歐盟將納米金剛石應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

金剛石不僅是自然界最堅(jiān)硬的物質(zhì)，同時(shí)還能散發(fā)出最迷人的光芒。歐盟科研人員利用這兩大特性將納米金剛石應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。在歐盟第7研發(fā)框架計(jì)劃和地平線2020計(jì)劃資助下，分別由法國和德國作為協(xié)調(diào)國的NeuroCare和NDI項(xiàng)目，利用納米金剛石作為與人體交互新的媒介，有望在人工視網(wǎng)膜植入和磁共振成像(MRI)領(lǐng)域取得重要突破。

NeuroCare項(xiàng)目主要利用納米金剛石或石墨烯表面致密，沒有任何物質(zhì)能通過其表面擴(kuò)散的特性，將其作為植入體與人體神經(jīng)組織之間的介質(zhì)材料，一方面減少介質(zhì)本身與神經(jīng)組織之間的反應(yīng)，另一方面也使其與神經(jīng)元細(xì)胞的距離更近，從而能在彼此間建立更高質(zhì)量、持續(xù)時(shí)間更久的電子接口。目前，用于腦接口實(shí)驗(yàn)通常都采用金屬材料(如鉑)。然而，金屬材料長(zhǎng)時(shí)間在人體內(nèi)，其表面很可能發(fā)生降解，進(jìn)而導(dǎo)致電子交換性質(zhì)的改變，因此，穩(wěn)定性正是該項(xiàng)目納米金剛石技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)所在。該項(xiàng)目科研團(tuán)隊(duì)目前正在尋求美國企業(yè)的資助進(jìn)行正式試用，同時(shí)也在申請(qǐng)將其用于商用產(chǎn)品的法律許可(大約需要5年時(shí)間)。

在MRI領(lǐng)域，歐盟研究理事會(huì)支持的NDI項(xiàng)目主要利用納米金剛石獨(dú)有的光學(xué)特性，來賦予標(biāo)準(zhǔn)MRI掃描儀在單細(xì)胞尺度上的縮放能力。MRI掃描儀通過拾取原子自旋狀態(tài)進(jìn)行成像，但通常拾取率僅為十萬分之一。如要提高效率，必須使自旋處在極低溫條件，而這對(duì)人體來說是無法承受的。在金剛石中，原子自旋可用光來控制，且可通過激光輻照達(dá)到極低的溫度并能持續(xù)數(shù)日。NDI項(xiàng)目正是利用納米金剛石的這一特性，在無需使人體降溫的前提下，實(shí)現(xiàn)了極低溫自旋。該項(xiàng)目的下一步研發(fā)重點(diǎn)是繼續(xù)提高分辨率，同時(shí)使之早日成為用戶友好型技術(shù)，以便在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際場(chǎng)景中得以應(yīng)用。(科技部)