廢水、汽車尾氣、霧霾……隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，一系列環(huán)境問(wèn)題也在凸顯。如何治理環(huán)境污染？從源頭管控出發(fā)，最大程度地減少排放，提倡低碳環(huán)保的生活方式固然很重要，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，從環(huán)境功能材料本身的性能提高入手，開(kāi)發(fā)各種治污材料和工藝也是應(yīng)有之義。

天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院副教授魯逸人就是這樣想的。“傳統(tǒng)的環(huán)境領(lǐng)域技術(shù)要想有所突破，從材料或生物技術(shù)上進(jìn)行學(xué)科交叉是一條大有前景的可行之路。實(shí)際上，諸多環(huán)境技術(shù)問(wèn)題從根本上依賴于現(xiàn)代材料合成技術(shù)的進(jìn)步。尤其是現(xiàn)代材料科技的飛速發(fā)展，為環(huán)境科學(xué)的發(fā)展提供了一個(gè)非常理想的研究方向”，在日前接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)，魯逸人表示。

瞄準(zhǔn)汽車尾氣排放

“在求學(xué)過(guò)程中，我一直覺(jué)得現(xiàn)代科技的發(fā)展離不開(kāi)多學(xué)科的共同發(fā)展、協(xié)同發(fā)展，尤其是環(huán)境問(wèn)題作為一種多學(xué)科體系的融合問(wèn)題，顯得尤其突出。”魯逸人介紹，在本科的化工專業(yè)學(xué)習(xí)期間，他開(kāi)始了解了一些污染的來(lái)源和污染治理的基本方法，“初步覺(jué)得化工和環(huán)境保護(hù)的密切聯(lián)系”，因此決定從事環(huán)境科學(xué)方面的研究和探索。

“在美國(guó)訪問(wèn)期間，我被現(xiàn)代材料科技的發(fā)展所深深吸引，也看清了未來(lái)環(huán)境功能材料的發(fā)展方向。”魯逸人表示，當(dāng)代社會(huì)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)保問(wèn)題越來(lái)越突出。尤其是屢中“霾伏”的京津冀地區(qū)，迫切需要“多管齊下”治理大氣污染。他由此選擇了把污染治理、環(huán)境功能材料、環(huán)境修復(fù)等作為自己的研究重點(diǎn)，“環(huán)境污染與我們的生活息息相關(guān)，對(duì)于污染治理及納米材料應(yīng)用的科研興趣是我長(zhǎng)期堅(jiān)持的動(dòng)力”。

近年來(lái)，魯逸人在環(huán)境功能材料等方面取得的一些成功，也在日漸投入實(shí)用，為改善環(huán)境作出貢獻(xiàn)。他此前承擔(dān)了一項(xiàng)天津市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“集成發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理系統(tǒng)集成與應(yīng)用”，就取得了不錯(cuò)的社會(huì)效益。

“我國(guó)工業(yè)污染越來(lái)越嚴(yán)重，甚至有光化學(xué)煙霧現(xiàn)象出現(xiàn)。如何有效提高機(jī)動(dòng)車污染的治理水平，解決環(huán)境影響和發(fā)展之間的矛盾是目前亟待解決的問(wèn)題，有著很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。”魯逸人介紹，他們合成了“超大比表面積復(fù)合分子篩”，可用于低溫處理柴油車尾氣，在提高凈化效率的同時(shí)，制備的裝置也可以實(shí)現(xiàn)集成和全自動(dòng)控制，可減少燃料消耗。此外，他們還研發(fā)出適用于不同氣候條件的不同產(chǎn)品，為國(guó)內(nèi)外部分整車廠提供了性能良好的滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油車SCR催化轉(zhuǎn)化器產(chǎn)品。

魯逸人介紹說(shuō)，目前，團(tuán)隊(duì)與中科院合作完成并開(kāi)發(fā)了高效復(fù)合分子篩催化劑，催化所需溫度低且效率高，已經(jīng)達(dá)到并超過(guò)了某些國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的性能指標(biāo)。他覺(jué)得，這一技術(shù)能為解決我國(guó)機(jī)動(dòng)車尾氣治理和相關(guān)行業(yè)技術(shù)推廣提供重要的實(shí)踐依據(jù)。

魯逸人參加的內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的另外一項(xiàng)“甲醇—柴油雙燃料技術(shù)”項(xiàng)目，也是針對(duì)汽車尾氣的。這一項(xiàng)目的核心技術(shù)是在保留原車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加甲醇及柴油控制系統(tǒng)，使其能在純柴油和甲醇—柴油雙燃料兩種模式下運(yùn)行，保持與純柴油車相同的動(dòng)力性的同時(shí)達(dá)到更高的排放品質(zhì)。

2016年5月，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在寶塔科技公司進(jìn)行了“甲醇—柴油雙燃料技術(shù)”項(xiàng)目的車輛改造試驗(yàn)。連續(xù)的行車試驗(yàn)顯示，甲醇柴油雙燃料技術(shù)應(yīng)用效果良好。

魯逸人介紹說(shuō)，使用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)甲醇對(duì)柴油的替代比平均高30%以上，節(jié)約燃油成本超過(guò)10%，有助于提高燃燒效率，降低熱負(fù)荷，并且可大幅降低尾氣排放污染。

不盲目追求熱點(diǎn)

下一步，魯逸人的研究重點(diǎn)仍然是環(huán)境功能材料，尤其是納米材料的設(shè)計(jì)合成及性能的研究。

魯逸人提出，作為科學(xué)工作者，要始終處理好面向?qū)嶋H需求作研究和堅(jiān)持基礎(chǔ)研究這兩者之間的關(guān)系：“一方面，科研工作要面向國(guó)家的實(shí)際需求研發(fā)應(yīng)用型技術(shù)；另一方面，我們也不能忽視基礎(chǔ)研究，沒(méi)有基礎(chǔ)理論研究的支持，應(yīng)用技術(shù)將面臨很多實(shí)際困難。”

“目前很多研究中追捧熱點(diǎn)的現(xiàn)象很突出，國(guó)際上熱點(diǎn)一變，很多工作者就被迫改變研究方向了，這點(diǎn)我覺(jué)得從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看對(duì)我國(guó)的技術(shù)積累是不利的。”魯逸人認(rèn)為。

當(dāng)前，國(guó)家也一直強(qiáng)調(diào)要把企業(yè)作為創(chuàng)新的主體，強(qiáng)調(diào)科研人員要與企業(yè)積極合作，進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化。對(duì)此，魯逸人大加贊同：“歐美把做出的科研成果申請(qǐng)專利只是萬(wàn)里長(zhǎng)征的第一步，長(zhǎng)期和企業(yè)密切合作才能使得科研成果更加接地氣，才有利于技術(shù)將來(lái)的推廣，也是對(duì)于科研成果轉(zhuǎn)化比較合理、成熟的方法。”

“科研工作要面臨的困難是很多的，很多問(wèn)題不可預(yù)期。另一方面，科學(xué)的魅力無(wú)窮，只有你真正走進(jìn)去才能感受到，這個(gè)時(shí)候科研就不是枯燥的，而是充滿趣味和挑戰(zhàn)的。”魯逸人表示。