高端制造产业链条中,高纯烯烃原料是容易被大众忽视,却又十分关键的一环。分子高度近似的混合气体分离,一直是国内产业发展的现实痛点。很多材料在实验室测试表现优异,一旦放到工厂复杂工况下,就暴露出稳定性差、无法循环使用、运行成本居高不下等各类问题。
福建师范大学高纯智控团队,一群平均年龄不大的青年博士研究生,走出一条“先看产业痛点,再做实验室攻关”的科研道路。
2019年组建团队之初,他们就没有闭门造车。在前期系统梳理行业现存矛盾之后,团队确立新材料研发方向。但他们始终坚持:实验室的构想,要拿到产业现场去检验。
在攻克“选择性和容量难以兼顾”这一技术矛盾,拿到99.99%纯度的实验室成果之后,团队没有止步于论文发表,而是第一时间走进企业车间。2021年的一次实地调研给所有人敲响警钟:实验室材料的性能,和工业化长周期运行的要求之间,还隔着巨大鸿沟。
“工厂不会给实验室反复试错的机会,材料必须扛得住真实工况。”这成为整个团队的共识。基于一线调研收获,团队开发榫卯加固技术,迭代出HOF-FJU-1新型分离材料。该材料具备独特孔道与温度响应特性,在工业常用温度环境,就可以精准识别筛分乙烯、乙烷混合气。
可从几克的实验室样品,走到工业化应用,要翻越更多大山。启动工业化立项之后,放大制备难题接踵而来。青年科研人员在专家指导下不断优化工艺,终于完成公斤级材料制备。随后,团队和福豆新材料达成正式合作,锚定国产替代的目标。
为补齐高纯检测这块短板,科研人员奔赴北京学习5N级高纯乙烯整套检测方法,回来着手自建检测平台。与此同时,团队持续走访多家新材料企业,倾听产业一线的真实诉求。他们了解到,传统多孔材料大多难以回收,会带来高昂替换成本,这也是产业十分关切的现实难题。
瞄准运行成本痛点,团队挖掘氢键有机框架材料本身的结构优势,开发无损回收复用技术,材料得以反复循环使用,从源头降低长期应用成本。可新的挑战又接踵而至:自建实验室后,批次纯度波动、循环稳定性短板接连浮现。
调研、复盘、回实验室迭代、再调研,成为这群青年人的工作常态。他们多次回访合作企业,和行业技术人员面对面剖析瓶颈,再回到装置上调整分离压力、温度、合成工艺,一点点压缩杂质含量。经过持续打磨,材料可将乙烯稳定提纯至99.9%-99.999%,覆盖不同层级工业生产的使用标准。
“做面向产业的科研,不是做完实验就结束,而是要陪着技术走完从实验室到生产线的全程。”团队青年成员感慨。
这群年轻人,不追求只停留在实验室的漂亮数据,而是坚持把产业需求贯穿科研全流程。从文献调研、反复试错,到深入工厂一线取经,再到中试迭代、解决回收成本难题,再到成立企业推进产业化落地。
青年是科技创新最活跃的力量。这支队伍让年轻人在关键攻关任务中挑大梁,在一次次失败与突破当中锤炼本领。对他们而言,科研的终点不只是实验室里的一组组数据,更要把原创技术真正扎根产业,为国内关键基础材料自主发展注入青春动能。














