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        踐行高校科研使命 為國(guó)民經(jīng)濟(jì)保駕護(hù)航記揚(yáng)州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授俞磊

        2021-04-21 14:47:46文/王
        中國(guó)科技產(chǎn)業(yè) 2021年4期
        關(guān)鍵詞:研究

        ◎ 文/王 艷 陳 浩

        俞磊是揚(yáng)州大學(xué)教授,博士研究生導(dǎo)師。2008 年,他來(lái)到揚(yáng)州大學(xué)工作。在這十多年里,他擔(dān)任的職務(wù)異常豐富——講師、碩士生導(dǎo)師、博士后研究人員、企業(yè)博士后研究人員、副教授、訪問(wèn)學(xué)者、省科技鎮(zhèn)長(zhǎng)團(tuán)團(tuán)員、人才辦副主任、開(kāi)發(fā)區(qū)管委會(huì)副主任、教授、博士生導(dǎo)師、首席科學(xué)家、董事長(zhǎng)。這一個(gè)個(gè)職務(wù),對(duì)俞磊而言是重要的里程碑,而每完成一個(gè)里程,他對(duì)科研的思考就會(huì)加深一分。

        深耕科研領(lǐng)域多年,俞磊深刻認(rèn)識(shí)到,高校科研的目的應(yīng)當(dāng)是服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)。“高校更適合做基礎(chǔ)研究,但好的基礎(chǔ)研究課題,不是來(lái)自于書本與文獻(xiàn),而應(yīng)當(dāng)來(lái)自于生產(chǎn)實(shí)踐。”俞磊說(shuō)道。

        全面加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作

        生于1982 年的俞磊,2008年畢業(yè)于浙江大學(xué)有機(jī)化學(xué)專業(yè),獲博士學(xué)位。到揚(yáng)大工作后,為了盡快能夠融入到新單位的科研任務(wù)中,他在物理化學(xué)專業(yè)郭榮教授課題組從事在職博士后工作,其中一個(gè)重要的研究方向是用作電池材料的離子液體的設(shè)計(jì)與合成。這一方向研究能夠?qū)⒁颜莆盏挠袡C(jī)合成技能充分利用起來(lái),也為以后開(kāi)發(fā)相關(guān)能源材料并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

        2010 年,在與江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司的科研人員交流時(shí),俞磊了解到,己二酸合成是一個(gè)重要的工業(yè)研究課題。當(dāng)時(shí),相關(guān)先進(jìn)技術(shù)都被國(guó)外掌握,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品缺口很大,需要大量進(jìn)口。通過(guò)校企間充分的交流,俞磊認(rèn)識(shí)到,這是一個(gè)有價(jià)值的研究課題,適合通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作來(lái)展開(kāi)研究。在南大潘毅教授、揚(yáng)農(nóng)顧志強(qiáng)研究員的指導(dǎo)下,他以“己二酸系列產(chǎn)品綠色合成工藝的研發(fā)”為第二站博士后研究課題展開(kāi)研究工作。該課題獲得了江蘇省企業(yè)博士集聚計(jì)劃和揚(yáng)州市綠楊金鳳高層次人才計(jì)劃的資助。

        在執(zhí)行企業(yè)博士后研究課題時(shí),俞磊發(fā)現(xiàn),博士期間所研究的一系列含硒化合物,都有一定的催化活性,可以催化氧化反應(yīng)。例如,以二苯基二硒醚為催化劑,可催化過(guò)氧化氫氧化環(huán)己烯,生成精細(xì)化工中間體1,2-環(huán)己二醇。后續(xù)還可將含硒高聚物,例如聚苯乙烯負(fù)載硒酸,應(yīng)用于催化氧化反應(yīng),并且在反應(yīng)中,硒可以被氧化為小分子中少見(jiàn)的六價(jià)硒,從而大大提高了催化劑活性,這一獨(dú)特發(fā)現(xiàn)以封面論文形式發(fā)表于英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)出版的Journal of Materials Chemistry A 上。

        企業(yè)博士后工作期間,俞磊利用自己的專業(yè)知識(shí)和扎實(shí)的理論功底,指導(dǎo)企業(yè)團(tuán)隊(duì)攻關(guān),解決了一系列合成工藝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)中遇到的難題。同時(shí)也打開(kāi)了自己一個(gè)有特色的研究方向,即對(duì)硒催化化學(xué)的研究,并將硒催化技術(shù)應(yīng)用于解決剛剛獲批的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目課題中所遇到的問(wèn)題。該研究方向比較冷門,但卻為開(kāi)發(fā)新一代綠色化工合成技術(shù),開(kāi)辟了一個(gè)新的可能途徑。此外,他還抓住企業(yè)博士后工作契機(jī),與江蘇揚(yáng)農(nóng)共建了省研究生工作站,培養(yǎng)兼具理論功底與企業(yè)應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的研究生,其中多人獲得了國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金,并獲得了全國(guó)工程專業(yè)學(xué)位研究生教育指導(dǎo)委員會(huì)頒發(fā)的第三屆“工程碩士實(shí)習(xí)實(shí)踐優(yōu)秀成果獲得者”榮譽(yù)。實(shí)現(xiàn)了“產(chǎn)學(xué)研”的全方位合作。

        在產(chǎn)業(yè)實(shí)踐中解決基礎(chǔ)研究問(wèn)題

        2012 年底,俞磊獲得了江蘇省教育廳的資助,赴加拿大多倫多大學(xué)化學(xué)系訪學(xué)。出國(guó)訪學(xué)學(xué)什么?這是一個(gè)重要的問(wèn)題。出國(guó)訪學(xué)有機(jī)會(huì)發(fā)高檔次論文,但俞磊認(rèn)為,如果僅僅將工作重點(diǎn)放在發(fā)文章方面,則是撿了芝麻,丟掉西瓜。他認(rèn)為,作為已經(jīng)獨(dú)立建組工作的副教授,學(xué)習(xí)國(guó)外教授的管理方法,更有利于提高業(yè)務(wù)水平。此外,他還帶著一個(gè)問(wèn)題出國(guó):以前做科研時(shí),經(jīng)常是看到國(guó)外某人發(fā)了頂級(jí)期刊論文,然后模仿套用,再發(fā)一篇較好的文章。那么,國(guó)外那些人科研題目是從哪里來(lái)的?

        到加拿大后,這個(gè)疑問(wèn)迎刃而解。俞磊訪問(wèn)的Mark Lautens 教授是NSERC/Merck-Frosst 工業(yè)研究主席。課題組所研究的課題,雖然最終也發(fā)表高檔次論文,但其最初目的是服務(wù)企業(yè),為企業(yè)項(xiàng)目提供科學(xué)支持,即是從企業(yè)實(shí)踐中提煉的基礎(chǔ)研究課題。訪學(xué)期間,他還拜訪了其他許多科研人員,發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象非常普遍。直接從產(chǎn)業(yè)中提煉基礎(chǔ)課題,所產(chǎn)生的成果更容易轉(zhuǎn)化,即便不能立刻獨(dú)立地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,其所產(chǎn)生的科學(xué)發(fā)現(xiàn),也能夠直接或間接地指導(dǎo)企業(yè)工作,促進(jìn)工業(yè)技術(shù)發(fā)展。

        回國(guó)后,俞磊積極申請(qǐng)赴地方掛職鍛煉,以投入生產(chǎn)一線,獲得一手基礎(chǔ)研究課題。在揚(yáng)州大學(xué)黨委組織部的支持下,他參加江蘇省科技鎮(zhèn)長(zhǎng)團(tuán),在淮安市洪澤縣(區(qū))掛職,擔(dān)任人才辦副主任和經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)管委會(huì)副主任。積極深入到廠礦企業(yè)調(diào)研,與省內(nèi)外大量企業(yè)進(jìn)行了密切的交流,大大開(kāi)拓了學(xué)術(shù)視野,也從企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中提煉出許多有價(jià)值的一手基礎(chǔ)研究課題。此外,雖然洪澤有傳統(tǒng)的鹽化工產(chǎn)業(yè),但在“綠水青山就是金山銀山”的號(hào)召下,該地開(kāi)始進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。發(fā)展旅游、高端農(nóng)業(yè),以及二者的相結(jié)合的高科技、高產(chǎn)值行業(yè),是該地的轉(zhuǎn)型方向,而這也引起了他的深度思考,為后來(lái)結(jié)合個(gè)人學(xué)術(shù)基礎(chǔ)創(chuàng)業(yè)埋下了伏筆。在掛職期間,俞磊獲得了江蘇省委組織部頒發(fā)的省科技鎮(zhèn)長(zhǎng)團(tuán)優(yōu)秀團(tuán)員榮譽(yù),同時(shí)還晉升教授,并被評(píng)上博士生導(dǎo)師。

        以自主創(chuàng)新打破壟斷

        天祝宏氟鋰業(yè)科技發(fā)展有限公司是一家以研發(fā)生產(chǎn)鋰離子電池氟代系列高端鋰鹽、核心添加劑等新材料的創(chuàng)新型科技企業(yè)。以原創(chuàng)的氟元素提取技術(shù)為基礎(chǔ),擁有世界領(lǐng)先、獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的綠色環(huán)保生產(chǎn)工藝和制備技術(shù),擁有完善的技術(shù)儲(chǔ)備和全產(chǎn)業(yè)鏈條。其中,含氟鋰鹽是鋰電池中的關(guān)鍵材料,長(zhǎng)期以來(lái)相關(guān)技術(shù)被日韓壟斷。天祝宏氟的目標(biāo),不僅是要打破壟斷,還要開(kāi)發(fā)出比日韓更先進(jìn)的技術(shù),在更加環(huán)保、安全的條件下生產(chǎn)更高品質(zhì)的產(chǎn)品。傳統(tǒng)制備方法都是用氫氟酸為氟源,不僅危險(xiǎn),也會(huì)因其酸性腐蝕設(shè)備而往產(chǎn)品中帶入雜質(zhì),從而有可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。

        在與該企業(yè)合作后,俞磊結(jié)合自身的堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ),從氟元素轉(zhuǎn)移角度,分析原料與產(chǎn)物性能及其反應(yīng)能,最終與企業(yè)的研究人員一道建成了全球首條非氫氟酸法六氟磷酸鋰生產(chǎn)線。新工藝在行業(yè)內(nèi)引起轟動(dòng),被美國(guó)化學(xué)會(huì)老牌化工期刊I&EC Research 報(bào)導(dǎo),并被《科學(xué)通報(bào)》微信公眾號(hào)作為基礎(chǔ)研究助力產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)的典型來(lái)推送,同時(shí)還獲得了行業(yè)資訊媒體如氟化工的高度評(píng)價(jià)。

        2019 年,俞磊被天祝宏氟聘為首席科學(xué)家,繼續(xù)指導(dǎo)相關(guān)能源材料的合成工作。他們通過(guò)獨(dú)特的“氟-氧”交換技術(shù),實(shí)現(xiàn)了將六氟磷酸鋰轉(zhuǎn)化為更高附加值的二氟磷酸鋰產(chǎn)品。2020 年底,這一系列技術(shù)獲得了5 億元投資,在江西會(huì)昌建設(shè)年產(chǎn)5000噸含氟鋰鹽生產(chǎn)基地。離子液體也是重要的電池材料,在俞磊的帶領(lǐng)下,天祝宏氟的科研團(tuán)隊(duì)也對(duì)尖端離子液體材料進(jìn)行攻關(guān),為企業(yè)提供源源不斷的技術(shù)儲(chǔ)備。在工作中,他的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)發(fā)揮了極大的作用。例如,新工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品難以結(jié)晶,而他結(jié)合博后工作時(shí)從事離子液體合成工作的經(jīng)驗(yàn),很快解決了問(wèn)題,從而拿到合格產(chǎn)品。

        “有豐富研究經(jīng)驗(yàn)的高校教師與企業(yè)合作,能發(fā)揮關(guān)鍵作用?!庇崂诟袊@道,“這需要有政策引導(dǎo)。例如,很多高校把出國(guó)經(jīng)歷當(dāng)成人才評(píng)價(jià)的重要條件。其實(shí)企業(yè)實(shí)踐經(jīng)歷更加重要?!?/p>

        促進(jìn)學(xué)科交叉發(fā)展

        俞磊的導(dǎo)師黃憲院士是硒化學(xué)專家,故而在讀博期間,他就長(zhǎng)期從事含硒化合物合成研究方面的工作。到揚(yáng)大工作后,他逐漸發(fā)展了硒催化化學(xué),并開(kāi)發(fā)出一系列新穎的含硒材料,如硒代葡萄糖。利用長(zhǎng)期的工業(yè)研究經(jīng)驗(yàn),他開(kāi)發(fā)了這些材料的大規(guī)模合成方法。在含硒材料的生產(chǎn)工藝改進(jìn)方面,他與化學(xué)化工學(xué)院同事張明教授合作。依托張明教授團(tuán)隊(duì)揚(yáng)州幫杰新材料有限公司來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)工藝的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了硒代葡萄糖的水相合成,從而大大降低了生產(chǎn)成本與安全風(fēng)險(xiǎn)。在他的指導(dǎo)下,揚(yáng)州幫杰的技術(shù)人員還開(kāi)發(fā)出高效硒化試劑“硒賽”,可以在環(huán)保、溫和的條件下,對(duì)許多材料進(jìn)行硒化,制備相關(guān)含硒產(chǎn)品。

        揚(yáng)州大學(xué)是一所綜合性高校,學(xué)科門類齊全。學(xué)校農(nóng)學(xué)方面的研究水平在全國(guó)名列前茅。硒是生命必需的微量元素,有很好的生物活性。因此,俞磊積極推動(dòng)硒科學(xué)交叉農(nóng)學(xué)學(xué)科發(fā)展,向其他同事介紹硒,并提供新型含硒材料,促進(jìn)學(xué)科交叉發(fā)展。例如,農(nóng)學(xué)院李韜教授發(fā)現(xiàn),硒代葡萄糖可以抑制因小麥赤霉病菌導(dǎo)致的嘔吐毒素積累;農(nóng)學(xué)院左示敏教授則發(fā)現(xiàn),硒代葡萄糖可以用作高效的硒葉面肥,種植富硒大米,每畝地只需要噴灑數(shù)克硒代葡萄糖,即可生產(chǎn)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的富硒大米;園藝與植物保護(hù)學(xué)院曹洪恩博士與袁樹忠副教授發(fā)現(xiàn),利用硒代葡萄糖煅燒制備的硒碳材料,可用于防治甘藍(lán)黑腐病;動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的趙敏孟博士與龔道清教授則發(fā)現(xiàn),硒代葡萄糖作為飼料添加劑可改善蛋雞健康水平,這一成果被《中國(guó)科學(xué)報(bào)》報(bào)導(dǎo)。揚(yáng)州大學(xué)在交叉學(xué)科發(fā)展方面的工作,受到了行業(yè)的高度評(píng)價(jià)?!懂?dāng)代化工研究》專門用卷首語(yǔ)的形式介紹了揚(yáng)大在這方面的發(fā)展情況及所取得的成果。

        成都市天府新區(qū)始終把人才優(yōu)先作為核心發(fā)展戰(zhàn)略之一,以“不唯地域、不求所有、不拘一格”新人才觀,用海納百川的廣闊胸懷、優(yōu)美宜居的生態(tài)環(huán)境、優(yōu)惠的政策環(huán)境,面向全球誠(chéng)攬八方之才。受到該地友好創(chuàng)業(yè)政策的吸引,同時(shí)也應(yīng)朋友邀請(qǐng),俞磊選擇在天府新區(qū)進(jìn)行基礎(chǔ)研究成果的落地轉(zhuǎn)化,創(chuàng)立了四川硒萊塢科技有限公司,并與周邊農(nóng)戶合作,進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用。相關(guān)產(chǎn)品已實(shí)地應(yīng)用超過(guò)1000 畝以上,預(yù)計(jì)經(jīng)過(guò)2021 年的繼續(xù)推廣,應(yīng)用面積將翻倍。

        以理論引領(lǐng)實(shí)踐升級(jí)

        長(zhǎng)期以來(lái),俞磊一直圍繞產(chǎn)業(yè)實(shí)際問(wèn)題而工作,涉及氟、氯、氧、硒、硫、磷、氫、金屬等多個(gè)元素的反應(yīng)。這些工作看似千頭萬(wàn)緒,但卻有一根主線牽引。那就是,它們都是涉及元素轉(zhuǎn)移的反應(yīng)。通過(guò)長(zhǎng)期的工作,俞磊逐漸掌握了一套對(duì)涉及元素轉(zhuǎn)移的化工合成反應(yīng)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的通用分析方法,因而提出了“元素轉(zhuǎn)移反應(yīng)”理論。他認(rèn)為,從“元素轉(zhuǎn)移”的角度來(lái)觀察合成反應(yīng),可將整個(gè)工藝過(guò)程由三個(gè)因素,即元素的來(lái)源、反應(yīng)驅(qū)動(dòng)力,以及反應(yīng)的生成物,來(lái)分析。緊抓這三個(gè)要素,圍繞節(jié)能減排的核心來(lái)設(shè)計(jì)合成路線,是現(xiàn)代化工合成的基本要求。

        “元素轉(zhuǎn)移反應(yīng)”理論提出后,獲得了較大的影響。相關(guān)論文在《中國(guó)化學(xué)快報(bào)》發(fā)表后,當(dāng)年就進(jìn)入ESI 高被引論文,并應(yīng)《光明日?qǐng)?bào)》出版社邀請(qǐng),撰寫專著,進(jìn)一步闡述該理論。相關(guān)成果還獲得了江蘇省化學(xué)化工學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。最近,在該理論指導(dǎo)下,通過(guò)分析追蹤硫元素轉(zhuǎn)移過(guò)程,配置耦合生產(chǎn)工藝以降低生產(chǎn)固廢的技術(shù),也在揚(yáng)州日興生物科技股份有限公司成功應(yīng)用,并通過(guò)了江蘇省工信廳新產(chǎn)品新技術(shù)鑒定。

        “士大夫終不肯以小舟夜泊絕壁之下,故莫能知;而漁工水師雖知而不能言。此世所以不傳也。”這是蘇軾《石鐘山記》中的一段話,也是俞磊最喜歡的一段話。談起這段話,他表示:“作為高校教師,不能閉關(guān)于象牙塔,應(yīng)該多親臨生產(chǎn)一線,發(fā)現(xiàn)、提煉基礎(chǔ)理論課題;在做應(yīng)用項(xiàng)目研究時(shí),高校教師與企業(yè)研究人員的關(guān)注重點(diǎn)也應(yīng)有所不同,不能僅滿足于解決問(wèn)題,還要從整個(gè)過(guò)程中提煉科學(xué)理論,繼而發(fā)揚(yáng)光大,能夠?yàn)榻鉀Q更多問(wèn)題提供依據(jù)?!?/p>

        在年輕人的科研選題方面,俞磊也頗有心得。在他看來(lái),年輕人不能怕變化,要結(jié)合實(shí)際情況,大膽地嘗試新課題,學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法,而不是僅局限專注于做某一類課題的技術(shù)。應(yīng)用性較強(qiáng)的理工科,要以解決產(chǎn)業(yè)中所遇到的問(wèn)題為研究目的。即使對(duì)于從事基礎(chǔ)研究的科研人員,從產(chǎn)業(yè)實(shí)踐中提煉出的一手課題,也遠(yuǎn)比通過(guò)看文獻(xiàn)而來(lái)的二手課題要更有意義?!爱a(chǎn)學(xué)研合作,是高校展開(kāi)科研的重要形式。立足于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求來(lái)展開(kāi)研究,才不會(huì)辜負(fù)黨和人民對(duì)高科技人才的殷殷期待?!彼硎?。

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