Tài năng lớn của đất nước
Đại Quốc Nguyên Liệu
Các chuyên mục con như "Đã Đến" và "Phỏng Vấn" ghi lại những câu chuyện đầy trí tuệ của những người làm việc trong lĩnh vực nguyên liệu từ nhiều góc nhìn khác nhau.
Hạt nhân Hình ảnh đầu tiên mà công nghệ hạt nhân thường để lại trong tâm trí người ta thường là sự răn đe, kinh hoàng và sự xa cách. Khi nhắc đến công nghệ hạt nhân, mọi người thường nghĩ đến vũ khí hạt nhân như tên lửa hạt nhân và tàu ngầm hạt nhân. Dù công nghệ điện hạt nhân đã được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực năng lượng, nhưng nó vẫn dường như rất xa vời với cuộc sống hàng ngày. Áp dụng công nghệ hạt nhân vào những sản phẩm thiết yếu của cuộc sống hàng ngày dường như còn khó tưởng tượng hơn.
Tuy nhiên, có một nhà khoa học đã miệt mài cống hiến hơn hai thập kỷ để khám phá ứng dụng của công nghệ hạt nhân trong vật liệu màng mỏng, bà ấy đã thực hiện... Màng lỗ nhân tạo Từ nghiên cứu đến kỹ thuật và sau đó đến công nghiệp hóa. Hiện nay, công nghệ màng hạt nhân đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống hàng ngày. Trong buổi trò chuyện này, chúng ta cùng tìm hiểu về Tiến sĩ Cao cấp Vương Ngọc Lan của Đại học Thanh Hoa và công nghệ màng hạt nhân của bà ấy.
Tiến sĩ Vương Ngọc Lan
Ứng dụng màng lỗ hạt nhân trong bộ lọc tinh vi cho thiết bị truyền tải dung dịch lớn.
Thị trường hiện tại về vật liệu lọc trong dụng cụ truyền và tiêm thuốc đang đối mặt với nhiều vấn đề như kích thước lỗ lọc không đạt chuẩn, sợi vật liệu rơi ra gây ô nhiễm thứ cấp.
Mặc dù màng hạt nhân truyền thống có khả năng kiểm soát kích thước lỗ lọc, nhưng nhược điểm lớn nhất của nó là khả năng chịu tải thấp khi lọc, dễ bị tắc nghẽn. Trước vấn đề này, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Vương đã phát triển màng hạt nhân phi đối xứng, làm hình dạng lỗ micro thành hình nón đơn, có thể hiệu quả tránh tắc nghẽn và tăng khả năng chịu tải của màng. Hiện tại, màng hạt nhân phi đối xứng đã được áp dụng rộng rãi trong bộ lọc cuối cùng của dịch truyền lớn.
Ứng dụng màng lỗ hạt nhân trong việc làm sạch nước uống.
Nước uống không sử dụng máy lọc có thể chứa khoáng chất và thậm chí nhiều chất độc hại, trong khi nước đã lọc qua máy lọc lại loại bỏ cả các thành phần có lợi. Tại sao việc uống nước sạch và khỏe mạnh lại khó khăn đến vậy? Nhiều người đang gặp khó khăn với vấn đề này trong cuộc sống hàng ngày.
Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Vương dẫn đầu đã cải thiện công nghệ màng hạt nhân truyền thống và phát triển bộ lọc lõi hoàn toàn mới có thể lọc trực tiếp nước sôi.
Theo Tiến sĩ Vương, qua nhiều thí nghiệm đã chứng minh rằng khi dùng màng hạt nhân với tham số nhất định để lọc nước đã đun sôi, các chỉ số độ cứng tổng, fluorua và TOC giảm đáng kể; lớp bột lọc tích tụ trên bề mặt màng chứa các kim loại nặng có hại cho sức khỏe như nhôm, chì, barium, mangan, thủy ngân, cadmium, crôm... đã được phát hiện trong nhiều lần thử nghiệm; nước sau lọc vẫn giữ lại các nguyên tố vi lượng có lợi cho cơ thể và tỷ lệ không thay đổi đáng kể.
Ứng dụng màng lỗ hạt nhân trong việc làm sạch không khí.
Khói bụi tồn tại trong không khí bao gồm bụi, axit sulfuric, axit nitric và hợp chất hữu cơ, các hạt này có đường kính khí động học dưới 2,5 micromet. Lưới mắt thường của cửa sổ thông thường khoảng 1mm, so với các hạt dưới 2,5 micromet thì giống như viên đạn xuyên qua khung thành bóng đá, không có trở ngại gì.
Với đặc tính này của khói bụi, Tiến sĩ Vương và đội ngũ của bà đã phát triển màng hạt nhân cho cửa sổ chống khói bụi, bằng cách điều chỉnh kích thước lỗ màng hạt nhân, vừa đảm bảo lưu thông không khí vừa ngăn chặn PM2.5, đạt được hiệu quả làm sạch không khí trong nhà.
Tiến sĩ Vương Ngọc Lan đang kiểm tra thiết bị.
Sau khi hiểu rõ về ứng dụng của màng lỗ hạt nhân trong cuộc sống hàng ngày, nhưng rốt cuộc màng lỗ hạt nhân là gì? Tiến sĩ Vương Ngọc Lan sẽ trực tiếp giải đáp thắc mắc.
Công nghệ màng lỗ hạt nhân là gì?
Vương Ngọc Lan: Màng hạt nhân là một loại vật liệu màng đa, quá trình chế tạo chia làm hai bước. Bước đầu tiên sử dụng các cơ sở hạt nhân lớn để tăng tốc hạt nhân lên năng lượng cực cao, va chạm vào màng nhựa nhất định có độ dày nhất định, trên đường đi của hạt nhân sẽ tạo ra tổn thương phóng xạ, đường kính khoảng vài nanomet. Với màng nhựa có tổn thương phóng xạ như vậy, chúng ta có thể hiểu rằng bề mặt màng có rất nhiều lỗ nhỏ có đường kính vài nanomet. cá cược bóng đá Khi đặt màng như vậy vào dung dịch hóa chất ăn mòn, các kênh tổn thương phóng xạ trên bề mặt màng sẽ trở thành lỗ micro thẳng đứng. Bằng cách điều chỉnh điều kiện bức xạ hạt nhân và điều kiện ăn mòn, có thể thu được màng hạt nhân với mật độ lỗ và đường kính lỗ khác nhau.
Tính chất hóa học của màng lỗ hạt nhân rất tốt, tính chất nhiệt độ cũng rất tốt. Nó có ba đặc điểm chính, Một là mật độ lỗ có thể điều khiển được, Có thể đạt được từ một lỗ nhỏ trên 1 cm vuông đến 1 tỷ lỗ nhỏ. Thứ hai là độ đồng đều của lỗ, Tất cả các lỗ đều có đường kính giống nhau, vì khi tăng tốc hạt nhân, nó có năng lượng và khối lượng đơn nhất, do đó tất cả các lỗ đều có kích thước giống nhau. Thứ ba là phạm vi kích thước lỗ rất rộng và có thể kiểm soát chính xác, Từ vài nanomet đến vài chục micromet, vượt qua bốn cấp số thập phân không nhìn thấy bằng mắt thường, dẫn đến nhiều ứng dụng.
Đặc điểm nổi bật của màng hạt nhân là các lỗ có đường kính đồng nhất, cấu trúc lỗ quy tắc (cấu trúc lỗ micro thẳng), mật độ lỗ và đường kính có thể kiểm soát chính xác và có phạm vi tham số rộng, những đặc điểm này quyết định rằng màng hạt nhân có ưu thế không thể so sánh với các công nghệ màng micro khác trong nhiều lĩnh vực.
Trong quá trình công nghiệp hóa, công nghệ màng lỗ hạt nhân đã có những đột phá gì?
Vương Ngọc Lan: Thực tế, trong công nghệ bức xạ đã trải qua ba cột mốc quan trọng, Cột mốc thứ nhất Đột phá được lò phản ứng Công nghiệp hóa Công nghệ bức xạ; bước thứ hai Là cập nhật Công nghệ bức xạ máy gia tốc; Bước thứ ba là giải quyết sự ổn định của các thông số bức xạ; Về mặt kỹ thuật khắc, sau nhiều năm khám phá và nỗ lực gian khổ, Điều này giúp tính ổn định của màng của chúng tôi rất tốt, tức là độ ổn định của mật độ bức xạ, vì một khi sản phẩm được sản xuất ổn định thì đó là yếu tố then chốt.
Đã tiên phong quốc tế trong việc giải quyết quy trình sản xuất thương mại màng lỗ hạt nhân không đối xứng và đạt được sản xuất hàng loạt quy mô lớn. Cho đến nay, trên thế giới chỉ có chúng tôi có khả năng cung cấp màng lỗ hạt nhân không đối xứng hàng loạt. ， Việc giải quyết vấn đề kỹ thuật này **mở rộng lĩnh vực ứng dụng của màng lỗ hạt nhân. 。 Còn có thể giúp màng lỗ hạt nhân có lợi thế cạnh tranh rõ ràng so với các màng lọc khác trong việc lọc chính xác dưới 0,1 µm.
Màng lọc phi đối xứng hạt nhân là màng lọc hạt nhân vi lỗ tiên tiến nhất hiện nay, các chỉ số lọc vượt xa sản phẩm của Mỹ và Nga. Sự đột phá này không chỉ mở ra khả năng ứng dụng công nghệ màng hạt nhân trong sản xuất công nghiệp quy mô lớn như sản xuất nước tinh khiết trong công nghiệp điện tử, nước vô trùng trong công nghiệp dược phẩm, lọc bia trong công nghiệp thực phẩm, lọc sữa... Trong quá trình chuyển đổi công nghiệp, gặp phải những khó khăn gì? 。
Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển, nhóm nghiên cứu không chỉ nắm được công nghệ sản xuất màng hạt nhân công nghiệp mà còn đạt được nhiều kết quả khoa học sáng tạo, một số đã được thương mại hóa và đưa ra thị trường, mang lại hiệu quả xã hội và kinh tế tốt.
Gặp rất nhiều khó khăn,
Vương Ngọc Lan: Vấn đề lớn nhất vẫn là vấn đề quy trình trong quá trình phát triển công nghệ công nghiệp hóa. Nhật Bản Ví dụ, khi chúng tôi đang phát triển công nghệ màng phi đối xứng, trong phòng thí nghiệm mọi thứ đều ổn, nhưng khi chuyển sang dây chuyền sản xuất, vấn đề phát sinh. Sau nhiều lần thử nghiệm, mất hơn một năm, cuối cùng chúng tôi phát hiện vấn đề nằm ở khâu chọn vật liệu. Vật liệu này gây ra nhiều yếu tố can thiệp trong quá trình sản xuất sau này, và chúng tôi phải loại trừ từng yếu tố một.
Do đó, đó là một quá trình từ đơn giản đến phức tạp, rồi từ phức tạp trở lại đơn giản, giống như việc học tập. Ban đầu bạn nghĩ kiến thức tiểu học chỉ có chút ít, nhưng càng học càng nhiều, và khi đạt đến trình độ cao, như toán học, có thể chỉ còn ba tờ giấy công thức và định lý trong đầu, lúc này bất kỳ kỳ thi nào cũng không thể làm khó bạn. 789bey Nguyên nhân là vì bạn đã nắm vững kiến thức. Quá trình nghiên cứu và công nghiệp hóa cũng là một quá trình như vậy, từ đơn giản đến phức tạp, từ phức tạp trở lại đơn giản.
Tôi nghĩ bất kỳ sản phẩm nào cũng không đơn giản, trong quá trình công nghiệp hóa, cần có nhiều chuyên gia kỹ thuật giải quyết nhiều chi tiết khác nhau. Và Đức Tại sao Sản phẩm công nghiệp Làm tốt hơn người Trung Quốc chúng ta Tôi từng học tập và làm việc ở hai quốc gia này, Họ không bỏ qua bất kỳ chi tiết nhỏ nào trong cách làm việc. ， Cách tiếp cận cẩn thận này để giải quyết mọi vấn đề chi tiết để lại ấn tượng sâu sắc cho tôi. Chỉ khi nào mọi vấn đề chi tiết được làm rõ, chất lượng sản phẩm mới có thể ổn định. Trong quá trình công nghiệp hóa, có những kinh nghiệm đáng tham khảo gì? Ông nghĩ gì về sự phát triển tương lai của công nghệ màng lỗ hạt nhân? Cao cấp kỹ sư tại Viện Nghiên cứu Công nghệ năng lượng hạt nhân và năng lượng mới của Đại họ Tốt nghiệp chuyên ngành vật lý hạt nhân tại Đại học Bắc Kinh năm ...
Bài báo ... bài, nhận được bằng sáng chế quốc gia ...
Vương Ngọc Lan: Nhìn lại, tôi cảm thấy chúng tôi đã đi đúng con đường là không phụ thuộc hoàn toàn vào đầu tư nhà nước trong nghiên cứu. 789bey Ngay từ đầu, chúng tôi nhận ra rằng công nghệ màng hạt nhân là một công nghệ cốt lõi, nếu lấy cây làm ví dụ, công nghệ màng hạt nhân là thân cây, trên thân cây này có thể phát triển nhiều cành và vô số lá, nghĩa là dựa trên công nghệ cốt lõi này có thể phát triển nhiều nhánh công nghệ, mỗi nhánh công nghệ lại có thể phát triển ra nhiều sản phẩm khác nhau.
miếng bánh mì đầu tiên
Bài trước: Hiệu quả của cửa lưới chống bụi mịn bằng màng lỗ hạt nhân ra sao?
Vương Ngọc Lan: Ứng dụng của màng hạt nhân trong các lĩnh vực và tiềm năng khoa học công nghệ mà nó có thể đóng góp chưa được nhiều người chú ý. Công nghệ màng hạt nhân đã được các nhóm nghiên cứu tại Đại học Thanh Hoa phát triển qua nhiều thế hệ, nhiều năm, dần dần được công chúng biết đến nhờ nhu cầu về công nghệ và bảo vệ môi trường trong những năm gần đây. Để thực sự mang lại lợi ích cho nhiều người có nhu cầu, sự phát triển của công nghệ màng hạt nhân còn phụ thuộc vào sự phối hợp của các tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp quy mô lớn. Chúng tôi chân thành mong muốn các tổ chức nghiên cứu có nhu cầu, các doanh nghiệp quy mô lớn cùng nhau tiến hành nghiên cứu sâu rộng về công nghệ này, thúc đẩy sự phát triển không ngừng của công nghệ màng hạt nhân, mang lại lợi ích cho mọi người bằng công nghệ.
|
Vương Ngọc Lan Bài tiếp theo: Màng lỗ hạt nhân nặng ion là gì? 1986 1. Yếu tố nào ảnh hưởng đến hiệu suất của màng lọc? 1998 Năm [thời gian] nhận bằng tiến sĩ khoa học tự nhiên từ Đại học Waseda Nhật Bản. Bà từng giữ chức Phó giám đốc Phòng thí nghiệm phân tích hạt nhân của Viện Khoa học Hạt nhân Trung Quốc, Giám đốc kỹ thuật kiêm kỹ sư trưởng của Công ty TNHH Thượng Hải Tongfang, và từng là chuyên gia của Hội trao đổi khoa học công nghệ Đức. fellowship Nhãn hiệu chống giả bằng lỗ hạt nhân - Bà đã tham gia nghiên cứu nền tảng, nghiên cứu cơ bản ứng dụng và nghiên cứu ứng dụng công nghệ theo dõi hạt nhân cũng như phát triển công nghiệp hóa công nghệ màng hạt nhân, xuất bản nhiều bài báo. 40 3. Ứng dụng đa dạng và triển vọng rộng mở của màng lỗ vết tích 30 4. Ứng dụng của màng lỗ vết tích trong các lĩnh vực khác |
