张夏衡,国科大杭州高等研究院特聘研究员。曾于美国普林斯顿大学从事博士后研究。主要研究方向为糖化学、可见光催化、自由基化学等生物医药前沿领域。博士后期间曾在《Nature》等期刊发表多篇学术论文。
开栏语
党的二十大报告指出,必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。
勇攀科技高峰靠人才、攻破创新难关靠人才。身处创新创业黄金年龄的博士后,无疑是科技创新的生力军、制胜未来的后备军。
为深入贯彻党的二十大精神,推进实施创新强市和人才强市首位战略,加快建设世界重要人才中心和创新高地战略支点,今日起,杭州日报、杭州市人力社保局联合推出《博士“后”浪立潮头—杭州博士后科研工作站里的故事》系列报道,精选8位来自各行各业的杭州博士后代表,走进他们在杭州筑梦追梦圆梦、与城市共同成长的精彩故事。
走进糖化学实验室,戴着护目镜的研究人员手中晃动着烧瓶,认真观察正在发生的化学反应,一旁的几台实验设备正在运转,进行着浓缩、分离等步骤;另一边的蓝光催化反应实验室里,化学试剂正在享受蓝光的照耀,等待一场更高效清洁的洗礼和蜕变。
在这些科技感十足的实验室,张夏衡和他的课题组成员每天从早晨8点多工作到夜晚11点,日复一日地从事着可见光催化技术、糖化学等生物医药前沿领域研究,探索分子反应的无限可能,期待为新药研发、工业生产带去更安全高效的生产方式。
出生于1987年的张夏衡是国科大杭高院特聘研究员,曾于美国普林斯顿大学从事博士后研究,师从2021年诺贝尔化学奖得主David MacMillian教授。从本科阶段算起,他已在化学世界沉浸十多年,仍着迷于千变万化的分子结构,期待在道阻且长的科研之路上,始终对未知保持好奇,对科学保持敬畏。
如何提高化学实验安全性和效率
答案就在无处不在的“光”里
当今世界,经济社会发展速度日益加快,但人类正在面临能源短缺和环境污染两大问题。如何在节约原料的同时,还能提升实验和生产的安全性?我们知道,自然界绿色植物的光合作用是太阳能向化学能转化的重要体系,是地球上所有生命的能量基础。
工业制造和新药研发等许多领域,都倚赖化学家构建新型分子的能力。张夏衡和其导师正是希望通过模仿“人工光合作用”,将可见光转化为化学能,代替传统高温高压等易燃易爆的催化方式,避免能耗高和有毒有害试剂的使用,使化学合成过程更绿色安全。
这一研究成果不仅可以让化学研究、工业生产更环保,还能用于新药研发。张夏衡打了个比方,某些药物化学实验要合成一些合成难度大的药物分子,但通过光催化技术,可将原本的合成步骤从五步甚至十步缩减至一步,大幅提升合成效率,缩短新药研发时间,降低人力物力投入。
“可见光催化技术是国际公认的前沿研究领域,可以覆盖到大部分有机化学反应,但目前还停留在基础研究阶段,只有国内外少数顶级药企在落地使用。”回国后,张夏衡带着导师的期许,在杭州开始了光催化技术研究的新篇章,他希望通过努力,解决光催化技术的转移转化难点,将这一化学福音传递给更多企业和群体。
失败是司空见惯的
但探索和成功的喜悦是无与伦比的
眼下,张夏衡拾起了博士期间的老本行——糖化学。“糖是人类的基础物质之一,很多天然产物也是糖类分子,具有抗菌抗炎的功能,人体的生命过程中有许多疾病与糖的代谢有关。”
但现实中,糖分子来源稀少,“往往从10公斤植物藤蔓中只能提取几十毫克糖分子,我们希望用有机合成方法设计新的合成路线,为化学实验提供既高产又廉价的糖分子原料。”张夏衡的远景还远不止于此,他想团队合成一些结构复杂甚至是世界上从未出现的糖分子,以此开发出一些结构新颖的药物,他期待自己的天方夜谭有朝一日能成为现实。
和化学打交道十几年了,说起做实验和研究内容,张夏衡仍是满怀兴趣,“化学的最大魅力在于可以创造新物质,即使上千次实验中合成出的东西都是没有用的,但这是一个好玩的过程。失败是司空见惯的,即使365天中有360天失败,但有一天成功了,那种喜悦是任何事物都无与伦比的。”
张夏衡坦言,博士后生涯是一段值得回味、受益终生的难忘时光,这期间,他不断和美国顶尖的课题组交流碰撞,学习顶尖导师和同事们的思考方式。而他也通过博士后经历,完成了从学生到独立科研工作者的蜕变。
“鼓励学生尝试最难的课题。”这是张夏衡在美国期间的最大感触,也成为如今的他鼓励学生的宗旨。来杭一年,他希望在这座宜居宜业的创新活力之城,实现更多成果突破,为杭州生命健康、高端制造贡产业发展贡献自己的一分力量。