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研究生国奖人物丨温凯:虽不能至,心向往之

人物简介:温凯,男,汉族,中共党员,物理学院光学工程专业2019级博士研究生,师从郜鹏教授。在读期间,与实验室同学合作发表中英学术论文13篇,其中以第一/共同作者发表5篇,并且在Opt. Lett.期刊上的研究工作被评选为Editor’s pick;合作申请国家发明专利6项,现已企业转化2项。担任博051921级班长并积极落实学院各项学习和管理事务,支持学院开展学生建设工作。获得国家奖学金、陕西省第六届研究生创新成果展二等奖、“优秀大学生共产党员”“优秀研究生”“优秀研究生干部”等多项荣誉,并获得了2021年度“国家留学基金委”留学资格。


带着问题开始

当不同的细胞在光学显微镜下逐渐变得清晰的时候,温凯像是打开了新世界的大门,他迫切的想知道其中的缘由,于是便对自己提出了一系列的问题——光学显微是什么?怎么样实现光学显微?光学显微能够做什么?

在“贪婪”地尽自己最大的努力学习多种多样的光学显微成像方式以及特点后,他渐渐开始了解第一个“是什么”的问题。光学显微成像在过去的64年里四次获得诺贝尔奖,其重要性不言而喻,它利用多种光学原理,能够对待测样品的细微结构进行清晰成像,是人类探索微观世界不可或缺的手段。随着自身研究的不断深入以及对国内外相关技术的全面认知,温凯开始渐渐发现自身专业技术以及科学素养的匮乏,同时调研发现国内所使用的高端光学显微镜大多被西方国家垄断。

青春虚度无所成,白首衔悲亦何及。

为了接近“面向世界科技前沿,面向人民生命健康做研究,不断向科学技术广度和深度进军”的目标,2019年,他以博士生身份加入物理学院郜鹏教授的团队,继续自己“怎么做”和“做什么”的找寻之旅。

入学后,在郜鹏教授的指导下从事结构光照明定量相位显微成像以及超分辨显微成像的研究。温凯从一颗螺丝钉买起并逐步搭建起成像设备,至此,全新的生活拉开序幕。他以科研骨干、项目参与者的身份开展工作,主要在提高成像速度、改善成像分辨率、实现三维成像等方面发力,旨在突破西方国家相关技术垄断。为了更快的适应节奏,他及时总结实验开展中出现的各项问题,并定期主动与郜鹏教授讨论工作进展和计划,不断提高自身的科学素养和知识储备。


顺着方法探索

开展工作中,温凯牢记郜鹏教授曾说过的话:“我们希望能够针对生物医学的具体科学问题,研究出相应的光学成像技术,并配合生物医学领域的工作者开展相应的技术研究。”如此简单的一句话却很好的解释了“怎么做”的问题,甚至给出了“做什么”的清晰答案。

工欲善其事,必先利其器。

为了满足在天然状态下对细胞等透明样品进行高衬度观察的需求,温凯开展了定量相位显微成像的研究,该技术能够高稳定性、高精度地实现对细胞等透明样品的定量测量,并获得待测样品三维形貌等多种信息,使连续且实时观测细胞生长成为可能。

为解决传统超分辨成像视场小的问题,温凯开展了大视场结构光照明显微成像研究,在保证高精度的前提下,实现大视场超分辨荧光和光切片三维成像,该研究成果与传统技术相比,成像视场提高了5倍(“看得大”),空间分辨率提高了1.8倍(“看得清”)。相关研究成果已经在国际高水平期刊(Optics Letters,OpticsExpress等期刊)发表,其中最新发表在Opt. Lett.上的研究工作获得了Editor’s Pick。

同时,温凯发表在《激光与光电子学进展》等中文期刊上的论文多次被评选为“封面文章”,他已经合作申请国家授权发明专利6项。

以上这些研究将为温凯进行高性能、实用化相位和荧光显微镜的开发和应用打下良好的理论和技术基础,利用这些技术对细胞等生物样品进行高时空分辨率观察,对进一步了解细胞活动机理具有至关重要的作用。


拿着答案出发

“如何充分利用自身光学方面的经验结合其他优势学科,研制国产化高端显微镜,并向产业化推进”是温凯今后努力奋斗的目标。

随着生命科学等技术的蓬勃发展,不同领域对光学显微镜的需求也在飞速增长。但我国高端显微镜仍严重依赖进口,因此,温凯希望自己的研究成果能为生物学等多个领域的研究提供有力的成像手段,他愿为实现高端光学显微镜国产化贡献自身的微博之力。

“科技的进步,有赖于站在巨人的肩膀上,将其他技术有机地与自己的技术相结合。”为了学习多种光学显微成像技术,在“国家公派留学基金”的支持下,温凯现已在波兰华沙理工大学进行为期两年的博士联合培养,以学习国外的先进显微成像技术,拓宽自身的科学眼界,提高研究的科学素养。

不论身在何处,温凯始终深知:“留学是为了增强报效祖国的本领,报国是我矢志不渝的奋斗目标。希望我的研究成果将来能为国家所用、为人民所用,践行‘请党放心、强国有我’的青春誓言。”


导师寄语:

温凯同学平时勤恳务实,敏而好学,练就了扎实的数理基础和实验技能,对科研饱含热情,既能大胆假设,又能小心求证,具有较好的开拓和创新精神。平时乐为人梯,甘于奉献,具有良好的团队精神和协作能力。希望他在今后的求学和工作中不忘报国之初心,锐意进取,百尺竿头,更进一步。

(文/胡向涛 唐子杰)


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