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魔法实验室里的一棵植物"72变化“

2020-07-27 10:47   来源: 光明网

他们将淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、油脂、蛋白质和其他生物质原料转化为工业用品;运输和通讯必需品;成为住房和食品安全链的一部分。在形成产业链的过程中,诞生了一个国家奖。


在齐鲁理工大学(山东科学院)、生物材料和绿皮书国家重点实验室(以下简称"重点实验室"),通过一系列令人眼花缭乱的中间平台--基础材料--二次化合物--中间体的物理和化学反应,可以将几种普通淀粉转化为工业润滑剂、运输氧化剂、弹性纤维、水化学物质或房屋用胶粘剂和树脂。"-


淀粉是一种生物质原料。重点实验室执行副主任孔方公教授对"科技日报"强调,"这些只是生物质原料产业化链条的一部分。


神奇的关键实验室在淀粉领域创造了"72个变化",科学家是这些变化背后的"刀子操作者"。除了淀粉,他们还将纤维素、半纤维素、木质素、油脂、蛋白质和其他生物质原料转化为工业原料;成为运输和通讯必需品;成为住房和食品安全链的一部分。在形成产业链的过程中,诞生了一个国家奖项。


7月下旬,"科技日报"记者访问重点实验室时,发现不仅产生了大量的国家级奖项,而且在国民经济和民生方面也取得了一定的成就,成为支持地方经济高质量发展的新动力。


国家计划的一个目标是:帮助造纸业摘掉污染严重的人们的帽子。


猫鼠疫病毒检测卡"、"微晶纤维电池膜片"、"超级电容器纸"、"陶瓷纤维板"。在重点实验室的展厅里,数以百计的展品令人眼花缭乱,每一次高科技展览都有自己的突出特色。它们要么进入航天领域,要么用于工业领域,要么成为传统产品的优秀替代品。


除了令人眼花缭乱的展品外,记者的目光还落在现场的十几张纸上。


一小张纸把国家规划和民生联系起来。数据显示,中国是世界上最大的造纸国家,纸和纸板的产量已超过全球总产量的25%,连续9年位居世界第一。


造纸并不难,很难治理污染。污染是造纸业的"噩梦",其工业废水和化学需氧量分别占中国工业排放总量的1%和1%。


不久前,重点实验室学术委员会主任陈可夫院士领导了2019年国家科技进步奖一等奖的"清洁生产关键技术和工业化制浆造纸水污染控制"项目。记者了解到,该项目是以协同研究和产业研究的形式,针对造纸工业的主要污染环节,开发出全过程的清洁生产技术,帮助造纸行业脱下主要污染户的帽子。


从绿色的角度出发,通过绿色的方式,创造绿色的产品。这句话已经成为许多重量级成果的重点实验室成果的共同价值遵循。


生物质能是指自然界通过陆地、大气、水、光合作用等途径生长的各种有机体,可再生甚至无止境。近年来,生物质作为资源,延伸产业链,最终取代传统能源成为重点实验室的追求。


虽然你是世界上最大的造纸国家,但我国木材资源短缺是不争的事实。利用共同快速增长的阔叶树材资源,采用全过程绿色造纸技术是解决造纸工业发展瓶颈的有效途径,重点实验室主任陈家川教授开发了一系列酶催化绿色技术,如酶磨技术、酶辅助漂白技术、酶精制浆技术等,也获得了国家技术发明奖二等奖。



值得注意的是,重点实验室的研发成果并没有被搁置,而是保持了较高的成果转化率,这是由于其独特的研发模式:一方面,作为国家重点实验室,高水平的基础研究和应用基础研究、优秀科学家的收集和培训一直是一项重要的责任,同时注重"生物材料、绿色造纸"和其他平易近人的研究和开发,使其可以纳入研发和应用过程中,成为企业合作伙伴,形成研发应用共同体。


把民生与目的连在一起:锅碗瓢盆里隐藏着高度的卓越。


重点实验室展览厅内的锅碗瓢盆外观普通,但追溯到它们的诞生,却充满了人们的注意:这些锅碗瓢盆来自植物,经过一系列技术的提炼和改造。虽然数以千计的小物件并不引人注目,但它们代表了未来科技的发展趋势,凝聚了科学家们的艰苦努力。


木糖醇、有机肥、纤维素薄膜似乎与造纸行业不同,但它是国内一家深耕耘的造纸业,它们都是通过植物提炼技术提炼出来的,也是关键实验室创造的"王牌技术"。


在接受山东太阳纸业有限公司(以下简称太阳纸)的采访时,技术人员展示了两张纸在水中的不同变化:将纸放入水中并摇匀,其中一份基本保持原状,另一份迅速分解。技术人员说,纸的迅速分解没有添加任何化学物质。


能够迅速分解的纸张是工业中的高端产品。除了这份文件之外,还有从制浆废液中提取的高附加值木糖和木糖醇。如果传统的造纸工业只使用植物纤维中的纤维素,而木质素和半纤维素则被当作废液处理,这些废物现在就变成了利润点。


记者了解到,今天,重点实验室创造的植物精炼的关键技术是干燥和提取造纸过程中的各种成分,并将半纤维素、木质素和纤维素有机地分离出来,供使用。


山东龙里生物技术有限公司(以下简称龙里生物学)从玉米芯、玉米秸秆等农业废弃物中提取功能性糖后,从生物原料废渣中提取燃料乙醇,该工艺被国家发改委列入"国家高新技术示范工程",并被批准供应石油系统。



无论是太阳能造纸工业,还是龙里有机体,都是关键实验室成果的转化地。


在科学技术的推动下,科学家已经成为"魔术师",在他们看来,"植物"甚至有制造一切的潜力,在这种潜力的同时,重点实验室也进行了基于植物资源的国际前沿生物质精制技术的研究和开发,并取得了一些重大成就,并建立了世界领先的生物质技术体系,包括生物质乙醇、生物质汽油、木糖醇、绿色造纸和其他生物产品的清洁生产技术研究和开发,以及植物资源的高效率和高价值利用。


不仅要转换结果,还要输出首席执行官


在关键实验室走廊的两侧,展出了大约几十块面板,每一块都显示出一个字符。


山东晨鸣纸业集团董事长陈鸿国(以下简称陈明集团)、山东华泰纸业有限公司董事长李小梁(以下简称华泰集团)、山东世纪阳光纸业有限公司董事长汪东兴、山东恒联投资集团有限公司董事长李瑞峰、国家新能源工程技术研究中心主任王建伟。他们的名字不同,但都是中国造纸行业的杰出人物,他们都有一个共同的身份:他们都是重点实验室输出的人。


这也是关键实验室中独一无二的"CEO现象"。


例如,从制浆造纸业走出来的陈洪国,一直担任技师、车间主任、副总经理、总经理,直到他成为陈明集团党委书记和主席。在他的领导下,陈鸿国集团已成为全国最大的造纸企业,名列世界造纸业前十名,居中国造纸500强之首。


为什么关键的实验室不仅可以改变结果,而且还能输出大量的首席执行官?


陈家川的回答是:在重点实验室,无论是人才的培养还是科技成果的研发,都强调要真正为工业应用和经济建设服务,在人才培养、协同创新、科技成果转化、产业支撑作用和国际影响力五项指标中,重点实验室保持持续竞争力。


记者了解到,由于产业扎根,优秀校友遍布各类制造企业,通过强大的高端联系,重点实验室在科研成果转化和校企合作方面具有独特的优势,创造了与华泰集团、晨鸣集团、太阳纸业、龙里生物学合作的成功案例,成功地将许多标志性的科研成果和重大技术发明转化为生产力和经济效益,学校和企业取得了互利共赢的成果。




责任编辑:萤莹香草钟
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