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"跨界"創(chuàng)新 | 蔡昌湧入選博新計(jì)劃

2025-06-18 04:21:00

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近日,全國(guó)博士后管理委員會(huì)辦公室和中國(guó)博士后科學(xué)基金會(huì)公布了2025年度“博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃”資助人員名單,基因組所博士后蔡昌湧成功入選。


博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃,簡(jiǎn)稱“博新計(jì)劃”,是人力資源和社會(huì)保障部聯(lián)合全國(guó)博士后委員會(huì)設(shè)立的一項(xiàng)青年人才支持計(jì)劃。“博新計(jì)劃”結(jié)合國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等重點(diǎn)科研基地,瞄準(zhǔn)國(guó)家重大戰(zhàn)略、戰(zhàn)略性高新技術(shù)和基礎(chǔ)科學(xué)前沿領(lǐng)域,遴選一批應(yīng)屆或新近畢業(yè)的優(yōu)秀博士,進(jìn)入國(guó)內(nèi)博士后設(shè)站單位從事博士后研究工作,給予每人每年28萬(wàn)元的博士后日常經(jīng)費(fèi)資助,資助期2年,中國(guó)博士后科學(xué)基金給予一次性配套科研資助經(jīng)費(fèi)8萬(wàn)元。


蔡昌湧工作照


蔡昌湧主要從事可降解生物基超分子材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、構(gòu)筑及功能化應(yīng)用研究,以第一作者或通訊作者(含共同)在Nature Communications、Advanced Materials等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文18篇,獲得博士后創(chuàng)新人才計(jì)劃(A類)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士后“優(yōu)農(nóng)計(jì)劃”、大鵬新區(qū)“鵬程計(jì)劃”等項(xiàng)目資助。


跨界合作:以產(chǎn)業(yè)為導(dǎo)向的研究課題


一個(gè)材料化學(xué)博士畢業(yè)后決定“跨界”去研究生物農(nóng)藥,在外界看來(lái),似乎偏離了專業(yè)主線,但在蔡昌湧看來(lái),跨界合作才是研究的魅力和樂趣所在。2024年,從湖南大學(xué)博士畢業(yè)的蔡昌湧面臨二選一的難題,是留在實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)延續(xù)博士期間的課題,還是跳出“舒適圈”,嘗試不一樣的研究方向。在與導(dǎo)師討論后,他決定選擇后者,在聯(lián)培導(dǎo)師譚志堅(jiān)研究員的引薦下,蔡昌湧認(rèn)識(shí)了基因組所研究員楊青。


楊青研究員博士畢業(yè)于大連理工大學(xué),在哈佛大學(xué)開展博士后工作,2019年入職基因組所,長(zhǎng)期從事農(nóng)藥分子靶標(biāo)學(xué)研究。針對(duì)人畜不含幾丁質(zhì)這一特點(diǎn),開發(fā)出了一系列人畜安全、成藥性高的新農(nóng)藥分子靶標(biāo),為解決農(nóng)藥的毒性、抗性和高效性問題做出了原創(chuàng)性貢獻(xiàn)。


“楊老師告訴我,現(xiàn)有農(nóng)藥劑型產(chǎn)生的液滴與葉片之間的界面作用很弱,噴灑后粘附性不強(qiáng),雨水一沖刷,農(nóng)藥就流失了,不僅無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果,還會(huì)污染土壤,如果能制備出一種綠色黏附材料,把農(nóng)藥包裹住,就可以在葉片上長(zhǎng)時(shí)間的保留,達(dá)到更好的發(fā)揮農(nóng)藥的作用,實(shí)現(xiàn)降本增效。”與楊青老師的交流給了蔡昌湧很大的啟發(fā),“我可以把博士期間做的研究拓展應(yīng)用到農(nóng)藥領(lǐng)域。”蔡昌湧說(shuō),兩人一拍即合,2024年7月,蔡昌湧加入楊青課題組開展博士后工作。


農(nóng)藥的“新衣”:超分子材料


在病蟲害防治過程中,農(nóng)藥的使用必不可少。如何高效地使用農(nóng)藥,發(fā)揮出它最大的功效?為此,楊青團(tuán)隊(duì)專門為農(nóng)藥設(shè)計(jì)了一款特殊“外衣”,用更專業(yè)的話講,叫“載體”。


“載體”,顧名思義,指裝載農(nóng)藥的物體。


由于農(nóng)藥原藥多為粉末或液體,直接施用容易團(tuán)聚、沉降或堵塞噴頭,為了便于噴灑,起初人們會(huì)加入水或有機(jī)溶劑,以提高農(nóng)藥的流動(dòng)性和分散性。但人們很快發(fā)現(xiàn),由于雨水沖刷、光照分解或揮發(fā),農(nóng)藥藥效持續(xù)時(shí)間短,需要頻繁施藥。


為了延長(zhǎng)農(nóng)藥的藥效,楊青團(tuán)隊(duì)希望找到一種既能“包裹”農(nóng)藥,又能延長(zhǎng)藥效時(shí)間的材料。然而,這并非易事。傳統(tǒng)的聚合物材料作為載體能夠提高農(nóng)藥的物理穩(wěn)定性(如防止沉降、分層),延長(zhǎng)儲(chǔ)存期限,但緩釋性能有限,不能延長(zhǎng)藥效,而且這類材料降解緩慢,可能長(zhǎng)期殘留于土壤或水體中,造成微塑料污染。


沒有現(xiàn)成符合條件材料,能不能自己“造”一個(gè)?


而這正是蔡昌湧擅長(zhǎng)和熟悉的領(lǐng)域,憑借對(duì)材料特性的熟悉和一次又一次的嘗試,功夫不負(fù)有心人,蔡昌湧通過修飾β-環(huán)糊精獲得原料,合成了一種超分子聚合物,這種材料不僅透明度高、粘附性強(qiáng)、兼容性強(qiáng),還可以回收循環(huán)利用。



將材料與農(nóng)藥結(jié)合后,蔡昌湧驚喜地發(fā)現(xiàn)這種材料負(fù)載率高,苯甲羥肟酸農(nóng)藥負(fù)載率可達(dá)到40%,且緩釋效果優(yōu)異,藥效可以持續(xù)15天。為了檢測(cè)材料的抗雨性,蔡昌湧將負(fù)載了農(nóng)藥的液體(添加了熒光物質(zhì))噴涂在葉片上,模擬雨水沖刷,通過熒光變化觀察農(nóng)藥殘留情況,研究發(fā)現(xiàn),雨刷沖刷5小時(shí)后,農(nóng)藥活性成分仍黏附在葉片表面。


這一突破性的發(fā)現(xiàn)將為農(nóng)藥遞送領(lǐng)域帶來(lái)新的可能。



博士后階段的工作,蔡昌湧才剛剛起步,談及未來(lái),他在言語(yǔ)間透露出激動(dòng)和興奮之情,“我們還有很多工作要做,希望這些研究能夠真正為農(nóng)民帶來(lái)便利。”

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