今年5月30日是第八个全国科技工作者日，主题为“弘扬科学家精神，勇当高水平科技自立自强排头兵”。青年的活力和才智，是推动科技自立自强的核心价值和长远影响的关键。全国科技工作者日到来之际，记者采访多位青年科技人才，看看他们是如何根植各行各业，持续创新、破解难题、推动科技成果转化，以青春磅礴之力助推高水平科技自立自强。
持续创新：用力学“爆破”肿瘤细胞、助力癫痫治疗
你可能听说过这样的新闻：桥梁发生共振而突然破坏。如果把这个桥梁换成肿瘤细胞，是否能在不伤及正常细胞的前提下，采用共振方法，“隔山打牛”精准“爆破”肿瘤细胞？
南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室正开展2024年“全国科技活动周”活动。记者采访了最近就正在研究这一课题的实验室成员、副教授刘少宝。
“任何物体都有自己的振动频率，人体器官有，细胞也有。通过技术手段，我们可以像站在对面楼顶看房间内部一样，看清楚癌细胞与健康细胞之间的频率区别。”刘少宝长期深耕力学相关的医工交叉研究，他介绍，团队研究发现，脑胶质瘤的肿瘤细胞和正常细胞振动频率便相差较大，技术人员还可以借助一定手段放大频率差异，然后通过施加对应频率的超声波，“隔山打牛”激励肿瘤细胞共振，实现精准“爆破”而不伤及正常细胞。这是一项“从0到1”的发现，目前团队已与东部战区总医院合作，共同开发相应的医疗器械产品，用于脑胶质瘤治疗。
“原来力学知识也能用于生物医学领域。”正当记者为力学的独特应用而惊叹时，刘少宝又给了一个惊喜：“能，还能对脑信号进行监测、预警、调控，上午我们团队负责人卢天健教授还在省里进行脑机接口无创神经调控相关项目答辩汇报呢。”
刘少宝介绍，在大脑中，有一类神经元离子通道，被称为“大脑电信号传导的门户”，是大脑电信号的“指挥官”，在调节神经元的兴奋中发挥着重要作用。比如，有医学研究证明，癫痫便与离子通道“开”“关”失控导致的电信号传导紊乱有关，“我们正在研究这个通道在电、磁、声协同刺激下的力学响应，争取在无创的基础上，监控并调控离子通道的‘开’‘关’，目前已经有一定成果了。包括癫痫等脑疾病治疗、飞行员精神状态调控在内，这一技术未来应用场景非常广阔。”
在自然界中，充满着各种力的作用。在生命科学领域，力学的作用一样无处不在。刘少宝说，十几年前，他大二时偶然读到了国际知名力学专家卢天健教授指导的一篇皮肤感知力学论文，和记者一样发出了“原来力学还可以这样应用的”的感慨，当下就给卢教授发去邮件请教，后来又跟着卢教授硕博连读完成了博士学业。如今，他仍然对生物力学充满兴趣，决心持续创新，“出生于1988年的我正值壮年，必须多思考、多实干，努力在力学和医工交叉领域作出更大成绩。”
破解难题：以屠呦呦为榜样，十年“对抗”细菌耐药性
人类用抗菌药来对抗致病菌，细菌却逐渐对其产生耐药性，如何避免由此而来的公共卫生危机？这一问题成为全球科学家关切的热点，江苏省优秀青年基金获得者何涛，也是其中一员。作为江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所的一名科技人员，他已埋头研究“动物源细菌耐药性产生机制与控制技术”近十年。
何涛介绍，近60年来，抗菌药物在畜牧业中广泛应用，为畜禽养殖业的规模化、集约化发展，为畜禽产品稳产保供提供了重要支撑。“2020年以前，在养殖场中，抗菌药不仅作为治疗药物使用，有时还被当作饲料添加剂，用来预防疾病，促进动物生长。兽用抗菌药的广泛使用，不仅会导致动物源细菌产生耐药性，还会引发耐药病原菌在人、动物和环境中的传播，引起全球公共卫生问题。”他说。
“所以保护动物健康就是保护我们人类的健康。”2015年，何涛博士毕业后入职省农科院，专注于“动物源细菌耐药性产生机制与控制技术”研究，致力于为耐药菌防控和新型抗菌药物创制提供科学依据。2019年，他在国际上首次发现“替加环素”的新型耐药机制，成果入选“2020中国农业科学重要进展”。
据悉，替加环素主要用于皮肤和皮肤组织感染及复杂腹腔内感染的治疗，世界卫生组织将其列为治疗临床多重耐药菌感染极其重要的抗菌药物，是目前已知治疗“超级细菌”感染的“最后一道防线”。
如何找到的？“其实没有机缘巧合的偶然发现，就是做了几千次，甚至上万次实验。当你把所有可能的耐药机制一遍遍过筛、实验、观察，总能功夫不负苦心人。”何涛说，做好科研的第一步就是要学会有耐心，还要细心、要学会思考。
面对日益严重的细菌耐药性问题，在推动耐药机制研究的同时，也需研发新型抗菌药物。对此，何涛有着科研工作者的敏锐“嗅觉”，他认为，噬菌体当为耐药菌治疗的一条解决之路，并已投入精力开展相关研究工作。
何涛提到，自己的榜样是中国药学家、诺贝尔生理学或医学奖获得者屠呦呦，“在经历了数不清的失败后，屠呦呦老师还能再坚定地多尝试一次，最终找到用乙醚提取青蒿素的方法，将对疟原虫抑制率提高到100%。我要向屠呦呦老师学习，深耕细作，为我国原创兽药的创制贡献力量。”
推动科技成果转化：搭平台当“侦探”，守护绿水清波
风雨无阻，每周都会亲自前往天目湖实地考察；一旦监测到水质出现波动，甚至直接常驻站点，进行严谨水样采集工作……这是中国科学院南京地理与湖泊研究所（以下简称南京地湖所）李恒鹏团队的工作日常。团队青年骨干、副研究员张汪寿说：“我们就像‘侦探’，通过平台发现水污染问题，然后去找‘线索’，找到污染物是哪里来的，最终‘破案’，给出防治方案。”
天目湖地处我国东南丘陵地区，拥有沙河水库和大溪水库两座国家级水库。多年以前，沿岸工业都已退出湖区，但水质监测始终不能松懈。上游来水、农林水产养殖等各种因素，都有可能让水质产生波动。2017年12月，南京地湖所与溧阳市人民政府合作共建了天目湖流域生态观测研究站，采用巡测、自动站、无人机、无人船、卫星遥感等手段，建立天目湖流域水质目标管理平台，支撑天目湖流域污染物精准减排和生态科学保护。目前平台已顺利通过验收、投入运营。
张汪寿主要负责平台污染物输移模型，即“溯源”本领的建设。他介绍，他的主要研究方向是流域污染物输移过程模拟、流域综合管理，在长期的研究实践过程中，积累了大量数据，建立起了一个污染物分析模型，就像警察通过指纹比对获取线索一样，不仅可以通过扫描水质中不同污染物的含量、时间等信息，识别污染源，还能在人工智能的加持下，对未来趋势进行精准研判，从而发出水质预警。
这种依托模型的精准测算技术，后来还被用到了天目湖生态产品交易平台中。该平台将农业园区、宾馆饭店、水产养殖业等经营主体纳入监测体系，核准交易需求，通过市场配置和容量约束机制，促进低效低质经营主体获得补偿主动退出，绿色高值经营主体购置生态产品获得发展空间，实现高质量发展转化。
“要实现生态产品交易，就需要搞清楚各个指标容量占用情况。我们可以按照水质稳定达标来设定警戒，计算出污染物容量的安全上限以及当下容量占用情况、剩余安全余量。”张汪寿告诉记者，看到技术接连落地，并切实发挥作用，这让他感到非常开心，也很振奋，“很有成就感。其实，我们团队在天目湖的实践，具有一定的可复制性。接下来，我会继续努力钻研，提高‘侦探本领’，为水环境治理贡献力量。”
记者了解到，在南京地湖所李恒鹏团队的推动下，近年来，天目湖水源地水质持续改善，由Ⅲ类提升到Ⅱ类水，藻类水华问题得到有效控制，流域生态品质明显提升，管理信息化水平持续加强。（记者 张安琪 祝东秀）
