科苑人物

武少弟:未来不设限!“玩”出精彩!

  •   四年前,武少弟错失保研资格,当头一棒。雪上加霜的是,他所报考学校的生物化工专业在那一年“枪头一转”,将考研科目换成他最不擅长的化工原理。

      这个初中喜欢网游、高考前几天还在踢足球,一向从容“应战”的小伙,在本升硕的关键节点被一再打击。

      带着经历增添的几分稳重,武少弟重振旗鼓,成为国科大博士研究生,加入国科大博士生导师、中科院山西煤炭化学研究所研究员侯相林和邓天昇团队。 

      针对三聚氰胺甲醛树脂(MFRs)结构特性,团队设计了甲磺酸—四氢呋喃—水的高效降解体系,实现了MFRs催化降解为三聚氰酸的定向解聚,降解比例高于84%,实力助攻环境生态保护。

      “放轻松,都会过去的。”说起曾经那些或“从容”或“倒霉”的故事,武少弟用一以贯之的松弛与灵活风格,传递着几分消解坎坷的自我嘲弄。 

      当有些95后沉浸于收集各类精巧可爱的餐具时,同样对各种新材料兴致盎然的武少弟却在这方面远远走在了“潮流前沿”——他为时兴的仿瓷餐具发明设计了一套无毒高效的降解体系。

    武少弟在实验室

      日常生活中使用的部分汤勺、碗筷、水杯,外观跟陶瓷一样,美观坚硬耐磨,但又轻巧不易碎。武少弟盯上的这类仿瓷材料主要成分为MFRs,又称密胺甲醛树脂或密胺树脂,是一种重要的三嗪环化合物。它在大自然中难以降解,传统的两种降解回收方法又不适用于此:一是将高分子研磨粉碎,作为填充剂添加到新材料中以增强材料的机械性能,这种粉碎方式工艺简单,但经济价值不高;二是热回收,但“其中的化学键会在高温的作用下无规断裂重组,生成大量的氢氰酸等剧毒物质”。

    MFRs项目示意图

      千变万化的分子组合形成了多姿多彩的材料,“即使相同构成的某种分子,也会因为其中某一个化学键的不同而呈现完全不同的属性。好比墙一样,如果其中使用了差别细微的砖块和水泥,墙就拥有了不同的硬度和承托力。”借助形象的类比,武少弟描摹出一个不为人熟知的微观材料世界,而正是它们五花八门的“个性”,给降解工程带来不小挑战。
      武少弟用“钥匙和锁”的关系,讲解该仿瓷餐具降解体系的核心工作原理——“锁”指的是找到分子中选择性断键的化学键位置,“钥匙”即选择合适的催化剂和溶剂。
      就这样“一把钥匙开一把锁”,武少弟开发的树脂回收条件相对温和,通过精细调节降解体系,选择性打开了树脂中的某些化学键,既可以避免热解过程中产生的剧毒小分子,也可以重新利用反应物——最终产物三聚氰酸可作为有机合成原料,重新用于树脂合成、高分子材料改性剂和药物卤三羟嗪的生产等。
      “锁”高一尺,“钥”高一丈。武少弟所在的研究团队还将在这条绵长曲折的高分子材料“开锁”路途上继续前行,希望抢到通往下一个时代的“船票”,帮助抵达人们必须直面的未来环保新大陆。

      “不务正业”与“埋头苦干”的结合体

      武少弟的求学旋律,一直在“不务正业”与“埋头苦干”之间交叉演奏。

      “每个人都有自己的节奏,让我一门心思长时间只盯着一件事,我的效率不会很高。”在对自己的“不务正业”有着清醒认知下,武少弟选择不给自己设限。

      在国科大雁栖湖校区集中学习时光里,他给自己安排了多重身份:中国科学院与两弹一星纪念馆讲解员、化工学院班级班长、研学活动辅导员……多样经历重叠在一段时光中,一天仿佛变成48小时甚至nba赌注平台|官网-app下载:。

    2018年12月,武少弟参加国科大“一二·九”大合唱比赛

      “我喜欢收藏言简意赅的语言表达,喜欢呆看着变幻莫测的自然气象,也喜欢旁观思考朝代兴替感悟其中韵味……”从弗洛伊德的《梦的解析》到梁启超的《新民说》,从特效炫酷的《复仇者联盟》到耐人寻味的《大明王朝1566》,“多而杂”的兴趣花园带他窥探世间百态。
      “多观察才会有新发现,进而引发新思考,做实验也一样。”  武少弟说。
      “我就是一个‘不务正业’跟‘埋头苦干’的结合体。时不时有一些慵懒,时而又突然加速拼命。”2020年初疫情封闭在家的日子,实验一度无法推进,他便拉起一支队伍报名参加了“国科大杯”创新创业大赛。收到决赛邀请时,他一时有些意外:“感觉自己提交的作品还只是些不太成熟的项目进展,没想到能够突出重围。”
      2020年9月26日,武少弟带着团队智慧的最新结晶来到北京参加了分项赛决赛。评委们对他们的项目很感兴趣,答辩环节频频发问,也为团队提供了许多宝贵意见。“这次比赛我了解到实验室成果与规模化产物之间的许多门道,也收获了一群志同道合的挚友。”

    武少弟参加“国科大杯”创新创业大赛

      “必须抓紧把丢失的几个月时间补回来。”武少弟说。
      武少弟回到实验室后,开始连轴转的科研模式,将几十种催化剂和溶剂进行排列组合,经历无数次试错后思考着降解路径的最优解。最终结果是幸运的,在导师指导和陪伴下,武少弟成功地创造出了属于他的那把“钥匙”。
      “开锁”的最终成果——这样一种既能处理固体废料又能产出化学用品的方法,让多家公司十分心动却一度不太相信。“他们专门派人来从头到尾观摩实验,从特殊溶剂到压力溶弹,从均相反应到核磁表征,当结果如预期所料时,事实胜于雄辩,他们信了。”

      “远看一尊佛,近看笑呵呵”,武少弟对导师侯相林的第一印象十分亲切。2018年的中科院山西煤炭化学研究所大学生夏令营活动中,武少弟笃定侯相林“气场”和自己十分契合,决心加入侯相林的课题组。

    武少弟(二排左一)所在课题组出游合影

      课题组在侯相林等老师的带领下,科研氛围紧张而又活泼,同门始终保有一份难得的轻松感:工作时间灵活自主,周末和假期师生结伴登山,每个人的课题项目都像在鼓捣“好玩儿”的发明,科学原理中加入幽默调料。

      除了给各种高分子树脂断键“开锁”,武少弟生趣盎然地讲解了团队五花八门的课题。

      离开土豆皮的土豆会迅速氧化变黑,提取土豆皮其中的抗氧化成分,使用到化妆品里岂不是“一秒回春”?被称为“超级脑黄金”的亚麻籽有着数不胜数的功效,其中的奥秘就在于存蓄其中的亚麻酸,提取出这部分“浓缩的精华”是否延年益寿不再是梦?

      成长翻了许多页,“放轻松”的习惯一直在延续,“玩心”似乎也成为武少弟贯穿工作和生活的个人风格。

      实现MFRs的催化降解之后,他联系制作了该项目的科普视频,结合科学与活泼的元素,将艰涩的材料术语变得易于接受。

    MFRs项目科普视频截图

      武少弟从研究所夏令营的参与者到组织者,从营员变为学长。作为研究所研究生会的主席,对接研究所每年的夏令营是他的工作职责。他将自己定位成一支“旅行团的小导游”,在带领大学生走进科学世界的同时,也带大家领略山西风土人情。这样一“玩”就是三年,研究所的老师们现在只要说起“那个带夏令营的小子”,指的就是武少弟。

    中科院山西煤炭化学研究所2021年大学生夏令营学生组织者团队合影(前排下蹲为武少弟)

      “玩”的土壤养分充足,培植起的敏感和观察力让一个闪念都可能成为泉水,浇出快乐实践的花。“‘玩’不只是一种活动,还是一种心态。”

      “我的未来计划依旧是——对自己不设限,放轻松,做点好玩的事情,未来无限可能。”武少弟说

      武少弟想“下手”的热固性材料也越来越多,脑洞一开再开——他又盯上了电源插排、电灯开关盒使用的酚醛树脂和之前大热的马桶盖所采用的脲醛树脂,希望解决这些材料的“善后问题”:“这都是未来马上会呈到人类面前的答卷。”

    责编 :李暄妍