RTO廢氣的自述:我的洗白之路
張興宏(左一)和團(tuán)隊
昨天,記者在浙江大學(xué)高分子系張興宏教授的實(shí)驗(yàn)室里,看到了一種工業(yè)廢氣的“洗白”——經(jīng)過特殊的共聚合反應(yīng),廢氣氧硫化碳變成了一種特別的固體材料。這種透明的新材料,很可能會成為未來樹脂眼鏡片或光纖的原料。
實(shí)驗(yàn)室制備的高分子材料
張興宏課題組用氧硫化碳合成出這種新材料,最新的研究成果發(fā)表在最近的國際雜志《自然通訊》上。
在化學(xué)工作者眼中,對氧硫化碳的回收和利用,對于我國這樣的煤炭和石油消費(fèi)大國,有著極大的社會與經(jīng)濟(jì)意義。
而眼下,我們好奇的是,一團(tuán)廢氣是如何完成這個華麗變身的?下面請出廢氣先生,來和我們分享他的故事。
廢氣先生,一團(tuán)有性格的廢氣
我是混社會的,誰見誰頭大
我是氧硫化碳。一種不易覺察,但無處不在的廢氣。
我是人類世界現(xiàn)代化的產(chǎn)物。工業(yè)革命之后,人類的生產(chǎn)生活進(jìn)入了極大依賴石化資源的時代。我就是燃煤、煉油和化工過程中產(chǎn)生的“廢氣”。
看看,明明是你們一手創(chuàng)造了我,卻又給我扣了頂“廢氣”的大帽子。
我不服,我強(qiáng)烈地刷存在感,我知道我對人類更大的威脅就是身體中含有的硫。
所以,在工業(yè)上,我是嚴(yán)禁排放的環(huán)境污染物——因?yàn)槟軌蜉p而易舉地腐蝕設(shè)備;
如果我散逸到高空中,就會產(chǎn)生二氧化硫?qū)е滤嵊辏?/div>
如果我被光氧化,就能夠破壞臭氧層。
其實(shí),我還藏在日常生活的小角落里。聞過下水道里的反水味道嗎?還有冰箱里壞掉的食物的氣息,很難聞,是吧,那也是我。
你們?nèi)祟惏。梦覜]辦法
人類處理廢氣有兩種方式:遏制產(chǎn)出;變廢為寶。
其實(shí),世界上很少有科學(xué)實(shí)驗(yàn)室惦記我,因?yàn)橄啾扔诰W(wǎng)紅廢氣二氧化碳,我實(shí)在不太矚目。
所以,之前從來沒有人考慮過,如何給我變身。人類對付我的方法,就是在工業(yè)過程中“脫硫”,把我體內(nèi)有害的成分剔除。
不過,張興宏的實(shí)驗(yàn)室盯上了我,他們想把我改造成固體材料。理論上,只要進(jìn)行一個聚合反應(yīng),和另外一種物質(zhì)反應(yīng),并一個接一個地連接起來,我就被固定住了,從此脫胎換骨。
但是,我們在江湖上混了這么多年,名聲在外,不要面子的啊,你們讓我變,我就變啊。
首先,我不像有些分子,自家人不分你我,幾個湊一塊兒,就可以聚合成材;其次,我也不會輕易拉幫結(jié)派,跟另外的分子拜把子。
我吧,傲驕著呢。
唯獨(dú)碰上這位大哥,我就慫了
不過,在自然界中,我還是服氣一位大哥的。他是一種酶,叫做碳酸酐鋅酶。
大哥的資歷比你們?nèi)祟惱隙嗔恕?jù)說,這種酶在地球早期有生命的時候就廣泛存在了。他也是人類生命體中的一種重要的活性酶,能將空氣中極少量的二氧化碳水合,變成碳酸氫根離子,是已知自然界中轉(zhuǎn)化二氧化碳能力最強(qiáng)的物質(zhì)。
大哥廣泛存在于動物的組織中,對于調(diào)節(jié)酸堿性、維系生命都具有重要的作用。
大哥的能力比人造的催化劑大得多:比如就轉(zhuǎn)化二氧化碳的效率來講,至今人類制造的催化劑最快大概每秒轉(zhuǎn)化43個分子;而大哥碳酸酐鋅酶每秒鐘能夠轉(zhuǎn)換100萬個。
只要大哥出馬,就能輕而易舉地抓到我。我也只有在他手下,才會變得服服帖帖。
沒想到,這個秘密被張興宏看破了。他從中受到啟發(fā),找到了功能類似碳酸酐鋅酶的分子。一頓胖揍后,我只能屈服,乖乖地參與聚合。
張興宏找到好幾種這樣類型的分子,它們不包含任何金屬,所以產(chǎn)生的材料也沒有金屬污染的問題。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)室“洗白”,變成高富帥潛力股
就這樣,一頓“還你漂漂拳”后,我從混社會的廢氣,變成了人類可利用的高分子材料。
2克的廢氣,大概可以變成4克左右的固體材料。
我還可以變形成兩種不同的高分子材料:一種是全透明的,結(jié)構(gòu)中含有很多的硫,有很好的光學(xué)性質(zhì),因此在制造眼鏡鏡片、光纖等方面,有很大的應(yīng)用潛力;另一種材料是半透明的塑料。這種形態(tài)的塑料,和目前常見的材料聚乙烯有差不多的性能。因?yàn)榫垡蚁┰谧匀唤缰胁蝗菀捉到猓斐闪恕鞍咨廴尽保怯晌抑圃斓倪@種塑料,相對易降解,是對環(huán)境友好的新塑料,很有可能在將來用來替代聚乙烯等。
好像完全換了個人生。我打量著鏡子里像水晶一樣亮亮的自己,覺得還不錯,誰叫現(xiàn)在是個看臉的時代呢?
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