高从堦(jie)(后排左(zuo))在引导(dao)学生(sheng)做实验。
受访者供图
人物小传
高从堦(jie),1942年生(sheng),山东青岛人,中国工程院(yuan)院(yuan)士、浙江工业大学膜(mo)分离与水处理协同创新中心主任。长期从事海水综合(he)利用及膜(mo)分离领域的研究与开(kai)发工作,是我国膜(mo)分离技术领域的著名专家和反渗透膜(mo)工程技术领域的开(kai)拓者之一。曾两次(ci)获(huo)得国家科(ke)技进步奖一等(deng)奖,获(huo)得何梁何利科(ke)技进步奖、浙江省(sheng)科(ke)技重大贡献奖、10多项省(sheng)部级(ji)科(ke)技进步奖。
翻开(kai)中国海水淡化技术的发展史(shi),高从堦(jie)的名字位列其中。在国内最先筹建“中空纤维反渗透膜(mo)”的研制(zhi)项目整套设施,促使国外相关产品降价30%;建成国内首条反渗透复合(he)膜(mo)生(sheng)产线(xian),实现反渗透膜(mo)国产化,打破国外垄断;成功研制(zhi)海水淡化工程应用的反渗透组件(jian),解决海岛居民(min)饮用水难(nan)题(ti)……如今,耄耋之年的高从堦(jie)仍活跃在膜(mo)技术研发的第一线(xian)。
迎难(nan)而上,“从0到1”攻克海水淡化难(nan)题(ti)
高从堦(jie)与膜(mo)技术故事的开(kai)端,要追溯到上世纪60年代。那个时候,为解决沿海地(di)区水资源短缺问题(ti),我国开(kai)始在海水淡化领域进行探索。
早期,海水淡化主要采用蒸(zheng)馏(liu)法,但成本很高,不具(ju)备(bei)推广价值。1967年,国家海洋局受原国家科(ke)委委托,组织全国范围内的科(ke)研力量,在北京、青岛和上海三地(di)开(kai)启(qi)海水淡化研究。刚毕业两年、就职(zhi)于国家海洋局第一海洋研究所的高从堦(jie),被抽调到青岛,参与反渗透膜(mo)的研究与开(kai)发。
“为找(zhao)到项目所需的高压泵(beng),大家(men)跑了全国很多工厂,最后是在上海的一家小型泵(beng)厂找(zhao)到能(neng)用得上的型号(hao)。”高从堦(jie)回忆,当(dang)时物资匮乏,试验样机也是东拼西凑而来。比如,试验所用的聚氯乙(yi)烯烧结多孔(kong)板、用环氧树脂和玻璃纤维压制(zhi)出的承压板等(deng)器材,都是实验室人员自己动手(shou)制(zhi)作的。
可喜的是,仅耗时一年多,科(ke)研团队便成功研制(zhi)出醋酸纤维不对称反渗透膜(mo),脱盐率可达96%以上,实现我国海水淡化反渗透膜(mo)从无(wu)到有的跨越(yue)。
后来,我国第一个海水淡化研究室在浙江杭州组建。高从堦(jie)从青岛来到杭州,继(ji)续从事海水淡化相关研究。
1974年,高从堦(jie)被推荐(jian)为“中空纤维反渗透膜(mo)和组器研究”课题(ti)的负责人。“当(dang)时我带(dai)领只有3个人的课题(ti)组,因陋(lou)就简地(di)建起中空纤维抽丝实验室。”高从堦(jie)说(shuo),他们(men)决定开(kai)展三醋酸纤维素(su)(CTA)中空纤维形成的热致相分离研究,这在我国尚属首次(ci)。
这一干就是9年。“大家(men)克服资料少、原材料和设备(bei)短缺等(deng)困难(nan),逐步筹建了从小试、中试到批量制(zhi)备(bei)的整套设施。”高从堦(jie)回忆,通过一次(ci)次(ci)试验和测试,就在1983年,CTA中空纤维反渗透膜(mo)及组器研制(zhi)相关成果通过了国家海洋局和浙江省(sheng)科(ke)委联合(he)组织的鉴定。该(gai)项成果具(ju)有操作压力低、透水量大等(deng)优点,可广泛(fan)地(di)应用于纯水制(zhi)备(bei)和苦咸水淡化,售价仅为国外相似产品的1/3左(zuo)右,此后迫使国外企业将同类产品价格降低30%到50%。
1990年,高从堦(jie)团队成功解决了大型中盐度苦咸水脱盐组件(jian)的制(zhi)膜(mo)技术和粘(zhan)结密封等(deng)重要关键技术。1997年,在浙江舟山嵊山岛建成我国第一个自主设计制(zhi)造(zao)的500吨/日反渗透海水淡化项目。2000年,我国第一座1000吨/日海水淡化设备(bei)研制(zhi)成功并投入使用……“向海洋要淡水”从理论变成现实。
不断攀登,见证(zheng)中国膜(mo)分离产业从无(wu)到有、从有到优的发展历(li)程
高从堦(jie)大学时主修的外语(yu)是俄语(yu),仅在最后一个学年听过英语(yu)课,这样的英语(yu)基础不足以阅读英文文献。为了更好地(di)参与科(ke)研,高从堦(jie)暗下决心要提高英语(yu)水平。
1972年,他花了近一个月的工资,买了一台收音机用来学习英语(yu)。经过一段时间努力,他可以准确高效地(di)阅读英文文献。然而,他并不满(man)足,又学习了日语(yu)。经他翻译的多篇日本反渗透膜(mo)研究领域的第一手(shou)资料,为我国的膜(mo)技术研究提供了有价值的前沿信息。
1982年2月,高从堦(jie)参与了一次(ci)为期2年的出国学习。在此期间,他与导(dao)师一起,在国际上首次(ci)采用离子交联复合(he)法、功能(neng)团等(deng)当(dang)量反应法和孔(kong)径热保护法制(zhi)备(bei)多种复合(he)膜(mo),最终发表两篇有关荷电膜(mo)研究的科(ke)研论文。
高从堦(jie)回国后,他带(dai)领团队研制(zhi)出国内第一张芳香族聚酰胺(an)反渗透复合(he)膜(mo),填(tian)补国内空白(bai);在国内最先建成芳香族聚酰胺(an)反渗透复合(he)膜(mo)生(sheng)产线(xian),初步实现反渗透复合(he)膜(mo)的产业化;在国内首次(ci)实现活性染料脱盐纯化提级(ji)的工业应用……
当(dang)被问及如何做科(ke)研,高从堦(jie)告诉年轻人:“做科(ke)研不能(neng)只知(zhi)埋头苦干,更要学会抬头看世界(jie)前沿。”
他讲起自己早年的经历(li),“1974年,我开(kai)始带(dai)团队独立做科(ke)研项目,那时候没经验,找(zhao)到一个方(fang)向就闷头往前冲,但研究了近一年,便决定放弃。”原因是与国内其他研究团队“撞题(ti)”。
“相同的科(ke)研项目,别的团队有三四十名科(ke)研人员参与,大家(men)只是几个人的小团队,强行推动项目,是对科(ke)研资源的浪费。”高从堦(jie)转换赛道,转而开(kai)展CTA相关研究。这次(ci)的及时转型,推动我国在上世纪80年代拥有了自主研发、自主设计、自主生(sheng)产的中空纤维反渗透膜(mo)。
50余年的科(ke)研生(sheng)涯,高从堦(jie)见证(zheng)了中国膜(mo)分离产业从无(wu)到有、从有到优的发展历(li)程。据统计,2023年,中国膜(mo)企业总数达2000多家,膜(mo)工业总产值约4384亿元,占(zhan)全球膜(mo)工业总产值的30%左(zuo)右。在大规模应用方(fang)面,我国的膜(mo)分离技术基本达到世界(jie)先进水平,是全球最大的分离膜(mo)生(sheng)产国之一。
坚守一线(xian),不断推动膜(mo)技术应用场景(jing)拓展
在浙江工业大学莫干山校(xiao)区,高从堦(jie)团队成员、浙江工业大学化学工程学院(yuan)实验师徐(xu)燕青正(zheng)在开(kai)展耐溶剂纳滤膜(mo)的工业化放大实验。年逾八十的高从堦(jie)观(guan)看片刻后,指着已(yi)经颇具(ju)规模的长卷膜(mo)材料给出建议:“膜(mo)材料的工业化放大应用,除了膜(mo)材料本身的耐溶剂特性,还要考虑其他组件(jian)和粘(zhan)胶的耐溶剂特性,这是一项系(xi)统性工程。”
在高从堦(jie)等(deng)专家的引导(dao)下,浙江工业大学凭借“新型膜(mo)法水处理关键技术及应用”项目获(huo)得2023年度国家科(ke)技进步奖一等(deng)奖。该(gai)新型膜(mo)法处理技术,取得了海水淡化、超纯水制(zhi)备(bei)、医药纯化、核沾染水处理等(deng)多项关键技术突(tu)破。
令高从堦(jie)的学生(sheng)周勇敬仰的是,高从堦(jie)现在仍坚持每天阅读膜(mo)技术领域最新外文文献,遇到有启(qi)发意义的,他会写上自己的思考后分享给大家,为科(ke)研工作打开(kai)新视野。
虽(sui)然科(ke)研工作非常忙碌,每逢接到高校(xiao)讲座或学术研讨的邀请,高从堦(jie)都欣然前往,“如果大家(men)这一辈人的经验能(neng)给予青年一些(xie)启(qi)发,那再好不过了。”
“洁(jie)净厂房用的空气(qi)净化器、医院(yuan)用的血液(ye)透析仪、太(tai)阳能(neng)面板等(deng)产品都有膜(mo)技术应用。”高从堦(jie)先容,社会的进步和产业的发展都需要膜(mo)技术,除了广泛(fan)用于海水和苦咸水淡化、饮用水净化的液(ye)体分离膜(mo)外,还有气(qi)体分离膜(mo)、特种分离膜(mo)、新能(neng)源膜(mo)和医用膜(mo)等(deng)种类,现已(yi)基本实现国产化,并应用于各行各业。
随着膜(mo)技术在其他领域的应用不断拓展,未来科(ke)研人员大有可为。高从堦(jie)期待更多的科(ke)研人员勇于尝试、不断探索,共同推动中国膜(mo)技术继(ji)续取得新突(tu)破。(本报记者??顾 春(chun))
《 人民(min)日报 》( 2025年04月03日 06 版)
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