弘扬科学家精神:施剑林:化身“药师”的材料化学家

发布时间:2021-12-24

  “我就是想做科学家!”七十年代后期,钱学森、华罗庚等科学家是很多中小学生的偶像,“60后”施剑林也不例外。

  那个年代虽然物质贫乏,但课堂上那个专心致志的小男孩一直坚持梦想,最终成为了一名材料化学家。更神奇的是,竟然有一天化身“药师”,他又踏上为肿瘤病人寻找解药的漫漫之路。

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中国科学院院士 施剑林 人民网 王文娟 摄

  说起癌症,非常重要的一个治疗手段就是化疗,但化疗药物一般都有较强的毒副作用,可能有些病人无法耐受。“能不能不用这样有毒性的药物?”正是这样的一个疑问,让施剑林潜心钻研了近二十年,提出“纳米催化医学”概念,为未来肿瘤等重大疾病的无毒精准治疗开辟了一条前人从未涉足的新途径。

  “爱国是一名科学家该有的本分”

  “六七十年代农村物质极度匮乏,生活非常清贫,但我是班里少数特别用功、成绩最好的学生之一。”于是,施剑林觉得“唯有加倍努力学习才能不让家人失望。”仅经过高中两年的苦读,施剑林如愿考入了大学。

  “我是1979年的大学生,当时的大环境,大家对知识和科研兴趣都非常浓厚,我印象很深,有一篇关于陈景润的报告文学《哥德巴赫的猜想》,很受震撼,我那时就想做科学研究。”那一年,施剑林入读南京化工学院(现南京工业大学)无机材料专业。

  38年前,本科毕业后的施剑林顺利考取了中国科学院上海硅酸盐研究所的研究生,并在攻读博士期间,追随我国无机材料科学奠基人严东生院士,1989年获博士学位。

  上世纪90年代,严老师已八十岁高龄,依然在一线带领队伍部署基础研究的新方向。年过九十时,他还在开展人工晶体的有关研究和国际合作。

  “严老师真的是活到老,做到老,贡献到老,为科学事业发展贡献一生。”说起老师,施剑林很是感慨。

  严东生院士带给施剑林的,其实不仅仅是学术上的指导。

  “严先生作为我国德高望重的老一辈科学家,在新中国刚成立就回国工作,有很多值得我们学习的地方。”施剑林说,“第一个就是他的这种家国情怀,我觉得爱国是一名科学家应该有的本分。任何一个人,哪怕你是学术上再有造诣的科学家,也离不开你的祖国。”

  1993年,施剑林作为访问学者,前往德国马普金属研究所PML实验室深造。

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施剑林担任高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室主任。(图片由受访者提供)

  次年回国,施剑林担任中国科学院上海硅酸盐研究所、高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室研究员,开启了他无机材料化学的研究生涯。

  “让材料造福人类”

  材料科学如何能介入生物医学领域?为什么施剑林团队能够提出“纳米催化肿瘤治疗”新策略?究竟是什么让他确定这个研究方向?

  早在1998年,施剑林开始接触无机纳米材料,致力于介孔材料与介孔主客体复合材料的合成、非均相催化性能与环境应用。

  科研的魅力,就是寻找新的研究领域和方向,并不断深入。

  “让材料造福人类!”是施剑林一直以来的目标。自2003年起,施剑林将介孔纳米复合材料的研究拓展至生命健康领域。

  一开始的研究集中在将纳米材料应用于药物输运递送研究。这是一个当时国际上刚兴起不久的前沿领域,经数年的努力,施剑林科研团队终于构建了第一个基于介孔纳米颗粒药物载体细胞核靶向药物输运体系,抑制肿瘤生长的效率达到98.6%;建立了孔道内分子开关,在国际上率先实现了红外光激发等的药物光控可控释放;通过材料的多功能设计,发展肿瘤的多模式协同治疗和诊断治疗一体化方案。

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施剑林在实验室。(图片由受访者提供)

  “我们的科学技术研究,和对未来世界的探索,应该着重聚焦开拓新的学科交叉方向,比如把材料和生命科学、医学相交叉。现在纳米医学在药物输运等方面起到一定的效果,但还是没有离开使用传统的高毒性化疗药物。我们更加要把纳米技术、化学和医学结合起来,通过学科交叉,实现肿瘤等疾病的无毒或低毒治疗,才能做出更多对人类健康有益的贡献。这是一件太有意义的事了!”施剑林说道。

  然而,实现这个目标的研究却困难重重。不是医学科班出身的施剑林,一边学习生物和医学方面的知识,一边考虑如何将纳米技术和化学知识更紧密地应用于恶性肿瘤治疗,从根本上达到无毒或低毒治疗的目的。

  终于,三年前施剑林团队在国际上提出“纳米催化肿瘤治疗”的全新策略,进一步地,将这一概念拓展至针对多种疾病治疗、更有普适性的“纳米催化医学”。“以肿瘤治疗为例,我们使用无毒材料进入肿瘤之后,通过催化反应从无毒变成有毒,而进入正常组织时,保持无毒。”施剑林说:“这样的话,我们就可以实现肿瘤的特异性治疗,从根本上解决药物的毒副作用问题。”

  2019年,施剑林当选为中国科学院院士。

  现在,施剑林特别珍惜科研时间的每一分每一秒。“我现在的所有精力都在纳米催化医学上,虽然路很漫长,但我希望可以早日把纳米催化医学的治疗方案带入临床阶段,为肿瘤病人带来实实在在的福音。” 因为长期伏案腰疼,办公室里,施剑林给电脑安装了一个升降架,腰疼的时候就站着写。

  “让更多年轻人脱颖而出,我怎么能不急”

  “严先生对学生的工作非常严谨,当时他年龄很大,作为大科学家,对于我们的文章还是细心的修改,逐字逐句的修改。”而这些都在影响着施剑林,即使现在任务比较重,带的学生比较多,作为一名导师,他同样会花大量时间和精力,斟词酌句的修改学生论文,直至满意为止。

  “科技强国,关键要让更多年轻人脱颖而出,面对国际竞争,我怎么能不急?”30多年来,施剑林不遗余力的培养年轻人才,想尽一切办法为他们争取良好的科研环境。

  在施剑林看来,一名导师除了科研平台建设,更要管好“两头”,一方面是把研究方向(选题),另一方面是把“出口”(论文,数据等),中间应该是让学生自己去探索,发挥并培养他们的创新能力。“培养学生最重要的是,培养学生独立从事科研工作能力。” 施剑林认为,看导师培养学生成功不成功,就看学生毕业之后,在科研工作中能否独当一面,能否自己开课题,自己带学生,然后在某个领域里做出成绩来。

  谈到学生,施剑林的眼睛放光,也许当年严东生老师看他的学生也是这样吧!

  “施院士严师出高徒,门下的个别博士生科研成果已很有影响力了。”上海硅酸盐所人事处贺天厚告诉记者。

  “成功的学生基本上都是相似的。” 施剑林说:“他们都具备三个条件:一是有科研报国的志向,二是潜心研究、心无旁骛的品格,三是天赋和勤奋。同时具备这些条件的年轻学者才有可能成为未来顶尖的科学家,希望有更多的学生成为学术界的栋梁。”(王文娟 韩庆 实习生 顾博深)

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