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RTO廢氣的自述:我的洗白之路


張興宏(左一)和團隊
 
昨天,記者在浙江大學高分子系張興宏教授的實驗室里,看到了一種工業廢氣的“洗白”——經過特殊的共聚合反應,廢氣氧硫化碳變成了一種特別的固體材料。這種透明的新材料,很可能會成為未來樹脂眼鏡片或光纖的原料。
 

實驗室制備的高分子材料
 
張興宏課題組首次用氧硫化碳合成出這種新材料,最新的研究成果發表在最近的國際著名雜志《自然通訊》上。
 
在化學工作者眼中,對氧硫化碳的回收和利用,對于我國這樣的煤炭和石油消費大國,有著極大的社會與經濟意義。
 
而眼下,我們好奇的是,一團廢氣是如何完成這個華麗變身的?下面請出廢氣先生,來和我們分享他的故事。
 
廢氣先生,一團有性格的廢氣
 
我是混社會的,誰見誰頭大
 
我是氧硫化碳。一種不易覺察,但無處不在的廢氣。
 
我是人類世界現代化的產物。工業革命之后,人類的生產生活進入了極大依賴石化資源的時代。我就是燃煤、煉油和化工過程中產生的“廢氣”。
 
看看,明明是你們一手創造了我,卻又給我扣了頂“廢氣”的大帽子。
 
我不服,我強烈地刷存在感,我知道我對人類最大的威脅就是身體中含有的硫。
 
所以,在工業上,我是嚴禁排放的環境污染物——因為能夠輕而易舉地腐蝕設備;
 
如果我散逸到高空中,就會產生二氧化硫導致酸雨;
 
如果我被光氧化,就能夠破壞臭氧層。
 
其實,我還藏在日常生活的小角落里。聞過下水道里的反水味道嗎?還有冰箱里壞掉的食物的氣息,很難聞,是吧,那也是我。
 
你們人類啊,拿我沒辦法
 
人類處理廢氣有兩種方式:遏制產出;變廢為寶。
 
其實,世界上很少有科學實驗室惦記我,因為相比于世界級網紅廢氣二氧化碳,我實在不太矚目。
 
所以,之前從來沒有人考慮過,如何給我變身。人類對付我的方法,就是在工業過程中“脫硫”,把我體內有害的成分剔除。
 
不過,張興宏的實驗室盯上了我,他們想把我改造成固體材料。理論上,只要進行一個聚合反應,和另外一種物質反應,并一個接一個地連接起來,我就被固定住了,從此脫胎換骨。
 
但是,我們在江湖上混了這么多年,名聲在外,不要面子的啊,你們讓我變,我就變啊。
 
首先,我不像有些分子,自家人不分你我,幾個湊一塊兒,就可以聚合成材;其次,我也不會輕易拉幫結派,跟另外的分子拜把子。
 
我吧,傲驕著呢。
 
唯獨碰上這位大哥,我就慫了
 
不過,在自然界中,我還是服氣一位大哥的。他是一種酶,叫做碳酸酐鋅酶。
 
大哥的資歷比你們人類老多了。據說,這種酶在地球早期有生命的時候就廣泛存在了。他也是人類生命體中的一種重要的活性酶,能將空氣中極少量的二氧化碳水合,變成碳酸氫根離子,是已知自然界中轉化二氧化碳能力最強的物質。
 
大哥廣泛存在于動物的組織中,對于調節酸堿性、維系生命都具有重要的作用。
 
大哥的能力比人造的催化劑大得多:比如就轉化二氧化碳的效率來講,至今人類制造的催化劑最快大概每秒轉化43個分子;而大哥碳酸酐鋅酶每秒鐘能夠轉換100萬個。
只要大哥出馬,就能輕而易舉地抓到我。我也只有在他手下,才會變得服服帖帖。
 
沒想到,這個秘密被張興宏看破了。他從中受到啟發,找到了功能類似碳酸酐鋅酶的分子。一頓胖揍后,我只能屈服,乖乖地參與聚合。
 
張興宏找到好幾種這樣類型的分子,它們不包含任何金屬,所以產生的材料也沒有金屬污染的問題。
 
經實驗室“洗白”,變成高富帥潛力股
 
就這樣,一頓“還你漂漂拳”后,我從混社會的廢氣,變成了人類可利用的高分子材料。
 
2克的廢氣,大概可以變成4克左右的固體材料。
 
我還可以變形成兩種不同的高分子材料:一種是全透明的,結構中含有很多的硫,有很好的光學性質,因此在制造眼鏡鏡片、光纖等方面,有很大的應用潛力;另一種材料是半透明的塑料。這種形態的塑料,和目前常見的材料聚乙烯有差不多的性能。因為聚乙烯在自然界中不容易降解,造成了“白色污染”,但是由我制造的這種塑料,相對易降解,是對環境友好的新塑料,很有可能在將來用來替代聚乙烯等。
 
好像完全換了個人生。我打量著鏡子里像水晶一樣亮亮的自己,覺得還不錯,誰叫現在是個看臉的時代呢?
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