朱英杰團隊制備出新型羥基磷灰石耐火紙

　　朱英杰團隊發明了一種新的制備方法，成功地制備出羥基磷灰石長纖維，以這些看似像掛面一樣的纖維作為紙的構建材料，制備出了新型羥基磷灰石耐火紙。

朱英杰（右后）在實驗室指導學生做實驗

　　“在興趣的驅使下，各種創新靈感也會不約而至。”中國科學院上海硅酸鹽研究所（以下簡稱上海硅酸鹽所）研究員朱英杰在接受記者采訪時說。

　　就拿他們近期的研究成果耐火紙來說，其主要成分羥基磷灰石原本是脊椎動物硬組織骨骼和牙齒的主要無機成分，人們通常將其應用在生物醫學領域，很少有人將它和造紙聯系起來。

　　朱英杰認為，這是源自創新的靈感。

　　創新靈感不約而至

　　面對記者的問題，朱英杰總是能給出非常“循規蹈矩”的答案，如同他的每日“兩點作息——回家與工作”一般，不逾矩。

　　實際上，科學家又是最不循規蹈矩的一類人，他們大都喜歡挑戰新的難題，在實驗中一遍遍驗證新發現，又一遍遍尋找更為完美的答案。朱英杰正是這樣一個“矛盾的個體”。

　　2002年，朱英杰入選了中科院“百人計劃”，從海外學成歸國。他所在的團隊主要從事納米生物材料的研究，12年來，他和他的團隊在微波輔助快速合成納米材料、納米晶自組裝和納米生物材料等領域取得了創新性的成果。今年初，他們研發出的耐火紙再次引來無數關注與贊譽。

　　自2008年以來，合成各種形貌的羥基磷灰石納米材料并探索其在生物醫學領域的應用，成為朱英杰團隊的一個主要研究方向。經過幾年努力，他們成功地合成出羥基磷灰石纖維。

　　這種纖維是如何用到造紙當中的呢？羥基磷灰石具有優良的生物相容性并且環境友好，本身呈現優質的白色，更重要的是它不燃燒、可耐高溫，是制造紙的一種理想材料。

　　但想法歸想法，要想利用羥基磷灰石造紙，還得克服許多其他特性。比如，羥基磷灰石陶瓷一般脆性高、韌性低。

　　如何提高羥基磷灰石材料的柔韌性，成為擺在他們面前的最大挑戰。“我們想到采用羥基磷灰石纖維作為紙的構建材料有可能解決柔韌性難題。”他說。

　　但是挑戰依然接踵而至。羥基磷灰石在合成過程中通常容易形成棒狀或片狀形貌，怎么把它做成纖維呢？

　　這種耐火紙具有高柔韌性，可以任意卷曲，最神奇的是，它不會燃燒，可以應用于需要長久保存的書寫和印刷文件及檔案等。作為永久和安全的信息存儲介質，它具有很好的應用前景。

　　“在耐火紙的研制過程中，我們解決所有難題的靈感都來源于日常研究工作的積累、創新思考和堅韌不拔的刻苦鉆研。”朱英杰說。

　　科研容不得一點疏忽

　　“作為科研工作者，最難忘新科研成果出現的那一刻。”朱英杰說。

　　除了耐火紙外，朱英杰團隊還在從事納米生物材料的研究，硅酸鈣就是其中一種生物材料，主要用于骨組織修復。實際上，他們從2008年就開始研究硅酸鈣在藥物裝載和釋放中的應用。

　　在研究藥物裝載時，他們發現所制備的由納米片自組裝形成的硅酸鈣水合物多孔微球具有超高的布洛芬藥物裝載量。

　　“我們當時覺得這有點不可思議，因為這種情況還沒有在其他材料體系中發現過。”朱英杰說。經過反復試驗，他們確認了這一實驗結果——多孔微球的藥物裝載量超過了所有文獻報道的最高值。

　　與此同時，他們還首次發現了硅酸鈣水合物多孔微球具有不同于文獻報道的其他材料體系的藥物釋放規律——其藥物釋放量與釋放時間的自然對數呈線性關系。而在此之前，文獻報道的其他載藥體系其藥物釋放量與釋放時間的平方根呈線性關系。

　　“當然，這一創新結果的發現過程是非常曲折艱辛的。”朱英杰說。

　　藥物釋放是一個漫長的過程，為了得到精確、合理的實驗結果，往往需要通宵實驗才能獲得比較連續的測試點。有時候，實驗設計和操作過程的一點點疏忽都會導致整個實驗前功盡棄。

　　功夫不負有心人。最終他們的研究結果發表在國際權威期刊《先進材料》上，并獲得一項中國發明ZL授權。

　　依靠團隊的力量

　　在科研工作中，除了每天開展大量的實驗外，朱英杰還會留出足夠的時間進行總結、閱讀文獻和思考。“我要求團隊成員要有充分的實驗計劃、明確的實驗目的，在實驗過程中認真仔細，特別注意實驗細節的觀察，詳細記錄實驗過程及現象，并及時總結分析當天的實驗結果。”

　　創新不是拍腦袋拍出來的，是一個循序漸進的過程。其間，各種困難總會時不時地冒出來。這時候，“依靠團隊的創新思維”就顯得尤為重要。

　　2008年，朱英杰帶領團隊開展“新型磷酸鈣—嵌段共聚物復合納米基因載體的構建及其在肺癌治療中的應用研究”。這是一個上海市納米專項資助的課題，研究內容涉及化學、材料科學、生物學和醫學在內的多個交叉學科，研究難度非常大，對科研團隊提出了非常高的要求。

　　而那時，朱英杰團隊的研究方向剛剛轉入磷酸鈣類納米材料領域，基礎相對薄弱，相關的生物學和醫學的研究條件也十分有限。

　　怎么辦？合作！他們找到上海交通大學和上海市腫瘤研究所，通過閱讀大量文獻，投入了大量的時間加班加點攻關技術難題，取得了創新研究結果，出色地完成了該項目。

　　近十年時間里，朱英杰團隊在發展納米材料的快速、低成本、節能和環境友好的微波合成新方法方面開展了大量探索研究，取得了一系列創新性研究結果。他們還發展了多種微波合成新方法，并將這些方法應用于多種納米材料的快速制備及納米結構的形貌調控。