生物島實驗室趙蒙： 思維跨界賦能科研，將實驗室“裝進”學生掌心

生物島實驗室研究員趙蒙以“排除法”開啟科研生涯，從被動選擇到主動創新，在跨學科探索中走出獨特路徑；突破材料學局限，涉及工具研發，將微納技術應用于生命科學；心懷教育理想，創立科技公司，以“微流控芯片”革新實驗教學，將復雜實驗濃縮于方寸之間，惠及萬千學子……

在排除中尋找自我興趣

2007年，趙蒙的學術研究生涯始于清華大學材料學專業。與多數同齡人不同，他的專業選擇并非源于對特定領域的熱忱，而是通過“排除法”得出的最優解。

“當時的選擇是基于排除法。”趙蒙向記者解釋道，“我很難準確預判自己未來5到10年會對什么產生興趣，更難預測哪些領域未來會成為熱門。但我可以排除那些明確不想做的事情，從而找到適合自己的方向。”

在選擇專業時，當時熱門的建筑與計算機專業首先被他排除在外。“我對編程提不起興趣，也不擅長繪圖。”趙蒙坦言。經過一番篩選，兼具理論基礎與實踐價值的材料學成為他的最終選擇。這個看似被動的決定，卻意外地為他打開了科研世界的大門。

趙蒙的本科、碩士、博士都是在清華園里度過，他不僅專注學業，也保持著豐富多彩的課外生活。“唱歌、足球是我一直以來的愛好。”趙蒙熱愛唱歌，是校合唱團的成員；綠茵場上也常見他的身影，足球這項從初中就堅持至今的運動，雖因工作繁忙有所減少，但始終是他生活中不可缺少的調劑。

除了唱歌和足球，趙蒙更是一度“沉迷”推理。“大學時，我幾乎讀完了圖書館所有的推理小說。”提起這段往事，趙蒙眼中仍閃爍著興奮的光芒。他不僅加入了學校的推理協會，還與志趣相投的伙伴們一起創作劇本、設計密室游戲。令人稱奇的是，這項看似與專業無關的愛好，日后竟成為他工作中獨特的思維工具。

從“材料”轉向“工具”

科研突破往往始于研究工具的創新。在趙蒙看來，僅專注于材料本身的研究存在局限性，通過自主設計和開發新型測試工具可以更好地獲取獨特的實驗數據，實現真正的創新。

“雖然你是材料專業，但是不能僅關注材料，必須想辦法尋找、創造或者探索別人沒有的新工具。”趙蒙向記者坦言，博士期間的導師對他的影響頗深，導師當時的一句話也成為他科研道路上的重要轉折點，促使趙蒙實現了思維的跨界，從材料制備到測試工具開發，再到生命科學儀器創新的跨越。

“博士后合同是三年時間，但我大約兩年時間就完成了這個項目的內容。”在荷蘭代爾夫特理工大學深造期間，趙蒙完成科研工作之余也沒有閑著，“當時與同是清華大學的兩位前輩一起干了一些有意義的事。”

他們嘗試將原有的材料測試技術拓展至生物醫學領域。“我們最初的想法是探索這套技術在其他行業的應用潛力。”趙蒙回憶道，“經過深入討論，決定向生物實驗方向試驗轉型。”自此，這個由三人組成的創業團隊開始運行，既投入自有資金，也積極尋求外部資源支持。

從2018年底到2019年，趙蒙開始將材料測試工具創新性地應用于細胞研究領域。 經過近一年的潛心研發，團隊在2019年成功研制出一款完全原創的細胞研究工具。 而這款原創設備的誕生，不僅證明了跨學科技術轉移的可能性，也為后續的科研儀器開發奠定了重要基礎。 這段創業經歷雖然規模不大，卻也為趙蒙后來在生物島實驗室的工作積累了寶貴經驗。

產教融合，科教融匯

2019年，趙蒙回國選擇就職于生物島實驗室，從事著新型診斷技術器件與系統、電浸潤數字微流控芯片、器官芯片等領域的研發與應用，也取得了豐碩的研究成果。

不得不提的是，2024年，趙蒙在廣州創立了楨知實驗室科技有限公司，開啟了一段科研與教育深度融合的創新探索。“當前學校教育內容與產業需求之間存在顯著的時間差，而一項前沿技術從研發到初創公司應用往往只需要3到5年，而走進課本和教室卻可能需要10到20年。”正是基于對教育現狀的深刻洞察，趙蒙決心在科研與教育之間架起一座橋梁。

“在科研過程中，我們同樣需要依據現象來設計實驗。實驗結果會驗證我們設計的原理是否正確，而我們正是通過這種不斷逼近的方式去解決科學問題。其中涉及分離變量和設置對照實驗，其邏輯與推理的邏輯是相通的。因此，推理與科學研究的底層邏輯密切相關。”

創業初期，帶著自己的獨特理念與科學教育產品，趙蒙帶領團隊走進中小學校園。他們研發的“微流控芯片”實驗室，將傳統需要專業場地的化學實驗濃縮在一個手掌大小的芯片上，讓學生們能夠直接觀察微觀世界的流體運動。這種創新不僅大幅降低了實驗成本，更突破了傳統實驗室的空間限制。“我們設計的課程更重視探索過程而非驗證結果，學生需要自主設計芯片流道，并通過編程控制液體運動。這才是科學思維培養的關鍵。”趙蒙強調這種教學理念的轉變。

隨著項目的深入，趙蒙團隊不斷優化產品設計，控制科研設備成本，降低使用門檻。“只有實現規模化，才能真正讓科技教育惠及每個學生。”在趙蒙看來，科技教育的終極目標就是要實現普惠。為此，他們為學校提供從硬件設備到軟件平臺，再到課程內容的完整解決方案，開創了產教融合的新模式。

而這些努力也不斷結出豐碩的成果。以EWOD5.0微液滴操控系統為代表的芯片實驗室系列產品，利用微流控芯片技術將復雜的生物、化學實驗濃縮至桌面系統中，為青少年科學教育提供了全新可能。該系列產品不僅榮獲2024年第12屆澳門國際創新發明展金獎和特區紀念獎，更在粵港澳地區開展了各類科普活動，獲得了廣泛好評。

個人簡介

趙蒙，民盟盟員，清華大學材料學院學士、博士，荷蘭代爾夫特理工大學博士后和客座研究員；2019年全職加入生物島實驗室，現任研究員，獨立PI，微納技術研發中心主任；長期從事材料與生命科學領域研究工作，致力于將微納技術與生命科學前沿問題相結合，利用微流控、微芯片、微納尺度材料等，為生物醫學檢測以及生命科學研究提供更靈敏、更便捷、更智能的解決方案；在數字微流控、器官芯片以及原位探測等領域具有豐富經驗；主持和參與多項國家級、省部級重點科研項目，累計經費超過1500萬元；發表學術論文40余篇，累計被引超過1700次；累計申請專利40余項，形成多款以微器件和微芯片為核心的醫療器械、科研工具以及儀器產品。此外，趙蒙積極參與青少年科普和科學教育事業，開展各類科普活動數十場，受眾超萬人。他在生物島實驗室的支持下成立廣州楨知實驗室科技有限公司，專注于通過前沿技術的引入，為科學教育和職業技能培訓提供硬件、軟件、內容一體化的全新解決方案。

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記者 | 陀艷

圖片 | 受訪者提供

審核 | 馮海波 劉肖勇