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科创时刻 神奇薄“膜”赋能绿色发展
浙江大学杭州国际科创中心 / 时间:2022-07-04 15:06:04

走近2022年度“博新计划”拟入选者胡静

浙江大学杭州国际科创中心7月1日讯:近日,2022年度“博士后创新人才支持计划”(简称“博新计划”)正式公示,浙江大学杭州国际科创中心(简称科创中心)博士后胡静、金竹、余亚东榜上有名。上一期“科创时刻”栏目,已经为大家介绍了先进半导体研究院博士后金竹,今天,要为大家介绍的是生物与分子智造研究院博士后胡静。

神奇薄“膜” 赋能绿色发展

钱潮滚滚,千舟竞发。以创新赋能发展的浙江一直积极打造科创高地,新材料就是其中重点布局的关键领域,它不仅与制造业发展息息相关,也和民生发展密切关联。作为新材料的一种,高性能分离膜材料被认为是关键战略材料领域发展重点,而这就是博士后胡静的研究方向。

胡静,博士毕业于中科院大连化学物理研究所,2021年8月正式加入科创大家庭。早在博士就读期间,她就在洁净能源国家实验室储能技术研究部开始了高性能分离膜材料的相关研究。

膜分离技术是指利用天然或人工制备的、具有选择透过性的薄膜对双组分或多组分液体或气体进行分离、分级、提纯或富集的技术。胡静告诉我们,高性能膜材料往往还具有分离性能高、稳定性高、成本低和寿命长等特征,相关技术具有蒸发、萃取或离子交换等传统分离方法不可比拟的优势,因而在海水淡化、环境保护、石油化工、节能技术、清洁生产、医药、食品、电子等领域得到广泛应用。

我们可以畅想,未来工业中,一张特殊的“薄膜”可以有“魔法”,如同滤纸一般,从气体、液体甚至是生物体中,分离出特定物质,它可能是二氧化碳、二氧化硫等废气,可能是乙烯、氢气、甲烷等绿色能源载体或工业原料,还有可能是盐分,可能是电池的重要活性物质。这无论对节能减排还是民生保障而言,无疑都具有重要价值。

胡静表示,自己这次申报的课题是“二维阴离子柱撑超微孔膜的构筑及其乙炔/二氧化碳分离性能研究”,希望可以依托科创中心生物与分子智造研究院平台,结合合作导师的研究特色,针对具有重大战略需求的分离体系,如低碳烃分离、二氧化碳分离与存储等,研究开发高性能的气体分离膜材料,突破膜材料的选择性和渗透性相互博弈的瓶颈,实现低碳烃的高效分离。

胡静说:“乙炔是生产丙烯酸、氯乙烯和聚酯塑料等化学品的基础化工原料,但乙炔生产过程中通常伴有微量的二氧化碳等杂质气体。由于乙炔和二氧化碳的分子尺寸和物化性质非常相似,如何高效分离一直是化工分离的重要挑战。现有分离方法如溶剂萃取和低温精馏等,存在能耗高、物耗大等不足,因此产业界亟需开发高效节能的乙炔/二氧化碳分离技术。”

精英荟萃 开拓学术视野

“我希望能够进一步在高性能分离膜材料方面做出成绩,而科创中心生物与分子智造研究院相关专家资源和硬件设备都非常丰富,这也成了我下定决心来杭州发展的原因。”胡静介绍,她目前在邢华斌院长和崔希利研究员的指导下,开展高性能分离材料的设计与制备。

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胡静所在团队成果登上Science

她表示,自己所在的团队精英荟萃、成果频出,已在科创中心发表包括Science, Nature Communications在内多篇高水平论文,并提出多项有利于产业发展的技术。

“团队氛围很好,导师就像是合作伙伴一样,非常尊重我们的想法,在这样的环境里工作,可以充分激发活力和创意。”胡静说,做创新最需要灵感的不断碰撞,而团队纯粹、积极的氛围让她感到每一天的奋斗都很安心快乐。

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不仅如此,多学科交叉的平台也正为胡静的研究提供越来越多的支持和帮助。眼下,生物与分子智造研究院正聚焦人工生命与功能分子创制与应用中的工程问题,建设自动化科学装置(基于合成生物学的iBioFoundry和基于分子智造的iChemFoundry),并依托自动化科学装置的建设,深度融合生物技术与信息技术(BT-IT)以及人工智能与化学(CT-IT),支撑合成生物学和新物质精准智造两大战略性领域研究。

更一流的装置,更多学科汇聚,交叉融合的背后,是更开拓的思路。为了科研,胡静要经常奔波在科创中心和浙大其他校区之间,但是每次奔波后都是满满的收获和成长,结识了更多优秀的专家学者,她觉得十分值得。

“在国家能源安全和双碳目标的背景下,我们的专业特长可以赋予绿色经济更多想象。”胡静表示,如何破解面向低碳烃分离、天然气净化、氢气分离与存储、二氧化碳捕集等开发高效节能的气体分离与存储技术难题,既是专业提出的问题,也是时代提出的问题,希望自己可以和产业界一起攻关突破共性技术难题!