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“绿色化学”女院士登上英国皇家化学会会刊

时间:2016年11月18日 发布者: 来源: 查看次数:5417

记者:付晓歌  实习生:江艾婧

在中国,有一位致力于打造“绿色化学”的女院士。最近,她登上了英国皇家化学会会刊Chemistry World,该刊对她进行了人物专访。

她凭借世界首创的一种神奇低温水溶剂“秘方”,解决了最难溶解的生物质大分子——纤维素和甲壳素溶解的问题,由此打开了一条利用可再生动植物资源的新通道,深受英美两国化学会的青睐。此前,她获得了美国化学会颁发的安塞姆.佩恩奖,这是国际纤维素与可再生资源材料领域的最高奖项。

她就是武汉大学化学与分子科学学院教授、中国科学院院士张俐娜。

  

10月3日,英国皇家化学会会刊以Lina Zhang reflects on five decades as part of China’s green chemistry vanguard(《张俐娜院士:绿色化学的先驱》)为题,对其研究成果进行了集中报道。

 

作为少数能够登上Chemistry World人物专访栏目的中国女性,张俐娜为“绿色化学”做出的贡献,以及她在高分子材料与高分子物理研究领域的国际影响力十分深远。

8月底的一天,张俐娜收到了英国皇家化学会会刊副主编Kit Chapman(凯特.查普曼)的邮件,希望对她进行人物专访。为了更好地在全世界范围内宣传中国的“绿色化学”研究成果,张俐娜欣然接受了这个邀约。

当记者问及她为何这么关注“绿色化学”时,张俐娜表示,“绿色化学”是21世纪科学与技术的发展趋势。她认为,中国是发展中国家又是农业大国,开发利用可再生资源构建环境友好材料是我们的责任。十八届五中全会提出“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念,“绿色化学”符合创新和绿色两大理念,应用前景十分广阔。“我深刻地意识到,人类迟早将耗尽地球上的石油和煤炭资源,我们必须着手开发可以取而代之的新能源。”

张俐娜长期致力于天然高分子材料与高分子物理研究,1963年从武汉大学化学系毕业,之后被分配到北京铁道科学研究院从事合成塑料和天然橡胶的相关研究工作。1973年调回武汉大学后,她与丈夫杜予民开始研究和开发甲壳素和纤维素在功能材料上的应用。自2000年张俐娜获得国家自然科学基金重点项目资助后,她全力以赴进行纤维新溶剂及环境友好材料的研究。此时,她已是花甲之年。

纤维素是地球上最丰富的可再生资源,然而纤维素的溶解一直是一个非常棘手的问题。国外主要用有机溶剂和高温加热溶解,成本高、能耗大、污染严重。我国作为一个农业大国,每年都会产生大量的纤维素,包括农副产品废弃物和海洋产品废弃物。将它们变废为宝,加以利用,成为张俐娜关注的问题。

张俐娜开创了难溶性大分子在碱/尿素水溶剂中低温溶解的新技术。该技术通过在低温下对纤维素、甲壳素、壳聚糖和聚苯胺的溶解,可成功制备出应用于光电储能、生物医用、纺织、水处理、农用等各个领域的新材料如丝、薄膜、水凝胶、气凝胶、纳米纤维、微球、塑料等,这些材料兼具优良力学性能、安全性、生物相容性等优点。

该技术的运用为纤维素、甲壳素等生物质废弃物的再生利用打开了一扇新的“绿色”大门,提高了可再生资源的利用效率。除此之外,在采用碱/尿素水溶液低温溶解技术之前,我国长期使用有毒的二硫化碳/氢氧化钠溶剂溶解纤维素生产玻璃纸和粘胶丝,该传统工艺对环境的污染程度较大。碱/尿素水溶液的使用将有效解决污染问题,实现经济效益与环境保护之间的协调发展。

传统工艺制作的塑料等材料,需要数百年才能降解,成为影响生态环境可持续发展的“白色污染”。采用张俐娜研究团队利用可再生的生物质和绿色新技术制造出的材料,在废弃之后,埋在土壤中25oC以上一个月内就可以完全降解,减少了处理废弃物带来的环境污染问题。

“通过这些技术,不仅可以增加农业、海洋废弃物的附加价值,实现由农业废品向工业原料的转换,还可以减少资源浪费和由此引发的环境污染问题。”张俐娜介绍。

凭借该技术,张俐娜在2011年被美国化学会授予安塞姆.佩恩奖(AnselmePayen),成为半个世纪以来摘得该奖项的首位中国人。“绿色化学”让她在国际学术领域声名远扬。一些国外学生甚至远涉重洋,申请攻读张俐娜的博士和博士后。她的实验室现在还有来自法国的博士后。

英国威尔士大学原校长Glyn O.Phillips(格林.菲利普斯)在参观张俐娜的实验室后说,“这使我回忆起多年前访问诺贝尔化学奖获得者Woodward(伍德沃德)教授实验室的情景。张院士具有对知识的渴求精神,锲而不舍探索物质的基础科学问题。同时,她时刻关注科研成果商品化及实用价值,给我留下了深刻印象。”

张俐娜直指当前科学研究中存在着基础研究与经济发展两张皮的问题,认为衡量科研成果价值的首要标准是它对国家发展是否有实际意义,是否能够有效服务社会,而不是在完成科研之后“束之高阁”,止步于理论阶段。

张俐娜认为,中国是一个农业大国,正如习近平总书记要求的那样,广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上。“多做一些与农业大国相符合,以及国家经济急需的研究工作”,才能将基础研究与经济发展很好地协调起来,使科学成果造福于国家和人民。

最近几年,成果转化工作已经在江苏多地以及武汉、唐山等地展开试验,但由于政策、环境、经费、工程化技术等一系列问题,张俐娜不无遗憾地表示成果转化速度很慢、转化率偏低。她希望政府以及企业能够将目光投向“绿色化学”,推动这项功在当代、利在千秋的技术成果转化。

“真正的化学家应该致力于探索新的科学规律和创造新的物质。”“科研挑战带给我前所未有的激情和成就感,这激励着我几十年如一日地耕耘在科研这块沃土上。”几十年来,张俐娜初心不改,在多数同龄人已安享膝下承欢之乐时,凭借着对科研的一腔热血和报效国家的使命感,她依旧奋战在科研一线,通过自己的努力获得了一项又一项科研突破,为我国“绿色化学”的发展勾勒出美好前景。

>>>会刊网址:

https://www.chemistryworld.com/careers/the-cellulose-specialist/1017336.article

(编辑:杨欣欣)

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