由中国造纸杂志社组织的《中国造纸》2021年度“仙鹤杯”优秀论文评选活动,以科学性、创新性、规范性、引领性以及理论与实践相结合为评审原则,邀请我国造纸行业及相关领域的知名专家、学者担任评委,经严格的初评、复评、网络投票及专家终评会4个阶段,最终评选出20篇“仙鹤杯”优秀论文,其中一等奖1篇,二等奖3篇,三等奖6篇,优秀奖10篇。
《中国造纸》优秀论文评选是《中国造纸》杂志的品牌活动,至今已成功举办22届,该活动在造纸及相关行业中产生了良好的影响,促进了造纸行业的学术交流,提高了《中国造纸》科技论文的质量与水平,对推动我国造纸业科技进步、技术创新起到了引领作用。
本刊特别对《中国造纸》2021年度“仙鹤杯”优秀论文一等奖和二等奖的部分获奖作者进行了专访,以期与读者共同分享作者的研究成果。
二等奖
题目:化学竹浆废水活性污泥细菌菌群结构分析
作者:张安龙 王哲毅 王雪青 罗清 张仕南
单位:陕西科技大学环境科学与工程学院;
陕西科技大学轻工科学与工程学院,轻化工程国家级实验教学示范中心;
西安隆华环保技术有限公司
获奖者心声
我团队论文“化学竹浆废水活性污泥细菌菌群结构分析”获得《中国造纸》2021年度“仙鹤杯”优秀论文二等奖,倍感喜悦和兴奋,感谢造纸行业同仁对我团队工作的认可和支持。
我國竹材资源丰富,以竹代木制浆造纸有利于解决原料短缺问题。本研究以实际生产中竹浆废水的好氧处理系统为研究对象,应用现代生物分析技术DNA提取、PCR扩增和16SrDNA测序手段,解析化学竹浆废水活性污泥细菌菌群结构,得出影响微生物种群结构差异的主要因素,并通过该因素调控来强化好氧处理效率,降低深度处理污染负荷、化学品消耗、二次污染和处理费用等,为微生物法处理难降解有机物中微生物种群结构调控提供重要的理论依据和技术指导。
我团队会再接再厉,在习总书记生态文明思想的指引下,针对制浆造纸行业污染治理、清洁生产、节能减碳等,继续开展深入研究和科技成果转化,为造纸行业的绿色、低碳可持续发展贡献力量。
北京市科学技术研究院资源环境研究所研究员程言君对获奖论文的点评:
我国竹材资源丰富,随着国家禁废令和限塑令的颁布与实施,发展竹浆具有更为重要的战略意义。构建高效稳定的竹浆废水处理系统是亟待解决的问题。本文针对化学竹浆废水的污染物特性,创新性应用现代生物分析技术DNA提取、PCR和16SrDNA测序手段,针对4种不同化学竹浆废水处理厂的活性污泥,开展了微生物群落结构及其生物多样性分析,发现生丝微菌属为优势菌属,进水水质和处理工艺的不同导致微生物种群结构的差异。通过菌种的筛选及优势菌种生物强化,可以提高废水好氧单元的处理效率,为采用生物法处理难降解有机废水中微生物种群结构的调控提供重要理论依据,也可为废水的高效处理提供技术支撑。
《造纸信息》记者:张教授您好,非常感谢您能接受我们的采访。恭喜您和您团队的论文“化学竹浆废水活性污泥细菌菌群结构分析”获得《中国造纸》2021年度“仙鹤杯”优秀论文二等奖!我国竹材资源丰富,以竹代木制浆造纸有利于解决原料短缺问题。化学竹浆废水组成复杂,且排放量大,浓度和色度高,处理困难。请您简单介绍一下课题的背景,研究内容与研究国的。
张安龙:我国竹材资源丰富,随着国家禁废令的颁布与实施,以竹代木进行制浆造纸推广潜力巨大,有助于解决造纸工业面临的原料短缺问题。目前,竹材制浆的主流工艺是化学法制浆,制浆过程产生的废液和废水主要为黑液和中段废水。黑液通过碱回收工艺实现资源化利用,中段废水进入废水处理系统进行处理后实现达标排放。中段废水中的污染物以木素和碳水化合物的降解产物为主,具有污染浓度高、生化性较差和色度大等特点,存在生化处理效率较低的问题,导致废水处理成本高。这篇论文依据化学竹浆废水的污染物特性,对化学竹浆废水处理厂的活性污泥中微生物群落结构进行解析,为构建针对不同特征的竹浆废水的人工调控菌群提供理论参考;并通过商业菌剂强化好氧处理系统,提高好氧单元的处理效率,降低了深度处理的污染负荷,节约水处理成本,为造纸行业健康发展提供技术支持。
《造纸信息》记者:一般使用物理、化学和厌氯、好氯联合的方法来处理造纸废水,如絮凝沉淀结合生物酶处理法。随着科技水平的不断提升,对工艺的研究亦不断深入。请您具体介绍一下目前行业内竹浆生产厂的污水处理流程及处理效果。
张安龙:目前竹浆生产企业的污水处理主要采用三级处理的工艺原则,主要处理流程为:过滤。混凝沉淀-(厌氧)好氧生物处理-深度处理-达标排放。各处理单元的简要介绍如下:
过滤是指废水经过格栅和筛网,去除其中的悬浮物,截留的纤维可回用于生产。
混凝沉淀是通过投加混凝剂、助凝剂,使废水中粒径较小的悬浮物、胶体等生成絮状体,在重力作用下将悬浮物从废水中分离。污泥脱水处理后,通常可作为能源或建筑材料等进行利用。
厌氧生物处理是在无氧/低氧条件下通过厌氧微生物将废水中的有机物分解为甲烷和二氧化碳,主要包括水解酸化和厌氧反应等阶段。一般要求进水CODc,>1500mg/L,出水需要进一步采用好氧处理,竹浆中段废水污染物浓度较低时,主要采用水解酸化来提高废水的可生化性。厌氧技术具有污泥产量小、设备占地面积少、运行费用低、沼气可充分利用等优点,应用于竹浆中段废水处理时CODc,去除率为50%~60%。
好氧生物处理是在有氧条件下,活性污泥吸附、吸收、氧化、降解废水中的有机污染物,使废水得到净化。好氧技术主要有活性污泥法和生物膜法,制浆造纸废水主要采用活性污泥法工艺,CODc,去除率为70%~90%。
深度处理主要包括混凝沉淀或气浮、高级氧化技术。高级氧化技术是通过加入氧化剂,对废水中的有机物进行氧化处理的方法,一般包括pH调节、氧化、分离等过程,目前多采用Fenton氧化技术,CODc,去除率为60%~70%。
《造纸信息》记者:原料不同而导致废水中碳源、氮源的比例不同,以及废水中不同抑制物对微生物种群具有特定选择性。化学竹浆废水好氧单元活性污泥细菌菌群结构组成中的优势门具体是什么?研究它有哪些实际意义?
张安龙:不同化学竹浆废水好氧单元活性污泥中,微生物种群的结构差异主要由进水水质差异和处理工艺的不同,导致其不断演变而形成了菌落结构的多样性和差异性。化学竹浆废水好氧单元活性污泥细菌菌群结构组成中的优势门为变形茵门、绿弯茵门、拟杆菌门和放线菌门,变形菌门最高丰度为59.47%;核心属为生丝微菌属、SWB02、Bryobacter禾口Pedomicrobium,其中生丝微菌属占主导地位,丰度为3.69%~18.29%。这些菌属不仅与硝化、反硝化相关,还与多环芳香族类化合物,醇类及烷烃类物质的降解直接有关。
对化学竹浆废水好氧单元活性污泥的菌群结构及生物多样性进行研究,目的是为当前的微生物法处理难降解有机物中微生物种群结构调控提供一定的理论依据。
《造纸信息》记者:目前国内外化学竹浆企业其废水处理情况大致怎样?存在哪些问题?您对新上的竹浆项目在污水处理上有哪些建议?
张安龙:《2021年中国造纸工业年度报告》的数据显示,近年来我国竹浆产量呈逐年增加的发展态势,2021年我国竹浆产量为242万t,约占非木浆产量的44%。目前,竹材化学法制浆的主流生产技术为干湿法备料技术、间歇置换蒸煮和改良硫酸盐法连续蒸煮等深度脱木素技术、封闭筛选技术、ECF多段漂白技术和黑液堿回收技术,企业清洁生产水平显著提高。废水经过三级处理后可以达到《制浆造纸水污染排放标准》(GB3544-2008)或当地流域标准的排放限值要求。
随着企业清洁生产水平的提高,吨浆用水量及排水量降低,废水中的污染物浓度升高,对于新建竹浆项目可以根据废水的实际情况,设计与建设完整的厌氧生物处理系统,提高水处理运行效率,降低运行成本,减少污泥产量。
《造纸信息》记者:专注于造纸工业废水生物处理技术研究多年,您认为国前竹浆污水处理在哪些地方需要进一步深入研究?
张安龙:目前竹浆污水处理需要进一步深入研究的领域如下:
第一是生物促生技术。根据好氧微生物的群落结构和种群特点,研究可以促进降解污染物优势细菌的生物促生技术,对提高生物处理效率,降低水处理成本,助力企业健康发展具有重要意义。
第二是厌氧颗粒污泥钙化抑制技术。竹材含硅量高于木材原料,废水进入厌氧系统后产生结垢的趋势增加,易导致厌氧颗粒污泥钙化,影响厌氧处理效率。研究在厌氧处理前,或者厌氧处理过程减轻或抑制污泥钙化的可行性技术,是面向企业需求的研究方向。
第三是高效好氧曝气系统的开发。曝气系统是好氧生物处理的核心装备,决定了好氧处理过程的能耗水平和运行稳定性。研究氧转移效率高、运行稳定、维护简单的曝气系统,有助于提高好氧生物处理的运行效率,降低运行成本。
《造纸信息》记者:房教授您好!非常感谢您能接受我们采访!首先祝贺您和您团队撰写的文章《限塑和禁止固废进口政策下中国造纸工业纤维原料的供应策略》获得2021年度“仙鹤杯”<中国造纸》优秀论文评选二等奖!这篇文章是国家重点研发计划项国“高效清洁制浆与功能化产品生产技术研究”的一部分,并获得了多项基金的资助,具有重要意义。首先请您介绍一下,此次撰文的背景是什么?
房桂干:2017年国家发布禁废令以来,我国废纸进口量逐年大幅下降,2021年12月31日起全面停止废纸进口。首先,中国造纸协会统计的相关数据显示:2017年造纸行业利用进口废纸制浆2063万t,2018年下降至1457万t,2019年930万t,2020年620万t,2021年更少直至清零;其次,根据造纸行业“十四五”规划及中长期高质量发展目标,预计到2025年和2035年,国内人均纸及纸板年消费量达到i00 kg和120kg,总产量将达到1.4亿t和1.7亿t,纤维原料需求将进一步增加,原料供需矛盾将更为突出。能否有效解决纤维原料供应短缺问题,已成为制约我国制浆造纸行业进一步高质量发展的瓶颈问题之一。另外,双碳战略的实施,对造纸行业也是重要的挑战,“节能减排”“清洁生产”“提质增效”“循环经济”等是造纸行业始终追求的目标。
我国每年产生的农林剩余物(作物秸秆、森林经营和木材加工剩余物等)约10亿~12亿t,可收集的约为7亿~8亿t,目前利用率不足30%。通过政策鼓励,加大技术创新力度,有效利用这部分资源可为缓解造纸行业纤维原料供应短缺问题提供有效途径。
《造纸信息》记者:根据国家政策,2021年起我国已全面停止废纸进口,这对原本就纤维原料严重缺乏的我国造纸原料市场,更是雪上加霜。请您分析一下,当前我国造纸行业应该采取怎样的纤维原料供应策略?
房桂干:这个问题是一个系统工程,也是一个大课题,寥寥数语也不能说得很清楚。我认为通过多途径的方法协同,可以解决或缓解我国纤维原料供应短缺的压力。可以概括为“深入挖潜,积极拓展”的策略。
深入挖潜包括:一是继续加强国内废纸回收和利用力度,2020年利用国内废纸总量已经达到5493万t,回收率46.5%,仍存在较大空间。要进一步优化回收网点布局,争取做到能收尽收,回收时做好分类和质量管控工作;二是加强技术创新,进一步优化和升级制浆工艺过程,努力提高制浆得率。化学法制浆漂白过程要尽量减少纤维素的降解,高得率制浆过程要有效改善预浸软化效果减少化学品用量,从而提高制浆得率;三是积极开发和应用纤维分级技术,提升纸浆利用效率和使用价值;四是积极开发和应用产品低定量化和提高填料添加量等技术;五是各个企业要积极推行多元化制浆和多元化产品模式,有利于充分发挥纤维原料的利用率和使用效能。
积极拓展包括:一是继续推行林浆纸一体化战略,鼓励大型企业积极定向培育和发展原料林基地;二是鼓励大型制浆造纸企业走出国门,选择资源条件好政治稳定的国家建设大型制浆生产线;三是积极开发和推广农林剩余物清洁制浆技术,自主研发适合我国原料特征的国产大型核心装备,特别要关注设备的成套性;四是有关部门要制定和出台与非木纤维原料制浆产业相配套的政策和措施,鼓励农业秸秆的收集和储运,鼓励非木纤维原料基地的建设,推动非木纤维原料制浆产业的发展。因为目前大部分地方处于不鼓励和严控状态。
《造纸信息》记者:您多年从事高得率浆方面的研究,请分析一下,在我国发展高得率浆,利和弊各是什么,根据目前我国造纸行业的实际状况以及国家的环保政策,我们发展高得率浆具备的优势和劣势各是什么?
房桂干:20世纪90年代以来,由于高得率制浆技术具有原料适应性广、原料利用率高、单位产能投资强度低、规模效应不太敏感等优势,在我国得到了迅速发展。在近30年的发展经验基础上,在我国发展高得率浆的利和弊方面,我想谈谈自己不成熟的看法,一管之见提交各位方家商榷。利的方面:高得率浆为缓解纤维原料供应短缺的压力起到了积极的作用;弊的方面:高得率制浆的关键核心技术和设备主要依赖进口,在化学品减量、节能降耗和废水高效低成本处理等方面还有很多工作要做。
尽管存在一些问题,我国高得率浆仍将继续得到进一步的发展。除了前文提到的高得率浆技术自身优势之外,我国还存在以下几方面的优势:①纤维原料的巨大市场需求与供应短缺的矛盾;②企业对高得率制浆生产运行和纸浆应用已经积累了大量人才和丰富的生产经验;③相关高校、科研院所的高得率制浆技术、废水高效处理技术研发能力得到了全面的提升,国内制浆造纸装备企业在高得率制浆装备国产化方面的努力已初见成效;④“限塑”“禁废”政策出台后,部分领域纸制品有望在一定范围内替代塑料制品,这将进一步催生市场对高得率浆的新需求;⑤随着技术进步,高得率浆适合配抄的纸和纸板品种范围将进一步拓宽,有利于改善产品质量降低生产成本。
事物的发展往往是双刃剑,有其优势就必有其劣势。所以在积极发展高得率制浆产业的同时,我们还要高度关注以下几方面问题:首先,高得率制浆低投入的特点,决定了其不同于化学法制浆,具有规模效应不太敏感的特征。因此高得率制浆生产线产能规模要根据需要灵活决策,且不宜独立建设,应该依附于制浆造纸综合企业建设,可以取得最大的协同效应;其次,要高度重视自主知识产权关键技术和核心装备的研发,并鼓励国内企业积极选择;再次,在双碳战略下,高得率制浆生产线要积极推广应用“化学品减量”“低能耗制浆”“纸浆提质”“废水资源化利用”等最新技术;另外,非木纤维原料高得率制浆技术刚刚起步,不少技术关键有待突破。特别是要推行“原料全质化”利用的理念,发展“农一浆一能源一有机肥”一体化模式。
《造纸信息》记者:全球范围内,高得率制浆相关技术在哪些方面还可以继续深化发展?
房桂干:这个问题有点大,我的回答可能难免存在以偏概全的现象,不妥之处敬请方家指正。基于自己浅显的认识,在这里我谈一些不成熟的看法。
技术方面:木片质量快速检测评价技术;有效预处理技术,开发平衡木片水分分布、有效去除木片中抽出物、避免纤维损伤的木片生物结构拆解等技术;高效均质预浸软化技术,改善物料渗透性,实现物料均质软化;节能磨浆技术;高效绿色漂白技术;高得率浆纤维表面修饰改性技术;纤维废水处理中水高比例回用技术等。
装备方面:木片质量快速检测设备,木片筛选除杂设备,木片组织结构有效拆解设备,高效浸渍和均质软化反应设备,纤维细胞壁定向解离节能磨浆装备,低能耗高得率浆纤维分级设备,针对高得率浆特征的抄前打浆(调理)设备等。
高得率浆应用拓展方面:白度稳定性和软化技术,高得率浆在模塑,功能性新材料领域的应用技术,高得率浆细小组分纳米化技术,其他拓展高得率浆应用范围的技术等。
《造纸信息》记者:国前全球造纸工业无论是产品质量,还是生产设备都已较为先进,有人认为,造纸行业的研发创新工作似乎已到瓶颈期,不容易获得具有很大突破性的研发成果。作为行业专家,請您预测一下,下一步造纸行业的科研工作会在哪个领域,哪些方面有所突破?行业的科研工作者需要做哪些准备以迎接未来?
房桂干:科学技术的进步和社会的发展,对传统产业会不断提出新的需求和要求。因此,制浆造纸产业作为传统行业,将不断面临新的技术需求,不能说“造纸行业的研发创新工作已到瓶颈期,不容易获得具有很大突破性的研发成果”。
制浆造纸产业是典型的生物质炼制和循环经济产业,这个观点已经形成了共识。围绕这个主题,针对限塑、化石类资源替代等需求,制浆造纸产业将会不断拓展其内涵。首先,要实现制浆造纸产业从数量型向质量型转型升级的目标,现有生产线仍然有迫切的技术创新和升级改造的需求;其次,双碳战略的推进对行业节能、减排、降耗等清洁生产技术提出了更高的要求;再次,关键装备和有关核心技术依赖进口等卡脖子情况,我们必须要积极开发具有自主知识产权的工程化技术和成套装备,这项任务任重而道远。作为典型的生物质炼制和循环经济产业,必须积极拓展和延伸纸浆纤维应用领域、化学结构复杂官能团丰富白勺木质素的高值化利用、低聚糖功能性产品的开发等;在化石类资源部分替代方面,制浆产业具有其独到的优势,必将发挥不可或缺的重要作用,在此就不逐一列举。仅依据以上需求,就有很多重要的基础理论、技术关键和核心装备需要组织专业力量进行科技攻关,完全有可能取得重大的突破性成果。
习近平总书记2021年在两院院士大会上的讲话中指出,“实践证明,我国自主创新事业是大有可为的!我国广大科技工作者是大有作为的!我国广大科技工作者要以与时俱进的精神、革故鼎新的勇气、坚忍不拔的定力,面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,把握大势、抢占先机,直面问题、迎难而上,肩负起时代赋予的重任,努力实现高水平科技自立自强!”
征途漫漫,惟有奋斗。我们造纸科技工作者,要紧紧结合行业的发展需求,进行选题立项并开展科研活动。基础理论研究一定要服务于技术关键的突破,技术创新过程中一定要时刻秉承清洁生产、全质利用、技术经济合理的理念。要不断深入企业开展调研和技术服务活动,亲身感受企业技术需求的迫切性。让我们的科研活动服务于国家战略和行业发展的重大需求。
二等奖
题目:CNC经ATRP接枝含胺基聚合物制备具有pH响应Pickering乳化剂
作者:付时雨
李鸣
单位:华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室
获奖者心声
首先感谢《中国造纸》每年进行论文评奖并给予鼓励。这个优良的传统对促进中国造纸和相关行业的发展具有重要意义。同时也感谢各位评委专家对论文“CNC经ATRP接枝含胺基聚合物制备具有pH响应Pickering”的认可和兴趣。该工作的研发始于2016年,利用纳米纤维素具有高的比表面积能稳定乳液等分散相的特性,设计了纳米纤维素接枝含有长链碳胺基基团的Pickering乳化剂,该乳化剂可以稳定油/水混合乳液,并具有pH响应性。油/水混合乳液中通入二氧化碳酸化或者除去二氧化碳实现乳化和破乳的快速转化,该体系在汽油的安全运输中具有应用前景。
《造纸信息》记者:首先祝贺您和您的团队撰写的论文获得《中国造纸》2021年度“仙鹤杯”优秀论文评选二等奖。您从2016年就开始研究CNC改性对乳液稳定性的影响,请分享一下当初您为何选择这个课题,以及研究的内容和目的。
付时雨:首先感谢《中国造纸》每年进行论文评奖并给予鼓励。这个优良的传统对促进中国造纸和相关行业的发展具有重要意义。同时也感谢各位评委专家对本论文的认可和兴趣。我们团队开展纳米纤维素的相关工作始于2010年对植物纤维细胞壁中纤维素结构与性能的研究。实际上,纤维素在植物细胞壁中存在天然的结晶结构,构成细胞壁的骨架。人们对纳米纤维素的研究已有80多年的历史,随着研究技术的进步、认识的深入,以及纳米材料的魅力,越来越多的研究人员开始进行纳米纤维素及其应用的研究。例如TEMPO氧化制备纳米纤维素的新技术出现,将纳米纤维素相关的理论和应用研究推向高潮。我们最初的想法是:纳米纤维素具有高的弹性模量,在复合高分子材料中,能起到增强作用。我们将纳米纤维素加入PVA、聚氨酯弹性体中,均有较好的增强效果。但是纳米纤维素的表面拥有丰富的羟基,亲水性很强,与高分子材料复合时,相容性不好,且容易团聚.因此对纳米纤维素进行表面改性是研究内容的一个主要方面。通过不同功能基团的改性,可以赋予纳米纤维素不同的功能和性质。
纳米纤维素具有纳米尺寸,有非常大的比表面积,其表面电荷达到一定值时,在水相中能够稳定分散。Pickering乳液是以超细固体颗粒作为乳化剂而得到的乳状液。随着纤维素科学的发展,越来越多的人采用微晶纤维素、纳米纤维素作为Pickering乳化剂,为了使纳米纤维素Pickering乳化剂有更广泛的应用,通常对纳米纤维素进行改性和修饰,我们团队就是先对纳米纤维素进行改性,接枝了具有胺基的长链,使其具有pH响应性。通过控制pH可以达到乳化和破乳的转化,具有较好的应用价值。
《造纸信息》记者:功能高分子材料科学研究的国标之一是新的制备方法研究,在本课题中,您研发了哪些Piekering乳化剂的制备方法?这些新的制备方式使Piekering乳化剂具备了哪些特征?
付时雨:对材料的改性方法有很多,本研究中采用了原子转移自由基聚合(ATRP)的方法。通过在纳米纤维素表面接枝溴代异丁酰基后,在亚铜氧化还原催化剂的作用下可以发生聚合反应,具有丙烯酸酯结构的单体能够进行可控聚合。这个反应是高分子化学中的一个经典反应,利用这个反应,我们对聚合的单体进行改造和选择,就能够获得所需要的功能。因此,我们选择单体时,赋予其不同的胺基,胺基的脂肪基团具有不同长度的碳链,寻找合适碳链的丙烯酸酯单体,在纳米纤维素上聚合后就可以获得具有pH响应的Pickering乳液。这种乳液通过通入二氧化碳就可以达到酸化,使胺基变为铵基,乳化效果增强;如果需要破乳,只需要通入氮氣赶走二氧化碳,铵基再变回为胺基,达到破乳效果,整个过程简单、安全、无毒。
《造纸信息》记者:限塑令实施后,造纸科研工作者们也积极参与到代塑材料的研究中,请分享一下近期您在植物纤维基产品代塑方面的最新研究进展。
付时雨:塑料白色污染和微塑料是当今环境污染中的严峻问题。利用植物纤维等生物质材料制造能用于包装和工农业生产的大宗材料具有十分重要的意义。但植物纤维材料具有致命的弱点——可塑化可加工性能差,主要原因是植物纤维构造具有多孔性,因此脆性大。将部分细胞壁成分除去后压缩,可降低孔隙,使木基材料具有更高的强度。将植物纤维细胞壁成分进行部分改性,并实现可塑化,使之可加工,从而实现代塑的可能。
我们进行了对木粉预处理后的酯化改性,高接枝度的纤维素、半纤维素和木素混合物可以直接成膜,就像塑料膜一样,此工作仍在进行中。部分改性的纤维能够与PLA复合,加工成可降解的塑料制品,对代塑来说具有重要意义。我们的设想是将植物纤维部分改性,仍然可以湿法成形,然后进行热压塑化,希望可以制备替代塑料的可降解农膜,减少环境污染。当然这个想法尚未成熟,希望各位专家多多批评指正。
《造纸信息》记者:多年来您致力于纳米功能材料的研究工作,并取得了丰硕的研究成果。作为行业专家,您认为未来我国纳米功能材料的研究发展将走向何方?
付时雨:多年来,我们进行纳米纤维素的相关研究积累了许多经验,做了一些有意义的研究工作,也谈不上丰硕的成果,不过我确实认为纳米功能材料,特别是纳米纤维素基材料很有研究价值。
我国科技部每年都有纳米技术的专项指南,希望我国的年轻科学家能够在此领域发挥自己的创造性,踏踏实实地去做一些研究工作。由于纳米技术涉及到纳米维度,很多性质与我们的宏观现象是不同的,科研工作者必须要有这个基本概念,有些可能要从量子力学方面来考虑。我们的年轻一代,不光要学习这些技术方面的知识,还需要在数学、物理等基础知识方面加强学习,这样才能对世界具有更加深入的认识和理解。
从纳米纤维素功能材料方面来说,生物质基的穿戴材料仍然是值得探索的方向,因此在高性能的水凝胶、气凝胶、共溶凝胶等方面需要有创新的思考和设计;利用纳米纤维素构筑大块材料仍需要理论和实践的创新;利用天然纳米纤维素的构造构筑新材料等都是未来值得探索的方向。