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【北大青年微信公众平台】青年科学家王博:科学研究要“走上书架,也走上货架”


  原文标题:青年科学家王博:科学研究要“走上书架,也走上货架”

  原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3NzAzMDEyNg==&mid=2650825970&idx=1&sn=2e18d122fca488c8e394ee6afd2230c7&scene=0#wechat_redirect

  二月初,国际权威学术期刊《自然》刊登了外围滚球app:教授王博及其团队成功将金属有机骨架化合物(MOFs)材料应用于空气过滤、净化与治理等方面的成果。这篇名为《金属有机合物在空气过滤领域的应用(Metal–organic mix for air filters)》的论文指出,通过将能够大规模生产的MOFs材料薄膜应用在空气过滤装置中,可有效过滤PM2.5,净化空气。经过实验室检测,在室温下,该种材料能够有效地将空气中的PM2.5和PM10污染物降低99.5%。

  

  本科从北大毕业后,王博就开始了对这一材料的研究,到如今已经过去了13年。2000年,高中毕业的王博被免试保送至北京大学就读化学专业,当时他一心想转去物理学院,却被告知保送生不能转专业。在这里,曾经“最讨厌的就是化学和英语”的王博开始踏上了他的科研道路。近日,王博接受了《北大青年》(以下简称“北青”)的采访,在采访中向我们介绍了自己的研究成果,回顾了北大本科经历,谈到了自己对科学研究的看法。

  “我当时做的事‘is making history’,让我感到热血沸腾”  

  北青:您和您的团队为什么会想到将这种材料应用于空气过滤净化中?

  王博:本科毕业以后我出了国,当时就是在做这个材料MOFs,但当时是做颗粒,不是膜。我进的实验室的导师就是最先提出MOFs的Yaghi,他当时要去加州大学洛杉矶分校。我跟我女朋友,也就是后来我爱人商量,她说既然做学术,就拼命好好干,然后我就跟他去了加州大学洛杉矶分校。当时其实我是在做军工方面,做防护。非常幸运,我两年半就从他那儿毕业了。我记得我当时要毕业的时候,Yaghi跟他的学生说我,说我当时做的事“is making history”,他对我的这种评价,让我感到热血沸腾,觉得我做的这些事确实是有意义的。回国以后,我的孩子因为空气质量问题出现了咳嗽等一些状况。我跟人聊天的时候他们就说,军工当然是很重要,但是空气这种东西和所有人都有关,跟我们自己也有关,我们是不是也应该想办法把这种技术,运用到空气这方面。我妻子也跟我抱怨说,搞研究到这个地步,自己孩子的问题都解决不了。

  北青:这种材料是如何应用到空气过滤装置中的?

  王博:其实我从本科毕业就开始做这个,也十三年了。目前主要应用在空气净化器、空调和企业的一些空气系统里。口罩我是不打算做,因为我这个相当于一个,滤芯的技术,但是口罩有一个关键问题在于和面部的贴合度,如果和面部的贴合不足,滤芯、里面过滤的技术再好,口罩对人体其实是没有什么效果的,而且目前口罩这个市场非常乱。

  北青:那目前我们日常应用的空气过滤装置,包括空气净化器、口罩等,应用的是什么材料?这些材料净化空气的效果如何?

  王博:现在市面上口罩、空气净化器等一系列的产品,他的结构五花八门,但是内里的原理本质都是差不多。目前市面上的产品主要有三种,一种是HEPA,它容易堵,而且一般像北京这种雾霾比较严重的情况,要想真的有用,大家都开得很高,但是噪音非常大,而且它的滤网,虽然说商家跟你说三五个月一换,但是实际情况就像北京这种地方,大概十五天到一个月你必须要换一次,不然你用它其实是没用的。然后是活性炭,活性炭就好比你用海绵去吸收什么东西,它是会饱和的,饱和了以后就没办法吸收了。还有就是静电,用电荷静电力捕集微尘粒。从成本上来说,静电要高一些,但也没高多少,大概30%到50%吧,而且其实就像我刚才说的那个HEPA和活性炭,它的使用寿命没有那么长,到空气污染比较严重的时候,就是需要经常更换,一个好的空气净化器,大概商家给你提供换一个滤网就是两千块。而且对大多数人来说,他可能并不缺这个钱,但是这很麻烦,本来我们用这个东西是为了提高生活质量的,这种需要频繁更换的反而给消费者带来了更多的困扰。

  

  北青:金属有机骨架化合物(MOFs)材料相对于其它过滤材料而言,有哪些优势呢?

  王博:MOFs材料兼有无机材料的刚性和有机材料的柔性特征,我用它最开始做军工,当时是把空气中的二氧化碳分离出来。后来引用到空气净化过滤这方面,它和咱们平常见到的材料有一个很大的区别就是它的气阻(空气阻力)非常小。因为你知道,比如说大家戴口罩,滤网很多就是那种织的很密的布,通过织的密来过滤一些颗粒物,但是织的密就会导致一个什么问题,就是戴口罩的这个人他上不来气;如果是空气净化器的话,就会,这个布,它会堵住,而且当你把它开的很大它会发出巨大的噪音。但这种材料它的气阻非常小,很大程度避免了这个问题。我是把它做成了膜,就是像滤网那种,一层膜,来起到一个过滤净化的作用。

  “走上书架,也走上货架”

  北青:您曾经多次获得绿色科学技术方面的奖项,您本人也很关注清洁能源的相关领域,那您是怎么看待科学技术和环境之间的关系?

  王博:我认为科学技术本身绝不应该作为环保的一个对立词,科学技术本身是中性的,它可以造福人类也可以成为杀人武器。我们只能说,发展和环保存在着一定的矛盾,因为在发展的过程中,客观上确实会造成一些对环境的污染或破坏,或者说已经造成了。但我们不能什么时候都把环保放在最前面,应该在发展中兼顾环境,而不是为了环保牺牲发展的机会,那大家都回到原始社会去吧。提到科学技术,就是因为科学技术发展了,发展到一定的高度了,才能更好地解决已经存在的环境问题,才能避免再今后的发展中引发、或者说尽少引发这些问题。

  北青:我们注意到您有数项专利已经实现了大规模工业化生产,您是怎么看待工业成果转化到生产、应用领域的这一现象的?

  王博:研究成果工业化,不能说是一种现象。就是说今天我们的国家、我们的政府,能够鼓励、提倡和帮助学生也好、研究者也好,把自己的成果转化为实际应用,这是非常好的一种做法。因为我们说,科学研究要做到什么?要做到“走上书架,也走上货架”,走上书架就是说在研究中出现一些非常好的理论成果,或者对以前的成果有突破和推进,然后成为对人类以后的发展有启迪的一个东西;走上货架就是说理论研究、科学实验和工业、实业结合在一起,把一个离大家生活很远的东西拉进日常生活中,真正让科学研究对普通人的生活产生作用。你也知道在国内上大学其实是享受国家补助的,你在国内读书和在国外读书的花费水平差距非常大。我们常说科研也好学术也好花着纳税人的钱,当然这个纳税人也包括你的父母,现在也包括我自己。但是你真正,当你花了纳税人的钱,这个钱到底花在哪里,有什么意义,对纳税人又有什么积极反馈,这个是我们需要思考的,也是一种责任和义务。

  “让每一个人去他更喜欢、更适合、更有利于他发展的行业和领域”

  北青:您本科毕业于北京大学化学与分子工程学院,本科的经历或者说北大对您的科研有没有什么影响?

  王博:我2000年进入北大,是陕西的保送生,其实学的是物理竞赛,中学时我最讨厌的就是化学和英语。 当时是在北大的化院和清华核物理之间选,98年的时候北大百年校庆,那时我高中,我买了一本类似于“我在北大等你来”的书,感触很深,对北大印象非常好,所以最后虽然是学物理的,而且很讨厌化学,还是选择了北大化院。但当时我想的是先进化院,学一段时间以后转到物理学院,我当时是很想去物理学院的,但后来下了一个通知说保送生不能转系。大二的时候我拿到了校长基金,就是咱们北大给做科研的学生提供的一个基金,当时是然后进实验室开始做,最开始我在那个实验室味道特别大,然后后来转到李星国老师的实验室,做无机化学,感觉非常有意思。

  北青:您作为一名青年科学家,对有志于从事科研工作的青年学生有没有什么建议?

  王博:现在学理工科的学生,本科之后,或者毕业之后转行,转到金融的和CS的很多。大家觉得这是科学无用了,社会浮躁了,我觉得这是一种非常值得理性思考的问题。金融领域它缺人才,缺人才了以后人才怎么来,就是通过经济手段,通过收入的杠杆来吸引人才。因为我们金融方面人才不够,所以金融行业的薪水高,鼓励更多的人才去从事这个行业。我并不认为中国人都应该去搞自然科学,我也不认为中国现在多么缺自然科学的人才,我甚至很鼓励我自己的学生,如果你更喜欢金融,或者说你去做金融更有利于实现你的个人发展,那你就去做。因为如果你搞科研,让你过得不那么好,或者不是你需求的那种生活状态,你没必要非要留在这个领域。只有每一个人的幸福感集合在一起,那么我们这个社会就有幸福感了。所以我觉得这是社会资源分配的结果,让每一个人去他更喜欢、更适合、更有利于他发展的行业和领域,在这种情况下,来做科研的或者来做金融的,就是真正能做好科研或者金融的人,这样各行各业都发展起来了,因为这是一个自然选择的结果。我一开始跟你说我中学最不喜欢的就是化学和英语,但最后我到美国读的是化学、讲的是英语,所以说一切都是最好的安排。

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