石墨烯是资本市场热捧的一个概念。一位19岁的少年李嘉晖给出的研究成果非常吸引人,在他手中,石墨烯可以“点亮”癌细胞。
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石墨烯到底是什么?
石墨烯,是分离出来的单原子层平面石墨。20世纪初,X射线晶体学创立,科学家开始接触石墨烯。2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈和克斯特亚发现,从石墨中可以剥离出石墨薄片。
他们将薄片的两面粘在特殊胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断重复这样的操作,薄片越来越薄,最后就可以得到仅由一层碳原子构成的薄片,这,就是石墨烯。两位科学家也因此获得了2010年的诺贝尔物理学奖。
石墨烯的出现,在科学界激起了巨大的波澜。因为它具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度,以及极好的透光性。作为目前已知的力学强度最高的材料,石墨烯可以被当作添加剂,应用于新型高强度复合材料。
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石墨烯如何点亮癌细胞?
对于“石墨烯点亮癌细胞”的基本逻辑,李嘉晖是这样说的:
在生物学上,存在着“受体——配体”的相互作用,他们之间的关系,就像钥匙和锁。癌细胞表面存在特定的受体(这是正常细胞没有的),那么,利用对应的配体,不就可以找到癌细胞了吗?而在这个配体上,再连接上发光的物质,癌细胞不就被“点亮”了吗?
萤火虫体内含有荧光蛋白(GFP),所以能发出美丽的荧光,GFP也因此被用于合成“荧光探针”,缺点是价格昂贵。于是,李嘉晖所在的课题组,由田禾院士和贺晓鹏博士领衔,自主合成了荧光小分子,代替GFP,并运用点击化学的方法,将这些分子与配体连接,“荧光分子探针”由此诞生。
而石墨烯就是一把“钥匙串”,可以把所有的钥匙,也就是荧光探针连接起来。这么一来,探针的稳定性被极大的提高了。
想象一下,未来的癌症早期筛查或许是这样的:医生只要抽取1毫升的血液,滴加在一个标准的96孔板中。每个孔中,都有探针,利用这样一组简单的工具,等上几秒钟,就可以判断是否存在潜在的患癌风险了。
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少年科学家是怎么炼成的?
李嘉晖的转折点,或许就从高一开始。
那一年,教育部和中国科协推出了一个“中学生英才计划”。上海地区从自主报名的大量学生中,挑出了60个孩子。他们可以选择数学、物理、化学、生物和计算机中的任意一个学科,跟随不同的大学导师做研究。
李嘉晖就是1/60。高中三年里,每个周末都泡在实验室中。正是在那三年里,他完成了物理学的“碳纤维大提琴”的研究;写出了植物学的“铜离子对玉米幼苗膜结构及根系活力的影响”的论文;甚至还参与用小鼠试验得出了“脱脂奶粉比全脂奶粉更容易让小鼠增重”的结论。
当然,最牛的,还是那个“低温建筑材料”的研发。李嘉晖说,他用木屑纤维、水、凝胶等,制成了一种可以在低温下,代替混凝土的环保新材料。它的抗折强度是混凝土的2.5倍。如今,这个发明专利马上要批下来了,还是他自己的那家科技公司,将负责把它产业化。
少年强,则中国强!所以,奔跑吧,少年!■来源:第一财经日报