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用废弃生物质吸“金”的唯佳团队

2018-05-18来源:作者:赵烨烨、段琪、张凝

    近年来,“重金属污染”已经作为一个不容小觑的污染问题成为社会各方面关注的焦点。在我校工学院有这样一个团队,正努力用自己的专业知识关注这一生态问题。他们秉承“变废为宝”的理念,致力于研发同时兼备高性价比以及绿色环保的产品。仅起步一年就在各个竞赛中折桂夺魁。该团队负责人、工学院二年级研究生万泽卿向我们讲述了他和他的唯佳团队用科研“创造”生态的故事。

起步:缘起偶然担使命

    “我们实验室本来的课题并不是重金属离子检测,而是研究纳米材料,”万泽卿介绍说,重金属检测这个研究课题其实是他们在实验中的偶然所得。“起初是想研究如何提升碳材料的吸附能力,后来把研究方向延伸为电化学。结果意外发现玻碳电极附上了改性后的碳材料后,溶出峰电流与水中特定粒子浓度之间有稳定的线性关系,因此利用这种线性关系就可以检测出痕量重金属浓度。” 

    金属在水体中积累到一定的限度就会对水体-水生植物-水生动物系统产生严重危害,并可能通过食物链直接或间接地影响到人类的自身健康。联想到现实生活,万泽卿和他的同学们意识到,这不正好可以运用到日益恶化的水体重金属污染的检测治理中去吗?

    “近年来,我国水体重金属污染问题十分突出,江河湖库底质的污染率高达80.1%。作为社会一员,我们有必要、有责任为自己和后代的生态环境负责,保留健康无污染的淡水资源,因此我们这一代要对我们使用和排放的每一滴水负责,共同为他们的健康负责。”万泽卿和他的同学们一下子从中体会到了团队所蕴藏的一种神圣的社会使命。

探索:变废为宝成理念

    科学研究的过程从来不会总是一帆风顺的。在早期实验探索中,各类瓶颈也曾一个个接踵而来。

    在团队实验中将生物质液化的阶段,需要向烧瓶内滴加盐酸形成一个酸性的环境。奇怪的就是第一次做这个实验的时候,盐酸凑巧控制得比较好,成功完成了。但后来重复实验时,黑色的液化物难以用试纸测定pH,液体固化在烧瓶底部,黑黑的一大块,很难处理。“当时特别烦躁,不知道哪里出现了问题。”

    “遇到挫折,最怕的就是怀疑自己和自己所做的,一定要相信自己,不辜负自己的成果,不降低对自己的要求。”就在万泽卿和他的同学们陷入无限迷茫的时候,团队导师李坤权为他们指点了迷津。李老师和他们一起用了很长时间,亲自动手和组员重演实验,从原材料开始分析每一个实验细节所产生的影响。最后发现是因为盐酸的剂量没有控制好,稍多一点就会导致提前塑化。

    在李老师的指导下,“守得云开见月明”的唯佳团队更加坚定了他们不断探索下去的决心。

    经过数以千次的反复实验,以“一种快速检测重金属离子的生物质改性石墨烯电极”为核心,兼具高性价比与绿色环保的特性的产品理念应运而生。

    这款“重金属离子检测仪”其实是一款利用生物质液化重组装技术,通过对杨梅废核、甘蔗渣等农业废弃生物质材料的液化及氨基改性,最终制成具有优异吸附性能的生物质改性石墨烯基介孔碳,并将其修饰到电化学电极之上,能对环境中痕量重金属离子具有高识别性能的电化学传感器。

    就这样,“变废为宝”成为了唯佳团队秉承的理念。他们将杨梅废核、甘蔗渣等低碳环保的废弃生物质材料,加以有效利用,实现资源节约,较好地综合了生物质、化学、环境治理等多学科知识,更加贴近实际生活应用。

    南京农业大学工学院大学生创业大赛一等奖、“金磁·创咖杯”双创竞赛一等奖、2017第二届江苏省科协青年会员创新创业大赛二等奖!唯佳团队“变废为宝”的金点子在一次次创业创新大中崭露头角。该项目还被列入2017南京企业新产品新技术推介目录中。2018年1月,经过筛选,从众多项目组脱颖而出,作为30强参加央视“创业英雄汇”泰州站总决选,直面投资人,得到了专业投资人及专家的宝贵意见。

憧憬:做出产品创未来

    “先把产品做出来!”有了前期踏实的探索和积累,对于该项目的未来,团队成员们也有了明确的计划。

    “电极上所使用的碳材料是唯佳团队攻克技术壁垒自主研发的,具有不可复制性。这项研究的专利已经在申请阶段了,大家的当务之急是尽快做出成品并得到专业机构的技术认证。”万泽卿胸有成竹地说。

    “这一款产品核心原材料为杨梅废核、甘蔗渣等生物质材料,单只成本仅为300元,与市场上同类产品相比,价格优势十分明显。还能够实现单独或者同时检测多种重金属离子,兼具高性价比以及高检测性能的优点,并且体积小,易操作,对于目前市场上大多昂贵的检测仪器来说具有独特优势。”据万泽卿介绍,重金属离子检测仪具有短小便携、价格低廉、绿色环保等特点,“我们还提供与之配套的相关服务,能够更好地满足客户需求。”

    “未来希望可以进一步优化碳材料,比如做到可以同时测多种重金属离子浓度。”万泽卿说,这项技术的前景还是很广阔的,比如测饮用水检测、化妆品重金属离子测评、高校实验室、农业灌溉水源检测等。而他们研究室团队所制造的检测器方便检测且精确度较高。目前准备进攻中端市场。现在市场上只有昂贵的大型检测仪器,而小型的又不能准确测算浓度,缺乏一种性价比较高的产品,唯佳团队的产品就刚好可以满足这种需求。

    “‘唯佳’的意思就是唯有更好!”对于工作室的未来,万泽卿憧憬到:“希望我们一方面能继续保持劲头,坚持深入科研,另一方面也努力了解其他方面的知识。同时期待团队里的每个人以后都可以独当一面,能够最大程度地提升自己,为未来的竞争积累资本。”


编辑:实习编辑

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