【科技日報】北理工王博團隊新成果登上《自然》雜志
發(fā)布日期：2017-02-20 供稿：科技日報 編輯：楊晶 審核：王征 閱讀次數(shù)：
原文標(biāo)題：織一張吸附PM2.5的網(wǎng)——北理工王博團隊新成果登上《自然》雜志
最近找王博的人很多,。外界的密集關(guān)注,，源于本月初《自然》的一篇報道：北京理工大學(xué)王博教授團隊,，將金屬有機骨架化合物（MOFs）用于空氣過濾凈化。經(jīng)實驗室檢測,，室溫下,，該材料對PM2.5的濾出率可以達到99.5%。
新的凈化材料,！而且,，它不只是一項實驗室研究。王博透露,，今年就會有應(yīng)用這種材料的產(chǎn)品問世,。
吸住、扒開,、分離 分子海綿這樣對付PM2.5
MOF究竟是什么,？
王博從最基礎(chǔ)的概念講起。他打開電腦,，調(diào)出一幅幅MOF的結(jié)構(gòu)圖,，盡量用通俗語言解釋這種材料的特性。此時,，你開始理解,，為何“80后”教授王博常年能在學(xué)生的教學(xué)評價上拿到高分，即使從不點名,，他的課堂有時還能爆滿,。
MOF全稱為Metal—Organic Framework, 是一大類新型無機材料與有機高分子單體的原子級別復(fù)合物。宏觀世界的框架,，離不開“中心點”以及通過中心點連接的“梁”,。微觀世界，同樣如此,。各種無機金屬離子或團簇與有機分子直接聚合，結(jié)成三維的有序的網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu),。這類材料具有發(fā)達的納米級孔道,，以一個MOF材料為例，其孔道為1.12納米,。
可以想象一下,，MOFs織成一張立體的網(wǎng)，網(wǎng)上布滿了密密麻麻的微小孔洞,，科研人員精心調(diào)整它的尺寸,、形狀或者結(jié)構(gòu)，以篩分不同類型的分子,。這些微觀框架的“梁”上,，可以加上不同性質(zhì)的官能團。比如，若帶上堿性官能團,，它就能更“大力”地把酸性氣體“拽”進來,。
MOF的一大優(yōu)勢，是比表面積大,。以其中的一類MOF材料為例,，1克這種材料如果內(nèi)表面全部展開，可以鋪展到8000平方米,，覆蓋一個標(biāo)準(zhǔn)足球場,。比表面積大，意味著材料的孔多,；孔多,，能吸附的氣體也就多，因此,，人們也管MOF叫分子海綿,，用它來儲存氣體。
這一次,，王博用他研究了13年的MOF對付PM2.5,。
PM2.5成分復(fù)雜，它實際上是一種氣溶膠,，含有液體,、揮發(fā)性有機化合物（VOC），以及固體,，這恰好給了新型的MOF膜（MOFilter）發(fā)揮作用的機會,。王博團隊研發(fā)的這種新型材料，會先用MOFilter的自身靜電荷捕捉PM2.5,，堿性官能團將助攻液體分子及VOC掉進孔洞,。這樣一來，留在材料表面的,，就是失去了“隊友”的PM2.5中的固體,，拿水即可清理。
北京理工大學(xué)良鄉(xiāng)校區(qū)王博團隊實驗室的一扇紗窗上,，就“長”著這層特殊的膜,。它透氣也透光，用了一年多了,，仍有上佳的過濾表現(xiàn),。
都是命運最好的安排
用MOF過濾PM2.5，其實來自妻子的提議,。她對王博說,，孩子老咳嗽,，能不能研究下怎么凈化霧霾？
不過,，這并不是一段用“靈光乍現(xiàn)”可以概括的科研經(jīng)歷,。
回首自己的學(xué)術(shù)之路，王博文藝了一把：一切都是命運最好的安排,。
他曾想當(dāng)詩人,，后來想當(dāng)物理學(xué)家。誤打誤撞被保送進北大化學(xué)與分子工程學(xué)院后,，他還一門心思想著轉(zhuǎn)系,，直到他終于在實驗室發(fā)現(xiàn)了化學(xué)之美。
“我曾經(jīng)最討厭英語和化學(xué),。誰能想到呢,，現(xiàn)在是要說著英語做化學(xué)?！?nbsp;王博笑著說,。
2004年，王博從北京大學(xué)化學(xué)專業(yè)本科畢業(yè),，就跟了MOF領(lǐng)域的大牛Omar M. Yaghi做研究,。碩士期間，導(dǎo)師給王博的任務(wù)就是——用MOF材料,，將空氣中的二氧化碳篩分出來,。
他做到了。
導(dǎo)師給予盛贊：王博在創(chuàng)造歷史,，他是個天才,。因為這些評價，碩士畢業(yè)本打算去往工業(yè)界的王博,，“熱血沸騰”,，決定繼續(xù)攀學(xué)術(shù)的高峰。
從某種意義上來說,，Yaghi是位魔鬼導(dǎo)師,。他單身，不過任何節(jié)日,，將全部精力放在學(xué)術(shù)上。王博記得,，有一次自己要過生日,，朋友已訂好了地方開party。當(dāng)天凌晨三點,，導(dǎo)師一個電話過來,，說他有個特別好的想法,，要跟王博討論?！拔艺f,，現(xiàn)在是凌晨三點。導(dǎo)師說：So,？”王博無奈,，跟導(dǎo)師約了白天詳聊。結(jié)果,，他們倆在從早上8點聊到了晚上7點,，“全程沒有吃飯”。
其實,，在選擇Yaghi之前,，王博就已打探到，這位老師以對學(xué)生要求嚴(yán)格著稱,?！爱?dāng)時想，要是念書是去享受的,，干脆別念,。累一點，但值得,?！?/p>
博士提前畢業(yè)，王博打算投身學(xué)術(shù)界,，又被導(dǎo)師拉住,。Yaghi說，一位學(xué)者論文能觸達的范圍有限,?！暗绻愕臇|西能去往工業(yè)界，研究變成產(chǎn)品,，就可以讓每個人的生活好那么一點點,。”
于是,，王博去了工業(yè)界,，參與了MOF材料的大批量生產(chǎn)。不過,，他在工業(yè)界并沒有呆太久,。為了追求更自由的科研，王博還是做起了學(xué)術(shù),，選了北京理工大學(xué),。
但工業(yè)界的經(jīng)歷并沒有浪費,。它提醒王博，在做科研時要考慮性價比,?！氨M量用簡單手段解決復(fù)雜問題。越簡單的方法,，越美,。”王博想法很明確：成本得低,，否則老百姓怎么用,？
王博反復(fù)表示，科研不是“炫技”,，要解決真問題,。
他正在這么做。
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