Academician's story

一縷白發(fā)生

一汪清水來(lái)

Part 5

[想做實(shí)驗(yàn) 先要想怎么造實(shí)驗(yàn)設(shè)備]

想要做出CTA中空纖維反滲透膜，只有配方是不夠的，把三醋酸纖維素變成中空纖維的過(guò)程需要用到加熱裝置、擠塑機(jī)等。

沒(méi)有擠塑機(jī)，高從堦就去浙江大學(xué)借用，后來(lái)他和同事們自己做出來(lái)了4套擠塑機(jī)；沒(méi)有抽絲用的中空噴絲頭，他就到化纖廠去借，借的同時(shí)再在化纖廠里找一些淘汰的設(shè)備，搬回實(shí)驗(yàn)室改造后作為實(shí)驗(yàn)裝置用，后來(lái)高從堦又根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要自己完成了噴絲頭的設(shè)計(jì)。

中空纖維做出后，還要面臨澆鑄、離心等加工環(huán)節(jié)，以及殼體生產(chǎn)和解決實(shí)際應(yīng)用中的種種問(wèn)題。把中空纖維晾干，用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄的過(guò)程，需要用到離心機(jī)，當(dāng)時(shí)找到了浙江工業(yè)大學(xué)一起合作研制，高從堦略帶驚喜地說(shuō)：“我們當(dāng)時(shí)竟然把離心機(jī)設(shè)備都給做出來(lái)了！”后來(lái)又和浙江工業(yè)大學(xué)一起研制了殼體，在杭州一家玻璃鋼工廠實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)。使用過(guò)程中，中空纖維很容易斷裂，最后發(fā)現(xiàn)在中空纖維和環(huán)氧樹(shù)脂之間加入聚氨酯，就能起到很好的緩沖作用。

（中空纖維膜組件測(cè)試裝置）

高從堦和同事們一起，克服了資料少、原料短缺、設(shè)備改造等困難，對(duì)CTA中空纖維形成的熱致相分離過(guò)程中熔化、擠出、蒸發(fā)、降溫、分相、收集拉伸、熱處理及膜的致密層取向和控制等方面，進(jìn)行了逐一探討和分析，通過(guò)一次又一次的反復(fù)實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，終于摸索出了合適的助熔劑、添加劑以及壓力式進(jìn)料擠出、分段變溫加熱熔融、擠出后蒸發(fā)和降溫的調(diào)控、膜分相和取向結(jié)構(gòu)保證等條件。前前后后找了40家高校和企業(yè)合作，歷經(jīng)8年時(shí)間，烏絲生銀發(fā)，進(jìn)入不惑之年，才最終和同事們一起完成了CTA中空纖維膜的研發(fā)。

高從堦在總結(jié)自己成功的經(jīng)驗(yàn)時(shí)說(shuō)到：“我感受最重要的有三點(diǎn)：一是責(zé)任感，就想著一定要為國(guó)家做出這個(gè)膜，這是我作為科研人員必須盡的責(zé)任；二是選擇很重要，沒(méi)有盲目開(kāi)展實(shí)驗(yàn)工作，而是做好國(guó)內(nèi)外研究情況的功課，在只有4個(gè)人的情況下，主動(dòng)思考更適合我們團(tuán)隊(duì)的研究方向；三是重合作，我們自己的力量很薄弱，如果只有自己來(lái)做，我可能永遠(yuǎn)也做不出來(lái)，要根據(jù)實(shí)際情況團(tuán)結(jié)一切能合作的力量，充分利用每個(gè)機(jī)構(gòu)、個(gè)人的優(yōu)勢(shì)和優(yōu)點(diǎn)，大家各自分工，一起完成了這個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。我們和許許多多的科研人員一起，發(fā)揚(yáng)了攻關(guān)精神、合作精神，排除萬(wàn)難，最后才為國(guó)家完成了這個(gè)任務(wù)，解決了工業(yè)的‘口渴’難題。”

Part 6

[應(yīng)用出去才是好產(chǎn)品]

“任何成果不是一個(gè)、兩個(gè)人的，而是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的成果” CTA中空纖維膜研發(fā)成功后，高從堦和同事們又一起攻克了一系列CTA中空纖維膜制備、結(jié)構(gòu)和性能的調(diào)控和檢測(cè)、大型中空纖維組器設(shè)計(jì)和制造工藝、中空纖維黏合成型技術(shù)、組器的配套應(yīng)用技術(shù)等關(guān)鍵難題。反滲透膜制備是被當(dāng)時(shí)膜科技界公認(rèn)的反滲透系統(tǒng)的核心難題，一直以來(lái)被國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，從此，我國(guó)成為世界上能掌握中空纖維反滲透膜產(chǎn)品工業(yè)化制造技術(shù)的少數(shù)國(guó)家之一。

由高從堦主持的“中鹽度苦咸水淡化用反滲透膜及組器的研究開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目被列入國(guó)家“七五”科技計(jì)劃。經(jīng)過(guò)攻關(guān)，他獨(dú)創(chuàng)了反滲透膜液的組成，革除了其中的有毒成分，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的制膜工藝，探索出了適合國(guó)產(chǎn)膜特性的相應(yīng)制膜工藝，使國(guó)產(chǎn)反滲透膜的物化性能達(dá)到當(dāng)時(shí)的國(guó)際先進(jìn)水平。

由他研發(fā)的中空纖維反滲透膜經(jīng)過(guò)杭州水處理林斯青、胡振華等人的放大，張希照等人的工業(yè)化生產(chǎn)，姚復(fù)寶、徐榮安等人進(jìn)一步拓展工業(yè)化應(yīng)用，結(jié)合國(guó)產(chǎn)化設(shè)備，為浙江無(wú)線(xiàn)電廠大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)了全國(guó)產(chǎn)化的超純水系統(tǒng)，達(dá)到了美國(guó)ASTM-EI級(jí)電子工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，這是我們中國(guó)人真正自己做的全國(guó)產(chǎn)化，里面每一個(gè)零件都是國(guó)產(chǎn)的。

在杭州水處理整個(gè)團(tuán)隊(duì)的集體攻關(guān)之下，終于使CTA中空纖維反滲透膜和組器實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)并實(shí)際應(yīng)用在了各個(gè)工業(yè)用水領(lǐng)域。就這樣，我國(guó)自主研發(fā)、自主設(shè)計(jì)、自主生產(chǎn)的“中空纖維反滲透膜”橫空出世了，大大促進(jìn)了我國(guó)反滲透膜與膜相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這種工藝制備出來(lái)的中空纖維反滲透膜，具有操作壓力低、透水量大的優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于純水制備和苦咸水淡化領(lǐng)域。當(dāng)時(shí)我們的產(chǎn)品只賣(mài)3000-5000元，國(guó)內(nèi)企業(yè)競(jìng)相購(gòu)買(mǎi)，而且反饋說(shuō)用起來(lái)比國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品效果還要好，迫使國(guó)外企業(yè)不得不調(diào)整價(jià)格，相關(guān)產(chǎn)品直接應(yīng)聲降價(jià)30%-50%。除了膜本身的銷(xiāo)售產(chǎn)值，迫使國(guó)外產(chǎn)品降價(jià)為國(guó)家節(jié)省了數(shù)千萬(wàn)外匯，帶來(lái)的社會(huì)效益也同樣是巨大的。CTA中空纖維反滲透膜在我國(guó)推廣應(yīng)用了十余年，極大促進(jìn)了我國(guó)反滲透膜與膜相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

Part 7

[18年光陰，終獲甘泉]

1983年，“4寸中空纖維反滲透淡化器”先后獲得了國(guó)家海洋局和浙江省科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

高從堦主持的“中鹽度苦咸水淡化用反滲透膜反應(yīng)器”項(xiàng)目，于1991年獲得國(guó)家計(jì)委、國(guó)家科委、財(cái)政部頒發(fā)的“七五”科技重大成果獎(jiǎng)。

1992年中空纖維反滲透膜及組器的研發(fā)與反滲透膜產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的3個(gè)項(xiàng)目：大規(guī)模集成電路超純水系統(tǒng)示范工程、國(guó)產(chǎn)反滲透裝置在電廠高壓鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的應(yīng)用示范工程、國(guó)產(chǎn)反滲透裝置在海島地下苦咸水淡化系統(tǒng)的應(yīng)用示范工程一起，合并為“國(guó)產(chǎn)反滲透膜裝置及工程技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目，申報(bào)到國(guó)家海洋局，獲得了國(guó)家海洋局科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。又通過(guò)國(guó)家海洋局申報(bào)到國(guó)家，國(guó)家也給予了肯定，榮獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。那一年一共有37個(gè)項(xiàng)目獲得了國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，考慮到各方面因素，其中的4個(gè)項(xiàng)目獲獎(jiǎng)內(nèi)容不予公開(kāi)，本項(xiàng)目便是那4個(gè)之一。

在高從堦的帶領(lǐng)下，一眾科研人員和工程人員的配合努力下，杭州水處理當(dāng)時(shí)取得的科技成果就代表了國(guó)家膜技術(shù)的最高水平。這就是我國(guó)最早能夠?qū)崿F(xiàn)反滲透的技術(shù)，最早能夠產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)，而且用在了電子工業(yè)、電力工業(yè)、海島苦咸水這些國(guó)家的重點(diǎn)用水安全保障的應(yīng)用領(lǐng)域。

1995年，53歲的高從堦成功當(dāng)選為中國(guó)工程院院士，他是我國(guó)海水淡化和膜技術(shù)領(lǐng)域的第一位院士。從此，他更加嘔心瀝血，一生只為一張膜，從踏入膜研發(fā)開(kāi)始，為國(guó)家膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奮斗、奔走了60年。

書(shū)寫(xiě)院士故事

弘揚(yáng)科學(xué)家精神

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