“神奇化學(xué)”探討人類(lèi)走向綠色未來(lái)的方向

在當(dāng)今人口爆炸的時(shí)代，人口數(shù)量、人均能源消耗量不斷增加，地球最主要的能量來(lái)源——化石能源逐漸減少，且在消耗過(guò)程中給環(huán)境帶來(lái)巨大污染，人類(lèi)該何去何從?

近日，一場(chǎng)圍繞“新材料&新能源：讓世界更‘綠色’的化學(xué)”的論壇在上海圖書(shū)館舉行，加州大學(xué)伯克利分校教授楊培東、廈門(mén)大學(xué)教授鄭南峰、中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員陳立桅等共話(huà)“神奇化學(xué)”，探討人類(lèi)走向綠色未來(lái)的方向。

是否可以用化學(xué)的方法直接產(chǎn)生人類(lèi)生產(chǎn)、生活所需要的能源?用新材料“優(yōu)化”化學(xué)工業(yè)，能讓它更環(huán)保?或者對(duì)能源進(jìn)行更高效的利用，在節(jié)約能源的同時(shí)也給人類(lèi)的生活帶來(lái)便利?

化學(xué)新能源、綠色新材料，這些新型的綠色人工資源，讓我們從多角度向可替代綠色資源展開(kāi)研究。鄭南峰教授在演講中介紹了如何用催化劑精準(zhǔn)控制化學(xué)反應(yīng)，讓化工生產(chǎn)更高效，副產(chǎn)物排放更少。他為大家講解了“自然界的還原酶”在工業(yè)上的指導(dǎo)作用。

離開(kāi)很多材料，人類(lèi)的生活將沒(méi)有那么舒服及多姿多彩，但一看這些材料來(lái)自化學(xué)工業(yè)，人們心里便有些忐忑，認(rèn)為可能會(huì)產(chǎn)生污染。“其實(shí)通過(guò)技術(shù)的進(jìn)步，我們是可以解決這些問(wèn)題的。”鄭南峰說(shuō)，催化劑就像是“黑箱子”一樣，可以讓污染物更少，材料品質(zhì)更高。隨著研究進(jìn)展，可以讓“黑箱”慢慢打開(kāi)，了解哪些更環(huán)保。他希望在未來(lái)，我們的化工不再有污染。

陳立桅演講主題是“小電池與它的大影響”。他以電池儲(chǔ)存為主題，綠色環(huán)保為導(dǎo)向，介紹了未來(lái)的“電池研發(fā)”規(guī)劃。從“電池材料”入手，未來(lái)的電池領(lǐng)域?qū)⒅塾趦?chǔ)備豐富的材料，比如鈉、鎂、鋁和有機(jī)物，甚至綠色生物材料。隨著電池研發(fā)工具不斷豐富，他們將通過(guò)高精度電子顯微鏡、散裂中子源、同步輻射光源、自由電子激光器等深入研究材料的電子特性。

在陳立桅看來(lái)，電池對(duì)我們的未來(lái)影響巨大。它可以使人類(lèi)生活更加綠色、更加智能、更加移動(dòng)。

如果產(chǎn)生和儲(chǔ)存綠色資源的機(jī)制都了解了，能否實(shí)現(xiàn)真正的人工能源轉(zhuǎn)化呢?楊培東在講座中詳細(xì)地介紹了“人工光合”的過(guò)程，分享的主題是“液態(tài)陽(yáng)光”，即二氧化碳加上水、加上太陽(yáng)能，就可轉(zhuǎn)化成氧氣和人類(lèi)所需要的一些重要化學(xué)品。

楊培東介紹，在2003年的時(shí)候，其研究團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)了太陽(yáng)神計(jì)劃，目的是模仿自然界，利用半導(dǎo)體和催化劑，把二氧化碳轉(zhuǎn)化成有用的產(chǎn)品。

2014年，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的人工光合作用系統(tǒng)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率提高到8%—10%，遠(yuǎn)超于綠色植物0.5%的轉(zhuǎn)化率。據(jù)了解，團(tuán)隊(duì)接下來(lái)的研究方向是通過(guò)氮?dú)狻⑻?yáng)能將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化成肥料，促進(jìn)綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。當(dāng)然這還只是未來(lái)的愿景。(張藝美 王 春)

關(guān)鍵詞： 神奇化學(xué) 綠色 未來(lái)