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種下好奇的種子

作者:中國經濟網

來源:經濟日報

“不好意思,反應釜裡還有個實驗,可能有點吵。”在北京化工大學國家重點實驗室,筆者見到了獲得何梁何利獎的吳一弦教授。

去年12月,在科技界具有極高影響力的何梁何利基金2023年度頒獎大會在北京舉行,教育部“長江學者”特聘教授、北京化工大學材料科學與工程學院吳一弦教授榮膺“科學與技術創新獎”(産業創新獎)。

國家科學技術進步獎、中國青年科技獎、全國五一勞動獎章……因其在高分子化工方向上取得的創新成果及成果的産業化應用,吳一弦多次摘得大獎。

全世界首條高強高模聚酰亞胺纖維規模化生産線,以生物法取代化石能源直接生成對二甲苯,利用青海鹽湖資源提取鎂與锂并同步改良鹽堿地土壤……在吳一弦與其他科學家身上,發生的向創新要效益的故事還有很多,談及矢志創新的原動力,他們無一例外都提到了:好奇心。

守護“炒菜”的火種

嗡嗡的機器運轉聲,随處可見試劑瓶與化工儀器,看不見的分子正以奇妙的方式改變我們的生活。

1982年,15歲的吳一弦考上大學。一些人不了解,一個小女孩不喜歡花花草草,天天偏愛擺弄化學試劑。“做科研充滿樂趣與挑戰,樂趣就在探究未知的過程裡,這個過程中每天都有或大或小的奇迹。”吳一弦說。

“很多人一聽高分子會覺得離我們生活很遙遠,其實生活中到處都是高分子材料,比如你的眼鏡框。”吳一弦說,“我們團隊的目标從來不是隻在實驗室做做實驗、發發文章就完事了,是想能夠真正解決實際問題。”

從實驗室到真正解決實際問題有多遠?也許是1萬步。

“好比炒菜,家裡小炒和食堂大鍋炒菜完全是兩回事。也許平時在家你是個好廚師,可到了食堂後廚,不是把所有的食材、調料等比例放大加入鍋裡攪和攪和就完事了,這裡頭的火候、溫度都是學問。”吳一弦說,從實驗室試驗成功到工廠産品下線還有1萬步要走。這1萬步,化工領域的動量傳遞、品質傳遞、熱量傳遞與反應特征都發生了改變,全部需要重新計算。

用便捷、高效的方式生産制作出品質和性能更好的合成橡膠,是吳一弦和團隊炒出的“大鍋菜”。

合成橡膠是國民經濟發展的關鍵基礎材料,丁基橡膠作為其重要品種之一,因其優異氣密性成為制造飛機和汽車輪胎内胎的關鍵材料,但生産技術長期掌握在少數國家手中。上世紀80年代,中國石油化工股份有限公司通過部分引進國外技術,建成大陸首套年産量3萬噸的丁基橡膠工業生産裝置,但仍存在生産工藝不穩定、減産嚴重等問題。

吳一弦和團隊用一系列具有自主知識産權的創新技術,破解了這盤“大鍋菜”的炒法,大幅提高了丁基橡膠生産效率與産量,結束了大陸丁基橡膠全部依賴進口的曆史,使大陸成為少數掌握丁基橡膠關鍵合成技術的國家之一。

為了幫助貧困學生專心完成學業,并鼓勵他們繼續堅持科研,吳一弦團隊先後設立了“學術創新”“團隊合作”等多項獎學金,每年她還會從工資中拿出一部分放入學院設立的“教授獎學金”。

“好奇心是科研的原動力,堅持下去、保持初心并不容易,我希望能用這種方式,守護好每一位學生好奇的火種。”吳一弦說。

懷着對科研無限的好奇心,帶着服務經濟主戰場的信念,吳一弦和她的科研團隊持續煥發出蓬勃的創造力。

解決未來的問題

“我不是生意人,稀裡糊塗從搞科研到做産品。一直驅使我前進的就是好奇心,一種對新事物從無到有的強烈好奇心,想看看創新成果能走多遠的好奇心。”北京化工大學教授武德珍說,好奇心推動着她去解決未來的問題,用技術和産品造福社會。

2002年,武德珍被評為北京地區産學研工作先進個人;2013年,她創辦了江蘇先諾新材料科技有限公司。其中的轉折點,在2004年。

“那年,40歲的我面臨一個選擇:繼續擔任學院的黨委書記,管理學術一肩挑,還是放棄管理職務潛心做研究?”

她的研究方向是聚酰亞胺纖維。這種材料一直有人做,市場上也有不少性能普通的産品,但一直缺少高強高模聚酰亞胺纖維及其規模化制備技術和市場化産品。

“對科研人員來說,找到一個新方向太誘人了。”武德珍選擇離開管理崗位潛心科研,幾年時間就在實驗室取得了技術突破,成功制備出試驗品。

下一步,就是工廠生産、産業應用。

幸運的是,常州市政府為該項目批複了300萬元“龍城英才”計劃支援資金,希望該成果落戶當地。

“當時隻覺得幸運,但并不确定未來市場空間究竟有多大。”武德珍解釋說,不确定性源于兩點:其一,很多突破性技術夭折在産業化的過程中;其二,國外尚未出現這樣的創新産品,缺乏典型應用案例,誰都不知道産品生産出來用在哪裡。

簡言之,高性能聚酰亞胺纖維是一項未來的應用,在當下甚至連個生産工廠中的房間都找不到。

怎麼辦?2013年,武德珍毅然決定“下海”創業,并辦理了停薪留職。她說,“想看看自己,也看看成果到底能走多遠”。

“前期投入資金看不到效果,後續又找不到新投資,生産線建設推進不下去,隻能硬着頭皮自己上!”武德珍投入自己和家人的積蓄,還向朋友、同僚們借了錢。

10噸級的工程化生産線建設成功,中試産品強度比國外産品高七八倍。但新問題又出現了,使用者質疑:産品投入市場後産能跟得上嗎?

2016年,武德珍再下決心:建百噸級生産線,突破大規模制備技術,拿出規模化産品。她還把實驗室和家從北京搬到了常州。

如今,武德珍團隊的公司擁有世界首條10噸級和百噸級高強高模聚酰亞胺纖維中試線和生産線,填補了市場空白,生産出的産品具有高強高模、耐熱阻燃等特性,廣泛應用于航空航天、高端消防、體育類、電子類産品等領域。

“科研需要強烈的好奇心一步步探究下去,你都不期待未來,怎麼能讓别人加入和了解。”武德珍說,她和身邊的科學家都有兩點共性:好奇心,真喜歡。

中國工程院院士、北京化工大學校長譚天偉提起自己的專業生物制造興奮不已,“與合成生物學完全不同,綠色生物制造是以生物體為催化手段結合工程學原理進行産品的規模化生産。生物制造是讓工業綠色可持續發展最有希望的技術。我們在國際上創新提出了第三代生物制造的理念,這将真正助力‘雙碳’戰略目标的實作”。

中國工程院院士高吉金,從遼甯省阜新市氟化學總廠生産工廠中的房間走出來,立志要做“中國最有用的團隊”,解決未來的問題。

中國工程院院士張立群,緻力于讓中國的橡膠研究走向世界前沿,“其他國家的航空輪胎可以保障飛機起降30次,我們就要做到70次!”

創新,是面向未來的生産力。

點燃創新的夢想

一年多前,中國科學院老科學家科普演講團團長周德進在高鐵上偶遇戴偉,問他有沒有興趣加入,戴偉欣然應允。

“我試講一次就通過了,這很少見。”戴偉不無得意。

英國人戴偉,1958年出生在英國伯明翰市,現任英國皇家化學會北京分會主席、中國科學院老科學家科普演講團團員。

許多名叫David的外國人到了中國後,起的中文名字一般是“大衛”。但一個中國朋友告訴他,“大衛”一聽就是外國人,而戴偉則像是地道地道的中國人。

1987年,到南京參加第25屆國際配位化學會議的戴偉第一次來到中國。從那時起,他幾乎每年暑假都會來中國。1996年,他辭去英國埃克塞特大學化學系教學委員會主席職務,來到北京開展合作研究。

“我了解0到1的創新,我想去看看1到100的創新。”面對英國同僚的不解,戴偉說,中國經濟發展的速度和潛力是巨大的,你們過幾年就會明白我的選擇。

自此,他在中國一待就是28年。

在與中國學生的交流中,戴偉發現中國孩子做實驗太少。“這不利于培養創新思維。我很小就對化學感興趣,經常把廚房裡搞得亂七八糟,我父親把花園的一個小棚子騰出來給我做實驗室。”戴偉将自己的擔憂和做科普的想法跟身邊的老師聊了聊,得到了積極的回報。

從2011年起,戴偉開始減少科研與教學工作,将實驗室搬進農民工子弟學校、偏遠山區的中國小,讓更多孩子感受化學的魅力。他的科普實驗室被認定為全國科普教育基地。

快手、b站等平台的“戴博士實驗室”賬号擁有過千萬粉絲,點進“煙花為什麼是五顔六色的”“臘八蒜為什麼是綠色的”“雪花的秘密”等标題,一個白胡子藍眼睛、穿着白大褂說一口流利中文的“老外”一邊做化學實驗,一邊講解其中的原理。

短時間的科學突破可以靠集中力量辦大事來做到,但是要成為長期不間斷的科學發展,就需要這樣的科普與教育——一位網友在戴偉的視訊下這樣留言。

在網絡走紅後,擡着成堆的化學儀器和試劑到處示範仍是戴偉生活的日常。“每次看到那些小朋友臉上驚訝的表情和眼睛裡的好奇,我就感覺充滿了動力。”

2020年9月11日,戴偉受邀參加在北京舉辦的科學家座談會,作為7位科學家中唯一的外籍科學家代表,他結合自己20多年來在中國的生活工作經曆,闡述了科學普及對科技創新的重要性。

“之前上過我科普課的孩子長大了,有的已經大學畢業參加工作。我認為我在做的就是播撒種子——為每個孩子播撒一顆好奇的種子,用神奇的化學實驗點燃孩子們的創新夢。”

見證了1到100,戴偉想回到從0到1,播撒下一粒粒好奇的種子。 (作者:姚亞甯 來源:經濟日報)

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