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王春儒:情系富勒烯,此生终不悔

来源:新材料在线|

发表时间:2021-11-11

点击:55156

“用一个词来形容,那就是完美’


新材料在线®

《大国之材》原创文章,转载请联系微信:EILIG2014

新材料在线 ID:xincailiaozaixian

图片:受访人提供、图虫创意


提起富勒烯,王春儒毫不吝啬对它的赞美。作为中国科学院化学研究所研究员、博士生导师,这位笑起来眼睛像弯月的蒙古汉子,对富勒烯的热爱溢于言表。



27年来,王春儒主持和承担了包括国家“973”计划、国家“863”计划、科学院知识创新工程、基金委重点项目在内的二十多项重点研究项目。在《自然》、《科学》、《先进材料 》等国际著名学术期刊上发表富勒烯相关文章240余篇,申请国内外专利100多项。


据了解,富勒烯是由五元环和六元环构成的一系列封闭笼状结构的全碳分子,在纳米尺度范围内,拥有极高的稳定性以及奇异的电子特性。稳定而又高度对称的分子特点,让崇尚简单的王春儒一见钟情。


这个源自宇宙深处的材料,也被称为“宇宙赠予人类最好的礼物”。


1985年,美国赖斯大学的Smalley教授等研究者,通过模拟宇宙高真空、高能量环境,发现了碳的同素异形体——富勒烯。此后,国际上就掀起了富勒烯研究热,学者们争相就富勒烯的制备、结构和特性展开研究。


但风靡一时的热点,来得快,去得也快。1991年,在富勒烯热潮的推动下,第二种奇特的碳结构——碳纳米管被日本电子公司的饭岛博士发现。碳纳米管优异的力学、电学和化学性能,以及更低的研究门槛,让不少学者放下手中的富勒烯,转而扎入碳纳米管的研究。


即使富勒烯的光环已悄然失色,王春儒仍抱着试试看的心态,于1993年开始着手研究富勒烯。深入研究之后,他发现了富勒烯越来越多的奥秘,也愈发无法自拔。


但倔强的王春儒从未想过,自己与富勒烯的结缘,眨眼就过去了27年。


01

意外发现富勒烯可消融肿瘤


王春儒与富勒烯的相识,并没有太多的传奇色彩。


1993年,王春儒前往厦门大学进行博士后研究。他的合作导师是郑兰荪院士,而郑院士的博士导师就是因发现富勒烯而获得诺贝尔化学奖的Smalley教授。


值得一提的是,1985年Smalley教授在实验室发现富勒烯分子时,郑院士正用同一套实验装置做另一个实验,因此他亲自见证了富勒烯的诞生。而王春儒则是在郑院士实验室内第一次接触到富勒烯课题。


1995年,王春儒离开厦门大学,辗转香港、日本、德国等地游学。从理论到实验,从基础研究到应用研究,他对富勒烯的认识越来越全面。


尤其是王春儒在日本名古屋大学做研究时,他的导师荻原久典教授对生物医药非常感兴趣,是世界上第一个用内嵌金属钆的富勒烯作为核磁共振造影剂,并在小鼠身上进行实验。导师的大胆尝试,开创了富勒烯生物医药应用的国际先例,让王春儒大开眼界。


兴许是从那时开始,热衷于关注材料物理特性的王春儒,开始关注富勒烯的生物应用。


2002年初,王春儒回到中国,恰巧我国“863”计划将生物技术列入重点领域。他便瞄准这个机会,尝试将富勒烯造影剂推向临床应用。在“863”项目的支持下,王春儒团队深入研究核磁共振造影剂,三年里发表了许多高质量文章。


然而,实验室合成的少量金属富勒烯,虽然能满足基础研究,但要落实到具体应用,量还太少。于是王春儒尝试自己开发富勒烯半自动化生产装置,将金属富勒烯的日产量提升到1毫克,但距离临床应用所需的大量原料,仍微不足道。


正当王春儒为实验原料发愁时,一个偶然的电话迎来了转机。


2009年,厦门一家做小五金电镀的企业老板朱常锋正谋求企业转型,他偶然发现了富勒烯这一材料的行业前景,又从网上搜到王春儒在富勒烯领域的研究成就,于是立马打电话联络了王春儒,并专程前往北京拜访他。


两人一拍即合,王春儒当即申请了厦门双百计划,并与朱常锋一起成立了一家名叫“厦门福纳新材料科技有限公司”的企业,王春儒毫不吝啬地把全套富勒烯生产技术拿了出来,很快就建立了富勒烯和金属富勒烯生产线。高纯度富勒烯的量产,使得我国富勒烯产业化站在了世界前列。


作为博士生导师,王春儒时常鼓励学生创新探索。2014年,一次偶然的机会,他从厦门福纳新材带了1克金属富勒烯回化学所给学生做实验。学生在利用高浓度金属富勒烯做荷瘤小鼠核磁共振成像实验时,意外发现小鼠的肿瘤竟被消融了!


闻讯赶来的王春儒觉得非常不可思议,他亲自反复试验后,证实了金属富勒烯的确能消融肿瘤。


团队决定以此为契机,研发无创消融肿瘤的富勒烯药物。起初,王春儒试图与药企合作共同开发,但却吃了闭门羹。因为这是一个耗资巨大的行业,当时很少有企业敢于尝试。


但这个对富勒烯信心十足的团队并没有放弃,其后便成立了北京福纳康生物技术有限公司(以下简称“福纳康”),专注于富勒烯的生物医药研究。


02

只因为心中有中国梦


有人说,做一种新药的难度堪比做原子弹。几年下来,王春儒和他的合作者们克服了无数艰难险阻,直到现在仍在艰苦地跋涉着。


首先,国际上对富勒烯的生物应用存在巨大争议,这种新材料到底有没有毒,还是个未知数。


但是作为一种化学药物,毒理研究是能否临床应用的先决条件。既然要用富勒烯做药品,王春儒就必须查清富勒烯的毒性问题。而成为未知领域的先行者,难免要披荆斩棘。


2016年,这位倔强的科研者开始深入研究富勒烯的毒性问题。在查阅了国内外600多篇文献后,他发现人们对富勒烯的毒性研究众说纷纭,竟然有一半认为富勒烯有毒,另一半认为富勒烯无毒。


显然,从文献上找到答案是不可能的。于是,王春儒团队从世界各地的富勒烯企业手中买来富勒烯,进行大量的细胞和动物实验,整个过程繁琐而复杂。即便充满挑战,但王春儒觉得,自己离真相越来越近。


最终,他们发现富勒烯没有毒性,但在富勒烯的合成过程中,一般会混入少量杂质,而这些杂质通常都是毒性很强的稠环芳香分子,如果纯化不到位,则会导致最终产品呈现毒性。虽然古语有云:“是药三分毒。”但王春儒表示,高度纯化的富勒烯作为药品没有毒副作用,他用真实数据为国际上对富勒烯的毒性争议画上了句号。


起初,作为生物医药领域的门外汉,王春儒与肿瘤病人的接触并不多。


王春儒在研究富勒烯应用于肿瘤治疗时,不可避免地与肿瘤临床医生有所交集。与他合作的一位肿瘤医生认为,这种无创治疗能最大程度地减轻病人的痛苦,副作用小,是理想的肿瘤治疗手段。


这位医生还带王春儒到医院查房,深入一线接触肿瘤患者。眼前,肿瘤患者躺在白色病床上因病痛而生无可恋的画面,深深地触动了这位倔强的蒙古汉子。


患者的呻吟、医生的厚望,使王春儒更加坚定对富勒烯的生物医药应用研究。离开医院后,他暗暗立誓:即使有再大的困难也要克服。


但要在未知领域做好一件事,并不轻松。尽管投资方和科研院所对富勒烯药物的研发投入巨大,但研发费用的缺口依旧时时困扰着团队。几年来,为了富勒烯事业,王春儒不惜陆续抵押或变卖了在北京的3套房产,投入到富勒烯药物的研发中。


“虽然我现在是在租房住,但为了圆自己的制药梦,一切都是值得的。”倔强的王春儒向《大国之材》表示,自己从未后悔过。


据了解,目前富勒烯在肿瘤治疗的应用还处于研发阶段。王春儒认为,预计三年后富勒烯治疗肿瘤药物可开展临床应用,5年后能实现正式医用。


凭借对富勒烯的执著,王春儒在全球富勒烯生物医药授权专利检索中排名第一。而对于产学研的看法,王春儒也有自己的一番见解:“习总书记曾说过要把科研成果写在祖国大地上,实际上就是要做好科研成果的应用转化。”因此,他将福纳康作为中科院化学所富勒烯研究成果转化的窗口,旨在打通产学研的通道,助推富勒烯生物医药应用的落地。


03

做材料要先做好市场应用


目前,我国在富勒烯的基础研究和产业化等方面都走在了国际前列。其中,王春儒团队在推动我国富勒烯的快速发展中,起着不可替代的作用。


从2002年回到中科院化学所成立富勒烯实验室开始,王春儒团队已经独立开展富勒烯研究18年,对富勒烯的结构特性、生物特性等尤为熟悉。如今,王春儒团队中的博士接近20位、副教授和助理教授近10位,科研力量强大。


此外,王春儒非常关注富勒烯的市场应用。“材料的生命力在于应用!一个材料如果没有开发出应用场景,永远都不会得到广泛关注和推广,尤其是对新材料而言。”


“新材料”,意味着材料的用途开发还存在诸多潜能,只有把后端的应用打开了,前端的材料市场才能打开。倘若大家都集中做新材料生产,忽视后端应用,自然就没有市场、没有销路,新材料也就没有生命力。


富勒烯作为一种超级纳米材料,在能源、化工、医疗和基础材料等方面具有非常广阔的前景。王春儒认为,富勒烯除了在生物医药领域将会大放异彩外,在微电子、分子器件等领域,也会有非常好的应用。


如今,微电子朝着小尺寸发展,但很多材料到纳米尺寸就不稳定,而富勒烯在纳米尺度是最稳定的材料之一,并且具有很好的半导体特征,未来或许有望在微电子领域实现大规模应用。


目前,富勒烯在化妆品领域的应用最为成熟。从2005年起,日本已经出现富勒烯化妆品。我国第一款富勒烯概念护肤品,则在2014年出现在国家食药品总局化妆品备案名录中。至2017年底,国产护肤品产品名称中含有“富勒烯”信息的护肤品总数达到349款。


近年来,富勒烯作为品质优异的材料,逐渐被市场认知,资本也开始争相涌入富勒烯的红海纷争。王春儒认为,富勒烯具有高品质特性,希望从业者好好维护这一先进材料。例如有些人把纯度不够的富勒烯引入市场,虽然成本降低,但将会给富勒烯的产业化带来难以挽救的损害。


“我希望大家对富勒烯要像对待美丽的公主一样,维护她崇高的地位。一定要把高质量、高纯度的富勒烯用在高附加值的领域,这样才能把富勒烯用好。”


人物介绍


王春儒,中科院化学所研究员,博士生导师,中科院百人计划、杰出青年基金获得者,科技部纳米重大研究计划首席科学家,第二批国家“万人计划”科技创业领军人才,北京大学深圳研究院特聘教授、大连理工大学、内蒙古大学客座教授,现任中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室副主任。主要研究方向为富勒烯和金属富勒烯的制备、表征,以及纳米药物的研制,近年来在包括Nature,Science, Nature Commun., JACS, Adv. Mater.等杂志上发表文章200 多篇,申请发明专利150余项。


一纸记载,满腔情怀,欢迎指正

THE END




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