深圳大学人才故事 | 张晗：把握先机 钻研进取 持续发力

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科研是一条孤独且曲折的旅程，对科学家而言，把握先机、钻研进取、持续发力是取得成功的必然三部曲，做他人所不能做，立足基础的同时，更要交叉创新，跨领域合作，才能达他人所不能达的高度境地。

张晗

· 国内黑鳞新材料领域的时代开拓者

· 深圳大学光电工程学院，特聘教授，博导

研究背景

当石墨烯的出现给多重领域带来革命性改变同时，张晗抓住时机持续钻研，先后在光电子期刊上共发表论文100多篇，封面论文超过30篇，论文总被引用超过16000次，H因子62，ESI高引用论文超过40篇。其中两篇论文入选中国百篇最具影响力论文。

在主攻石墨烯研发的过程中，张晗敏锐预测到石墨烯的发展将会存在一定局限性，而另外一种和石墨烯有着类似性质的新材料——黑磷的特异性也日益凸显，能够随层数可变的直接带隙这一特性，恰好解决了困扰石墨烯无带隙的能带结构限制了石墨烯在光电领域的应用和发展难题。

深圳大学光电工程学院特聘教授张晗带领着深圳市孔雀创新团队在黑磷材料的研发方面不断取得重大突破。

让学术科研更有温度

“众所周知，磷是生物体内必须的元素，其在生物医学领域应用的优势也是无可比拟。近期，我们团队在黑磷生物医学新应用上取得持续性突破，在生物、肿瘤、癌症等多个方面都有全新的发现与进展，通过黑磷纳米薄片可实现肿瘤的光热治疗、化疗和生物响应的三重协同治疗，多模式精准治疗癌症。”看到自己多年来的学术研究更加有其存在的意义与价值，张晗教授相信，一切都是最好的安排。

让纳米技术照亮未来

现阶段，像黑磷新型二维材料在国内起步还不足5年，其模式还在持续被探索、被发现，这也为从事光电材料领域研发的科学家们提供了最大机遇。张晗希望通过自己的努力，和团队一起在基础研究、技术专利和产业化方面不断成长，持续突破，飞跃进步，形成并强化自己的学术壁垒。他也希望通过高校与企业的项目合作、共同研发等多重模式，让科研脚踏实地，落到实处，经过市场的考验不断优化升级，推动国内光电材料领域的发展。

立足创新，交叉创新

当今世界，单一领域的知识难以满足复杂的发展需求，难以支撑高水平的创新活动。因此，迫切需要我们研究与构建知识自由融合与跨领域交叉的科研创新。张晗教授团队立足新材料和光电技术，进行了跨领域创新的探索，并且取得一定的科研成绩。

癌症已成为目前危害人类健康的主要疾病之一。癌症治疗所面临的挑战包括药物利用率低，效果差且易复发等问题。据全球癌症发病和死亡预测数据，2020年预计全球癌症发病1650.5万人，死亡人数将达1036.0万人，中国2030年癌症病发500万人，死亡人数将达386万人。肿瘤发病率/死亡率的升高，推动中国抗肿瘤药物市场高速发展。据IMS数据，2012 ~ 2016年中国抗肿瘤药物市场由603亿元增长至1109亿元，年均复合增长率约为16.5%，预计2018年市场规模可达1447亿元，未来十年的市场空间依然很大。2020年全球医疗消费将达1.4万亿美元，环比2015年复合增长率为4% ~ 7%。全球抗肿瘤药物市场复合增长率为6.5%，截至2020年，全球肿瘤药物花费将超过1500亿美元，抗肿瘤药将占有医疗消费11%的市场。

癌症在世界范围内严重威胁人类的生命健康。针对此问题，深圳大学张晗教授团队联合深圳市人民医院、瑞典卡洛琳斯卡医学院Yihai Cao教授团队创新性地设计研发了近红外光响应的黑磷水凝胶材料，用于抗癌药物的负载和可控释放。黑磷由于具有超越石墨烯的优异性能而受到科学界的广泛关注。黑磷具有可调节直接带隙、近红外光响应特性、高光热转化效率等。黑磷独有的生物相容性和可降解性，使其成为优秀的智能光响应生物医药材料。黑磷用于在生物医学领域的应用主要有三大潜力：药物载体、光热疗法及光动力疗法新材料、肿瘤的光声成像。

作为药物载体，二维黑磷纳米片的载药效率可达950%，并且药物通过非化学键吸附到黑磷纳米片时，药物的活性、靶向性都不受影响，保证了它作为药物载体的基本要求。黑磷作为药物载体可用于实体瘤的治疗，如肝癌、乳腺癌、肺癌等。通过纳米材料在实体瘤中的EPR（增强穿透及滞留）效应的被动靶向以及对黑磷表面进行修饰后的主动靶向，可以将药物精确地运送到肿瘤内部，实现肿瘤的靶向治疗。同时药物负载在黑磷纳米片中，可有效降低血液中的药物浓度，降低药物的副作用。

而由于黑磷纳米片本身可穿透血脑屏障，它也有望将特定的药物运载到大脑实质，从而在脑部肿瘤的治疗中发挥作用。该团队采用非接触式探头超声液态剥离方法，成功制备了高质量二维层状磷烯纳米片，并与抗癌药物一起集成到生物可降解温敏水凝胶材料中，制备出智能黑磷水凝胶材料。该材料可以通过无创方式注射到体内肿瘤组织，在近红外光的照射下，材料内的黑磷能够产生局部高热，这些热量一方面可以用于肿瘤的光热治疗，另一方面也能够驱动药物的释放。释放药物的速率可以通过激光的光场强度、照射时间、黑磷浓度等多种参数进行自动、可控地精确调控，最终达到治疗肿瘤的效果。术后该材料自动降解为天然无毒产物，可以极大地改善患者的生存质量。

张晗教授表示：基于黑磷在生物医学上所具备的独特优势，结合先进激光技术，交叉协调创新，有望为癌症患者的治疗提供新的思路和视野。该研究的成功临床转化，将加快人类治愈癌症的进程。

张晗教授

学术简介

◼  首届国家“优青”

◼  基金委重点项目负责人（2015年）

◼  深圳市创新团队负责人（2015年）

◼  深圳市青年科技奖获得者（2017年）

◼  全球高被引科学家（2018年）

◼  兼任民盟中央委员、广东省政协委员、深圳市政协委员、《Photonics Research》等多个SCI期刊副主编/专题主编、中国激光青年编委会秘书长等职务。

◼  1984年出生于黄冈市，2006年武汉大学材料物理理学学士学位，2010年新加坡南洋理工大学微电子工学学士博士学位，2013年受聘深圳大学特聘教授。

◼  研究方向：光纤激光器、非线性光学、光纤通信与电子器件、低维材料信息光电器件等研究。

◼  近五年来，以通信作者发表中科院一区论文100余篇，包括PNAS、Nature Communications、Laser Photonics Review等。论文总引用超过16000次，H-index为62，其中ESI高引用论文超过40篇，两篇论文入选中国百篇最具影响力国际学术论文。

排版 | 甄新晴

内容摘自公众号“深圳大学”

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