铜是人类最早使用的金属之一，在距今四五千年前的尧舜禹时代，人们已经能够冶炼青铜器，在夏商周的青铜时代，更出现了繁复精美的青铜祭品，到如今，铜的应用已经深入到我们生活的每一个领域。

实际上，铜的本领远超出我们的想象。4月17日，由中国科学院计算机网络信息中心与中国科学院科学传播局共同主办、中国科普博览承办的中科院“SELF格致论道”讲坛第六期在北京联合大学举办，8位来自科学、人文、创业领域的女嘉宾分别进行了主题分享。其中，中国科学院金属所副研究员、材料科学家任玲，就铜这一为大众熟悉的金属材料进行了分享。

神奇的杀菌本领

产自法国的波尔多红酒享誉全球，是诸多红酒爱好者的心头好。说起来，能喝到如此美味的佳酿，要感谢铜。1878年，细菌突然开始攻击波尔多地区的葡萄，几乎所有庄园的葡萄都遭受了毒害——枝叶凋零，葡萄产量基本为零。庄园主们想尽了各种办法，尝试了很多种的杀菌剂，但是丝毫没有作用。

直到1885年，植物学家米拉德教授偶然间发现了一种神奇液体，可以有效地杀菌，教授把这种液体广泛地应用到了波尔多地区，葡萄回复，葡萄酒产量也上来了。这种液体也被正式命名为“波尔多液”。

所谓“波尔多液”，简单来说就是一种硫酸铜溶液，因为含有铜，所以具有杀菌作用。自此人们开始认识到铜的杀菌作用，从此以后出现了更多种类利用铜的杀菌剂。

除了杀菌之外，铜还有促进伤口愈合的作用。任玲指出，铜可以促进我们骨骼的生长，促进血管再生。如果我们皮肤有一个伤口，如果有铜存在的话，伤口会很快愈合。

在十多年针对铜的研究中，任玲和同事们进行了诸多尝试。她分享了一个有趣的实验。在炎热的夏天，将两排筷子插入一碗新鲜的米饭。三天后，普通筷子周围的米饭已经变黄、发霉，含铜不锈钢筷一侧的颜色和现状却没有丝毫改变。这再次验证了铜的杀菌作用。

任玲之后用自己做了一次人体实验。一直受苦于口腔溃疡的她开始使用含铜不锈钢筷吃饭，“神奇的是，当我2013年开始用我们含铜不锈钢餐具以后我再也没有口腔溃疡了。也许大家觉得这很神奇，但这的确是我自己亲身经历的”。

现在他们已经研发了一系列含铜不锈钢餐具，甚至包括婴儿用品，还有礼品，还包括厨房中水槽、菜板、菜刀、不锈钢的保温杯、电饭煲的内胆，还有洗衣机滚筒的内胆等等。

除了餐具之外，含铜金属材料在其他领域也大显身手，比如海底石油管道。一般石油管道是普通的碳钢材料，因为细菌、微生物的黏附，发生腐蚀后就会导致漏油事件。任玲表示正字尝试用含铜不锈钢来替代传统材料，或许可以减少些漏油事件呢。“也许在未来某一天我们还可以把这种材料送到太空中去，对抗太空中那些变异的细菌。”任玲补充说。

当把铜植入人体

医用金属材料目前已经得到了广泛的应用，占所有生物材料份额的40%。它们有非常好的力学承载能力、可塑性，以及非常强的抗腐蚀能力。临床中常用的金属材料主要有不锈钢、钛合金等。比如人工髋关节，即俗称的股骨头，多半是用钛合金做的，以及牙种植体、接骨板等。

金属类医用器械植入人体后，细菌随之而来。“可以说细菌这个小东西，它非常顽强，而且无处不在，而且它们还有一个爱好，非常喜欢我们身体上有异物，只要它们感受到了我们身体来了一个外来客，它们马上通过各种途径、各种方式，向外来物表面聚集，于是形成了细菌生物膜。”任玲解释说，细菌生物膜能抵御外来抗生素对细菌的攻击，细菌在里面会释放毒素，而人体的组织就因为这些毒素红肿、流脓，发生感染。一旦感染，患者往往要面临二次甚至三次手术，痛苦程度无须多言。

为了避免这种情况的发生，目前较通用的方法是，在金属类的植入物器械外表面涂上一层抗生素类的药物。这种方法短期有效，但存在很多弊端。任玲解释说：“抗生素涂层和金属性质差异非常大，而且一旦它释放完了，细菌又来攻击人体怎么办。抗生素的滥用，现在已经导致了一种什么都不怕的细菌——超级细菌的出现。”

身为材料学家的任玲和同事们开始从金属材料自身成分的设计入手，希望能够找到一种安全且有效的解决方式。含铜金属材料成为首选，它能够释放抗菌元素，还不会引发细菌耐药性，而且是无机的抗生剂。

“我的工作就是验证含铜金属材料是否具有抗细菌感染，是否能够抑制这种植物器械引发的细菌感染，同时推进它的临床应用。”任玲告诉记者，大量的实验已经证明了含铜的金属材料具有抗细菌感染的功能，能够有效地抑制植入器械引发的细菌感染。而在安全性上，人体细胞在该含铜金属材料上也是生长良好。

至于将这种材料推向市场及临床应用，任玲表示这也是自己的最大心愿之一。但植入类医疗器械的转化非常困难。任玲解释说：“需要国家食品药品监督管理总局来申请医疗器械注册证：需要把材料送到权威部门进行检验，动物实验，甚至是临床实验。这个难度，其监管力度比奶粉还要多好多倍，特别是对我研究的这种含铜金属的新材料来说，它是完全的设计国产化，制造国产化，而且国外没有例子让你模仿的，这种新材料的医疗器械想拿到这种注册证，简直是难上加难。目前在我们国家还没有新材料医疗器械拿到注册证，最快就是刚刚完成临床实验，还在等待结果。”

任玲介绍说，她所在的课题组开发的一种新材料现在已经做成了心血管支架，植入到冠心病志愿者体内进行二期临床实验。虽然困难，但神奇“铜”话会一直延续。