在中國,有一位致力於打造「綠色化學」的女院士。最近,她登上了英國皇家化學會會刊Chemistry World,該刊對她進行了人物專訪。
她憑藉世界首創的一種神奇低溫水溶劑「秘方」,解決了最難溶解的生物質大分子——纖維素和甲殼素溶解的問題,由此打開了一條利用可再生動植物資源的新通道,深受英美兩國化學會的青睞。此前,她獲得了美國化學會頒發的安塞姆.佩恩獎,這是國際纖維素與可再生資源材料領域的最高獎項。
她就是武漢大學化學與分子科學學院教授、中國科學院院士張俐娜。
▲《江流賢勝 大成武昌》形象宣傳片—武昌 · 張俐娜
10月3日,英國皇家化學會會刊以Lina Zhang reflects on five decades as part of China’s green chemistry vanguard(《張俐娜院士:綠色化學的先驅》)為題,對其研究成果進行了集中報導。
作為少數能夠登上Chemistry World人物專訪欄目的中國女性,張俐娜為「綠色化學」做出的貢獻,以及她在高分子材料與高分子物理研究領域的國際影響力十分深遠。
8月底的一天,張俐娜收到了英國皇家化學會會刊副主編 Kit Chapman(凱特.查普曼)的郵件,希望對她進行人物專訪。為了更好地在全世界範圍內宣傳中國的「綠色化學」研究成果,張俐娜欣然接受了這個邀約。
當記者問及她為何這麼關注「綠色化學」時,張俐娜表示,「綠色化學」是21世紀科學與技術的發展趨勢。她認為,中國是發展中國家又是農業大國,開發利用可再生資源構建環境友好材料是我們的責任。十八屆五中全會提出「創新、協調、綠色、開放、共享」五大發展理念,「綠色化學」符合創新和綠色兩大理念,應用前景十分廣闊。
「我深刻地意識到,人類遲早將耗盡地球上的石油和煤炭資源,我們必須著手開發可以取而代之的新能源。」
1963年從武漢大學化學系畢業,之後被分配到北京鐵道科學研究院從事合成塑料和天然橡膠的相關研究工作。
1973年調回武漢大學後,她與丈夫杜予民開始研究和開發甲殼素和纖維素在功能材料上的應用。
自2000年張俐娜獲得國家自然科學基金重點項目資助後,她全力以赴進行纖維新溶劑及環境友好材料的研究。
此時,她已是花甲之年。
纖維素是地球上最豐富的可再生資源,然而纖維素的溶解一直是一個非常棘手的問題。國外主要用有機溶劑和高溫加熱溶解,成本高、能耗大、汙染嚴重。我國作為一個農業大國,每年都會產生大量的纖維素,包括農副產品廢棄物和海洋產品廢棄物。將它們變廢為寶,加以利用,成為張俐娜關注的問題。
該技術通過在低溫下對纖維素、甲殼素、殼聚糖和聚苯胺的溶解,可成功製備出應用於光電儲能、生物醫用、紡織、水處理、農用等各個領域的新材料如絲、薄膜、水凝膠、氣凝膠、納米纖維、微球、塑料等,這些材料兼具優良力學性能、安全性、生物相容性等優點。
該技術的運用為纖維素、甲殼素等生物質廢棄物的再生利用打開了一扇新的「綠色」大門,提高了可再生資源的利用效率。除此之外,在採用鹼/尿素水溶液低溫溶解技術之前,我國長期使用有毒的二硫化碳/氫氧化鈉溶劑溶解纖維素生產玻璃紙和粘膠絲,該傳統工藝對環境的汙染程度較大。鹼/尿素水溶液的使用將有效解決汙染問題,實現經濟效益與環境保護之間的協調發展。
傳統工藝製作的塑料等材料,需要數百年才能降解,成為影響生態環境可持續發展的「白色汙染」。採用張俐娜研究團隊利用可再生的生物質和綠色新技術製造出的材料,在廢棄之後,埋在土壤中25℃以上一個月內就可以完全降解,減少了處理廢棄物帶來的環境汙染問題。
「通過這些技術,不僅可以增加農業、海洋廢棄物的附加價值,實現由農業廢品向工業原料的轉換,還可以減少資源浪費和由此引發的環境汙染問題。」張俐娜介紹。
憑藉該技術,張俐娜在2011年被美國化學會授予安塞姆.佩恩獎(AnselmePayen),成為半個世紀以來摘得該獎項的首位中國人。「綠色化學」讓她在國際學術領域聲名遠揚。一些國外學生甚至遠涉重洋,申請攻讀張俐娜的博士和博士後。她的實驗室現在還有來自法國的博士後。
英國威爾斯大學原校長Glyn O.Phillips(格林.菲利普斯)在參觀張俐娜的實驗室後說,「這使我回憶起多年前訪問諾貝爾化學獎獲得者Woodward(伍德沃德)教授實驗室的情景。張院士具有對知識的渴求精神,鍥而不捨探索物質的基礎科學問題。同時,她時刻關注科研成果商品化及實用價值,給我留下了深刻印象。」
▲張俐娜指導法國博士後用原子力顯微鏡做實驗
張俐娜直指當前科學研究中存在著基礎研究與經濟發展兩張皮的問題,認為衡量科研成果價值的首要標準是它對國家發展是否有實際意義,是否能夠有效服務社會,而不是在完成科研之後「束之高閣」,止步於理論階段。
張俐娜認為,中國是一個農業大國,正如習近平總書記要求的那樣,廣大科技工作者要把論文寫在祖國的大地上。「多做一些與農業大國相符合,以及國家經濟急需的研究工作」,才能將基礎研究與經濟發展很好地協調起來,使科學成果造福於國家和人民。
最近幾年,成果轉化工作已經在江蘇多地以及武漢、唐山等地展開試驗,但由於政策、環境、經費、工程化技術等一系列問題,張俐娜不無遺憾地表示成果轉化速度很慢、轉化率偏低。她希望政府以及企業能夠將目光投向「綠色化學」,推動這項功在當代、利在千秋的技術成果轉化。
幾十年來,初心不改。
在多數同齡人已安享膝下承歡之樂時,憑藉著對科研的一腔熱血和報效國家的使命感,她依舊奮戰在科研一線,通過自己的努力獲得了一項又一項科研突破,為我國「綠色化學」的發展勾勒出美好前景。
武漢大學
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記者:付曉歌
實習生:江艾婧
來源:武大新聞網
編輯:薛裕馨
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