贾传坤:化学灵感来源于生活

    “我很幸运找到了自己擅长的事。”在长沙理工大学新学期的基础化学课上,贾传坤教授对新生这样说。

  今年,是贾传坤踏入化学领域的第12个年头。
  12年来,他在化学领域里躬耕不辍,如今,更是以化学“催化”科研之美,鼓励更多的青年学子爱上化学,打开创造世界的大门。
 
花  瓣
 
  爱上化学是宿命,这是贾传坤的话,很实在,也很贴切。
  时至今日,他还清楚地记得,在高中的化学课上,老师用酒精萃取花瓣后,做成酸碱指示剂,加上醋或者石灰水,演示酸碱指示剂遇到酸碱之后的不同颜色变化。
  神奇的那一幕就这样深深印在了他的心中,自此抹不去。
  那时开始,贾传坤有了特殊的爱好,收集各种药瓶当试管,石灰水和用来做滤网的手纸是他最爱的玩具。填报高考志愿时,贾传坤执拗地在所有志愿中都填下了化学专业。
  本科毕业后,贾传坤进入中科院金属研究所学习。遇到了导师——严川伟教授。“我很幸运能够遇到严老师,他是一个非常值得尊敬的人,是他教会了我要把科研和实际应用结合起来。”
  据贾传坤介绍,严老师在第一节实验课就对他提出了要求,“一定要研制出便宜、好用的材料,让我们国家的应用电化学领域也能开花结果”。导师的期望在贾传坤心中撒下了种子,他暗暗下定决心,一定要培育出属于祖国的化学之花。
  从事科研以来,贾传坤每天都工作十小时以上,虽然辛苦,但乐在其中。他说,从严老师这个“巨人”身上,不仅学到了众多的专业知识,更是学到了对待科研的态度——兴趣与坚持,即要用无与伦比的信念与执著,走在科研道路上。
 
苹果套
  博士毕业后,贾传坤迎来了科研的春天。2014年,他前往新加坡进修。一踏上那片新奇土地,他就觉察到我国在化学领域与世界的差距。“我要把中国在化学领域落后的时间抢回来!”他暗暗咬牙。
  随后,贾传坤进入液流电池研究领域。“液流电池是一种新型的大型电化学储能装置,是实现可再生能源普及应用的关键核心技术。但是,传统液流电池产业化被其低能量密度和高成本制约着。”如何让液流电池密度提高是该领域的难题,也是让研究停滞多年的重要原因。
   在贾传坤看来,通过提高液流电池的能量密度是一条可行之路,但要挑选出合适的材料,才有可能实现液流电池产业化发展。回忆起当时寻找液流电池实验材料,贾传坤笑着说:“这要归功于学校商店的苹果。”
  那天,贾传坤来到学校商店买水果,包装苹果的白色网套吸引了他的注意。反复拿在手里测试,贾传坤发现这类包装网套柔韧、质轻,富有弹性,具有防磨擦、耐腐蚀等一系列优越的使用特性,这不就是自己苦苦寻觅的实验材料吗?拿上苹果套,他立刻前往实验室进行新一轮的实验。
  15天,360个小时……贾传坤已记不清中间遇到了多少个“坎”,也记不清多少次被劝放弃,但他倔强地一直埋头走下去。“没人把这个问题攻克,液流电池的研究和应用就无法往前走。总得有人做下去。”
  科研是个漫长的过程,从设计、开题到进行实验,从分析材料到归纳、发表结果,过程中每一步都有不确定性。通过与新加坡国立大学王庆教授合作,贾传坤终于在液流电池领域有了大的突破,研制出了大规模储能装置。该装置的研发,能将多余电存起来作为备用,真正实现了“电力银行”的设想。
  大树日渐参天,学成的贾传坤,却婉言谢绝了导师劝他留在国外工作的好意。2017年,他回到长沙理工大学,以全部精力投入基础研究。
 
香辣蟹
 
  埋首实验室,转眼就是12年。化学领域的研究总是面对着一个又一个新课题,一个又一个新困难。“难题每天都存在,做科研的特点就是常为新。科研是非常讲究创新的,可供照搬的研究知识很少甚至没有,因此,实际研究起来困难就比较多。”
  谈到其最新的油水分离技术突破,贾传坤幽默地说:“这是一个由香辣蟹引发的课题研究!”
  当时,贾传坤与重庆大学孙立东教授在家吃完饭,洗碗时,他发现盛香辣蟹的碗碟难以清洗干净,即使是用洗洁精冲洗也难以去除油污。一个新的研究方向——“实现油水乳液的高效分离”立刻在他的脑中呈现,第二天他便着手开始了实验。
  实验过程并非一帆风顺。实验材料所用油脂的成分和存在形式复杂,以悬浮油、分散油、乳化油等主要形式存在,大多都难以处理与水分离。贾传坤试验了重力分离、离心分离等多种方法,但都无法达到效果。
  “一个人的力量是有限的,越多的人参与,这个难题就越容易解决!”贾传坤立刻联系孙立东教授,通过与重庆大学、中科院金属研究所共同主导,联合多个国际团队,历时半年,最终开发出了渗透阳极氧化法,实现了针对餐饮和食品加工等行业含油污水的高效分离,加快了我国科学家成功进行油水分离的技术突破。
  “化学是一门以实验为基础的科学,只有动手实践,才能接近真理。”贾传坤告诉记者,他的课题实验室对全专业的学生开放,只要对实验感兴趣,都可以来体验一番。“学术论文不能只追求理论上的突破而不注重实际中的运用,科研只有与实际结合才能更好地服务大众。”贾传坤说。
  如今,贾传坤在长沙理工大学组建了专业的化学团队,主要从事先进能源材料研发、电化学储能系统研发,目前已申请国家发明专利16项,获得授权专利6项。
  瑞典化学家舍勒曾说,“世间最大的快乐,莫过于发现世人从未见过的新物质。”对贾传坤而言,最快乐的事,就是畅游在化学世界里,尽情享受化学创造之美与无限可能。
 
人物名片:
  贾传坤,教授,湖南省首批团队百人计划负责人,2012年于中国科学院金属研究所获得博士学位,随后在印第安纳普渡大学和新加坡国立大学从事博士后研究工作,具有多年功能材料和储能电池系统研发经验,在Science Advances, iScience, Nature Communications,chem等期刊上发表论文20余篇。
人才报/民生网记者 胡雅柔