张永明：搞科学研究要准备吃苦，不吃苦就出不了成果
2014-04-16 19:03:07
admin
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据上海教育新闻网2012年10月30日讯 氯碱工业是我国国民经济基础产业：我国氯碱工业年产能超过7000万吨，所生产的烧碱和氯气是基本化工原料，广泛应用于国民经济的各个领域，支撑着我国经济的高速发展。但是，如此事关国民经济命脉的关键材料，长期以来却一直长着“外国心”——生产氯气和烧碱的关键设备电解槽的核心部件——全氟离子膜，多年来一直100%依赖进口，是制约我国氯碱工业安全运行和健康发展的瓶颈。
上海交通大学张永明教授团队，历时十余年攻关，一举攻克了氯碱全氟离子膜国产化这个难题，使中国成为全球除美国日本外第三个掌握这一技术的国家，不仅攻克了困扰我国30年之久的重大科技难题，还摆脱了国外的长期垄断，解决了我国氯碱工业安全问题，中国氯碱工业技术从此有了“中国心”，使我国完成了从氯碱打过到氯碱强国的历史跨越，成为中国氯碱工业发展的里程碑。
无所不在的氯碱工业
如果大家对“氯碱工业”依然觉得陌生，可以跟着我们在日常生活中找找它们的身影——2005年“非典”来临时，着实火了一把的84消毒液，就是由氯气和烧碱反应制备的；氯气制备的盐酸，是一般洁厕液的主要成分；制备的漂白粉，广泛用于食品行业如饮用水和果蔬的杀菌消毒，还常用于游泳池、浴室、家具等设施及物品的消毒，此外也常用于油脂、淀粉、果皮等食物的漂白。工业上还可用于废水脱臭、脱色处理，制备多种农药、含氯的有机溶剂。氯气用于制备塑料，其中聚氯乙烯塑料（简称PVC）大家应该很熟悉，几乎每个人都要用到它。烧碱在国民经济中也有广泛应用，使用烧碱*多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。
说到这里，大家应该已经可以理解，生产氯气和烧碱的关键设备电解槽的核心部件——全氟离子膜，其国产化对于我们国家工业和国民生产安全运行是多么重要。
多年来，我国政府对全氟离子膜的研究开发给予了极大关注。“六五”、“七五”期间，化工部与中国科学院牵头组织了全氟离子膜的联合攻关，大批科技人员付出了大量艰辛的劳动。“十五”、“十一五”期间，科技部有将全氟离子膜作为重大项目立项，希望*终实现全氟离子膜国产化。
在过去的十几年间，我国斥巨资引进国外全氟离子膜将成了3000多万吨氯碱生产能力的全氟离子膜及其装备，虽然大大改善了氯碱工业的装备水平，解决了我国高质量烧碱需要进口的难题。但是，随着离子膜和离子膜装备引进的增加，我国氯碱工业安全运行的隐患越来越严重，一旦出现不可预测因素，离子膜进口被阻断，将对国民经济造成沉重打击。因此，研究具有自主知识产权的全氟离子膜工程化技术，实现全氟离子膜的国产化，是科技界迫在眉睫的重大任务。
在张永明教授看来，以国家重大战略需求为导向，高校与企业开展产学研合作，形成强大的科技创新力量，对推动我国基础产业和新兴战略产业的健康快速发展具有重要意义。由此，开启了上海交通大学和山东东岳集团长达近10年的离子膜研发。
在实现成功的路上经历了无数次失败
离子膜研发可谓一个庞大的系统工程，不仅需要投入大量资金，更需要一个强大的科研团队，其研发难度可想而知。自从到东岳的第一天起，张永明团队就以全身心的精力投入到离子膜研发中。
在承担全氟离子膜材料研究课题时，课题组面临一个十分严峻的难题，那就是在时间短、任务重的情况下，圆满完成任务。在这种情况下，张永明在项目课题实施期间，始终与技术人员一道坚守在中试现场，从每一个试车方案、每一个操作细节和操作环节，他都要亲自加以指导，及时解决技术上出现的难题。他吃住在现场，工作到深夜后，他就在简陋的办公室里休息一会。在其行动的感召下，现场所有实验人员每天都以饱满的精神工作10小时以上。此间，张永明也曾创下了连续一周不出实验室的纪录。
凭借在含氟新材料领域较高的学术造诣和分析解决问题的能力，凭借多年艰苦奋斗、朴实严谨的科研精神，张永明带领东岳研发团队连续攻克了一系列全氟离子膜材料和全氟高分子材料的关键技术，申请了几十项发明专利，突破目前国外专利技术的垄断和保护，对促进我国高性能特种高分子材料领域的发展具有重要意义。
张永明团队以超人的毅力和智慧完成了氯碱全氟离子膜的研发，10年时间他们几乎牺牲了所有的节假日和周末，还有两位年轻的成员为此献出了宝贵生命。中国氯碱全氟离子膜是张永明团队的骄傲，也是中国的骄傲。从离子膜的研制成功到工业规格的离子膜大规模应用，张永明教授感慨道：在实现成功的路上经历了无数次失败，但正是国家的急需、校企结合的平台、各级领导的关心和期望以及研究团队的忘我劳动，克服了一切难题，*终取得了成功。
2004年5月24日，“全氟离子交换膜材料研究”项目被国家列为“863计划”重大项目；2005年9月8日，山东省人民政府召开东岳集团离子膜项目产业化现场办公会，离子膜项目被列为举全省之力支持的山东省高新技术一号工程；2006年3月19日，东岳离子膜研究项目顺利通过国家“863计划”验收；2006年12月18日，“全氟离子膜工程技术研究”被列为国家“十一五”科技支撑计划重大项目。
2009年9月22日2:54，1.35米宽的全氟离子膜成功下线，一举打破国外垄断，中国成为全球第三个掌握这一技术的国家，解决了我国氯碱工业安全问题，氯碱工业有了“中国心”。
全氟离子膜的研发工作受到了党和国家领导人的高度关注，胡锦涛总书记、温家宝总理等国家领导人亲临全氟离子膜研发和生产基地现场视察指导，详细听取了张永明教授的汇报，高度评价了离子膜研发方面取得的成绩。胡锦涛在视察后的讲话中说：“你们在这个领域为我们国家填补了空白，打破了国外技术垄断。通过实践，你们也体会到产学研结合的体制，有利于科技领域的突破。”
张永明教授深有感触地说：“搞科学研究，就是要做好吃苦的准备，不吃苦就出不了成果。”从2006年承担国家“十一五”科技支撑计划重大项目“全氟离子交换膜工程技术研究”至今，张永明一直兢兢业业奋斗在第一线，从东岳到全国各地甚至国外，通过不断地交流与研习，努力掌握当前世界*先进的信息技术。
支撑新兴战略产业的发展
氯碱工业用全氟离子膜的研发成功，不仅攻克了困扰我国30年之久的重大科技难题，摆脱了美国和日本的长期垄断，为我国化学工业的发展做出了重大贡献，而且对于推动我国民族产业实现自主创新具有重要意义，也为探索产学研合作的有效模式，提供了有益经验。
2006年，团队圆满完成了“十五”国家863计划“全氟离子交换膜材料研究”的全部任务，取得了一系列核心技术突破，到2010年，圆满完成了“十一五”国家支撑计划“全氟离子膜工程技术研究”全部任务，幅宽1.35米宽的通用尺寸的国产氯碱工业离子膜全套生产线建成投产。2010年5月14日，东岳氯碱离子膜已在中化集团沧州大化黄骅氯碱厂工业氯碱生产装置上一次性送电成功。2010年“七一”到来之前，上海交通大学与东岳集团校企联合研发的离子膜在东岳公司万吨氯碱装置上应用成功，李克强副总理致电祝贺。标志着氯碱用离子膜已完全实现国产化。
中国氯碱全氟离子膜性能媲美国外同类著名产品，运行两年后电流效率仍然在95%以上，现已进入大规模应用推广阶段。基于国产全氟离子膜的成功应用，国家发改委于2011年第九号令中决定，在“十二五”期间用先进的离子膜技术淘汰我国仍保留的部分落后石棉隔膜氯碱产能，届时每年将节省50亿度电、160万吨标准煤、减排CO2600万吨，节省100多亿元的电厂投资。保留这部分产能的原因是为防止一旦全氟离子膜进口受阻时，我国能够有部分应急能力。
作为研发团队的领军人物张永明教授，拥有授权发明专利100多项，发表SCI论文60多篇，获得多个奖项。2010年被中华全国总工会评为全国劳动模范，是2012年度何梁何利获奖优秀科学家代表。
全氟离子膜具有广泛用途，它不仅是我国重要基础产业——氯碱工业的核心材料，支撑我国大多数行业的安全运行和健康发展，更是新兴战略产业——燃料电池汽车发动机的核心部件、以及能源领域核心材料，张永明教授在这些领域的的研究走在了世界的前列。
张永明表示，今后的路还很长，将发扬劳模精神，为我国的科技创新再立新功。