赵宇亮：在科技“无人区”做国家最需要的事

作者：张馨予

这些问题看似天马行空，却能在“纳米世界”里找到答案。“我们平常用的手机，就包含了用100多项纳米技术制成的部件或材料。”中国科学院院士、中国科学院大学（以下简称“国科大”）纳米科学与技术学院常务副院长、国家纳米科学中心主任赵宇亮在央视栏目《开讲啦》说。

纳米这么神奇？

纳米技术从“铺天盖地”到“顶天立地”，经历了20多年。

2000年左右，纳米技术在国内引发关注。纳米牙刷、纳米毛巾、纳米鞋垫……种种“纳米产品”在市场上随处可见。尽管当时社会上不少人把“纳米”当噱头，但在20世纪初，中国的纳米技术研究才刚刚开始。

那么，纳米究竟是什么？

纳米，跟米、厘米、毫米一样，是一个尺度单位。只是它所指代的长度极小，1纳米等于10亿分之一米，相当于头发丝直径的10万分之一。如果将直径为1纳米放在乒乓球上，相当于把乒乓球放在了地球上。

纳米虽然只是一个尺度单位，但纳米科学与技术却远非尺度问题。纳米尺度既是物质世界从无功能向有功能的过渡空间，也是生命世界从非生命到有生命的过渡空间。

在人的生命体内，原子间的结合与聚集组成不同结构、不同功能的分子。其中，大约两个纳米宽度的DNA承载着人类生命的遗传密码，一些纳米尺度的大分子聚集组合起来能够形成线粒体、核糖体、细胞膜等，进而出现生命。

“从无功能到有功能，从无生命到有生命，这些变化实际上都发生在纳米尺度。”赵宇亮说。

纳米科学与技术涉及人们衣食住行的方方面面，其研究成果往往能作用于各领域。尤其在医疗健康方面，纳米技术所产生的变革性影响，将带来新技术、新方法，推动人类健康技术的发展与变革。

但纳米材料极小，即便体外检测也非常困难。如果进入到体内，该怎么样去检测和观测它呢？赵宇亮用一专业术语给出了答案——同位素标记。

“例如，纳米碳管是一个典型的纳米材料，我们把它标记了碳同位素以后，注射到小鼠体内，发现很快在小鼠的五脏六腑里面观察到了纳米碳管。”赵宇亮讲到，“按照教科书上经典代谢动力学，纳米碳管不应该以这么快的速度在生物体内转运。”

发现纳米碳管在生物体内的快速扩散能力后，赵宇亮团队决定利用这一现象，让纳米机器人在人体内递送药物，构建纳米机器人的药物递送系统。药物递送类似于寄快递，把地点填好后，药物载体就会作为“快递员”，把需要的药物送到肝脏、肾脏、脾脏、肺等疾病发生的地方。目前在全世界正在研发的药物载体中，可注射纳米机器人是最先进的一种。

“现在我们制造的最小的机器人大概只有细胞的1/50大小，用针头把它注射到身体里面后，它可以主动寻找目的地，比如肿瘤病灶处。这相当于我们给外卖小哥安了一个自动驾驶装置，只要告诉车去哪里，车就开到哪里。”赵宇亮解释说。“纳米机器人也可以被用来治疗心血管疾病。纳米机器人极小，因此能够进入血管，将凝聚的血块清理掉，相当于‘清洁工’定期对血管内壁做清扫。”

可注射纳米机器人在体内进行药物递送，既可以做疾病诊断，也可以做治疗，未来的它有可能让人类外科手术消失，这是人类健康的福音。

“纳米机器人用于医学后，我们可以减少乃至取消现有的开颅手术、开胸手术或其他大型手术。智能化是人类技术发展的基本方向，从今往后50年甚至更长的时间，人类的科学技术会把我们所用的生产工具、生活工具、娱乐工具等都智能化。在这个过程中，纳米技术作为底层技术，是智能社会的技术基础。”赵宇亮说。

无论是纳米材料的生物安全性，还是纳米机器人的生物医学应用，种种科学成就的背后是赵宇亮20多年“泡”在实验室的日日夜夜。

现在，赵宇亮以纳米研究领域专家的身份出现在人们的视野中，几乎没人想到，在20年前，他是一位核化学研究者。

赵宇亮在做实验

曾惑科学何处去？

如果问赵宇亮，他在科研道路上记忆最深的是什么，他会毫不犹豫地告诉你，是两次“转身”。

20年前，赵宇亮是一位核化学研究者，从事新元素合成。

目前，元素周期表有118个元素，其中的113号Nh是唯一由亚洲人发现的新元素。作为Nh元素发现团队的一员，他已在新元素发现这一领域颇具盛名。