編者按
小夥伴都知道，製造氣氛的最佳工具就是那些五顏六色的移動燈，燈光能在程式的精確控制下迅速變化。而NUS的兩位研究人員則把這種場景運用到了奈米發光材料上，可以植入人體治療疾病，並因此獲得了德國洪堡研究獎。
NUS教授獲得德國洪堡研究獎
來自新加坡國立大學生物醫學工程的 Zhang Yong 教授和新加坡國立大學化學系的Jiang Donglin 教授在研究發光奈米材料作出了重大貢獻，並因此獲得德國洪堡研究獎（Humboldt Research Award）。
還記得我們剛剛舉出的有關於燈光的例子嗎？這兩位教授也進行了相似的研究，不過他們並不是為了娛樂而這樣做。他們對光的實驗不僅可以挽救生命，甚至有助於拯救地球。
Zhang Yong 教授（左）和 Jiang Donglin 教授（右）
來源：NUS
明年，兩位教授將獲得 60,000 歐元的贈款，前往德國與不同的研究人員合作，並將各自的研究領域提升到一個新的水平。
洪堡研究獎（Humboldt Research Award）由德國Alexander von Humboldt 基金會資助，旨在表彰在各個領域內傑出的研究人員，他們的工作對本學科及其他領域產生了重大影響。
如何用光消滅癌症
Prof Zhang 的專長是開發包含特殊奈米粒子的裝置，這些裝置可以植入人體深處那些受到疾病侵擾的部位，其治療範圍甚至包括癌症。
來自體外的“遙控器”可發出 X 射線來刺激奈米粒子，這樣它們就會發出特定顏色的光。而來自奈米顆粒的光敏藥物，將在稱為光動力療法 (PDT) 的治療中準確靶向並殺死癌細胞。而普通的化療不僅會殺死癌細胞，也會破壞正常的細胞結構。與化療相比，光動力療法更有針對性，而且不會對人體造成太大傷害。
ProZhang 教授最新研究出的發光奈米粒子可以透過無線方式照射，發出不同顏色的可見光。他們團隊表示，那些顯微鏡下的奈米粒子看起來像西瓜一樣。
奈米粒子，來源：NUS
具有不同功能的材料將組合成小的奈米晶體。當它們被深層組織穿透 X 射線或近紅外光激發時，這些奈米粒子會發出光，可用於啟用體內精確位置的抗癌藥物。Prof Zhang 團隊的成果已於 2021 年 1 月發表在《自然通訊》（ Nature Communications ）上。
“小時候，我一直想成為一名科學家，但長大後我發現科學研究並不像漫畫書中描述的那麼簡單，” Prof Zhang 說。
在發表了他的研究論文後，Prof Zhang 開始收到來自多個國家的癌症患者及其家人的電子郵件，詢問新材料是否能讓他們有機會治療他們的疾病。
Prof Zhang 分享說：“他們在絕望之中寫信給世界各地的科學家，希望找到治癒方法。但我沒法給予他們幫助時，這種感覺非常糟糕。”
對病人的責任心促使他更加深入的研究治療方法。他開始與新加坡國家癌症中心、新加坡國立大學醫學院和國立大學健康系統合作，幫助確定臨床需求。他的志向也與NUS的生物醫學科學和轉化醫學不謀而合。“開發一項新技術並將其用於臨床需要時間，但我們正在路上，”他說。
設計二維聚合物材料
Prof Jiang 則是在研究有機二維聚合物（一種非常大但是很薄的分子），他是該領域的世界級先驅。
多年前，當他在日本獲得第一份關於二維聚合物的學術工作時，他想做一些以前沒有人做過的事情。科學家們之前已經創造了自組裝的二維聚合物，但他們使用了非共價鍵，這是一種不涉及原子之間共享電子的化學鍵。
Prof Jiang 有一個想法，即使用共價鍵建立二維聚合物。這些鍵可以在有機化合物中找到，有機化合物是含有碳氫鍵的物質。Jiang 教授創造的所謂共價有機骨架（COF）可以形成比純非共價聚合物更復雜的穩定結構，使科學家在設計具有所需特性的聚合物時具有更大的靈活性。
Prof Jiang 一直在研究 COF 的許多潛在用途，從儲能到半導體，再到透過吸收和轉化二氧化碳來減少排放。然而，COF 的化學和物理性質不易控制，使其實驗結果並不理想。
在他們的最新研究中，Prof Jiang 的團隊找到了一種方法，可以輕鬆準確地用各種原子和分子（如氫、氯和甲基）修改 COF 的二維分子骨架，以誘導發射跨越整個色譜的不同波長的光。此外，他們研究的系統在化學上是穩定的，並能發出大量光，這對於現實世界中的實際發光和感測應用有非常大的幫助。
可以修改COF的二維分子骨架，來源：NUS
他們的研究結果於2021年6月發表在 Angewandte Chemie 國際版上，並被該雜誌歸類為“非常重要的論文”。
與國際研究人員共同合作
Prof Zhang 和他的幾個博士生將訪問德國伊爾梅瑙工業大學（Technische Universität Ilmenau），並與那裡的幾位研究人員合作。
憑藉在納米制造方面的專業知識，合併後的團隊將開發新的可植入 PDT 裝置，將發光奈米顆粒和光敏藥物結合在一個具有更好透光性的可生物降解包裝中。這將使 PDT 更小且更有效。
同時，Prof Jiang 計劃深化與馬克斯普朗克聚合物研究所（Max Planck Institute for Polymer Research）、馬克斯普朗克固態研究所（Max Planck Institute for Solid State Research）和德累斯頓工業大學（Technische Universität Dresden）的四名主要研究人員的現有合作。他們每個人都將致力於研究二維聚合物和 COF 的不同方面。
科學家們將共同為 COF 開發一系列新的結構和功能，並解決全球環境和能源問題。
“此次合作將融合我們集團和德國集團的優勢。COF 為我們社會的可持續發展提供了非常大的幫助，” Prof Jiang 說。
