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)是當下最為經(jīng)濟實用的主流技術(shù)。在12月22日舉行的2019年度青島市科學技術(shù)獎獎勵大會的表彰大會上，中國海洋大學化學化工學院副教授徐佳帶領(lǐng)團隊以《海水淡化高效膜材料制備及膜集成關(guān)鍵技術(shù)研究》項目榮獲2019年度青島市自然科學一等獎。
80后，年輕有為、顏值與智慧并存……在采訪中，以上關(guān)鍵詞成為師生對徐佳的印象標簽。她深耕海水淡化領(lǐng)域15年，歷經(jīng)成百上千次實驗與實地勘察，終于在分離膜的滲透性-選擇性間博弈效應、膜污染、低效傳統(tǒng)預處理工藝等卡脖子問題實現(xiàn)攻關(guān)。據(jù)了解，該項目的建成標志著我國在海水淡化領(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
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，踩上去時沙沙作響。每天下課后，她都會邊走邊用腳尖輕輕踢著樹葉，葉子的清香隨即鉆進鼻腔。用徐佳的話來說，“這是屬于初冬的味道，也是北方城市獨有的質(zhì)感。”
徐佳對海洋熱愛或多或少帶有童年的光環(huán)。在她成長的最初階段，全社會都充斥著面向未來的濃厚氛圍。那時，身旁的同伴大多希冀于未來可以成為科學家或宇航員，而徐佳的理想是“魔法師”——讓地球上有源源不斷的淡水資源。每當經(jīng)過鋪面落葉的小路時，她的腦海里總會蹦出一副畫面：隨著腳尖輕輕劃過落葉，被施過魔法的干枯落葉都奇跡般地變成了水分飽滿的新葉。
這個看似科幻的理想，卻貫穿了徐佳的成長。1999年，19歲的徐佳以優(yōu)異的成績考入了她夢想的中國海洋大學，攻讀海洋化學專業(yè)。然而，這只是徐佳叩開海水淡化“魔法之路”的開始。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)，并利用膜法組合來實現(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)異的科研成績獲得了前往加拿大滑鐵盧大學訪問進修的機會，并于2008年獲得了博士學位。
如今，已經(jīng)是中國海洋大學化學化工學院副教授的徐佳依然堅持走在這條充滿艱辛的道路上。一項項晦澀的名詞和參數(shù)、一次次失敗再重來的試驗……徐佳對記者說，這些年，她始終堅定最初的理想信念，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品味才能感受到它蘊含的無窮力量。
理性在左，感性向右
時間沒有鈍化徐佳的感受力。在徐佳的學生看來，她身上兼具感性和理性。
在學術(shù)的世界里，徐佳是理性的。
“實現(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。因此，膜的質(zhì)量是檢測海水淡化成效的關(guān)鍵一環(huán)?！毙旒颜f，膜法海水淡化過程通常有預處理、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。她們團隊正是基于海水淡化最核心的膜及膜組件的相關(guān)研究開展的。
在逐漸擴容的學術(shù)半徑中，她逐漸發(fā)現(xiàn)我國的海水淡化產(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)模應用中卻存在許多亟待解決的問題。“比如在膜材料方面，我們主要集中于兩個卡脖子技術(shù)，分別是分離膜的滲透性-選擇性間博弈效應和膜污染的問題。其中博弈效應是這個領(lǐng)域的世界難題。博弈效應如同蹺蹺板，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，那么另一方就會下降?！彼忉尩馈?/p>
如何在擺動的“蹺蹺板”中找到微妙的平衡點，研發(fā)一種持久的高抗污染膜材料是徐佳團隊面臨的極大挑戰(zhàn)。在15年的摸索中，她發(fā)現(xiàn)有機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)團隊構(gòu)建了一系列新型混合基質(zhì)膜產(chǎn)品。經(jīng)過無數(shù)次反復測試發(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。來自生活中的感性認識，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)團隊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，同時也為國內(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)計思路和依據(jù)。
與此同時，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方式。雖然理性感性的結(jié)合體看似沖突，但無論是在實驗室還是在生活中，都是徐佳在有限的個人空間內(nèi)用自己熟悉的、妥帖的、全新的方式去釋放細膩且濃烈的情感?；蛟S，在科研的海洋里徜徉，也是徐佳借由它們來輸出某種自我表達的方式。
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“美女科學家”，用徐佳的話來說，“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，她可以找到寧靜、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，我越覺得我越像一個普通人。” 徐佳對記者說。
對此，徐佳保持著最大的樂觀，這也是她的“終級彼岸”。在徐佳看來，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)動力，因此她也會不斷給自己設(shè)定“彼岸”。獲得2019年度自然科學一等獎，正是她帶領(lǐng)團隊抵達的彼岸之一。談到下一步規(guī)劃，徐佳說，她想將現(xiàn)有的技術(shù)進行放大，實現(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，積累了非常強的技術(shù)鏈。近年來，青島也出臺了一些發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的扶持措施，如2018年出臺的《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海水淡化應用重點示范城市?！霸诤Ｋ斜容^高效的預處理系統(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)備還需要依賴進口。只有我們遵循科技創(chuàng)新將這些關(guān)鍵部件做大做強，才能實現(xiàn)整個海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量發(fā)展。不論是從需求還是政策來看，青島大力發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)正當其時?！毙旒蜒a充道。
在科學研究與現(xiàn)實生活中，徐佳都曾體會到不同的引力，這是生命的兩個維度。只不過，在兩個維度的游走，加深了徐佳對生命的思索和體驗——不只是在膜法中找到更多的可能性，更是腳踏實地地去實現(xiàn)人生的迭代，不斷突破自我，不斷塑造未來。
青島財經(jīng)日報/青島財經(jīng)網(wǎng)記者 宋佳
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