2020年10月17日，中國科學院院士，武漢大學化學院教授張俐娜，在武漢逝世，享年80歲。（點擊查看：中國科學院院士張俐娜逝世）迄今為止，已經(jīng)有30位院士離開了我們。

在緬懷前輩科學家的同時，也回顧一下這位武漢大學第一位女院士在高分子物理與天然高分子材料中的突出貢獻。近年來最大貢獻無疑是“敲開了纖維素材料工業(yè)的大門”。

張俐娜 院士

敲開了纖維素材料工業(yè)的大門

張俐娜院士團隊創(chuàng)建的“綠色”溶劑低溫溶解的新理論和技術是可再生資源材料領域的重大突破，是一個實驗室基礎研究到工業(yè)化試驗的神話般故事。這種由堿和尿素組成的混合水溶液不揮發(fā)、無毒、對環(huán)境無污染，而且它成本低、溶解快速，這種溶劑在纖維素技術中有巨大的潛力。這是國際上對張俐娜及其團隊的評價。

  用尿素、氫氧化鈉和水作為溶劑，預冷至-12℃，將極難溶解的纖維素放進去，2分鐘便化為粘液。武漢大學化學學院教授張俐娜帶領的研究團隊通過開發(fā)這種“神奇而又簡單”的水溶劑體系，敲開了纖維素科學基礎研究通往纖維素材料工業(yè)的大門，也捧回了國際上纖維素與可再生資源材料領域的最高獎。

變廢為寶，“綠色”溶劑顯身手
      一直致力于生物質(zhì)資源天然高分子材料科學基礎和應用研究的張俐娜帶領她的團隊突破了用有機溶劑加熱溶解的傳統(tǒng)方法，提出一種水體系低溫溶解高分子的“綠色”方法和新概念，將棉短絨、蔗渣、蝦殼、蟹殼等農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袑嵱脙r值的新材料。通過這種方法，廢棄物可以變身為舒適的面料、可降解的薄膜、日用品和生物醫(yī)學材料等。
      據(jù)張俐娜院士介紹，我國目前生產(chǎn)人造絲和玻璃紙使用的粘膠法需要大量使用二硫化碳，這給環(huán)境造成了嚴重的污染。團隊發(fā)明了一種新的纖維素溶劑-7%氫氧化鈉（NaOH）/12%尿素水溶液。該溶劑冷卻到-12℃時，能迅速溶解纖維素（其分子量在1.2×  105以下），溶解時間僅需2分鐘，達到纖維素歷史上最快的溶解速度。他們用實驗證明，NaOH水合物很容易與纖維素形成氫鍵而直接連結(jié)到纖維素分子鏈上，形成以尿素為主體包合纖維素-NaOH客體的蠕蟲狀包合物。這種由氫鍵驅(qū)動的大分子和溶劑之間自組裝形成的復合物在低溫下處于高度穩(wěn)定狀態(tài)。由此得出，纖維素在低溫下溶解是由溶劑小分子（氫氧化鈉、尿素、水）和纖維素大分子之間動態(tài)自組裝引起，這不僅拓寬了高分子溶解理論，而且提出了低溫溶解的新概念。在水體系中，低溫溶解無任何化學物質(zhì)揮發(fā)，因此這是清潔的生產(chǎn)過程。
 

曾被評價 “最容易工業(yè)化生產(chǎn)的技術”，工業(yè)化試驗后推向市場

關于低溫溶解技術的大范圍應用，第二屆國際纖維素會議主席、日本東京大學教授S. Kuga曾評價它為“最容易工業(yè)化生產(chǎn)的技術”。低溫溶解后的纖維素溶液如何得到更好的應用？這恐怕是企業(yè)最為關注的話題。張俐娜和她的團隊也就其實用性展開了深入研究，新型纖維素絲、纖維素膜、纖維素磁性材料、纖維素水凝膠的研發(fā)成功，為纖維素科學的基礎研究走上材料工業(yè)化道路打下了堅實的基礎。據(jù)悉，纖維素低溫溶解技術正在進行工業(yè)化試驗，其中，湖北化纖集團有限公司已經(jīng)將纖維素溶液紡出長絲，隨后他們與江蘇海安申菱電器公司合作取得了該項目的初步工業(yè)化試驗成果。

（部分整合：央視新聞、中國聚合物網(wǎng)）

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