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〔江蘇經濟網〕仲兆祥：用膜技術還世界一片藍天
時間：2023-08-02
來源：江蘇經濟網
作者：沈玉青
攝影： 編輯：王小軒
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“現在市場上的口罩主要由熔噴布材料制備，依靠靜電作用來攔截粉塵，所以一旦受潮或者接觸水和酒精，就會影響攔截效應。而我們研發的口罩主要是采用納米纖維膜制備，主要原理是孔道篩分，在經過酒精多次消毒以后，仍然可以保持99.9%以上的攔截效應，使用次數可以達到10次以上。”7月12日，在南京工業大學材料化學工程國家重點實驗室中，首屆江蘇專利獎發明人獎獲得者、南京工業大學環境科學與工程學院院長仲兆祥自豪地向記者展示研究成果。作為一種新型高效的分離技術，膜技術在液體分離如水處理等領域已有廣泛應用，但在氣體凈化領域尚處于起步階段。仲兆祥在這個新領域摸爬滾打十余年，開創了氣體凈化膜研究的一番天地。
“國家需求大于個人興趣”
仲兆祥告訴記者，2007年他剛博士畢業時，在水處理科研方向已經小有成就，無論如何也沒想到會轉戰到氣體凈化膜方向。“當時我的導師徐南平院士和邢衛紅教授基于對工業實踐的前瞻性考慮，建議我去做氣體凈化膜。”一邊是導師的期許，一邊是自己熱愛的領域，仲兆祥毅然接受了建議，“國家需求大于個人興趣”成為他的座右銘。
科研道路并不是一馬平川，剛進入氣體凈化膜領域時，仲兆祥曾整整坐了5年的“冷板凳”。“那家公司應用的排放技術非常落后，走進廠房時能感覺到粉塵直接落在我的臉上。我向企業推薦說用我們的膜技術可以做到超低排放，結果對方直接回答不需要。”仲兆祥對2008年第一次去北方某鋼鐵廠的記憶尤為深刻，“當時國家對企業大氣污染物排放的標準較低，企業大氣污染物減排意識也很薄弱，我們的研究得不到社會的普遍認可，科研進展也比較緩慢。”
仲兆祥回憶，他讀書期間，在完成導師出的一個納米催化劑工業應用課題過程中，發現納米催化劑在反應過程中會吸附到反應器的器壁和膜表面上。為了解決這個問題，他嘗試跟國內企業界的人交流，跟不是其本學科的人交流，寫信跟國外的學者交流，甚至買了很多全英文的書認真研讀，花了大概3年時間才攻克難題，不但在化工和膜領域權威期刊發表了論文，相關畢業論文還獲得國內百名優秀博士論文提名。從這次經歷里，他總結說：“遇到問題不能躲避、不能放棄，要堅持下去、迎難而上、勇敢面對，并且要注意多跟其他人交流請教。”
“企業出卷子，我們來回答”
盡管在多年的研究過程中遇到過大大小小的難題，甚至對這一研究領域的前景也產生過懷疑，但仲兆祥始終沒有放棄。“從科學發展的角度來說，所有的科研經歷都是有用的。”他說。這份堅持讓仲兆祥守得云開見月明。在國家重點研發計劃、江蘇省杰出青年基金等項目支持下，他和團隊專心鉆研用于氣體凈化的膜材料微結構設計與性能調控方法，突破了膜透氣量低與易受污染等多個難題，開發出具有自主知識產權的高性能空氣凈化膜材料，并設計了系列氣體凈化膜裝備。
在工業化生產中，氣體凈化膜可以用于煙氣除塵、粉體回收、氣固相反應等過程，幫助企業實現低排放和資源回收利用，在化工與石油化工、冶金、能源等工業以及環保領域中有著廣泛的應用。“此前制約膜技術在氣體凈化領域應用的主要因素有兩個，一是膜透氣速率低，二是吸附污染嚴重。”仲兆祥告訴記者，他和團隊成員研發的空氣凈化膜不僅破解了上述難題，還將這一技術規模化應用于燃煤鍋爐、生物質鍋爐、廢棄物焚燒等煙氣凈化以及催化劑、鈦白粉、染料等高附加值超細粉體產品回收領域。
空氣凈化體系繁多，目標體系除了常見的固體顆粒物，還可能存在油性污染物，而油性氣溶膠與超細粒子等容易在膜材料表面發生吸附污染，導致過濾壓差迅速上升，難以滿足工業過程對運行穩定性的要求。為此，仲兆祥和團隊成員發明了膜材料表面疏水疏油改性技術，結合膜表面形貌控制與在線反吹技術的開發，成功攻克了膜材料易被油性氣溶膠污染的難題，開發出國內外首創的雙疏膜材料。“企業出卷子，我們來回答。”仲兆祥說，越來越多的企業需求和社會發展需要進一步為研究團隊指明了方向，研究團隊以高效氣體凈化膜材料為核心，開發了高效氣體凈化膜成套裝備。這一技術成果得到了業內高度認可，迄今為止，團隊已在中石化、恒逸石化、京博石化等企業建成了100余項示范工程。
“知識產權是高新技術研發創新推動力”
雖然已經取得了優異成績，但仲兆祥在“膜”領域的探索腳步仍未停歇。“目前團隊研發的納米纖維膜材料口罩已可攔截病毒，但是被攔截的病毒有時會在口罩外表面滋生，帶來二次傳播的風險。”仲兆祥告訴記者，團隊正在研究如何讓口罩不光具有攔截病毒的功能，還同時具有良好的抗菌抗病毒功能，讓被攔截在口罩外表面的病毒5分鐘內就被完全滅活，不再有二次傳播的風險。此項抗菌抗病毒的膜材料口罩目前已經開始推廣運用，獲得了不少使用者的認可。
這些年，空氣凈化膜研究讓仲兆祥收獲頗豐。作為主要專利發明人，仲兆祥擁有有效國內專利86件，其中發明專利63件，擁有有效國（境）外專利8件。相關專利技術榮獲中國專利優秀獎等國家及省部級獎勵3項。專利作價入股300余萬元，專利技術通過轉讓、許可實施累計新增銷售額25億元，新增利潤5億元，新增出口額109萬元。
仲兆祥介紹，他從一開始進入氣體凈化膜這個新的研究方向，就很注重知識產權的布局，目前從膜材料的制備、膜工藝的設計到膜裝備的設計等，已打造了一個完整的知識產權體系，對專利技術形成很好的保護。 “知識產權貫穿在產品的整個生命周期之中，對技術的研發、放大、推廣和市場應用都能起到很好的保護作用，知識產權的創造、運用、保護、管理和服務是高新技術研發創新的推動力。”仲兆祥表示，看到科研可以服務于人民更好的生活需求和國家更高的發展戰略需要，他倍加珍惜獲得的榮譽，也更加堅定對創新的不懈追求與堅持。
江蘇經濟報見習記者沈玉青
2023年7月24日《江蘇經濟網》：http://www.jseconomy.com/#/public/info?id=45409&name=%E5%A4%B4%E6%9D%A1
2023年7月24日《江蘇經濟報》第4版：http://jsjjb.xhby.net/pad/con/202307/24/content_1221260.html
