DNA纳米技术揭开了生命科学的新篇章ღ◈ღღ，同时也开创了科学技术进步的新时代ღ◈ღღ。今天做客Light人物的嘉宾便是长期在纳米光子学ღ◈ღღ、生物学和化学交叉研究中探索DNA纳米技术的先锋ღ◈ღღ，来自德国斯图加特大学的刘娜教授ღ◈ღღ。

　　在科学探索之路上ღ◈ღღ，她坚信勤奋和坚持ღ◈ღღ，正如古诗云ღ◈ღღ：追风赶月莫停留ღ◈ღღ，平芜尽处是春山ღ◈ღღ。她是新时代优秀科研女性的代表ღ◈ღღ，绽放着智慧与美丽的“她”光芒ღ◈ღღ，她是在微观尺度上发掘DNA奥秘的先锋者ღ◈ღღ，也如我们一样ღ◈ღღ，面临着如何平衡工作和家庭的难题ღ◈ღღ。她既坚定执着ღ◈ღღ，也常思己过ღ◈ღღ。在她身上你既能看到科学家的光芒四射ღ◈ღღ，也能看到为人父母的责任与养育之道ღ◈ღღ。接下来让我们一起领略刘娜教授的科研心得与人生哲学ღ◈ღღ。

　　刘娜教授在德国斯图加特大学获得物理学博士学位ღ◈ღღ，随后于加州大学伯克利分校从事博士后研究ღ◈ღღ，并担任莱斯大学德州仪器公司访问教授ღ◈ღღ。在2015年成为海德堡大学基尔霍夫物理研究所教授之前ღ◈ღღ，她曾在马克斯普朗克智能系统研究所担任独立科研小组的组长ღ◈ღღ。2020年ღ◈ღღ，她加入了德国斯图加特大学ღ◈ღღ，担任第二物理研究所所长ღ◈ღღ。

　　她的研究兴趣是多学科的ღ◈ღღ，她从事纳米光子学ღ◈ღღ、生物学和化学之间的交叉学科研究ღ◈ღღ。她的团队专注于开发复杂的智能化光学纳米系统ღ◈ღღ，以研究结构生物学问题以及局部环境中的催化化学问题ღ◈ღღ。

　　刘娜教授获得了许多著名奖项ღ◈ღღ，包括德国物理协会Hertha-Sponer奖(2010)ღ◈ღღ，纳米科学AGENT-D奖 (2011), 洪堡基金会索菲亚奖 (2012), 汉斯玛雅-莱布尼茨奖 (2014), 欧洲研究委员会(ERC)启动资助奖(2014)ღ◈ღღ，欧洲光学青年女性光子学奖(2015)ღ◈ღღ，国际光学工程学会的青年杰出研究者奖(2016)ღ◈ღღ，卡韦里协会材料科学青年科学家奖(2018)ღ◈ღღ，Rudolf-Kaiser奖(2018), SPIE科学新秀奖(2019), Adolph Lomb奖ღ◈ღღ，纳米快报青年研究员讲座奖(2019)壹定发官网怎么进不去了ღ◈ღღ，欧盟40材料科学奖(2019)ღ◈ღღ，此外她还是马克斯普朗克学会会士(2020)ღ◈ღღ，美国光学学会会士(2020)ღ◈ღღ，皇家材料学会会士(2023)ღ◈ღღ，美国物理学会会士(2023)等ღ◈ღღ。

　　Aღ◈ღღ：目前ღ◈ღღ，我们的目标是从头开始建立基于DNA细胞模拟物组成的人造工厂ღ◈ღღ，它可以在简化的系统中更自由地模拟细胞的某些独特特征ღ◈ღღ，或者可能不同于甚至超过生物同类的功能范围ღ◈ღღ，例如ღ◈ღღ，具有专门设计的光学响应和反馈的人工纳米系统ღ◈ღღ，以实现有效的能量转移和耗散ღ◈ღღ。洞悉如何建造具有完全协调组件的人造工厂ღ◈ღღ，将为了解生命起源所必需的特性提供有价值的理解ღ◈ღღ。利用物理模型解决设计问题的探索也可能帮助我们理解细胞是如何解决相同问题的ღ◈ღღ。

　　Qღ◈ღღ：您不仅在等离子微纳领域硕果累累ღ◈ღღ，近年来又在结构生物学领域佳作频现ღ◈ღღ，向我们展示了DNA在光子学ღ◈ღღ、存储ღ◈ღღ、生物合成ღ◈ღღ、生物马达等方面的广阔研究前景ღ◈ღღ。您是从什么时候开始关注到DNA这种物质的？您认为是什么让DNA能够拥有如此丰富的应用前景？

　　Aღ◈ღღ：我对DNA技术产生兴趣是源于当时我在伯克利保罗艾利维萨多的实验室做博士后的科研经历ღ◈ღღ。我意识到DNA纳米技术可以成为超越自上向下光刻技术的终极工具ღ◈ღღ，实现1-10纳米的精度ღ◈ღღ，并将纳米光子系统扩展到在三维空间且具有完全光学可调性ღ◈ღღ。除了作为遗传物质外ღ◈ღღ，DNA还是构建智能纳米级系统器件的理想材料ღ◈ღღ。DNA纳米技术创始人纳德里安西曼的最初想法是希望使用DNA来组织蛋白等生物体构建晶体ღ◈ღღ。后来在2006年ღ◈ღღ，保罗罗特蒙德将DNA折纸的概念引入ღ◈ღღ，这是个具有革命性的概念ღ◈ღღ。DNA折纸比离散的DNA链具有更高的刚性ღ◈ღღ。最重要的是ღ◈ღღ，它允许在单个模板上组织单个功能组ღ◈ღღ，具有前所未有的精度ღ◈ღღ、序列特异性ღ◈ღღ、可寻址性和可编程性ღ◈ღღ。这可实现纳米光子元素的准确定位ღ◈ღღ，包括金属纳米晶体ღ◈ღღ、荧光团ღ◈ღღ、量子点壹定发官网怎么进不去了ღ◈ღღ、上转换纳米颗粒等ღ◈ღღ，并通过各种外部驱动方式使它们按照人们想要的方式运动ღ◈ღღ，且其空间定位准确性在纳米级别ღ◈ღღ。因此ღ◈ღღ，它开辟了可编程纳米光子学的道路ღ◈ღღ。

　　DNA纳米技术的美妙之处在于它处于许多学科的交叉点ღ◈ღღ。DNA纳米技术之所以能成为一个非常热门的科学研究课题可能在于ღ◈ღღ，来自物理ღ◈ღღ、化学ღ◈ღღ、生物ღ◈ღღ、数学ღ◈ღღ、工程和材料科学等不同背景的科学家都可以将其作为研究对象ღ◈ღღ，并将之作为解决自己研究领域问题的工具ღ◈ღღ。

　　2016年为庆祝DNA折纸纳米技术10周年的纪念画ღ◈ღღ。DNA折纸纳米技术人员总是期待着新的挑战和机遇ღ◈ღღ。（图片由Ebbe Sloth Andersen博士提供）

　　Qღ◈ღღ： 您在等离子体微纳器件和DNA结构学等方面做了大量的基础科学研究ღ◈ღღ，那您觉得这些技术距离走出实验室进行产业化应用还有哪些瓶颈亟待突破？

　　Aღ◈ღღ：基于DNA的纳米光子器件的商业化和产业化仍然面临着很大的挑战和悬而未决的问题ღ◈ღღ。比如说ღ◈ღღ，尤其是大型和复杂的DNA结构ღ◈ღღ，DNA合成的高成本还有待进一步降低壹定发官网怎么进不去了ღ◈ღღ，需要开发先进的计算工具来优化装配路径和预测结果ღ◈ღღ。最重要的是ღ◈ღღ，为了满足实际应用的需要ღ◈ღღ，动态纳米光子器件的开关速率ღ◈ღღ、可逆性大石彩香ღ◈ღღ、稳定性和性能必须要大幅提高ღ◈ღღ。尽管目前对这些挑战已经有了非常不错的研究成果ღ◈ღღ，但创新的解决方案和进一步的探索仍在等待着我们ღ◈ღღ。

　　Qღ◈ღღ：您的研究领域涉及化学ღ◈ღღ、生物学壹定发官网怎么进不去了ღ◈ღღ、纳米光学等ღ◈ღღ，您如何看待交叉学科？又是如何寻找和聚焦新的研究方向呢？

　　Aღ◈ღღ：我一直相信ღ◈ღღ，我们了解得越多ღ◈ღღ，学科之间的界限就越弱化ღ◈ღღ。最终ღ◈ღღ，不同的学科将会融合交织在一起ღ◈ღღ，因为我们所做的一切都是寻求同一个目标理解自然和宇宙ღ◈ღღ。

　　在我看来ღ◈ღღ，发现新的研究方向的关键是对自己还不了解的事物保持好奇心ღ◈ღღ。当我参加会议时ღ◈ღღ，我经常去听与我当下所作无关的报告ღ◈ღღ。我对其他领域正在发生的事情很感兴趣ღ◈ღღ，即使我可能永远不会去悉心研究它ღ◈ღღ。但是ღ◈ღღ，新的思维方式和想法可以从接触超出你舒适区的全新知识中得到迸发ღ◈ღღ。

　　Qღ◈ღღ：您在33岁时获得德国洪堡基金会针对培养杰出外国青年科学家的索夫亚－克瓦雷夫斯卡亚奖ღ◈ღღ，共计150万欧元的研究经费ღ◈ღღ，这个奖项对您日后的科研生涯产生了怎样的影响？

　　Aღ◈ღღ：这是我人生中最重要的转折点之一ღ◈ღღ。如果一个年轻的研究人员ღ◈ღღ，特别是一个国际研究人员ღ◈ღღ，想在德国开始他/她的科学生涯ღ◈ღღ，亚历山大冯洪堡基金会的这个项目我会极力推荐ღ◈ღღ。洪堡协会给我提供了非常慷慨的资金支持ღ◈ღღ，马克斯普朗克研究所给我减轻了许多行政负担ღ◈ღღ，为我提供了一个非常棒的研究环境ღ◈ღღ，这包括共享科研设备和密切合作ღ◈ღღ。

　　Qღ◈ღღ：您曾在海德堡大学物理系工作ღ◈ღღ，任终身教授ღ◈ღღ，为什么会在2020年选择加入德国斯图加特大学？加入斯图加特大学后您觉得您有哪些改变？

　　Aღ◈ღღ：搬迁主要是由于家庭问题ღ◈ღღ，尤其是照顾孩子ღ◈ღღ。当我在海德堡工作时ღ◈ღღ，我不得不乘火车往返于两个城市之间ღ◈ღღ。当孩子还太小的时候ღ◈ღღ，是非常具有挑战性的ღ◈ღღ。

　　Qღ◈ღღ：您是Science Advances副主编ღ◈ღღ，也是Nano Letters等期刊Editorial Advisory Board成员ღ◈ღღ。同时ღ◈ღღ，您还在多个知名学术期刊上发表100多篇学术文章（H指数ღ◈ღღ：62）ღ◈ღღ，您认为如何才能写好一篇学术论文呢？

　　Aღ◈ღღ：我不知道我是否处在合适的位置来评论怎么样写一篇好的学术论文ღ◈ღღ， 因为我也经常为论文而感到焦虑ღ◈ღღ。但是ღ◈ღღ，我很乐意分享一些我给我的学生在写论文时候的一些建议ღ◈ღღ。首先ღ◈ღღ，如果一开始你认为一个项目没有足够的新颖性ღ◈ღღ，那就不要开始这个项目ღ◈ღღ。以便节省精力和资金ღ◈ღღ。第二ღ◈ღღ，有了实验数据以后要有一个好的图片故事并且写一个有吸引力的摘要ღ◈ღღ。在写作时ღ◈ღღ，避免夸大其词ღ◈ღღ，因为好的结果不言而喻ღ◈ღღ。第三ღ◈ღღ，在论文写作过程中ღ◈ღღ，积极与导师沟通壹定发官网怎么进不去了ღ◈ღღ，确保自己保持在正确的轨道上壹定发官网怎么进不去了ღ◈ღღ。否则ღ◈ღღ，你的初稿很可能会在他/她的垃圾桶里被发现ღ◈ღღ。此外ღ◈ღღ，让资深的实验室同事和母语人士来帮忙润色你的语言ღ◈ღღ，纠正你看不到的错误ღ◈ღღ。让你的导师或者和你的合著者帮忙进一步润色论文ღ◈ღღ。最后ღ◈ღღ，提交你的论文ღ◈ღღ，并祈祷它能被顺利送审和接收ღ◈ღღ。

　　Qღ◈ღღ：今年ღ◈ღღ，您还参加了由Light: Science & Applicationsღ◈ღღ，iCANXღ◈ღღ，联合国教科文组织“国际光日”组织委员会联合主办的“2023中国光学与光学工程博士生学术联赛”的活动并担任评委ღ◈ღღ，您如何评价这个活动？您对Light: Science & Applications期刊的发展有什么建议？

　　Aღ◈ღღ：我很荣幸能参加这次活动ღ◈ღღ，它为研究生们提供了一个展示ღ◈ღღ、互动和学习的绝佳平台ღ◈ღღ。我非常感谢主办方为这次活动的成功所做的大量工作和努力ღ◈ღღ。学生们的演讲主题丰富多样ღ◈ღღ，涵盖了光学和光学工程方面的广阔的专业知识ღ◈ღღ。此外ღ◈ღღ，这些学生来自中国不同地区的大学ღ◈ღღ，而且男女比例较好大石彩香大石彩香ღ◈ღღ，女性候选人总数约20%～30%ღ◈ღღ，虽然还有改进的空间ღ◈ღღ，但这个问题仍旧是我们这个领域的一个普遍问题ღ◈ღღ。

　　关于《光ღ◈ღღ：科学与应用》这本杂志ღ◈ღღ，它已经是光学领域的旗舰期刊大石彩香ღ◈ღღ。贵期刊能够如此成功的原因之一要归功于它幕后的编辑们ღ◈ღღ，他们非常热爱自己的工作ღ◈ღღ，对科学充满热情ღ◈ღღ。我有一个小建议就是ღ◈ღღ，贵期刊可以为杂志的作者们设立了一个专栏ღ◈ღღ，分享他们科研工作背后的故事ღ◈ღღ，包括ღ◈ღღ：最初的想法是如何产生的ღ◈ღღ，合作是如何开始的ღ◈ღღ，作者们都遇到了哪些困难以及哪些糟糕和奇怪的数据等等ღ◈ღღ。这些内容对于刚刚开启科学生涯的年轻研究人员来说既有趣又具有启发性ღ◈ღღ。

　　Aღ◈ღღ：每隔两周ღ◈ღღ，我就把我感兴趣的最新论文收集在一个文献文件夹里ღ◈ღღ。然后我统一阅读（常是周六或周日晚上）ღ◈ღღ。有些论文ღ◈ღღ，我会做深入阅读ღ◈ღღ，有些论文ღ◈ღღ，我只是快速浏览大石彩香ღ◈ღღ，以掌握大概的理念ღ◈ღღ。

　　Aღ◈ღღ：我试图建立一个协作ღ◈ღღ、开放和充满活力的团队ღ◈ღღ。随着团队规模的不断壮大ღ◈ღღ，团队成员之间的协作变得越来越重要ღ◈ღღ。团队成员之间要分享专业知识ღ◈ღღ，共同完成目标ღ◈ღღ。这也是团队成员内部之间的“技术传承”ღ◈ღღ，通过这些可以实现团队的连续性和建立良好的团队精神ღ◈ღღ。

　　除了每周的组会ღ◈ღღ，我们每月还会召开特别的项目会议ღ◈ღღ，进行热烈的讨论ღ◈ღღ，特别是针对困难和意外的实验结果ღ◈ღღ。我鼓励我的小组成员申请个人科研基金ღ◈ღღ，这样就能锻炼他们逻辑思维ღ◈ღღ，提案写作和面试的技能ღ◈ღღ。我也会让我的学生们去参加许多国际会议ღ◈ღღ，学习如何提高自己的演讲技巧ღ◈ღღ，并在观众面前变得自信ღ◈ღღ。最重要的是ღ◈ღღ，他们在很年轻的时候就可以接触他们的同行和领域内优秀的研究人员ღ◈ღღ，以便他们建立未来的合作ღ◈ღღ。

　　Aღ◈ღღ： 因为我的工作ღ◈ღღ，我变得更加自律和目标明确ღ◈ღღ。为了更好地平衡工作和生活（可能对于一个教授而言ღ◈ღღ，这些从来没有真正的平衡）ღ◈ღღ，我必须为很多事情做计划ღ◈ღღ，比如项目会议ღ◈ღღ、研究所事务ღ◈ღღ、教师会议ღ◈ღღ、教学ღ◈ღღ、出差ღ◈ღღ、照顾孩子等等ღ◈ღღ。自律是协调多重任务的有效方法ღ◈ღღ。我还是一个很守旧的人ღ◈ღღ。我不使用谷歌日历ღ◈ღღ。我有一个记事本ღ◈ღღ，我会把每天需要做的任务和计划都写在上面ღ◈ღღ。

　　Qღ◈ღღ：今年3月8日ღ◈ღღ，您参加由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发起并与iCANX联合举办的Rose in Science活动ღ◈ღღ，您能谈谈您的参与感受吗？对于此活动ღ◈ღღ，您有什么建议么？

　　Aღ◈ღღ：这是一段学习ღ◈ღღ、支持和与其他女科学家分享交流的旅程ღ◈ღღ。由于新冠肺炎疫情ღ◈ღღ，会议在线上举行ღ◈ღღ。如果这个活动能在现场进行ღ◈ღღ，年轻的女学生作为现场观众ღ◈ღღ，她们可以直接参与并互动ღ◈ღღ，那就更完美了ღ◈ღღ。

　　Aღ◈ღღ：孩子是我生活中最大的变化ღ◈ღღ，一开始这很有挑战性ღ◈ღღ。工作开始堆积如山有很多未回复的电子邮件ღ◈ღღ，我也失去对项目进展的跟踪ღ◈ღღ，经常需要婉拒参会的邀请ღ◈ღღ，甚至没有时间为论文和基金申请被拒而悲伤ღ◈ღღ。真的很有挫折感ღ◈ღღ，但是有一天我的孩子指着她的漫画书中的一张图片说ღ◈ღღ，这是妈妈ღ◈ღღ。我仔细看了看那张图片ღ◈ღღ，是一位女士ღ◈ღღ，她坐在一张桌子旁边ღ◈ღღ，一边看书ღ◈ღღ，一边把手放在额头上ღ◈ღღ，显出一副脾气暴躁且疲惫不堪的样子ღ◈ღღ。我震惊地意识到ღ◈ღღ，我已经把自己变成了一个非常不快乐的人ღ◈ღღ，这就是我在孩子眼中的样子ღ◈ღღ。我也意识到ღ◈ღღ，把照顾孩子和工作混在一起是一个很大的错误ღ◈ღღ，因为两件事都没做好ღ◈ღღ。在那一刻ღ◈ღღ，我决定做出改变ღ◈ღღ。解决办法就是在工作和照顾孩子之间划清界限ღ◈ღღ。当我和孩子在一起的时候ღ◈ღღ，我尽量不去想我的工作ღ◈ღღ。当我在工作的时候ღ◈ღღ，我完全专注于它ღ◈ღღ。尽管我每天仍然有很多未完成的工作壹定发官网怎么进不去了ღ◈ღღ，但我不再对自己生气ღ◈ღღ，并接受这是我生活的新阶段ღ◈ღღ。

　　Aღ◈ღღ：我没有一个明确的科学偶像ღ◈ღღ，因为有太多伟大的科学家值得钦佩ღ◈ღღ。在过去的两年里ღ◈ღღ，我一直在我们大学教授高等凝聚态物理这门课ღ◈ღღ，我向学生们讲述那些伟大物理学家的开创性工作和他们背后的故事ღ◈ღღ，最有意义的是ღ◈ღღ，他们是在什么背景和基础上建立这些物理模型的ღ◈ღღ，这真的很令人着迷ღ◈ღღ。那真的是物理学的黄金时代ღ◈ღღ！想象一下ღ◈ღღ，在索尔维会议上ღ◈ღღ，有史以来最伟大的物理学家ღ◈ღღ，如爱因斯坦ღ◈ღღ、玻尔ღ◈ღღ、狄拉克ღ◈ღღ、玛丽居里ღ◈ღღ，薛定谔等人都能坐在一起ღ◈ღღ，致力于解决物理学中卓越的开放性问题ღ◈ღღ，这该是多么令人振奋啊ღ◈ღღ。那么壹定发官网怎么进不去了ღ◈ღღ，我们现在是否处于物理学的一个新的黄金时代？

　　Aღ◈ღღ：我喜欢去不同的地方旅行ღ◈ღღ，体验不同的文化ღ◈ღღ、不同的人ღ◈ღღ、不同的食物ღ◈ღღ。我现在的爱好是和女儿一起堆沙堡和园艺ღ◈ღღ。

　　Aღ◈ღღ：当我小的时候ღ◈ღღ，我从来不是班上最聪明的学生ღ◈ღღ，但我一直是最坚毅的孩子ღ◈ღღ。我相信树立自己的目标并为之努力ღ◈ღღ，在这个旅程中即使错过了月亮ღ◈ღღ，你也会降落在星星之间ღ◈ღღ。坚持不懈ღ◈ღღ，我相信生命中总会有第二次机会ღ◈ღღ。

　　王卉ღ◈ღღ，现任中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（长春光机所）国际合作处副处长大石彩香ღ◈ღღ，主要从事国际交流ღ◈ღღ，科学传播ღ◈ღღ，国际人才合作等工作ღ◈ღღ；曾任长春光机所与自然出版集团合作期刊Light: Science & Applications的创刊英文编辑ღ◈ღღ，在《编辑学报》ღ◈ღღ、《国际人才交流》ღ◈ღღ、Light: Science & Applications等期刊发表文章20余篇ღ◈ღღ，并应SPIE邀请在SPIE Women in Optics发表文章ღ◈ღღ。她是Rose in Science活动发起人ღ◈ღღ，也是iCANX Story（大师故事）栏目的共同发起人兼主播ღ◈ღღ，曾采访多位国际知名科学家ღ◈ღღ，如诺贝尔物理学奖获得者Donna Stricklandღ◈ღღ、诺贝尔化学奖获得者Jean-Marie Lehnღ◈ღღ，德国物理学会第一任女主席Johanna Stachelღ◈ღღ，IEEE光子学协会主席Carmen Menoniღ◈ღღ，澳大利亚科学院院士Chennupati Jagadishღ◈ღღ，英国皇家工程院院士李琳ღ◈ღღ，埃尼奖首位华人获奖者王中林等ღ◈ღღ。

　　于存ღ◈ღღ，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（长春光机所）国际合作处职员ღ◈ღღ，主要负责中白国际创新中心外联ღ◈ღღ、俄乌白国际合作与交流等工作ღ◈ღღ；在《国际人才交流》ღ◈ღღ、Light: Science & Applications杂志上发表多篇文章ღ◈ღღ；中国科学院科技翻译工作者协会会员ღ◈ღღ。（来源ღ◈ღღ：中国光学微信公众号）

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