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研究“变色行业”二十余年,他的新发明还将用于双碳领域
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简介随处可见的光能应用于哪些领域?从荧光传感、高端防伪技术再到变色眼镜、变色玻璃,光致变色产业链已与我们的生活息息相关。“我的工作基本上都是围绕光来展开,主要聚焦在光敏化学产品工程,而这些都服 ...
随处可见的变色行业光能应用于哪些领域?从荧光传感、高端防伪技术再到变色眼镜、研究余年用于变色玻璃,发明光致变色产业链已与我们的双碳生活息息相关。
“我的领域工作基本上都是围绕光来展开,主要聚焦在光敏化学产品工程,变色行业而这些都服务于精细化工行业。研究余年用于”中国科学院院士、发明华东理工大学副校长朱为宏近日接受第一财经独家专访时说,双碳精细化工作为化学工艺的领域一个重要分支,相较于大化工而言,变色行业不管是研究余年用于对工业生产总值,还是发明附加值比较高的产业都有着重要意义。
做了二十多年“追光人”的双碳朱为宏,曾两次获得国家自然科学二等奖,领域在2023年新当选为中国科学院院士,在他看来,“光”有着非常独特的优势,它无处不在,不仅非常基础,响应速度也很快,能充当产品性能调控的重要手段。
最近,他和团队研发的绿色节能新型光致变色玻璃,已突破长期光热稳定性瓶颈,向多个领域推广。“这个变色玻璃就是一个光敏产品,它在吸收紫外线以后,玻璃的颜色就会变深。所以玻璃不仅能吸收紫外线还可以吸收可见光,实现节能的同时避免光污染。”朱为宏说。
朱为宏院士 第一财经记者 任玉明/摄
带着需求导向做科研
随着经济社会的发展,人们对电子、汽车、机械工业、建筑新材料、新能源及新型环保材料的需求将进一步上升,电子与信息化学品、表面工程化学品、医药化学品等将得到进一步的发展,全球范围内精细化学品市场规模逐年扩大,中国作为亚太地区增长极,整体行业市场规模增速位世界首位。公开数据显示,2022年,我国精细化工行业总产值约为5.7万亿元,同比增长16.3%。
虽然是从事基础学科教学和研究,但朱为宏的研究领域和产业结合得相当紧密。在他看来,化学作为基础学科,不仅是一门尝试科学,更是“中心”科学,它推动了材料、能源、环境、制药、生命科学等学科的发展,尤其是精细化工领域。
今年4月,朱为宏团队有机空穴传输材料领域最新研究成果在Science上刊发,去年,他们团队刚在Nature上发文介绍基于动态化学构筑共价有机框架材料研究取得的重要进展。
谈到产业应用和基础研究的关系,朱为宏认为,做原创性的突破或高性能的产品时,能使用的调控手段有限,那就必须在基础研究上有所突破,才能提供更多突破瓶颈的可能。
他告诉第一财经记者,这几年团队发表的原创性文章,都是从化学这个基础学科出发做的研究。比如去年团队发表的Nature文章,就是在介绍基于动态化学构筑共价有机框架材料研究取得的重要进展,实现了材料性能的突破。今年发表在Science上的文章,是围绕有机空穴传输材料领域最新研究成果,通过一个化学的组装起到一石二鸟作用,解决了有机半导体传输的瓶颈,同时也解决了器件制备,特别是大面积制备这样的一个瓶颈。“所以很多工作,就是从化学这个基础的角度去推进产品的高端化应用,从而进行延展。”他说。
在他看来,这种市场潜力催生的产业应用需求也对科研工作者提出了更高的要求,“年轻人在做科研的时候,一定要把潜在发展的应用趋势或者应用背景讲清楚。如果这方面讲不清楚的话,工作就很难走得远”。
对于接下来的研究重点,朱为宏提到了目前正在做的“变色玻璃”。“我们经常说弯道超车、换道超车,实际上最佳还是新的赛道,最近重中之重就是推广绿色节能的变色玻璃。”他解释道,现在很多摩天大楼对玻璃的需求很大,而这些大楼也存在光污染以及玻璃的能耗问题,变色玻璃能减少以上的种种问题,现在他们正推进在汽车行业的应用。
变色玻璃,第一财经记者 金叶子/摄
高校和企业要双向“奔赴”
打通科技成果迈向市场化,高校和科研院所是其中的主力军,越来越多的“硬科技”公司来源于高校机构的实验室。《中国科技成果转化2022年度报告(高等院校与科研院所篇)》中的一组数据显示,2021年科技成果转化总合同金额超过1亿元的高校院所数量为314家,截至2021年底,高校院所创设和参股公司数量为3415家,比上一年底增长17.6%。
位于华东理工大学主干道的“费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心”实验室,是朱为宏团队最常去的地方。这个2016年揭牌的中心,是以培养国际知名科学人才、实现研究领域原创性突破为目标,通过化学、材料、能源、生物、计算化学、纳米技术、分子工程等多学科相互交叉打造的特色研究平台。
第一财经记者 任玉明/摄
虽然常给团队老师、学生们改善实验室环境、配置新的个人装备,但在朱为宏看来,做科研只发论文或是只待在实验室是不可取的。
“早期我们本科生可能有一年的时间都要待在企业,近距离地去了解企业以及它们的产品、需求。但现在更多的时候学生们都在学校、实验室里,和企业接触比较少。发文章、写论文这方面固然重要,但在基础研究论文写好了以后,我们还应该回头去思考你的研究能不能进一步有应用的前景。”他说。
他以挖井比喻道 ,一铁锹挖下来可以看作是你发了一篇论文,但实际上工作还没结束,仍然要继续深挖直至挖到水。“挖到水我觉得就是相当于有应用前景了,所以做基础研究的人,要加强和企业去接触,真正了解企业的需求,把它们的需求导向开始就带入科研问题中来,这样可能才会更好地实现应用方面的突破。”
谈到如何加强高校和产业界的合作,朱为宏谈到了高校和企业的双向合作。除了高校的学子要经常和企业交流之外,企业也需要去主动思考能不能把高校的基础研究往产业领域去转化。此外,还可以借助研究院、孵化平台,架起高校和企业的桥梁。
“现在学校也建了包括成果转化的一些平台,在上海、在外地也有一些研究院。最近我们正在成立上海电子化学品创新研究院,聚焦电子化学品,希望能够解决电子化学品一些卡脖子的问题。这个研究院真正的功能,就是希望把高校里的研究成果在这个平台上进行一些中试,进行基本的论证,最后走向企业。”他表示。
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