該研究發(fā)現(xiàn)納米材料在生物環(huán)境中會(huì)選擇性地吸附生物環(huán)境中的離子/分子而形成納米—生物的聚集體（nano-bio-complex），揭示了納米材料—生物體系之間存在復(fù)雜的相互作用。徐明生為該文章的第一作者和通訊作者，有關(guān)工作得到了國家自然科學(xué)基金委、浙江省自然科學(xué)基金委、浙江省科技廳、浙大高分子科學(xué)與工程學(xué)系及硅材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助和支持。
納米材料已逐漸應(yīng)用于人們的日常用品如防曬霜、餐具、衣服、運(yùn)動(dòng)用品等，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域如藥物載體、癌癥治療、基因治療、抗菌材料、組織工程、醫(yī)學(xué)診斷、生物傳感器等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。在另一方面，納米材料的安全性日益受到人們的關(guān)注：人們越來越擔(dān)心納米材料的納米特性，如小尺寸效應(yīng)、表面和界面效應(yīng)以及量子尺寸效應(yīng)等，可能引發(fā)特殊的生物學(xué)效應(yīng)，給人類健康造成威脅、給環(huán)境以及社會(huì)帶來負(fù)面影響。
比如，如果納米纖維狀的石棉被吸入人體內(nèi)，附著并沉積在肺部，可能造成如石棉肺、胸膜和腹膜的皮間瘤等肺部疾病。研究納米材料與生物系統(tǒng)包括細(xì)胞、組織、器官、動(dòng)物、人體等之間的相互作用有助于我們深入理解納米材料的毒性機(jī)理，研發(fā)高效的藥物/基因載體。
通常，納米材料進(jìn)入生物環(huán)境會(huì)吸附生物環(huán)境中的蛋白質(zhì)分子而形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的納米顆粒—蛋白質(zhì)環(huán)（nanoparticle protein corona），學(xué)術(shù)界常以這種蛋白質(zhì)冠狀效應(yīng)為“模型”去解釋納米—生物界面所發(fā)生的相互作用。
然而，利用透射電子顯微鏡，浙江大學(xué)陳紅征教授組的徐明生與日本的國家材料科學(xué)研究所的Nobutaka Hanagata教授等合作揭示了比這更復(fù)雜的界面效應(yīng)。
他們發(fā)現(xiàn)納米材料在生物環(huán)境中不但會(huì)吸附生物環(huán)境中的蛋白質(zhì)分子，而且會(huì)選擇性地吸附生物環(huán)境中的離子/分子而形成納米—生物的聚集體，并且這種聚集體的形成與生物環(huán)境中有無蛋白質(zhì)分子沒有聯(lián)系，這樣，細(xì)胞“看到”的或直接接觸到的可能并非納米材料本身。
該研究的若干發(fā)現(xiàn)極大地加深了人們對(duì)納米顆粒在生物環(huán)境中的冠狀效應(yīng)的理解；對(duì)于理解納米材料的細(xì)胞毒性機(jī)理，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
