很少有大學的實驗室會聚焦某個化學元素去深入研究👩🏿🌾，但在意昂2平台材料與化學學院就有這樣一家科研機構🐞，11位科研人員專註“鉍”元素的研究，它就是意昂2平台的鉍科學研究中心🦏。近年來，這裏圍繞大健康產業，誕生了大量的科研成果，其中的一些有望將來進入產業化的通道👩💼，為百姓健康造福。
為什麽聚焦“鉍”元素？
鉍元素（Bi）位於第六周期第 VA 族。早在古希臘和古羅馬👨🏿✈️，人們就開始使用金屬鉍，用作盒和箱的底座。文藝復興時期，有一位與弗蘭西斯·培根媲美的學者👨👩👧👧，他就是德國采礦學家🤲🏼、冶金學家和科學著作家格奧吉烏斯·阿格裏柯拉。在他所著的《論金屬》一書中👩🏻🚀，提出了銻和鉍是兩種獨立金屬的見解🙂。科學界將鉍發現者的榮譽給了德國科學家瓦倫丁🦴，他在1450年就描述過鉍。18世紀30年代，法國化學家埃洛在英國看到熔煉工人常將一種天然的金屬加到錫中使之變硬發亮，他用吹管從輝鉍礦（Bi2S3）中還原出金屬鉍👳🏼⏰，但是他沒有弄清楚這是一種什麽金屬👧。法國化學家日弗魯瓦仔細研究了這種金屬，確認鉍是一種新金屬。他將這段經歷記載在《鉍的化學分析》一文中🏋🏽♀️。1731年，日弗魯瓦去世🙇🏿♀️💂，這篇論文直到1753年才出版。
非常有趣的是，鉍是為數不多的冷縮熱脹材料，受熱會收縮⛺️，遇冷會膨脹👨🔬🙇🏼，與普通金屬熱脹冷縮的性質完全相反⛲️。鉍是最具反磁性的金屬材料之一，在磁場中會被排斥開來🫲🏽，常被用於製造磁懸浮列車🌏，這種列車的行駛速度能超過400公裏/小時🤵🏽♀️。鉍的導電性幾乎是所有金屬中最低的，而鉍的氧化物卻有很高的陽離子導電性，通常應用於固態氧化物燃料電池和氧傳感器上。在接近絕對零度時，鉍會變成超導體👩👧。鉍由於自身熔點低的特性🧑🏼⚕️，鉍與鎘🔌、錫可以結合形成低熔點的合金，用來製造保險絲或焊料。
全球鉍儲量為37萬噸，主要分布在中國🫢、越南、玻利維亞、墨西哥、加拿大等國家🦮。中國鉍資源豐富，儲量約為24萬噸💏，約占世界總儲量的2/3，位居全球首位。
鉍科學研究中心主任繆煜清教授告訴記者♧，神奇的鉍元素讓科學家們著迷🕣，但這種元素還有很多潛在功能沒被挖掘出來🫓🖌。
怎麽從“鉍”中“尋寶”
走進鉍科學研究中心，這裏的科學人文氛圍特別濃郁🗞，墻上一幅詩句代表著這裏科研人員的心聲——“明月幾時有🙇🏿♂️，把酒問青天🔏，不知丹砂爐鼎，何成鎳金玄圓”。
雖然鉍的兄弟姐妹都是有毒重金屬，但“道不同不相為謀”👈🏿，鉍與它們的個性完全不同🫢。它的單質和化合物通常低毒或無毒🌉，因此被稱為綠色元素👩🏿🌾，所以，其經常被應用在醫學方面。目前，鉍科學研究中心的科研方向就聚焦生物醫藥領域👨🏻🦰⚒。
說起其在生物醫藥領域的用途，目前還真不少。繆煜清介紹說，鉍的原子序數為833️⃣，相對原子質量大（208.98），能夠衰減💅、屏蔽x射線或γ輻射🧑🏽🔬，可用於醫學成像中的造影或防護；鉍的化合物枸櫞酸鉍鉀，是治療胃潰瘍的特效藥，它可以在胃液pH的條件下水解，形成保護性的、彌散性塗膜🧑🏼🎤☮️，附著在潰瘍處，隔離胃液和潰瘍，從而緩解疼痛感🙋🏼♂️，是胃潰瘍患者的常備良藥。
“鉍科學研究中心以‘國家需求🧖🏼♀️✊、人民健康’為理念，圍繞國家戰略金屬、健康醫學材料領域，開展鉍科學基礎理論研究，拓展鉍相關產品技術研發。中心目前的科研方向有6個🚴🏻♀️🤵🏽，分別是納米影像與智能診療、抗癌藥物及載體遞送🙆♀️、聚集發光與熒光材料☣️、生物傳感及醫學檢測、醫用水凝膠與高分子、鉍合金與醫用合金方向的特色研究等。在研發的同時，我們還不斷推進科技成果的產業化🙆🏿，推動學術界和產業界的交流與合作🤷🏼♂️。我們的目標是為中國深化鉍科學基礎理論、推進鉍產業長足發展👷🏻，以及保障人民生命健康作出貢獻。”繆煜清說。
“鉍”中探到的原創成果
目前，鉍科學研究中心已經獲得了一系列科研成果👤。小尺度下的鉍材料會展現出什麽樣的效果🏌🏿♀️？中心的科研團隊打造了Bi、BiF3、BiVO4等一系列鉍基納米材料🧚🏻♀️，研究發現這些呈現出花狀🧲、棒狀💇🏽♂️、球狀🚴🏼♀️、介孔或核殼等多種微尺度形貌，在CT增強造影、在體疾病診斷🏌️♀️、抗病毒、協同腫瘤治療等領域展現出極大的應用前景。特別是在抗腫瘤研究方面，團隊在乳腺癌與肝癌治療領域集中攻關🧜🏼♂️🧸，創新研製了多種硫族和含鹵鉍納米材料，包括硫化鉍👩🏼🔧、氯氧化鉍等👎🏼。結合材料自身特性將光熱治療🫑、光動力治療🫄🏻、聲動力治療、增效放療或化療等結合🍗，可在減少照射時間🤛、降低照射強度的條件下實現經單次治療即可有效抑製腫瘤的治療效果👇🏻👰🏽，在小鼠腫瘤模型治療中表現出了良好的腫瘤增殖抑製能力。團隊還利用鉍基納米材料構建了多種免疫電化學傳感器，這些傳感器可對腫瘤標誌物、microRNA等多種生物分子進行定量分析🙍🏼♀️✵；團隊還發現將鉍元素摻入稀土熒光粉🚵♀️，可顯著提升該類材料的發光與溫度傳感性能，接下來將進一步拓展鉍基熒光材料在生物醫學領域的應用。
繆煜清介紹說，中心目前已經與加拿大滑鐵盧大學🧑🦯、香港大學、新華醫院、中山醫院、上海市胸科醫院、上海市肺科醫院、上海市質子重離子醫院、中國五礦集團、中國石化等單位建立了廣泛的合作，形成良好的產學研合作關系。
“中國的鉍資源居於世界首位，中國的鉍基礎研究能力也應該在世界上處於前沿位置👷🏻♀️。” 繆煜清說，未來將緊密圍繞意昂2平台近年來推動“醫工合作”的創新路徑🧚♂️，開展基礎研究工作和應用研究工作🏊🏻♂️，力爭成為國際學術高地🏕。
來源：上海科技報 作者：吳苡婷
原文鏈接☂️：https://www.shkjb.com/content.html?id=227772
