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王朝教授16年磨一剑:可降解橡胶在广东实现产业突围!


2025-03-26

全球首条千吨级生物基橡胶中试线,2025年便将投产使用。王朝表示:希望今年用我们可降解橡胶生产的鞋子就能够穿到消费者的脚上。做鞋不是科学家的本职,但没有这双鞋,就撕不开产业化的缺口。




羊城晚报3月25日报道,当青山科技奖首次将奖项颁给广东高校科学家时,华南理工大学教授王朝正站在黄埔绿色先进材料技术研究院中试(产品正式投产前的试验)车间里。生物基可降解橡胶这一成果凝结着他和团队近20年的光阴:从博士期间开始参与全球首个生物基弹性体研发,到2025年即将建成全球首条千吨级中试线,从即将量产的可降解鞋底,到破解每年600万吨轮胎磨屑污染的愿景,从实验室专利到大湾区产业集群,王朝及其团队的研究早已走出实验室。生物降解料


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2025年3月初,第四届青山科技奖获奖名单正式揭晓,包括王朝在内的10位绿色低碳领域的青年科学家入选,他们每人将获得税后100万元奖金,用途可自由支配。


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图为王朝教授在第四届生物基与降解材料行业大会上演讲。

从单体开始的“绿色长征”

在王朝教授的办公桌上,摆着一双2022年生产的运动鞋。这双看似普通的运动鞋,鞋底所采用的可降解橡胶,最初竟是源于生活中常见的土豆和玉米。这背后,凝结着科研团队近20年的努力。生料降解料厂家

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这一科研方向的来源,是轮胎等传统橡胶制品带来的磨屑污染,它们渗入土壤、地下水、湖泊和大海里,还有的被鱼类吞食,最终进入人体。曾有学术文章发现在人类婴儿胎盘、人体大脑中存在微塑料。如果能开发出可自然降解的橡胶,磨损的颗粒就不会变成微塑料污染土壤和水源。

我自己在这个领域都做了16年。”王朝表示,2008年的时候,王朝的导师张立群在国际上首次提出了生物基工程弹性体的概念,希望通过土豆、玉米等原材料制备生物橡胶新材料,使其具备应用于工程领域的性能,“当时国内对可再生资源的关注度还不高,老师提出这个想法之后,我们便去攻关这个课题。”

彼时,生物质原料的利用在国内尚处于起步阶段,相关的研究和技术积累几乎为零。王朝团队做出来的第一代产品只有极少的生物质单体能用。在这之后,他们通过不断地配方调整和优化制备出更多种类的橡胶,“大概有近十年的时间我们团队都在做这个工作,一直在实验室里做基础研究。”

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在实验室埋头攻关的过程当中,王朝逐渐意识到了基础研究与市场需求之间的脱钩,开始转变思路逐渐向市场接轨。“比如市场上需要耐油橡胶,我们就根据这样的需求再去构建新的分子结构,怎么把它做得更耐油、更耐低温。”但是,即便已经走过了十年研发之路,成果距离实际投产仍有很长的距离。

“首先是产量上的差距。”提到这个,王朝自己都笑了:“我们实验室生产一次做50克,工厂试生产,一次至少也要几十公斤。按我们的产量,得做两个月才能凑够工厂一次试验的量。如果试验失败,又要重新开始,这样的时间成本是我们无法承受的。”


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这种困境源于实验室制备与工业化生产之间的巨大鸿沟。为此,王朝团队开始攻克从小试到中试的技术难题。他们重新设计反应装置,解决了放大生产过程中搅拌不均、过热等问题,最终建成了年产百吨的中试装置。此后,团队带着调整后的橡胶前往工厂试生产,发现问题后再返回实验室优化配方。经过近百次这样的循环,历时三年多,王朝团队终于将可降解橡胶从实验室带到了消费者的脚上。

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广东大地上的产业跃迁

2023年9月,带着那双可降解橡胶制成的鞋子,王朝教授从北京化工大学南下广州,加入华南理工大学,并出任黄埔绿色先进材料技术研究院执行院长。这双诞生在北京实验室中的鞋,不仅是他行李箱里最“宝贵”的物品,更是连接实验室与产业化的桥梁。

广东制造业发达,坐拥金发科技、万力轮胎等橡胶和新材料领域的龙头企业。选择南下正是看中了广东完善的产业生态,希望借助广东发达的制造业基础和良好的政策环境,联通下游的制造商,加速可降解橡胶应用到千行百业当中。生料降解料批发

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彼时,广东发布了《广东省培育前沿新材料战略性新兴产业集群行动计划(2023-2025年)》,明确了前沿新材料产业的重要地位,并指出这是未来产业发展的制高点。在政策的支持下,黄埔区政府华南理工大学共建黄埔绿色先进材料技术研究院,以“绿色先进材料技术开发”为核心,进行低碳、环保、“卡脖子”等尖端科研技术孵化。

随着研究院的成立,全球首条千吨级生物基橡胶中试线建设迅速推进,2025年便将投产使用。这条产线不仅是产能的突破,更是连接实验室与工厂的“翻译器”——通过它,团队开发的数十种可降解橡胶新品种得以快速验证生产工艺,为下游企业提供定制化解决方案。“希望2025年用我们可降解橡胶生产的鞋子就能够穿到消费者的脚上。”王朝表示:“做鞋不是科学家的本职,但没有这双鞋,就撕不开产业化的缺口。”在他看来,鞋子是可降解橡胶产业化应用的第一个行业,除此之外,如耐油密封圈、儿童橡胶玩具、口香糖、一次性手套甚至是生物医用材料等需要用到橡胶的地方,都是可降解橡胶能够去拓展的领域。

目前最大的愿景是将可降解橡胶应用到轮胎上。”王朝表示,汽车行驶过程中会产生微米级大小的轮胎磨屑,这是PM2.5的重要组成部分。颗粒越小危害越大,这种微米级别的小颗粒进入土壤、河流,最终会通过食物链进入人体,但如果是轮胎用的橡胶是可降解的,其危害性就大大减少了,“这个难度是最高的,因为轮胎对于性能、安全的要求是非常高的,市场验证的周期也是很长的。”而这一愿景一旦实现,轮胎的磨屑污染问题终将被解决。

共同出题:科研与市场的双向奔赴

材料科学的研究从来不是一蹴而就的。从基础理论研究实验室合成性能测试,到中试生产再到最终产业化,每一个阶段都需要大量的时间、精力和资源投入,往往伴随着无数次的失败和重复实验。王朝教授感慨道,“我们所做的生物基可降解橡胶是全球首创的,既没有文献参考,市场上也没有对标的商品,耗费的时间自然非常长。”

这种漫长的研发周期,让王朝深刻认识到产学研结合的重要性。“高校科研与产业需求之间存在着天然的‘翻译鸿沟’。”要让实验室的成果真正落地,“高校老师要多去企业看看,企业也要加强与高校的合作。”

王朝引用其导师张立群的话来对此进一步阐述:“不是企业给高校课题,也不是高校给企业课题,而是双方共同出题、共同答题。”在这种模式下,企业及时反馈工艺要求和市场需求,高校据此优化研究方向,最终实现“共同受益”。他以生物基可降解橡胶研发为例:“如果没有与鞋企的紧密合作,我们可能还在实验室里研究分子结构,难以解决耐穿、舒适、防滑等诸多问题。”

而对于获得青山科技奖,王朝感到十分荣幸。“首届青山科技奖开始申报的时候,就有朋友鼓励我去申报,但当时我正忙于攻关可降解橡胶的产业化难题,没有申报这个奖项。”直到深入了解后,他才发现这个奖项的独特价值:“它不仅响应了国家对于双碳和环保的重大需求,同时也为科研工作者提供了宝贵的支持。”

据了解,“青山科技奖”由美团于2021年发起,是资助青年科学家的公益性奖项。2025年3月初,第四届青山科技奖获奖名单正式揭晓,包括王朝在内的10位绿色低碳领域的青年科学家入选,他们每人将获得税后100万元奖金,用途可自由支配。

“青山科技奖的支持,让我们能够将更多精力投入到科研中。”王朝说。如今,站在新的起点上,他更加坚定了自己的信念:深耕科研成果转化,使其服务于人们的绿色生活。

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