探索奇妙的“超重力”

魏世杰

“这里的实验室和以往的化工实验室真是大不相同。”

“我们的目的就是让科研走出实验室，你看到的这些机械设备，都是我们实验室自主研发的，超重力功能材料制备装置、限域撞击流——旋转填料床、超重力高效碳捕集系统……”

在大家普遍印象中，化工实验室应该是琳琅满目的滴管、试纸、烧杯、显微镜，还有身穿白大褂的科研人员戴着口罩手拿试剂在进行化学反应试验工作，一台台电脑设备中各项数据急速运转。而中北大学超重力化工过程山西省重点实验室里却摆放着整齐划一的机器设备，让人耳目一新。

“照片中的这个罐体是我们为一家工厂研发的超重力反应分离器，它只有3米高，它旁边的反应分离塔高达40多米，二者体积相差70倍，但反应分离器却能产生等量甚至更高的效率，不仅节约了40吨钢材，还降低了能耗。”在实验室技术成果展区，超重力化工过程山西省重点实验室副主任焦纬洲教授指着那个颇不起眼的罐体自豪地对《科学导报》记者说，“我们实验室向来注重学生的实操能力，把学生从传统的学术研究中脱离出来，坚持理论知识与生产实践相结合，让他们在实践中提升专业技能、提升创新思维和多元化视角。”

在开阔宽敞的超重力装备研发基地，记者看到：液压式数控转塔冲床、数显卧式铣镗床、剪板机等大型机械设备一字排开，数名科研人员手拿维修工具正对着巨大的机器设备不停焊接打磨，不由心生敬佩，敬佩这一双双能写会算的手，还能如此完美地诠释“工匠技艺”……

作为省内高校重点实验室的“排头兵”，为实现“双碳”目标，中北大学超重力化工过程山西省重点实验室在煤化工领域独树一帜，利用超重力旋转填料床捕集气体中尘粒的技术，来达到净化气体的目的。

“与传统化工技術相比，超重力化工技术操作弹性大、适用范围广，是化工装置小型化、微型化和本质安全的核心技术。”焦纬洲教授表示。

据了解，超重力化工分离技术是从物质分离与纯化的共性出发，建立超重力环境下平衡分离、精馏、吸收、萃取和吸附等的基本理论，通过创新过程强化和耦合分离过程，研发超重力气体净化、气-固分离、液-液分离、水体污染物控制与分离等成套工艺技术。超重力化工不仅可以大幅度减轻工业材料消耗成本，而且在降低能耗、减少污染等方面同样有着巨大优势。

“科技创新就像短道速滑，要看谁速度更快、谁的速度更能持续。我们实验室将继续围绕节能减排、可持续发展等国家重大战略需求，充分发挥实验室的科教优势，不断培养创新型人才，以科技自立自强为支撑，将实验室打造成国内超一流高水平、高质量的科技创新型平台。”实验室主任刘有智教授表示。