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【科学讲座】王树涛:仿生粘附可控界面材料

2017年 4月20日晚7点,科学前沿进展名家系列讲座第七十讲在玉泉路校区阶一四教室开讲。本次讲座的主讲人是中科院理化技术研究所的王树涛研究员,他为同学们带来了题为“仿生粘附可控界面材料”的讲座。

    讲座伊始,王老师从国科大今年新成立的未来技术学院讲起。从当前科学技术的发展来看,交叉学科技术定会在未来占据一片天地。以往的教育往往是单方面专精,但是未来会越来越需要有多学科背景的人才,比如材料就是化学,生物,物理学科的交叉。同时,王老师还列出了部分可预见的未来技术,如人工光合作用、隐形技术、神经芯片、仿生界面材料等等。历史上,哥本哈根学派倡导的精神就是创造一个畅所欲言的讨论文化。这也是我们所希望的。丁校长说过:“我们要提供一个环境,创造一种风气,让厉害的和不厉害的合作成为最厉害的。”

    接下来,王老师向我们介绍了他的主要工作——研发识别获取检测癌细胞的有效技术手段。癌细胞在血液中的浓度极低,这就要求检测方式尽可能有效高效。有美国的公司做出仪器,利用经表面抗体修饰的探测球与癌细胞结合来抓去癌细胞。但是他们的技术效率极低,只能抓取血液中3%~15%的癌细胞,而且价格昂贵。王老师突破传统抗原抗体思维的限制,提出用结构识别的方式。他在纳米芯片上做出拓扑分形结构,犹如天线,这样能与癌细胞很好的接触。而这一点正是美国研发版本的劣势所在,他们的探测球太光滑,接触面太小。除了接触面意外,王研究员通过控制流体,让芯片与癌细胞多次接触,这样捕获效率大大提高,甚至超过90%。

    王老师在获得这样的成功后又开始考虑在监测癌细胞之外,能不能帮助治疗癌症,这也就需要较完整的单体癌细胞做全基因的测序。我们知道癌细胞是贴壁生长,传统的方法是用蛋白酶降解粘连蛋白,但这样会损伤细胞。王老师另辟蹊径,不剪切蛋白,转而剪切与蛋白质相连的芯片部分就可以了。他用一种特殊键组成的物质形成芯片表面,外加一点几伏的电压可以使这种键断裂,这就能获得完整癌细胞了。

讲座的最后,王研究员给我们讲了几个有趣的工作。他利用分形结构纳米小手给细胞做按摩,竟然神奇地影响了细胞分化过程。同样,利用分形结构研制出新型机械黏附的扣子,这种扣子的耐用性极高,而且几乎无噪声。据王老师介绍,很多技术的灵感其实都来自于自然界,蜻蜓高频率震动却始终耐用的脖颈就对他发明高耐用粘扣有很大的启发。

在同学们的掌声中,王树涛研究员结束了他精彩的讲座。(文/楼立诚 来源/国科大记者团)

 

延伸阅读:

 

“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为周琪院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机六个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。