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RTO废气的自述:我的洗白之路


张兴宏(左一)和团队
 
昨天,记者在浙江大学高分子系张兴宏教授的实验室里,看到了一种工业废气的“洗白”——经过特殊的共聚合反应,废气氧硫化碳变成了一种特别的固体材料。这种透明的新材料,很可能会成为未来树脂眼镜片或光纤的原料。
 

实验室制备的高分子材料
 
张兴宏课题组首次用氧硫化碳合成出这种新材料,最新的研究成果发表在最近的国际著名杂志《自然通讯》上。
 
在化学工作者眼中,对氧硫化碳的回收和利用,对于我国这样的煤炭和石油消费大国,有着极大的社会与经济意义。
 
而眼下,我们好奇的是,一团废气是如何完成这个华丽变身的?下面请出废气先生,来和我们分享他的故事。
 
废气先生,一团有性格的废气
 
我是混社会的,谁见谁头大
 
我是氧硫化碳。一种不易觉察,但无处不在的废气。
 
我是人类世界现代化的产物。工业革命之后,人类的生产生活进入了极大依赖石化资源的时代。我就是燃煤、炼油和化工过程中产生的“废气”。
 
看看,明明是你们一手创造了我,却又给我扣了顶“废气”的大帽子。
 
我不服,我强烈地刷存在感,我知道我对人类最大的威胁就是身体中含有的硫。
 
所以,在工业上,我是严禁排放的环境污染物——因为能够轻而易举地腐蚀设备;
 
如果我散逸到高空中,就会产生二氧化硫导致酸雨;
 
如果我被光氧化,就能够破坏臭氧层。
 
其实,我还藏在日常生活的小角落里。闻过下水道里的反水味道吗?还有冰箱里坏掉的食物的气息,很难闻,是吧,那也是我。
 
你们人类啊,拿我没办法
 
人类处理废气有两种方式:遏制产出;变废为宝。
 
其实,世界上很少有科学实验室惦记我,因为相比于世界级网红废气二氧化碳,我实在不太瞩目。
 
所以,之前从来没有人考虑过,如何给我变身。人类对付我的方法,就是在工业过程中“脱硫”,把我体内有害的成分剔除。
 
不过,张兴宏的实验室盯上了我,他们想把我改造成固体材料。理论上,只要进行一个聚合反应,和另外一种物质反应,并一个接一个地连接起来,我就被固定住了,从此脱胎换骨。
 
但是,我们在江湖上混了这么多年,名声在外,不要面子的啊,你们让我变,我就变啊。
 
首先,我不像有些分子,自家人不分你我,几个凑一块儿,就可以聚合成材;其次,我也不会轻易拉帮结派,跟另外的分子拜把子。
 
我吧,傲骄着呢。
 
唯独碰上这位大哥,我就怂了
 
不过,在自然界中,我还是服气一位大哥的。他是一种酶,叫做碳酸酐锌酶。
 
大哥的资历比你们人类老多了。据说,这种酶在地球早期有生命的时候就广泛存在了。他也是人类生命体中的一种重要的活性酶,能将空气中极少量的二氧化碳水合,变成碳酸氢根离子,是已知自然界中转化二氧化碳能力最强的物质。
 
大哥广泛存在于动物的组织中,对于调节酸碱性、维系生命都具有重要的作用。
 
大哥的能力比人造的催化剂大得多:比如就转化二氧化碳的效率来讲,至今人类制造的催化剂最快大概每秒转化43个分子;而大哥碳酸酐锌酶每秒钟能够转换100万个。
只要大哥出马,就能轻而易举地抓到我。我也只有在他手下,才会变得服服帖帖。
 
没想到,这个秘密被张兴宏看破了。他从中受到启发,找到了功能类似碳酸酐锌酶的分子。一顿胖揍后,我只能屈服,乖乖地参与聚合。
 
张兴宏找到好几种这样类型的分子,它们不包含任何金属,所以产生的材料也没有金属污染的问题。
 
经实验室“洗白”,变成高富帅潜力股
 
就这样,一顿“还你漂漂拳”后,我从混社会的废气,变成了人类可利用的高分子材料。
 
2克的废气,大概可以变成4克左右的固体材料。
 
我还可以变形成两种不同的高分子材料:一种是全透明的,结构中含有很多的硫,有很好的光学性质,因此在制造眼镜镜片、光纤等方面,有很大的应用潜力;另一种材料是半透明的塑料。这种形态的塑料,和目前常见的材料聚乙烯有差不多的性能。因为聚乙烯在自然界中不容易降解,造成了“白色污染”,但是由我制造的这种塑料,相对易降解,是对环境友好的新塑料,很有可能在将来用来替代聚乙烯等。
 
好像完全换了个人生。我打量着镜子里像水晶一样亮亮的自己,觉得还不错,谁叫现在是个看脸的时代呢?
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