海水淡化是解決水資源短缺的重要戰(zhàn)略手段。在眾多海水淡化技術(shù)中，膜法海水淡化技術(shù)是當(dāng)下最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的主流技術(shù)。在12月22日舉行的2019年度青島市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)的表彰大會(huì)上，中國(guó)海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授徐佳帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以《海水淡化高效膜材料制備及膜集成關(guān)鍵技術(shù)研究》項(xiàng)目榮獲2019年度青島市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。
80后，年輕有為、顏值與智慧并存……在采訪中，以上關(guān)鍵詞成為師生對(duì)徐佳的印象標(biāo)簽。她深耕海水淡化領(lǐng)域15年，歷經(jīng)成百上千次實(shí)驗(yàn)與實(shí)地勘察，終于在分離膜的滲透性-選擇性間博弈效應(yīng)、膜污染、低效傳統(tǒng)預(yù)處理工藝等卡脖子問(wèn)題實(shí)現(xiàn)攻關(guān)。據(jù)了解，該項(xiàng)目的建成標(biāo)志著我國(guó)在海水淡化領(lǐng)域的關(guān)鍵工藝技術(shù)和核心膜材料上實(shí)現(xiàn)了重大突破，為沿海地區(qū)水資源短缺提供了戰(zhàn)略性的技術(shù)解決方案。
想象力是她與海洋的連接點(diǎn)
初冬的校園里一片金黃。徐佳下課后必經(jīng)的小路上已經(jīng)鋪滿了厚厚的落葉，踩上去時(shí)沙沙作響。每天下課后，她都會(huì)邊走邊用腳尖輕輕踢著樹(shù)葉，葉子的清香隨即鉆進(jìn)鼻腔。用徐佳的話來(lái)說(shuō)，“這是屬于初冬的味道，也是北方城市獨(dú)有的質(zhì)感。”
徐佳對(duì)海洋熱愛(ài)或多或少帶有童年的光環(huán)。在她成長(zhǎng)的最初階段，全社會(huì)都充斥著面向未來(lái)的濃厚氛圍。那時(shí)，身旁的同伴大多希冀于未來(lái)可以成為科學(xué)家或宇航員，而徐佳的理想是“魔法師”——讓地球上有源源不斷的淡水資源。每當(dāng)經(jīng)過(guò)鋪面落葉的小路時(shí)，她的腦海里總會(huì)蹦出一副畫面：隨著腳尖輕輕劃過(guò)落葉，被施過(guò)魔法的干枯落葉都奇跡般地變成了水分飽滿的新葉。
這個(gè)看似科幻的理想，卻貫穿了徐佳的成長(zhǎng)。1999年，19歲的徐佳以優(yōu)異的成績(jī)考入了她夢(mèng)想的中國(guó)海洋大學(xué)，攻讀海洋化學(xué)專業(yè)。然而，這只是徐佳叩開(kāi)海水淡化“魔法之路”的開(kāi)始。2003年，本科畢業(yè)后的徐佳決定讀研，在海水資源綜合利用的分離膜技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域繼續(xù)深造；2005年起，徐佳專攻于研發(fā)新一代高效節(jié)能及抗污染的分離膜制備技術(shù)，并利用膜法組合來(lái)實(shí)現(xiàn)海水淡化、鹽差發(fā)電及凈水資源的再生利用。隨后，徐佳在為海水做“魔法”的科研道路上一路狂奔，以優(yōu)異的科研成績(jī)獲得了前往加拿大滑鐵盧大學(xué)訪問(wèn)進(jìn)修的機(jī)會(huì)，并于2008年獲得了博士學(xué)位。
如今，已經(jīng)是中國(guó)海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授的徐佳依然堅(jiān)持走在這條充滿艱辛的道路上。一項(xiàng)項(xiàng)晦澀的名詞和參數(shù)、一次次失敗再重來(lái)的試驗(yàn)……徐佳對(duì)記者說(shuō)，這些年，她始終堅(jiān)定最初的理想信念，始終跟著自己的心在自己的世界里行走。她深知，科研的魅力正是在于需要反復(fù)品味才能感受到它蘊(yùn)含的無(wú)窮力量。
理性在左，感性向右
時(shí)間沒(méi)有鈍化徐佳的感受力。在徐佳的學(xué)生看來(lái)，她身上兼具感性和理性。
在學(xué)術(shù)的世界里，徐佳是理性的。
“實(shí)現(xiàn)海水淡化的低能耗和環(huán)境友好發(fā)展，是膜法海水淡化可持續(xù)發(fā)展的核心目標(biāo)。因此，膜的質(zhì)量是檢測(cè)海水淡化成效的關(guān)鍵一環(huán)。”徐佳說(shuō)，膜法海水淡化過(guò)程通常有預(yù)處理、反滲透、后處理系統(tǒng)等單元操作，反滲透系統(tǒng)是鹽水分離的環(huán)節(jié)，也是海水淡化的關(guān)鍵。她們團(tuán)隊(duì)正是基于海水淡化最核心的膜及膜組件的相關(guān)研究開(kāi)展的。
在逐漸擴(kuò)容的學(xué)術(shù)半徑中，她逐漸發(fā)現(xiàn)我國(guó)的海水淡化產(chǎn)業(yè)及制膜產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，但在大規(guī)模應(yīng)用中卻存在許多亟待解決的問(wèn)題。“比如在膜材料方面，我們主要集中于兩個(gè)卡脖子技術(shù)，分別是分離膜的滲透性-選擇性間博弈效應(yīng)和膜污染的問(wèn)題。其中博弈效應(yīng)是這個(gè)領(lǐng)域的世界難題。博弈效應(yīng)如同蹺蹺板，在蹺蹺板的兩邊分別是產(chǎn)水量和產(chǎn)水水質(zhì)。如果提高一方，那么另一方就會(huì)下降。”她解釋道。
如何在擺動(dòng)的“蹺蹺板”中找到微妙的平衡點(diǎn)，研發(fā)一種持久的高抗污染膜材料是徐佳團(tuán)隊(duì)面臨的極大挑戰(zhàn)。在15年的摸索中，她發(fā)現(xiàn)有機(jī)多孔納米材料的特性十分符合需求。在此基礎(chǔ)上，她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一系列新型混合基質(zhì)膜產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次反復(fù)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，這種新型膜材料與現(xiàn)有的商品化膜產(chǎn)品相比，在單位膜面積上的產(chǎn)水量可提升一倍以上，同時(shí)脫鹽率也得到同步提升。
在科研的世界里，徐佳又是感性的。來(lái)自生活中的感性認(rèn)識(shí)，同樣也能幫助徐佳在海水淡化的理性思考中提供思路。例如，在克服膜污染問(wèn)題上，徐佳敏銳地發(fā)現(xiàn)，從辣素中提取某些材料與新膜材料十分吻合。于是，她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)聚焦天然防污活性物質(zhì)，從中找到了克服膜污染的解題思路。試驗(yàn)結(jié)果顯示，膜抑菌效率提升了80%-90%。新型膜材料在一定程度上解決了“蹺蹺板”難題，同時(shí)也為國(guó)內(nèi)外高效分離膜材料制備、高效抗污染膜材料制備提供了設(shè)計(jì)思路和依據(jù)。
與此同時(shí)，在海水淡化研究中的每一次攻關(guān)，也幫她找到了更多探索自我的打開(kāi)方式。雖然理性感性的結(jié)合體看似沖突，但無(wú)論是在實(shí)驗(yàn)室還是在生活中，都是徐佳在有限的個(gè)人空間內(nèi)用自己熟悉的、妥帖的、全新的方式去釋放細(xì)膩且濃烈的情感。或許，在科研的海洋里徜徉，也是徐佳借由它們來(lái)輸出某種自我表達(dá)的方式。
外表沉默的徐佳，內(nèi)心自有焰火。尤其是她的一雙眼睛，裝得下星星，也撐得住凌厲。但徐佳一直不太喜歡被稱為“美女科學(xué)家”，用徐佳的話來(lái)說(shuō)，“我總想為消除刻板印象做一些事”。在為海水淡化做“魔法”的世界里，她可以找到寧?kù)o、平等和自由。這正是科研帶給她的，已不僅僅是某種釋放，顯然，這給了徐佳更高的向往。
突破邊界，探索不止
“越往深處扎，我越覺(jué)得我越像一個(gè)普通人。” 徐佳對(duì)記者說(shuō)。
對(duì)此，徐佳保持著最大的樂(lè)觀，這也是她的“終級(jí)彼岸”。在徐佳看來(lái)，人生需要彼岸性的東西，這似乎是徐佳每一步變化的潛在驅(qū)動(dòng)力，因此她也會(huì)不斷給自己設(shè)定“彼岸”。獲得2019年度自然科學(xué)一等獎(jiǎng)，正是她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)抵達(dá)的彼岸之一。談到下一步規(guī)劃，徐佳說(shuō)，她想將現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行放大，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
她向記者介紹，作為一座淡水資源比較短缺的海濱城市，青島有較大的海水淡化需求量，也有雄厚海水淡化基礎(chǔ)。早在2003 年，黃島電廠就開(kāi)始了每天3000噸的雙膜法海水淡化示范工程。在此期間，青島市海水淡化產(chǎn)業(yè)相繼產(chǎn)生，積累了非常強(qiáng)的技術(shù)鏈。近年來(lái)，青島也出臺(tái)了一些發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的扶持措施，如2018年出臺(tái)的《青島市海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確指明了我市海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向——2030年，要把青島打造成為全國(guó)海水淡化應(yīng)用重點(diǎn)示范城市。“在海水淡化中比較高效的預(yù)處理系統(tǒng)、膜和膜組件等關(guān)鍵部件，以及后續(xù)的高壓泵等關(guān)鍵設(shè)備還需要依賴進(jìn)口。只有我們遵循科技創(chuàng)新將這些關(guān)鍵部件做大做強(qiáng)，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量發(fā)展。不論是從需求還是政策來(lái)看，青島大力發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)正當(dāng)其時(shí)。”徐佳補(bǔ)充道。
在科學(xué)研究與現(xiàn)實(shí)生活中，徐佳都曾體會(huì)到不同的引力，這是生命的兩個(gè)維度。只不過(guò)，在兩個(gè)維度的游走，加深了徐佳對(duì)生命的思索和體驗(yàn)——不只是在膜法中找到更多的可能性，更是腳踏實(shí)地地去實(shí)現(xiàn)人生的迭代，不斷突破自我，不斷塑造未來(lái)。
青島財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)/青島財(cái)經(jīng)網(wǎng)記者 宋佳
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