张云：倾注全部热忱，希望科研成果走进千家万户
推介语：
他潜心研究中国传统技艺，与国际科技前沿巧妙融合提出纸芯片绿色经济创制学术新思路；
他突破传统敢于创新，意外发现液相颜色分层现象后创建现场灵敏快速二维液相比色分析新理论；
他入细心愈研，深入探索靶标触发纳米颗粒原位生长及其自催化新机制以建立分子识别信号放大新策略。
人物简介：
张云，男，汉族，中共党员，桂林理工大学教授（三级），广西高层次人才（D层次），广西八桂青年拔尖人才，广西杰出青年基金获得者，广西青年科技奖获得者，桂林理工大学屏风学者（A类）。多年来，他瞄准国际科技前沿和国家重大战略需求，一直从事化学、纳米、生物、环境等新兴多学科交叉领域研究工作，重点开展化学与生物传感新方法开发及其在生物医学诊断、环境污染监测和食品安全分析中的应用研究，取得了一批具有国际影响力的重要创新性成果。
正文：
我们到桂林理工大学采访张云教授时，是2020年9月的某个下午，当时正值开学季，校园里已经有来来往往的学生。穿过翠绿的校园风景见到张云的第一眼，我第一印象就是这个人和照片上长得一样儒雅，举手投足间也是文人学者固有的仪态。
来到他的实验室后，我很难想象，这么一个富有文人姿态的教授，居然跟这些白色的瓶瓶罐罐打了十几年的交道。从大学选择化学专业开始，张云就一直在从事化学、纳米、生物、环境等新兴学科交叉领域的研究工作。
他用“水到渠成”形容自己与化学之间这段奇妙的关系，“我们是初中才开始学化学的。当时，我虽然只把它当成一门课程，但总是莫名被它吸引，所以在初中高中我都是化学课代表，到念大学选专业时直接就选择了化学，就是那种水到渠成的感觉”。对于化学，张云小时候就对它产生了兴趣，并顺其自然地将自己的兴趣爱好转变成了职业。
近年来，他以发展现场快速灵敏即时检测方法为目标，围绕高性能化学与生物传感关键科学与技术问题，在纸芯片、光电纳米探针、信号放大、免仪器定量分析等研究方向上取得了一批具有国际影响力的重要创新性成果。
从表面上看，这一条路他走得很顺，实则却不然。
成长为一名合格的科研人员
2001年，从张云进入湖南大学学习化学专业的那一刻起，他就一头扎进了化学研究领域。在化学化工学院结束了4年的本科课程后，他又无缝衔接到了化学生物传感与计量化学国家重点实验室，攻读分析化学的硕博学位。
张云所钻研的化学与生物传感技术是化学二级学科分析化学专业里的一个研究方向。他来了兴致，特意跟我们强调道：“现在我们做研究在交叉的地方比较容易创新，那么化学与生物传感就是在化学领域和生物领域这两个圆圈交叉的地方。”这个交叉点正好给张云提供了创新的节点。我们日常生活中所用到的血糖仪，还有食品安全检测仪、环境污染监测仪、空气质量检测仪等几乎都是基于化学与生物传感原理，张云在做的就是这些事。
而选择从湖南来到广西桂林，起源于张云的奶奶从小给他讲了一个温情的故事。小时候奶奶给他讲：在抗日战争时期，奶奶和湖南的一批老乡因为战争的迫害从湖南逃难到了桂林，桂林人很和善，给他们送吃的，送穿的，很照顾他们。从此以后，在张云的小脑袋里就刻画下了桂林的好山好水好人家印象。
2010年，在读完博士后，他将简历投到桂林理工大学，顺利地成了学校里的一名带领学生步入化学与生物传感领域的教学科研型教师。也是在这一年，张云接触到了纸芯片（又称纸基微流控分析器件、纸上实验室等）。使用纸芯片做成的器件装置，能够在最低成本上实现医疗卫生、食品安全、农药残留等领域目标物的定性或定量检测。“我最希望能够为我们中国的疾病诊断、环境监测和食品安全检测提供廉价的、适合于家庭使用的分析方法、技术和产品。”聊到这里，张云对我说出了他的期许。
如果有了这么一种分析产品可以直接在家里使用，就可以改变我们的健康状况、卫生状况，让诸如癌症等重大疾病实现早发现早治疗。而做纸芯片需要用纸张作为基底（代替成本高昂得多的硅、玻璃、高聚物等材料），通过各种加工技术在纸上加工出具有一定结构的亲/疏水微细通道网络及相关分析器件/装置。当时应用最广泛的纸芯片制备方法是利用富士施乐品牌石蜡打印机的印刷法，然而这款打印机已经停产了。怎么办？张云这时候想的是“没条件就自己创造条件”，决定另辟蹊径。
要走一条前人没有走过的路，行起步伐来注定艰难。但此时做出极大决心的张云，已经在不知不觉中成长为了一名合格的科研人员。
将传统文化与前沿科技融合
对于中国的传统文化，张云很有研究。他也是我们采访过的能够将中国传统文化（技艺）和当代前沿新科技融合到一起的科技工作者中为数不多的几位之一。受北宋毕昇发明的中国活字印刷术的启发，他决定用自制铁质元件修饰磁控基座为“智能印章”，用于熔融石蜡溶液“墨水”在纸体中的可调节性图案化。使用印章还具有灵活性，印章上的元件可以有不同的排列手法，通过排布就能得到不同的图案。不同的印章可以印制出不同的图案，给了这个近一千年前就已经出现的中国古代四大发明之一的活字印刷术新的应用方向。张云称它为“石蜡活字印刷法”。他所绘制的纸芯片就是在“没条件就自己创造条件”的环境下诞生的，他也可以称得上是国内最早一批制作并研究纸芯片的科技工作者。
之后，受中国传统文化中剪纸艺术的启发，他还利用迷你型家用激光雕刻仪研发出了两种激光剪纸法。在已发表的相关专题论文中，这三篇受中国传统技艺启发的纸芯片制备方法已经被引用了近500次。纸芯片研究领域众多国际知名领军科学家在关于纸芯片的综述里面都会列出张云提出的纸芯片研制方法，“所以说在这一领域我还挺自豪的，因为这个东西里面有我们广西科技工作者的贡献。”自己做出的东西能够为广西科技提升国际影响力，是他最引以为傲的地方。
在采访中他多次提到了“知行合一，如山如水”，张云把这句话作为自己的座右铭，指导自己科研工作——理论结合实践；目标要像山一样坚定，但在选择方法上要具有水的灵活变通性、开放性。“搞科研一定要学会灵活变通。我们不能一根筋，思维上必须开放，要有变通，才能不局限于现有的理论。意外现象的背后可能就隐藏着创新之路。”他认真地跟我们描述这里面的关系。在做一个经典的均相溶液比色反应时，张云就捕捉到了这样的“意外”发生。
碘-淀粉络合反应是一个最早发现于1814年的经典显色反应——淀粉遇到碘单质后整个溶液呈现出均匀的蓝色。但一个学生在做一个相关的实验时却得到了一个“不同寻常”的结果：只有溶液的上半部分出现了蓝色，而下半部分是无色的。这是前人从来没有报道过的，这种情况就是张云口中所言语的“意外”。这时，他就和学生一起反复考察溶液里面的各个参数和条件，并分析这个现象是否重复出现、背后的科学机制是什么、这种颜色分层体系有没有扩展性、能不能推广延伸到其他显色体系。“如果这个意外可以多次重复，并且根据进一步实验可以获得它的科学原理与机制，我们就可以继续往前走，提出新的概念、建立新的方法学理论。我们的二维液相比色分析概念和理论就是这样意外地产生了。”张云这样定义“意外”实验的意义，这也是科研吸引他的地方。
把分析方法做成产品提到货架上
张云有一个科研的“终极目标”，“通过我们自己发展新的化学与生物传感方法和技术，能够从根源上把成本降低下来，研发出最廉价的检测产品，提到货架上，真正走进千家万户，造福我们的老百姓。”这也是张云给他的学生传递的价值观，让我们仿佛看到了一位循循善诱的教师站在讲台上教导学生的画面。
从理论形成技术，再把技术形成产品，张云设想了两个场景。第一个场景是价格足够低廉的，实现人人都可以在家使用的分析产品，用于检测各种癌症等重大疾病标志物，能够解决“早发现早治疗”的医疗难题。第二个场景是食品安全，比如买回来的肉、蛋、蔬菜，把它们放到分析装置里，就可以分析其中的重金属离子、农药残留以及营养成分，让人们能够放心食用。
张云选择做纸芯片，也是因为它的成本经济，能让老百姓负担得起。如今，他在纸芯片中集成酶生物催化等高效化学生物反应，进而结合测距、计时、计数、血糖仪、笔式pH计等手段，发展了一系列现场快速灵敏检测新技术、新器件。同时，他还探索了分析物触发自聚合或自催化纳米颗粒生成、金或铜增强纳米金生长等高效信号转换新机制，建立了若干种纳米增强信号放大新策略。这些为解决现有的化学与生物传感方法不同程度存在的依赖大型仪器等关键问题提供了新思路，对推动生物医学、环境监测、食品安全等领域的基础研究与实际应用研究具有重要的理论价值和现实意义。
张云勤勤恳恳、脚踏实地的科研态度影响了一代又一代的学生，将他当初在化学生物传感与计量学国家重点实验室学到的科研精神传递了下去。
未来，他还将影响更多学生。
TIPS：主要科研成果及荣誉
张云围绕高性能化学与生物传感方法关键科学与技术问题，在纸芯片、免仪器分析、级联信号放大、核酸适配体等仿生探针、光电纳米探针等研究方向上取得了一批具有国际影响力的重要创新性成果。他先后主持各类科研项目17项（含国家自然科学基金4项以及广西八桂青年拔尖人才、广西杰出青年基金获得者、中央引导地方科技发展资金与广西科技重大专项子课题各1项）。目前已在Anal. Chem.等重要学术期刊上发表SCI收录论文100逾篇（含自然指数期刊论文10篇、一区TOP期刊论文40篇、封面/封底论文5篇）。部分成果被RSC Chemistry Word等国内外知名科技媒体专题报道10余次；获授权中国发明专利10件。这些成果对于推动高性能化学与生物传感新方法的顶层设计及在医学、生物、环境、食品等领域中的创新性应用研究具有重要的科学理论价值和经济社会意义。此外，张云荣获包括广西科学技术奖自然科学类二等奖（排序2）/三等奖（排序1）、广西D层次人才、广西青年科技奖在内的各类学术奖励及荣誉10余项。
