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一株植物在神奇實驗室的“七十二變”

http://finance.sina.com   2020年07月26日 19:29   北京新浪網

  來源:科技日報

視覺中國供圖視覺中國供圖
藉助科技的力量,科研人員在重點實驗室變成了“魔術師”。植物在這裏也有了巨大的潛能。受訪者供圖藉助科技的力量,科研人員在重點實驗室變成了“魔術師”。植物在這裏也有了巨大的潛能。受訪者供圖

  他們將澱粉、纖維素、半纖維素、木質素、油脂、蛋白質等生物質原料變成工業用品;變成交通、通訊必需品;變成住房、食安鏈條中的一部分……在產業鏈成型過程中,一項項國家級大獎就此誕生。

  一小撮不起眼的澱粉可以變成什麼?在齊魯工業大學(山東省科學院)生物基材料與綠色造紙國家重點實驗室(以下簡稱重點實驗室),它經過中間平臺—基礎材料—二次化合物—中間體一系列讓人眼花繚亂的物理化學反應,可以變成工業用的潤滑劑、交通用的氧化劑,還可以變成彈性纖維、水化學品,或變成房屋的膠黏劑、樹脂等。

  澱粉是生物質原料的一種。重點實驗室常務副主任孔凡功教授向科技日報記者強調:“這些只是生物質原料產業化鏈條的一部分。”

  神奇的重點實驗室打造了澱粉的“七十二般變化”,而科學家們是變化背後的“操刀手”。在澱粉之外,他們將纖維素、半纖維素、木質素、油脂、蛋白質等生物質原料變成工業用品;變成交通、通訊必需品;變成住房、食安鏈條中的一部分……在產業鏈成型過程中,一項項國家級大獎就此誕生。

  7月下旬,科技日報記者拜訪重點實驗室時發現,這裏不僅孕育了一大批國家級大獎,更將一項項成果運用到國計民生中,成爲支撐地方經濟高質量發展的新引擎。

  一頭連着國計:助造紙業摘掉污染大戶帽子

  貓瘟病毒檢測卡、微晶纖維電池隔膜、超級電容器紙、陶瓷纖維板……重點實驗室展廳裏,上百種展品讓人眼花繚亂,每件高科技展品都有其過人之處,它們或進入航空航天領域施展拳腳,或用在工業領域一展雄風,或成爲傳統產品的絕佳替代。

  越過琳琅滿目的展品,記者的目光落到了現場的數打紙張上。

  小小一張紙,連接着國計與民生。數據顯示,我國是世界上第一造紙大國,紙和紙板產量已超過全球總產量的25%,已連續9年位居世界首位。

  造紙不難,難在治污。污染是造紙業的“夢魘”,其工業廢水和COD(化學需氧量)排放量分別佔全國工業排放總量的1/5和1/4。

  前不久,重點實驗室學術委員會主任陳克復院士牽頭,多家單位參與研發的“製漿造紙清潔生產與水污染全過程控制關鍵技術及產業化”項目斬獲2019年度國家科技進步獎一等獎。記者瞭解到,該項目通過產學研用協同攻關的形式,瞄準造紙行業的主要污染環節發力,研發出造紙全流程清潔生產技術,助造紙業摘掉污染大戶的帽子。

  “從綠色出發,通過綠色方式,創造出綠色產品。”這句話成爲重點實驗室對外輸出衆多重量級成果的共同價值遵循。

  所謂生物質,是指自然界中通過土地、大氣、水、光合作用生長的各種有機體,可再生,乃至生生不息。近幾年,以生物質爲源頭,延伸產業鏈,並最終替代傳統能源成爲重點實驗室的追求。

  雖貴爲世界第一造紙大國,但我國木材資源匱乏卻是不爭的事實,利用常見的速生闊葉材資源、採用全流程綠色造紙技術,是解決造紙業發展瓶頸的有效途徑。重點實驗室主任陳嘉川教授團隊研發的酶促磨漿技術、酶促消潛技術、酶助漂白技術、酶精製紙漿技術等一系列製漿造紙酶催化綠色新技術,也奪得了國家技術發明獎二等獎。

  值得注意的是,重點實驗室的研發成果並沒有束之高閣,而是保持了超高的成果轉化率,這源於其獨特的研發模式:一方面,作爲國家重點實驗室,高水平基礎研究和應用基礎研究、聚集和培養優秀科學家始終是其堅守的重要職責;另一方面,注重“生物基材料與綠色造紙”等接地氣的研發,讓其在研發應用過程中,能納入企業合夥人,形成研發應用共同體。

  一頭銜接民生:鍋碗瓢盆裏藏着高精尖

  重點實驗室展廳裏的鍋碗瓢盆,從外表上看普通平常,但追溯它們的誕生過程則看點十足:這些鍋碗瓢盆以植物爲源頭,通過一系列技術提煉、轉化而來。蘊含萬千的小物件雖不起眼,卻代表着未來科技的趨勢,凝結着科學家們的心血。

  木糖醇、有機肥料、纖維素膜,貌似與造紙業風馬牛不相及,但卻是國內企業深耕造紙鏈條着力打造的產品。它們都是利用植物精煉技術提取,更是重點實驗室勠力打造的“王牌技術”。

  記者在山東太陽紙業股份有限公司(以下簡稱太陽紙業)採訪時,技術人員展示了兩張紙在水中的不同變化:將紙放到水裏搖晃,其中一張基本保持原狀,另一張則迅速分解。技術人員介紹說,迅速分解的紙張沒有添加任何化學藥品。

  可迅速分解的紙張是行業的高端產品。伴隨這種紙張下線的,還有從製漿廢液中提取的高附加值木糖和木糖醇。如果說傳統造紙業只是利用植物纖維中的纖維素成分,剩下的木素和半纖維素都作爲廢液處理,如今,這些廢料搖身一變,成了盈利點。

  記者瞭解到,如今,重點實驗室打造的植物精煉關鍵技術,是將造紙過程中的各種成分吃幹榨淨,將半纖維素、木素、纖維素有機地分開,各取所用。

  在山東龍力生物科技有限公司(以下簡稱龍力生物),技術人員從玉米芯、玉米秸稈等農業廢棄物中提取功能糖後,又在生物原料廢渣中提取出燃料乙醇,這一過程被國家發改委列入“國家高新技術示範工程”,提取物獲准供應石油系統。

  無論是太陽紙業還是龍力生物,都是重點實驗室的成果轉化地。

  藉助科技的力量,科學家們變成了“魔術師”。在他們眼中,一株“植物”,甚至具備了製造萬物的潛能。沿着這個潛力深入挖掘,重點實驗室以植物資源爲基礎研究,開展國際前沿生物質精煉技術研發,產出了一批重大標誌性成果,建立起全球領先的生物質技術體系,包括生物質乙醇、生物質汽油、木糖醇、綠色造紙等生物基產品方面的清潔生產技術研發,以及實現植物資源高效高值利用。

  不僅轉化成果,也在輸出CEO

  在重點實驗室的走廊兩側,陳列着大約幾十個展板,每個展板都展示了一個人物。

  山東晨鳴紙業集團(以下簡稱晨鳴集團)董事長陳洪國、山東華泰紙業股份有限公司(以下簡稱華泰集團)董事長李曉亮、山東世紀陽光紙業有限公司董事長王東興、山東恆聯投資集團有限公司董事長李瑞豐、國家新能源工程技術研究中心主任王建偉……他們的名字不同,卻都是中國造紙行業響噹噹的人物;而這些人也爲擁有一個共同的身份而自豪:都是重點實驗室輸出的人才。

  這也是重點實驗室獨有的“CEO現象”。

  比如從製漿造紙專業走出去的陳洪國,歷任技術員、車間主任、副總經理、總經理,直至成爲晨鳴集團黨委書記、董事長。在他的帶領下,晨鳴集團已成爲全國最大的造紙企業,世界紙業10強,中國企業500強。

  爲什麼重點實驗室不僅能轉化成果,還輸出了衆多的CEO?

  陳嘉川的答案是:在重點實驗室,無論是人才的培養還是科技成果的研發,我們都強調要實實在在爲工業應用、經濟建設服務。在人才培養、協同創新、科技成果轉化、對行業產業的支撐作用以及國際影響力這五項指標上,重點實驗室保持着持續的競爭力。

  記者瞭解到,由於根植工業,優秀校友遍佈各類製造企業,得益於強大而高端的人脈關係,重點實驗室在科研成果轉化和校企合作上擁有得天獨厚的優勢,並先後創造了與華泰集團、晨鳴集團、太陽紙業、龍力生物諸多校企合作的成功案例,諸多標誌性的科研成果和重大關鍵技術發明成功轉化爲生產力和經濟效益,實現了校企互惠共贏。

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