中科院院士徐铜文:做分离科学,从幕后走到台前

很多人一提到化学,就会想到怎么合成物质、创造新东西。但其实有一个跟这一样重要的领域——分离科学,现在已经变成了现代工业和资源战略里必不可少的一部分。说白了,分离就是把混在一起的东西分开,好让有用的东西更纯、资源能回收、环境也能保住。中国科学院的院士、还有中国科学技术大学化学与材料科学学院的徐铜文教授就说了,好多东西只要分开了就是宝贝,要是不分开,那就成了环境负担。这么想以后,分离科学就从幕后走到了台前,成了搞绿色发展和循环经济的大帮手。 做分离其实挺难的,里面藏着很深的科学道理。从热力学的角度看,做分离就是要把乱糟糟的东西变得有秩序,这跟自然界本来爱往乱里发展的规律是反着来的。所以每一次技术进步,其实都是人类在跟自然斗智斗勇:用能量和巧妙设计去对抗自然界的混乱。这个过程就像是科学家在推巨石上山一样虽然费劲,但却一直推动着材料、化工还有环境这些领域往前走。 在咱们中国,徐铜文院士带着团队就把前沿的研究成果变成了真金白银的生产力。他们主攻“膜分离技术”,特别是在离子交换膜这块儿搞出了不少原创成果。这种膜分离又快又省电,能用在海水变淡水、处理工业废水、做电池还有弄高纯化学品这些事儿上。团队通过设计分子结构、研究传质的原理,让膜的过滤能力、通过量还有稳定性都大大提升了,把很多卡住产业发展的难题都解决了。 现在国家要搞“双碳”目标,循环利用资源、少排放污染、把能源给转了型这些任务特别急。高效的分离技术就能从工业废料、废旧电池还有低品位矿石里把有价值的成分提出来变废为宝,这样就不用太依赖新挖的资源了。比如回收锂离子电池里的锂、钴、镍这些关键金属,先进的膜技术能让效率特别高;还有化工生产里用膜技术代替那种高耗能的老工艺,就能少排碳气了。 现在咱们国家的分离科学已经把基础研究、搞技术开发还有工程应用给串到一块儿了。高校、科研院所和企业凑在一块儿使劲干,在高性能材料、智能工艺还有集成装备上攻关,有的技术已经做到了世界一流水平。未来要是人工智能和大数据跟分离过程结合得更紧密一点,这个领域肯定会变得更精准、更聪明、更环保。它虽然平时不太露面,但是支撑着现代文明的资源链条和生态底线。 从怎么跟热力学规律过不去的哲学思考到最后把产业瓶颈给打破了的技术突破,这体现了中国科学家敢于直面基础难题、给国家发展当后盾的责任感。以后只要咱们继续在这个领域深挖下去,把创新链和产业链连在一起使劲儿推一把,就能给高质量发展和生态文明建设注入更强的科技动力。