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近日，北京理工大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院鄧玉林教授團(tuán)隊(duì)與香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠教授、西南交通大學(xué)周祚萬(wàn)教授課題組合作，在空間站微生物監(jiān)測(cè)與防控技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破。該研究基于“聚集誘導(dǎo)發(fā)光（Aggregation-Induced Emission, AIE）”技術(shù)與仿生納米材料，成功研制出集實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與主動(dòng)殺菌功能于一體的“AIE融合仿生納米抗菌模塊”，并在中國(guó)空間站開(kāi)展在軌應(yīng)用驗(yàn)證，為長(zhǎng)期載人航天任務(wù)中的微生物安全提供全新解決方案。相關(guān)研究成果以封面文章形式發(fā)表于國(guó)際知名期刊《Aggregate》（中科院一區(qū)Top期刊）上，標(biāo)題為“From Passive Monitoring to Active Control: Aggregation-induced Emission-driven Antimicrobial Nanotechnology for Long-duration Spaceflight”。

在長(zhǎng)期密閉的空間站環(huán)境中，微生物污染是影響航天員健康與設(shè)備運(yùn)行安全的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)微生物防控方法存在響應(yīng)滯后、易引發(fā)耐藥性、無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等局限。針對(duì)這一挑戰(zhàn)，北理工鄧玉林教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠院士團(tuán)隊(duì)、西南交通大學(xué)周祚萬(wàn)教授團(tuán)隊(duì)，以及長(zhǎng)沙湘計(jì)海盾科技有限公司、北京亙芯科技有限公司、北京理工亙舒科技有限公司等多家單位，共同研制“微生物快速檢測(cè)與防護(hù)技術(shù)試驗(yàn)裝置”。該載荷裝置實(shí)現(xiàn)了從被動(dòng)監(jiān)測(cè)向主動(dòng)控制的跨越，標(biāo)志著我國(guó)在空間生物安全技術(shù)領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。

在軌試驗(yàn)期間，該裝置將對(duì)艙內(nèi)微生物樣本進(jìn)行在軌采集與快速分析，進(jìn)一步豐富空間微生物菌種資源數(shù)據(jù)庫(kù)，助力構(gòu)建超高靈敏度、超快速的空間微生物檢測(cè)平臺(tái)。其中，AIE融合仿生納米抗菌模塊利用AIE材料在聚集狀態(tài)下發(fā)光增強(qiáng)的特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物群落與生物膜的高靈敏度、高穩(wěn)定性熒光成像，并結(jié)合仿生納米結(jié)構(gòu)激活即時(shí)殺菌機(jī)制，可在微重力環(huán)境下完成對(duì)病原體的快速識(shí)別與清除（圖1）。該載荷裝置于2025年7月15日通過(guò)天舟九號(hào)貨運(yùn)飛船成功運(yùn)抵中國(guó)空間站，后續(xù)已完成在軌部署（問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙）并陸續(xù)開(kāi)展相關(guān)在軌試驗(yàn)。

圖1 AIE融合仿生納米抗菌模塊設(shè)計(jì)運(yùn)行流程示意圖

該技術(shù)具備實(shí)時(shí)成像、抗菌、自適應(yīng)響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，研究成果可服務(wù)于顯著降低空間站內(nèi)生物腐蝕、設(shè)備故障及航天員感染風(fēng)險(xiǎn)。不僅如此，該項(xiàng)創(chuàng)新還有望廣泛應(yīng)用于醫(yī)療感染控制、水質(zhì)凈化、工業(yè)生物膜管理等民用領(lǐng)域，具有重大的科學(xué)研究?jī)r(jià)值與工程應(yīng)用前景（圖2）。

圖2 微生物快速檢測(cè)與防護(hù)技術(shù)試驗(yàn)裝置及AIE融合仿生納米抗菌模塊實(shí)物圖

本研究論文共同第一作者為孫飛一博士與李諾敏博士，通訊作者為唐本忠院士與鄧玉林教授。研究工作由空間站應(yīng)用與發(fā)展工程航天技術(shù)試驗(yàn)領(lǐng)域項(xiàng)目支持，并得到長(zhǎng)沙湘計(jì)海盾科技有限公司、北京亙芯科技有限公司、北京理工亙舒科技有限公司等在工程設(shè)計(jì)與研制方面的關(guān)鍵技術(shù)支撐。

文章信息：Feiyi Sun, Nuomin Li, Zheng Zhao, et al., "From Passive Monitoring to Active Control: Aggregation-induced Emission-driven Antimicrobial Nanotechnology for Long-duration Spaceflight", Aggregate, 2025, 6:e70132.

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/agt2.70132

附作者簡(jiǎn)介：

通訊作者：鄧玉林，講席教授、博士生導(dǎo)師，國(guó)際宇航科學(xué)院院士，兼任國(guó)際宇航科學(xué)院主席團(tuán)執(zhí)委兼生命科學(xué)部主席、中國(guó)電子學(xué)會(huì)生命電子學(xué)分會(huì)主任委員、國(guó)際空間生命科學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員、《Space: Science & Technology》副主編等多個(gè)重要職務(wù)。長(zhǎng)期從事極具挑戰(zhàn)性的航天生物醫(yī)學(xué)工程研究，面向國(guó)家重大需求，研制了國(guó)家重大科學(xué)儀器和系列新型航天生物醫(yī)學(xué)靈巧載荷，成功應(yīng)用于載人航天工程和國(guó)際合作，圓滿(mǎn)完成十余次航天任務(wù)，取得多項(xiàng)標(biāo)志性成果，完成了國(guó)際上首個(gè)太空基因擴(kuò)增和檢測(cè)，國(guó)際上首個(gè)太空器官芯片，也是第一個(gè)在國(guó)際空間站開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)。承擔(dān)多項(xiàng)重點(diǎn)重大項(xiàng)目，發(fā)表SCI論文500余篇，授權(quán)專(zhuān)利191項(xiàng)，著書(shū)20余本。曾獲得全國(guó)師德先進(jìn)個(gè)人、首都五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)?、第十七屆中?guó)藥學(xué)發(fā)展獎(jiǎng)突出成就獎(jiǎng)、國(guó)際宇航科學(xué)院2020年度空間生命科學(xué)獎(jiǎng)等。

通訊作者：唐本忠，教授，2009年、2017年、2020年先后當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士、亞太材料科學(xué)院院士、發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士。2021年加入香港中文大學(xué)（深圳）擔(dān)任理工學(xué)院院長(zhǎng)、校長(zhǎng)學(xué)勤講座教授。主要從事高分子化學(xué)和先進(jìn)功能材料研究。在聚集誘導(dǎo)發(fā)光（Aggregation-Induced Emission, AIE）這一化學(xué)和材料前沿領(lǐng)域取得了原創(chuàng)性成果，是AIE概念的提出者和AIE研究的引領(lǐng)者。已發(fā)表學(xué)術(shù)論文2,000多篇，總引用超183,000次，h因子為189。在學(xué)術(shù)會(huì)議上作了500多場(chǎng)邀請(qǐng)報(bào)告，擁有100多項(xiàng)授權(quán)專(zhuān)利?，F(xiàn)任德國(guó)Wiley出版社發(fā)行的Aggregate《聚集體》雜志主編以及20多家國(guó)際科學(xué)雜志顧問(wèn)、編委或客座編輯等。2014年至今連續(xù)當(dāng)選全球材料和化學(xué)雙領(lǐng)域“高被引科學(xué)家”。2007年獲Croucher基金會(huì)高級(jí)研究員獎(jiǎng)，2012年獲美國(guó)化學(xué)會(huì)高分子材料科學(xué)與工程分會(huì)MACRO講座獎(jiǎng)，2014年獲伊朗國(guó)家科技部頒發(fā)的Khwarizmi國(guó)際獎(jiǎng)，2015年獲廣州市榮譽(yù)市民稱(chēng)號(hào)，2017年獲國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)，2021年獲Nano Today國(guó)際科學(xué)獎(jiǎng)，2023年獲生物材料全球影響力獎(jiǎng)。