【每日感想】醫(yī)療材料發(fā)展

聽《年度得到.孫亞飛材料科學(xué)年度報(bào)告》有感如下:

一、醫(yī)療材料-芳綸紙

? ?定義:芳綸紙:它是一種防彈材料,在國防工業(yè)中用來生產(chǎn)防彈衣、防彈頭盔等裝備。但是,它的生產(chǎn)流程很復(fù)雜,生產(chǎn)原料也很難控制,是我國被卡脖子的材料之一。一米寬的薄薄的芳綸紙,可以拉動一輛汽車。不光強(qiáng)度高,而且耐高溫、不容易燃燒,耐化學(xué)腐蝕、耐水泡、耐電擊,還不容易變形。我國2022年終于在芳綸紙研發(fā)上也取得了突破,實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。

?現(xiàn)狀-生產(chǎn):在2022年,已經(jīng)有很多家國內(nèi)企業(yè)投產(chǎn),或者開始建廠,特別是在山東省,像東營中芳特纖、煙臺泰和、民士達(dá),這些都是專業(yè)的生產(chǎn)廠家,它們甚至形成了一個產(chǎn)業(yè)集群,能給像“天宮二號”這樣的大國重器提供可靠的國產(chǎn)芳綸紙。

現(xiàn)狀-創(chuàng)新:創(chuàng)新出能用電進(jìn)行加熱的芳綸紙。雖然不是什么重大突破,但是,這是一個值得我們驕傲的創(chuàng)新。芳綸是一個很大領(lǐng)域,我們過去一直跟不上,更別說創(chuàng)新了?,F(xiàn)在有創(chuàng)新的延展,說明我們國家對芳綸的科研已經(jīng)進(jìn)入一流水平了。給芳綸紙鍍一層金屬銀。這樣一來,薄薄的一層,就像是從芳綸紙上長出來的一樣,可以導(dǎo)電,也能直接接觸人的皮膚?,F(xiàn)在有一些高端羽絨服,為了能夠更好地保暖就是這么做的,這樣就可以反射身體的熱輻射,不讓熱量流失到衣服外面。芳綸紙并不是一般的織物,用到它的場景通常都有著很高的精密度,這就需要在鍍銀的工藝上做出許多改進(jìn)(“等離子處理”“磁控濺射”),確保萬無一失。鍍銀芳綸紙:加熱的速度極快,如果用1.2伏的電壓通電,只需要6秒鐘就可以達(dá)到120攝氏度。

概念銀鏡反應(yīng):把混有銀離子的溶液調(diào)整到堿性,然后再和含有“醛基”的物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),就可以在表面形成一層納米級的金屬銀。如果這個反應(yīng)是在玻璃的表面上鍍銀,就會制成非常光亮的鏡子,所以這個反應(yīng)也被稱為銀鏡反應(yīng)。銀鏡反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn),是金屬銀鋪得非常平滑。

在醫(yī)療的應(yīng)用場景:比如目前有專門針對中老年人的遠(yuǎn)紅外內(nèi)衣,但實(shí)際效果并不好。道理很簡單,這些內(nèi)衣并沒有額外消耗能量,它提供的熱量,說到底還是人體本身散發(fā)出來的。如果自身代謝速度慢,還是解決不了問題。能夠用電池加熱的芳綸紙,就找到它的應(yīng)用場景了嗎?比如鍍銀的芳綸紙通電以后,不只是在加熱,也在傳輸電信號。這樣一來,它就可以用于通訊了。到時(shí)候,人在身體上貼幾片這樣的芳綸紙,就跟安裝了天線一樣。

二、醫(yī)藥材料-氫氣

三、醫(yī)藥材料-光纖傳感器

問題:阿爾茲海默癥的人的神經(jīng)系統(tǒng)成分和正常人不一樣,大腦的有一部分有特殊的蛋白質(zhì)斑塊。只要提前找到這些蛋白質(zhì),就可以實(shí)現(xiàn)對阿茲海默癥的早篩。在20世紀(jì)80年代,就發(fā)現(xiàn)這種特殊的蛋白質(zhì)叫Aβ蛋白質(zhì),學(xué)名是β淀粉樣蛋白,除了Aβ蛋白以外,還有一種被稱為Tau蛋白的物質(zhì),它也會在阿茲海默癥發(fā)病前發(fā)生變化。這種Tau蛋白是一種和微管相關(guān)的蛋白質(zhì)。這種蛋白質(zhì)會讓神經(jīng)纖維打結(jié),打結(jié)了,大腦的神經(jīng)功能當(dāng)然就受損了。

超靈敏傳感器-光纖:光在光纖的內(nèi)部傳遞,幾乎沒有什么損耗。對,光纖能夠高效地傳導(dǎo)電磁波,不管是肉眼可見的光,還是互聯(lián)網(wǎng)所用的電信號。如果把光從光纖的一端射進(jìn)去,在傳播的過程中,有一些信號被特定的物質(zhì)吸收,那么再檢測另一端的光,看一看從輸入到輸出的過程中,都有哪些信號損失了,不就可以驗(yàn)證目標(biāo)物質(zhì)是不是存在了嗎?你可能會問,光為什么會被特定物質(zhì)吸收呢?這是因?yàn)?,光是一種波,這一點(diǎn)就和聲波是一樣的。敲響一根音叉的時(shí)候,如果另一個音叉的固有振動頻率也是一致的,那已經(jīng)被敲響的音叉,就會把能量傳遞給另一個音叉,兩個音叉就形成了共振。因?yàn)楣舱裥Ч拇嬖冢庠谕ㄟ^光纖的時(shí)候,就會發(fā)生一些損耗。過程就是損耗模態(tài)共振。聲音的共振,你肯定知道,它是靠著空氣的振動實(shí)現(xiàn)的。那光的振動要傳遞給目標(biāo),也需要有特定的介質(zhì)。剛才我們說的光纖材料并不是很理想的材料,研究人員就需要對它進(jìn)行一些調(diào)整,涂上氧化錫,讓它成為一種良好的介質(zhì),能傳遞共振信號。這就是我剛才說的第二個詞,納米氧化錫材料。哪怕樣品當(dāng)中的病變Tau蛋白非常少,都逃不過它的檢測。根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)公布的成果,哪怕每毫升樣品只含有0.1納克的目標(biāo),它都可以檢測出來。一般檢測的時(shí)候不可能會用到毫升級的樣品,樣品的數(shù)量都是微克級。這樣算下來,這種材料可以檢測出皮克級的Tau蛋白。

如果這樣的技術(shù)能夠在臨床上得到應(yīng)用,那么阿茲海默癥的發(fā)現(xiàn)時(shí)間,大概可以提前十五年。

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