“科研工作者的兴趣主要放在探索世界的奥秘方面，但完全与市场和资本脱钩亦不可取。许多时候当一个重要科学成果走出实验室后，会在资本、市场和消费者互动时被过度放大或错误解读，这时需要冷静的科技工作者来还原真相和不断纠偏。”

王春儒

北京福纳康生物技术集团公司首席科学家/中科院分子纳米结构与纳米技术重点实验室副主任/中科院化学研究所研究员、博士生导师

研究领域主要集中在富勒烯和内嵌金属富勒烯的工业化制备及应用特别是在生物医学和化妆品领域的应用。

#01

富勒烯是宇宙送给人类的礼物

富勒烯原本在地球上不存在，但它却是宇宙星云的主要组成物质，科学家通过研究宇宙星云的光谱发现了富勒烯，并在地球上模拟了宇宙星云的环境才最终合成并确定了其分子结构，而其发现者也获得了1996年诺贝尔化学奖。富勒烯实际上是一种由全碳构成的分子家族，与石墨、金刚石互为同素异形体，在一定条件下还可以互相转化。其代表性分子C60由60个碳原子组成，形状酷似足球，因而又被称之为足球烯。由于富勒烯完美的高对称几何结构，使其具有特别稳定的物理化学性质，可以在空气中长期稳定存在，同时富勒烯还具有高效淬灭自由基和生物友好可代谢的特点，又使其在生物医药、化妆品等领域具有重要应用。

#02

富勒烯超强的抗氧化能力

人体由细胞构成，而细胞特别容易被过剩的自由基损伤，生物学上也称之为细胞被氧化损伤。为减少人体细胞和组织的氧化损伤，医生常劝大家多食用一些富含维生素类的水果蔬菜，利用维生素能够和大多数自由基反应的特点，将过剩的自由基消耗掉。王春儒研究员表示：“富勒烯具有超强的抗氧化特性，是因为富勒烯淬灭自由基不是靠和自由基发生化学反应，而是夺取其未成对电子降低其伤害能力，而富勒烯本身并不会被消耗掉。因此，富勒烯与维生素相比，抗氧化能力称得上是“以一当千”。中科院化学所富勒烯团队通过实验发现，与维C相比，富勒烯的抗氧化耐久性高出几千倍之多。

#03

富勒烯生物医药应用

富勒烯高稳定性的分子结构和高效淬灭自由基特性使其具有广泛地应用于生物医学领域的潜力，例如作为药物应用于癌症、糖尿病、帕金森等重大疾病的治疗，或作为核磁共振成像的造影剂用于医学临床诊断等。但目前距离富勒烯真正的临床应用还有一些难题需要攻克。王春儒研究员谈到：“相比其他的碳纳米材料，高纯度的富勒烯制备成本昂贵，不但需要2000℃以上的高温，而且还要求真空环境。目前每吨高纯度富勒烯的制备成本就要在5亿元以上。因此，首先需要攻克的就是高纯度富勒烯的低成本制备技术”。“另外，皮肤也是人类的一个器官，也是由细胞构成的。目前，富勒烯已经用在了化妆品方面，将来化妆品也必须使用高纯度医药级富勒烯原料，以保证人们的身体健康。”王春儒补充道。

#04

金属富勒烯，贵的有道理！

金属富勒烯是将含有金属的团簇嵌入到富勒烯笼内形成的嵌套型分子。由于金属原子带来的电、磁、光等特性，金属富勒烯的综合性能远远高于富勒烯，但把金属嵌入到一个个碳笼内，又谈何容易？所以毫不奇怪，金属富勒烯的制备成本比富勒烯高出百倍甚至几千几万倍。“不过贵有贵的道理，金属富勒烯及其衍生物在治疗癌症、糖尿病、脂肪肝、贫血等方面的性能都极其优越，还基本上没有副作用，未来的前途不可估量”，王春儒说道。

05

只有高纯的富勒烯才无毒

有关富勒烯的毒性国际上一直众说纷纭，也成为影响富勒烯药物临床转化最大的挑战之一。王春儒谈到：“我们团队经过多年研究，终于发现了问题的关键点在于富勒烯原料的纯度。因为富勒烯是人工合成的，在高温环境下如果有碳、氧、氢等元素共同存在，会产生许多难以去除的高毒性杂质，去除不干净就会有毒性残留”。富勒烯的合成目前主要有燃烧法和高温电弧放电法，前者在制备富勒烯过程中会同时产生多种杂质，所以生物医药用高纯度富勒烯一般要用电弧放电法生产的富勒烯，而且一定要深度纯化才行，目前国际上只有北京福纳康集团生产的富勒烯能够达到生物医药富勒烯原料所要求的高标准。

06

中国位于国际富勒烯

产业发展的第一梯队

富勒烯制备的高门槛，使其制备成本居高不下，但同时也限制了其产业发展，因为任何应用都需要考虑其性价比是否合适。富勒烯的制备方法虽多，但现在达到产业化规模的主要有燃烧法和石墨高温电弧烧蚀法两种，前者是利用在真空环境下苯系化合物与纯氧的不完全燃烧得到，产物中除富勒烯外，还有大量有毒的芳香类杂质，给后续的纯化带来很大困难。后者则利用电弧放电等方法加热置放在惰性气体环境中的高纯石墨电极，副产物少，但成本相对较高。另外，两种方法制备的富勒烯均需进一步分离纯化，才能得到纯度不等的富勒烯材料。其实大多数时候富勒烯的纯化成本甚至高于富勒烯的制备成本。所幸的是近年来中科院化学所王春儒团队发展了非色谱法分离纯化富勒烯技术，在国际上首次实现了低成本高纯度富勒烯的分离纯化，现在该技术已经转移转化到北京福纳康集团公司进行高纯度富勒烯的生产与销售。

从富勒烯的应用方向来看，美国的主要应用方向是富勒烯润滑油添加剂，欧洲主推富勒烯复合材料，日本在国际上首次实现苯燃烧法生产吨级富勒烯，但受限于性价比问题，至今未实现规模化应用。中国富勒烯应用方面起步比较晚，但很快就呈现出后来居上之势，实现了多个领域富勒烯的广泛应用。例如，依托中科院化学所燃烧法制备富勒烯技术，内蒙古碳谷科技有限公司和苏州大德碳纳米材料科技有限公司主攻润滑油添加剂，应用范围正在不断扩大；厦门福纳新材料科技有限公司则采用中科院化学所早期的电弧法富勒烯生产技术，在富勒烯化妆品原料方面占领了一些市场。2015年成立的北京福纳康生物技术有限公司在富勒烯应用方面则更为全面，因为公司主攻富勒烯药物研发亟需医药级高纯度富勒烯原料，福纳康公司遂和中科院化学所结成战略合作伙伴关系，投入大量人力物力在富勒烯的制备和纯化上，实现了满足药物研发最严格要求的高纯度富勒烯材料量产。目前福纳康公司除富勒烯药物研发外，在富勒烯除甲醛复合材料和高性能富勒烯化妆品原料方面的应用也获得突破，标志着中国在富勒烯产业化应用方面全面走在国际前列。

07

高纯度富勒烯标准

“富勒烯要应用于生物医药和化妆品等领域，与人类健康密切相关，必须建立严格的品质标准才能保证安全！近年来福纳康和中科院化学所主导申报了多项有关富勒烯安全的检测标准，其中富勒烯纯度检测已经通过国家标准立项，富勒烯含量检测和溶残检测通过了团体标准立项”王春儒说到。以前由于没有富勒烯相关检测标准，许多厂家经常利用富勒烯概念忽悠消费者，或以次充好现象屡现不绝。随着这些富勒烯相关检测标准的建立，配合国家相关市场监督部门的严格执法，富勒烯市场将会走上健康发展的轨道，富勒烯产业的腾飞指日可待。

最后，王老师特别指出：人才是建设创新型国家的主体力量，有为的科学家应该学以致用，以把科学技术转化为生产力作为自己的目标，才能实现自己的人生价值。同时，以应用为导向也可以改变科研浮夸现象，比如一个人一开始就想着自己的工作必须要接受实际应用的考验，他就不会去作假了，因为一切不实的东西在实践中必然会失败。