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功以才成,业由才广。近年来,深圳市大力实施人才强市和创新驱动战略,加大高层次人才引进培养力度,涌现出了一批敢于拼搏、勇挑大梁的优秀博士后,在推动创新发展、促进产学研合作、加快科技成果转化、助力企业提升核心竞争力中贡献了“博士后力量”。为集中展示博士后良好风貌,深圳市博士后联谊会特推出“优秀博士后风采”系列主题宣传,进一步营造“爱才敬才惜才”的浓厚氛围,期望广大博士后以优秀博士后为榜样,在深圳“双区建设”中贡献更多的“博士后力量”。

本期嘉宾

刘丹,香港中文大学(深圳)博士后,博士毕业于东南大学,以第一/共一作者在Angew. Chem. Int. Ed.、Aggregate、Chem. Sci.等期刊发表论文10篇。主持国家自然科学青年基金、中国博士后面上项目、深圳市博士启动项目各1项,作为主要成员参加国自然重点项目、国自然面上项目、深圳市面上项目、深圳市国际科技合作项目等项目若干。

研究方向为圆偏振发光分子及聚集体的构效关系研究与应用探索,具体包括圆偏振荧光/磷光分子的设计合成,各种不同形貌聚集体的构筑并研究其对圆偏振发光性质的影响,以及在圆偏振有机发光二极管(CP-OLED)及低背景生物成像等领域的应用。

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开篇:迈入科研的第一步

刘丹博士期间在东南大学学习材料科学与工程专业,她怀揣着对科学的热忱奔赴深圳开展博士后研究,加入了香港中文大学(深圳)唐本忠院士的团队,转而投身圆偏振AIE材料的研究。尽管新的研究领域与之前的博士课题有所不同,但刘丹凭借扎实的有机合成功底和丰富的实验方法积累,迅速适应了新的挑战。在科研的每一个阶段,她都面临着设备不足、资金紧张等问题。但是,通过不懈努力和团队的支持,她一次又一次地克服了这些难关,将科研成果成功转化为实际应用。

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科研历程:从基础到应用的探索

博士后期间,在香港中文大学(深圳)唐本忠院士的指导下,转向了圆偏振AIE材料的研究。在这一新领域,她通过自身的努力和团队的支持,解决了多个关于复杂流体动力学的科学问题。她的研究不仅填补了学术空白,还对实验方法和设备进行了创新,大大提高了实验的效率和精确度。

有机圆偏振磷光(CPP)材料具有大斯托克斯位移,长寿命及在电致发光过程中更高的三线态激子利用率等特点,在高对比度平板显示器、三维显示、光学数据存储、信息存储和处理、安全油墨和生物探针等领域均有潜在的应用前景[1,2]。然而与圆偏振荧光(CPF)相比,由三线态激子辐射的磷光对氧气很敏感,且易受振动和旋转的非辐射弛豫影响,因此有机圆偏振磷光材料相关文献仍少有报道,且其磷光性质非常依赖于聚集状态。而唐本忠院士提出的聚集诱导发光(AIE)概念则可以很好地与CPP相结合,开发高效的CPP 材料也逐步发展为有机发光领域一个新的研究热点。

刘丹开发了一对手性对映体R/S-BBTI,其由高度畸变的螺旋锁环杂芳烃构成。这些手性分子发出近红外磷光,在二甲亚砜(DMSO)溶液中紫外照射后表现出相当高的不对称因子,效率高达0.013,效率为4.2%,寿命为119 μs。晶体具有7.0%量子效率和166 μs寿命的高效CPP,这是首例可以实现溶液和聚集态下的圆偏振近红外磷光发射的分子。广泛的实验和光物理研究结合理论计算揭示了一个有效的自旋翻转过程,该过程可以调节电子和磁跃迁偶极矩以提高CPP的性能。此外,R/S-BBTI的磷光具有氧敏感性和光活化性,在细胞和肿瘤的磷光乏氧成像等领域展现了潜在的应用前景。

科研成就:推动领域的创新与进步

她的工作开辟了使用高效圆偏振磷光材料在生物医学成像和先进制造中的新途径。刘丹开发的材料在国际上得到了认可,她的成果在多个顶级期刊上发表,并在国际会议上受到了广泛关注。这些成就证明了她的研究在全球科学界的重要性和应用前景。

在全新的实验环境下,刘丹开展了一项与博士研究截然不同的课题,这无疑带来了诸多挑战。首先,圆偏振AIE分子的设计合成要求她不断摸索并优化实验路线。随后,她需要进行相关的光物理测试和理论计算研究,但这一阶段经常遭遇材料性能未达到预期、理论计算结果不符等困境,这些不断推翻重来的实验让她倍感挫败。在研究材料在生物成像的应用时,高精端仪器的缺乏和未涉猎领域的知识匮乏使她感到力不从心。然而,她深知科研就是一场苦行,需要坚定的意志和信心才能一步步前行。她不畏艰难,勇敢试错,通过反复实验,不断开发新型的圆偏振发光材料,并在这些分子中寻找规律,最终筛选出最优发光分子。充分利用了深圳市各大高校的仪器平台,成功解决了测试问题。随后,她积极与团队中的优秀博士生、博后及合作导师沟通合作,大家各自发挥所长,进行学科交叉融合。经过不懈的努力,她和团队成功制得了高效的溶液和聚集态下的圆偏振磷光分子,并将其成功应用于HeLa细胞的磷光成像及小鼠的肿瘤乏氧成像。

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科研旅程:刘丹博士在唐本忠院士团队的跨学科协作与成长

刘丹博士在博后阶段加入唐本忠院士的港中深团队,经历了从组建实验室到如今近百人的科研团队的快速成长,短短两年期间不仅参与项目申报和实验室建设,还积极参与科研文稿的审稿和编写。在团队合作的支持下,她在科研道路上积累了宝贵的经验。这些工作既是挑战,也是成长的阶梯。在这个过程中,团队的教授们如同明灯,照亮前行的道路,大家分工合作,相互扶持,共同高效完成了众多科研项目。这些经历都是日后独立科研道路上,实验室建设、项目申报、文章准备等工作中最宝贵的财富。每周的团队例会成为学术交流的平台,带动了跨学科的合作与创新。目前,团队已成功建立了深圳市分子聚集体科学重点实验室及港中深第二附属医院AIE临床转化中心,刘丹与团队成员一起在这些平台上展开深入研究。

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刘丹博士认为,科研之路并非孤军奋战,合作是推动科研发展的关键。她的经历证明了团队合作在解决复杂科学问题中的重要性,这旅程虽充满挑战,但也带来了成长与洗礼。

博后寄语

科研的过程从来都不是轻轻松松的,你要打败很多很多迷茫、委屈、懒惰、软弱的自己,你可能随时要给自己打气加油,管住那个想退缩的自己。在这个风华正茂的年纪,我们努力走下去,总会拨开云雾见青天。愿大家都挺身前行,迎接瑰丽绚烂的人生。

来源:深圳市博士后联谊会