作者:王思怡 陈科 来源:科技日报 发布时间:2022/3/4 9:51:48
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打通实验室到工厂之路 他用黑色素制出更安全的防晒霜、染发膏

 

◎王思怡 陈科

“他改良了人造黑色素,以替代传统高黑度、防光和抗氧化材料,推动了信息产业与大健康领域的产品升级和黑色素原材料的大规模生产。”

李乙文

四川大学高分子科学与工程学院教授、博士生导师

前不久,《麻省理工科技评论》第五届中国区“35岁以下科技创新35人”榜单公布,四川大学高分子科学与工程学院教授、博士生导师李乙文入选,简短的颁奖词概括了他近年来的主要成绩。

“没想到自己能入选,感觉十分幸运。”李乙文对科技日报记者说,“黑色素很有趣且非常重要,但目前国内对其的关注还不够,这些年我和团队成员不断挖掘其潜力,让小小的黑色素发挥出巨大作用。”

尝试用黑色素替代工业原料

从2008年到2016年,李乙文在美国深造,获得了博士学位并完成了博士后研究工作。在美期间,他一直从事高分子物理方面的基础研究工作,接触到黑色素,源于在美国时参与的一个项目,其中涉及到鸟类羽毛颜色的机理分析。当时,他主要做材料仿生方面的研究,通过理解自然界中黑色素的功能,来重现五彩斑斓的颜色。

2016年,李乙文回国进入四川大学,开始了独立研究工作。四川大学的高分子学科以应用为导向,强调解决国民经济主战场的关键问题。在该氛围的影响下,李乙文决定让“老朋友”黑色素“上场”,尝试用其替代工业中广泛使用的基础原料。

受到黑色素胞内生物合成过程的启发,李乙文实现了具有相似结构与性能的人造黑色素材料的自动化合成,并用其取代部分传统高黑度、防光和抗氧化材料。有了基础研究的根基,他们开始尝试与企业合作。

在筹建科研团队时,李乙文确立了目标——要做有个性、能解决实际问题的研究。“做科研,就一定要努力做大家能够看得见、摸得着、用得上的研究。”他说。

成果从实验室走向工厂

让研究成果从实验室走向应用,这条路李乙文起初走得并不顺利。

黑色素的部分本征性能比较特殊,使其难以被制成可供广泛使用的工业原料。“由于黑色素的化学结构比较复杂,因此很难对其结构与性能进行有效调控。”他说。

这个问题不仅困扰着李乙文,也是学界研究的难点。不过,李乙文还是将这块硬“骨头”啃了下来。

李乙文与团队成员运用独创的材料化学策略,实现了对人造黑色素材料黑度等性能的有效提升,使其指标参数满足了工业界相关产品的制造要求,受到了业内的高度关注。

在此基础之上,李乙文团队与国内某顶尖科技企业合作,利用黑色素来替换传统微纳炭黑材料,研发出新一代黑色亚光覆盖膜材料。同时,他们还与国内多家生产美发产品的知名企业合作,利用黑色素来取代传统苯胺和双氧水等致敏物质,研发出新一代高效安全的染发产品。此外,他们还与国内多家知名化妆品公司合作,利用黑色素替代传统防光和抗氧化材料,来制备更安全、高效的防晒产品。

意识到未来黑色素还将有更大的市场空间。于是,李乙文团队自主设计并在四川建设了国内首条黑色素原材料生产线,其中一期工程的年产量预计在10吨左右。

让奇思妙想的种子落地开花

李乙文课题组的研究成员中,不仅有访问学者、研究生,还有大三、大四的学生。

“本科生是我们非常看重的科研力量。”李乙文说,虽然本科生的专业知识、技能相对薄弱,但他们的创造力是一些资深研究人员也比不了的。在他的团队中,曾经有个大三的学生,受到黑色素抗氧化行为的启发,将茶叶中的茶多酚进行特定的化学设计,做成了绿色高效的抗氧化材料,这位学生以第一作者身份发表了相关研究论文。而后,这个成果迅速受到产业界的关注,相关专利很快就被转让出去,合作公司还在四川大学设立了专项奖学金来支持下游的转化工作。

在李乙文课题组,像这样出自本科生的成果还有很多。这些学生在本科毕业后,可能会离开课题组,但他们会把奇思妙想留下来,课题组其他成员继续跟进。

李乙文的导师、美国国家工程院院士、美国阿克伦大学教授程正迪曾告诉他,做老师有两个乐趣,一个是“得天下英才而教之”,另一个就是看到学生的本领能够超过老师。

“刚刚接触科研,想法就能落地,这对于本科生来说是种莫大的激励。我愿意做给他们提供助力的人,让每个奇思妙想的种子都能落地开花。”李乙文说。

 
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