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曾任生命学院院长的徐辉碧教授回忆说，徐涛的科研水平毋庸置疑，但是当时学校还是破例邀请了6位国内生命科学领域的权威专家担任评审，对他进行了严格的考核。毫无悬念，徐涛用自己科研水平折服了现场专家，获得了他们的一致认可。

2000年6月，徐涛回国担任了华中科技大学生命科学与技术学院生物物理与生物化学研究所所长。在当时，他是国内招聘的少数几位在国际著名杂志上发过多篇论文后回国的学者之一。2000年至2003年，他还担任学校生命科学与技术学院副院长。

同年，30岁的徐涛被华中科技大学聘为“教育部长江学者奖励计划”特聘教授，并获得国家杰出青年科学基金资助。在学校领导的支持下，他迅速建立了具有国际先进水平的研究细胞膜转运和胞吐的研究基地，其中细胞膜电容检测技术平台、光解钙离子释放技术、全内反射荧光显微镜技术平台等都具有领先水平。徐涛还凝聚了一支创新能力强、勤奋敬业、结构合理的研究团队，相继承担了国家杰出青年基金、国家自然基金委重点项目以及科技部“973”等多项项目。

2003年，由于突出的科研成就，同时为了更好地推动我国生物物理学科的发展，徐涛被中科院生物物理研究所聘为研究员，入选“百人计划”，并兼任该所副所长、生物大分子国家重点实验室副主任。

2004年，34岁的徐涛领衔担任科技部“973”项目“生物膜和膜蛋白的结构与功能研究”的首席科学家，总经费达2500万；并获得国务院政府特殊津贴。

2007年，徐涛任中国科学院生物物理所所长、生物大分子国家重点实验室主任。

近20年专注于前沿领域，学术成就斐然

主持学术研讨会的徐涛

2009年9月10日，中科院成立北京生命科学研究院生命科学仪器与技术创新中心，徐涛任中心主任。他集中了生物物理所的骨干力量，要在科研仪器创新上做点事情。近20年来，徐涛本人也一直致力于膜转运前沿科学问题研究，在囊泡转运领域做出了让外国同行侧目的系统性贡献，形成了“以技术方法创新推动生物学问题解答”的特色，发展了新探针、新算法和以冷冻超分辨荧光-电镜关联成像系统为代表的创新仪器技术。

2013年，James Rothman因发现SNARE蛋白而获诺贝尔奖，而徐涛对SNARE 复合物的研究早就始于1996年在马普所求学期间。当时，大家普遍接受的理论是囊泡分泌需要解聚SNARE复合物来提供能量。随后，徐涛的工作提出了相反的观点——囊泡分泌需要形成稳定的SNARE复合物，这个模型在质疑声不断得到更多的支持，现已被广泛接受。