编者按
研发不易，实用更难。科研成果的实际应用一直是困扰我国科研的难题。谁都知道，一个好想法、好成果从实验室到市场，其中隔着漫漫长路。正如施剑林所说，像纳米材料这种既前沿又基础的热门领域，发几篇漂亮的
论文也许还不算很难，但将其推到应用，真正造福社会，横在科研人员面前的是一道道必须跨过的坎：学科交叉、产品量产、行业标准……我们在为科学家的坚持而鼓掌的同时，希望全社会对此有更多的鼓励和支持。
“让不安分的纳米颗粒稳稳地呆在纳米级的孔道里，老实勤恳地‘工作’”——这个想法以及实现这个想法的一整套办法，让中科院上海硅酸盐研究所研究员施剑林捧回了2008年上海市自然科学一等奖。但获奖的喜悦，似乎并没有让他那不时皱起的眉头舒展开来：为了成果不止步于一纸获奖证书，他和他的合作者已奋斗了10年。
难：让纳米“小子”进驻介孔“厂房”
可别把施剑林办公桌上的一瓶瓶白色粉末当成普通的食盐，在高倍显微镜下，组成粉末的每个颗粒都是一个微型催化反应工厂：只有头发丝1/2500左右粗细的孔道，或平直或蜿蜒，这就是厂房，
学术名字叫“微反应器”，宽度只有2-50纳米；一个个纳米颗粒牢牢“钉”在厂房壁上，当各种化工原料经过“厂房”时，这些呆在纳米孔道内的催化高手就会把它们迅速变成所期望的产物。
其实，研究纳米材料和装配“孔道厂房”（介孔材料），都不是施剑林的强项。可是，他却从两个领域的困境中萌生出了独树一帜的想法：纳米材料个性活泼，容易团聚而失去活性，而介孔材料徒有各种走向漂亮的孔道，缺少用武之地。如果让纳米“小子”均匀“住”进介孔“厂房”，既充分利用了介孔孔道，又使纳米颗粒的特性得到稳定而充分的发挥，不是两全其美么？
让纳米颗粒乖乖进入孔道，颇费周章。施剑林1998年冒出这个想法，直到2004年才在英国皇家化学会的材料化学杂志上发了文章，阐述这个想法。为了让纳米颗粒能顺畅地进入孔道，先得将它们溶解在液体中，再对孔道做特殊处理，使孔道壁带上特殊的化学键——它们就像一个个伸出的手臂，能把溶液中组成纳米颗粒的原子、分子“抓”到壁上。再经过一些处理，纳米“小子”就成功进驻介孔“厂房”，可以工作啦！
此后，他的课题组针对不同的纳米分子和介孔材料，研发出了一系列这样的介孔复合体。“用这种方法，不仅纳米催化材料的用量可以大幅下降，催化效率提高，使用寿命也能延长不少。”施剑林说，一种处理汽车尾气的催化剂，在“住”进介孔“厂房”后，在催化效率设定不变的情况下，用量减少1/3，而使用寿命明显延长。
难上加难：纳米“工厂”实际应用造福社会
从想法萌生到研制出系列样品，施剑林和他的课题组整整花了10年多。但相对于另一件事儿，这还不算难，那件事儿就是让实验室里的纳米“工厂”应用到生产、生活中。
虽然在实验室做出了几十种纳米介孔复合体，但目前走向实际应用的还只有一种——介孔结构的汽车尾气催化剂。施剑林说，这种催化剂能使汽车尾气排放达到欧4标准，即使跑上10万公里，催化性能也仅下降5%左右。目前能使汽车尾气达到欧4标准的净化器，国内90%以上靠
进口。
他们研制的这种催化剂以贵金属如铂、铑和钯为关键活性成分，用量减少可使成本大幅下降，因此对企业很有吸引力。可在装上汽车的排气管之前，催化剂先要制成料浆，再均匀地涂在蜂窝金属或陶瓷上，还要通过稳定、安全、抗震、耐高低温和持久性等性能测试，以及有关汽车安全的种种测试。“一套完整的整车测试就要花费几十万元，”施剑林说，“此外还有中试、放大生产等很多工艺问题需要解决。”这项工作已经做了近4年，小批量产品开始进入市场，但离规模化生产和销售还有不少距离。
施剑林说，科研工作其实失败远多于成功，发论文、拿奖固然高兴，也不容易，但真正让成果造福社会与百姓，才是科研人员的心愿，也是真正的难关。2005年，他的另一项成果——纳米“药物分子运输车”问世，由于在生物医药上有良好应用前景，获得了国际学术界的高度关注。一晃快4年过去了，当初发表的两篇成果论文被引用都超过100次了，但离
临床应用似乎还很遥远。施剑林告诉记者，纳米材料担载药物进入人体后，牵涉到很多问题，4年中，他们已经解决了“运输车”的大小统一、分散行动、适时降解等难题，但细胞毒性、特异性抗体识别、“运输车”与生物活体器官的相互作用等难题依然“有待解决”。“我们目前正和仁济、
肿瘤医院开展合作。”他感叹道，科研人员的一生，有一两样科研成果能真正成功并获得应用，已非常不易。
作者：
2009-4-15