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凹土“智造”的领路人
发布日期:2017-09-18

编者按为深入实施创新驱动发展战略,营造良好的大众创业、万众创新的氛围,本报近期将对我市首届“最美科技人”进行集中宣传报道,旨在引导全市广大科技工作者弘扬科学精神、遵守科学道德,争当践行社会主义核心价值观的楷模;引导全社会积极投身科技创新工作,推动经济社会又好又快发展,为“两聚一高”新实践作出更大贡献。

记者左文东通讯员朱小柱

说到凹凸棒石,很多人都感到陌生。然而在现实生活中,它的用途却很广泛,灭菌除臭,吸附金属离子,放入食品、化妆品中用作凝胶等。在我市盱眙县,凹凸棒石储量占了世界已探明总储量的48%,开采价格200元/吨,经过纳米技术处理和产品升级,成品售价最高约合80万元/吨。科技的“魔力”让石头价值成百倍增长,不仅实现了纳米矿物材料研发在国际上的“领跑”,而且在短短几年间助推盱眙凹凸棒石的产值从4亿元增长到20亿元。

这些成绩取得的背后离不开一个人的辛劳与付出。他,就是凹土“智造”的领路人——中国科学院盱眙凹土应用技术研发与产业化中心主任王爱勤。他是全世界发表凹凸棒石SCI论文最多的作者。今年3月初在印度安拉阿巴德举行的2017年纳米材料与纳米技术国际会议上,王爱勤获国际先进材料协会颁发的年度奖章,以表彰他带领团队解决了制约凹凸棒石产业发展的棒晶束解离这一世界性难题。

1999年从中国科学院兰州化学物理研究所博士毕业的王爱勤,长期致力于环境材料、黏土矿物及纳米功能复合材料方面的研究。2010年6月,中科院与我市盱眙县共建了“中科院盱眙凹土应用技术研发与产业化中心”。王爱勤担任主任,肩负着凹凸棒石研发与产业化的重任。早在2003年王爱勤就来过盱眙,对盱眙有着一份特殊的感情。尽管这里距离老家甘肃路途遥远,但为了推进凹凸棒石产业的高值利用,这位科学家不仅参与筹建还带领团队率先入驻研发中心。同时,他还挂职做了盱眙县的科技副县长。如今,他每个月都会来盱眙,一年差不多有3个月时间在这里工作。

王爱勤告诉记者,凹凸棒石是一种具有棒状晶体结构的含水富镁的铝硅酸盐矿物,由于内部多孔道,具有很强的吸附能力,被广泛应用于化工、建材、造纸、医药、农业、环保和食品等领域。自上世纪70年代末在江苏发现矿藏以来,凹凸棒石很快进入工业化生产加工期。“不过直至2010年,凹凸棒石一直面临附加值较低、产业链较短的难题,盱眙县凹凸棒石全部产值不足4亿元。”王爱勤说,每吨产品的平均价格当时是1000多元。究其原因,一是制约产业发展的关键共性技术没有取得突破,二是缺少凹凸棒石创新研发团队的技术支撑,三是缺少公共测试和服务平台。

据王爱勤介绍,天然的凹凸棒石棒晶大多以鸟巢状或柴垛状聚集,不具备纳米材料的特性。多年来,国内外研究者采用高速搅拌、超声、对辊、碾磨和冷冻等传统处理方式对凹凸棒石棒晶束进行了解离研究,但只能做到部分解离,同时会影响凹凸棒石纳米性能的应用。在他的带领下,团队经过历时5年的研究,积累了各种处理工艺对凹凸棒石微观结构影响和棒晶损伤研究,提出了对辊处理——制浆提纯——高压均质——乙醇交换一体化工艺,在保持凹凸棒石固有长径比的前提下,成功实现棒晶束的高效解离。这一方法的提出,标志着制约产业发展多年的关键共性问题取得突破,实现了凹凸棒石从矿物材料到纳米材料的华丽转身。在此基础上,中国科学院盱眙凹土应用技术研发与产业化中心开发了凹凸棒石纳米无机凝胶、凹凸棒石油品高效脱色剂、凹凸棒石催化材料、凹凸棒石绝缘介质浆料等高值化利用产品,并成功实现产业化应用。

一直以来,各种霉菌毒素的危害困扰着畜牧业发展,并且危害人体健康。王爱勤带领的科研团队创造性地研发了凹凸棒石玉米赤霉烯酮吸附剂并实现产业化,该项目获批江苏省科技厅2016年度重大成果转化项目,填补了我国高端霉菌毒素吸附剂自主研发和生产领域的空白,打破国外产品在此领域的技术和市场垄断。

“科研的方向一定要来自现实需求,科研工作者一定要能够不忘初心,不怕坐冷板凳,发现一个目标后要能够长久地、持续地坚持下去。”谈及未来,王爱勤并不满足于此。随着不断开采凹凸棒石黏土矿,低品位的杂色和伴生矿的比例逐年增加,现有技术还不能利用低品位矿开发相关产品。“我们把凹凸棒石从‘丑小鸭’变成了‘小天鹅’,下一步要把‘丑小鸭’变成‘白天鹅’。”他表示,“未来中心将定位于低品位凹凸棒石结构演化与转白关键工艺突破,同时进一步拓展纳米凹凸棒石的‘味精式’应用。”

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