2024年，iCANX推出X-Doctor专栏，聚焦iCANX上独辟蹊径用科技创新改变世界的科学家和他们的科学发现，每期揭秘一位科学家和他/她的探索之路，独家报道、干货满满。欢迎大家一同感受科学的魅力，见证这些创新的力量。
第26期，X-Doctor将带你走近华中科技大学臧剑锋教授，感受一下他在智能软材料与器件领域的深耕细作。
这一创新成果在临床应用方面具有重要的潜在影响。首先，它可以在不侵入性的情况下监测大脑活动，为脑科学基础研究和临床诊断提供了新的观测手段。其次，由于其高灵敏度和无线传输能力，该传感器可以用于实时监测患者的脑功能状态，有助于早期发现和诊断各种脑疾病。此外，这种传感器还可以应用于脑机接口技术的发展，为实现人脑与外部设备之间的直接通信提供了新的可能性。
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Nature！华中科技大学臧剑锋团队带来无线大脑传感器新纪元臧剑锋教授是一位在智能软材料与生物医学工程领域跨界融合的杰出学者。他以其深厚的学术功底和前瞻性的研究视野，在多学科交叉领域取得了显著成就，为科学技术的发展注入了新的活力。
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学术背景与职业生涯概览
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臧剑锋教授的教育背景可谓扎实而多元。他本科和硕士均就读于吉林大学材料科学系，分别获得材料科学与工程学士和凝聚态物理硕士学位。随后，他远赴新加坡南洋理工大学电气与电子工程和生物医学工程专业深造，攻读并获得博士学位。这段海外求学经历不仅为他打下了坚实的学术基础，也开阔了他的国际视野。
博士毕业后，臧剑锋教授并没有急于回国，而是选择在美国南卡罗莱纳大学和杜克大学继续从事博士后研究。这段经历让他更加深入地了解了国际前沿科技动态，也为他日后的科研工作积累了宝贵的经验。
2014年，臧剑锋教授满载荣誉与期望回国，在华中科技大学独立建立实验室。他现任职于该校集成电路学院、武汉光电国家研究中心以及智能制造装备与技术全国重点实验室，担任教授及博士生导师。同时，他还被聘为未来技术学院的生物医学工程教授，并入选国家级青年人才项目，成为学术界的一颗璀璨新星。
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智能软材料与器件领域的深耕细作
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臧剑锋教授的研究领域广泛而深入，特别是在智能软材料与器件方面取得了显著成果。他带领团队在仿生柔性弹性超材料、创新医疗器械、磁医疗机器人等方面不断探索，取得了多项重要突破。
1. 仿生柔性弹性超材料
仿生柔性弹性超材料是臧剑锋教授团队研究的一个重要方向。他们利用自然界的启示，设计并制备了一系列具有优异性能的柔性超材料。这些材料不仅具有良好的柔韧性和可拉伸性，还能在特定条件下展现出独特的物理和化学性质。例如，他们提出的一种仿生柔性弹性超材料，就成功应用于恢复听障患者的自然听力，这一研究 成果发表在《Advanced Science》上，引起了国内外学术界的广泛关注。
人类的自然听觉过程和仿生超材料的设计。a) 正常人的自然听觉过程。外部声音通过外耳、中耳、内耳和听觉神经通路传入大脑。b) 仿生超材料的详细结构。c) 仿生超材料成品的侧视图。d, e) 分别是超材料样品（不含压电片）和放大的分支微结构的照片。
2. 创新医疗器械
在医工交叉领域，臧剑锋教授团队也取得了显著进展。他们基于智能软材料和器件开发了一系列创新医疗器械，为临床医学提供了新的解决方案。例如，他们提出了一种全新的无线植入传感机制，为实时无线监测患者的脑功能状态提供了新的手段。这种传感器只需体内植入对人体非常友好的水凝胶材料，就可以无线感知体内生理参数，而且植入的水凝胶还可以降解，无需二次手术取出，为患者带来诸多便利。
图为可注射超凝胶超声传感器
3. 磁医疗机器人介入
臧剑锋教授的研究还涉及磁软体机器人及其在临床医疗中的应用探索。他带领团队在磁软体机器人体内打印和血管内机器人化栓塞的研究方面取得了重要进展，为生物医学工程领域的应用提供了广阔的空间。
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非接触式3D打印：科技创新的未来展望
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除了在智能软材料与器件领域取得显著成果外，臧剑锋教授还致力于利用磁控软体机器人进行非接触式3D打印的研究。这一研究方向结合了磁控软体机器人的优势与3D打印技术的特点，通过磁场将外部路径的运动映射到具有大变形能力的软体材料上，实现了非接触式的精准打印。他们提出了一种磁性微纳器件运动的数字化精准控制技术，并实现了活体动物体内原位微创操作。这一技术实现活体动物体内原位微创3D打印，为组织或器官的异体原位制造探索了新途径。
磁软导管机器人体外打印
未来展望，这项技术有望在多个领域实现突破性应用。在医疗保健领域，非接触式3D打印技术可以用于微创手术和组织工程，减少对患者的侵入性操作，提高手术的安全性和效率。在工业制造领域，该技术可以满足大尺寸复杂精密构件的制造需求，提升生产效率和产品质量。随着技术的不断进步和应用领域的拓展，3D打印行业将继续保持强劲的发展势头，为科技创新和社会发展注入新的动力。
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机器人化栓塞：血管介入的创新
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面对传统栓塞治疗方法在操作空间限制、精确度不足、以及导管释放后无法精准控制等方面的挑战，磁控微纤维机器人技术提供了一种新的可能性，旨在革新现有的血管栓塞方法。微纤维机器人具有独特的螺旋磁化特性，使其能够进行独立于外部磁场控制的变形和运动，实现高速逆血流移动和多个微纤维机器人的独立控制。这些机器人还能与常规介入性导管兼容，增强了其在临床环境中的应用潜力。
《科学机器人》杂志网站亮点臧剑锋团队磁纤维机器人成果
臧剑锋教授以其卓越的学术成就和前瞻性的研究视野，在智能软材料与生物医学工程领域树立了新的标杆。他带领团队在多个研究方向上取得了显著进展，为科学技术的发展贡献了自己的智慧和力量。
2024年5月14日，臧剑锋教授在Youth Talks带来了《基于智能软材料的创新医疗器械》的学术分享，他带来的主题是：《基于智能软材料的创新医疗器械Soft Intelligent Materials for Innovative Medical Devices》，扫码可查看回放。
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