“80后”女教授徐佳获得2019年度青岛市自然科学一等奖：穿过一张“纸”海水变淡水

文/图　半岛全媒体记者　王丽平　

12月22日上午,在青岛市科学技术奖励大会上,中国海洋大学化学化工学院副教授徐佳获得2019年度青岛市自然科学一等奖。作为一位80后女教授,她埋首实验室工作十多年,在海水淡化领域取得了突出成绩,此次获奖的“海水淡化高效膜材料制备及膜集成关键技术研究”项目,一定程度解决了海水淡化产业世界难题。

一张“纸”的魔力

徐佳的科研成果——海水淡化高性能膜,肉眼看去与普通打印纸并没太大不同,只是有一面多了些光泽。

徐佳说,可别小看这张“纸”,它有可能带来海水淡化行业的改变。它比纸要硬一些,在显微镜下看,其实层与层之间是复合结构,膜的最下方是无纺布,有非常强的支撑作用,中间是一层聚合物多孔支撑层,能“托”起最上面的超薄脱盐皮层,脱盐皮层只有100纳米～200纳米厚,相当于头发丝直径的千分之一左右,这是整张膜的关键,它主要起到脱盐和保证水质的作用。而基于这项研究,未来可能会带来海水淡化行业规模的提升,且会提供一些关键设备装置升级的空间和技术支撑。

“我们主要集中于两个关键技术,分别是分离膜的渗透性与选择性间博弈效应和膜污染问题,其中博弈效应是这个领域的世界难题。”徐佳说,这就像跷跷板,跷跷板的两边分别是产水量和产水水质,如果提高一方,那另一方就会下降很难克服。徐佳等人运用有机多孔纳米材料为核心构建了一系列新型混合基质膜来解决这个问题,使产水量提升一倍以上,一定程度上解决了博弈效应,同时也为国内外高效分离膜材料制备提供了设计思路和依据。

电厂里硕博“连读”

徐佳1980年出生,在中国海洋大学本、硕、博连读,是位非常年轻的副教授,而她在实验室里已经默默无闻地坚守了十多年。徐佳说,这得益于科研最初那段让她难忘的经历。

在2003年至2005年,青岛市黄岛电厂开始了日产3000吨双膜法海水淡化示范工程,徐佳的硕士、博士学业时光就是在黄岛电厂度过的。每早7点出门到试验现场,半夜回到宿舍,大部分时间都是在海边的集装箱里度过的,即使青岛寒冷的冬天也不例外。大家团结一心科研攻关,也让徐佳看到了科研的力量和魅力。“那时候我才开始真正了解海水淡化的整个过程。”徐佳说,也是从那时开始,为日后做科研打下了良好的基础,成为她的一份宝藏。

徐佳说,现在青岛市区两级政府营造的良好的创新创业环境,提供了优质的科技服务和创新服务,对中青年科研工作者的工作给予了大力扶持,“也非常感谢我的母校中国海洋大学,给予了我特别大的支持,让我们这些土生土长的博士可以到国外一流的学府访学”。

关键设备还得靠自己

在谈到青岛在海水淡化方面的产业优势时,徐佳说,青岛市具有非常雄厚的海水淡化基础,黄岛电厂的双膜法海水淡化示范工程到现在已经运行了十余年,此后,青岛市也有相关的海水淡化产业在相继产生,积累了非常强的技术链。同时,青岛也是一座淡水资源比较短缺的海滨城市,发展经济需要大量淡水资源,对海水淡化产水需求量比较大。为此,青岛也出台了一些发展海水淡化产业的举措,如2018年出台的《青岛市海水淡化产业发展规划》,明确指明了发展海水淡化产业的方向。

“所以不论从需求还是政策,我们都应该大力发展海水淡化产业。”徐佳建议,大力加快关键设备装置的研发和制备。在这方面,目前主要依靠进口,国外对我们的技术和价格会有一定的壁垒,如海水淡化中比较高效的预处理系统、膜和膜组件等关键部件,只有我们自己将这些做强了,才能打破国外的封锁。