【陈昶乐:在“古老”领域挑战“圣杯”】你可能没听说过聚烯烃,但在日常生活中你肯定接触和使用过它,比如塑料袋、矿泉水瓶盖、薄膜等。中国科学技术大学(以下简称中国科大)教授陈昶乐的工作就是研究如何让这种材料性能变得更好。

变得更好,意味着这是一条向上的路,注定不那么轻松。“如果再选一遍,我一定还会选择化学。化学科研的道路虽然辛苦,但我乐在其中。我几乎每天都在工作,但事实上我不是在工作,而是在做喜欢的事情。”陈昶乐说。日前,他获得了2022年度中国科学院青年科学家奖。

挑战最后的“圣杯”

聚烯烃是世界上产量最大的合成高分子材料之一,占全部塑料的一半左右,全球平均每人每年使用量超过30公斤。聚烯烃材料被广泛用于农业、商业包装、军事、医疗防护等领域。

在20世纪60年代,聚烯烃是热门领域,当时全球多个团队参与了烯烃聚合的开发。1963年,德国化学家齐格勒与意大利化学家纳塔因为烯烃聚合催化剂方面的研究共同获得诺贝尔化学奖。

经过80多年的发展,很多人认为,聚烯烃领域已经很古老、体系很成熟了,在学术界和工业界都有大量的研究积累。换句话说,聚烯烃领域趋于“冷门”了。

“要知道,许多问题前人早已研究出来,而剩下的那些几十年都解决不了的问题,一下子想要突破是非常困难的。”陈昶乐坦言。

聚烯烃一般是非极性的,这导致其印刷性、染色性等很多性质比较差。为了改善其性质,人们可以在聚烯烃主链中引入少量的极性单体。然而,这一过程的实现非常具有挑战性,被认为是聚烯烃领域最后的“圣杯”之一。这就是聚烯烃领域难啃的“硬骨头”。

陈昶乐介绍,我国是全球聚烯烃生产和消费大国。但是,目前我国聚烯烃产业出现了低端产品严重过剩、高端产品进口依赖度高的矛盾。比如我国光伏发电产业技术基本实现了自主创新,但是用于光伏组件封装的聚烯烃弹性体材料还完全依赖进口,并且国外的生产工艺技术对我国严密封锁。

从在中国科大获学士学位,到前往美国芝加哥大学攻读博士学位(其间获得芝加哥大学化学系Nathan Sugarman教学奖,是该校化学系历史上第一个荣获此奖的中国人),再到前往美国西北大学从事博士后研究,陈昶乐始终聚焦于聚烯烃,并积累了10余年的研究经验。

他意识到,“我们唯有通过科技创新,攻克关键核心技术、打破垄断,才有可能实现聚烯烃产业高质量发展” 。

2012年10月,当时正在位列福布斯500强的塞拉尼斯公司工作的陈昶乐作了一个决定——回国,加入中国科大,向聚烯烃领域最后的“圣杯”之一发起挑战。

他说:“我希望进入我国高速发展的快车道,为国家做一些事情。在聚烯烃这个传统研究领域,如果我们能够做出一些开创性的工作,将会起到推动与引领作用,意义重大。”

“试试,再试试”

2013年1月,30岁的陈昶乐回到中国科大,成为该校一名年轻的教授。

他将研究内容分为两块:一块是如何高效地在非极性聚烯烃里引入极性官能团的基础研究,另一块是应用导向研究,希望实现高端聚烯烃工业化的应用。自此,一场“硬仗”开始了。

“聚烯烃的核心是催化剂,它可以把烯烃单体聚合起来。但是一旦引入极性官能团,催化剂可能‘死掉’、失去活性。”陈昶乐介绍,发展新型高性能催化剂是拿下最后“圣杯”的关键所在。

研究初期,他们进行了大量催化剂试错与筛选工作。陈昶乐笑称自己做的是“劳动密集型”工作。

“当时,我们大概改了三四十种催化剂,仍然没有找到合适的。”陈昶乐有些犹豫了,如果放弃,之前花费的时间就白费了,但是继续坚持下去的话,一两年内可能还是不出结果,那该怎么办?

实际上,这也代表了目前整个聚烯烃领域的研究现状——虽然有一定的理论指导,即文献报道了成千上万种烯烃聚合催化剂,但要从中得到高性能的催化剂,极其耗时耗力且成功率很低。

陈昶乐决定“试试,再试试”。“在实验室里,陈老师手把手指导我们做实验,不够好就改,还不够好就再改,一直到改好为止……从早上8点到深夜12点,陈老师经常与我们共同‘作战’。”陈昶乐实验室成员邹陈说。

正是这种坚持不懈、坚定不移朝前走的精神,使他们成功发展了一系列全新的催化剂设计策略并制备了全新的催化剂体系。

同时,针对催化剂设计领域主要基于试错法,效率低、成功率低的特点,陈昶乐课题组设计并发展出了一系列新型、通用的调控手段,可以实现对烯烃聚合反应过程的更好调控,这在国际上具有引领性。

国际学术界认为,引入极性单体是“好事”,可以改善聚烯烃性质、提升性能。但是国际上从来没有人系统地研究过这会“好”到什么程度、怎么好、具体的性质是什么。陈昶乐带领团队率先对功能化聚烯烃材料的一系列宏观性质以及可能的应用方向进行了“普查”。

在以上一系列工作的基础上,陈昶乐又开始新型催化剂以及功能化聚烯烃材料工程应用放大方面的探索。

陈昶乐曾说:“在聚烯烃研究道路上遇到的最大挑战,是如何将自己的研究与文献中大量的聚烯烃相关研究区别开来,形成自己的学术标签。”

“勇敢走出舒适区”

2020年5月,科技部等九部门印发《赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权试点实施方案》。这进一步激发了科研人员的创新热情,促进科技成果转化。

在这一大背景下,原本就有意将科研成果推向工业化应用的陈昶乐,在2022年顺利成立了合肥中科科乐新材料有限公司,并且成功获得了2600万元的风险投资,用于推进高端聚烯烃弹性体的工业化制备。

“目前,市场上的聚烯烃弹性体都由国外生产,国内没有生产商能够生产。它的主要用途是光伏封装、汽车车用塑料的改性,以及制备锂电池的隔膜等。”陈昶乐介绍,比如聚烯烃弹性体可以把光伏的组件封装起来,这样光伏发电在野外恶劣的环境中,也能更好地起到阻隔和透光作用。

当真正开始与市场对接时,陈昶乐和团队成员发现,市场的需求和自己的研究方向有很大不同。“大学里研究和关注的是更新更好,市场还要考虑成本问题、接受度问题。不是你的产品好,市场就会买账。”陈昶乐说,真正要把原创的聚烯烃弹性体材料推向市场,还有很长一段路要走。

如今,中科科乐新材料的发展逐渐步入正轨,正在做十吨级聚烯烃弹性体的放大实验。下一步,他们准备建设万吨级的生产线,进行批量生产。

对于未来,陈昶乐充满信心。“我的目标是要用国际原创的催化剂做国际原创的高端聚烯烃产品,比如聚烯烃弹性体、环烯烃共聚物、超高分子量聚乙烯等。”

谈及给青年学者的建议,陈昶乐表示:“我希望青年学者尽早找到自己真心热爱的领域并坚定地走下去,同时需要勇敢地走出舒适区,挑战新的研究方向。”https://t.cn/A6C5q2Hq

展览预告 | 全国著名美术家精品艺术联展——“艺术点亮乡村”全国美术家走进太行采风写生创作展即将开展
乡村是孕育和传承中华文化的沃土,是中华优秀传统文化重要的传承传播场所。河北省历史文化底蕴深厚,拥有广袤的农村,先后有206个乡村被列入“中国传统村落名录”。通过艺术赋能,让乡村文化遗产“活起来”,让美丽乡村风貌“亮起来”,是文化助力乡村振兴的重要途径。为充分利用河北省得天独厚的乡村资源禀赋,提升乡村审美情趣,展现乡村文化脉络,2022年7月,由河北省文化和旅游厅主办,河北美术馆(河北画院)承办的“走进太行——艺术点亮乡村”活动启动,来自全国的35位优秀美术家深入河北省阜平、蔚县、丰宁、围场等地的乡村基层开展采风创作。
美术家们先后来到总书记2012年走访慰问并发出脱贫攻坚动员令的“骆驼湾一号院”和顾家台革命老区,古建筑和壁画等乡村文化遗产丰富的张家口市蔚县小饮马泉村、回回墓村、南柏山村,自然景观和风土人情特色浓郁的丰宁县老虎沟门村,以及围场县红葫芦村、庙子沟村、拐步楼村、三义永村等,通过对当地自然景观、建筑风貌、产业发展、民俗民风的深入体验,创作出百余幅描绘乡村美景,富有浓郁文化气息,反映脱贫攻坚成果和新农村建设成就的优秀美术作品。
“走进太行”活动已经连续开展了13年。13年的坚持、探索和培育,一批河北美术家深耕“太行文化”,对“太行风土”产生了越来越深厚的情感,对“太行精神”的传达表现越来越驾轻就熟,已然成为河北大地一支独特的美术创作群体。此次“艺术点亮乡村”写生采风创作展览活动作为“走进太行”的最新项目,既是对新农村、新景象的描摹和记录,更是美术家对新时代的最新体悟和赞颂。
此次巡展来到唐山,丰富了唐山市民的精神文化生活。广大观众可以通过展览进一步了解河北、认识河北,在历史与艺术并重的文化享受中体味社会的真善美,感受我们对共同生活的这片热土的无限热爱。党的二十大的胜利召开,“推出更多增强人民精神力量的优秀作品”成为广大文艺工作者的使命与担当,唐山美术馆(唐山画院)将在党的二十大精神指引下,不断推出优秀美术作品和美术人才,推进文化自信自强,为打造更多更好的中国式现代化河北场景、唐山场景贡献力量。

儿童癌症越来越多,这些事父母一定要知道!

癌症已变成全世界儿童和青少年死亡的主要原因之一。
据统计,全世界每年大约有40万名0~19岁的儿童和青少年被确诊为癌症;中国每年新增3-4万名儿童和青少年癌症患者。据国际儿童肿瘤学会调查,每3分钟就有1名儿童死于癌症。每年的2月15日,是国际儿童癌症日,让我们共同关注患癌孩子,提醒更多家长,一些及早发现威胁孩子健康的隐患,早预防早发现早治疗,让更多孩子免于病痛折磨!

儿童易发生哪些恶性肿瘤?与成人癌症有何区别?
儿童不是缩小版的大人,相比成人,儿童不仅仅是个子小了点,往往还有着自己独特的生理病理情况。儿童癌症也不是成人癌症的mini版,其发病部位、基因突变类型、免疫逃逸机制等,都与成人不同。儿童肿瘤集中在造血淋巴系统、中枢和交感神经系统和间叶组织,多源于胚胎残留组织和中胚层。
最常见的癌症是:急性淋巴细胞性白血病、脑瘤和淋巴瘤等。
其中,恶性肿瘤谱中白血病占30%,脑瘤20%,淋巴瘤10%,实体瘤40%。在实体瘤中最常见的是以下几种:神经母细胞瘤、肾母细胞瘤、生殖细胞瘤、横纹肌肉瘤以及肝母细胞瘤,当然还有其他一些少见的肿瘤。

儿童肿瘤的发病年龄呈双峰性特征,第一个高峰期是五岁前,尤其是三岁前,第二个高峰期就是青春期。肿瘤发病机制复杂,具体发病机制目前尚不清楚,普遍研究认为可能与遗传及环境(生活环境、生物、物理、化学)因素有关。与成人肿瘤不同,儿童恶性肿瘤比较隐匿,肿瘤恶性度高,进展非常快,容易早期发生远处转移,从一期发展到四期,最快只要三个月,因此早期发现至关重要。

治愈率虽高却常被误诊延误治疗
由于身体还处于生长期,儿童自身具有骨髓再生能力强、新陈代谢旺盛的特点,因此:儿童对化疗、放疗敏感程度要好于成人,预后也是明显优于成人的。随着近几年国家对儿童肿瘤早诊早治意识的增强,以及治疗方式的不断更新优化,我国儿童肿瘤总体生存率和治愈率都有明显提高。目前我国儿童肿瘤的总体治愈生存率已经从过去的不足30%,提升到了现在的80%,远远高于成人。
比如,急性淋巴细胞白血病,儿童整体5年生存率已超过80%,而成人只有40%;霍奇金淋巴瘤,儿童整体5年生存率超过98%,成人是87%。但由于部分儿童无法准确表达患病带来的不适,家长对儿童肿瘤又知之甚少,因此,儿童患癌早期被发现几率较低,发现的时候可能已经是中晚期,并且错过最佳的治疗期。

如何做到早期发现、确诊?
儿童肿瘤防治,需多方关注。对于家长来说,要多留意孩子的身体变化,及时发现一些“警告信号”。
1、淋巴结肿大-颈部、腋下、腹股沟等处淋巴结肿大、长时间不消,有多个融合趋势,或短时间明显增大,需警惕;
2、无痛性肿块-四肢、腹部、后腰部等一旦发现肿块,尤其是无痛性肿块,须就诊查明原因;
3、一过性症状-一过性的癫痫,眼黑,或步态不稳,易跌倒,恶心呕吐等症状,需排查脑部肿瘤;
4、持续发烧-不明原因发烧持续1周以上,经抗感染治疗无效的,应及早就诊;
5、疼痛-长期的持续性或间歇性的非外伤疼痛;
6、反复腹胀、呕吐-腹部及肠道肿瘤可能引起肠道梗阻,出现腹胀、呕吐等消化道症状;
7、眼部不适-眼部肿瘤可能导致眼部胀痛、眼球突出、眼球运动异常,需排查;
8、贫血、出血-不明原因的面色苍白或出血,包括牙龈出血、皮肤瘀斑、出血点等。

孩子从出生以后,家长注意带孩子定期做体检,就可以做到早期发现。
儿童肿瘤防治,预防、观察、体检、排查、治疗每一步都很关键,希望家长朋友们做好日常观察!

内容来源:中山大学附属第三医院儿科


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