“我現(xiàn)在要開始煮一鍋，先給它們燉上！”“注意火候！”中國科學院化學研究所（以下簡稱化學所）工程塑料實驗室里，研究人員之間的日常對話像是在廚房，充滿生活氣息。他們把不同的單體聚合得到高分子材料，做出高科技的塑料鈔基膜、高檔跑鞋鞋底。

“這些產(chǎn)品成功出爐，離不開團隊多年以來在聚烯烴和長鏈聚酰胺材料方面的深耕?！痹搶嶒炇腋敝魅味瓊b研究員向《中國科學報》記者介紹。

2023年三八婦女節(jié)前夕，這支以女性科研人員為主的科研團隊獲得全國巾幗文明崗榮譽稱號。

塑料鈔不“塑料”

2022年北京冬奧會期間，中國人民銀行發(fā)行了奧運會歷史上第一枚塑料鈔——20元面值冰上運動塑料鈔。這是第一枚中國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的塑料鈔，特別是它的塑料基材科技含量高，一點也不“塑料”。

冰上運動紀念鈔外觀（圖片來源：“中國人民銀行”微信公眾號）

顧名思義，塑料鈔就是用塑料薄膜印制的鈔票，比傳統(tǒng)紙鈔更難以偽造仿制?！半m然塑料薄膜在生活中很常見，但要做成鈔票，就必須要克服材料軟塌、油墨難以附著、容易熱變形、靜電嚴重等缺點?！倍瓊b介紹。

因此，研制和生產(chǎn)塑料鈔基膜的高分子薄膜困難重重。在中國取得成功之前，世界上只有澳大利亞和英國擁有這一關(guān)鍵技術(shù)。

2011年起，實驗室主任王篤金研究員帶領(lǐng)工程塑料實驗室的科研團隊在科技部“863計劃”重點項目和中科院“弘光專項”的支持下，對塑料鈔基材“卡脖子”難題進行了10多年的持續(xù)攻關(guān)，最終實現(xiàn)工業(yè)化穩(wěn)定生產(chǎn)。

作為該項目的核心骨干，董俠喜歡用“做餅”來類比制作塑料鈔基膜的過程：“面粉”是他們創(chuàng)制的高分子原料配方，“多層餅”是主體與表面結(jié)構(gòu)設(shè)計，“搟餅”是雙向拉伸加工工藝，隨后作為“大餅”的薄膜會變得剛?cè)崞胶?，“烤餅”是進行表面極性處理。經(jīng)過上述步驟，一張適合印刷的透明薄膜“大餅”就做好了。

“從配方開始，到實驗室吹出來40厘米寬的薄膜，再到車間里工業(yè)上放大到接近9米的薄膜，全過程都是從我們實驗室走出的創(chuàng)新成果?！笨吹蕉瑠W會塑料紀念鈔上獨特的變幻冰雪效果，董俠深感自豪。

這幾間面積并不大的實驗室似乎成了“撬起地球”的那個支點。除了塑料鈔，他們還撬起了國產(chǎn)高端跑鞋的世界。該團隊青年科研人員朱平博士介紹，自2014年起，面向高端跑鞋對塑料鞋底超輕、高彈的需求，研究人員從分子設(shè)計開始，創(chuàng)新長鏈聚酰胺的排列方式得到全新的配方，再通過類似爆米花的“超臨界發(fā)泡”形成蜂窩狀材料，供進一步加工應(yīng)用。

經(jīng)過8年攻關(guān)，實驗室已經(jīng)在合作企業(yè)建成百噸級生產(chǎn)線，目前已實現(xiàn)穩(wěn)定供貨，整體技術(shù)達到國際先進水平。“‘國潮’高端跑鞋已經(jīng)用上了！”朱平透露。

從科學中來，到產(chǎn)品中去

化學創(chuàng)造美好生活，是整個團隊始終懷揣的理想。多年來，他們一直努力探索讓基礎(chǔ)科學研究的成果既上“書架”又上“貨架”。

帶著實驗室做出來的高分子配方、生產(chǎn)線放大方案，科研人員常年奔走在全國各地的生產(chǎn)車間。他們時常會遇到一些“怪事”。比如，早在2002年，團隊正在攻克用來紡織土工布的聚丙烯高強絲制造難題，正在做博士后的董俠參與了這項工作。生產(chǎn)高強絲的快速取向和結(jié)晶過程經(jīng)常不穩(wěn)定，就像“靠天吃飯”。在場的科研人員和工程師把技術(shù)上可能的因素都排查之后，仍然百思不得其解。

當時，在課題組創(chuàng)始人、中國工程院院士徐端夫先生的指導下，科研人員又回到科學問題中去。“最后，我們從高分子化學與物理的基本問題出發(fā)，證實結(jié)晶過程與溫度和速度之間的關(guān)系，才從根本上解決了這個問題。”董俠說。

令董俠感受更深的一次經(jīng)驗來自攻克生物發(fā)酵法二元酸為原料的長碳鏈聚酰胺工業(yè)化制備難題。多年來，團隊面向國家重大需求，設(shè)計合成全新結(jié)構(gòu)的長碳鏈聚酰胺材料及其彈性體，系統(tǒng)研究了其聚合反應(yīng)動力學、聚合工藝條件和樹脂特性，為這一新材料實現(xiàn)工業(yè)化提供了理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，他們協(xié)助企業(yè)建成國內(nèi)最先進的萬噸級聚合裝置，打破了我國一直以來98%以上依賴進口長碳鏈聚酰胺材料的局面。

“成功的‘秘訣’就在我們實驗室自主設(shè)計發(fā)明的200毫升的聚合釜上?！倍瓊b表示，“我們通過這個小小的聚合釜，把化學反應(yīng)中的傳質(zhì)傳熱機理，也就是反應(yīng)動力學的基礎(chǔ)科學問題搞清楚了?！?/p>

用于生物發(fā)酵法二元酸為原料的長碳鏈聚酰胺聚合的聚合釜及相關(guān)裝置（化學所供圖）

“基礎(chǔ)研究創(chuàng)新為基，關(guān)鍵技術(shù)突破為用?！弊鳛橹袊茖W院大學授課教師，董俠在課堂上和學術(shù)報告中，常常把這句話放在PPT顯眼的位置上，這是她多年科研生涯的真切體會。

不分男女都奉獻

董俠和團隊成員合影（前排從左至右依次為劉學新、董俠、趙瑩，后排從左至右依次為劉國明、烏蘭、朱平、蘇允蘭，化學所供圖）

“董老師，我要去接孩子了。”采訪進行到一半，團隊中為數(shù)不多的男成員朱平向董俠請假。

“我們團隊的確一直是女老師比較多，但是帶孩子從來都不只是媽媽的專利?！倍瓊b說，“生活上，男老師、女老師都是小能手，既管孩子又顧工作。”

在團隊的年輕成員看來，這得益于前輩們帶了一個好頭。就拿徐端夫先生來說，他熱愛做飯，每年春節(jié)的年夜飯都是他親自下廚，就連家里保姆的廚藝也是他培養(yǎng)出來的。

做起科研來的奉獻精神，團隊中更沒有傳統(tǒng)意義上的性別之分。王篤金經(jīng)常在實驗室忙到后半夜；董俠則總在實驗室和企業(yè)之間連軸轉(zhuǎn)；研發(fā)任務(wù)緊急時，團隊成員也都會堅守崗位，不分節(jié)假日。

在女將居多的團隊中工作，朱平的感受是：“不管男老師、女老師，和我同齡的‘80后’老師們都有兩個孩子，也都同時面臨著科研和家庭的雙重壓力，團隊氛圍既輕松活潑，又嚴肅認真，給了我們很大的支持。”

對科學事業(yè)的熱愛是他們共同的初心?！坝腥碎_玩笑說羨慕我們在印鈔票，但我們眼里那只是科學，不是錢啊！”董俠說。

她表示，研究團隊將繼續(xù)秉承原始創(chuàng)新和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)協(xié)同發(fā)展的科研理念，在高分子科學和材料領(lǐng)域奮勇前進。