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上海交通大學(xué)氫科學(xué)中心在“氫能、氫醫(yī)學(xué)、氫農(nóng)學(xué)”三個(gè)研究方向上攜手發(fā)展。氫氣不僅是一種清潔的綠色能源，而且是一種被證明是安全有效的醫(yī)用氣體。對炎癥相關(guān)疾病有明顯的抗炎作用。它也是一種清潔高效的農(nóng)用燃?xì)?。它在作物抗逆性、增產(chǎn)、保鮮等方面具有顯著的生物學(xué)效應(yīng)。氫能、氫醫(yī)學(xué)和氫農(nóng)業(yè)都存在著共同的科學(xué)問題：氫分子的有效儲(chǔ)存、安全輸送、控制釋放和有效利用。受氫能啟發(fā)，何前軍教授（兼職）團(tuán)隊(duì)將氫能和催化應(yīng)用于氫醫(yī)學(xué)和氫農(nóng)業(yè)，并在2021年取得了一系列新進(jìn)展。
首先，針對氫氣控釋問題，開發(fā)了Z型sns1.68-wo2.41納米催化劑和K/C共摻雜氮化碳催化劑（如圖所示），實(shí)現(xiàn)腫瘤原位近紅外光催化制氫，抑制癌細(xì)胞能量代謝，同時(shí)，利用產(chǎn)生的空穴氧化腫瘤中過表達(dá)的GSH，破壞腫瘤抗氧化防御系統(tǒng)，從而通過氫空穴聯(lián)合療法有效破壞腫瘤微環(huán)境，達(dá)到高效抗癌的效果。本研究首次提出“氫-空穴聯(lián)合療法”。與傳統(tǒng)的天然氣前藥裝填策略不同，催化產(chǎn)氣策略完全避免了其它部分的產(chǎn)氣。與傳統(tǒng)的光催化制氫材料相比，所研制的近紅外光催化制氫納米材料不需要攜帶任何犧牲劑，能夠連續(xù)、可持續(xù)、高效地制氫。這項(xiàng)工作已發(fā)表在世界著名期刊《自然·通訊》和《先進(jìn)材料》：Photocatalysis-mediated drug-free sustainable cancer therapy using nanocatalyst， Nature Communications，2021，12，1345。
其次，針對氨氣的高效釋氫問題，采用中空介孔二氧化硅納米粒子負(fù)載氨芐烷，構(gòu)建了一種高效釋氫納米膠囊，實(shí)現(xiàn)了氨氣的高效釋氫和酸控長期釋放。研究發(fā)現(xiàn)，胃腸道中的緩釋氫分子可以通過“腸內(nèi)”調(diào)節(jié)腸道菌群（如akk菌群）？代謝途徑？肝軸改善糖代謝和脂代謝，有效改善糖尿病、脂肪肝和肥胖癥（見圖表）。氫納米緩釋膠囊以肥料的形式應(yīng)用于氫農(nóng)學(xué)。發(fā)現(xiàn)它能長時(shí)間向植物根系釋放氫分子，誘導(dǎo)植物側(cè)根生長，揭示了緩釋氫分子通過調(diào)節(jié)一氧化氮誘導(dǎo)側(cè)根生長的機(jī)理（如下圖所示）。這項(xiàng)工作已發(fā)表在《生物材料》和《化學(xué)工程雜志》上
