浙江工業(yè)大學(xué)科研項目榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎——
跨域齊力,只為一張神奇的“膜”
本報記者 何冬健
編者按:
2023年度國家科學(xué)技術(shù)獎日前在北京揭曉。浙江省屬高校表現(xiàn)亮眼——浙江工業(yè)大學(xué)憑借“新型膜法水處理關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目獲得2023年度國家科技進(jìn)步獎一等獎;中國工程院院士、溫州醫(yī)科大學(xué)校長李校堃團隊牽頭完成的“生長因子FGFs調(diào)控糖脂代謝新功能與新機制”獲國家自然科學(xué)獎二等獎。
省委、省政府決定給予獲獎項目科研團隊記功獎勵。7月23日,全省深入實施“八八戰(zhàn)略”強力推進(jìn)創(chuàng)新深化改革攻堅開放提升工作例會上,宣讀了記功獎勵通報,為項目科研團隊負(fù)責(zé)人頒發(fā)了獎牌,以進(jìn)一步激勵全省廣大科研工作者錨定一流、勇攀高峰,充分發(fā)揮引領(lǐng)示范作用,在全省持續(xù)營造創(chuàng)新創(chuàng)造“萬馬奔騰”生動局面。
教育、科技、人才是中國式現(xiàn)代化的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。黨的二十屆三中全會強調(diào),統(tǒng)籌推進(jìn)教育科技人才體制機制一體改革,健全新型舉國體制,提升國家創(chuàng)新體系整體效能。
高校正處在教育、科技、人才協(xié)同融合發(fā)展的交匯點上。我們來到浙江工業(yè)大學(xué)和溫州醫(yī)科大學(xué)校園,走近這群矢志創(chuàng)新的科技工作者。希望他們的故事激勵更多浙江高校在科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)上做出更大貢獻(xiàn),支撐浙江高質(zhì)量發(fā)展。
浙江工業(yè)大學(xué)科研項目榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎——
跨域齊力,只為一張神奇的“膜”
本報記者 何冬健
一張日常生活中隨處可見的膜能干什么?
可以把海水變甘露、把廢水變清泉……在浙江工業(yè)大學(xué)“新型膜法水處理關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目科研團隊的手里,看似平凡的“膜”仿佛擁有了魔力,不僅是海水淡化,膜法水處理還是解決化工、能源、半導(dǎo)體等領(lǐng)域水問題的關(guān)鍵共性技術(shù)。
就在一個月前,這個由侯立安、高從堦、鄭裕國等三位中國工程院院士領(lǐng)銜的項目榮獲2023年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。
這張神奇的膜是如何煉成的?記者帶著疑問到訪浙江工業(yè)大學(xué),一間間實驗室中,一派熱火朝天的科研景象。有中國基因的膜理論、有中國烙印的膜技術(shù)、有中國標(biāo)志的膜產(chǎn)品,還在這里不斷涌現(xiàn)。
一張神奇的膜
小小一張膜,卻是制約我國工業(yè)發(fā)展近50年的“卡脖子”難題。
把海水變?yōu)楦嗜,傳統(tǒng)的蒸餾法等耗費巨大。20世紀(jì)60年代,美國率先實現(xiàn)了用反滲透膜脫除海水鹽分,成本低、更便捷,在軍事和民用領(lǐng)域都展現(xiàn)出巨大實用意義。
“中國也要有!”中國工程院院士、浙江工業(yè)大學(xué)膜分離與水處理協(xié)同創(chuàng)新中心主任高從堦1967年大學(xué)畢業(yè)不久,就參加了全國海水淡化會戰(zhàn),同全國多家科研機構(gòu)、各領(lǐng)域的專家埋頭苦干,取得了膜法海水淡化技術(shù)的多個突破。這場會戰(zhàn)給年輕的高從堦留下了深刻印象。從那時起,他就沒有離開過膜技術(shù)科研一線。
從最初的高性能醋酸纖維不對稱反滲透膜,到三醋酸纖維素(CTA)中空纖維反滲透膜,再到在國內(nèi)首次推出聚酰胺復(fù)合反滲透膜……如今,科研團隊不斷將技術(shù)投向現(xiàn)實。
我國自主研發(fā)、自主設(shè)計、自主生產(chǎn)的“中空纖維反滲透膜”橫空出世后,性能與當(dāng)時國際同類產(chǎn)品相當(dāng),大大促進(jìn)了我國反滲透膜與膜相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。當(dāng)時,國外產(chǎn)品單價大約為1.5萬元,我國生產(chǎn)的中空纖維反滲透膜價格僅為0.5萬元左右。企業(yè)競相購買,而且反饋說用起來比國外同類產(chǎn)品效果還要好,迫使國外企業(yè)相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)聲降價30%-50%。
幾十年來,科研團隊堅定意志,迎難而上。從基礎(chǔ)理論研究入手,團隊取得新型膜分離原理、膜材料制備、膜法水處理及膜固廢后處理全鏈條技術(shù)與工程創(chuàng)新,水平國際領(lǐng)先,打破了發(fā)達(dá)國家近半個世紀(jì)的壟斷格局。
一群癡迷的人
為了一項突破埋頭到深夜一兩點,輾轉(zhuǎn)千里向?qū)<液推髽I(yè)討教……這支科研團隊,就是如此為“膜”癡迷。
“一轉(zhuǎn)眼30多年過去了。”科研團隊成員之一的楊波感嘆。作為杭州水處理中心原總工程師,她從上世紀(jì)90年代初投身膜技術(shù)領(lǐng)域,退休后繼續(xù)發(fā)光發(fā)熱擔(dān)任首席顧問,仍然是和這張膜打交道。
“做科研哪有星期六星期天的概念,選擇了這行就要堅持到底。”科研團隊成員之一、浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院教授贠軍賢說,高從堦憑借精湛的膜技術(shù),1992年第一次捧起國家科技進(jìn)步獎一等獎證書,時隔32年再次獲獎。這樣的傳奇故事,深深激勵著團隊,鼓起向新的高峰不斷攀登的勇氣。
“再遵循過去的制膜、用膜方式,重復(fù)老路走不通了,新路就在創(chuàng)新上。膜技術(shù)從制備的機理研究到應(yīng)用、再到廢膜回收的‘一條龍’都需要創(chuàng)新。”侯立安曾在第十八屆持久性有機污染物論壇暨化學(xué)品環(huán)境安全大會上說。
2013年,浙江工業(yè)大學(xué)聯(lián)合浙江大學(xué)、杭州水處理中心等優(yōu)勢成員單位和團隊,聚焦我國沿海石化、生物醫(yī)藥、芯片制程、核能利用等多領(lǐng)域膜法水處理的重大需求,成立了由侯立安院士任首席科學(xué)家的浙江工業(yè)大學(xué)膜分離與水處理協(xié)同創(chuàng)新中心,2014年中心被浙江省認(rèn)定為第三批協(xié)同創(chuàng)新中心。十余年來,科研團隊匯集了全國膜技術(shù)的專家,彼此精誠合作。團隊發(fā)明了超薄脫鹽膜、長效抗污膜、核素吸附膜等核心材料,攻克了滲透性選擇性雙向提升、表面低粘附與自清潔、核素精準(zhǔn)篩分與高效分離等關(guān)鍵技術(shù)難題,創(chuàng)制了脫鹽節(jié)能耦合、協(xié)同抗污、累積逆流吸附、膜固廢梯級熱解等工藝及裝備。
“過去我們解決有沒有的問題,今天要拿出更高技術(shù)、更高效益、更廣應(yīng)用。”高從堦說。
更好的發(fā)展,要向新技術(shù)借力。團隊目前制定了研發(fā)的幾大方向,最新潮的當(dāng)屬人工智能與膜材料、膜過程的結(jié)合,開展能源膜領(lǐng)域的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作。
一批重量級的應(yīng)用
“習(xí)近平總書記指出,扎實推動科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合,助力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。作為科技工作者,我們深刻體會到這一要點對于推動社會進(jìn)步、促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展的重要性。”贠軍賢說。
他告訴記者,如今團隊已經(jīng)建成超大型海淡工程,國內(nèi)市場占有率第一;實現(xiàn)芯片超純水分離膜國產(chǎn)化;解決了大量頭部藥企藥物高純化難題;成果應(yīng)用于30個省級行政區(qū),技術(shù)和產(chǎn)品出口到24個國家。
科研團隊研發(fā)的滲透性-選擇性“雙高”超薄脫鹽膜,給海島群眾生活帶來了翻天覆地的變化——舟山嵊山百年漁場,曾因嚴(yán)重缺水轟動全國,海島人漫山遍野找水喝;今天,海島居民擰開水龍頭,清澈的自來水嘩嘩而來。
1997年,我國首座日產(chǎn)500噸淡水的膜法反滲透海水淡化站在嵊泗縣嵊山島建成運行,一舉破解海島水荒。“向大海要淡水”拓寬了我國開發(fā)淡水資源的思路,也由此開啟我國海水淡化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展之路。浙江、廣東、山東、遼寧、河北等地沿海城市海水淡化項目紛紛涌現(xiàn)。
科研團隊介紹,幾十年前反滲透膜脫鹽率僅能達(dá)到95%,產(chǎn)水仍略有苦咸味。如今新型膜法海水淡化技術(shù),可以實現(xiàn)最高99.8%的脫鹽率。同時裝置規(guī)模從百噸級發(fā)展到了數(shù)十萬噸級,電耗的成本卻更低了。“綠色高效的膜分離技術(shù),是我國科研的時代追求。”他們笑著說。
這張神奇的膜還發(fā)展到了人工肝、人工腎,再到芯片制備、藥物制備等多領(lǐng)域。
“公司運用浙江工業(yè)大學(xué)膜法水分離技術(shù),支撐了全部的糖和功能性糖醇生產(chǎn)線,大幅減少廢水排放,顯著提高了產(chǎn)品質(zhì)量。”浙江華康藥業(yè)股份有限公司工程部經(jīng)理鄭毅說,在長效抗污膜污廢水處理應(yīng)用上,項目成果支撐了全球最大的原料藥生產(chǎn),解決了困擾行業(yè)多年的難題。