断成长,共同推动我国生物医用材料领域实现新的突破。
来源:生物医用材料研究部
附件下载: