深圳市二维材料孔雀团队
封面人物|张晗:让深圳科研走在世界前列

       在广东省科技厅公布的2022年度广东省科学技术奖拟奖项目的各项评选中均有深圳项目上榜。



        其中首次设立的青年科技创新奖公示名单中深圳有8人在列深圳大学教授张晗就是其中之一。



       他是深圳大学物理与光电工程学院特聘教授、深圳市黑磷工程实验室主任,也是“全球高被引科学家”、最年轻的美国光学学会会士获得者、“广东青年五四奖章”获得者。




携未来,学成归来


        “物理学不存在了?”今年再次大火的《三体》故事中,三体世界通过干扰物理实验结果企图“锁死”地球的科技发展。


▲来源:电视剧《三体》截图


    “物理是科学之母”张晗也坚信这一理念,并和《三体》主角之一“汪淼”一样选择了材料物理的科研方向。“中国缺的是核心材料的自主创新,这对提升中国核心竞争力更为重要”。 武汉大学、新加坡南洋理工大学、比利时布鲁塞尔自由大学,张晗的求学之路可谓“取百家之所长”。在本科阶段他就发表多篇论文,学术水平远超同龄人。



       2012年完成博士后学业后,摆在张晗面前的有两个选择:是留在国外,享受更优厚的待遇和更好的科研条件?还是回到祖国?张晗选择了后者“出去就是为了回来要培养中国自己的人才,造中国原创的芯片”。



       2013年,年仅26岁的他受聘为深圳大学特聘教授,开始致力于研制能够满足国家重大战略需求的高性能光电子芯片与元器件。“党的二十大报告提出坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,加快实现高水平科技自立自强,加快建设科技强国。我作为科技工作者深感使命在肩,重任在前”。



截至目前,张晗共发表SCI论文300余篇,申请专利超过300项,授权发明专利超过60项。


在2018年至2021年,张晗连续4年入选“全球高被引科学家”,并且为材料、物理双学科高被引,是当前全国唯一获此殊荣的科学家。


2019年,张晗入选美国光学学会会士,此系光电子领域的最高荣誉之一。



      “深圳的学术和科研氛围特色鲜明,落地转化能力强。不少研究都能马上落地,试点结果好的话便可以大面积推广”



让病毒无所遁形



      随着国内外的流动更加频繁,进口货物漂洋过海而来。如何消毒就成了大问题。张晗所在的“万物传感”团队创立了基于光子CRISPR生物芯片的全自动化痕量微生物智能监测技术,这项技术如同敏锐的病毒“侦察兵”,在进口货物和环境污水检测中可在30分钟内获取,准确度高达99.9%的病毒具体信息。在气溶胶、液体等介质中实现多种类别的痕量监测。


▲相关成果已发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR), 并获得专利权和欧盟CE认证。


        他们研发的全球首台全自动化痕量微生物智能监测机器人,从采集到上报的全流程都无人值守。


▲2022年11月,深圳高交会,张晗介绍机器人产品“神农Ⅰ号”


       该监测芯片不仅可以监测病毒,还可以应用于各类痕量基因检测。对癌症早期诊断、痕量微生物检测、国家生物安全监测预警等都具有重要意义。“最好的科研往往源自于生活最好的学术往往服务于生活”这就是张晗科研的初心。



黑磷研究,世界前列


       这项监测技术背后的秘密是一种新型半导体材料“黑磷”。石墨烯是获得诺贝尔奖的21世纪“神奇材料”,黑磷则被认为是石墨烯的2.0版本,在不少特性上超过石墨烯。


▲黑磷。来源:科学网


        现在选择电动汽车的人越来越多,但大家购买时顾虑最多的恐怕还是的“续航”问题。黑磷稳定性较高、电容量大、活性表面积大,将黑磷添加到锂电池负极中,有望实现10分钟给电动汽车充满电,将来的车主再也不用“电量焦虑”了。



       作为国际上最早一批研究黑磷的学者,张晗在深圳市发改委的支持下,成立了现在的黑磷工程实验室。已形成全链条的创新技术,让深圳乃至中国的光电材料与器件研究在国际上赢得了一席之地。



      除了生物医学,黑磷在国防方面也有许多潜力待发掘。目前许多西方国家已经进入这一领域角逐,张晗透露,团队研发有望在光探测方面实现夜间成像。“相信未来在黑磷等新材料研发上会有好消息带给大家”。


青春团队,为国育才


       85后的张晗常常笑言自己算是“老人”,在他的团队里成员大都是90后、95后。



       这个年轻团队的每位成员都能够承担原创性的工作,“学术目的在于服务生活,而教育的目的则在于培养有责任、担当、冒险精神的‘科学企业家’型学生”。张晗觉得,最重要的是给大家充分的成长空间,换位思考大家未来的发展。“有时凌晨两三点的信息,张教授都及时回复。他非常重视学生的每一次实验的反馈”。他与学生亦师亦友的关系体现在每一次言传身教之中。



       十年前回国时,张晗给自己立下的目标:“科研上不断创新,人才培养上不断突破。要为国家培养有科学家精神的企业家和有企业家精神的科学家”。十年过去,张晗仍在继续追求,目前他已有10余位学生受聘为青年教授。其中不乏哈佛大学助理教授和广东省杰出青年等。



       1月28日,广东省高质量发展大会召开。面对新一轮科技革命和产业变革深入发展,深圳要抢占先机、赢得主动。“在迈向高质量发展进程中,创新是引领发展的第一动力。推动高质量发展,科技创新无疑是第一位的。我对此信心满满”张晗表示。



“青年又如初升的朝阳,不断积聚着能量,总有一刻会把光和热洒满大地。”


在新的赶考路上,作为青年科技工作者,我和我的学生们正在奔赴科技创新的“星辰大海”,坚定不移地向科学技术的广度和深度进军,努力实现更多“从0到1”,再“从1到N”的突破。


我们坚信,每一位青年科技者发出的光和热交织在一起,定会澎湃闪亮,筑起强国之梦,耀动时代光芒!


——张晗


来源:深圳特区报、深圳商报、深圳大学创业园