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【奋进的重庆 我们的“十四五”】空气榨水术:探访诺奖MOF材料的好身手

随着2025年诺贝尔化学奖花落MOF材料,这一具有极强应用价值的前沿材料走进公众视野。鲜为人知的是,在诺奖获得者奥马尔·M·亚吉教授的参与下,这一顶尖科学成果已在重庆实现从实验室走向生产线的全面突破。主持人看新重庆工作室特别策划 “奋进的重庆 我们的‘十四五’”,先跟随主持人,去用空气榨一杯白开水。

第1眼TV主持人李嘉博:“一夜之间,‘MOF’这个词随着诺贝尔化学奖火遍了全球。它到底是什么?离我们有多远?比如,我刚刚喝的这杯水,就有它的功劳。这个取水机的神奇之处在于,它出水,却不“见”水源。打开这个取水机,在这个滤芯的背后有一个密封的储水箱,这储水箱里的水源可不是我们人为加进去的,而是这台机器从空气当中源源不断‘榨’出来的。”

理工清科(重庆)先进材料研究院院长丁佰锁:“这个秘密其实就都在我手里拿的这个MOF材料的粉末里,这 MOF材料全称叫金属有机骨架材料。一个颗粒,做一个比喻,它就像一栋大楼,(里面)有很多密密麻麻的小房间,这些房间就是由金属离子和有机链条来搭建形成的,一克材料如果展开的话,它的比表面积可以像一个足球场那么大。这个特征就为它吸附各种各样的分子提供了一个物理基础,我们同时也可以像装修设计师一样,来定制这个里面的孔道、大小、尺寸、化学结构,想让什么分子进来就让什么分子进来。”

理工清科(重庆)先进材料研究院院长丁佰锁:“比如我们在空气取水机里用的这款MOF,就设计了一个特殊的亲水通道。它能够优先把空气里面的水分子给捕获并存储在这个孔道里,再通过这个低温加热的方式,四十几摄氏度的温度就可以,把这里面的水变成一个饱和水蒸气,然后再通过我们的冷凝模块,变成了液态的水,经过过滤以后就变成可以直接饮用的纯净水了。不到一公斤的材料,在干燥的环境下,每天大概可以产15到20升的水。”

第1眼TV主持人李嘉博:“在比如说沙漠这种干旱地区,缺水问题就可以得到很好的解决了,是吗?”

理工清科(重庆)先进材料研究院院长丁佰锁:“目前我们已经在北京、东极岛、内蒙古进行了一些试用,后续我们也将在更干旱的沙漠地区来拓展更多的应用场景。”

目前,全球科学家合成出的MOF材料多达10万种。在重庆,MOF材料已经被应用在生物医药、化工能源、半导体等领域,产业化的进程也已经全面铺开,比如,含有MOF材料的陶瓷膜管,就被用在氦气的提纯上。

理工清科(重庆)先进材料研究院院长丁佰锁:“氦气是核磁共振、粒子对撞,还有航天火箭的一个重要的战略资源。中国传统上大部分的氦气都依赖进口,MOF材料的出现能让整个氦气的提纯变得更加经济可行。重庆的这一突破具有极强的战略意义。”

理工清科(重庆)先进材料研究院院长丁佰锁:“这次获得诺贝尔奖化学奖之一的奥马尔·M·亚吉教授是我们研究院的科学顾问,他一直非常关注我们在重庆的产业化进展。诺奖让更多的人了解认识到了这个神奇的MOF材料,我们研究院,是国内首个实现MOF材料吨级生产的平台。未来我相信在丰富的产业资源的支持之下,奥马尔·M·亚吉教授很多的前沿构想,能够更好地惠及每一个人,来改变我们未来的生活。”

党的二十届四中全会作出部署,要深入实施创新驱动发展战略,以科技创新引领现代化产业建设。正如一粒小小的MOF能够撬动出产业发展的巨大变革,一个个前沿的科创布局,也正在新重庆这片热土,铺展出高质量发展的崭新图景。

(重庆广电-第1眼TV记者 王晓 王洪亮 李臻 李嘉博 王嘉川 特约记者 夏雷 严文霜)

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