首次通过强酸自组装合成介孔炭纳米球

　　王秀芳介绍，该研究成果的创新性在于：通过少量乙醇控制碳源的聚合速率来匹配碳源与模板剂的自组装过程，解决了球粘结、相分离和球尺寸不均匀等关键技术问题，并避免了传统方法步骤繁琐、成本高、耗时耗材、重复性差和形貌大小不均等缺点。进一步的实验结果证实，所合成的材料提高难溶性药物的溶解度与溶出速率有显著作用，研究结果获得了国际同行的高度评价。

　　更为重要的是，该研究成果首次通过强酸自组装合成介孔炭纳米球，扩展了介孔炭纳米球的反应体系。该催化体系为炭基介孔材料的合成奠定了基础。研究成果不仅在技术方法和研究思路上为介孔炭纳米球作为药物载体对难溶性药物的可控释放提供了科学依据；同时，这一创新性合成途径也为功能化介孔炭纳米球在储能和能量转化领域的应用提供了新思路。

　　介孔炭纳米球在医学和药学应用前景广

　　对于当初研究选题的初衷，王秀芳介绍说，看起来不起眼、黑漆漆的炭材料，却是科学研究者的宝贝，它在显微镜下展现出的特异形貌更是让研究者欣喜不已。而介孔炭纳米球具有球形形态、开放的孔结构、高比表面和孔容以及生物相容性好，在药物传递、催化、能源储存与转化等领域的潜在应用引起了广泛关注，特别是200nm以下的介孔炭纳米球，能容易穿透细胞壁进入细胞，可被应用于生物医学和药学领域，如基因治疗、成影剂及药物释放。

　　高度分散的介孔炭纳米球集可调的介孔结构和纳米尺寸效应于一体，展现新颖的性质和独特应用如药物传递等，对基础研究和实际应用都有重要意义。“但是，现有的常规介孔炭纳米球制备方法存在的步骤繁琐、成本高、耗时耗材、重复性差、形貌大小不均和球粘结等研究难题，国际上，不溶性药物负载与释放领域的研究是前沿性课题和新的交叉学科生长点。”王秀芳坦言。在药物传输系统中寻找和开发各种载药量大、化学性质稳定、脱附速率可控、生物相容性好的新型介孔材料。但由于多数难溶性药物溶解度低、结晶度高及分散性差等缺点而大大限制了其临床应用。

　　因此，研究和开发性能稳定、控制释放、生物相容性好难溶性药物体系一直是科学工作者试图解决的迫切课题。所以课题组将研究思路锁定在探索一种简单可控的高度分散介孔炭纳米球的绿色制备方法。水溶液自组装则是一种更加简单和方便的方法，而且具有更好的重复性，易于大规模生产。

　　填补这一领域的研究空白

　　王秀芳表示，研究的难点在于酚醛树脂的不可控聚合速率与自组装过程与碳源聚合过程的不匹配，存在强酸催化条件下的宏观相分离等技术难题。这些难题不仅是介孔炭纳米球合成过程中的技术难题，其本质更是溶液化学中酚醛树脂/表面活性剂体系相平衡和微观结构稳定性的难点问题，目前该领域为研究空白。而这次课题组研究出通过一步水溶液酸辅助自组装直接合成高度分散的介孔炭纳米球，正好填补了这一领域的研究空白。

　　对于课题研究的未来走向，王秀芳表示，会进一步加强材料合成工艺优化研究，通过掺杂具有多位点的高催化活性杂原子合成功能化介孔炭材料，深入拓展该材料在生物药学、电化学、储能和能量转化领域的应用。

　　据悉，该研究获得国家自然科学基金和广东省自然科学基金重点项目资助。项目组成员2人入选广东省高等学校“千百十工程”省级培养对象（王秀芳，田勇）。前期研究成果已通过广东省科技成果鉴定，鉴定结论：在国内外同类研究中，总体达到国内领先水平，其中一步浸渍法有序介孔炭材料的合成研究达到国际先进水平，并获得2013年度广东省科学技术三等奖。

链接：http://epaper.gdkjb.com/html/2016-06/03/content_10_1.htm