本报记者 谢诗涵
X射线穿透材料内部实时捕捉微观结构的动态演变,类弹性蛋白在接触体温后由液态变为固态,透明玻璃上浮现出栩栩如生的立体影像……日前举行的2025江苏产学研合作对接大会上,一场关于材料的“革命”正在上演。这些看似来自科幻电影的场景,如今正被江苏创新企业一一实现。
原位CT技术:
为材料研发装上“智慧之眼”
新材料研发的加速突破,离不开先进表征技术(解析材料成分、微观结构及性能的技术)的创新支撑。南京工业大学李仁庚副教授在路演中分享了“极端环境X射线原位CT开发与应用”项目,直击材料研发的行业痛点。“常规CT只能在常温常压下进行观测,无法获知在接近真实工作环境的条件下材料组织结构演变特征。而我们的原位CT系统通过极端环境模拟装置与CT设备的创新耦合,成功突破了这些瓶颈。就像给材料研发装上了一双‘智慧之眼’,让我们能直观看到缺陷如何影响性能,从而精准优化工艺。”
李仁庚介绍,该技术具有三方面显著优势。首先是环境模拟能力的突破,其装置尺寸精小,能实现从-150℃到2000℃的超宽温区覆盖,并可模拟航空、航天、深海等领域的复杂环境;其次是观测能力的革新,系统能够对材料在极端环境下的组织结构演变进行三维定量观测,为材料性能优化提供直接依据;此外,该技术应用范围广泛,目前已涵盖金属材料、复合材料等多个体系,服务对象从科研机构延伸至工业企业。
“全流程技术的优势在于集成了原位表征与定量分析,能实现研发闭环,助力精准调控材料性能。”李仁庚介绍,目前该技术已在230余家高校和研究单位得到应用,“我们正在开发更前沿、更标准化的装置,期待未来进一步拓展应用边界,引领行业发展。”
类弹性蛋白凝胶:
人体的“智能塑形师”
装有类弹性蛋白溶液的试管被移入37℃的恒温环境,原本清亮的液体逐渐变得浑浊,最终形成稳定的固态凝胶。大会现场,江苏肽能生物科技有限公司技术负责人尹晟用视频向记者展示了其核心产品——类弹性蛋白凝胶的“智能变身”过程。这家由南京大学锡山应用生物技术研究所孵化的企业,带来的这一新材料引起了不少观众的兴趣。
“材料‘变身’的核心奥秘是精准的温度响应特性。我们通过设计蛋白质序列,将相变温度精确锚定在36℃-37℃,与人体温度完美匹配。”尹晟告诉记者,这种“遇热成型”的特性,让类弹性蛋白凝胶成为再生医学领域理想的生物支架材料。“就像一个智能的‘3D脚手架’,不仅能支撑细胞生长,还能指导细胞进行有序的功能化排列。”据了解,可调控的结构和物性,使类弹性蛋白凝胶适用于干细胞培养、类器官构建、药物筛选、细胞注射输送、医美填充等应用场景。
这种新型材料最具颠覆性的应用在于干细胞治疗。尹晟解释,传统的干细胞悬液注射,如同将种子漫撒入江河,绝大部分会随血流散失,被免疫系统清除,而使用类弹性蛋白凝胶进行包裹和固定,就如同为干细胞建造了一个位于病灶部位的“生物公寓”,让干细胞“定居”下来,高效发挥治疗作用。
空间透明显示:
纳米光栅重塑“视觉法则”
娇艳的红色牡丹悬浮空中,牡丹后方的真实景物却依然清晰可见——这是一块“透明玻璃”中上演的奇观。苏州苏大维格科技集团股份有限公司现场负责人宗晨指着“玻璃”说,这是团队自主研发的透明纳米光场显示屏,在长景深空间中能够形成虚拟彩色成像,从而实现现实与虚拟的无缝融合。
“玻璃上制备的纳米光栅结构是打破显示边界的关键,这些平行排列光栅之间的间隙,只有头发丝直径的几百分之一,比可见光的波长还要小。”宗晨解释,“正因为如此,纳米光栅才能像一个个高效的‘交通警察’,指挥光线:让大部分光穿透过去,保留背景的清晰;同时让另一部分光发生精确偏转,在空中汇聚成虚拟影像。”
该虚实融合显示材料可应用于文博场馆、车载显示等领域。在车载显示应用场景中,“导航箭头就像直接画在路面上一样,驾驶员不用频繁调整视线焦距,长途驾驶也不易疲劳。”宗晨表示,随着大幅面制造工艺的持续突破与制造成本的不断优化,期待该显示材料能在高端零售、智慧家居等领域落地,构建“虚实共生”的全新人机交互生态。
2025年10月28日《新华日报》第13版:https://newspaper.xhby.net/?act=artticle&aid=1497475&layountIndex=12&date=20251029&siteID=2&id=1