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守着这座千亿美元的科研“金山”,如何挖出它的产业化价值?@复旦大学刘玉普
发布日期:2022-10-20 来源:上海科技

  记者见到复旦大学博士后、化学系青年副研究员、2022浦江创新论坛“寻找青年的声音”活动的青年先锋刘玉普时,他刚刚与导师赵东元院士开完会,腿脚稍显不适地走进来,“前段时间踢球,不小心踢伤了膝盖。”他笑着说道。

 

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  他所研究的介孔材料,是一座被预估市场将达到千亿美元的“金山”。而刘玉普所在的复旦大学赵东元团队,又是国际公认的介孔材料全球最顶尖的存在。但介孔材料在中国的应用现状,却并不与科研实力相匹配,用刘玉普的话来说就是守着一座“金山”,但不知道怎么开采。

 

  他失眠数月只为探索如何跨越科研与产业的“死亡之谷”


  介孔材料1992年才出现,30年时间,全球规模已达到80亿美元,“这在材料领域,是非常优异的成绩。”所有人都看好这一领域,预测其将有千亿级的市场规模。而在介孔材料领域,复旦大学赵东元院士的盛名享誉中外,“我们不仅守着一座金山,我们还有一面金字招牌。”刘玉普说道。

 

  作为复旦大学“造孔人”中的一员,刘玉普毅然承担了推动介孔材料产业化的任务,“一开始,我非常有信心,相信自己绝对能把介孔材料推出去。”然而,尽管我国介孔材料的科研成果超然,但产业化推动却遇到了种种困难。“我那时候有点着急了,就感觉,我都推了一年了、两年了,还没把介孔材料推出去,感觉我像是守着一座金山,金山就在我面前,那么大,但我就是挖不出来。”

 

  科研与产业横跨着一座“死亡之谷”:是否能产业化生产,生产质量是否稳定,价格是否能够接受,……这些都是横在刘玉普面前的问题。巨大的压力曾压得他喘不过气,“那个时候经常失眠。”当时,他常与赵东元院士聊天,在赵东元院士的鼓励下,刘玉普慢慢地接受现状、解决问题,越挫越勇、越战越勇。

 

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  从国际创新创业大赛一等奖,再到2021全国博士后创新创业大赛的金奖,在科技创业这条路上,刘玉普已摸索出了自己的方向。他自豪地表示:“目前,有的项目已跨过了死亡之谷,有的还在努力攀登。”

 

  中国介孔材料攻克重油催化的关键技术 年增产量破百万吨

 

  从防晒霜,到5G电路板,再到石油化工……介孔材料作为一种1992年才研制出的新型材料,具有一片广阔的未来。介孔材料,是指孔径在2-50nm之间的一种多孔材料。由于孔径介于微孔与大孔之间,因此,其综合了两者的优势:孔径比微孔大,比表面积比大孔高。由于这一特性,介孔材料在许多对于材料要求高的领域,都能发挥出比现有材料更好的性能。

 

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介孔材料示意图

 

  以石油化工为例,中国每年消耗原油7亿吨,其中有很大一部分是没有办法利用的重油,大量的沥青只能用来铺马路。“这看起来很‘豪横’,但也很无奈。”国外拥有重油催化的技术,但一方面十分昂贵,另一方面,也并不好用:“分子筛属于小于2nm的微孔材料,常常被重油大分子堵住。催化效率慢,使用寿命短。”复旦的“造孔人”们在分子筛外围包裹了一层可以先行催化重油大分子裂解为中分子的介孔材料,从而征服了“重油裂解”这一难题。据刘玉普介绍,这一技术已与中石化合作应用,“我们已经做到了年增产上百万吨优质油。”在石油工业大放异彩的同时,介孔材料在日化领域也异军突起。此前,塑料微珠被广泛应用于防晒霜中,发挥对紫外线的折射作用,促进紫外线被防晒成分吸收。但是,塑料微珠存在着污染环境的风险,根据国家发改委发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》,含塑料微珠的日化用品,已停止生产,并即将禁止销售。塑料微珠不能再使用了,但防晒霜中仍需这一“生态位”。刘玉普团队研制的氧化硅介孔材料,适时“补位”,这是一种对人体没有伤害的纳米材料,据他透露,目前已与上市公司进行合作,测试性能非常优异。

 

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介孔材料放大照片

 


  第一次见到赵院士,赵院士问他:刘玉普,你觉得你聪明吗?对于刘玉普来说,攀登,不断地向更高峰攀登是他的常态。从一个与介孔材料距离遥远的专业,跨考到赵东元院士的麾下读博。“现在想起来,觉得自己当时很‘无畏’。”在准备了三个月后,刘玉普第一次来到复旦面试,面试前紧张到频频前往洗手间,刘玉普说,自己几乎是爆发了全身的所有力量,去见赵院士。结果进门第一句话,“赵院士问我,‘刘玉普,你觉得你聪明吗?’”他回答道:“我小时候觉得自己很聪明,长大了和旁人一比,慢慢的自卑了。”


  从一个自卑的人,如何一步步成长,大放异彩?刘玉普的回答是“努力”。2012年,刚来到复旦时,刘玉普发现自己的英语水平比较差,为了赶上平均水平,刘玉普一个人默默跟着辅导班学习了两年多。在赵东元院士课题组的锻炼,也让刘玉普迅速在科研领域中有所成长,“赵院士对我们的学术要以及各方面能力都非常高,因此我们的成长也非常快。”这种不断攀登新高峰的努力,不只在学术道路中,在刘玉普的生活中,也同样一以贯之。曾经为了减肥,刘玉普在寒冬腊月中锻炼长跑了两个月,过年回家也抵御住了美食的诱惑,最终从170斤减到了130斤。这两年,教学又成了一座他正在攀登的新山峰。复旦的学生很聪明,常常会提出一些刘玉普想不到的问题。“有时,看到他们问我的问题,我第一反应是:为什么我没有注意到?”刘玉普直言:“压力挺大的。”最近,他也摸索出了一些教学的心得。现在,我给研究生上课,我会从三个方面讲:首先是才华的才,然后是材料的材,最后是财富的财,我们的科研做出的材料可以在哪些领域发挥作用,将会有多大的市场。

 

  刘玉普说,现在很多学生都很爱听他的课,因为在他的课上,能学到科研产业化落地的思维。对于未来,刘玉普说:“希望在未来,我们介孔材料产业化可以越走越广阔,尽可能有产出,来反哺我们这些‘造孔人’。”对于未来的自己,刘玉普说:“砥砺前行,莫问得失。”

 

  学习领会党的二十大精神,刘玉普表示:【青春浩气跃千山,我辈扬帆览沧海】