10余年布局，只為一張神奇的“膜”
錢江晚報2024-06-24 22:16
潮新聞客戶端 記者 何冬健 紀馭亞
全國科技大會、國家科學技術(shù)獎勵大會和中國科學院第二十一次院士大會、中國工程院第十七次院士大會24日上午在人民大會堂隆重召開。
浙江工業(yè)大學憑借“新型膜法水處理關(guān)鍵技術(shù)及應用”項目獲得2023年度國家科技進步獎一等獎，這也是浙江首次由雙非高校主持完成的一等獎。
侯立安院士（左四）、高從堦院士（左三）、鄭裕國院士（右二）與浙江工業(yè)大學校長高翔院士（右三）在北京受頒國家科學技術(shù)進步獎一等獎。浙江工業(yè)大學供圖
記者注意到，在該項目的十余位主要完成人里，侯立安、高從堦、鄭裕國3位院士名列其中。他們面向國家重大戰(zhàn)略需求，推動膜領(lǐng)域真正“頂天立地”，實現(xiàn)國產(chǎn)自主可控。
而這些豐厚科研成果背后，還有著一段段珍貴的故事。
01
膜技術(shù)從大國邁向強國
膜，看似普通，是我們最日常的消費品之一。
不太為人所知的是，一張薄薄的分離膜，涉及到多項高精尖技術(shù)，與我們的生活息息相關(guān)。從海水淡化、污水凈化、廢氣過濾，到人工肝、人工腎，再到芯片制備……膜無所不在。
分離膜。圖源 潮新聞
傳統(tǒng)膜分離面臨諸多問題，如脫鹽復合膜在設(shè)計上存在一定矛盾，往往脫鹽率高了，海水通量就低了，再如污廢水處理膜表面易粘附抗污難，還有退役膜固廢成分復雜，高效無害處置難等等。
作為新型化工分離領(lǐng)域的戰(zhàn)略制高點，如何實現(xiàn)綠色高效膜分離的 “跟跑”到“并跑”，甚至局部“領(lǐng)跑”？再遵循過去的制膜、用膜方式，重復老路走不通。膜技術(shù)從制備的機理研究到應用、再到廢膜回收的“一條龍”都需要創(chuàng)新。
三位院士領(lǐng)銜的團隊，十余年來迎難而上，從基礎(chǔ)理論研究入手，發(fā)明了超薄脫鹽膜、長效抗污膜、核素吸附膜3類核心材料，取得新型膜分離原理、膜材料制備、膜法水處理及膜固廢后處理全鏈條技術(shù)與工程創(chuàng)新，水平國際領(lǐng)先，打破了發(fā)達國家近50年的壟斷格局。
在膜固廢領(lǐng)域，團隊將吸附與分離結(jié)合，在膜材料表面利用親水材料，下面分多層控制變化，將原本兩到三年必須更換的污廢水處理膜延長到五年。
芯片超純水分離膜系統(tǒng)。浙江工業(yè)大學 供圖
“項目成果解決了我們膜材料領(lǐng)域的一些卡脖子問題，使我國的膜技術(shù)從大國邁向了強國。”中國工程院院士、浙江工業(yè)大學膜分離與水處理協(xié)同創(chuàng)新中心主任高從堦說。
成果顯而易見：建成超大型海淡工程，國內(nèi)市場占有率第一；實現(xiàn)芯片超純水分離膜國產(chǎn)化；解決了過半頭部藥企藥物高純化難題；成果應用于30個省級行政區(qū)，技術(shù)和產(chǎn)品出口到24個國家。
中國工程院院士侯立安在首屆京津冀生態(tài)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展大會上作主旨報告時說道：“我國健康水面臨‘從源頭到龍頭’的諸多挑戰(zhàn)，技術(shù)創(chuàng)新是破解‘健康水’制備關(guān)鍵技術(shù)的動力。”
我國多地海島居民已經(jīng)吃到“頭口水”，實現(xiàn)向海洋“要水喝”。項目研發(fā)的滲透性-選擇性“雙高”超薄脫鹽膜，保障了海島用水。
在浙江舟山建成了全球單機規(guī)模最大的海淡工程，支撐全球單體規(guī)模最大的煉化一體化項目，海水淡化領(lǐng)域國內(nèi)市場占有率第一。
“過去我們解決有沒有的問題，今天要拿出更高技術(shù)、更高效益、更廣應用。”高從堦說。
浙江舟山石化海水淡化系統(tǒng)。浙江工業(yè)大學 供圖
更好的發(fā)展，要向新技術(shù)借力。團隊目前制定了研發(fā)的幾大方向，最新潮的當屬人工智能與膜材料、膜過程的結(jié)合，開展能源膜領(lǐng)域的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作。
02
六個字的獲獎密碼
長布局，高起點。
獲獎背后的密碼就藏在這六個字里。采訪過程中，記者感受到有組織科研對高水平科技自立自強的推動作用。當這種科研項目來自一所雙非（指非“雙一流”）高校，就尤其顯得難得。
事實上，在歷年獲獎項目中，由雙非高校主持完成的一等獎項目都稱得上是極少數(shù)。
回到本世紀初，浙江科技面臨“先天不足”和“成長的煩惱”。
創(chuàng)新，起源于浙江工業(yè)大學10余年前面向國家重大需求超前的布局。2013年，浙江工業(yè)大學牽頭組建了浙工大膜分離與水處理協(xié)同創(chuàng)新中心，給予中心“特區(qū)”政策保障，全力開展有組織創(chuàng)新，2014年中心被浙江省認定為第三批協(xié)同創(chuàng)新中心。由于協(xié)同創(chuàng)新中心突破了科研的體制壁壘，吸引天南海北的高校院所企業(yè)團隊源源不斷加入。
浙江工業(yè)大學朝暉校區(qū)。浙江工業(yè)大學 供圖
高從堦回憶說，得益于省教育廳、省科技廳和學校的大力支持，侯立安院士與自己及鄭裕國院士組織浙工大、浙大、杭州水處理中心等優(yōu)勢成員單位和團隊，聚焦了我國沿海石化、生物醫(yī)藥、芯片制程、核能利用等多領(lǐng)域膜法水處理的重大需求開展協(xié)同創(chuàng)新，研究成果應用于天津膜天膜、杭州科百特等企業(yè)。
可以說，浙江工業(yè)大學牽頭組織全國優(yōu)勢科研力量，開展“十年磨一劍”的協(xié)同攻關(guān)，為搶進膜水法快車道搶占了先機，也為今天的一等獎奠定了重要基礎(chǔ)。團隊一致認為，項目的成功得益于我們國家對科技創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展方面持續(xù)不斷地重視與投入，得益于浙江先進的產(chǎn)學研體系，得益于浙江工業(yè)大學鼓勵創(chuàng)新、鼓勵轉(zhuǎn)化的氛圍。
10多年以來，浙江工業(yè)大學膜分離與水處理協(xié)同創(chuàng)新中心團隊授權(quán)的發(fā)明專利里，近半實現(xiàn)了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)讓。團隊也孵化了一批專業(yè)從事膜技術(shù)研究開發(fā)、生產(chǎn)制造和工程應用的企業(yè)，僅杭州地區(qū)就有20多家，杭州由此發(fā)展成為全國領(lǐng)先的膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū)。
03
補短板的迫切感
盡管有一等獎?chuàng)窝鳛榻?jīng)濟強省，當下浙江補短板的心情，依然比以往任何時候都迫切。
杭州蕭山的膜材料小鎮(zhèn)——河上鎮(zhèn)。圖源 潮新聞
當前，浙江正努力在體制機制上布局，讓教育、科技、人才等工作有更大協(xié)同。去年2月，浙江召開“315”科技創(chuàng)新體系建設(shè)工程動員部署會，教育、科技、人才三要素環(huán)環(huán)相扣，嵌入建設(shè)“315”科技創(chuàng)新體系的六大行動中。“大力實施高校‘雙一流196工程’”更被列為實施重大科創(chuàng)平臺提能造峰行動的重要一環(huán)。如今更是已有4所高校制定“一校一策”的發(fā)展政策。
信號很明確——建設(shè)“雙一流”，不能簡單理解為“爭帽子”問題，根本目的是補齊高校對科技創(chuàng)新貢獻度不足這一短板，引領(lǐng)大學更好支撐浙江高質(zhì)量發(fā)展。
布局，是為了規(guī)避“木桶效應”，更上一層樓。當前浙江共有本科院校60所，其中僅有3所入選國家“雙一流”高校建設(shè)名單。這與周邊上海、江蘇等動輒十五六所高校入選的省市相比，差距不小。
“雙一流”高校的數(shù)量，直接關(guān)系“雙一流”學科的數(shù)量。目前，我省共有23個學科入選“雙一流”學科建設(shè)名單，數(shù)量雖位居全國第五，但遠低于上海的64個和江蘇的48個。同時，浙江的23個“雙一流”學科分布并不均衡，其中21個落在浙江大學，省屬高校里中國美術(shù)學院和寧波大學各有1個。這一數(shù)據(jù)，也與“浙江高等教育總體實力與經(jīng)濟實力不夠匹配”的公眾感知相吻合。
浙江大學。圖源 浙江日報
我省有五家雙非高校以院士校長帶隊的意義就在于此。以高配身份，進一步引領(lǐng)浙江高校向前發(fā)展。2023年度國家科學技術(shù)獎?wù)憬鞒值?項目成果中有3項來自雙非高校，打破浙大一家獨大局面，改革與培育初見成效。
以國家戰(zhàn)略需求為導向開展研究，是院士校長們錨定的目標。“我們最終的目標，是研究清楚生長因子的重要功能與機制，開發(fā)出適合中國人基因的細胞生長因子新藥物，能造福疾病患者。” 主持完成“生長因子FGFs調(diào)控糖脂代謝新功能與新機制”項目、獲得國家自然科學獎二等獎的溫州醫(yī)科大學校長李校堃院士說。
更進一步講，在浙江科技界，“寒武紀”已是不少科學家津津樂道的話題。當前，以人工智能為引領(lǐng)，新能源、新材料、生命健康領(lǐng)域的創(chuàng)新你追我趕，我們正迎來創(chuàng)新成果大爆發(fā)的“寒武紀時代”�？萍紕�(chuàng)新不僅成為國際戰(zhàn)略博弈的主戰(zhàn)場，區(qū)域之間、企業(yè)之間圍繞科技制高點的競爭也空前激烈。
現(xiàn)代化先行，必須牢牢掌握科技創(chuàng)新的主動權(quán)。
杭州未來科技城夜景。圖源 視覺中國
就像浙江工業(yè)大學膜分離與水處理協(xié)同創(chuàng)新中心團隊的共同愿景，我國的膜產(chǎn)業(yè)仍舊有很大的發(fā)展空間，一些原創(chuàng)性的成果還不夠，未來希望能夠加大對團隊中年輕人的培養(yǎng)力度，減少對他們的考核評估，讓他們能專心科研，做出一些有中國基因的膜理論、有中國標志的膜產(chǎn)品，有中國烙印的膜技術(shù)，成為中堅力量，推動全球膜技術(shù)的發(fā)展。
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