认识邱家军是2024年12月22日在上海市刑事科学技术研究院承办的启明星材料科学论坛上，那次论坛邀请到的几位嘉宾演讲的主旨报告质量非常高。在我的理解范围内，称得上颠覆性创新的都不止一项。国内这类学科研讨会参加过不少，但像启明星材料分会组织的这次论坛质量之高令人至今难忘。因此，我对会议组织者——启明星材料分会刘宣勇会长以及他团队里的几位得力助手的能力印象深刻，这其中就有2024级星友邱家军。近期在物色启明星采访人选时，看到几篇对我国科学家在《自然》（Nature）子刊和领域内权威刊物上刊文的报道，其中有两篇论文的通信作者之一都是邱家军。以上也促成了此次在中国科学院上海硅酸盐研究所（以下简称“上硅所”）对邱家军的采访。
邱家军
中国科学院上海硅酸盐研究所副研究员
采访之前，家军引我看了走廊里贴着的“生物材料表面与界面课题组”介绍，而后又跟着他看了课题组的一些科研装置，我们在一台等离子体浸没离子注入设备前停留了几分钟，家军介绍这台国内研制的表面改性装置对课题组的科研推进助力很大，一些关键的研究成果都与这套装置有关。
从硬组织修复拓展到软组织修复
刚坐定，家军就回应我问起的近期他们团队这两篇文章有哪些有意思的内容。他说，简单归纳的话，这些工作涉及的硬组织和软组织修复就是刘宣勇老师带领团队近年来致力的研究方向——从前些年聚焦于骨科、口腔植入物等硬组织修复拓展到皮肤软组织修复。目前团队的着力点主要是通过对植入物进行表面改性，赋予植入物材料（尤其是钛金属材料）表面成骨与抗菌功能，而在软组织修复方面，涉及皮肤、神经等。上述两篇文章之一就是针对糖尿病创面难愈的问题，通过促进神经和血管再生，加速创面愈合。家军告知，糖尿病患者创口难愈是比较普遍的问题，目前临床还没有十分有效的解决办法。因此，研发糖尿病创面用的水凝胶敷料意义重大。
“以后的日子都是好日子”
1990年出生的邱家军来自江西吉安，那是一个自然环境优美，历史上出过欧阳修、文天祥等名人，但经济发展相对滞后的地方。家军的爸妈都是农民，他上有哥哥、下有妹妹。兄妹三人从小学三、四年级起到高中毕业都是家里十几亩地农活的主要劳力和帮手。说到父母对自己的影响，家军说父母就是那种典型的中国农民，特别能吃苦，特别勤劳，父母这一代庄稼人为家人能吃饱穿暖，一辈子劳作实干的日常也成了他们兄妹人生成长中最厚的一本教科书。“他们的行为会影响我们，我们从小就会自觉分担农活。插秧，收割水稻，种西瓜、甘蔗，什么都干。”每年六、七月份是抢收早稻、抢种晚稻的时节，被称为最繁重农活的“双抢”，要赶在立秋前把十几亩地的水稻一颗颗割下来，收割完水稻后马上要把十几亩晚稻种上去。前后近一个月的时间全家出动，头顶烈日，赤脚在稻田里忍受蚂蟥、蚊虫叮咬，这些都是家常便饭。
7岁多起就参与农活的邱家军说，他那时看着这一片十几亩的稻田甚至会很绝望，后来他学会把大目标拆解成多个小目标，把每天要完成的任务分成几块，目标小了，就容易看到希望。每天收割好的稻谷还得马上从田里运到家附近的谷场上去晒，有时遇到下雨还得赶紧从农田赶回家里去收。除了农活，家军和哥哥还要负责做饭，一个负责烧柴火，一个负责淘米做饭。因此，家军兄妹都非常珍惜能在课堂里上课的时光，感觉读书好幸福，至少不用晒太阳了。“这段经历练就了我吃苦的能力和对于艰苦环境的耐受力。这也是我以后能扛得住压力和困难的内力所在。对经历了‘双抢’的我们而言，以后的日子都是好日子！”
处理好学生会与学习的关系，能力和学习效能都得到提升
邱家军初中时学习有了较大的进步，从初一的年级100名左右到初三时的前10名。永丰县有两所高中，一所是省重点永丰中学，一所是永丰二中。中考填报志愿时他担心进不了永丰中学重点班，因此填报了永丰二中，中考成绩揭晓后他的成绩排在全县第58名，那时的政策是全县前100名自动进入永丰中学，如此家军得偿所愿。
家军一个明显的特点是善于与人交往，而这种似乎与生俱来的性格在他小学阶段就显示了出来。小学时他是少先队队长，初高中时是班长，高中到研究生都是学生干部。高中时老师让他做校学生会主席，这个毕竟是要占用学习时间的，开始有点犹豫的他后来还是答应了，他也在这个过程中学会了如何处理好学生会工作与学习的关系，既锻炼了能力，也提高了效率和专注度。因为常年担任学生会主席，他的组织策划、资源协调等能力都得到了锻炼。
家军提到，高考填报志愿时他是先选地方，再选学校。他说他只考虑了北京，因为北京是首都，2008年夏季奥林匹克运动会就在北京举办，他想去北京见见世面。最终，他圆梦北京，顺利被中国矿业大学（北京）录取，专业是材料科学与工程，也是那时起他与材料发生了关联。
想到中国最先进的地方去看看
家军与上海结缘，或者说改变他人生事业走向的变化发生在大三暑假。那时他参加了上硅所在中国科学院大学做的研究生招生宣讲，陆彩飞老师的介绍给他留下了深刻的印象，他了解到上硅所每年暑期会在上海组织夏令营活动，通过遴选参加夏令营活动有望获得“保送上硅所读研”的机会。如此，家军随后就报名并通过遴选参加了上硅所的夏令营活动。通过夏令营期间的讲座学习和实验室参观，他感受到了上硅所浓厚的学术氛围。大四时因专业成绩在材料科学与工程系排名第二，他成功拿到了中国矿业大学（北京）的保研资格。2014年，家军如愿来到上硅所直接攻读博士学位。第一年是在合肥的中国科技大学上基础课，2015年8月来到上硅所刘宣勇老师所在的生物材料表面与界面课题组，在刘老师的指导下开展科学研究。用他的话说，选择上海也是想到中国最先进的地方去看看。
邱家军参演舞台剧《晶体般闪烁的名字》（左一为邱家军，饰演丁肇中先生）
从纯材料转向医用生物材料，唯有恶补课、勤探索
“进门”之初，家军就感受到困惑和难度。本科他学的是纯材料，而研究生是医用生物材料，涉及细胞、细菌、实验动物等，很多都是需要重新学习的内容。从学科来讲，涉及材料学、细胞生物学、分子生物学、医学等专业门类，很多学科对他而言都是陌生的。因此一开始的那段时间他都把精力用在了补课学习上，还向师兄师姐请教。一到课题组，家军即进入论文课题——钛表面石墨烯基涂层构建及其生物学性能研究。他要做的工作是在钛表面制备石墨烯基涂层，以赋予其成骨和抗菌功能。首先要解决的是如何在钛表面构建石墨烯基涂层，这就让他无从着手。本科所学的只是掌握书本上的知识概念而已，而科学研究是要创造，要有新发现，做出新东西。这跟本科阶段的学习知识是两码事。尽管师兄师姐有做过相似的工作，但和他的课题路径、目标不一样。为了做出这个涂层，他尝试了很多方法，经过半年左右的时间才慢慢摸索出采用电泳沉积技术制备石墨烯基涂层，课题得以推进。进一步就要探索这个涂层的生物学效应，当时刘老师和他商定博士论文就围绕揭示和阐明石墨烯基涂层的成骨和抗菌机制开展研究，并在此基础上研发石墨烯基涂层改性的牙种植体。
所幸的是，尽管初入门时困难重重，课题进行中也时有“关卡”需要跨越，但最终家军还是一关关闯过来了。过程中，导师的指点让无助时的他感受到暖意，“刘老师会及时地给我回应，哪怕很晚向他请教，他都会很快回复，给出指导意见。知道我受困于石墨烯制备中的一些技术难题时，刘老师就帮着联系了其他课题组老师，让我去请教学习”。
博士课题历练的最大收获是真正入了门
围绕博士课题开展研究前后整整4年，但产出也是丰硕的：探究并阐明了不同层数、含氧官能团种类、负载活性离子/药物对石墨烯成骨和抗菌性能的影响规律和作用机制。基于上述发现研发了抗菌型种植体基台，为治疗种植体周围炎提供了新的解决方案。依托上述研究成果，博士毕业刚进入博士后工作站的邱家军获得上海市超级博士后激励计划资助（2019），支持他开展后续研究。往后几年里他先后入选中国科协青年人才托举工程（2022）、中国科学院青年创新促进会（2023）、上海市青年科技启明星计划（2024），荣获上海市科技青年35人引领计划提名奖（2023）。而最大的收获就是他由此真正进入了医用生物材料的研究之门。
参与国家重点研发计划项目，研发创面修复水凝胶敷料
刘宣勇研究员团队合影（刘宣勇为二排左八，邱家军为二排右五）
2022年，刘宣勇团队牵头承担了国家重点研发计划项目“时序响应调控炎症组织微环境的抗菌促创面修复高分子水凝胶研制”。皮肤是人体最大的器官，其覆盖于体表，是人体抵御外界异物和细菌侵入的第一道屏障。我国每年约有80万人死于严重创伤，约6200万人次就医，因创伤而发生的直接医疗费用达到650亿元人民币，由此导致的死亡和残疾对社会的影响呈上升趋势。除了大量因烧伤创伤等各种原因引起的慢性难愈性创面患者，随着人口老龄化，由疾病引起的各种慢性复杂性创面，如糖尿病足、压力性损伤等病例也急剧增加。慢性创面临床治疗困难，治疗不当可引发严重的并发症，占据大量医疗资源。临床目前尚无十分有效的慢性创面修复材料，病患往往面临截肢和致死的风险。因此，针对皮肤慢性难愈性、烧创伤、感染性创面的治疗难题，研发新型创面修复敷料具有重要的社会、经济和科学意义。
刘宣勇老师是该项目的负责人，邱家军作为其中一项任务的负责人参与了该项目，这也成为邱家军近三年来的工作重心。家军说，糖尿病引发的糖尿病创面是目前临床上的治疗难题。针对这一难题，团队开展协同合作，集智攻关，研发了多款创面修复用水凝胶敷料，这些敷料能够调控创面微环境，进而加速创面愈合。其中一款明胶基水凝胶已通过临床伦理审批，并开展临床试验。
关于糖尿病创面难愈我还是第一次听闻，当然我接触的糖尿病患者很有限，而且大都还在早期血糖控制阶段。家军的介绍让我知道，糖尿病中晚期患者如久坐卧床有可能引发压迫性创面。正常人的创面大都会自然愈合，而糖尿病患者的创面愈合比较困难。加上糖尿病患者人数逐年上升，每年受困于糖尿病创面的人群不少。作为这个重点项目的一部分，近期，上硅所刘宣勇、邱家军团队与乌镇实验室团队合作开发了一种新型超声响应水凝胶，通过压电增强的动电效应实现声电转换，能显著促进糖尿病创面神经血管再生，从而加速伤口愈合。该水凝胶具有良好的自愈性、皮肤黏附性和导电性。邱家军引用团队的研究结果介绍：这种水凝胶在超声作用下可产生电刺激，有效促进内皮细胞血管生成、提升细胞神经营养因子的表达并抑制细菌感染，从而促进创面组织中神经血管再生，加快创面愈合，这为糖尿病伤口的治疗提供了新思路。相关工作已刊登于2025年5月的《今日材料》（Materials Today）杂志。
电活性生物材料的设计与应用大有可为
邱家军在实验室
家军这段时间在科研上迎来了一个爆发期。本文一开始提到的刘宣勇、邱家军等在《自然-通讯》（Nature Communications）上发表的文章与他们正在承担的重点项目并无直接关联，而是在可穿戴能源供给和生理信号感知领域的一项工作。一篇报道提到：研究者以自然界蜘蛛吐丝行为中的“多模态界面变形”现象为启发，首次提出一种气液两相流诱导的仿生多结构纤维构筑策略，实现了具有空腔、纺锤、锯齿等复杂结构的功能纤维连续可控制备。该类纤维不仅展现出优异的水伏电能转换能力，还可集成于面罩中进行高灵敏度的实时呼吸监测与鼻周期分析，为远程医疗与健康管理提供了新方向。实际佩戴测试中，该智能面罩可准确识别正常呼吸、剧烈运动后呼吸及睡眠呼吸暂停等多种生理状态，并能通过无线网络将数据实时上传至终端设备，用于远程健康监测。家军这里提到的呼吸暂停综合征我也是时有听闻的，受这类呼吸暂停困扰的人群还不少。好在这种疾患已开始引起重视，如果不作诊治，重症者会被夺去生命。所以邱家军他们又做了一件功德无量的事。
以上介绍的有助于创面愈合的新技术和水伏柔性电子器件都与电有关（水伏发电、压电效应等），这些探索工作是否会带动电活性生物材料的设计与应用？电活性生物材料是一类能够产生电信号或者发生电子转移的新一代“智能”生物材料。电子转移是材料与生物系统“交流”的主要方式。生物体器官、组织、细胞以及生物分子在生物活动中会发生电位和极性变化，从而表现出生物电现象。因此，掌握电活性生物材料与生物系统间的电子转移（夺取、给出或转移电子）有望实现对细胞或细菌行为的精准调控。
记得来时路的年轻人会走得更远
采访过程中，家军的语气和状态也感染了作为访问者的我，这位有激情、有创意，一心想着为人民生命健康作贡献的“启明星”令人尊敬。
我相信，从江西革命老区出来、一步一步走到今天的邱家军，会记得来时路，会做更好的自己。团队“能吃苦、愿吃亏、守诚信、永互助” 的文化熏陶也会帮助这位年轻人走得更远。祝福邱家军！
江世亮采写于2025年6月17日