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中国妇女报:许凤: 借科学之手化腐朽为神奇

获得第十届中国青年女科学家奖的徐凤,是江南的注册网址材料科学与技术学院教授,她获奖的理由是变废为宝。

为什么会选择秸秆等作为变废为宝的原料?许凤回答记者,据联合国能源组织多次评估,地球上的石油储量再经历40年左右的大规模开采将趋于枯竭,如果寻找不到新的替代资源,不仅会对交通运输业及相关产业产生巨大影响,以乙烯为原料的石化工业也将成“无米之炊”。

2002年以来,随着全球油价不断上涨,开发应用燃料乙醇已成新的国际潮流。生物乙醇作为一种可再生的循环资源,不仅可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料,还可以生产乙烯,支撑“后石油时代”的石化工业,成为本世纪新兴基础产业。但大量消耗粮食作物来制造生物乙醇绝非长久之计,我国农村地区秸秆一烧了之的现状更是令人无奈。于是,她把自己的研究目光转向了日常生活俯拾皆是的废木、稻草、秸秆中原料––木质纤维。

“我们力求将木质纤维从细胞壁分离出来的同时,尽量保持其化学结构和反应活性不遭破坏。”许凤说

既然大家都知道秸秆比粮食便宜,为什么在制造生物乙醇时不采用秸秆呢?听完我这个问题,许凤笑了,解释说,秸秆等物质通常被用于制浆造纸,但传统工艺所需的纤维素只占原料的45%左右,木质纤维中的另外两种好东西––半纤维素与木质素,不仅没有被利用,反而遭受了灭顶之灾。

她解释说,“经过分离纯化后的纤维素、半纤维素、木质素,就可以分别投入生物乙醇、可降解薄膜、环保胶黏剂等众多绿色产品的生产。”尽管在后续的生产技术上并不存在难关,但要变成现实却并非易事。究其原因,是大自然赐予植物的“天然防火墙”––细胞壁抗降解屏障––在履行抵抗微生物侵害这一天职的同时,也让探索生物质资源宝库的人类吃了闭门羹。

为了解决这一难题,在科学界,试探着敲门的人不少,但像许凤这样“三顾茅庐”潜心研究的却不多,“现在人们通过预处理,如酸、碱处理或者蒸汽爆破能把细胞壁破解,但都是经验上的办法,细胞壁抗降解屏障的机理尚未揭示。”许凤不仅看到了根源,还看到了前景,从2000年起,她决定从根本入手,寄希望以基础研究指导后续的分离工作。

天道酬勤,经过几年脚踏实地的研究,许凤的团队收获颇丰。他们先后找到了植物细胞壁中阿魏酸与对香豆酸的定量分离新方法,将酚类化合物的分离量由40%一跃提升至95%;建立了秸秆细胞壁的组分分离新技术,采用碱性氧基体系将秸秆3种主要组分以较完整分子结构形式分离出来,确保了各组分仍具有较高反应活性。

种种突破都预示了多种生物质资源正在逐渐走向变废为宝,但踌躇满志的许凤似乎仍不满意,她说,“要想对人们的生活起到巨大的改善作用,可再生资源利用还需要有更大的技术突破。”

她进一步地解释说,生物质是目前唯一可大规模再生的足以支撑人类生存发展的可再生资源。虽然人们在与生物质转化相关的原材料预处理、酶水解等方面已经开展了大量研究,获得了一些进展,但当前的生物质转化相关技术基本还是依靠经验的方法建立的,主要基于对生物质生物学或化学属性很有限的理解和认识。从世界范围内来看,木质纤维素的结构和改造、高效纤维素酶解法降解产糖体系的构建、纤维质成分精炼转化成平台化合物的代谢过程及其调控等研究工作仍是瓶颈问题。只有解决了这方面的知识,人类才能最终真正完成对生物质的综合全组分利用。

谦逊而执著是许凤留给记者最深的印象,同样难忘的还有她介绍自己的一段人生经历,“我当时考博士可以选择的学校很多,但是我选择了离家最远的华南理工大学。离家远、环境陌生、气候不适应,很苦。但我坚持了下来,而且取得了优异的成绩。通过这次选择,我悟得了一个道理:只要有目标,然后坚持不懈地努力前进,就会成功。”

从那之后,父母心愿中那个“回佳木斯造纸厂当个技术员就好”的许凤不见了,而国内植物资源高值化利用领域却收获了一位举足轻重的学者。(A21)

作者:记者 金勇
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