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蒋兴宇和他的纳米世界

来源:南方人物周刊
摘要:光头也是种减压方式,这位毕业于美国哈佛大学的化学博士,已经在中国的国家纳米科学中心拥有了自己的独立实验室。偶尔,蒋也会抱怨“压力大”,实验室有十几个比他小不了多少的学生要毕业。不过,一进实验室,这些压力都不见了。”液体里的黄金颗粒是纳米尺度,即十亿分之一米。...

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看上去,蒋兴宇并没有照片上那么意气风发,带了顶棒球帽坐在办公室,这位1977年出生的博士生导师更像一个高年级博士生。



今年夏天到来之前,他剃了个光头,因为“凉快”。光头也是种减压方式,这位毕业于美国哈佛大学的化学博士,已经在中国的国家纳米科学中心拥有了自己的独立实验室。偶尔,蒋也会抱怨“压力大”,实验室有十几个比他小不了多少的学生要毕业;另外,已成为父亲的他,“生活压力也大”。



不过,一进实验室,这些压力都不见了。他随手拿起第一排支架上的一支尖底试管,指着里面透明的玫瑰红色液体介绍:“这就是我们用的金。”



液体里的黄金颗粒是纳米尺度,即十亿分之一米。因为与可见光的波长相比,这些纳米颗粒实在太小了,呈现谜一样的玫瑰红色。  



目前,蒋兴宇和他的团队正尝试用这种金颗粒去攻击革兰氏阴性菌。那类细菌经革兰氏染色反应后呈红色,不仅有坚固的细胞外膜能抵挡大多数抗生素,而且在其外膜上还有流出泵,可以将进入菌体内的药物分子泵出体外,从而产生耐药性。革兰氏阴性菌中著名的成员之一就是“超级耐药菌”,而人类当前正在使用的抗生素对超级细菌束手无策。而金的纳米颗粒可以穿过革兰氏阴性菌坚固的外壳防线。



蒋带领学生把纳米金颗粒和药物前体小分子搭对,去攻击革兰氏阴性菌,“效果还不错”。他们在《美国化学杂志》上发表的文章,被认为“具有潜在的药物应用价值”。



那是间颇像写字楼格子间的大实验室,高高低低的显微镜,瓶瓶罐罐,看似颇为杂乱。钢盘上的烧杯里,悬浮的小短棒正在一圈圈转着,那是磁力搅拌装置;迎门放置的一人高的蓝灰色方盒子是恒温摇床;机器旁边格外白净可爱的白瓷桶上贴着“生物垃圾专用”。



几件挂了姓名牌的白大褂挂在屋里,那不是必须要穿的;眼镜却一定要戴。一个并不近视的男生戴了副很有现代感的蓝框平光镜正在干活,他说,这是为了避免眼睛受到意外伤害,“国外出过事,有人眼睛被溅出的溶液烧了。”



生于成都,蒋兴宇小时擅长画画,一度想过专门学画,但怕荒废了文化课而作罢。受身为化学老师的妈妈影响,中学毕业时选择了南京大学化学系。读大学第二年,转学去了美国一所并不知名的大学,第三年转到了芝加哥大学。



“那时中国的大学基本上还是高中的继续,主要还是跟老师学习。而美国的大学会鼓励学生产生新鲜想法,高年级学生就可以到顶尖的实验室去做些工作。”他说。



芝加哥大学承认之前两所学校的学分,蒋兴宇在芝加哥大学读了两年,1999年本科毕业后进了哈佛的研究生院。最初,他很想申请一个研究有机化学和生命起源的实验室,但申请的人实在太多了。很偶然,蒋兴宇听了一场讲座,喜欢上了怀特斯德教授(George  M.  Whitesides)的研究方向——用纯粹的物质结构,解释细胞的各种生物学特性。



根据2010年的一项统计,目前在世的化学家中,怀特斯德的H值世界第一——H值是目前综合评价科研工作者影响力最标准的方法,含金量很高,在物理学界的H值榜单上,世界上排名前8的物理学家中,有4个是诺奖得主。



怀特斯德的研究兴趣极其广泛,而蒋兴宇在怀特斯德实验室中的关注领域,是与生物相关的物质结构的研究。2005年博士毕业后,他又做了一段短暂的博士后研究,看到北京的国家纳米科学中心招聘,他就回来了。“是新成立的机构,我觉得会有很大的自由度,可以做出些东西来。”



如今,除了那个杂乱的大实验室,蒋还有一个超净实验室和一个生物安全实验室,关于超级细菌的那些实验,必须在生物安全实验室进行。



纳米科学中心很新,纳米也很新,而且发展迅速。



1982年,可以直接观察到单个原子的电子显微镜(STM)问世,4年后,STM的两位发明者就拿到了物理学诺贝尔奖。STM的出现被认为是纳米时代开始的标志。



最初,人们以为,通过对纳米尺度的了解,可以在原子水平上进行设计,制造出越来越小、越来越精确的物质和技术产品,1959年,费曼曾提出过关于纳米小世界的两个悬赏:做个塞在边长为1/64英寸的小盒子里还能转动的马达;把一本普通大小的书的一页纸,缩小到它的1/25000。



然而,纳米时代真正到来后,物理学家们吃惊地发现,纳米尺度的威力远超过他们最乐观的想象。纳米材料因为体积小,表面积就变得很大,接触面积增大无疑可以提高很多反应的效率。甚至,作为微小颗粒,它穿透细胞如入无人之境,还可能对生物体产生毒性。有人猜测:恐怖分子可以利用纳米微粒进行恐怖袭击。



而在蒋兴宇看来:“成为恐怖武器的可能性较小,但这些颗粒小到某个程度,确实有可能会对生物体产生损害。”纳米材料的生物安全,目前也是他们的一个研究方向。



问他对广告中无所不能的纳米涂层、纳米织物怎么看?他略有些尴尬:“我也不知道他们是怎么做的,估计是加了一层纳米涂层,因为纳米的表面效应,能够如荷叶一样保持光洁……不过,那个涂层是很脆弱的,很容易磨损,效果如何,我就不知道了。”他显然不喜欢这样把纳米当作噱头,“日子长了,大家以为纳米没多大用呢。”



纳米涂层的用途其实很大。蒋和他的团队目前的另外一个研究方向是芯片上的实验室——将试剂纳米材料涂在芯片表面,把芯片做成高效的检测“试纸”。他说,“芯片上的实验室将非常有用”,然后开了个玩笑:“甚至可以用来检测奶粉里的三聚氰胺。”



婴儿奶粉的安全性,是纳米科学之外,这位科学家关心的少数社会问题之一。办公室大门上,他高高兴兴地贴上了儿子几个月大时的照片。他的业余时间,大多花在刚过1周岁的儿子身上:中午尽量回家,跟儿子一起吃饭;晚上陪儿子吃完晚饭后,再回实验室:他赶得很辛苦,不过也没办法,儿子的成长就这么几年,而他又工作忙碌。



蒋兴宇答《南方人物周刊》问



人物周刊:你对自己的现状满意吗?



蒋兴宇:满意。



人物周刊:对你今天取得的成就,有何心得可以和他人分享?



蒋兴宇:成就谈不上。不过,对我的学生,或者更年轻的学者,我可以说一句:自己感兴趣的东西,一定要全身心投入,要勇于追求梦想。



人物周刊:对你父母那代人和他们成长的时代,你了解吗?你们之间有代沟吗?



蒋兴宇:我父母那一代是被“文革”耽误的一代,很多想得到的东西都没得到,于是他们的很多梦想要在我们这一代身上寄托体现。我们交流很多,没有代沟。



人物周刊:对这个时代有什么话不吐不快?



蒋兴宇:这个时代太浮躁,对所有的东西都求之过急。中国现在正高速成长,这没错,但不该过度追求名利。



人物周刊:你觉得你同龄人的最大问题是什么?



蒋兴宇:我觉得是生活压力比较大,主要是医疗、住房、小孩教育等生活上的压力。



人物周刊:你认为什么样的人称得上是有“领袖气质”的?如果一定要你选,你的同龄人中够得上青年领袖的还有谁?



蒋兴宇:能够影响他人的生活工作,对他人带来正面影响。我在哈佛的导师George  M.  Whitesides,不光在科学上有巨大贡献,对工业界也有正面影响。他亲自帮助成立了很多公司,或帮科学家把技术变成产品,带动了相关产业的发展,促进了就业,还为创新社会提供了动力。这一点,我做得很差。



人物周刊:责任和个人自由,你最看重哪一个?



蒋兴宇:我觉得当代中国社会,权利最重要,尤其是个人权利。在行使个人权利的过程中,可以体现责任;个人权利有了保障,个人自由也就有了保障。



人物周刊:对你影响最大的一本书,或一部电影?



蒋兴宇:《西游记》。人生就像唐僧去西天取经,会遇到很多困难,但只要找到合适的人帮助自己,百折不挠地追求目标,总还是可以成功。电影?没想出来。



人物周刊:对你来说,什么是最重要的?



蒋兴宇:家庭。



人物周刊:你觉得自己幸福吗?有没有不安?最大的担忧是什么?



蒋兴宇:幸福。还是有些不安和担忧。主要是担忧基础科学可持续发展的问题。



他比他80后的学生们大不了几岁。作为一个科学家,他不会有太多的金钱和权力,他甚至毫不讳言“生活压力”,但这些压力并不妨碍他投入自己选定的纳米世界。
作者: 2011-5-24
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