生物能量代谢

方向负责人：郑南峰教授，中国科学院院士、嘉庚创新实验室主任、新基石研究员

方向依托厦门大学与嘉庚创新实验室，围绕“基于量子隧穿机制的远红外生物医学”开展交叉研究。长期深耕催化反应机理、表面配位结构化学与表界面反应精准调控，并将其拓展至生命体系中氢、质子和电子转移过程及弱能量高效利用机制研究。

方向自主发展石墨烯远红外材料与发热膜技术，已实现石墨烯浆料量产、远红外印花和连续化制备，并形成具有高电-热辐射转换效率、良好稳定性和可规模化应用潜力的石墨烯远红外发射平台。该平台可发射覆盖中红外至远红外波段的特征光谱，为研究远红外与生物大分子、细胞和组织之间的相互作用提供了重要工具。

在基础机制层面，从氢原子、质子、电子转移及同位素效应出发，关注远红外能量如何影响氢键构象分布、降低有效隧穿势垒并提升反应速率，尝试突破传统过渡态理论难以解释弱能量驱动生物反应的局限。

围绕远红外的生物医学效应，方向系统开展了免疫调控、炎症干预、神经功能改善和疾病治疗研究。现有结果显示，石墨烯远红外可促进T细胞增殖、活化及向淋巴结迁移，调节巨噬细胞由促炎状态向抗炎状态转变，增强氧化磷酸化、提高ATP水平并降低炎症反应。

在疾病模型和应用探索方面，围绕HPV感染皮肤疣、银屑病、抑郁症和阿尔茨海默病等方向开展研究，初步显示远红外具有温和、无创、可持续干预的应用潜力。其中，远红外可通过增强免疫细胞活性、缓解内质网应激、调控离子通道和重塑神经环路等方式，对免疫疾病和神经系统疾病产生积极影响。

方向寄语：以量子隧穿阐释远红外生命效应，发展温和、精准、非侵入式的生物医学新技术。