巨星陨落!武汉大学张俐娜院士的这项成果曾被称赞“最容易工业化生产的技术”

 2020年10月17日，中国科学院院士，武汉大学化学院教授张俐娜，在武汉逝世，享年80岁。（点击查看：中国科学院院士张俐娜逝世）迄今为止，已经有30位院士离开了我们。

在缅怀前辈科学家的同时，也回顾一下这位武汉大学第一位女院士在高分子物理与天然高分子材料中的突出贡献。近年来最大贡献无疑是“敲开了纤维素材料工业的大门”。

张俐娜 院士

敲开了纤维素材料工业的大门

张俐娜院士团队创建的“绿色”溶剂低温溶解的新理论和技术是可再生资源材料领域的重大突破，是一个实验室基础研究到工业化试验的神话般故事。这种由碱和尿素组成的混合水溶液不挥发、无毒、对环境无污染，而且它成本低、溶解快速，这种溶剂在纤维素技术中有巨大的潜力。这是国际上对张俐娜及其团队的评价。

    用尿素、氢氧化钠和水作为溶剂，预冷至-12℃，将极难溶解的纤维素放进去，2分钟便化为粘液。武汉大学化学学院教授张俐娜带领的研究团队通过开发这种“神奇而又简单”的水溶剂体系，敲开了纤维素科学基础研究通往纤维素材料工业的大门，也捧回了国际上纤维素与可再生资源材料领域的最高奖。

变废为宝，“绿色”溶剂显身手
      一直致力于生物质资源天然高分子材料科学基础和应用研究的张俐娜带领她的团队突破了用有机溶剂加热溶解的传统方法，提出一种水体系低温溶解高分子的“绿色”方法和新概念，将棉短绒、蔗渣、虾壳、蟹壳等农业废弃物转变为有实用价值的新材料。通过这种方法，废弃物可以变身为舒适的面料、可降解的薄膜、日用品和生物医学材料等。
      据张俐娜院士介绍，我国目前生产人造丝和玻璃纸使用的粘胶法需要大量使用二硫化碳，这给环境造成了严重的污染。团队发明了一种新的纤维素溶剂-7%氢氧化钠（NaOH）/12%尿素水溶液。该溶剂冷却到-12℃时，能迅速溶解纤维素（其分子量在1.2×  105以下），溶解时间仅需2分钟，达到纤维素历史上最快的溶解速度。他们用实验证明，NaOH水合物很容易与纤维素形成氢键而直接连结到纤维素分子链上，形成以尿素为主体包合纤维素-NaOH客体的蠕虫状包合物。这种由氢键驱动的大分子和溶剂之间自组装形成的复合物在低温下处于高度稳定状态。由此得出，纤维素在低温下溶解是由溶剂小分子（氢氧化钠、尿素、水）和纤维素大分子之间动态自组装引起，这不仅拓宽了高分子溶解理论，而且提出了低温溶解的新概念。在水体系中，低温溶解无任何化学物质挥发，因此这是清洁的生产过程。
  

曾被评价 “最容易工业化生产的技术”，工业化试验后推向市场

关于低温溶解技术的大范围应用，第二届国际纤维素会议主席、日本东京大学教授S. Kuga曾评价它为“最容易工业化生产的技术”。低温溶解后的纤维素溶液如何得到更好的应用？这恐怕是企业最为关注的话题。张俐娜和她的团队也就其实用性展开了深入研究，新型纤维素丝、纤维素膜、纤维素磁性材料、纤维素水凝胶的研发成功，为纤维素科学的基础研究走上材料工业化道路打下了坚实的基础。据悉，纤维素低温溶解技术正在进行工业化试验，其中，湖北化纤集团有限公司已经将纤维素溶液纺出长丝，随后他们与江苏海安申菱电器公司合作取得了该项目的初步工业化试验成果。

（部分整合：央视新闻、中国聚合物网）