【原】【Carbontech专访】王春儒：产业化是适应市场的艰苦过程，有三点需要注意

近日，国家基金委杰出青年基金获得者、第二批国家“高层次人才计划”科技创业领军人才、第十三和十四届全国政协委员、中国科学院化学研究所王春儒研究员接受了《Carbontech Magazine》专访，王老师针对富勒烯的基础研究、产业应用和人才培养三个方面，给出了深入分析和建设性意见。

人物档案   

王春儒，中国科学院化学研究所研究员、中国科学院大学岗位教授、博士生导师、全国政协委员。1992年在中科院大连化物所获博士学位后，先后在厦门大学、香港大学、日本名古屋大学、德国德累斯顿固体研究所进行博士后研究和访问学者10年，2002年1月回到中科院化学所工作至今。在过去30年一直从事富勒烯的基础和应用研究。在基础研究方面，发现了金属碳化物内嵌富勒烯，探索了富勒烯治疗恶性肿瘤、糖尿病、肺纤维化等重大疾病的机理，在Nature，Science, JACS, Angew. Chem. 等SCI杂志发表研究论文300篇；在应用研究方面，一直致力于富勒烯材料的产业化，先后实现了低纯度和高纯度富勒烯的工业化生产，并建立了富勒烯质量的国家标准。

富勒烯的优良特性使其在电、光、磁、材料学等方面应用广泛。

富勒烯（Fullerene）是一种完全由碳组成的中空分子，形状呈球型、椭球型等。根据碳原子的总数不同，富勒烯可以分为C₂₀、C₆₀、C₇₀、C₇₆、C₈₀等。其中，最常见的富勒烯为C₆₀，它是具有30个碳碳双键的足球状空心对称分子，因它形状酷似足球，所以也被称为足球烯。同时，C₆₀高度对称的笼状结构具有较高的稳定性，这一特性使其在富勒烯家族中研究最为广泛。

C₆₀的发现将研究从平面低对称性分子拓展到全对称的球形分子，从简单分子延伸至富勒烯笼内包原子的超分子，极大地推动了纳米科学的发展，呈现了一个全新的碳化学世界。 除却优良的稳定性，富勒烯还具有特殊的光学性质、电导性及化学性质，因此富勒烯及其衍生物在电、光、磁、材料学等方面都得到了广泛的应用。

打通乙二醇常压合成“卡点”，口服富勒烯橄榄油溶液成功制备，是富勒烯近年来最具影响力的研究成果。

2022年，厦门大学谢素原院士、郑兰荪院士、袁友珠教授等联合中国科学院福建物质结构研究所和厦门福纳新材料科技有限公司等单位，将C60作为“电子缓冲剂”成功用于改性铜硅催化剂（C₆₀-Cu/SiO₂），并实现了一系列羧酸酯（如乙酸乙酯、草酸二乙酯、琥珀酸二甲酯、乳酸甲酯、丙酮酸甲酯）的常压加氢反应。他们还进一步进行了常压条件下草酸二甲酯加氢制备乙二醇的1000 h规模化试验，以验证这一催化剂的实用性。

这一实验的技术核心在于，通过富勒烯与铜催化剂的复合，有效地控制了铜催化剂中CuO和Cu⁺价态比例。有别于传统的元素电荷助剂，富勒烯与铜之间存在着可逆电子转移，通过中性碳团簇(C₆₀)与负离子(C₆₀^-)的切换，发挥富勒烯的“电子缓冲”效应，使催化剂能够经受交替反复的氧化和还原切换，稳定了在加氢反应过程中催化剂的亚铜组分，从而实现了草酸酯制备乙二醇的常压催化加氢反应，同时有效地解决了原铜基催化剂副反应较多和催化剂易失活等问题。

富勒烯与铜之间可逆的电子转移过程通过循环伏安表征得到证实。对比未加富勒烯的铜硅催化剂，C₆₀-Cu/SiO₂的零价铜氧化峰和二价铜的还原峰基本消失，表明C60可从零价铜接受一个电子而形成C₆₀^-；相反，C₆₀^-可向二价铜提供一个电子而复原为C₆₀。因此，与C₆₀结合的亚铜能够稳定存在，并在加氢反应过程中不易被还原为零价铜或者氧化为二价铜。为了验证C₆₀在铜金属催化剂和载体二氧化硅上的吸附以及它们之间的相互作用，作者巧妙地利用C₆₀在金属和惰性载体上的氧化速率的区别，结合热重分析技术测得约66%的富勒烯与铜纳米颗粒有紧密的结合。

富勒烯在催化化学中通常作为电子受体材料使用。“电子缓冲”效应的提出，体现了富勒烯亦可作为功能独特的分子电荷助剂，丰富了富勒烯在催化化学中的应用。除了铜催化剂外，富勒烯的“电子缓冲”效应在其他变价金属的新型催化体系中的应用也值得进一步深入探索和研究开发。

2023年，王春儒研究员及其团队在《Theranostics》上发表了题为“Oral [60] fullerene reduces neuroinflammation to alleviate Parkinson’s disease via regulating gut microbiome”的文章，提出了一种有效治疗帕金森疾病的口服富勒烯橄榄油溶液，能够调节肠道微生物，提高SCFAs的水平，增强肠道屏障，改善肠道炎症与系统炎症，从而降低神经炎症，抑制神经元凋亡和坏死，增加内源性多巴胺的释放，改善行为学障碍，最终治疗帕金森疾病。口服富勒烯材料结构确定，治疗效果好，生物相容性和生物安全性高，有望发展成为新型的治疗帕金森的临床药物。

科学家牵手经济学家，加快推进富勒烯生发防秃产品市场化。

2022年9月，王春儒研究员受邀于江苏昆山参会，途中结识了经济学家任泽平。在交谈中，王春儒发现任泽平发量稀疏，建议使用富勒烯进行头发护理，并邀请他去到北京福纳康公司进行亲身体验。在三个月的坚持使用下，任泽平的发量已得到明显改善，发质也得到了良好的修复。惊喜之余，任泽平又抽选了50名志愿者来做“生发”实验，测试其安全性和功效性，效果也尽如人意。

富勒烯可以修复头发、头皮问题的关键是富勒烯能够高效淬灭自由基，保护细胞免受损伤。因为过量的自由基损伤细胞，所以它是人类衰老、死亡的元凶，是健康、长寿的大敌。

虽然一般而言，少量自由基造成的损伤可以被细胞的自我修复能力抹平，但过剩的自由基带来的损伤，仅靠细胞本身就难以解决了。尤其头皮极易遭受自由基损伤，且一旦毛囊干细胞和黑色素干细胞自我修复超负荷，其功能就会减弱甚至丧失，因而导致发量减少、发质受损。

富勒烯是一种极强的抗氧化物质，就像磁铁一样，具有吸附自由基的特性，有“自由基清道夫”之称，可以降低人体因为新陈代谢、外在环境因素所产生的自由基。王春儒研制的富勒烯生发产品正是基于上述原理，通过形成“长效淬灭过剩自由基——抑制炎症反应——修护细胞活动——重建微循环——调节毛囊生长周期”的完美闭环，实现发量的增长。

大量实验结果表明，富勒烯深度纯化后安全无毒。

富勒烯的功效经受住了考验，安全性却遭遇了质疑。富勒烯作为化学药物，进行毒理研究是其是否能与人体接触并应用于医药领域的先决条件。而想要闯入这片科技无人区，难免需要勇敢地披荆斩棘。“富勒烯是否有毒”的言论主要来源于相关文献，国内外学者对此众说纷纭。这也意味着从文献上获得答案的方法是行不通的，实验和数据是寻找真相的唯一手段。

王春儒研究员严格按照国家药监局的生物安全标准，做了大量的细胞实验和动物实验，发现未经深度纯化的富勒烯确实大多有细胞毒性，而深度纯化后即使浓度增加10万倍，此时富勒烯也没有任何毒性，同时还显现出极为明显的细胞保护性。所谓的毒性来源于合成富勒烯的过程中通常混入的毒性很强的稠环芳香分子，因纯化不到位，导致最终产品呈现毒性。由此，王春儒用真实数据和严苛的实验标准为深度纯化的富勒烯的安全性提供了切实保障。

如上所述，富勒烯要做到无毒副作用，需要进行深度纯度化处理。相对应地，纯化程度也需要标准来衡量。于是中国科学院化学研究所和北京福纳康公司以及中国计量院联合国内其他十几家单位，共同制定了富勒烯纯度检测标准——[60]和[70]富勒烯纯度测定-高效液相色谱法、富勒烯残留溶剂检测标准——[60]和[70]富勒烯中残留溶剂测定-气相色谱法和富勒烯含量检测标准——[60]和[70]富勒烯制品的含量测定-高效液相色谱法，目前纯度检测标准已成为国家级标准，残留溶剂检测标准也通过了国标的答辩，处于公示过程中，含量检测标准仍是团体标准，正在积极推动中，未来还会制定更多维度的标准，力求全方位把控富勒烯质量标准，提高富勒烯成分使用的安全性。

富勒烯和金属富勒烯疾病治疗新策略临床应用，未来可期。

王春儒研究员及其团队设计合成了丙氨酸修饰的金属富勒烯（GF-Ala），并证明GF-Ala纳米颗粒能够将巨噬细胞TAMs从促肿瘤生长的M2表型极化为具有抑制肿瘤作用的M1表型，并增加细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）在肿瘤部位的浸润，从而触发强大的抗肿瘤免疫反应，有效抑制肿瘤的生长。同时，GF-Ala纳米颗粒对ITM的调节促进了抗PD-L1免疫检查点抑制剂的抗癌效果，实现了优越的协同治疗。此外，GF-Ala纳米颗粒可以从体内排出，不会引起明显的毒性。这项研究为基于ITM调节的肿瘤免疫治疗提供了新思路。纳米药物和免疫检查点抑制剂的联合使用也为肿瘤免疫疗法提供了新思路。

除了在肿瘤治疗方面的应用，王春儒研究员及其课题组还研究发展了多种基于富勒烯和金属富勒烯的疾病治疗新策略，比如：利用富勒烯进行了再生障碍性贫血的治疗，证实富勒烯可以通过促进血液中网织红细胞的成熟，增加血液中红细胞含量；将富勒烯纳米材料拓展到代谢类疾病的治疗中，在细胞水平上证实富勒烯可有效缓解氧化应激以及胰岛素抵抗；深入研究了富勒烯在活体水平上治疗Ⅱ型糖尿病的效果和作用机制，发现金属富勒烯不仅可降糖，且停药后血糖不反弹，效果优于阳性药物二甲双胍，机理研究表明，金属富勒烯通过修复受损的胰腺组织和改善肝脏胰岛素抵抗，来实现糖尿病治疗等。

碳材料创业新秀入门仍需谨慎，科研新生做学问应保持细心，秉持恒心。

产业化是适应市场的艰苦过程，从技术到市场，要走很多路。每走一步都充满艰辛，都是和时代碰撞。

碳材料新秀想要拿到创业的入场券，需要慎重考虑以下三点：一是市场应用有一定的门槛，跨过这道坎，需要技术达到一定的成熟度。而成熟是时间、金钱、精力和经验的积累，这是一个漫长的过程，也是技术到市场的必经之路。拿出对市场有价值的技术，是创业的先决条件；二是若无可靠资本的投资，也无法创业。投资人可以提供资金、资源和指导，帮助创业者实现他们的目标。与投资人合作可以让创业者更好地了解市场和公司，并规划公司的未来发展。因此，在创业初期，需要找到投资人，并充分利用他们的帮助，让公司发展壮大；三是做科研和创业是截然不同的两件事，科学家最好坚持做好科研，为公司的发展提供必要的技术支持，同时在公司经营上找一个靠得住的合作伙伴，彼此各司其职，携手共进。

对于新生而言，足够的聪慧和领悟能力是科研的基础，其次是不懈的努力。三天打鱼两天晒网的学生不适合做科研，因为科研之路本无捷径，唯有秉持恒心，孜孜不倦，才有可能有所建树，对国家和社会做出贡献。最后，做学术还需要十分细心。一个很小的、微不足道的细节很有可能彻底改变实验方向，甚至可能推翻之前所有的努力，造成时间、经费等方面的多重损失。因而，在选择科研之路时需具备严谨和一丝不苟的品质。