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中国科学院院士包信和:长三角一体化,愿搭苏皖“桥梁”
2019-07-24 08:44:00  来源:新华日报  作者:王 拓 张 宣 李佳凝  
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  初见中国科学院院士、中国科学技术大学校长包信和时,他刚刚与来访的同事结束会谈。虽是周末时间,他照常来到办公室工作,并高兴地接受邀请,成为本刊科学顾问。

  采访中他表示,打造长三角一体化战略,作为在安徽工作的江苏人,他乐于搭建苏皖两地科技链接和创新成果共享的桥梁。

  大学选择化学专业,缘起于制药厂工作经历

  包信和是土生土长的江苏扬中人,1959年,他出生于这个只有30万人口的小岛。“虽然小岛面积不大,然而人文和教育资源都比较丰富,当时求学只能随船而上。”包信和回忆。小岛虽小,却孕育出他见微知著的性格。

  1975年,包信和从同德中学(现名刘芳中学)毕业。当时,科教报国的氛围渐浓。城镇户口的他干了一年半的农活后被分配到了扬中县兽药厂工作。两年后高考恢复,他尝试参考,但意外落榜。“第一年高考时,只考语文数学,但当时还没掀起全民高考的热潮;到了第二年,很多中学搞辅导班,包信和只买了基本参考书回去复习,没想到当年高考成绩位列全县前茅。”填志愿时,包信和纠结了许久。

  当时他还在制药厂搞化学工作,每天穿大白褂,配药水。“当时热门的专业是计算机,但自己并没考虑好未来干什么。结合自身工作,最后选择了复旦大学化学专业。”机缘巧合之下,包信和的化学研究一干就是41年。

  1989年,包信和离开学习工作11年的复旦大学来到德国柏林,在德国洪堡基金会的资助下,师从表面催化学科的创始人之一、2007年诺贝尔化学奖得主埃尔特教授,从事金属催化剂的表面研究。

  回国后,包信和来到了大连化物所。在大连化物所的20年里,在中科院和大连化物所几届领导和学界前辈们的支持与帮助下,他被推举为“973”计划项目“天然气、煤层气优化利用的催化基础”的首席科学家,在项目组成员共同努力下,取得了“合成气制烯烃” “天然气制芳烃” 等一系列成果,并在催化科学的基础理论方面取得一些重要的进展,于2009年当选为中国科学院院士。

  这些年来,包信和带领的科研团队一直在催化领域默默耕耘,研究成果不仅丰硕,而且也很“接地气”,不少科研成果已经成功地应用于相关产业的创新突破。

  2015年,包信和赴复旦大学担任常务副校长,随后他又上任中国科学技术大学校长。对于自己身份的转变,他看作是又一次挑战。作为校长,他认为,将自己成长的经历和研究体会传授给年轻一代,也是自己义不容辞的责任和使命。

  坚守催化世界,他发现天然气高效利用新途径

  催化剂是改变反应物化学反应速率(既能加快也能减缓)、而其本身的质量和化学性质在反应前后不发生改变的物质。就好像“情人需要媒婆来推进一下,走向婚姻殿堂的进程就能加快。”包信和形象地解释道,“所以催化剂在日本被称为触媒。”

  大多数化工过程都是催化过程。日常生活中用的塑料、纤维、建筑材料等等都是经催化过程得到的产物。通常,这些化工产品都来自于石油,由石油经催化裂解反应提炼出烯烃,再生产出其他下游产品。因此,烯烃,特别是乙烯是现代工业最重要的原材料之一。

  近年来,我国的乙烯工业发展迅猛。但是与国际上烯烃主要生产国(美国和中东国家)通过低碳烷烃生产烯烃相比,我国的烯烃主要由石油炼制获得的中间馏分石脑油生产,成本居高不下,环境压力很大。

  随着能源和环境问题的凸显,探索高效环保的催化反应过程成为主流。用储量相对丰富、价格低廉的天然气和煤替代石油,生产液体燃料和基础化学品成为学术界和产业界研发重点,但从甲烷制备乙烯的工艺路线被视为化学领域难以攻克的难题。

  2014年,包信和研究组在甲烷高效转化相关研究中获重大突破,探索出由甲烷直接高效生产乙烯、芳烃和氢气等化学品的重要过程。该项科研成果在美国《科学》杂志上发表,引起学术界和工业界的很大反响。

  “天然气主要成分甲烷转化途径通常采用‘二步法’,这一传统方法路线长,投资和消耗高,反应过程中还会形成和排放大量温室气体二氧化碳。”包信和介绍,早在20多年前,中科院大连化学物理研究所就提出不用氧进行甲烷转化的“无氧活化”的概念。1995年,包信和带领团队开始“无氧活化”的攻坚。

  “曾有过一段艰难的时期,我们的研究方向被认为是冷门,但大家并没有放弃。”经过不懈坚持,在甲烷催化转化研究的基础上,研究组基于“纳米限域催化”的新概念,创造性地构建了硅化物晶格限域的单中心铁催化剂,突破了原有技术的瓶颈,实现了甲烷在无氧条件下的选择活化,一步生产乙烯、芳烃等高值化学品。2017年年初,研究组开始了催化剂1000小时的寿命评价试验,证明其稳定可靠。“这一刻我们等了20年。”包信和说。

  长三角一体化:与江苏携手,推动高技术人才培养

  作为在安徽工作的江苏人,包信和院士特别关注长三角一体化和家乡发展。他说,长三角三省一市通信和交通融合加快,在科技领域基础好,有着人才优势,大家要走差异化发展道路,互相协调分工,进一步错位发展。

  “中国科学技术大学的先进技术研究院在长三角一体化进程中,将促使更多高技术成果转化运用。”包信和举例说,人工智能技术人才培养是近年来的重头,统计数据显示,全国人工智能独角兽企业,由中科大校友创办的占40%,作为创办人和合伙人,中科大校友则占近一半。

  “中科大在高新技术人才的培养上发挥巨大的作用,同时医学产业人才培养也在加速推进。”包信和介绍,全民健康也是长三角一体化发展的重点方向,未来学校也会围绕这方面人才的培养发力,并提供建议和参考。

  基础和应用研究之间有没有必然界限?在问到这个问题时,包信和认为,从科技发展的角度两者很难分开。“就像以往打仗,技术和装备比较简单,有前线有后方之分;但现代化打仗已经没有前后方的概念;科学技术也是如此,基础研究刚刚突破,后续应用研究就已经跟上,不需要人为的分开。”

  “原来是顺序式发展,现在是跨越式发展。产业化发展就是以市场为导向,一个项目能不能做下去,要看市场有没有需求,有没有经济性。”包信和以近年来自己团队在从事煤转化过程为例,“我们在原理上获得突破后,仅用3年时间便进行了工业化试验。”

  包信和心系江苏发展,2011年他带领团队在家乡建立了“江苏省企业院士工作站”,并与江苏大学等驻镇高校开展学术交流等活动。“目前中科大正在和苏州工业园区洽谈新的合作项目。”包信和透露,中国科学技术大学苏州研究院一直发展很好,在纳米技术人才培养方面做出巨大贡献,现在正尝试深度推进。“当然,这不是以拓展疆土为目的。”包信和坦言,做一件事就要做到最好,出最佳的成果;看准一件事,就要下决心去做。

标签:包信和;甲烷;长三角
责编:李苏珺
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