開發(fā)一項技術(shù)不一定很難,難的是能不能把它成功推向市場,形成產(chǎn)業(yè)。
我國從事陶瓷膜制備研究的單位有50余家,然而,“只有我們課題組最快實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn),主要是材料化學工程學科交叉和面向應用過程的研究思路發(fā)揮了重要的作用。”徐南平說。
據(jù)介紹,該項目自主開發(fā)的陶瓷膜裝備能夠在化學反應存在的極端環(huán)境,實現(xiàn)無清洗狀況下3個月以上的連續(xù)穩(wěn)定運行,這被認為是我國陶瓷膜裝備能夠在連續(xù)化大工業(yè)中應用的保證。這些研究成果獲得了江蘇省科技進步一等獎、全國化工行業(yè)技術(shù)發(fā)明一等獎,2005年國家技術(shù)發(fā)明二等獎。
徐南平介紹說,項目開發(fā)的陶瓷膜在化工、石油化工、納米材料、中藥制備等領(lǐng)域的應用技術(shù),均為首創(chuàng),擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。他舉例說,開發(fā)的專用氧化鋯陶瓷膜,解決了陶瓷膜處理軋鋼乳化油廢水通量穩(wěn)定性的關(guān)鍵問題,新工藝的綜合成本是進口膜裝置的1/3,已在我國鋼鐵行業(yè)的十幾家大型企業(yè)建立了近30個工程,僅此一項應用技術(shù)產(chǎn)品銷售額就超過億元,該技術(shù)獲得了中國膜工業(yè)科技進步一等獎。
項目提出將無機陶瓷濾膜錯流過濾技術(shù)與濕化學法超細粉體相結(jié)合的新思路,獲得了系列專利,與傳統(tǒng)流程相比,新工藝將傳統(tǒng)工藝的多步過程集成在同一裝置中完成,變間歇過程為連續(xù)過程,使生產(chǎn)工藝大為簡化,已成功推廣應用30多家企業(yè),涉及氧化鈦、氧化鋯、氧化鎳、氧化釔等數(shù)十種粉體的生產(chǎn)。“通過面向應用過程的陶瓷膜的優(yōu)化設計,能有效實現(xiàn)超細顆粒懸浮液體系的固液分離,截留率達到99%以上,可顯著提高產(chǎn)品的收率。”徐南平說。
陶瓷膜技術(shù)在化工與石油化工主流程中應用的關(guān)鍵問題是,如何克服膜過程的堵塞問題以適應化工與石油化工大生產(chǎn)連續(xù)性的要求?徐南平領(lǐng)導的研究組提出陶瓷膜與液相化學反應耦合的構(gòu)思,并且獲得了國家發(fā)明專利。開發(fā)出分置式液相膜催化反應器和一體化的液相膜催化反應器,在石化主流程中得到成功應用,大大提高了催化反應效率,該技術(shù)目前已經(jīng)推廣應用多家企業(yè),最大規(guī)模達到萬噸級,經(jīng)濟與社會效益均十分顯著。
盡管陶瓷膜在生物發(fā)酵領(lǐng)域已經(jīng)獲得了成功的應用,但對于有些高黏度、需要低溫操作的體系,由于膜通量太低而一直沒有投入大規(guī)模的應用。徐南平說,頭孢菌素的生產(chǎn)就是一個例子。頭孢菌素C(簡稱CPC或頭C)是合成各種頭孢菌素類抗生素的母核的起始原料。它發(fā)酵后期菌絲老化斷裂,料液黏稠,濕菌含量達到50%左右,同時由于CPC的降解對溫度十分敏感,只能在攝氏10度左右操作,因此膜通量很低,陶瓷膜技術(shù)在CPC生產(chǎn)中一直難以大規(guī)模工業(yè)應用。本項目通過膜材料微結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計,開發(fā)出性能優(yōu)異的膜材料,并且通過過程的優(yōu)化設計,在國內(nèi)首次將陶瓷膜技術(shù)應用于CPC的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
中藥口服液是中藥制劑中品種廣泛的一類。目前國內(nèi)很多企業(yè)在口服液的生產(chǎn)工藝中,沿用一次或者二次醇沉,能耗、物耗均比較高。徐南平領(lǐng)導的課題組提出用陶瓷膜過濾取代原有的一次醇沉工藝。將新工藝生產(chǎn)所取樣品與隨機抽取的原工藝進行比較,采用陶瓷膜直接處理中藥水提液,能夠有效地去除藥液中的大分子、鞣質(zhì)及其他非藥用等物質(zhì),提高了藥液有效成分的含量,使得產(chǎn)品的收率和品質(zhì)得到了顯著的提高,生產(chǎn)周期由原來的15天縮短到9天,每年可節(jié)約大量的乙醇。
在面向應用過程的技術(shù)構(gòu)思和理論指導下,通過裝備成套化和技術(shù)集成,本項目實現(xiàn)了新構(gòu)思的大規(guī)模工業(yè)應用,目前已有百余套裝備在工業(yè)部門的一系列重要領(lǐng)域成功應用,效益十分顯著。所開發(fā)的陶瓷膜產(chǎn)品占國內(nèi)市場的2/3以上,具有很強的國際競爭力,在多個國際招標項目中贏得成功,使陶瓷膜成為我國為數(shù)不多的具有國際競爭能力的重要膜品種,取得了數(shù)億元的綜合經(jīng)濟效益和良好的社會效益。
徐南平說,膜技術(shù)與相關(guān)技術(shù)的集成應用已對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響,并有可能改變相關(guān)行業(yè)的面貌。膜技術(shù)受到重視的根本原因在于膜技術(shù)對人類資源、能源、環(huán)境、人民健康和傳統(tǒng)技術(shù)改造等領(lǐng)域科技進步的推動作用。大多數(shù)膜分離過程中,物質(zhì)不發(fā)生相的變化,可以在室溫下操作,所以膜分離一般被認為是高效節(jié)能的新型分離技術(shù),是解決當代人類面臨的能源、資源、環(huán)境等重大問題的有效手段之一。
徐南平認為,以無機膜為代表的膜催化反應技術(shù),通過將反應產(chǎn)物的一部分或全部從反應區(qū)及時移出,可打破化學反應平衡的限制,提高反應的轉(zhuǎn)化率,將有可能對整個化學工業(yè)、石油化工等國家支柱產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生變革性影響。
徐南平:創(chuàng)新貴在堅持
南京工業(yè)大學副校長、膜科學技術(shù)研究所所長、國家973計劃首席科學家、863計劃材料領(lǐng)域?qū)<医M成員……我在想,如果這諸多身份集于一人,名片上可能是印不下的。
好在這張“名片”的主人,徐南平院士,只用一個簡單的稱謂全給代替了,即便他成功創(chuàng)辦過兩家企業(yè),并且他們的資產(chǎn)如今已經(jīng)數(shù)十倍于從前,他依然堅持認為:“我只是一個科教工作者”。
也有媒體認為,他算得上是個企業(yè)家,因為關(guān)于經(jīng)商,他曾經(jīng)有過一段很精辟的概括,他把商人分為三種:惟利是圖的奸商;主張共贏的儒商;廣播愛心的佛商。他甚至對商人的心態(tài)也做過分析:一是把企業(yè)當老婆,別人多看一眼都不行;二是把企業(yè)當兒子,別人覺得漂亮可愛,看看可以,但絕不可以抱走;三是把企業(yè)當小豬,養(yǎng)大一窩賣一窩,甘為他人做“嫁衣”。
然而,我想他的確算得上是有企業(yè)家頭腦的科學家,卻絕對不是個企業(yè)家。因為他辦過的兩個企業(yè),最難的起步階段他頂著,一發(fā)展起來就“給”了別人,哪有這樣的企業(yè)家!
從這一點來看,應該相信徐南平說的是真話。“對于科研人員而言,辦公司只是成果轉(zhuǎn)化的手段,而不是目的。”他說。他辦企業(yè)大凡都是為了讓辛辛苦苦研究出來的成果能真正發(fā)揮作用、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化———畢竟,目前而言,我國的企業(yè)科研成果孵化能力并不強。
不過,無論是從事研究還是把技術(shù)推向市場,徐南平都是成功的。他將這個歸結(jié)于他的堅持。他說,做科學研究要十年磨一劍。
從他博士生畢業(yè)從事膜技術(shù)研究開始,將近20年他沒變過研究方向。1989年12月,徐南平在南京化工學院化學工程專業(yè)完成了博士學業(yè),留校從事膜技術(shù)的研究。他在陶瓷膜領(lǐng)域從零開始,艱苦創(chuàng)業(yè),參與并組織了我國三代陶瓷膜生產(chǎn)線和重大應用工程的設計、建造和運行管理工作。一舉打破了國外的技術(shù)封鎖,填補了我國在這一領(lǐng)域的空白。
最初搞陶瓷膜研究,徐南平是“不會,沒錢,沒人”,完全是白手起家。如今,他主持的南京工大膜科學技術(shù)研究所成為國際無機膜學術(shù)界關(guān)注的高水平實驗室之一,身邊也聚集起一支由十幾名教授、博士組成的科研團隊,邢衛(wèi)紅、金萬勤、范益群等教授已經(jīng)成為我國膜領(lǐng)域卓有成就的學者。
他主持研發(fā)的陶瓷膜制備技術(shù)及產(chǎn)品也占到了國內(nèi)市場的2/3。一個小的例子可以看出來他的研究在市場上的成績。1997年底,他與研究所的其他6位博士一起入股,加上學校,共同投資50萬元成立了江蘇久吾高科技發(fā)展有限公司。僅用3個月時間,久吾公司就研制出我國首套大型陶瓷膜設備,當年實現(xiàn)利稅200多萬元。兩年后,公司資產(chǎn)增值達到21倍多。
“不要奢想自己比別人聰明,也不要奢想自己比別人勤奮,科學技術(shù)研究取得成功的唯一秘訣就是堅持。”徐南平說,別人帶幾個人同時研究好幾個方向,甚至幾年就換一個方向,而他則是帶領(lǐng)幾十個人十幾年研究同一個方向,如果做得不如別人,那是不可思議的。
在他看來,這個道理很簡單。“這就像你挖10口井都不出水,還不如沉下心把1口井挖深點,挖出水來。”他說。熟悉他的人知道,這些年“只要和陶瓷膜有關(guān)的研究他都做,無關(guān)的他絕不沾手”。當然事實證明他的堅持是對的,他3次獲得國家科技進步獎和國家技術(shù)發(fā)明獎,得獎的項目都是跟陶瓷膜有關(guān)的。
他有句名言叫,積累才能創(chuàng)新,堅持就是成功。他甚至固執(zhí)地認為,我國所有的科研人員倘若都能沿著自己的方向堅持走到底,我們國家的科技水平早就不是今天的樣子。