李琳琳研究員：納米生物醫學的探路者
編者按：“萬人計劃”青年拔尖人才、中國科學院盧嘉錫青年人才獎、中國科學院青年促進會會員、“全球前2％頂尖科學家”年度科學影響力排行榜……這些，是中國科學院大學博士生導師、中國科學院北京納米能源與系統研究所（以下簡稱“納米能源所”）研究員李琳琳的精彩履歷。在第72個五四青年節來臨之際，本刊特別專訪李琳琳。作為納米能源與生物傳感這一前沿領域的研究者，她“放棄”了很多，收獲了更多。
攝影/彭瀟珂
李琳琳的朋友圈相冊封面是一幅關于春天的畫，有花草、有嫩葉、有蝴蝶。這是女兒畫的，她很久沒換。同樣沒變的，是她辦公室的白板。白板上貼了很多文獻資料、信息表格，滿滿當當之余，卻有一大片“連環畫”——這是她女兒的“大作”。
李琳琳的女兒喜歡畫畫。有一次，女兒陪媽媽加班，根據自己的想象，在白板上創作了一套“連環畫”。這套畫作，李琳琳一直沒舍得擦。
“壓電”與壓力同在
李琳琳也喜歡畫畫，她的桌上擺了一幅自己的作品。她還喜歡看書、喜歡攝影、喜歡旅游、喜歡騎行。多年前，她可以一天騎上100多公里，欣賞并記錄沿途的風景。但是，這些事情她已經很久沒有做過了。作為一名年輕的課題組組長，現在的她有了另一套“興趣”。“科研和個人興趣兩方面，肯定要有取舍。”李琳琳笑說，“現在，我主要的樂趣是科研。”
2020年9月，納米能源所由北京市海淀區整體遷入懷柔科學城，李琳琳上班的路程陡增百余公里。每天清晨6點多起床，趕通勤班車從北京市區來到懷柔；晚上坐班車回家之后，還要陪伴孩子讀書玩耍；在女兒入睡后，她繼續工作，凌晨書房里經常能看到亮著的燈光。在如此緊湊的生活節奏中，她特別希望能達到一種狀態：無論在做什么，都能很快切換回工作狀態。
目前，李琳琳帶領的生物傳感課題組主要開展兩個方面的研究：一是發展電活性生物材料和器件，收集人體運動能量并轉化為電能，用以進行一些與電刺激相關的治療；二是利用壓電材料的壓電電子學和壓電光電子學效應進行惡性腫瘤、組織缺損等的治療或修復。這兩項研究均屬于多學科交叉前沿研究的范疇。
納米發電機技術曾被中國科學院遴選為世界十大最杰出的科學發現。自2006年創立以來，距今不過十幾年。研究所已發起了兩個國際性的品牌會議，即“納米能源與納米系統國際會議”和“納米發電機與壓電電子學國際會議”。納米發電技術已經在能源收集與傳感等多個領域取得了長足的進展，在生物醫學領域因其前景大好、涉及應用廣泛而受到許多科研人員的關注。
利用光進行腫瘤治療，在臨床已實現應用，光動力學治療就是其中之一。它利用光敏劑在光照下產生活性氧分子來破壞細胞結構進行治療。但是，目前臨床使用的光敏劑效率較為低下，光毒性高，適應癥的范圍也很窄。李琳琳團隊想到，將具有壓電（光）電子學效應的納米材料應用到動力學治療上來，代替傳統的光敏劑，優化現有治療方案。
現階段，我國的基礎研究水平仍有很大提升空間。要想改變我國關鍵核心技術受制于人的局面，必須從基礎研究做起。過去一段時間，為適應國家經濟發展需要，不少研究課題有一定的導向性。但是，基礎研究“沒法兒導向”。科學研究的獨特性就在于，在結果產出之前，靈感可能隨時產生，實驗方案可能根據實際情況變化，技術路徑也可能不斷修改完善。基礎研究尤其如此。
李琳琳坦言，科研不是“我想要發現什么，就能去發現它”。對一些新技術、新方法的研究，可能短期內無法直接應用或推廣，但這些恰恰是未來科學技術發展的重要基礎。“我們不過是投出一塊‘頑石’，能不能‘問到路’還需要時間的檢驗。”李琳琳信心滿滿，“現在政策非常好，我們一定會把握機遇，創造更多有意義的研究成果。”
“迷宮”中的探路者
李琳琳一直對醫學有濃厚的興趣。遺憾的是，盡管在高考填報志愿時填寫了醫學相關的專業，機緣巧合之下，她被微生物學專業錄取。微生物學專業的學習經歷使她對基礎生物學愈發感興趣。因此在研究生階段，李琳琳分別在生物化學與分子生物學和物理化學等相關領域進行研究，并最終確定了與醫學高度相關的納米生物醫學方向的科研道路。
2015年年底，李琳琳加入納米能源所。研究所以納米能源、傳感系統等為主要研究方向。來所伊始，分子生物學與物理化學出身的李琳琳略有些“不知所措”。
李琳琳很快行動起來。她開始自學電磁學、物理與半導體方面的知識，并向國內外同行請教交流，嘗試將分子生物學與物理化學研究背景和納米能源相結合。“就像一只小白鼠在迷宮里打轉，有時多試一試，就能找到大致方向了。”
納米能源與生物傳感是一個交叉領域，涉及物理、化學、生物、材料等方面知識。課題組建立初期，學生人數雖不多，但學科背景各異。為了盡快讓課題組各項工作步入正軌，李琳琳和學生保持著密切的交流。很多實驗操作，她會手把手地帶學生完成。
課題組經常會有新靈感、新想法，但由于種種原因，不能很快實現。李琳琳介紹：“起初，我們面臨的困難，一方面來自科研課題的不確定性，另一方面是學生比較少，很多想法實現起來比較慢。”科學研究是“跌宕起伏”的，這對于還在起步狀態的李琳琳課題組來說，尤其如此。
曾經，李琳琳也想去國外深造。那時，她一方面擔心自己出國后，會對組里學生的研究造成影響；另一方面，自己的研究也會因為出國而中斷，她因而放棄了出國深造的機會。而今，在納米領域，國內研究條件與國外相比并不遜色，國內外學術交流更加密切，李琳琳就更堅定了在國內一直發展的決心。
之前，李琳琳從事的研究主要是把納米材料作為藥物遞送的載體，在抗腫瘤方面進行應用。來到納米能源所后，研究方向需要和研究所的大方向——納米能源與傳感系統結合。對李琳琳來說，這兩個研究方向間跨度很大，如何把納米材料和納米能源的研究結合起來，是當時擺在李琳琳課題組面前的首要難題。
“我們花了很多精力去嘗試不同的研究方向。”李琳琳回憶。萬事開頭難，李琳琳和課題組的學生經歷了很多次“失敗”：研究課題暫不可行、效果沒有達到預期、實驗方案未能奏效，這些都是2016年到2017年那段日子的常態。
經過大量嘗試，李琳琳課題組探索出了自驅動的微納能源在生物醫學應用領域的新方向。“利用人體自驅動產生的電能，提高納米材料藥物遞送效率和納米催化在體內的應用效果。”李琳琳介紹，“通過納米生物材料的設計，還可以實現對細胞功能以及組織再生的調控。這些應用方向在新時代的智慧醫療、個體化醫療方面都有非常廣闊的應用前景。”
6年里，李琳琳和課題組穩步發展、共同成長，她帶領的生物傳感課題組已經成為納米能源所中重要的一環，“可以說不管是個人還是課題組，發展的勢頭都是越來越好的。”
實驗中的“引路人”
如何將學生從本科狀態及時轉換到研究生狀態之中，李琳琳頗有心得。對一年級研究生，李琳琳會引導他們關注領域科研動態，了解學科前沿資訊。而對于已經結束集中教學的二年級研究生，她則會著重給學生一個全流程的科研體驗，從選題到實驗再到論文，她全程陪伴。
平時，李琳琳要求學生每周完成“一會兩報”，即開一次組會，并提交文獻閱讀報告和工作周報。組會上，同學們分別介紹各自的工作進展；文獻報告中，寫明閱讀過的文獻和自己的收獲；工作周報里，記錄一周實驗的情況。李琳琳認為，這些是科研訓練必需的經歷。
實驗發現與預期結果偏離較大或完全相反，是科研過程中經常遇到的問題。“我更愿意把這些‘問題’理解為有意義的啟發。”李琳琳說，“遇到問題及時討論，如果可行，我會鼓勵他們進行新的嘗試。”
課題組研究前沿交叉學科，學生也有各自的學科背景。“材料、化學、物理、醫學、生物專業的都有，他們在自己原本的方向都很厲害。”李琳琳介紹，“學生來了之后，一般會根據他們的背景給他們設計課題。”
在“博新計劃”博士后劉志榮眼中，李琳琳對學生在學術方面的指導是啟發式的。“李老師會根據每個同學的學科背景、感興趣的方向初步選題。在研究過程中，李老師會幫助我們把握方向，注重培養學生的創新思維和科研能力。”劉志榮說。
隨著課題組不斷發展壯大，李琳琳指導的學生越來越多，相應地，實驗課題和工作量也不斷增加。盡管如此，她對每一位學生的課題都親力親為，嚴格把關。“最近兩年，給學生改文章花的精力還是挺多的。”李琳琳坦言，“不管工作做到什么程度，我對每一篇文章的標準，都是比較高的。”對文章的高標準、嚴要求，是李琳琳一以貫之的態度。她說，“成果發表出來是給同行看的。所以，必須要用嚴謹的態度去對待，每一個展示給出來的數據和結論，都要非常嚴謹，呈現準確的信息。”
每一篇論文，都是李琳琳和學生“全程陪伴”的結果。“我和學生的辦公室就挨著，可以隨時和他們交流。我們在討論中互相學習、前進。”李琳琳說。課題組偏應用基礎研究，目前成果主要以科研論文的形式體現。她將論文形象地稱為故事。論文是不是講了一個完整的吸引人的故事，是李琳琳很看重的。論文的內容基于實驗，每個課題從一開始，李琳琳會作整體的規劃。整個工作的邏輯系統性，是李琳琳考慮最多的方面。“希望通過我們的研究，為這個領域產出一個新的發現。”李琳琳說。
李琳琳也非常注重學生的個人發展。學生在讀時間有限，存在畢業壓力。因此，在課題安排上，李琳琳會給學生提供“１+Ｘ”式的選題方案。每個學生可能會有多個研究內容，“１”是大概率能出研究成果的，減輕學生的“后顧之憂”；而“Ｘ”則是比較有挑戰性的研究方向，這些課題可能比較難，也可能短時間內難有成果。“我也會根據學生的研究方向還有個人的性格、能力，在課題的安排上做一些調整。”李琳琳說。課題組學生多次獲國家獎學金、所長卓越獎學金等榮譽、獲“博新計劃”資助。
2014年，李琳琳獲中國科學院盧嘉錫青年人才獎，2015年入選中國科學院青年創新促進會會員。這兩項榮譽都有一個典型特征：候選人員年齡不能超過35歲。事實上，“35歲現象”是當今中國一個重大社會現象。在招聘中，不少企業都要求“年齡限35歲以下”，在一些行業，35歲更成了一道“跨不過去的坎”。但李琳琳卻認為，在科研領域，35歲仍有很大的上升潛力。“科研并沒有年齡的限制。我們每天都在學習，都在接收著大量新知識。和我的學生們在一起也讓我感覺很年輕。”李琳琳說。
做好未來“多選題”
遇到困難是前進還是暫時放棄，是在實驗中尋找熱點還是在生產中發現問題，是繼續深入研究科學機理還是向社會尋找應用契機……在科研過程中，選擇無處不在。李琳琳時常開導學生：“課題遇到瓶頸很常見，實在進行不下去的時候可以暫時放下。整個研究體系是在的，后期有新想法再加入，可能會獲得新的發現。”
2016年3月，劉志榮來到納米能源所進行本科畢業設計相關工作。劉志榮是李琳琳課題組里的“大師姐”。推免進入課題組，從碩士到博士后，6年里見證了課題組從無到有的發展。2021年，她在領域頂級期刊Advanced Materials上發表了一篇研究成果，獲得了很高的關注。在這背后，是她5年來不斷試錯的曲折歷程。李琳琳常說：“不能只盯著好的結果看。有的實驗雖然暫時失敗了，但是它依舊有存在的意義。”這句話讓劉志榮印象十分深刻。她記錄下每一次實驗結果、每一個看似荒唐的靈感、每一分廢然而返的失落、每一份失而復得的激動。念念不忘，必有回響。5年過去了，這期間，劉志榮發表多篇論文的同時，這個最初的課題，也終于成功。她遇到了許多岔路，但心境也越發穩健。
利用壓電電子學效應進行腫瘤治療是課題組主攻方向之一。2017年起，李琳琳課題組就在做相應的嘗試。但是，很長一段時間沒有達到理想效果。通過閱讀最新文獻，李琳琳發現，已經有同行用類似的思路和實驗方法，發表了不錯的成果。“我們的工作沒有做出來，相比之下會有一些心理波動。”李琳琳略顯遺憾。對組里學生來說，課題組長相當于“主心骨”的角色，這個時候她不能自我懷疑。“他們遇到的問題，需要我幫他們解決。所以如果我自己有一些情緒上的問題，必須得馬上糾正回來。”2022年，是李琳琳課題組成立第六年。“實驗遇到問題非常普遍，現在這樣的事情已經很少能讓我有波瀾了。”李琳琳笑著說。
2020年李琳琳獲得國家青年拔尖人才資助，2019年、2020年，連續入選美國斯坦福大學發布的“全球前2％頂尖科學家”年度科學影響力排行榜。“這算是對我的一種鼓勵吧，激勵著我繼續努力。”李琳琳說。目前，課題組大部分精力投入在應用基礎性的研究中。研究成績斐然之外，李琳琳也希望能開拓應用“藍海”。“將科研成果轉化成社會生產力是我們的責任”，李琳琳以腫瘤為例進行說明。隨著老齡化人口數量的增長，癌癥發病率逐年上升，癌癥晚期患者更是深陷“爆發式”的痛苦之中。據世界衛生組織國際癌癥研究機構發布的《2020世界癌癥報告》數據顯示，2020年全球新發癌癥病例近2000萬例，中國占全球的23.7％；另外，中國癌癥死亡人數每年約300萬，即每分鐘就有近７人死于癌癥。李琳琳課題組選擇“設計納米藥物用于惡性腫瘤治療”的課題，與日趨嚴重的癌癥形勢密切相關。然而，李琳琳坦言，由于所做的研究比較前沿，離應用還有一些距離，實驗室的納米器件、納米藥物要走上臨床還需面臨許多考驗。
“我們在往應用方向努力，最近一兩年也開展一些偏應用的課題，希望能有一些進展。”李琳琳介紹，在相關成果發表后，課題組的研究成果被業界高科技公司看到后，這些公司會主動聯系并給予一定的支持，希望將理論成果推向應用。
有公司對課題組所做的抗腫瘤納米藥物遞送感興趣，他們已達成合作，正進行進一步的研發工作。2021年，李琳琳課題組發表的另一項成果被一家公司看中，公司認為這是一個比較重要的技術，可以為相關熱點研究提供更好的解決方案，他們之間的談判還在進行中。
在向應用推廣的過程中，科研單位和公司的立場和訴求往往不同。對前沿性研究來說，較長的研發周期難以避免。而公司則希望更快地產出、更多的效益、更好地被市場檢驗。“和很多公司談過，談不攏是常態。”面對未來，李琳琳充滿希望，“我們希望將來能有更多主動權，把我們的研究推廣出去。”
疫情期間，李琳琳居家工作，有時女兒會找她玩。每當這時，母女倆會簽訂“君子契約”，約定好玩耍的時間。她也會給女兒介紹自己的工作。盡管不了解具體細節，但女兒對各種細胞、模型的圖片十分感興趣。因此，偶爾會見到這樣的場景：母親在工作，孩子在跟著畫圖。這也算“科研家庭”中別有的樂趣吧。
李琳琳常和學生們說：“做科研的時候，認真科研；玩兒的時候，好好去玩兒。”這樣要求學生的同時，李琳琳也一直努力在工作狀態和生活狀態中做好自由切換。2022年春節期間，和家人歡度佳節、陪女兒參與冰雪運動之余，李琳琳還是工作了兩天。“希望能有一段完全放松的時間。”她抬起頭笑了一下，“但近20年應該閑不下來了。”（原標題：李琳琳：納米生物醫學的探路者 作者系國科大記者團成員）
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