基于30年的研究基礎(chǔ)，清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院王玉蘭研究團(tuán)隊(duì)成功突破國(guó)產(chǎn)核孔膜技術(shù)瓶頸，成功將功能核孔膜對(duì)PM2.5的防護(hù)效率提升至98%及以上，為制作PM2.5防護(hù)口罩、防霾透氣窗紗等空氣防護(hù)產(chǎn)品提供了性能優(yōu)越的優(yōu)良材料。

2020年，王玉蘭教授正式從清華大學(xué)退休全職創(chuàng)辦鄰得膜科技公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“鄰得膜”），實(shí)現(xiàn)了全球獨(dú)創(chuàng)非對(duì)稱(chēng)孔的技術(shù)突破，并解決了穩(wěn)定性較差、孔徑和孔型控制難、量產(chǎn)困難、成本高昂等難題，有望打破核孔膜的海外市場(chǎng)壟斷。

王玉蘭教授提到，“鄰得膜”的企業(yè)名字出自《論語(yǔ)》“德不孤，必有鄰”這一名句?！捌髽I(yè)價(jià)值創(chuàng)造的核心力量，在于其擁有的突破性技術(shù)。而我們創(chuàng)辦企業(yè)的初衷，就是為了讓科技惠及更多的人，為大眾服務(wù)?！?/span>

隨著高精尖的技術(shù)壁壘和量產(chǎn)難題被逐一攻破，核孔膜的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用走向了截然不同的路徑：“我們與海外在研究層面是相對(duì)同步的狀態(tài)，不過(guò)在應(yīng)用的角度上海外更加追求高附加值、高利潤(rùn)。而我們則是在不考慮經(jīng)濟(jì)價(jià)值的情況下，通過(guò)攻破技術(shù)難關(guān)使其能夠盡可能為中國(guó)所用?！?/span>

尤其在生物醫(yī)藥端，基于全球獨(dú)創(chuàng)非對(duì)稱(chēng)孔的改性修飾技術(shù)，鄰得膜拓寬了核孔膜在高端過(guò)濾領(lǐng)域的應(yīng)用范疇，在免疫載體、細(xì)胞灌流培養(yǎng)等關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出**性能。

01

掌握關(guān)鍵輻照及化學(xué)后處理技術(shù)，攻克精度與量產(chǎn)的“卡脖子”難題

核孔膜（核徑跡蝕刻微孔膜）是一種通過(guò)高能粒子或核反應(yīng)堆中的熱中子引發(fā)的重核裂變碎片照射有機(jī)高分子薄膜（如聚碳酸酯），在原子核走過(guò)的路徑上留下輻照損傷通道，再經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻處理，將損傷通道轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓖ㄎ⒖锥频玫臑V膜。孔徑大小均一，直徑范圍從幾納米到幾十微米，跨越4個(gè)數(shù)量級(jí)。

核孔膜具有孔徑精確可調(diào)、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)和熱穩(wěn)定性好、生物相容性好等多重優(yōu)勢(shì)，在分離、過(guò)濾及檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用前景，能夠被應(yīng)用于生物制藥、食品、電子、環(huán)境工程等多領(lǐng)域，還能被用于超低溫絕熱材料、納米微米級(jí)物體的合成及同位素分離、氣體分離等廣泛領(lǐng)域。

核孔膜，受訪者供圖 

不過(guò)，這一具有獨(dú)特屬性且具有廣泛前景的微孔濾膜卻存在難以跨越的技術(shù)壁壘?！笆紫?，核孔膜的生產(chǎn)成本較為高昂，從高能粒子輻照到化學(xué)蝕刻處理，每一步都需要極高的技術(shù)水平和嚴(yán)苛的控制條件，這也就導(dǎo)致了其價(jià)格居高不下，限制了它的使用范圍?！蓖跤裉m教授說(shuō)。

其次，由于成孔機(jī)制涉及物理和化學(xué)過(guò)程的相互交織，核孔膜的孔徑和孔型以及孔密度的精確控制、穩(wěn)定量產(chǎn)仍然是一大難題?！?/span>微觀層面來(lái)說(shuō)，哪怕是納米級(jí)別的誤差，都可能使核孔膜的性能在某些領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)生天壤之別。這種控制難題可能會(huì)導(dǎo)致同批次或不同批次產(chǎn)品之間存在差異，進(jìn)一步而言核孔膜的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化是一個(gè)比較難以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)?！蓖跤裉m教授補(bǔ)充說(shuō)，生物醫(yī)藥高端過(guò)濾需要更加精確的孔徑來(lái)篩選特定大小的生物物質(zhì)，例如用于血液透析或蛋白質(zhì)分離時(shí)，孔徑的不準(zhǔn)確可能使一些有害雜質(zhì)混入或者導(dǎo)致寶貴的生物目標(biāo)物質(zhì)流失。

特別要強(qiáng)調(diào)的是，核孔膜在生產(chǎn)過(guò)程中面臨著量產(chǎn)穩(wěn)定性問(wèn)題，從實(shí)驗(yàn)室跨越到規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)相當(dāng)艱難。王玉蘭教授坦言，“我們從研究核孔膜到實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，大概花了5年的時(shí)間；再在此基礎(chǔ)上不斷克服穩(wěn)定性、控制的難題，我們又花了8年多的時(shí)間。”正是因?yàn)楹丝啄どa(chǎn)過(guò)程的艱難，才讓王玉蘭教授對(duì)其格外珍惜。無(wú)論是在實(shí)驗(yàn)室還是在生產(chǎn)線上，總是能夠看到王玉蘭教授小心翼翼收集每一小片核孔膜的身影。

 

王玉蘭教授，受訪者供圖

技術(shù)上來(lái)看，鄰得膜已經(jīng)掌握了兩種打孔技術(shù)——加速器輻照和反應(yīng)堆輻照技術(shù)。前者是應(yīng)用范圍較廣的核孔膜打孔技術(shù)，但對(duì)設(shè)備、設(shè)備維護(hù)及束流調(diào)控要求較高以及存儲(chǔ)條件控制要求嚴(yán)苛，獲得密度穩(wěn)定性?xún)?yōu)于85%的核孔膜難度較高。

反應(yīng)堆輻照技術(shù)則是一種僅有中、美兩國(guó)掌握的打孔技術(shù)，易于實(shí)現(xiàn)密度穩(wěn)定性?xún)?yōu)于90%技術(shù)指標(biāo)，也適用于制造要求截留效率更高的核孔膜。而鄰得膜不僅掌握這項(xiàng)技術(shù)，還掌握了加速器輻照的多參數(shù)匹配和密度穩(wěn)定、均勻的能力，解決了核孔膜生產(chǎn)過(guò)程中因輻照不均導(dǎo)致的孔密度不穩(wěn)定的問(wèn)題。

鄰得膜聯(lián)合創(chuàng)始人齊佳談到，“通過(guò)對(duì)加速器輻照及化學(xué)后處理各項(xiàng)參數(shù)的精準(zhǔn)調(diào)控，將核孔膜的孔徑精確控制在納米級(jí)別的特定范圍、孔密度的批內(nèi)差大幅降低至極小范圍，讓我們能夠生產(chǎn)出具有高性能和一致性的核孔膜。這意味著，鄰得膜進(jìn)一步拓寬了核孔膜在高端過(guò)濾領(lǐng)域中的應(yīng)用探索，將加速在生物制藥、半導(dǎo)體制造等高精尖行業(yè)的深度融合與應(yīng)用，有望打破國(guó)外企業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域中核孔膜技術(shù)的長(zhǎng)期壟斷局面。”

02

基于全球獨(dú)創(chuàng)非對(duì)稱(chēng)孔結(jié)構(gòu)，**“膀胱癌腫瘤細(xì)胞采集器”獲批上市

在核孔膜改性方面，鄰得膜更是具有全球**的創(chuàng)新工藝——非對(duì)稱(chēng)孔結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的核孔膜為雙錐孔或圓柱孔相比，非對(duì)稱(chēng)孔結(jié)構(gòu)具有諸多顯著優(yōu)勢(shì)：

● 在流體通過(guò)性能上，單錐孔的特殊形狀使得流體在膜孔內(nèi)的流動(dòng)阻力更小，流速更快，在維持高截留效率的同時(shí)大大提高了液體通量和膜再生能力。

● 在抗污染性能方面，傳統(tǒng)雙錐孔或圓柱孔在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，容易因雜質(zhì)吸附而導(dǎo)致孔徑變小甚至完全堵塞，而單錐孔則能憑借其結(jié)構(gòu)特性讓雜質(zhì)更易被流體沖走，有效減少了雜質(zhì)在孔內(nèi)的沉積和堵塞概率，延長(zhǎng)了核孔膜的使用壽命，減少了頻繁更換膜組件的麻煩和成本。

● 在分離精度上，單錐孔可以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的物質(zhì)分離。通過(guò)對(duì)單錐孔的孔徑和錐度等參數(shù)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，能夠?qū)Σ煌胶托再|(zhì)的物質(zhì)進(jìn)行更細(xì)致的篩分。

● 一組對(duì)比性實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)核孔膜過(guò)濾835ml沸水后堵塞，無(wú)法再生；而鄰得膜改性膜過(guò)濾30L沸水后，仍可繼續(xù)連續(xù)過(guò)濾，且濾餅易被清除使膜再生。

基于這一獨(dú)創(chuàng)性的改性修飾，鄰得膜拓寬了核孔膜在生物醫(yī)藥高端過(guò)濾領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，在免疫載體、生物芯片及生物醫(yī)藥等關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出**性能。在生物制藥領(lǐng)域的純化工藝等各過(guò)濾環(huán)節(jié)，經(jīng)修飾后的核孔膜能夠精準(zhǔn)篩選目標(biāo)物質(zhì)，顯著提高了目標(biāo)物質(zhì)的得率，為生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的高效生產(chǎn)與質(zhì)量提升提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

其初代產(chǎn)品——第一代膀胱癌腫瘤細(xì)胞采集器，已成功獲NMPA批準(zhǔn)上市，現(xiàn)正持續(xù)優(yōu)化升級(jí)，致力于進(jìn)一步削減臨床應(yīng)用成本，提升產(chǎn)品性?xún)r(jià)比與實(shí)用性。

膀胱癌腫瘤細(xì)胞采集器，受訪者供圖

具體而言，膀胱癌腫瘤細(xì)胞采集器可應(yīng)用于尿路上皮癌早篩以及液體活檢中循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）的富集。“在尿路（包括腎盂、輸尿管、膀胱）有腫瘤時(shí)，腫瘤細(xì)胞會(huì)脫落下來(lái)進(jìn)入尿液，采集器通過(guò)核孔膜技術(shù)將脫落細(xì)胞富集出來(lái)，進(jìn)而進(jìn)行病理制片、細(xì)胞形態(tài)分析、癌癥分期分型等”，齊佳指出，過(guò)往尿液中細(xì)胞富集檢測(cè)的方法有兩種——離心沉渣法和薄膜液基法，前者可能會(huì)有漏檢或影響細(xì)胞完整性的問(wèn)題，后者已非常普及，但所用的膜材料價(jià)格十分昂貴。

除了持續(xù)迭代升級(jí)的尿路上皮癌腫瘤細(xì)胞采集器外，鄰得膜還開(kāi)發(fā)了多個(gè)生命科學(xué)上游產(chǎn)品管線，包括平面式一次性細(xì)胞灌流培養(yǎng)濾膜、細(xì)胞灌流培養(yǎng)濾芯產(chǎn)品以及微濾、超濾膜包等。目前，已經(jīng)有多項(xiàng)產(chǎn)品與生命科學(xué)上游頭部企業(yè)合作完成相關(guān)性能測(cè)試及產(chǎn)品供貨。

03

從科研創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)路徑，探索底層技術(shù)的商業(yè)化潛力

80年代從北京大學(xué)核物理專(zhuān)業(yè)畢業(yè)，王玉蘭教授又奔赴日本攻讀早稻田核物理與核工程博士學(xué)位，歸國(guó)后在清華大學(xué)工作近20年。在核孔膜領(lǐng)域，王玉蘭教授從基礎(chǔ)研究做起，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻破核孔膜“卡脖子”技術(shù)并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，參與完成了我國(guó)兩項(xiàng)核孔膜技術(shù)推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，擁有50多項(xiàng)相關(guān)專(zhuān)利。

現(xiàn)在，在核孔膜材料領(lǐng)域深耕30年的王玉蘭教授又投身于產(chǎn)業(yè)界，致力于將國(guó)際**的核孔膜技術(shù)應(yīng)用到更多領(lǐng)域。目前，鄰得膜不僅通過(guò)技術(shù)攻關(guān)實(shí)現(xiàn)了核孔膜的規(guī)?；慨a(chǎn)，將產(chǎn)品成本大幅度降低；更通過(guò)多項(xiàng)原創(chuàng)性技術(shù)將核孔膜的性能提升，拓展應(yīng)用至超過(guò)6個(gè)領(lǐng)域。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，針對(duì)由于我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀導(dǎo)致生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈上存在損耗、能耗過(guò)高等問(wèn)題，鄰得膜開(kāi)發(fā)的常溫物理保鮮技術(shù)利用膜的微孔參數(shù)控制，實(shí)現(xiàn)生鮮果蔬的生命延長(zhǎng)，降低損耗與能耗，減少環(huán)境污染，獲得農(nóng)業(yè)從業(yè)者高度認(rèn)可，已在地方農(nóng)產(chǎn)品牌水果推廣應(yīng)用。 

核孔膜在保鮮領(lǐng)域應(yīng)用，受訪者供圖

相較傳統(tǒng)保鮮包裝，核孔膜保鮮透氣性佳、效果持久、適配性強(qiáng)，能降低冷藏依賴(lài)，為農(nóng)產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)提供便捷經(jīng)濟(jì)方案，在生鮮果蔬、花卉等多領(lǐng)域前景廣闊。核孔膜具有均勻且可控的孔徑，可依被保鮮物呼吸特性精準(zhǔn)調(diào)控包裝內(nèi)氣體交換速率。如水果、蔬菜保鮮時(shí)，核孔膜包裝能營(yíng)造適宜的低氧高二氧化碳高濕度環(huán)境，抑制果蔬呼吸和蒸騰，延緩成熟衰老，減少營(yíng)養(yǎng)損耗和水分流失萎蔫，且避免無(wú)氧呼吸致害。

在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，對(duì)核孔膜鉆研超過(guò)30年的王玉蘭教授始終有一個(gè)樸素的夢(mèng)想，“需求是創(chuàng)新的源動(dòng)力，也是企業(yè)前行的導(dǎo)向。成立幾年來(lái)，鄰得膜已經(jīng)在一些領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的成績(jī)，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我們不僅僅是一個(gè)膜材料生產(chǎn)商，更希望能夠?qū)⑾冗M(jìn)的原創(chuàng)技術(shù)應(yīng)用到更多領(lǐng)域中，讓他變成產(chǎn)品、變成商品，惠及更多的用戶(hù)。再長(zhǎng)遠(yuǎn)一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，鄰得膜不僅僅是產(chǎn)品公司，而是最終成長(zhǎng)為一家技術(shù)方案解決公司，具有更強(qiáng)的生命力?！?/span>

近年來(lái)，全球核孔膜行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)， 年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)21%。這片廣闊的藍(lán)海，蘊(yùn)含著無(wú)限的潛力與機(jī)遇。

鄰得膜正在進(jìn)行更多原創(chuàng)核孔膜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，誠(chéng)邀醫(yī)療創(chuàng)新企業(yè)、產(chǎn)業(yè)端探索者、行業(yè)伙伴洽談更多合作，共創(chuàng)美好未來(lái)。