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杨良嵘:产业化的“最后一公里”不好走
作者:贺春禄 苑亚坤 发表时间:2019年05月22日

 

 

  眼前的杨良嵘,是一位身材修长、清秀斯文的南方女孩。与人们通常刻板印象中的“木讷”女博士完全不同,生活中的她喜欢唱歌、热爱美食、外向开朗。

 

  自小学习成绩优异的她,从清华大学化工系本科毕业后来到中国科学院过程与工程研究所(简称过程所)攻读博士学位,毕业后留所工作。如今身为过程所绿色分离科学与工程实验室副研究员的杨良嵘,已经协助培养毕业了6名博士生、5名硕士生,正指导在学博士生6名、硕士生4名。

  2017年,杨良嵘获得第35届中国化学会青年化学奖,是当年同获此奖的10人中唯一的女性。她接受记者采访时表示,产业化的道路看似很短,但是要走完这“最后一公里”却并不容易。

  专注绿色分离屡有斩获

  目前,杨良嵘从事的研究领域包括基于纳微结构界面调控的新型环境响应分离材料制备及应用,基于纳微结构界面调控的新型绿色分离工艺研发,低浓度复杂体系(盐湖稀贵金属离子、生物发酵产品和天然产物)目标物绿色分离以及石油领域磁性催化剂制备及应用等。

  “我的研究其中一个主要方向是针对低浓度、复杂溶液体系的目标物的分离,以及基于纳微结构界面的过程强化——从分离材料到工艺设备均有开展。”杨良嵘说。

  她对记者介绍道,传统化工的分离过程会排放许多污染物,能耗也较高,所谓“绿色分离”指的是节能减排的一种分离过程。“我们这一强化分离的过程,既可以降低能耗,又可以尽量避免使用一些有机溶剂。而没有使用绿色分离的传统操作过程,既费时费力又费人工。”

  目前,杨良嵘及其研究团队所研制和开发的这一绿色分离技术已经实现了产业化。她和实验室团队的同事们成功制作出可以用于分离的磁性颗粒与磁性载体,并与企业合作实现了批量生产。她告诉记者:“企业把它们制作成试剂盒以后,可以通过分离过程提取人体的DNA,或者直接提取血浆里的RNA,甚至可以用来提取某些病毒成分。这种试剂盒比现在市场在售的其他产品效果要好。”

  此外,这一磁分离的装置还可以用于许多催化加氢的装置里。比如在己内酰胺的加氢过程中要使用大量的催化剂,催化剂本身带有磁性,通过使用分离磁性颗粒或载体可以将其分离出来。

  “利用磁场分离出的这些催化剂可以循环使用。相比较之前催化剂无法回收的情形,企业大大降低了成本,一个项目因此节约的资金甚至高达几千万元。目前国内已经有许多企业,如江苏东龙、巴林石化等都采用了这一新技术。”杨良嵘表示。

  除了上述有机相体系的工作外,杨良嵘的另一重要研究方向为水相体系的研究,即用于蛋白分离的新型气助超顺磁性萃取研发。

  当前,中国生物技术产业化进程与多组分的高效分离提纯技术息息相关。其中,大规模分离纯化技术又是生化工程的核心问题,开发磁性直接捕获技术已经成为生化分离的重要研究方向。

  在实验室负责人刘会洲研究员的带领下,杨良嵘和团队成员们提出新型气助超顺磁性萃取工艺技术,在此基础上又成功研发出相应的连续化萃取集成装置。

  除了上述两个主要研究领域,杨良嵘表示,自己在基础领域的研究还包括通过材料的界面调控来实现高选择性。

  她向记者介绍道:“现在大部分分离过程为了实现高选择性,会选择专一性高的吸附材料进行特异性结合。虽然结合力很强,但会导致无法洗脱,使得一些生物产品出现失活变性。这种失活变性的产品,即使获取了也没有办法使用,而且加入高酸、高碱或螯合试剂等进行洗脱后续还需要二次分离,等于又引入了杂质”。

  而杨良嵘与团队成员们开发的新技术不需要引进外源的物质,通过使用智能环境响应材料,如温度、光的变化等就可以实现分离,而且不会造成二次污染,这也是“绿色分离”的一种体现。

  产业化的“最后一公里”

  对于科研成果产业化,杨良嵘也有着自己的感悟和心得。她认为,产业化的过程与科学研究、技术研究完全不一样。“产业化是完全跟着市场走。有时候市场需要什么,你就得做什么。市场上的公司知道客户的需求,知道哪些是客户急需的。所以在整体研究中,需要重点突破的可能领域和方向就只有几个,有一些研究的产业化就会被暂时搁置。”

  在杨良嵘看来,产业化是基于科研的一种更接“地气”的工作,更接近用户和市场。比如某研究领域研发出100个创新成果,可能最后只有10个能被市场所接受。

  “科研就是为产业化打基础的,如果没有这100个成果,可能你就根本无法深入了解这个领域,也做不出好的产品。这是一个日积月累的过程,我从2005年进入实验室团队到现在一直坚持着自己的研究方向,只有坚持才能让科研产品最终走入市场。”杨良嵘说。

  她指出,产业化的道路看似很短,但是“最后一公里”却非常艰难。从基础研究到最后产品投向市场,其中的风险是很大的。

  “推出一个全新的产品,往往很难找到投资——很少有企业家或基金愿意投入去支持新技术。整体而言,我国在科研领域跟随欧美发展较多,比如磁分离试剂盒是欧美等国率先开始使用,国外的磁分离试剂盒产品在中国卖的很贵,但实际上我们自己生产的磁性试剂盒成本很低,效果更好。国外产业化划分得很好,会有专门的公司、学校为科研人员投资或者投入研发经费,这在国内过去比较罕见。除此以外,国内技术和知识产权保护现状、评价体制多以高水平文章的数量为准,对产业化有一定的影响,也在一定程度上影响了科研人员、技术研发人员的积极性。”

 

  个人名片

 

  杨良嵘,博士,副研究员。2005年毕业于清华大学化工系,2010年毕业于中国科学院过程工程研究所,获博士学位后留所工作,2013年晋升为副研究员,2014年获李氏基金资助赴美国麻省理工MIT做访问学者。

  研究方向为新型绿色分离工艺与新型分离材料,外场强化反应分离技术等,应用于生物领域蛋白、天然产物、发酵产品、资源领域金属离子以及催化剂材料等高值产品生产。主持及参加多个国家自然科学基金、科技委专项、973课题、企业开发项目的研究。2017获中国化学会青年化学奖;2014获国家技术发明二等奖(第三完成人);2011获石化联合会科技进步一等奖(第三完成人);2013年获中国科学院王宽诚教育基金项目奖励;同年被授予中科院过程工程研究所优秀青年称号;2010年获青年科学家优秀论文奖Excellent Paper Award for Young Scientists(The 11th IUMRS International Conference in Asia)。发表论文62篇(第一/通讯32篇,2篇ESI高引论文),SCI收录49篇,他引1000余次;申请及授权30余项发明专利(1项国际专利),撰写书1章节。

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