【经济日报】创新说:种下好奇的种子

供稿单位:经济日报 发布时间:2024-04-13

2024年4月13日,《经济日报》第9版“创新说”以《种下好奇的种子》为题,报道我校众多科学家将好奇心作为矢志创新的原动力,积极服务“经济主战场”,不断用技术和产品造福社会。。

  报道链接:http://paper.ce.cn/pc/content/202404/13/content_292857.html

 【报道内容】 

种下好奇的种子

姚亚宁

《 经济日报》( 2024年04月13日  第9版)

“不好意思,反应釜里还有个实验,可能有点吵。”在北京化工大学国家重点实验室,笔者见到了获得何梁何利奖的吴一弦教授。

去年12月,在科技界具有极高影响力的何梁何利基金2023年度颁奖大会在北京举行,教育部“长江学者”特聘教授、北京化工大学材料科学与工程学院吴一弦教授荣膺“科学与技术创新奖”(产业创新奖)。

国家技术发明奖、中国青年科技奖、中国青年女科学家奖……因其在高分子化工方向上取得的创新成果及成果的产业化应用,吴一弦多次摘得大奖。

全世界首条高强高模聚酰亚胺纤维规模化生产线,以生物法取代化石能源直接生成对二甲苯,利用青海盐湖资源提取镁与锂并同步改良盐碱地土壤……在吴一弦与其他科学家身上,发生的向创新要效益的故事还有很多,谈及矢志创新的原动力,他们无一例外都提到了:好奇心。

  守护“炒菜”的火种  

嗡嗡的机器运转声,随处可见试剂瓶与化工仪器,看不见的分子正以奇妙的方式改变我们的生活。

1982年,15岁的吴一弦考上大学。一些人不理解,一个小女孩不喜欢花花草草,天天偏爱摆弄化学试剂。“做科研充满乐趣与挑战,乐趣就在探究未知的过程里,这个过程中每天都有或大或小的奇迹。”吴一弦说。

“很多人一听高分子会觉得离我们生活很遥远,其实生活中到处都是高分子材料,比如你的眼镜框。”吴一弦说,“我们团队的目标从来不是只在实验室做做实验、发发文章就完事了,是想能够真正解决实际问题。”

从实验室到真正解决实际问题有多远?也许是1万步。

“好比炒菜,家里小炒和食堂大锅炒菜完全是两回事。也许平时在家你是个好厨师,可到了食堂后厨,不是把所有的食材、调料等比例放大加入锅里搅和搅和就完事了,这里头的火候、温度都是学问。”吴一弦说,从实验室试验成功到工厂产品下线还有1万步要走。这1万步,化工领域的动量传递、质量传递、热量传递与反应特征都发生了改变,全部需要重新计算。

用便捷、高效的方式生产制作出质量和性能更好的合成橡胶,是吴一弦和团队炒出的“大锅菜”。

合成橡胶是国民经济发展的关键基础材料,丁基橡胶作为其重要品种之一,因其优异气密性成为制造飞机和汽车轮胎内胎的关键材料,但生产技术长期掌握在少数国家手中。上世纪90年代,中国石油化工股份有限公司通过部分引进国外技术,建成我国首套年产量3万吨的丁基橡胶工业生产装置,但仍存在生产工艺不稳定、减产严重等问题。

吴一弦和团队用一系列具有自主知识产权的创新技术,破解了这盘“大锅菜”的炒法,大幅提高了丁基橡胶生产效率与产量,结束了我国丁基橡胶全部依赖进口的历史,使我国成为少数掌握丁基橡胶关键合成技术的国家之一。

为了帮助贫困学生专心完成学业,并鼓励他们继续坚持科研,吴一弦团队先后设立了“学术创新”“团队合作”等多项奖学金,每年她还会从工资中拿出一部分放入学院设立的“教授奖学金”。

“好奇心是科研的原动力,坚持下去、保持初心并不容易,我希望能用这种方式,守护好每一位学生好奇的火种。”吴一弦说。

怀着对科研无限的好奇心,带着服务经济主战场的信念,吴一弦和她的科研团队持续焕发出蓬勃的创造力。

  解决未来的问题    

“我不是生意人,稀里糊涂从搞科研到做产品。一直驱使我前进的就是好奇心,一种对新事物从无到有的强烈好奇心,想看看创新成果能走多远的好奇心。”北京化工大学教授武德珍说,好奇心推动着她去解决未来的问题,用技术和产品造福社会。

2002年,武德珍被评为北京地区产学研工作先进个人;2013年,她创办了江苏先诺新材料科技有限公司。其中的转折点,在2004年。

“那年,40岁的我面临一个选择:继续担任学院的党委书记,管理学术一肩挑,还是放弃管理职务潜心做研究?”

她的研究方向是聚酰亚胺纤维。这种材料一直有人做,市场上也有不少性能普通的产品,但一直缺少高强高模聚酰亚胺纤维及其规模化制备技术和市场化产品。

“对科研人员来说,找到一个新方向太诱人了。”武德珍选择离开管理岗位潜心科研,几年时间就在实验室取得了技术突破,成功制备出试验品。

下一步,就是工厂生产、产业应用。

幸运的是,常州市政府为该项目批复了300万元“龙城英才”计划支持资金,希望该成果落户当地。

“当时只觉得幸运,但并不确定未来市场空间究竟有多大。”武德珍解释说,不确定性源于两点:其一,很多突破性技术夭折在产业化的过程中;其二,国外尚未出现这样的创新产品,缺乏典型应用案例,谁都不知道产品生产出来用在哪里。

简言之,高性能聚酰亚胺纤维是一项未来的应用,在当下甚至连个生产车间都找不到。

怎么办?2013年,武德珍毅然决定“下海”创业,并办理了停薪留职。她说,“想看看自己,也看看成果到底能走多远”。

“前期投入资金看不到效果,后续又找不到新投资,生产线建设推进不下去,只能硬着头皮自己上!”武德珍投入自己和家人的积蓄,还向朋友、同事们借了钱。

10吨级的工程化生产线建设成功,中试产品强度比国外产品高七八倍。但新问题又出现了,用户质疑:产品投入市场后产能跟得上吗?

2016年,武德珍再下决心:建百吨级生产线,突破大规模制备技术,拿出规模化产品。她还把实验室和家从北京搬到了常州。

如今,武德珍团队的公司拥有世界首条10吨级和百吨级高强高模聚酰亚胺纤维中试线和生产线,填补了市场空白,生产出的产品具有高强高模、耐热阻燃等特性,广泛应用于航空航天、高端消防、体育类、电子类产品等领域。

“科研需要强烈的好奇心一步步探究下去,你都不期待未来,怎么能让别人加入和理解。”武德珍说,她和身边的科学家都有两点共性:好奇心,真喜欢。

中国工程院院士、北京化工大学校长谭天伟提起自己的专业生物制造兴奋不已,“与合成生物学完全不同,绿色生物制造是以生物体为催化手段结合工程学原理进行产品的规模化生产。生物制造是让工业绿色可持续发展最有希望的技术。我们在国际上创新提出了第三代生物制造的理念,这将真正助力‘双碳’战略目标的实现”。

中国工程院院士高金吉,从辽宁省阜新市氟化学总厂生产车间走出来,立志要做“中国最有用的团队”,解决未来的问题。

中国工程院院士张立群,致力于让中国的橡胶研究走向世界前沿,“其他国家的航空轮胎可以保障飞机起降30次,我们就要做到70次!”

创新,是面向未来的生产力。

  点燃创新的梦想    

一年多前,中国科学院老科学家科普演讲团团长周德进在高铁上偶遇戴伟,问他有没有兴趣加入,戴伟欣然应允。

“我试讲一次就通过了,这很少见。”戴伟不无得意。

英国人戴伟,1958年出生在英国伯明翰市,现任英国皇家化学会北京分会主席、中国科学院老科学家科普演讲团团员。

许多名叫David的外国人到了中国后,起的中文名字一般是“大卫”。但一个中国朋友告诉他,“大卫”一听就是外国人,而戴伟则像是地地道道的中国人。

1987年,到南京参加第25届国际配位化学会议的戴伟第一次来到中国。从那时起,他几乎每年暑假都会来中国。1996年,他辞去英国埃克塞特大学化学系教学委员会主席职务,来到北京开展合作研究。

“我了解0到1的创新,我想去看看1到100的创新。”面对英国同事的不解,戴伟说,中国经济发展的速度和潜力是巨大的,你们过几年就会明白我的选择。

自此,他在中国一待就是28年。

在与中国学生的交流中,戴伟发现中国孩子做实验太少。“这不利于培养创新思维。我很小就对化学感兴趣,经常把厨房里搞得乱七八糟,我父亲把花园的一个小棚子腾出来给我做实验室。”戴伟将自己的担忧和做科普的想法跟身边的老师聊了聊,得到了积极的反馈。

从2011年起,戴伟开始减少科研与教学工作,将实验室搬进农民工子弟学校、偏远山区的中小学,让更多孩子感受化学的魅力。他的科普实验室被认定为全国科普教育基地。

快手、b站等平台的“戴博士实验室”账号拥有过千万粉丝,点进“烟花为什么是五颜六色的”“腊八蒜为什么是绿色的”“雪花的秘密”等标题,一个白胡子蓝眼睛、穿着白大褂说一口流利中文的“老外”一边做化学实验,一边讲解其中的原理。

短时间的科学突破可以靠集中力量办大事来做到,但是要成为长期不间断的科学发展,就需要这样的科普与教育——一位网友在戴伟的视频下这样留言。

在网络走红后,抬着成堆的化学仪器和试剂到处演示仍是戴伟生活的日常。“每次看到那些小朋友脸上惊讶的表情和眼睛里的好奇,我就感觉充满了动力。”

2020年9月11日,戴伟受邀参加在北京举办的科学家座谈会,作为7位科学家中唯一的外籍科学家代表,他结合自己20多年来在中国的生活工作经历,阐述了科学普及对科技创新的重要性。

“之前上过我科普课的孩子长大了,有的已经大学毕业参加工作。我认为我在做的就是播撒种子——为每个孩子播撒一颗好奇的种子,用神奇的化学实验点燃孩子们的创新梦。”

见证了1到100,戴伟想回到从0到1,播撒下一粒粒好奇的种子。