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关于魔术师论文范文资料 与科技魔术师的奇幻旅程有关论文参考文献

版权:原创标记原创 主题:魔术师范文 科目:论文范文 2024-04-08

《科技魔术师的奇幻旅程》:本文关于魔术师论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。

童话中那些能把大房子瞬间缩小装进口袋里的主人公,都被看作神奇的魔术师而令人仰视,本文主人公——上海大学材料基因组研究院特聘教授巫金波就是这样一个科技“魔术师”.近十年来,他的主要研究对象被称为“芯片实验室”(lab-on-a-chip),就是要把人们印象中装有上百个大大小小形状各异、流动着不同颜色液体玻璃瓶的大实验室,缩小到一块几平方厘米的芯片上.实现这个“魔术”背后,巫金波经历了怎样的科学“奇幻旅程”,本文将带您一同走进其中.

“魔术师”的成长

上个世纪九十年代,微全分析系统的概念被提出后,科学家们开始致力于通过对微流控芯片微通道网络内微流体的操纵和控制,完成化学、生物实验室中取样、预处理、反应、分离等前处理和检测、检验等分析功能,以达到分析装备的微型化、集成化和自动化,最终实现芯片化,即所谓的“芯片实验室”(Lab-on-a-chip)或称“微全分析系统”(micro total analytical systems).微流控科技为开展多步骤和复杂的分析、合成提供了一个性能强大的微型化平台,它被列入21世纪最为重要的前沿技术行列之一,近年来作为分析科学的重要发展前沿,飞速发展的同时正逐步在快速临床诊断、食品安全检测、环境保护和药物筛选等方面形成有别于传统方式的新兴产业,有可能成为国内产业转型的重要环节.

2005年,从山东大学化学系应用化学专业毕业后巫金波进入香港科技大学,在这里继续深造并获得了材料科学与工程硕士及纳米科学与技术博士学位,后于香港科技大学和沙特阿普度拉国王科技大学从事博士后研究.师出名校,为巫金波的研究生涯打下了坚实的基础,他也早早将自己的研究方向定位于液滴微流控、软物质智能材料、智能微流控,在这段奇幻的科学研究旅程中辛勤、愉快地探索.他先后设计研发了基于聚合酶链反应(PCR)的快速基因检测微流芯片、多样化并高通量微流控液滴反应等,实现了利用微流芯片进行唾液DNA性别快速检测和可抛式基因检测芯片等.

巫金波成功将PCR技术在微流控芯片上实现,并结合PCR在微流控环境下的最佳反应条件,研发了一种可置换的DNA复制及检测芯片.该芯片直接以人体唾液为样品,不需要复杂的操作,在半小时内通过复制和检测雄性性别决定基因片段来鉴定样品提供者的性别.这项科研成果为基于PCR快速微流控检测提供了原型.

随后,巫金波将微液滴取样技术与微流体芯片技术实现首次接合,创建了一个产生和操纵纳升-次纳升液滴的综合系统.经他改进后的微取样技术实现了对液滴的成分、距离、体积、数量及次序的数字化精确预调,不仅避免了过去实验过程中存在的样品交叉污染及蒸发的问题,还巧妙地解决了液滴微流控关注单个液滴和高通量难以相容的主要问题.而且,该微取样-微流体芯片-杂合设备保留吸收了微取样和微流体芯片技术的优点,在保持样品低消耗(纳升)、反应多样化的同时实现了高通量的微液滴反应,为研究发展多样性并高通量的微液滴操控系统奠定了基础并提供了有实用价值的实验模型.

通过化学功能化的方法,巫金波成功将一种温度响应的荧光分子嫁接到微流体芯片最常用的材料聚二硅氧烷分子侧链上,合成出了新型的功能性材料.这种方法不仅增加了材料均一性及对溶剂等外环境的稳定性,而且为微流体芯片功能性材料开辟了一条新的道路.巫金波通过检测荧光分子的荧光量子产量,实现了温度三维可视化,他的研究还首次实时观察到了微液滴(纳升)剧烈反应的温度变化.

巫金波的研究涉及分析化学、微机电加工、材料科学与生物学、医学和工程学等学科的交叉.埋头于自己的研究项目之余,他积极参与相关学科的研究,与来自于物理、化学、生物和材料科学的研究者们展开深入地交流合作.这些合作不仅让巫金波拓宽了研究视野和思路,更取得了重要的研究成果.在他的协助下,将巨电流变液作为智能电响应液滴运用到微流体里,达到液滴产生和操控通过电场来实现后,巫金波与其他成员共同努力几年后,不仅一起实现了液滴检测、编码、储存与分选的操作,还实现了世界上第一个微流体通用逻辑门.

突出的科研成绩让巫金波快速成长为“魔术师的大弟子”,受到各方奖励的同时多次在国际国内学术会议上作报告,目前已发表SCI收录文献24篇.

开启下一站精彩

2015年,带着丰硕的科研成果和丰富的科研经验,巫金波回国加入上海材料基因组工程研究院,继续个人科学奇幻旅程的同时,希望用自己掌握的“魔术”助力国家建设,和更多精英共同开启下一站的精彩.

2014年成立的上海大学材料基因组工程研究院,定位于在材料基因数据库、集成计算与软件开发、高通量材料制备与表征、服役与失效机理及产业化探索等领域的科学研究、技术开发和基地建设布局方面开展大量基础性和应用性工作,建成具有国际影响力的科技创新中心.而材料研究的创新发展作为科技强国的重要基础,也是实现“中国制造”向“中国创造”转变的必要条件.

为了改变传统材料研发耗时费力的试错模式,这个研究院计划以洞察控制材料物性最基本因素(材料基因)、发现新材料、预测新效应,实现新材料开发周期减半且成本更低廉的目标.其中,高通量材料组合芯片实验是重要创新基础之一,这个实验的核心特征是在同一芯片上一次性合成覆盖大范围组分的样品,其挑战性在于芯片的制备及尺度效应.而液滴微流控技术是近年来以微流芯片为操作平台,以微纳米功能智能材料制备及化学生物分析为核心,以微液滴为载体,在一种或多种微液滴里面实现材料合成以及化学生物反应和分析而发展起来的新兴技术.微液滴芯片因其微型化、低消耗、少污染、微环境独立均一且易于控制等优点,为材料高通量制备及表征技术开辟了一条新的道路.同时软物质智能材料的引入,使得微流控走向智能化,创造出高通量材料筛选高通量智能化新平台变得有可能.

这是巫金波面临的新挑战,他将此看作是要给自己的“魔术”世界增加的新内容,不仅对实现它信心十足,在短短三个月内他和新搭档们共同努力,已经完成了大量的前期准备工作,并热诚欢迎更多对这项事业深感兴趣的精英们加入.

魔术世界的奇幻存在于人们的想象中,可望而不可及.巫金波教授和他的同事们致力于用科学的方法实现其中有益于人类生活的部分,并期望在这段科学的奇幻旅程中实现个人更大的价值.

魔术师论文参考资料:

结论:科技魔术师的奇幻旅程为关于本文可作为相关专业魔术师论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文魔术师论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。

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