今天,提到“高分子”已經(jīng)無需過多解釋,各種各樣高分子產(chǎn)品的身影在人們的生活中隨處可見?梢哉f,高分子科學的發(fā)展直接影響到與國民經(jīng)濟和社會發(fā)展密切相關(guān)的農(nóng)業(yè)、能源、信息、環(huán)境、人口與健康等領(lǐng)域的進步和發(fā)展。走進高分子物理與化學國家重點實驗室,讓我們更加真切地看清這熟悉而又陌生的“高分子”。
實驗室主任韓志超可以說在高分子領(lǐng)域蜚聲國際,他四川生,臺灣長,曾在美國工作,現(xiàn)在又回國效力,而他領(lǐng)導的團隊也很有特點,由于個個優(yōu)秀而又異常團結(jié),所以破例在我們的報道中集體亮相……
高分子是那些分子量特別大的分子,作為結(jié)構(gòu)材料,它在代替木材、金屬、陶瓷、玻璃等方面的應(yīng)用日新月異。在農(nóng)業(yè),工業(yè)和日常用途上,它的優(yōu)點很多,如質(zhì)輕、不腐蝕、色彩絢麗等,用于機械零件、車船材料、工業(yè)管道容器等等,不但價廉物美,而且拼裝方便。還可用于醫(yī)療器械,家用器具等,豐富和美化了人們的生活。
日前,記者采訪了高分子物理與化學國家重點實驗室韓志超主任。韓主任出生在四川,在臺灣長大,大學畢業(yè)就去了美國,曾任美國NIST首席科學家,于2002年10月來到化學所工作,他長期從事高分子研究,是一位在此領(lǐng)域蜚聲國內(nèi)外的專家。
他深入淺出的介紹把記者領(lǐng)入神奇的高分子世界。
記者:作為一門綜合性學科,高分子科學在生產(chǎn)和生活中已經(jīng)得到迅速的應(yīng)用,在推動社會發(fā)展方面無疑在起著越來越重要的作用。
韓志超:以高分子物理和高分子化學為核心的高分子科學,作為物質(zhì)科學的一個組成部分,確實拓展和豐富了人們的認識范圍。
高分子科學作為材料科學的重要基礎(chǔ),將人類社會文明的發(fā)展,推進到了當今以合成材料包括高分子材料為特征的新階段。高分子科學的研究與材料科學、生命科學、信息科學和環(huán)境科學等的相互交叉和滲透,使其面對的應(yīng)用領(lǐng)域,既有石油、化學工業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),也有新興的信息、生物技術(shù)等高科技產(chǎn)業(yè)。高分子科學的發(fā)展直接影響到與國民經(jīng)濟和社會發(fā)展密切相關(guān)的農(nóng)業(yè)、能源、信息、環(huán)境、人口與健康等領(lǐng)域的進步和發(fā)展。
記者:不過,對于高分子,一般人感覺還是很深奧的,在生活中,最常用的高分子是什么呢?
韓志超:高分子在生活中常用的有很多種,最典型的就是聚烯烴,它包括聚乙烯、聚丙烯。平時我們在生活中很少能注意到,但實際上它們隨處可見,比如現(xiàn)在所有的各種膜、新的管材、汽車上的保險杠、儀表板等,這些都是由聚丙烯或者是聚乙烯制成的,目前,聚烯烴在全世界所有塑料的使用上占85%。
以前,聚烯烴產(chǎn)品中要不是單純的聚乙烯,要不就是單純的聚丙烯,這是比較低檔的。現(xiàn)在科學家把它們合金化,可以取代許多其它材料。
記者:你所說的合金化是什么意思呢?
韓志超:這是我們從金屬中借用過來的名詞,意思是說,把兩個以上的成分非均勻地混合在一起,所形成的材料具有新的功能。這個不均勻性是可以控制的,也就靠控制不均勻性才能讓材料實現(xiàn)不同的功能。
記者:聽起來好象還是不太容易理解,能舉個例子介紹么?
韓志超:比如我們常見的鋼筋水泥,水泥是脆的,不能拉伸,而鋼筋有一定韌性,把它們混合在一起形成的鋼筋水泥,其性能是兩者的結(jié)合,既有硬度又有韌性。在這種混合中,鋼筋在水泥中不是均勻分布的,這樣通過人為的調(diào)節(jié)和控制這種不均勻,可以把它用在不同的建筑上,如樓房、大壩等。
高分子也是一樣,通過控制聚丙烯和聚乙烯的不均勻混合,可以使它具有不同的性質(zhì),如增加它的韌性、耐磨性、硬性等。
記者:這種合金主要用在哪些方面?
韓志超:這種合金在很多方面都有應(yīng)用,比如在汽車方面,人們一般希望汽車越輕越好,這樣可以節(jié)約更多能源,而要達到這個目的,目前只能在汽車制造中使用更多的塑料產(chǎn)品,因為它們能保證一定的硬性。但是,人們又希望汽車要很環(huán)保,這就需要對汽車進行回收。汽車的金屬部分一般可以全部回收,但塑料部分回收就很困難,因為目前生產(chǎn)的汽車中一般含有100多公斤塑料,品種很多,回收時不容易把它們分開。
記者:聽說出于環(huán)保的壓力,歐洲規(guī)定2006年生產(chǎn)的汽車要85%的材料可以回收,那么汽車如果用這種合金是不是就有利于它的回收呢?
韓志超:是的,現(xiàn)在汽車用這種合金,回收時可以不需要再對它進行分類。統(tǒng)一回收后可以做成下一級的塑料,即比較低檔的產(chǎn)品,如用于制造儀表板的材料,回收后可以做成汽車的底盤,等把這些底盤回收后,可以再做成比它更低檔的產(chǎn)品,如替代木板用的廉價產(chǎn)品等。
記者:聽你這么說,這種合金在工業(yè)生產(chǎn)中還是處于比較重要的位置,那我國能自己生產(chǎn)這種合金么?
韓志超:目前,國內(nèi)使用的這種高檔聚烯烴合金都是靠進口,一部分是從國外直接進口原產(chǎn)品,一部分是從國外購買兩種不同的原料進行后加工,但后加工的成本不僅高而且其性能沒有原產(chǎn)品好。
其實生產(chǎn)這種合金的成本是6000元/噸左右,而國外賣給我們的價格每噸高達1.5萬元,一噸可以賺將近1萬,靠的就是里邊的技術(shù)含量。
我們自己也想開發(fā)這種技術(shù),可這種技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)主要被世界上幾個大公司壟斷,他們在這方面對我們進行封鎖,比如茂金屬催化劑是一個非常先進的催化劑,但其專利已被他們申請,現(xiàn)在的研究很難能突破這個專利的限制。
記者:那在這種技術(shù)的研究開發(fā)上,我們實驗室是怎么做的,取得什么重大成果么?
韓志超:我們研究所的工程塑料實驗室和高分子物理與化學實驗室聯(lián)合起來,與中石油合作,目的就是要研究出這種聚烯烴合金的制造技術(shù)。在催化劑方面,我們通過復合技術(shù)制備一種復合催化劑,這在世界上還沒有報道,我們是第一次,這就繞過知識產(chǎn)權(quán)的限制,這種方法我們已經(jīng)申請中國發(fā)明專利和國際專利。整個研制過程用了兩年,好多研究員都參與了這項工作。
目前這種合金產(chǎn)品實驗室的科研工作已經(jīng)完成,剩下的是在工廠里進行一些模式實驗和中試。
記者:我們從資料中了解到,有關(guān)醫(yī)用的高分子也是我們實驗室的一個重要研究內(nèi)容,那我們在這方面有什么成果?
韓志超:針對合成高分子普遍存在親水性差、生物相容性差、缺乏細胞結(jié)合位點,導致細胞親和性差的缺點,我們采用共聚的方法,合成了新型生物可降解、可吸收的多嵌段共聚物,從根本上對合成高分子的生物適應(yīng)性能進行了改進,并以嵌段共聚物為載體,發(fā)明了一種新型眼內(nèi)植入抗免疫制劑,通過眼內(nèi)植入,可成功地克服藥物的血眼屏障問題,且具有藥物可長期釋放、載體可在體內(nèi)被吸收、在體溫下對眼機械損傷小等優(yōu)點。
記者:您在實驗室也已經(jīng)工作三年了,最后能給我們談?wù)勥@三年來您的一些感觸么?
韓志超:我們實驗室的總目標是繁榮我國的高分子科學事業(yè),對重要科學問題開展創(chuàng)造性和前沿性基礎(chǔ)研究,對本領(lǐng)域的某些學術(shù)創(chuàng)新有所貢獻;我們承擔和完成對國民經(jīng)濟發(fā)展具有影響的重大任務(wù),解決我國高分子材料產(chǎn)業(yè)的一些重要的關(guān)鍵技術(shù)問題,促進我國高性能和功能性等新型高分子材料的發(fā)展。
我們要求每一個研究員基礎(chǔ)都要很好,而且都要有自己的特長,能夠在國內(nèi)外占有一席之地。由于高分子科研只要腳跨出去一步,就能走向應(yīng)用,所以我們還要求我們的研究員一邊搞基礎(chǔ)研究,一邊還要搞應(yīng)用。
在每個研究員做好自己科研工作的基礎(chǔ)上,我們組織橫向的聯(lián)合,做一些大的項目,這些項目都與國家的重大需求接軌。
作者:中國塑料機械網(wǎng) 來源:中國塑料機械網(wǎng)信息中心
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