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南京创立佳乐净膜黄小军研发出超亲水梯度膜国际领先
《南京日报》记者 张恺 / 时间:2019-07-01 14:43:26

  据南报网2019年6月29日讯 2005年,黄小军在浙江大学攻读博士,研究膜科技,当时他研究的方向是生物医疗方面的膜。后来他有个同学得了尿毒症,做透析使用的血浆膜来源于德国。德国生物医疗膜行业称得上是全球最先进的,因此,黄小军前往德国做访问学者,希翼学有所成,带动国内生物医疗膜行业的发展。
  在德国,黄小军无意中接触到了“生命吸管”,这种吸管主要用在应急救援方面,当没有干净的饮用水时,“生命吸管”可以过滤掉水里的细菌和杂质,供人直接饮用。2010年,黄小军回国调研,了解到国内当时尚没有“生命吸管”,在应急救援时只能是救援人员扛带矿泉水,且国内没有专门的饮用水膜,当时所有的饮水机用的都是工业膜,卫生指标不达标。因此,黄小军决定回国展开饮用水膜研究和应急救灾水净化研究。
  2012年,黄小军拿到国家科技部“863”计划。位于江北新区的膜科技园是南京工业大学的创业基地,南工大有产学研、科技成果转化和产业化的需求,因此膜科技园向黄小军伸出了橄榄枝。黄小军在园区内成立了南京佳乐净膜科技有限企业。


南京创立佳乐净膜黄小军研发出超亲水梯度膜国际领先

黄小军(中间)与团队研究数据


  据先容,欧洲用的饮用水膜是食品级生物医疗膜,无色无味,非常洁净,“生命吸管”其实就是一种含饮用水过滤膜的产品。国内经工商注册的饮水机企业有3000多家,但是没有统一的制膜标准。黄小军认为这个行业很有市场前景,结合在德国所学展开科研。2014年,他带领团队研发的“一种超亲水梯度孔中空纤维膜及其制备方法”获得国家专利。据了解,传统的膜是大孔结构,机械强度差,寿命短;而黄小军基于人工肾技术研发的膜内外孔呈梯度均匀分布,不仅在强度上有优势,也安全健康。“大家在某品牌饮水机上做了实验,在浸泡液的有机溶出物这一数值上,国家标准不能大于2,而用工业膜时这款饮水机上的这个数值高出国家饮用水安全标准近20~50倍,换成梯度膜后,降到了1以下。”黄小军说。
  目前中国的梯度膜技术已达到国际领先水平。是如何想到将“梯度”这个概念运用到膜技术中的?面对记者这个问题,黄小军说,自然界中有很多梯度结构,比如树叶、土壤,甚至皮肤也是梯度结构,由此他想到要想过滤效果好,梯度结构是最合适的。那什么样的梯度才能达到最好的过滤效果、既能保持强度又同时能保持流量?他和团队开展了无数次实验,最终成功研发出这款先进的饮用水膜产品。目前国内已有100多家饮用水厂家将工业膜换成这款专业饮用水膜。
  据统计,目前全球还有近40亿人喝不上干净水。一般的膜在过滤时需要泵,也就是需要压力才能过滤水。黄小军带领团队利用虹吸原理研发出无压膜。“这个直接放到水缸里就能使用,相当于给居民建了一个简单便利的小型自来水厂,可以用在贫困地区,也可以给维和部队使用。”
  对城市里的污水处理厂,黄小军及团队也研发出了相应的产品——石墨烯基质合金膜。这款产品相对于传统的污水处理膜来说,强度高,耐性好,纯水通过率高,相当于水处理芯片。谈起研发经过,黄小军说:“传统的污水处理膜有两个问题,第一水的流通量小,第二强度低。大家观察了水在膜里的走向,发现在传统产品里,水是无规则流动的,所以流通量就小。而石墨烯是片层结构,水沿着片层有规律地流动,流通量就大。”
  至于强度问题,黄小军笑言,来源于一次失败的实验。由于要把石墨烯和膜材料混合在一起,一开始强度也不够。反反复复做了5年实验,有一天黄小军从垃圾篓里捡回一个学生扔掉的实验品,一拉,发现强度居然不错,于是他们开始测表面张力和溶解问题,消除石墨烯和膜材料二者之间的界面张力,最终做成了石墨烯基质合金膜,并已经可以完全取代进口产品。
  谈及对创新的理解,黄小军说,基础研究非常重要,如果离开基础研究谈创新,那是空中阁楼。基础研究相当于“根”,为后续技术发展提供依据。南京有个很明显的优势就是拥有大批高校,南京自身也非常重视人才。黄小军将致力于把饮用水膜做成国内知名品牌,在工业膜上开辟新领域,代替进口产品。他还有一个一直隐藏的心愿,想回归生物医疗膜领域。为此他一直在做技术储备,待时机成熟,希翼开发出国产血浆膜产品,降低使用成本,造福尿毒症患者。

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