爱跳舞的工科博士取得重要成果:“做科研真的很快乐”

2026-09-02 4471

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近日,《中国科学报》记者张晴丹披露了一项来自美国宾夕法尼亚州立大学的研究进展:该校程寰宇教授团队中的张婉清作为第一作者,在美国《国家科学院院刊》(PNAS)发表了关于可直接涂抹在皮肤上的导电油墨电极的成果,这种像液体创口贴一样的电极,能稳定采集心电、肌电、脑电信号,还能加入食用色素画出小熊、鲨鱼等各种图案。


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▲直接画在皮肤上的导电油墨电极。


时间往前推几年,张婉清还在成都电子科技大学格拉斯哥学院读本科。她大一参加四川省电子设计竞赛拿省三等奖,大二在美国大学生数学建模竞赛获H奖,大三、大四在英国格拉斯哥大学实验室捣鼓智能家居项目。疫情期间,她接触到可穿戴设备方向,被“有材料、有电子、能动手做实物”的直观感吸引,随后联系程寰宇教授赴美读博,进入柔性电子与生物医学器件领域。

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▲张婉清。


进入宾夕法尼亚州立大学攻读博士时,张婉清也曾迷茫过。面对难以理解的论文和不确定的未来方向,她没有选择焦虑等待,而是投身实验室“打杂”,在实践中学习和成长。她坚信:“方向不是坐等来的,而是在实验台边、跑步机旁、与同伴讨论时慢慢孕育出来的。”

转折来自一次心电实验:在一项创新研究中,张婉清揭示了电极与皮肤连接的挑战。她发现,问题不在于电极本身,而在于它们与皮肤的连接方式。传统的铜胶带连接线过于刚硬,无法适应皮肤的自然伸展,导致信号不稳定。张婉清提出了一个巧妙的解决方案:利用可涂抹电极的特性,她引入了一种多孔银纺织物。通过将液态导电油墨滴在银纺织物上并让其渗透,干燥后形成了一个稳定的“连接器”。即使皮肤拉伸50%,这种连接依然稳固,远胜于易脱落的铜胶带。 


在解决了技术难题后,张婉清又萌生了一个创意十足的想法。受到社交媒体上小朋友脸部彩绘视频的启发,她开始思考:“既然这种电极可以‘画’在皮肤上,为什么不真的像画画一样呢?”她将食用色素加入电极液中,在受试者手臂上绘制出小熊、鲨鱼、狐狸、西瓜等图案。这一创新不仅让实验室的气氛变得轻松愉快,也体现了张婉清的观点:“科技不仅要追求性能,还应该让人感到亲切和愉悦。”


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▲可以画成各种图案的导电油墨电极。


像“打不死的小强”一样做科研


张婉清不仅在科研领域崭露头角,更有着一项坚持了近二十年的热爱——舞蹈。自幼儿园起,她就在母亲的引导下开始学习中国舞。尽管童年时曾有过抵触和反抗,但母亲的坚持让她最终感激涕零:“舞蹈塑造了我性格的重要部分。”在电子科大,她作为艺术团和舞蹈团的佼佼者,以特长生的身份活跃于各大舞台。她的本科生活仿佛一场场精彩的演出,不是在排练就是在演出,或是奔波于演出的路上。尽管忙碌而紧张,但她乐此不疲。


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▲跳舞时的张婉清。


跳舞不仅塑造了她的耐心——每一个舞步都要经过数百次的锤炼,还赋予了她不屈不挠的精神,正如她所说,“成为一个打不死的小强,跌倒了就站起来”。这种坚韧的态度被她无缝融入到了科研生涯中。在攻读博士学位期间,她面对实验的连续失败,从最初的大喜大悲到后来的从容淡定,学会了在成功时提醒自己“不要高兴得太早”,而在失败时继续坚持。

如今,她的研究成果已经发表在PNAS上。从解决“撕电极很疼”的小问题出发,到实现心电、肌电、脑电的稳定检测,并创新地将电极设计成卡通图案,张婉清坚信:“好的科技不一定是越来越复杂,而是越来越自然。”科研之旅让她深刻体会到:“不要害怕不知道自己要去哪里。很多时候,只要一直往前走,答案会在路上慢慢出现。”


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