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武汉理工大学博士生领衔突破!反渗透膜核心指标比肩国际顶尖水平
在江岸区黄埔科技园的一处厂房里,加工设备低沉嗡鸣,一卷卷白色膜材料不断下线。它们不是普通的滤芯,而是由我校材料科学与工程学院博士生夏振植领衔研发的高性能反渗透膜。
去年11月,夏振植凭借这项创新技术斩获第十一届“中国青年创青春”大赛(科技创新专项)金奖。如今,项目已从实验室走向生产线,并拿下百万元意向订单,真正实现了“把论文写在产品上”。
“理想状态下,超纯水是不含任何离子的,纯粹由水分子组成。”夏振植说,“水中的离子杂质对精密制造存在隐患,多一分残留,就多一分医疗设备故障、芯片精度下降的风险。”
去除这些离子的难度超乎想象。夏振植打了个生动的比方:“水中的离子就像一颗绿豆掉进浩瀚大海,我们要在高速流动的水中将其捕获,难度非常大。”反渗透膜作为全球最先进的超纯水制备技术,正是攻克这一难题的关键。
然而,高端反渗透膜市场近90%长期被美日企业垄断,高昂成本和技术壁垒严重制约产业发展。2022年,夏振植大二时,导师寇宗魁教授接到斯普莱斯科技(北京)有限公司的迫切需求:研发一款性能媲美国际水准的国产反渗透膜,实现关键技术自主可控。
当时国内主流思路是仿制国外的聚合物膜材料。“大家总是沿着老路走。”夏振植另辟蹊径,在查阅大量文献后向寇宗魁建议,采用孔径可精确调控的金属有机框架(MOF)新材料制备反渗透膜。“这就像定制精准的‘分子筛网’,能选择性拦截不同大小的离子,同时保持水流畅通。”
“夏振植有着超越同龄人的科研敏锐度,善于在传统技术路径外寻找创新突破口。”导师寇宗魁表示,将MOF材料应用在反渗透膜中,这一思路与实验室的研究方向高度吻合。
在团队的支持下,实验室专门购置了测试设备,夏振植与同门师兄弟一起开启了漫长的“试错”之旅。通过反复调配金属和有机配体,他像“搭积木”般尝试合成各种MOF材料。“那一年除了上课就泡在实验室,别人早八晚十,我常常早八晚十二。”
2023年,样品经企业“上机验证”,脱盐率稳定达到99.8%。斯普莱斯技术负责人给予了很高评价,称其性能达到进口产品水平,为实现供应链自主可控提供了重要支撑。团队随即成立武汉市淳净科技有限公司,全力推进技术产业化。
“材料学院每年会给我们提供研发经费,公司注册地就在创业学院孵化器内,免除场地和水电费用,这些支持对初创团队至关重要。”夏振植说,项目落地过程中,学校提供了全方位支持。
2024年,学校推荐他参加“创青春”大赛。夏振植在比赛中与创新同行深入交流,更获得清华大学相关领域教授的指点,极大开阔了视野。“除了拿回金奖,夏振植还同多家本地投资机构取得联系,坚定了科技创新驱动市场的道路。”
2025年,夏振植本科毕业并在本校直博,与团队一起继续奋斗。目前,团队已申请相关专利12项,其中4项获授权,产品已在武汉、北京、无锡等地的十余家企业实地试用,并逐步拓展至医疗透析等民生领域。武汉某环保企业技术负责人透露,长达半年的试用数据显示,其产品过滤性能稳定,成本优势明显,市场前景可观。
创新的脚步还未停下。眼下,夏振植正在全力研发新一代高性能复合反渗透膜。“核心指标已有成果,但生产成本还相对较高,产品使用寿命约为2年,对于大规模工业生产使用来说有待提升。”夏振植透露,团队正在搭建的吨级定制化MOF产线,是国内首条实现定制化生产的同类产线,建成后将提升产量、降低成本。
“在武汉求学创业这些年,从导师指导、学校支持到城市创新氛围,这些实实在在的支撑让我们的创新梦想得以生根发芽,让我们能心无旁骛地专注研发。”夏振植说。
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