中国女科学家 |张俐娜：寻求解决“白色污染”的艰辛之路

原创 知识就是力量 知识就是力量

中国科协常委会女科技工作者专门委员会 统筹策划

面对2020年的新型冠状病毒肺炎疫情，” 在中华大地上，包括科技工作者和医护人员在内的很多国人用行动谱写着中华民族的力量，其中也涌现了许多优秀的女科技工作者，她们面对疫情，巾帼不让须眉，奋斗第一线，建功新时代。中国科协常委会女科技工作者专门委员会和中国女科技工作者协会统筹策划出版了《大美·中国女科学家》系列丛书，以“图书+音频+视频（来源：人民网）”的方式呈现各个领域中国女科学家的风采。

大美·中国女科学家

张俐娜，中国科学院院士，武汉大学化学与分子科学学院，博士生导师。2011年当选中国科学院院士，2014年成为英国皇家化学学会会士。她开创了一系列崭新的无毒、低成本的“绿色”溶剂，发现NaOH/尿素水溶液冷却到低温可溶解难溶性纤维素、甲壳素甚至聚苯胺。同时，利用低温溶解的纤维素、甲壳素、壳聚糖和聚苯胺溶液通过“绿色”技术构建出一系列新材料，揭示它们优良的性能及其构效关系，并证明它们在生物医学、能源储存、污水处理和纺织制造领域有应用前景。

“大器晚成”

张俐娜出生在一个“书香门第”。她从小就养成了爱读书、爱思考的习惯。1955年，初中快要毕业的张俐娜，迎来了人生中的第一个“转折点”。她响应组织号召将升学的第一志愿改成了江西省第一高中（现南昌市第五中学）。这个重大调整，让她迈出了成为“未来的科学家”的第一步。在这所重点高中，她喜欢上了化学，并且在高考时如愿考入武汉大学化学系。

1964年的张俐娜

然而，对于张俐娜来说，科研注定是一条格外艰难的路。1963年，她大学毕业，但没能留校任教，而是分配到北京铁道科学研究院。1973年，历尽千辛万苦后终于在武汉大学纪辉书记的亲自批准下，张俐娜调入武汉大学化学系高分子教研室任教，开始了又一个新的征程。后来，我国著名高分子科学家钱人元先生推荐她获得日本学术振兴协会奖学金（JSPS），在日本大阪大学藤田博教授实验室作为访问学者进行高分子溶液理论研究一年多。

张俐娜和杜予民1984年在日本作访问学者

1986年，张俐娜结束了访学。此时，她已经46岁，但第一次有了自己的科研方向和懂得如何从事科研。她开始了关于可再生资源天然高分子新领域的研究。此时的中国还不富裕，能够提供给张俐娜的科研条件相当有限，只有一张桌子和一个实验台，甚至试管和烧瓶等实验必须的玻璃器皿都需要她自己去买。

她利用获得的首批国家自然科学基金开始了天然高分子的基础研究。她把精力投入到利用生物质资源（纤维素、甲壳素、蛋白质等）通过“绿色”技术制造环境友好的新材料上。他们惊喜地首次发现碱/尿素水溶液在低温可溶解最难溶解的纤维素和甲壳素，并提出了新的溶解理论。同时利用它们制造出一系列新型纤维素和甲壳素的丝、膜、塑料、水凝胶、微球、泡沫塑料等；证明它们具有优良性能和生物降解性。这些新材料废弃后在江河湖海及土壤中可完全生物降解，不造成环境污染，因此引起国际同行高度关注和认可。

由此，美国化学会授予张俐娜“安塞姆·佩恩”奖（2011年），成为半个世纪以来获该奖的第一位中国人。同时，她还获 “国家自然科学二等奖”等多项奖励。2011年，她增选为中国科学院院士，武汉大学原党委书记李健说她是“大器晚成”。

2013年美国化学会的安塞姆•佩恩奖（Anselme Payen）颁奖

会上张俐娜院士与主席和获奖者合影

变废为宝“播种绿色”

经过不断的努力，1993年张俐娜创建了天然高分子与高分子物理科研组。2000年1月，已经是武汉大学化学系教授的她，获得国家自然科学基金重点项目资助，开始纤维素新溶剂和材料的研究。这一年，她已经60岁。她的大部分同龄人都已经退休，在家颐养天年；而她科研生涯中最重要的一战才刚刚开始。通俗来说，张俐娜要进行的研究，就是要找到能够取代塑料，用途更广、性能卓越并能够在自然条件下可生物降解的新材料。

在世界上最常见的可再生资源当中，排名前两位的分别是纤维素和甲壳素。前者主要来源于农业和林业废弃物，比如竹子、棉短绒、甘蔗渣等物；后者主要来源于渔业和水产养殖业等废弃物，通常是虾壳和蟹壳。可以说，纤维素和甲壳素都是自然界中永远不会枯竭的原材料。然而，它们都是极为“顽固”的大分子，很难溶解也无法熔融加工，如何开发利用堪称世界难题。

张俐娜院士的安塞姆•佩恩奖（Anselme Payen）奖章

张俐娜决定解决这个难题。他们团队成员经过日以继夜、奋力拼搏12年，终于发现纤维素和甲壳素可以在水、尿素和氢氧化钠的混合溶液里低温下溶解。他们创建了简便易行的水溶剂低温溶解方法以后，各式各样新材料也相继开发出来，并且证明，它们具有优良性能和各种功能，可用于纺织、生物医学、光储能和水处理等多个领域。因为这些材料源于自然界，废弃后可以自然降解，不会给自然环境带来负担。因此，只要解决工程化问题，使这些新材料进入批量生产，就意味着使用它们能够实现无毒、无污染、低能耗的可持续发展。

张俐娜院士指导研究生做激光光散射实验(2013)

作为开启了天然高分子原料利用这个全新领域的拓荒者，张俐娜也致力于后续的研发工作，使能够造福人类健康的新材料可以早日诞生。她的团队与武汉大学中南医院和中国人民解放军南部战区总医院合作，研究出一系列与医学有关的新材料，并证明它们具有优良的生物相容性、安全性和组织再生修复功能。这些源于大自然，带有独特性质的材料，为医学领域带来了全新希望。同时，她的团队与华中科技大学国家光电实验室合作研究出一系列新储能材料，如钠离子电池、钾离子电池材料和超级电容器等，并证明它们在新能源领域具有应用前景……

重视成果转化，避免“捷径”

尽管取得了出色的原创性科研成果，但张俐娜仍然认为，现在还远远不够。在她看来，科研成果只有经由工程化，成为新的产品，并且为市场所接受，才真的具有价值。张俐娜获奖的“水体系低温溶解纤维素技术”，尽管被国际上评价为“纤维素加工技术的里程碑”，然而产业化之路相当艰难。

在张俐娜看来，一种最有利于成果转化的“官、产、学、研”方式，或许是由政府和企业联盟共同出资，设立某种服务于创新成果转化的基金，并且由国家为科研成果的工程化提供试场地。只有打通各种潜在的瓶颈，科研成果向产业的转化才能顺畅进行；已经投入的资金，也才不至于因为科研成果被束之高阁而浪费掉。

今天，张俐娜的故事你都了解了吗？

原标题：《大美·中国女科学家 |张俐娜：寻求解决“白色污染”的艰辛之路》

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