设计系列纳米酶，与光热治疗、光动力治疗、免疫治疗等结合，用于癌症、老年病等重大疾病的治疗；突破太阳能电池关键技术瓶颈，构建高能、低成本、高效率的全新有机太阳能电池体系，将有机太阳能电池效率快速提升至19%以上；创新大气汞污染检测、治理及资源化综合利用的理论方法，构建有色金属环境治理关键技术，实现有色行业绿色可持续发展……
今年，中南大学微纳材料界面科学湖南省重点实验室在省级考核中成为“优秀”。近年来，该实验室开展微纳材料界面的基础研究、材料创制，以及在新能源、环境、精细化工、生物医药等应用研究，在微纳材料界面的“小世界”里创造出“大奇迹”。
给癌细胞“断粮”，提供癌症治疗新思路
相关研究成果显示，癌症死亡率呈逐年上升趋势，在谈“癌”色变的今天，如何及时发现癌症并予以精准“狙击”？
“癌细胞由正常细胞突变而来，我们的免疫系统却不能对其识别，反而把癌细胞当作‘自己人’，也就无法阻止癌细胞的增殖和扩散。”中南大学教授、微纳材料界面科学湖南省重点实验室主任刘又年告诉记者，传统的化疗药物会存在偏离靶向的副作用，也就是药物会“不分敌我”，不仅“杀死”癌细胞，还会“误杀”健康细胞，而且在手术和放化疗中残留的癌细胞具有更顽强的生长力，一旦具备了合适的环境，它会以更快的速度生长并进入血液而转移复发。
刘又年介绍，癌细胞在快速生长的过程中，需要消耗大量的葡萄糖，实验室设计了系列纳米酶，可以代替天然酶，重建细胞内的代谢平衡。“纳米酶会加快癌细胞内的葡萄糖消耗，相当于给癌细胞‘断粮’，让癌细胞‘饿死’。与此同时，纳米酶能驯化免疫细胞，帮助激活免疫系统主动消灭癌细胞，并抵抗癌细胞的复发侵袭。”
借助物理信号，探索癌症轻症患者居家治疗
据了解，纳米酶是一种兼具纳米材料特性和酶催化功能的纳米材料，能够模拟天然酶，具有高稳定性、低成本、易于制备和修饰等特点，其活性能够借助光和电等物理信号进行远程精准控制，曾入选2022年化学领域十大新兴技术之一。
微纳材料界面科学湖南省重点实验室设计的系列纳米酶能与光热治疗、光动力治疗、免疫治疗等结合，如利用热释电纳米材料，通过手机远程控制体内纳米酶功能，使肿瘤治疗智能化和精准化。
“癌细胞一般在42℃左右会被‘烧死'，而正常的人体细胞能够耐受47℃左右的温热环境。”刘又年介绍，目前实验室正在研发一款家用医疗装置，针对早期和轻症的癌症患者，该装置可以利用蓝牙信号控制纳米酶在体内的催化活性，也就是产生热量“消灭”癌细胞，且蓝牙波段没有副作用，对人体伤害很小。
此外，实验室围绕生物医药及健康，开发新药和早期诊断试剂。比如构建的自驱动纳米马达，通过自主运动，打掉细菌的“保护伞”，精准靶向给药，实现了抗菌药物的递送，减少细菌的耐药性；针对血液、尿液等人体体液中的核酸和蛋白质等生物分子，开发了多种快速检测方法，实现肿瘤、神经退行性疾病和免疫性疾病等重大疾病的早期诊断。
多样化应用，微纳材料已取得系列创新性成果
2019年，中南大学微纳材料界面科学湖南省重点实验室组建，成立了一支由50余名教师组成的科研团队，平均年龄约37岁。3年多来，该实验室在国际顶尖学术期刊上发表论文近200篇，授权国家发明专利50余件，获省部级科研奖励共计9项。
记者了解到，该实验室在能源材料、环境材料、催化材料、生物医用材料等领域取得了系列创新性成果——构建的全新有机太阳能电池体系，使我国在有机太阳能电池材料的设计方面处于世界领先地位；通过对电极的修饰和改性以及电解质的调控，解决了锌电极腐蚀和正极材料性能衰退等瓶颈，为提升电化学储能的安全性提供了关键技术支撑；创新大气汞污染检测，驱动矿产资源高效开发利用，实现有色行业绿色可持续发展；研发系列高分子吸附树脂和特种离子交换树脂，用于废气、废水的治理；研发系列多级孔碳基催化剂，实现苯胺类物质的绿色制造等等。
在刘又年的办公室，记者看到墙上贴着两张课表，一张是新生课安排表，另一张是无机化学课表。“作为高校的科研院所，培养高质量的高层次创新人才是重中之重，青年科技工作者要坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，从实际中发现真问题、解决真问题。”刘又年说，实验室将继续围绕“三高四新”美好蓝图，助力长沙全力建设全球研发中心城市，加快推动实验室相关科技成果产业化。
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