張永明：搞科學研究要準備吃苦，不吃苦就出不了成果
2014-04-16 19:03:07
admin
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據上海教育新聞網2012年10月30日訊 氯堿工業是我國國民經濟基礎產業：我國氯堿工業年產能超過7000萬噸，所生產的燒堿和氯氣是基本化工原料，廣泛應用于國民經濟的各個領域，支撐著我國經濟的高速發展。但是，如此事關國民經濟命脈的關鍵材料，長期以來卻一直長著“外國心”——生產氯氣和燒堿的關鍵設備電解槽的核心部件——全氟離子膜，多年來一直100%依賴進口，是制約我國氯堿工業安全運行和健康發展的瓶頸。
上海交通大學張永明教授團隊，歷時十余年攻關，一舉攻克了氯堿全氟離子膜國產化這個難題，使中國成為全球除美國日本外第三個掌握這一技術的國家，不僅攻克了困擾我國30年之久的重大科技難題，還擺脫了國外的長期壟斷，解決了我國氯堿工業安全問題，中國氯堿工業技術從此有了“中國心”，使我國完成了從氯堿打過到氯堿強國的歷史跨越，成為中國氯堿工業發展的里程碑。
無所不在的氯堿工業
如果大家對“氯堿工業”依然覺得陌生，可以跟著我們在日常生活中找找它們的身影——2005年“非典”來臨時，著實火了一把的84消毒液，就是由氯氣和燒堿反應制備的；氯氣制備的鹽酸，是一般潔廁液的主要成分；制備的漂白粉，廣泛用于食品行業如飲用水和果蔬的殺菌消毒，還常用于游泳池、浴室、家具等設施及物品的消毒，此外也常用于油脂、淀粉、果皮等食物的漂白。工業上還可用于廢水脫臭、脫色處理，制備多種農藥、含氯的有機溶劑。氯氣用于制備塑料，其中聚氯乙烯塑料（簡稱PVC）大家應該很熟悉，幾乎每個人都要用到它。燒堿在國民經濟中也有廣泛應用，使用燒堿*多的部門是化學藥品的制造，其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂制造業。另外，在生產染料、塑料、藥劑及有機中間體，舊橡膠的再生，制金屬鈉、水的電解以及無機鹽生產中，制取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等，也要使用大量的燒堿。
說到這里，大家應該已經可以理解，生產氯氣和燒堿的關鍵設備電解槽的核心部件——全氟離子膜，其國產化對于我們國家工業和國民生產安全運行是多么重要。
多年來，我國政府對全氟離子膜的研究開發給予了極大關注。“六五”、“七五”期間，化工部與中國科學院牽頭組織了全氟離子膜的聯合攻關，大批科技人員付出了大量艱辛的勞動。“十五”、“十一五”期間，科技部有將全氟離子膜作為重大項目立項，希望*終實現全氟離子膜國產化。
在過去的十幾年間，我國斥巨資引進國外全氟離子膜將成了3000多萬噸氯堿生產能力的全氟離子膜及其裝備，雖然大大改善了氯堿工業的裝備水平，解決了我國高質量燒堿需要進口的難題。但是，隨著離子膜和離子膜裝備引進的增加，我國氯堿工業安全運行的隱患越來越嚴重，一旦出現不可預測因素，離子膜進口被阻斷，將對國民經濟造成沉重打擊。因此，研究具有自主知識產權的全氟離子膜工程化技術，實現全氟離子膜的國產化，是科技界迫在眉睫的重大任務。
在張永明教授看來，以國家重大戰略需求為導向，高校與企業開展產學研合作，形成強大的科技創新力量，對推動我國基礎產業和新興戰略產業的健康快速發展具有重要意義。由此，開啟了上海交通大學和山東東岳集團長達近10年的離子膜研發。
在實現成功的路上經歷了無數次失敗
離子膜研發可謂一個龐大的系統工程，不僅需要投入大量資金，更需要一個強大的科研團隊，其研發難度可想而知。自從到東岳的第一天起，張永明團隊就以全身心的精力投入到離子膜研發中。
在承擔全氟離子膜材料研究課題時，課題組面臨一個十分嚴峻的難題，那就是在時間短、任務重的情況下，圓滿完成任務。在這種情況下，張永明在項目課題實施期間，始終與技術人員一道堅守在中試現場，從每一個試車方案、每一個操作細節和操作環節，他都要親自加以指導，及時解決技術上出現的難題。他吃住在現場，工作到深夜后，他就在簡陋的辦公室里休息一會。在其行動的感召下，現場所有實驗人員每天都以飽滿的精神工作10小時以上。此間，張永明也曾創下了連續一周不出實驗室的紀錄。
憑借在含氟新材料領域較高的學術造詣和分析解決問題的能力，憑借多年艱苦奮斗、樸實嚴謹的科研精神，張永明帶領東岳研發團隊連續攻克了一系列全氟離子膜材料和全氟高分子材料的關鍵技術，申請了幾十項發明專利，突破目前國外專利技術的壟斷和保護，對促進我國高性能特種高分子材料領域的發展具有重要意義。
張永明團隊以超人的毅力和智慧完成了氯堿全氟離子膜的研發，10年時間他們幾乎犧牲了所有的節假日和周末，還有兩位年輕的成員為此獻出了寶貴生命。中國氯堿全氟離子膜是張永明團隊的驕傲，也是中國的驕傲。從離子膜的研制成功到工業規格的離子膜大規模應用，張永明教授感慨道：在實現成功的路上經歷了無數次失敗，但正是國家的急需、校企結合的平臺、各級領導的關心和期望以及研究團隊的忘我勞動，克服了一切難題，*終取得了成功。
2004年5月24日，“全氟離子交換膜材料研究”項目被國家列為“863計劃”重大項目；2005年9月8日，山東省人民政府召開東岳集團離子膜項目產業化現場辦公會，離子膜項目被列為舉全省之力支持的山東省高新技術一號工程；2006年3月19日，東岳離子膜研究項目順利通過國家“863計劃”驗收；2006年12月18日，“全氟離子膜工程技術研究”被列為國家“十一五”科技支撐計劃重大項目。
2009年9月22日2:54，1.35米寬的全氟離子膜成功下線，一舉打破國外壟斷，中國成為全球第三個掌握這一技術的國家，解決了我國氯堿工業安全問題，氯堿工業有了“中國心”。
全氟離子膜的研發工作受到了黨和國家領導人的高度關注，胡錦濤總書記、溫家寶總理等國家領導人親臨全氟離子膜研發和生產基地現場視察指導，詳細聽取了張永明教授的匯報，高度評價了離子膜研發方面取得的成績。胡錦濤在視察后的講話中說：“你們在這個領域為我們國家填補了空白，打破了國外技術壟斷。通過實踐，你們也體會到產學研結合的體制，有利于科技領域的突破。”
張永明教授深有感觸地說：“搞科學研究，就是要做好吃苦的準備，不吃苦就出不了成果。”從2006年承擔國家“十一五”科技支撐計劃重大項目“全氟離子交換膜工程技術研究”至今，張永明一直兢兢業業奮斗在第一線，從東岳到全國各地甚至國外，通過不斷地交流與研習，努力掌握當前世界*先進的信息技術。
支撐新興戰略產業的發展
氯堿工業用全氟離子膜的研發成功，不僅攻克了困擾我國30年之久的重大科技難題，擺脫了美國和日本的長期壟斷，為我國化學工業的發展做出了重大貢獻，而且對于推動我國民族產業實現自主創新具有重要意義，也為探索產學研合作的有效模式，提供了有益經驗。
2006年，團隊圓滿完成了“十五”國家863計劃“全氟離子交換膜材料研究”的全部任務，取得了一系列核心技術突破，到2010年，圓滿完成了“十一五”國家支撐計劃“全氟離子膜工程技術研究”全部任務，幅寬1.35米寬的通用尺寸的國產氯堿工業離子膜全套生產線建成投產。2010年5月14日，東岳氯堿離子膜已在中化集團滄州大化黃驊氯堿廠工業氯堿生產裝置上一次性送電成功。2010年“七一”到來之前，上海交通大學與東岳集團校企聯合研發的離子膜在東岳公司萬噸氯堿裝置上應用成功，李克強副總理致電祝賀。標志著氯堿用離子膜已完全實現國產化。
中國氯堿全氟離子膜性能媲美國外同類著名產品，運行兩年后電流效率仍然在95%以上，現已進入大規模應用推廣階段。基于國產全氟離子膜的成功應用，國家發改委于2011年第九號令中決定，在“十二五”期間用先進的離子膜技術淘汰我國仍保留的部分落后石棉隔膜氯堿產能，屆時每年將節省50億度電、160萬噸標準煤、減排CO2600萬噸，節省100多億元的電廠投資。保留這部分產能的原因是為防止一旦全氟離子膜進口受阻時，我國能夠有部分應急能力。
作為研發團隊的領軍人物張永明教授，擁有授權發明專利100多項，發表SCI論文60多篇，獲得多個獎項。2010年被中華全國總工會評為全國勞動模范，是2012年度何梁何利獲獎優秀科學家代表。
全氟離子膜具有廣泛用途，它不僅是我國重要基礎產業——氯堿工業的核心材料，支撐我國大多數行業的安全運行和健康發展，更是新興戰略產業——燃料電池汽車發動機的核心部件、以及能源領域核心材料，張永明教授在這些領域的的研究走在了世界的前列。
張永明表示，今后的路還很長，將發揚勞模精神，為我國的科技創新再立新功。