“纳米之星”是一种兼具优良的光学性质和催化性能的纳米新材料，此种新材料有望广泛应用于生物诊疗和催化领域。在患有乳腺癌的小鼠体内注射“纳米之星”，并在肿瘤处用近红外激光进行照射，仅用四天，小鼠体内的肿瘤便痊愈了。这是中国科技大学教授曾杰科研小组的一项实验。

　　显微镜下的“纳米之星”

　　
自下而上，打造“纳米之星”的“三层小楼”

　　曾杰教授打了一个形象的比方：“由于纳米材料的尺度非常小，如果将通常用肉眼看得见的常规材料比作摩天大楼的话，纳米材料可以比作一个三层小楼，原子和分子相当于建筑的一砖一瓦。”

　　建造纳米材料这座“三层小楼”通常有两种方法：一种是自下而上，从打地基开始，一砖一瓦往上盖，盖到三层停止；第二种是自上而下，如同将摩天大楼一层一层往下拆，拆到剩下三层停下来，也可以得到纳米材料。

　　曾杰教授科研小组制备“纳米之星”用的是自下而上的办法：在一杯100摄氏度的沸水溶液中，金和铜的原子漂浮在水中，并可沿着任意方向运动，其相互的碰撞让它们结合、长大。研究人员通过控制生长的快慢和方向，使金、铜原子沿着五个对称的方向排列，最终结晶成规则的五角星形状的纳米尺度材料。“就像水里面的一颗糖，是一个溶解之后结晶的过程”。

　　
五星合金：优良的光热转换及催化性能

　　“纳米之星”和其他纳米材料相比具有优良的光学性质和催化性能，这得益于它的两个特有基本因素：呈五角星的形状，以及金和铜的合金。

　　五角星形状在纳米材料中非常少见。据曾杰介绍，良好的催化性能来源于材料的表面和棱角，常规的立方体或四面体形状的材料表面是平整的，原子在平整的表面上排成排，形成的是一个平面，其催化活性就不够好，而五角星的表面从两个棱角中间到棱角的过渡部分是一个斜坡，就形成了原子台阶，一级级降下去，催化性能得到提升。

　　“纳米之星”优良的光学性质严格来说叫做光电效应，“光打在材料表面上，但能量不足以将电子打出去，电子虽然吸收了光的能量，却接着转换成电子的集体运动，电子波在运动过程中，经过一些物理过程跟材料的原子核发生相互作用，就变成了热，是这样一个光热转换过程”。曾杰告诉记者。

　　
光热转换，高温“杀死”癌细胞

　　小鼠实验中，就是利用“纳米之星”优良的光热转换性能，将照射的红外光转换成热，从而杀死癌细胞。

　　生物组织最重要的单元，正常温度都是在37—42摄氏度。所以一般来说，只要对其加热超过42摄氏度，并且加热足够长的时间，细胞就会死掉。“我们的办法就是将纳米材料通过生物技术定位到肿瘤（癌细胞的聚集区）上，再打一束红外光，红外光穿透生物组织，到达材料定位的地方，材料吸收光转换成热，对癌细胞加热，只要材料的光热效应足够好，肿瘤就会消失”，曾杰说。实验中小鼠体内肿瘤有绿豆大小，每天光照十分钟，连续四天，癌细胞高温致死之后肿瘤自然就塌陷了。

　　“纳米之星”在实验中成功杀死了癌细胞，如果想进一步将它用于实际治疗，还有一些需要解决的问题。一个是剂量问题，剂量同体重和肿瘤大小相关，需要标准化；另一个是代谢问题，它被注射入体内后，在体内循环一段时间最后会附在肝脏，研究人员目前并未发现材料具有自发毒性，但也还没发现它具有自发代谢的功能。尽管目前没有发现问题，但从长远来说，代谢问题仍需考虑。总之，要将新材料应用于实际医学治疗，技术方面需要继续推进，此外还涉及国家关于医药器械的政策问题。

　　
肿瘤治疗、动物节育新法有望实现

　　使用“纳米之星”进行肿瘤治疗，不需要开刀，只需将纳米材料通过静脉注射进体内，再结合光照就可以了。这是一种新的治疗方法，至于疗效还有待进一步研究所以还不好评价，但至少可以提供多渠道和其他疗法综合使用。

　　此外，“纳米之星”还有诸多潜在应用。曾杰教授同其他课题组正在进行合作的一个项目是将之用于动物节育。现在流浪猫狗特别多，不加以控制容易传染疾病，但控制过度又出现诸如城管打狗等极端社会事件，畜牧业也需要对动物进行节育来提高产量。通过光热转换的办法，高温杀死精子细胞，实现雄性节育。正如曾杰教授所说，医学领域是一个很大的突破口，“纳米之星”在医学领域的应用前景相当广阔。