中國(guó)航天器已廣泛應(yīng)用高性能陶瓷基復(fù)合材料

“雖然我們實(shí)驗(yàn)室所做的大多是基礎(chǔ)性研究，但我們也有的放矢，按著應(yīng)用需求來(lái)做，這點(diǎn)毫不含糊?！备咝阅?a target="_blank" title="陶瓷">陶瓷和超微結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱實(shí)驗(yàn)室)主任施劍林在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)表示。
　　他所在的實(shí)驗(yàn)室依托于中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所(以下簡(jiǎn)稱上海硅酸鹽所)，于25年前成立。該實(shí)驗(yàn)室雖然有個(gè)拗口的名稱，但該實(shí)驗(yàn)室科研人員所作的研究卻不讓人陌生，既關(guān)乎民生，亦關(guān)乎國(guó)防。
　　納米“廠房”提高催化效率
　　先進(jìn)無(wú)機(jī)材料的研究、開(kāi)發(fā)和利用，是當(dāng)前材料科學(xué)發(fā)展較迅速、較活躍的前沿領(lǐng)域之一。其探索性強(qiáng)，交叉學(xué)科知識(shí)覆蓋面廣，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　在成立不算長(zhǎng)的時(shí)間里，實(shí)驗(yàn)室在高性能陶瓷材料、納米材料、超微結(jié)構(gòu)和計(jì)算科學(xué)等方面所取得的成績(jī)讓人矚目。
　　對(duì)于環(huán)保人士而言，汽車催化劑不是個(gè)陌生的概念。施劍林和他所在的課題組，曾用10年時(shí)間，將一種介孔結(jié)構(gòu)的汽車尾氣催化劑從實(shí)驗(yàn)室推向市場(chǎng)。
　　介孔的孔徑在2~50納米，1納米是1米的十億分之一。施劍林就在這肉眼無(wú)法分辨的長(zhǎng)度單位上，將介孔改造成“孔道廠房”的組成部分。當(dāng)汽車排放的尾氣通過(guò)這些“廠房”時(shí)，納米孔道內(nèi)的催化材料便能發(fā)揮作用。這種方法，能大幅減少納米催化材料的用量，提高催化效率，使用壽命也能延長(zhǎng)。
　　可能“生不逢時(shí)”，這項(xiàng)介孔結(jié)構(gòu)的汽車尾氣催化劑推向市場(chǎng)后，恰逢國(guó)內(nèi)銷售市場(chǎng)比較混亂，不少針對(duì)自主品牌的汽車催化劑的銷售價(jià)格甚至超過(guò)成本。雖然較終結(jié)局很遺憾，但一項(xiàng)有價(jià)值的科研成果能得到成功轉(zhuǎn)化在一定程度上已是很幸運(yùn)的事了。
　　在生物醫(yī)用材料方面，施劍林和他的團(tuán)隊(duì)不斷努力，較近取得了顯著進(jìn)展，某些方面已走在國(guó)際較前沿。
　　據(jù)悉，研究人員針對(duì)不同藥物分子的大小，把介孔納米顆粒的孔道尺寸分別調(diào)控為2~10納米和10納米以上，分別用于化學(xué)藥物和基因藥物的擔(dān)載輸運(yùn)；同時(shí)調(diào)控介孔納米顆粒的粒徑為30~400納米，并在顆粒表面作適當(dāng)?shù)男揎椄男?，就可把藥物靶向輸送到病變?nèi)绨┳儾课?，進(jìn)入細(xì)胞甚至直接進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，達(dá)到提高療效、減少毒副作用的目的。
　　“我們做的不僅僅是載體材料，還要做細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等一整套相關(guān)實(shí)驗(yàn)。等成果出來(lái)，未來(lái)的目的是能夠在臨床得到應(yīng)用?！笔﹦α终f(shuō)。
　　承擔(dān)了“運(yùn)輸任務(wù)”的納米顆粒載體，在包覆藥物和進(jìn)行穩(wěn)定性及靶向修飾之后，通過(guò)靜脈注射進(jìn)入人體，它會(huì)自動(dòng)或在外場(chǎng)引導(dǎo)下找到病變部位實(shí)施治療，所以是一種低毒高效的化療手段，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和發(fā)展方向。
　　此外，結(jié)合了化療、熱療、放射治療以及高強(qiáng)度聚焦超聲無(wú)創(chuàng)治療等的多模式癌癥治療模式，也在該實(shí)驗(yàn)室加緊開(kāi)發(fā)。
　　為腫瘤診療提供精準(zhǔn)技術(shù)
　　化學(xué)生物是個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。對(duì)于施劍林所在的課題組而言，去年算是個(gè)豐收年。在多功能介孔納米生物材料的設(shè)計(jì)、制備與應(yīng)用方面，他們?nèi)〉昧瞬簧龠M(jìn)展，上海硅酸鹽所研究員步文博的研究成果就是代表之一。
　　作為高性能陶瓷和超微結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，步文博在應(yīng)用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域也干得頗有激情，其研究進(jìn)展或許將為腫瘤病人帶去福音。
　　患者去醫(yī)院進(jìn)行是否有腫瘤的診斷，往往要借助分子影像診斷技術(shù)，通常采用CT、磁共振、熒光這三種診斷方式，但這三種單一的成像診斷方式各有優(yōu)劣，都可能出現(xiàn)難以判斷的情況或誤判。
　　“為此，我們制備了一種基于多功能上轉(zhuǎn)換發(fā)光的診斷納米探針，在顯微鏡下看上去像個(gè)‘芝麻球’，卻可以將多種成像探測(cè)模式聯(lián)合于一體?！辈轿牟┰诮邮堋吨袊?guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)說(shuō)，巧妙地將金納米顆粒與上轉(zhuǎn)化納米顆粒結(jié)合于一體，將此作為CT造影劑和熒光示蹤劑，即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)針對(duì)病變組織的紅外激發(fā)上轉(zhuǎn)換熒光成像和增強(qiáng)的CT成像。這樣便能大大提高確診率，為病患提供更精準(zhǔn)的診斷。
　　多功能納米診療劑，是一種用于高效化療與放療結(jié)合的協(xié)同療法，這也是步文博的研究之一。他談到，放療是臨床上治療癌癥的主要手段，可以準(zhǔn)確聚焦定位病人的腫瘤部位，并輔以高能X射線殺死癌細(xì)胞，達(dá)到抑制腫瘤生長(zhǎng)的目的。